CN101920386B - 等离子割炬的自动坡口切割装置 - Google Patents

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本发明涉及一种等离子割炬的自动坡口切割装置，包括机架(1)、割炬回转机构、割炬摆角机构、同步带轮传动机构、连杆机构和割炬(27)；所述割炬回转机构包括割炬回转电机(2)、齿轮(4)、齿圈(5)、转台轴承(6)、回转支架(7)和传动支架(8)；所述割炬摆角机构包括割炬摆角电机(9)、联轴器(10)、滚珠丝杆运动副(11)、传递环(12)、导轨副(13)和行程开关(14)；所述同步带轮传动机构包括第一同步带机构、直线导轨副(16)、滚轮(15)和第二同步带机构；所述割炬(27)垂直安装在所述第三摆杆(25)上。本发明的结构紧凑，重量轻，可靠性好，成本低，编程简单的等离子割炬的自动坡口切割装置。

Description

等离子割炬的自动坡口切割装置
(一)技术领域
本发明涉及一种切割装置，特别涉及一种绕Z轴无限回转等离子割炬的自动坡口切割装置。
(二)背景技术
坡口切割装置是火焰、等离子切割机构的关键部件，而坡口切割装置的关键是使割炬绕一固定点在一定角度的圆锥面上回转，从而保证钢板直线或曲线的坡口切割。通常钢板所在平面为XY平面，割炬应在轴线垂直于XY平面、平行于Z轴的的圆锥面上回转作坡口切割运动。所以无论是火焰切割还是等离子切割，关键是设计可以无限回转的切割装置。现有的坡口切割装置形式有：
1、割炬绕Z轴旋转，其摆角电机及减速器都是固定在回转支架上，结构庞大，重量大，尤其是摆角电机的电信号与动力传输由碳刷与导电环完成，可靠性差。
2、割炬绕X、Y轴摆动。割炬本身无旋转运动，这种机构以割炬绕X、Y轴来合成割炬绕Z轴旋转的回转头。因此需要价格昂贵的多轴联动数控系统支持。编程也相应复杂。
(三)发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种结构紧凑，重量轻，可靠性好，成本低，编程简单的等离子割炬的自动坡口切割装置。
本发明的目的是这样实现的：一种等离子割炬的自动坡口切割装置，其特征在于所述装置包括机架、割炬回转机构、割炬摆角机构、同步带轮传动机构、连杆机构和割炬；
所述割炬回转机构包括割炬回转电机、齿轮、齿圈、转台轴承、回转支架和传动支架，割炬回转电机固定于机架上，割炬回转电机与齿轮相连，齿轮与齿圈啮合，齿圈安装在转台轴承的内环上端面，转台轴承的外环固定于机架上，回转支架固定于转台轴承的内环下端面，传动支架固定在齿圈上；
所述割炬摆角机构包括割炬摆角电机、联轴器、滚珠丝杆运动副、传递环、导轨副和行程开关，割炬摆角电机固定于机架上，割炬摆角电机与滚珠丝杆运动副相连，滚珠丝杆运动副的螺母固定于传递环上，传递环与导轨副的滑块相连，导轨副的导轨固定于机架上，行程开关有两件，上下各一件，分别安装于导轨副的导轨的上、下两边；
所述同步带轮传动机构包括第一同步带机构、直线导轨副、滚轮和第二同步带机构，第一同步带机构和直线导轨副安装在传动支架上，第一同步带机构包括同步带轮Ⅰ、同步带轮Ⅱ和第一同步带，直线导轨副的滑块上固定两个可在传递环上无间隙滚动的滚轮，所述第二同步带机构包括同步带轮Ⅲ、同步带轮Ⅳ和第二同步带，同步带轮Ⅲ与所述同步带轮Ⅱ同轴安装；
所述连杆机构安装于回转支架的正面，包括第一摆杆、连杆、第二摆杆和第三摆杆，连杆有两件，第一摆杆一端与所述同步带轮Ⅳ同轴安装，第一摆杆的另一端分别与两连杆的一端铰接，两连杆的另一端分别与第三摆杆的两端铰接，两连杆的中间与第二摆杆的一端铰接，第二摆杆的另一端与回转支架铰接；
所述割炬垂直安装在所述第三摆杆上。
本发明等离子割炬的自动坡口切割装置，所述割炬顶点置于割炬的摆动轴心线与所述转台轴承的回转轴线的交点上。
本发明的有益效果是：
本发明等离子割炬的自动坡口切割装置通过将割炬回转电机和割炬摆角电机均固定于机架上，具有结构紧凑，刚性好，重量轻，可靠性好，成本低以及编程也相应简单等特点。
(四)附图说明
图1为本发明等离子割炬的自动坡口切割装置的侧面结构示意图。
图2为图1的A向视图。
图3为本发明的割炬运动状态一示意图。
图4为本发明的割炬运动状态二示意图。
图中附图标记：
机架1、割炬回转电机2、减速器3、齿轮4、齿圈5、转台轴承6、回转支架7、传动支架8、割炬摆角电机9、联轴器10、滚珠丝杆运动副11、传递环12、导轨副13、行程开关14、滚轮15、直线导轨副16、同步带轮Ⅰ17、第一同步带18、同步带轮Ⅱ19、同步带轮Ⅲ20、同步带轮Ⅳ21、第一摆杆22、连杆23、第二摆杆24、第三摆杆25、第二同步带26、割炬27；
轴心线O、轴心线O1、轴心线O2、交点A。
(五)具体实施方式
参见图1，图1为本发明等离子割炬的自动坡口切割装置的总体结构示意图。由图1可以看出，本发明等离子割炬的自动坡口切割装置，主要由机架1、割炬回转机构、割炬摆角机构、同步带轮传动机构、连杆机构和割炬27组成。
所述割炬回转机构包括割炬回转电机2、减速器3、齿轮4、齿圈5、转台轴承6、回转支架7和传动支架8，割炬回转电机2固定于机架1上，割炬回转电机2与减速器3相连，齿轮4安装在减速器3输出端，齿轮4与齿圈5啮合，割炬回转电机2通过减速器3及齿轮4驱动齿圈5回转；齿圈5安装在转台轴承6的内环上端面，转台轴承6的外环固定于机架1上。回转支架7固定于转台轴承6的内环下端面，传动支架8固定在齿圈5上。因此回转支架7及传动支架8与齿圈5同步回转。
所述割炬摆角机构包括割炬摆角电机9、联轴器10、滚珠丝杆运动副11、传递环12、导轨副13和行程开关14，割炬摆角电机9固定于机架1上，割炬摆角电机9通过联轴器10与滚珠丝杆运动副11的丝杆相连，滚珠丝杆运动副11的螺母固定于传递环12上，传递环12与导轨副13的滑块相连，导轨副13的导轨固定于机架1上。行程开关14有两件，上下各一件，分别安装于导轨副13的导轨的上、下两边。割炬摆角电机9经联轴器10驱动滚珠丝杆运动副11的丝杆回转，传递环12可沿导轨副13的直线导轨上下运动，而不能转动；割炬摆角电机9的回转经滚珠丝杆驱动传递环12上下运动。运动范围有电气软件及行程开关14双重保险。
所述同步带轮传动机构包括第一同步带机构、直线导轨副16、滚轮15和第二同步带机构，第一同步带机构和直线导轨副16安装在传动支架8上，第一同步带机构包括同步带轮Ⅰ17、同步带轮Ⅱ19和第一同步带18，直线导轨副16的滑块上固定两个可在传递环12上无间隙滚动的滚轮15，滚轮12的上下运动驱动第一同步带18运动。第一同步带18的运动驱动同步带轮Ⅰ17、同步带轮Ⅱ19的回转。因此滚轮15将随传递环12上下运动，同时也随传动支架8一同回转。所述第二同步带机构包括同步带轮Ⅲ20、同步带轮Ⅳ21和第二同步带26，同步带轮Ⅲ20与所述同步带轮Ⅱ19同轴安装同步转动。同步带轮Ⅲ20经第二同步带26驱动同步带轮Ⅳ21转动。
所述连杆机构安装于回转支架7的正面，包括第一摆杆22、连杆23、第二摆杆24和第三摆杆25，连杆23有两件，第一摆杆22一端与所述同步带轮Ⅳ21同轴安装同步转动，该轴的轴心线为轴心线O2，第一摆杆22的另一端分别与两连杆23的一端铰接，两连杆23的另一端分别与第三摆杆25的两端铰接，两连杆23的中间与第二摆杆24的一端铰接，第二摆杆24的另一端通过转轴与回转支架7铰接，该转轴的轴心线为轴心线O1。第一摆杆22与同步带轮Ⅳ21相对固定，可绕轴心线O2同步摆动。第二摆杆24绕轴心线O1摆动，第三摆杆25绕轴心线O摆动。
所述割炬27垂直安装在所述第三摆杆25上，其摆动轴心线为轴心线O，所述轴心线O与所述转台轴承6的回转轴线的交点为交点A。割炬27顶点始终在所述交点A上。如图3和图4所示。割炬内部安装有防撞装置、初始定位检测装置以及割炬管线的防绞轴承。
通过上述机构实现割炬绕一固定点(交点A)摆动，且可绕Z轴无限回转，完成坡口切割。

Claims (2)

1.一种等离子割炬的自动坡口切割装置，其特征在于所述装置包括机架(1)、割炬回转机构、割炬摆角机构、同步带轮传动机构、连杆机构和割炬(27)；
所述割炬回转机构包括割炬回转电机(2)、齿轮(4)、齿圈(5)、转台轴承(6)、回转支架(7)和传动支架(8)，割炬回转电机(2)固定于机架(1)上，割炬回转电机(2)与齿轮(4)相连，齿轮(4)与齿圈(5)啮合，齿圈(5)安装在转台轴承(6)的内环上端面，转台轴承(6)的外环固定于机架(1)上，回转支架(7)固定于转台轴承(6)的内环下端面，传动支架(8)固定在齿圈(5)上；
所述割炬摆角机构包括割炬摆角电机(9)、联轴器(10)、滚珠丝杆运动副(11)、传递环(12)、导轨副(13)和行程开关(14)，割炬摆角电机(9)固定于机架(1)上，割炬摆角电机(9)与滚珠丝杆运动副(11)相连，滚珠丝杆运动副(11)的螺母固定于传递环(12)上，传递环(12)与导轨副(13)的滑块相连，导轨副(13)的导轨固定于机架(1)上，行程开关(14)有两件，上下各一件，分别安装于导轨副(13)的导轨的上、下两边；
所述同步带轮传动机构包括第一同步带机构、直线导轨副(16)、滚轮(15)和第二同步带机构，第一同步带机构和直线导轨副(16)安装在传动支架(8)上，第一同步带机构包括同步带轮Ⅰ(17)、同步带轮Ⅱ(19)和第一同步带(18)，直线导轨副(16)的滑块上固定两个可在传递环(12)上无间隙滚动的滚轮(15)，所述第二同步带机构包括同步带轮Ⅲ(20)、同步带轮Ⅳ(21)和第二同步带(26)，同步带轮Ⅲ(20)与所述同步带轮Ⅱ(19)同轴安装；所述连杆机构安装于回转支架(7)的正面，包括第一摆杆(22)、连杆(23)、第二摆杆(24)和第三摆杆(25)，连杆(23)有两件，第一摆杆(22)一端与所述同步带轮Ⅳ(21)同轴安装，第一摆杆(22)的另一端分别与两连杆(23)的一端铰接，两连杆(23)的另一端分别与第三摆杆(25)的两端铰接，两连杆(23)的中间与第二摆杆(24)的一端铰接，第二摆杆(24)的另一端与回转支架(7)铰接；所述割炬(27)垂直安装在所述第三摆杆(25)上。
2.根据权利要求1所述的一种等离子割炬的自动坡口切割装置，其特征在于所述割炬(27)顶点置于割炬的摆动轴心线与所述转台轴承的回转轴线的交点上。
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