CN102615379A - 一种数控旋转式平板工件坡口切割机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种数控旋转式平板工件坡口切割机，包括在坡口切割机基座的中间位置固定工件旋转盘动力传动装置，所述工件旋转盘动力传动装置上安装有用于支撑平板工件并带动所述工件旋转的工件旋转盘，还包括割炬，所述割炬能够实现三个方向，即纵向、横向和垂直方向上的运动，但不发生旋转运动；还包括熔渣导流板，熔渣收集车和除尘装置，由于采用了工件旋转式的坡口切割加工方法，可一次完成对任意曲线轮廓工件的坡口切割加工，实现不同厚度工件的坡口切割加工，实现工件不同坡口角度的切割加工。

Description

一种数控旋转式平板工件坡口切割机

技术领域

本发明涉及一种数控加工设备，尤其涉及一种数控旋转式平板工件坡口切割机及平板工件坡口切割方法。

背景技术

现有技术中的平板工件坡口的切割方法是：被切割加工的平板工件不动，数控切割设备的割炬沿工件的曲线轮廓运动，并不断绕垂直于平板工件轴的方向旋转从而完成工件的坡口切割加工。然而现有技术包含以下缺点：

1、连续切割平板工件一周的坡口时，切割过程中切割设备的割炬需要沿同一个方向旋转360度，造成连接割炬的气带或线缆的不断缠绕，减少了切割设备的使用寿命；

2、由于坡口切割过程中切割设备的割炬不断进行旋转，割炬的切割方向不固定，所产生的大量废渣及粉尘向四周飞溅，特别是等离子切割时的粉尘极大，造成除尘难，废渣收集难，环境污染非常严重。

发明内容

为了解决上述现有技术的不足和节省开发成本，本发明提出了一种数控旋转式平板工件坡口切割机及平板工件坡口切割方法，其改变了平板工件静止不动，数控切割设备割炬沿工件的曲线轮廓运动并旋转的传统切割坡口的加工方法，而采用割炬的切割方向固定，结合平板工件旋转的方法进行数控坡口切割加工，从而提高切割设备的使用寿命，减少对环境的污染。具体地，本发明采用以下技术方案：

方案一：一种数控旋转式平板工件坡口切割机，包括：

基座，所述基座的中间位置固定有工件旋转盘动力传动装置，所述工件旋转盘动力传动装置上安装有用于支撑平板工件并带动所述工件旋转的工件旋转盘，所述基座的一端安装有纵向滑板，另一端平行地安装有纵向副滑板，所述纵向滑板和纵向副滑板在割炬纵向运动机构的引导下纵向运动，其中所述割炬纵向运动机构由割炬纵向驱动装置所驱动；

还包括横向地连接所述纵向滑板和纵向副滑板并跟随它们一起纵向运动的横梁，横向滑板可滑动地支撑在所述横梁上，横向滑板上支撑有割炬垂直运动机构，所述割炬垂直运动机构的下方连接有割炬摆角装置，所述割炬可调整角度地固定在所述割炬摆角装置上并通过所述割炬垂直运动机构实现在垂直方向上的运动，所述横向滑板在设置在所述横梁上的割炬横向运动机构的引导下横向运动，所述割炬横向驱动装置固定在所述横梁上驱动所述割炬横向运动机构；

还包括熔渣导流板，熔渣收集车和除尘装置，所述熔渣导流板用螺栓固定在所述基座上，所述熔渣导流板设置在割炬所指向的方向的一侧，并位于平板工件的下方，所述熔渣导流板与所述熔渣收集车搭接，所述熔渣收集车设置在所述基座的下方，在所述熔渣收集车底板上有熔渣收集车导向块，在所述基座上装有切割熔渣收集车导向槽，导向块和导向槽相互配合用于对熔渣收集车清理时推进和拉出时的导向，所述基座上还装有切割熔渣收集车定位块。

方案二：如方案1所述的数控旋转式平板工件坡口切割机，进一步包括割炬管线布置装置，其包括：纵向运动管线拖链，横向运动管线拖链，横向运动管线拖链支架；所述纵向运动管线拖链的一端固定在所述基座上，另一端固定在所述纵向滑板上；所述横向运动管线拖链的一端固定在所述横梁上，另一端固定在所述横向运动管线拖链支架上，所述横向运动管线拖链支架与所述横向滑板相连，所述割炬所用的管线自所述纵向运动管线拖链出来，沿着所述纵向滑板进入所述横向运动管线拖链，从所述横向运动管线拖链出来，固定在所述运动管线拖链支架上再与割炬联接。

方案三：一种悬臂台式数控旋转式平板工件坡口切割机，包括：

基座，所述基座的中间位置固定有工件旋转盘动力传动装置，所述工件旋转盘动力传动装置上安装有用于支撑平板工件并带动所述工件旋转的工件旋转盘，在所述基座的一端安装有纵向滑板，所述纵向滑板在割炬纵向运动机构的引导下纵向运动，其中所述割炬纵向运动机构由割炬纵向驱动装置所驱动；还包括横向地连接到所述纵向滑板并跟随其一起运动的横梁，横向滑板可滑动地支撑在所述横梁上，所述横向滑板上支撑有割炬垂直运动机构，割炬垂直运动机构的下方连接有割炬摆角装置，割炬可调整角度地固定在所述割炬摆角装置上并通过所述割炬垂直运动机构实现在垂直方向上的运动，所述横向滑板在设置在横梁上的割炬横向运动机构的引导下横向运动，割炬横向驱动装置固定在横梁上用于驱动所述割炬横向运动机构；

还包括，熔渣导流板，熔渣收集车和除尘装置，其中所述熔渣导流板用螺栓固定在所述基座上，并设置在所述割炬所指向的方向的一侧，位于平板工件的下方，所述熔渣导流板与熔渣收集车相搭接；所述除尘装置设置在所述熔渣收集车旁，以吸收坡口切割产生的烟尘。

方案四：一种数控旋转式平板工件坡口切割机，其由龙门式平板数控切割机与工件旋转盘动力传动装置和工件旋转盘组合而成，其中所述龙门式平板数控切割机包括：基础梁，纵向导轨设置在基础梁上，主滑座和副滑座在纵向驱动装置的驱动下在纵向导轨上纵向运动，横梁设置在主滑座和副滑座上，跟随它们一起纵向运动，割炬垂直运动机构可滑动地支撑在横梁上，割炬垂直运动机构的下方连接有割炬摆角装置，割炬可调整角度地固定在所述割炬摆角装置上并通过所述割炬垂直运动机构实现在垂直方向上的运动，所述割炬垂直运动机构与割炬在安装在横梁上的割炬横向驱动装置的驱动下沿着横梁横向移动，在所述割炬垂直运动装置上还设置了工件定位装置，用于工件的定位；还包括分体设置在所述龙门式平板数控切割机一端的工件旋转盘动力传动装置和工件旋转盘，熔渣收集车布置在工件旋转盘的下方，除尘装置设置在熔渣收集车的外侧，数控系统设置在除尘装置的后方。

方案五：如方案1-4任意一项所述的数控旋转式平板工件坡口切割机，其中所述的工件旋转盘动力传动装置和工件旋转盘的结构如下：

在所述工件旋转盘上部安装有多个支撑顶尖，所述支撑顶尖的尖部支撑工件，所述工件旋转盘下方装有旋转盘轴，所述旋转盘轴上装了齿轮传动副中的大齿轮，而所述齿轮传动副中的小齿轮安装在减速机的输出轴上，所述减速机安装在齿轮侧隙调整装置上，旋转盘驱动电机安装在所述减速机的输入端，所述旋转盘驱动电机驱动所述工件旋转盘旋转。所述旋转盘轴的一端装有开关碰块，当所述开关碰块与定位开关接合时，完成对工件旋转盘的定位作用。

方案六：本发明还提供了一种数控旋转式平板工件坡口切割方法，包括：

将平板工件放置在坡口切割机的工件旋转盘上，所述工件旋转盘由工件旋转盘动力传动装置驱动；

利用固定在切割机横梁上的工件定位装置对平板工件进行定位，并采集定位信息，数控系统根据所述定位信息控制割炬在纵向、横向和垂直方向上的运动，其中所述割炬的横向运动由横向滑板引导，所述割炬的纵向运动由纵向滑板引导，所述割炬的垂直运动由固定在所述横向滑板上的割炬垂直运动机构引导，所述横梁固定在所述纵向滑板上，所述横向滑板可滑动地固定在所述横梁上；

根据平板工件坡口的设计角度调整割炬的倾斜角度并固定；

数控系统收集所述平板工件和割炬的定位信息，在确认所述平板工件和割炬的定位、割炬角度的调整完毕后，启动工件旋转盘动力传动装置以驱动平板工件旋转，并根据预定加工图形控制所述割炬的运动以及所述工件旋转盘的转动，从而完成对任意曲线轮廓工件的坡口切割，在切割过程中所述割炬无需绕垂直于平板工件轴的方向进行旋转；

除尘，所述数控系统控制所述割炬进行切割的同时，开启除尘装置进行除尘；

除熔渣，切割过程中产生的熔渣通过固定在所述割炬所指向的方向一侧的、并位于所述平板工件下方的熔渣导流板滑落到与所述熔渣导流板搭接的熔渣收集车中，切割完成后，将所述熔渣收集车从所述基座上的切割熔渣收集车导向槽推出，所述熔渣收集车上设置了导向块和所述导向槽相互配合以便于所述熔渣收集车的推进与推出，所述熔渣导流板和熔渣收集车与所述除尘装置位于所述工件旋转盘的同一侧。

方案七：特别地，根据上述方案的数控旋转式平板工件坡口切割方法，一步包括对所述割炬的管线进行如下布置：将所述割炬所用的管线自纵向运动管线拖链出来，沿着所述纵向滑板进入横向运动管线拖链，再从所述横向运动管线拖链出来，然后固定在运动管线拖链支架上，最后再与割炬联接，其中所述纵向运动管线拖链的一端固定在所述基座上，另一端固定在所述纵向滑板上；所述横向运动管线拖链的一端固定在所述横梁上，另一端固定在所述横向运动管线拖链支架上，所述横向运动管线拖链支架与所述横向滑板相连。

方案八：特别地，根据上述方案5或6所述的数控旋转式平板工件坡口切割方法，进一步包括在所述工件旋转盘上部设置多个支撑顶尖用于支撑所述平板工件，所述数控系统对上述工件旋转盘动力传动装置进行如下控制：控制开关碰块与定位开关接合以完成所述工件旋转盘的定位；启动减速机，所述减速机进一步通过其上的小齿轮驱动旋转轴盘轴的大齿轮，进而驱动工件旋转盘旋转，所述减速机安装在齿轮侧隙调整装置上。

本发明的有益效果是：由于采用了工件旋转式的坡口切割加工方法，可一次完成对任意曲线轮廓工件的坡口切割加工；可实现不同厚度工件的坡口切割加工；可实现工件不同坡口角度的切割加工。彻底解决了割炬连接气带或线缆的缠绕问题，增加了数控坡口切割设备的使用寿命；同时由于本专利将割炬的切割方向固定，切割工件坡口所产生的大量废渣及粉尘的飞溅方向固定，仅需在一个方向加装除尘装置，废渣及粉尘的收集容易实现，充分满足了工厂的环保要求，实现了对操作工人的劳动保护。由于采用工件顶尖支撑工件，工件旋转稳定，装卸工件方便，节省时间。

附图说明

图1是本发明第一实施例的数控旋转式平板工件坡口切割机的正视图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1的左视图；

图4是图1中的局部放大图；

图1-4是本发明的第一实施例，其中附图标记为：

1、基座，2、熔渣导流板，3、工件旋转盘动力传动装置，4、工件旋转盘，5、割炬摆角装置，6、割炬，7、割炬垂直运动机构，8、工件定位装置，9、割炬横向运动机构，10、横梁，11、割炬横向驱动装置，12、纵向滑板，13、割炬纵向运动机构，14、纵向运动管线拖链，15、熔渣收集车，16、除尘装置，17、横向滑板，18、横向运动管线拖链支架，19、横向运动管线拖链，20、割炬纵向驱动装置，21、数控系统，22、纵向副滑板，23、熔渣收集车定位块，24、熔渣收集车导向块，25、熔渣收集车导向槽。

图5是本发明的工件旋转盘动力传动装置3和工件旋转盘4结构示意图，其中的附图标记为：

1、基座，3、工件旋转盘动力传动装置，4、工件旋转盘，19、旋转盘轴，20、支撑顶尖，21、齿轮传动副，22、齿轮侧隙调整装置，23、减速机、24、旋转盘驱动电机，25、定位开关，26、开关碰块。

图6是本发明第二实施例的数控旋转式平板工件坡口切割机的正视图；

图7是图6的俯视图；

其中图6和7中的附图标记为：

1、基座，2、熔渣导流板，3、工件旋转盘动力传动装置，4、工件旋转盘，5、割炬摆角装置，6、割炬，7、割炬垂直运动机构，8、工件定位装置，9、割炬横向运动机构，10、横梁，11、割炬横向驱动装置，12、纵向滑板，13、割炬纵向运动机构，14、熔渣收集车，15、除尘装置，16、横向滑板，17、数控系统，18、割炬纵向驱动装置。

图8是本发明第三实施例的龙门式平板数控切割机加装工件旋转盘动力传动装置3和工件旋转盘4的结构示意图；

图9是图8的右视图；

图10是图8的俯视图；其中图8-10中的附图标记为：

1、基础梁，2、纵向导轨，3、工件旋转盘动力传动装置，4、工件旋转盘，5、割炬摆角装置，6、割炬，7、割炬垂直运动机构，8、割炬纵向驱动装置，9、割炬横向驱动装置，10、主滑座，11、数控系统，12、除尘装置，13、横梁，14、熔渣收集车，15、工件定位装置，16、副滑座，17、切割机料台。

具体实施方式

下面将结合相应的附图对本发明作进一步的描述。

实施例1是一种龙门台式结构的数控旋转式平板工件坡口切割机：

图1-5示出了本发明的第一实施例。如图1所示，其公开了一种数控旋转式平板工件坡口切割机，其包括基座1，在基座1的中间位置固定有工件旋转盘动力传动装置3，其上安装有用于支撑平板工件并带动所述工件旋转的工件旋转盘4。在所述基座1的一端安装有纵向滑板12，另一端平行地安装有纵向副滑板22，所述纵向滑板12和纵向副滑板22在割炬纵向运动机构13的引导下纵向运动，其中所述割炬纵向运动机构13由割炬纵向驱动装置20所驱动。如图3所示，横梁10横向地连接所述纵向滑板12和纵向副滑板22，并跟随它们一起运动。参照图2，横向滑板17可滑动地支撑在所述横梁10上，横向滑板17上支撑有割炬垂直运动机构7，割炬垂直运动机构7的下方连接有割炬摆角装置5，割炬6可调整角度地固定在所述割炬摆角装置5上并通过所述割炬垂直运动机构7实现在垂直方向上的运动，同时当纵向滑板12带动横梁纵向运动时，横向滑板17与割炬6一起纵向运动。横向滑板17在安装在横梁上的割炬横向运动机构9的引导下横向运动，割炬横向驱动装置11固定在横梁10上用于驱动所述割炬横向运动机构9，由此割炬实现了横向运动。如图1所示，在横梁10上还设置了工件定位装置8，用于给平板工件定位。

由于采用了工件旋转的方式，因此本发明中的割炬6不产生旋转运动，从而使得给所述割炬提供燃气的管线不缠绕成为可能。具体地，本发明还提供了一套管线布置装置，参照图1和2，纵向运动管线拖链14的一端固定在基座1上，另一端固定在纵向滑板12上；横向运动管线拖链19的一端固定在横梁10上，另一端固定在横向运动管线拖链支架18上，横向运动管线拖链支架18与横向滑板17相连。

割炬6所用的管线自纵向运动管线拖链14出来，沿着纵向滑板12进入横向运动管线拖链19，从横向运动管线拖链19出来，固定在运动管线拖链支架18上再与割炬6联接，这样就实现了割炬6的管线的合理布置。

另外，由于本发明中的割炬6不产生旋转运动，因此可以方便的收集切割产生的熔渣和烟尘。如图1所示，本发明的熔渣和烟尘收集系统包括熔渣导流板2，熔渣收集车15和除尘装置16。熔渣导流板2用螺栓固定在基座1上，位于工件旋转盘4的右侧、平板工件下方的位置以接收坡口切割产生的熔渣，也就是说，当割炬6的角度和方向固定后，将熔渣导流板2设置在割炬6所指向的方向的一侧，并位于平板工件的下方。熔渣导流板2的右边缘与熔渣收集车15的左边搭接，便于熔渣自由落入熔渣收集车15内；熔渣收集车设置在基座1的下方，在熔渣收集车15底板的右边有切割熔渣收集车导向块24，在基座1装有熔渣收集车导向槽25，导向块24和导向槽25相互配合用于对熔渣收集车清理时推进和拉出时的导向。如图3所示，基座1上装有熔渣收集车定位块23。所产生的烟尘大都集中在割炬6所指向的一侧，因此将除尘装置16设置熔渣导流板2和熔渣收集车15的同一侧，并位于基座1的外侧。所述除尘装置可以是本领域常规的除尘装置。

在本发明中，割炬摆角装置5控制工件的坡口角度，割炬6工作中始终指向同一个方向，例如本实施例中的图1的右侧方向；数控系统21通过控制工件旋转盘4的旋转，使待切割工件旋转，并保证工件切割位置的法线始终指向图1的右侧方向，切割熔渣因此从所述基座的同一侧(在本实施例中为右侧)落入到熔渣导流板和熔渣收集车中，并且所产生的烟尘被除尘装置16除去。

图5示出了本发明的工件旋转盘动力传动装置3和工件旋转盘4结构的放大图。工件旋转盘4上部安装有多个支撑顶尖20，支撑顶尖20的尖部支撑工件，工件旋转盘4下方装有旋转盘轴19，旋转盘轴19上装了齿轮传动副21中的大齿轮，而齿轮传动副21中的小齿轮安装在减速机23的输出轴上，减速机23安装在齿轮侧隙调整装置22上，旋转盘驱动电机24安装在减速机的输入端，所述旋转盘驱动电机24驱动工件旋转盘4旋转。旋转盘轴19的一端装有开关碰块26，当开关碰块与定位开关25接合时，完成对工件旋转盘4的定位作用。

本实施例中的数控系统21中安装有控制系统软件，工件放置在支撑顶尖上之后，控制软件首先控制工件旋转使工件X、Y方向与机床横向与纵向方向一致，并记录工件原点的横向与纵向坐标，然后将工件坐标换算为机床坐标，控制机床运动完成对任意曲线轮廓工件的坡口切割。

实施例2公开了一种悬臂台式结构的数控旋转式平板工件坡口切割机：

参考图6-7，在该实施例中，数控旋转式平板工件坡口切割机包括基座1，在基座1的中间位置固定有工件旋转盘动力传动装置3，其上安装有用于支撑平板工件并带动所述工件旋转的工件旋转盘4。在所述基座1的一端安装有纵向滑板12，所述纵向滑板12在割炬纵向运动机构13的引导下纵向运动，其中所述割炬纵向运动机构13由割炬纵向驱动装置18所驱动，从而实现了割炬6的纵向运动。横梁10横向地连接到所述纵向滑板12，并跟随其一起运动。横向滑板16可滑动地支撑在所述横梁10上，横向滑板16上支撑有割炬垂直运动机构7，割炬垂直运动机构7的下方连接有割炬摆角装置5，割炬6可调整角度地固定在所述割炬摆角装置5上并通过所述割炬垂直运动机构7实现在垂直方向上的运动，同时当纵向滑板12带动横梁纵向运动时，横向滑板16与割炬6一起纵向运动。横向滑板16在设置在横梁上的割炬横向运动机构9的引导下横向运动，割炬横向驱动装置11固定在横梁10上用于驱动所述割炬横向运动机构9，由此割炬6实现了横向运动。

另外，由于本发明中的割炬6不产生旋转运动，因此可以方便的收集切割产生的熔渣和烟尘。如图6所示，本发明的熔渣和烟尘收集系统包括熔渣导流板2，熔渣收集车14和除尘装置15。熔渣导流板2用螺栓固定在基座1上，位于工件旋转盘4的右侧下方的位置以接收坡口切割产生的熔渣，也就是说，当割炬6的角度和方向固定后，将熔渣导流板2设置在割炬6所指向的方向的一侧，并位于平板工件的下方。熔渣导流板的右边缘与熔渣收集车14的左边搭接，便于熔渣自由落入熔渣收集车14内；熔渣收集车14设置在基座1的右侧，除尘装置15设在熔渣收集车14的右侧，以吸收坡口切割产生的烟尘。

特别地，本实施例的熔渣收集车也可以采用实施例1中的方式，与基座1相结合，(参照图4，即在熔渣收集车15底板的右边有熔渣收集车导向块24，在基座1装有熔渣收集车导向槽25，导向块24和导向槽25相互配合用于对熔渣收集车清理时推进和拉出时的导向)。此时可以对基座1的尺寸进行调节，从而确保熔渣收集车14可以插入到基座1的下方。

在本实施例中，割炬摆角装置5控制工件的坡口角度，割炬6工作中始终指向同一个方向，例如本实施例中的图6的右侧方向；数控系统17通过控制工件旋转盘4的旋转，使待切割工件旋转，并保证工件切割位置的法线始终指向图6的右侧方向，切割熔渣因此从所述基座的同一侧(在本实施例中为右侧)落入到熔渣导流板和熔渣收集车中，并且所产生的烟尘被除尘装置15除去。

本实施例中的工件旋转盘动力传动装置3和工件旋转盘4结构如图5所示。工件旋转盘4上部安装有多个支撑顶尖20，支撑顶尖20的尖部支撑工件，工件旋转盘4下方装有旋转盘轴19，旋转盘轴19上装了齿轮传动副21中的大齿轮，而齿轮传动副21中的小齿轮安装在减速机23的输出轴上，减速机23安装在齿轮侧隙调整装置22上，旋转盘驱动电机24安装在减速机的输入端，所述旋转盘驱动电机24驱动工件旋转盘4旋转。旋转盘轴19的一端装有开关碰块26，当开关碰块26与定位开关25接合时，完成对工件旋转盘的定位作用。

本实施例中的数控系统17中安装有控制系统软件，工件放置在支撑顶尖上之后，控制软件首先控制工件旋转使工件X、Y方向与机床横向与纵向方向一致，并记录工件原点的横向与纵向坐标，然后将工件坐标换算为机床坐标，控制机床运动完成对任意曲线轮廓工件的坡口切割。

实施例3是一种组合式数控坡口切割机，为龙门式平板数控切割机加装工件旋转盘动力传动装置3和工件旋转盘4的结构：

由于本发明独特的坡口切割原理，因此本发明可以轻易地实现对各种切割机的改装，使其采用本发明的原理完成对平板工件的切割。

图8示出了一种龙门式平板数控切割机加装工件旋转盘动力传动装置3和工件旋转盘4的结构。其中所述龙门式平板数控切割机包括，基础梁1，纵向导轨2设置在基础梁1上，主滑座10和副滑座16在割炬纵向驱动装置8的驱动下在纵向导轨2上运动，横梁13设置在主滑座10和副滑座16上，跟随它们一起运动。割炬垂直运动机构7可滑动地支撑在横梁13上，割炬垂直运动机构7的下方连接有割炬摆角装置5，割炬6可调整角度地固定在所述割炬摆角装置5上并通过所述割炬垂直运动机构7实现在垂直方向上的运动，同时横梁纵向运动时，割炬垂直运动机构7与割炬6一起纵向运动。割炬垂直运动机构7与割炬6在设置在横梁上的割炬横向驱动装置9的驱动下沿着横梁13横向移动。如图9所示，在所述割炬垂直运动机构7上还设置了工件定位装置15，用于工件的定位。如图8所示，还包括设置在所述龙门式平板数控切割机的工件旋转盘动力传动装置3和工件旋转盘4，熔渣收集车14布置在工件旋转盘4的下方，除尘装置12设置在熔渣收集车14的外侧，数控系统11设置在除尘装置12的后方。

在本实施例中，割炬摆角装置5控制工件的坡口角度，割炬6工作中始终指向同一个方向，例如本实施例中的图9的左侧方向；数控系统11通过控制工件旋转盘4的旋转，使待切割工件旋转，并保证工件切割位置的法线始终指向图9的左侧方向，切割熔渣因此从所述基座的同一侧(在本实施例中为左侧侧)落入到熔渣收集车14中，并且所产生的烟尘被除尘装置12除去。

本实施例中的工件旋转盘动力传动装置3和工件旋转盘4结构如图5所示。工件旋转盘4上部安装有多个支撑顶尖20，支撑顶尖20的尖部支撑工件，工件旋转盘4下方装有旋转盘轴19，旋转盘轴19上装了齿轮传动副21中的大齿轮，而齿轮传动副21中的小齿轮安装在减速机23的输出轴上，减速机23安装在齿轮侧隙调整装置22上，旋转盘驱动电机24安装在减速机的输入端，旋转盘驱动电机24驱动工件旋转盘4旋转。旋转盘轴19的一端装有开关碰块26，当开关碰块26与定位开关25接合时，完成对工件旋转盘的定位作用。

本实施例中的数控系统11中安装有控制系统软件，工件放置在支撑顶尖上之后，控制软件首先控制工件旋转使工件X、Y方向与机床横向与纵向方向一致，并记录工件原点的横向与纵向坐标，然后将工件坐标换算为机床坐标，控制机床运动完成对任意曲线轮廓工件的坡口切割。

以上为本发明优选的三个实施例，在各个实施例中，所述的纵向方向分别是图1，图6，图9中的垂直纸面的方向。所述横向方向为纸面的横向方向，所述垂直方向为纸面的竖直方向。

具体地，本发明的坡口切割方法如下：

将平板工件放置在坡口切割机的工件旋转盘上，所述工件旋转盘由工件旋转盘动力传动装置驱动；

利用固定在切割机横梁上的工件定位装置对平板工件进行定位，并采集定位信息，数控系统根据所述定位信息控制割炬在纵向、横向和垂直方向上的运动，其中所述割炬的横向运动由横向滑板引导，所述割炬的纵向运动由纵向滑板引导，所述割炬的垂直运动由固定在所述横向滑板上的割炬垂直运动机构引导，所述横梁固定在所述纵向滑板上，所述横向滑板可滑动地固定在所述横梁上；

根据平板工件坡口的设计角度调整割炬的倾斜角度并固定；

数控系统收集所述平板工件和割炬的定位信息，在确认所述平板工件和割炬的定位、割炬角度的调整完毕后，启动工件旋转盘动力传动装置以驱动平板工件旋转，并根据预定加工图形控制所述割炬的运动以及所述工件旋转盘的转动，从而完成对任意曲线轮廓工件的坡口切割，在切割过程中所述割炬无需绕垂直于平板工件轴的方向进行旋转；

除尘，所述数控系统控制所述割炬进行切割的同时，开启除尘装置进行除尘；

除熔渣，切割过程中产生的熔渣通过固定在所述割炬所指向的方向一侧的、并位于所述平板工件下方的熔渣导流板滑落到与所述熔渣导流板搭接的熔渣收集车中，切割完成后，将所述熔渣收集车从所述基座上的切割熔渣收集车导向槽推出，所述熔渣收集车上设置了导向块和所述导向槽相互配合以便于所述熔渣收集车的推进与推出，所述熔渣导流板和熔渣收集车与所述除尘装置位于所述工件旋转盘的同一侧。

另外，进一步对所述割炬的管线进行如下布置：将所述割炬所用的管线自纵向运动管线拖链出来，沿着所述纵向滑板进入横向运动管线拖链，再从所述横向运动管线拖链出来，然后固定在运动管线拖链支架上，最后再与割炬联接，其中所述纵向运动管线拖链的一端固定在所述基座上，另一端固定在所述纵向滑板上；所述横向运动管线拖链的一端固定在所述横梁上，另一端固定在所述横向运动管线拖链支架上，所述横向运动管线拖链支架与所述横向滑板相连。

另外，进一步包括在所述工件旋转盘上部设置多个支撑顶尖用于支撑所述平板工件，所述数控系统对上述工件旋转盘动力传动装置进行如下控制：控制开关碰块与定位开关接合以完成所述工件旋转盘的定位；启动减速机，所述减速机进一步通过其上的小齿轮驱动旋转轴盘轴的大齿轮，进而驱动工件旋转盘旋转，所述减速机安装在齿轮侧隙调整装置上。

本发明的工作原理如下：

割炬摆角装置控制工件的坡口角度，割炬工作中始终指向某一个方向，例如图1的右侧方向，数控系统通过控制工件旋转盘的旋转，使待切割工件旋转，并保证工件切割位置的法线始终指向图1的右侧方向，便于收集切割熔渣和烟尘。

在对工件轮廓的直线段坡口切割加工时，数控系统控制割炬纵向驱动装置，使割炬沿纵向运动，完成工件直线段坡口的切割加工；

在对工件轮廓的曲线段坡口切割加工时，数控系统同时控制割炬横向驱动装置、割炬纵向驱动装置和工件旋转盘动力传动装置，完成工件曲线段坡口的切割加工。

通过对割炬垂直运动机构的升降调节，可实现不同厚度工件的坡口切割加工；通过割炬摆角装置的角度调节，可实现工件不同坡口角度的切割加工。

工件旋转盘上的支撑顶尖的尖部支撑工件，增加了工件与支撑顶尖之间的摩擦力，使工件稳定地随同工件旋转盘转动。

数控系统中安装有控制系统软件，工件放置在支撑顶尖上之后，控制软件首先控制工件旋转使工件X、Y方向与机床横向与纵向方向一致，并记录工件原点的横向与纵向坐标，然后将工件坐标换算为机床坐标，控制机床运动完成切割。

应用本专利方法可一次完成对任意曲线轮廓工件的坡口切割加工。

尽管已经参考附图对本发明优选的实施例进行了详细的描述，但是本领域技术人员应当理解地是，本发明的保护范围并非限定于上述所描述的特定实施例中，在没有超出本发明的权利要求保护范围中的各种技术方案都视为落入了本发明的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种数控旋转式平板工件坡口切割机，包括：

基座，所述基座的中间位置固定有工件旋转盘动力传动装置，所述工件旋转盘动力传动装置上安装有用于支撑平板工件并带动所述工件旋转的工件旋转盘，所述基座的一端安装有纵向滑板，另一端平行地安装有纵向副滑板，所述纵向滑板和纵向副滑板在割炬纵向运动机构的引导下纵向运动，其中所述割炬纵向运动机构由割炬纵向驱动装置所驱动；

还包括横向地连接所述纵向滑板和纵向副滑板并跟随它们一起纵向运动的横梁，横向滑板可滑动地支撑在所述横梁上，横向滑板上支撑有割炬垂直运动机构，所述割炬垂直运动机构的下方连接有割炬摆角装置，所述割炬可调整角度地固定在所述割炬摆角装置上并通过所述割炬垂直运动机构实现在垂直方向上的运动，所述横向滑板在安装在所述横梁上的割炬横向运动机构的引导下横向运动，所述割炬横向驱动装置固定在所述横梁上驱动所述割炬横向运动机构；

还包括熔渣导流板，熔渣收集车和除尘装置，所述熔渣导流板用螺栓固定在所述基座上，所述熔渣导流板设置在割炬所指向的方向的一侧，并位于平板工件的下方，所述熔渣导流板与所述熔渣收集车搭接，所述熔渣收集车设置在所述基座的下方，在所述熔渣收集车底板上有熔渣收集车导向块，在所述基座上装有切割熔渣收集车导向槽，导向块和导向槽相互配合用于对熔渣收集车清理时推进和拉出时的导向，所述基座上还装有切割熔渣收集车定位块。

2.如权利要求1所述的数控旋转式平板工件坡口切割机，进一步包括割炬管线布置装置，其包括：纵向运动管线拖链，横向运动管线拖链，横向运动管线拖链支架；所述纵向运动管线拖链的一端固定在所述基座上，另一端固定在所述纵向滑板上；所述横向运动管线拖链的一端固定在所述横梁上，另一端固定在所述横向运动管线拖链支架上，所述横向运动管线拖链支架与所述横向滑板相连，所述割炬所用的管线自所述纵向运动管线拖链出来，沿着所述纵向滑板进入所述横向运动管线拖链，从所述横向运动管线拖链出来，固定在所述运动管线拖链支架上再与割炬联接。

3.一种数控旋转式平板工件坡口切割机，包括：

基座，所述基座的中间位置固定有工件旋转盘动力传动装置，所述工件旋转盘动力传动装置上安装有用于支撑平板工件并带动所述工件旋转的工件旋转盘，在所述基座的一端安装有纵向滑板，所述纵向滑板在割炬纵向运动机构的引导下纵向运动，其中所述割炬纵向运动机构由割炬纵向驱动装置所驱动；还包括横向地连接到所述纵向滑板并跟随其一起运动的横梁，横向滑板可滑动地支撑在所述横梁上，所述横向滑板上支撑有割炬垂直运动机构，割炬垂直运动机构的下方连接有割炬摆角装置，割炬可调整角度地固定在所述割炬摆角装置上并通过所述割炬垂直运动机构实现在垂直方向上的运动，所述横向滑板在设置在横梁上的割炬横向运动机构的引导下横向运动，割炬横向驱动装置固定在横梁上用于驱动所述割炬横向运动机构；

还包括，熔渣导流板，熔渣收集车和除尘装置，其中所述熔渣导流板用螺栓固定在所述基座上，并设置在所述割炬所指向的方向的一侧，位于平板工件的下方，所述熔渣导流板与熔渣收集车相搭接；所述除尘装置设置在所述熔渣收集车旁，以吸收坡口切割产生的烟尘。

4.一种数控旋转式平板工件坡口切割机，其由龙门式平板数控切割机与工件旋转盘动力传动装置和工件旋转盘组合而成，其中所述龙门式平板数控切割机包括：基础梁，横向导轨设置在基础梁上，主滑座和副滑座在横向驱动装置的驱动下在横向导轨上横向运动，横梁设置在主滑座和副滑座上，跟随它们一起横向运动，割炬垂直运动机构可滑动地支撑在横梁上，割炬垂直运动机构的下方连接有割炬摆角装置，割炬可调整角度地固定在所述割炬摆角装置上并通过所述割炬垂直运动机构实现在垂直方向上的运动，所述割炬垂直运动机构与割炬在设置在横梁上的割炬纵向驱动装置的驱动下沿着横梁纵向移动，在所述割炬垂直运动装置上还设置了工件定位装置，用于工件的定位；还包括分体设置在所述龙门式平板数控切割机一端的工件旋转盘动力传动装置和工件旋转盘，熔渣收集车布置在工件旋转盘的下方，除尘装置设置在熔渣收集车的外侧，数控系统设置在除尘装置的后方。

5.如权利要求1-4任意一项所述的数控旋转式平板工件坡口切割机，其中所述的工件旋转盘动力传动装置和工件旋转盘的结构如下：

在所述工件旋转盘上部安装有多个支撑顶尖，所述支撑顶尖的尖部支撑工件，所述工件旋转盘下方装有旋转盘轴，所述旋转盘轴上装了齿轮传动副中的大齿轮，而所述齿轮传动副中的小齿轮安装在减速机的输出轴上，所述减速机安装在齿轮侧隙调整装置上，旋转盘驱动电机安装在所述减速机的输入端，所述旋转盘驱动电机驱动所述工件旋转盘旋转。所述旋转盘轴的一端装有开关碰块，当所述开关碰块与定位开关接合时，完成对工件旋转盘的定位作用。

6.一种数控旋转式平板工件坡口切割方法，包括：

将平板工件放置在坡口切割机的工件旋转盘上，所述工件旋转盘由工件旋转盘动力传动装置驱动；

利用固定在切割机横梁上的工件定位装置对平板工件进行定位，并采集定位信息，数控系统根据所述定位信息控制割炬在纵向、横向和垂直方向上的运动，其中所述割炬的横向运动由横向滑板引导，所述割炬的纵向运动由纵向滑板引导，所述割炬的垂直运动由固定在所述横向滑板上的割炬垂直运动机构引导，所述横梁固定在所述纵向滑板上，所述横向滑板可滑动地固定在所述横梁上；

根据平板工件坡口的设计角度调整割炬的倾斜角度并固定；

数控系统收集所述平板工件和割炬的定位信息，在确认所述平板工件和割炬的定位、割炬角度的调整完毕后，启动工件旋转盘动力传动装置以驱动平板工件旋转，并根据预定加工图形控制所述割炬的运动以及所述工件旋转盘的转动，从而完成对任意曲线轮廓工件的坡口切割，在切割过程中所述割炬无需绕垂直于平板工件轴的方向进行旋转；

除尘，所述数控系统控制所述割炬进行切割的同时，开启除尘装置进行除尘；

除熔渣，切割过程中产生的熔渣通过固定在所述割炬所指向的方向一侧的、并位于所述平板工件下方的熔渣导流板滑落到与所述熔渣导流板搭接的熔渣收集车中，切割完成后，将所述熔渣收集车从所述基座上的切割熔渣收集车导向槽推出，所述熔渣收集车上设置了导向块和所述导向槽相互配合以便于所述熔渣收集车的推进与推出，所述熔渣导流板和熔渣收集车与所述除尘装置位于所述工件旋转盘的同一侧。

7.根据权利要求6所述的数控旋转式平板工件坡口切割方法，进一步包括对所述割炬的管线进行如下布置：将所述割炬所用的管线自纵向运动管线拖链出来，沿着所述纵向滑板进入横向运动管线拖链，再从所述横向运动管线拖链出来，然后固定在运动管线拖链支架上，最后再与割炬联接，其中所述纵向运动管线拖链的一端固定在所述基座上，另一端固定在所述纵向滑板上；所述横向运动管线拖链的一端固定在所述横梁上，另一端固定在所述横向运动管线拖链支架上，所述横向运动管线拖链支架与所述横向滑板相连。

8.根据权利要求6或7所述的数控旋转式平板工件坡口切割方法，进一步包括在所述工件旋转盘上部设置多个支撑顶尖用于支撑所述平板工件，所述数控系统对上述工件旋转盘动力传动装置进行如下控制：控制开关碰块与定位开关接合以完成所述工件旋转盘的定位；启动减速机，所述减速机进一步通过其上的小齿轮驱动旋转轴盘轴的大齿轮，进而驱动工件旋转盘旋转，所述减速机安装在齿轮侧隙调整装置上。

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