CN103209801A - 等离子切割机和氧气燃料切割机的斜切头附接装置 - Google Patents

Abstract

一种斜切头附接装置包括：垂直于切割平面的旋转轴线；和具有圆筒形内筒、圆筒形外筒和斜切臂的旋转组件。斜切臂承载具有炬钳的倾斜臂。倾斜臂绕着与旋转轴线成锐角的倾斜轴线旋转。倾斜驱动马达能操作以使倾斜臂绕着倾斜轴线旋转，并且定位成远离炬钳。倾斜驱动马达通过外筒连接至倾斜臂。马达根据仅仅两个转换方程进行操控以使由倾斜臂保持的切割炬绕着旋转轴线和倾斜轴线旋转，从而实现共面调整。轻质附接装置提供不受限制的转动，并且将敏感电子元件定位成远离切割炬。

Description

等离子切割机和氧气燃料切割机的斜切头附接装置

技术领域

本发明总体涉及用于进行等离子弧切割和/或氧气燃料切割的数控（CNC）机器。更具体地，本发明涉及一种用于定位和倾斜切割炬以执行斜切的设备。

背景技术

等离子体是一种导电的离子化气体，其通过将诸如电能的能量添加到入电中性的气体（诸如压缩空气）中而产生。通过电极（铪）添加电能，气体变得不平衡并且导电。添加的电能越多，等离子弧就变得越热。等离子弧切割机通过压缩电弧并迫使电弧通过具有喷嘴的切割炬来控制这种强大的能量。通过增大空气压力并利用较高电压来加强电弧，电弧变得更热，并且更能够穿透较厚的金属并吹走切屑。等离子弧切割系统需要电源、等离子切割炬、压缩气体、电力以及许多尖端（tip）和电极。等离子弧切割机可以快速且精确地切穿任何导电金属，而无需进行预热并且使受热影响的区域最小化。等离子可切割多种金属，诸如厚度超过两英寸的铝、不锈钢、黄铜、铜，以及切割扩展和层叠的金属。

在氧气燃料切割方面，氧气/燃料气体火焰将金属预热到其点火温度，并且高功率的氧气射流被引导通过切割炬到达金属处，从而在氧气与金属之间发生化学反应以形成铁的氧化物，也称为熔渣。高功率的氧气射流从切口处去除熔渣。切割质量、预热时间和厚度可能因所使用的燃料气体类型而受到影响。氧气燃料切割用于厚度达3英尺或更厚的含铁物、中低合金钢的切割。氧气燃料切割系统需要有燃料罐、氧气罐和切割炬。氧气燃料切割允许金属制造工人轻松地切割极厚的金属。

为了在切割时形成斜切边缘，切割炬必须从垂直于材料表面（切割平面）的竖直取向倾斜到与材料表面倾斜的倾斜取向。为了这个目的，已经使用了能够将切割炬倾斜的斜切头附接装置。这种斜切头附接装置通常安装在切割机的托架上。在数控切割机的常见配置中，该托架适于沿横向的龙门架从一侧行进到另一侧，而该龙门架适于沿着切割台的纵向方向移动。斜切头附接装置允许在托架相对于待切割材料移置时控制切割炬的倾斜角，从而提供沿切割路径的斜切边缘。斜切头附接装置还能够使得切割炬绕着竖直轴线旋转，从而根据切割程序的规定确定切割炬的取向。

在切割炬是氧气燃料切割炬的情况下，切割炬与用于供给氧气的软管以及用于对氧气和燃料气体进行预热的软管连接。在切割炬是等离子切割炬的情况下，切割炬与用于供给等离子气体的软管、用于供给和传送冷却水的软管以及电缆连接。因此，斜切头附接装置应当适应与切割炬连接的各种类型的软管和电缆，从而允许切割炬顺利地倾斜和旋转，甚至是在软管和电缆弯折和扭曲的情况下也如此。

还期望的是使斜切头附接装置的重量尽可能轻，从而使它可安装在具有不同负载能力的不同的切割机和托架上。

许多传统的斜切头附接装置存在下述问题：旋转受限制和/或维护成本高，以及存在停机时间，所述停机时间与在旋转接口之间传输信号的电滑环磨损以及由于靠近切割操作而导致其他部件出现故障相关。

美国专利第6201207号公开了现有技术的斜切头附接装置。该斜切头附接装置采用了机动化的三维平行四边形连杆来倾斜接收炬的炬保持器。该连杆作为一个整体可通过另一个马达而绕着竖直轴线旋转。所公开的斜切头附接装置总体来说令人满意，但其重量不如期望的轻。

发明内容

本发明提供了一种用于安装在切割机的托架上以用于控制切割炬相对于切割平面的倾斜角的斜切头附接装置，该斜切头附接装置紧凑且重量轻，允许斜切头不受限制地旋转，避免使用电滑环，以及让敏感电子元件定位成远离切割炬。

体现本发明的斜切头附接装置包括垂直于切割平面的旋转轴线、圆筒形内筒、圆筒形外筒、斜切臂和由斜切臂承载的倾斜臂，内筒和外筒同轴地对准旋转轴线，并且安装成使得外筒能够绕着旋转轴线相对于内筒旋转，斜切臂可绕着旋转轴线相对于内筒和外筒旋转。倾斜臂安装在斜切臂上，用于绕着与旋转轴线成锐角的倾斜轴线旋转，该倾斜臂包含用于接收和保持切割炬的炬钳。斜切头附接装置还包括：旋转驱动马达，该旋转驱动马达能操作以使斜切臂绕着旋转轴线旋转，和倾斜驱动马达，该倾斜驱动马达能操作以使倾斜臂绕着倾斜轴线旋转。倾斜驱动马达通过外筒与倾斜臂连接。

在本发明的一个实施例中，倾斜驱动马达可操作以使外筒绕着旋转轴线旋转，并且进一步通过以下部件与倾斜臂连接：安装在外筒上用于随着外筒一起绕着旋转轴线旋转的倾斜正时带轮、安装在外筒上用于随着外筒一起绕着旋转轴线旋转并且沿着旋转轴线与倾斜正时带轮分隔开的倾斜驱动带轮、布置在倾斜驱动马达与倾斜正时带轮之间的第一带和布置在倾斜驱动皮带轮与倾斜臂之间的第二带。固定的倾斜传感器和轴向运动的传感器环设置用于检测倾斜的极限。该传感器环包含多个接合凸轮的波状表面的从动销，所述凸轮与旋转正时带轮联接，以使得传感器环沿着旋转轴线的位置响应于倾斜正时带轮与旋转正时带轮之间的相对旋转而变化。倾斜传感器可以是由传感器环促使其跳闸（trip）的接近开关。用于建立正时皮带轮的旋转回位位置的旋转传感器系统包括：与倾斜正时带轮联接以用于随着倾斜正时带轮旋转的传感器目标；和围绕旋转轴线布置在固定的有角度位置处以与传感器目标协作的传感器。旋转传感器可以是由传感器目标促使其跳闸的接近开关。

旋转驱动马达和倾斜驱动马达可以根据使用仅仅两个变换方程计算出的马达指令而同时操作，该两个变换方程取决于倾斜轴线与旋转轴线之间的角度关系。对于这一点，本发明包括包含编程控制器的斜切头系统和用于控制切割炬相对于切割平面的倾斜角的方法。该方法总体包括以下步骤：限定出垂直于切割平面的旋转轴线；限定出与旋转轴线形成锐角的倾斜轴线；使切割炬绕着旋转轴线且绕着倾斜轴线旋转来实现切割炬的期望倾斜角，以使得炬轴线与旋转轴线共面。

附图说明

以下将参照下述附图对本发明进行详细描述：

图1是根据本发明的一个实施例形成的斜切头附接装置的大致示意性透视图，其中附接装置显示为连接至远离附接装置定位的控制器从而形成斜切头系统，其中，该附接装置显示为正在保持切割炬;

图1A是用于说明与切割炬T有关的角度术语的示意性正交图；

图2是根据本发明的另一个实施例形成的斜切头附接装置的透视图，其中，该附接装置显示为正在保持切割炬；

图3是图2所示的斜切头附接装置和切割炬的分解侧视图;

图4是图2所示的斜切头附接装置和切割炬的正视图;

图5是图2所示的斜切头附接装置和切割炬的底视平面图；

图6是图2所示的斜切头附接装置的旋转组件的各部件的分解侧视图;

图7是图6所示的旋转组件的正视图;

图8是大致沿图7中的A-A线剖切的旋转组件的剖视图。

具体实施方式

首先参照附图中的图1，其中，体现本发明的斜切头附接装置总体由附图标记10表示。斜切头附接装置10可附接至使用炬的一种CNC切割机（未显示）的托架，该炬例如是等离子切割机和/或氧气燃料切割机。斜切头附接装置10接收切割炬T，并且可操作以将切割炬相对于待切割材料（工件）的表面S倾斜，使切割炬T绕着斜切头附接装置的旋转轴线12旋转，该旋转轴线垂直于切割平面P延伸，该切割平面可以与工件的表面S相重合，以及升高或降低切割炬T（即，使切割炬运动成远离或更靠近切割表面S）。切割炬T包含用于限定切割炬的取向的炬轴线TA。

斜切头附接装置10包括圆筒形内筒14，一轴向通道16贯穿圆筒形内筒，用于接收并引导可扭转的坚固软导管C，等离子切割炬导线L从该软导管穿过并且通到切割炬T。内筒14与旋转轴线12对准，并且相对于上述支撑托架旋转地固定。斜切头附接装置10还包括圆筒形外筒18，该外筒围绕内筒14同轴地布置，并且可绕着旋转轴线12相对于内筒14旋转。例如，外筒18的内直径表面可由转动轴承（未显示）支撑，该转动轴承附接至内筒14的外直径表面。切割炬T、导管C和导线T不是本发明的斜切头附接装置10的部件，但可以被斜切头附接装置10接收并与其相互作用。

斜切头附接装置10还包括绕着旋转轴线12相对于内筒14和外筒18旋转的斜切臂20。斜切臂20包括围绕外筒18同轴地布置的套筒部件22和从套筒部件22轴向延伸出的臂部件24。如图1所示，臂部件24或者其一部分除了可轴向延伸之外还可径向延伸。为了使斜切臂20独立于内筒14和外筒18绕着旋转轴线12旋转，套筒部件22的内直径表面可由转动轴承（未显示）支撑，该转动轴承附接至外筒18的外直径表面。

附接装置10还包括由斜切臂20承载的倾斜臂26。倾斜臂26安装在斜切臂20上，用于绕着倾斜轴线28旋转，该倾斜轴线与旋转轴线12不平行。例如，倾斜臂26可包括由一个或多个转动轴承（未显示）支撑的圆筒形轴30，所述转动轴承安装在斜切臂20的臂部件24内、在与套筒部件22轴向间隔开的位置处。倾斜臂26包括炬钳32，该炬钳用于接收并保持切割炬T。倾斜轴线28可与旋转轴线12相交，从而与旋转轴线形成锐角α。

旋转驱动马达34设置成作为斜切头附接装置10的一部分，用于驱动斜切臂20绕着旋转轴线12旋转。旋转驱动马达34可通过变速箱35、输出带轮36、旋转正时带轮38、防滑带40而与斜切臂20连接，该变速箱35安装在旋转驱动马达上，该输出带轮36与变速箱35相关联，该旋转正时带轮38安装在斜切臂20上，用于随着斜切臂20一起绕着旋转轴线12旋转，盖防滑带40布置用于将来自输出带轮36的旋转运动输送给旋转正时带轮38。因此，旋转驱动马达34可操作以使斜切臂20绕着旋转轴线12旋转。旋转驱动马达34可以是双向的。应理解的是，旋转驱动马达34的转动方向决定斜切臂20的旋转方向。

倾斜驱动马达42设置成作为斜切头附接装置10的一部分，用于驱动倾斜臂26绕着倾斜轴线28转动。倾斜驱动马达42通过外筒18与倾斜臂26连接。在图1所示的实施例中，倾斜正时带轮44和倾斜驱动带轮46刚性安装在外筒18上，用于随着外筒一起绕着旋转轴线12旋转，与安装在倾斜驱动马达42上的变速箱43相关联的输出带轮48通过防滑带50联接至倾斜正时带轮44。因此，来自倾斜驱动马达42的旋转运动通过外筒18传输到倾斜驱动带轮46上。如图1所示，斜切臂20的套筒部件22可以布置在倾斜正时带轮44与倾斜驱动带轮46之间。倾斜驱动带轮46可与倾斜臂26操作地连接。例如，倾斜驱动带轮46可通过防滑带54与倾斜臂带轮52联接，该倾斜臂带轮同轴地并且刚性地安装在倾斜臂轴30上，或者该倾斜臂带轮与倾斜轴30一体形成。一对或多对惰轮56可设置在斜切臂20上，以便对带54进行方向导引。因此，倾斜驱动马达42可操作以使倾斜臂26绕着倾斜轴线28旋转。倾斜驱动马达42可以是双向的。倾斜驱动马达42的旋转方向决定倾斜臂26的旋转方向。

切割炬T可通过一个或多个转动轴承58支撑在炬钳32内，从而允许在切割炬与倾斜臂26之间进行绕着炬轴线TA的旋转运动。这种布置可以防止导管C的扭转载荷（扭曲）。

斜切头附接装置10还可包括用于探测绕着倾斜轴线28的旋转极限的倾斜传感器系统。在图1所示的实施例中，倾斜传感器系统包括倾斜传感器环60、倾斜传感器62和凸轮环64。凸轮环64与旋转正时带轮38联接，从而随着旋转正时带轮一起绕着旋转轴线12旋转，而且该凸轮环具有面向传感器环60的波状凸轮表面66。倾斜传感器环60包括多个从动销68，所述多个从动销与旋转轴线12平行地延伸并且布置成接合凸轮表面66。从动销68可滑穿通过倾斜正时带轮44中的相应开口。由于与从动销66接合的凸轮表面66的高度发生变化，传感器环60沿着旋转轴线12的轴向位置响应于倾斜正时带轮44和旋转正时带轮38之间绕着旋转轴线12的相对旋转而变化。倾斜传感器62沿旋转轴线布置在固定的轴向位置上，以与传感器环60协作。倾斜传感器62可以是接近开关，例如感应式接近开关，并且与下文所描述的CNC控制器70连接。凸轮表面66配置成使得传感器环60运动成足够接靠近倾斜传感器62，从而使倾斜传感器在达到预定的倾斜角极限（例如，+/-45°）时使倾斜传感器跳闸，进而关闭马达。因此，倾斜传感器62发出已经达到预定倾斜角极限的信号。倾斜臂26可以通过下述方式“回位”（即，被带回到倾斜原始位置，以使得炬轴线TA与旋转轴线12对准，如图1所示）：首先致动倾斜驱动马达42，直至传感器环62在预定旋转极限使倾斜传感器62跳闸为止，然后，根据预定的倾斜角极限，操控倾斜驱动马达转动离开上述旋转极限，从而使倾斜角为0°。倾斜回位设立倾斜正时带轮44相对于旋转正时带轮38的回位位置。

图1中的实施例还描述了一种旋转传感器系统，该旋转传感器系统用于确定正时带轮38和44相对于斜切头附接装置10上的固定目标的旋转回位位置。在图1所示的实施例中，旋转传感器系统包括：与倾斜正时带轮44联接的旋转传感器目标72，该旋转传感器目标随着倾斜正时带轮一起绕着旋转轴线12旋转；旋转传感器74，该旋转传感器围绕旋转轴线12布置在固定的角位置上，用于与旋转传感器目标72协作。旋转传感器74可以是接近开关，例如感应接近开关，与马达控制器70连接。一旦已经执行如上一段所描述的倾斜回位，旋转回位就通过使旋转驱动马达34和倾斜驱动马达42同时运行而得以实现，从而使旋转正时带轮38和倾斜正时带轮44联合旋转，直至旋转传感器目标72在旋转回位位置使旋转传感器74跳闸，以停止马达。

尽管图1并未显示，但斜切头附接装置10可以安装在CNC切割机的托架上。该托架可以适于沿横向的龙门架从一侧行进到另一侧，且龙门架可适于沿着切割机的切割台的纵向方向运动。斜切头附接装置10可包括提升驱动组件，该提升驱动组件用于将附接装置10的主支撑件相对于附接装置10的安装板上升高和降低，该安装板适于使附接装置10固定地附接至切割机托架。该结构并未在图1的示意图中显示出来，但可以在与图2相关的另一个实施例中看到。

正如图1所示意性示出的，旋转驱动马达34和倾斜驱动马达42与CNC控制器70连接，用于操控旋转驱动马达和倾斜驱动马达的运行。马达控制器70通过存储在内存储器或外存储器上的软件指令编程，以计算出用于旋转驱动马达34和倾斜驱动马达42的相应马达驱动命令，从而实现切割炬的期望倾斜角θ。期望的倾斜角θ被指定到切割程序中，由操作用户界面的用户将切割程序输入到控制器70中，或者由第三方应用软件利用CAD文件自动生成并且装载到控制器70中。图1A示意性描述了倾斜角θ，该倾斜角与旋转轴线12有关以及与垂直于旋转轴线12的切割平面P有关。计算马达驱动指令以使得在指定的倾斜角处切割炬的炬轴线TA与旋转轴线12共面。根据本发明，马达控制器70编程来利用仅仅两种变换方程计算相应马达驱动命令。这两种变换方程取决于倾斜轴线28与旋转轴线12之间的角度关系，尤其是倾斜轴线28与旋转轴线12之间的锐角α。这两种变换方程可表示如下：

β=InvCos(((Cosθ–1+(CosФ)²))/(CosФ)²)

ω=InvTan((SinФ-(SinФ*Cosβ))/Sinβ)

β是绕着倾斜轴线28旋转的控制角，ω是绕着旋转轴线12旋转的控制角，θ是期望的倾斜角，而Ф是锐角α的补角（即Ф=90°-α）。根据非限制性示例，在倾斜轴线28与旋转轴线12之间所形成的锐角α为60°的情况下，变换方程可以表示如下：

β=InvCos((Cosθ–0.25)/0.75)

ω=InvTan((0.5–(0.5*Cosβ))/Sinβ)

相应马达命令可以同时执行，以维持炬轴线TA与旋转轴线12在竖直平面中共面，如图1A所示。上述变换方程以及指定的倾斜角θ并不包括用于各相应驱动系统的变速箱比率和带轮比率。在本实施例中的旋转过程中，倾斜正时带轮和旋转正时带轮之间的关系为1:1，但马达关系可能不同，取决于变速箱比率和带轮比率。

有利地，本发明提供了一种配置，其中，倾斜轴线28与旋转轴线12恰好在切割炬T的尖端下方相交。该配置能够使得切割炬倾斜并利用仅仅两种旋转轴线绕着恒定的工具点或焦点F旋转。如果倾斜轴线28布置成垂直于旋转轴线12并且与旋转轴线12恰好在切割炬T的尖端下方相交，那么倾斜轴线30和倾斜臂26将干扰工件。在现有技术的配置中，倾斜轴线布置成与旋转轴线垂直，并且位于切割炬的尖端上方，但该配置在绕着倾斜轴线倾斜的过程中会导致切割炬尖端相对于工件的平移。这样的转移是不可接受的，为了消除这种平移，需要用于机器托架上的X、Y、Z轴运动的额外的变换方程。这涉及到更复杂的软件编程，倾斜角的精确性将取决于5轴线运动的精确性，而不是取决于本发明所提供的两轴线运动的精确性。

正如所意识到的，本发明包括一种用于控制切割炬T相对于切割平面的倾斜角θ的方法，该方法包括下述步骤：限定出垂直于切割平面的旋转轴线12；限定出与倾斜轴线28形成锐角α的旋转轴线；以及使切割炬T绕着旋转轴线12且绕倾斜轴线28旋转，从而获得切割炬的期望倾斜角，以使得炬轴线TA与旋转轴线共面。马达34和42可以根据上述教导的变换方程同时被驱动，从而使切割炬同时绕着旋转轴线和倾斜轴线旋转。这在倾斜角的调整过程中保持炬轴线TA和旋转轴线12共面。

现在参照图2-8描述根据本发明的另一个实施例形成的斜切头附接装置110。附接装置110与图1示意性体现的附接装置10密切对应。因此，相应的结构用与图1相同的附图标记标识。在图2、4、5、7和8中，为了清楚起见，移走斜切臂20的臂部分24上的前盖。

斜切头附接装置110包括固定地安装在机器托架（未显示出来）上的竖直安装板2以及从安装板2水平突出的主支撑件4。主支撑件4安装在安装板2上，用于沿一对竖直的导轨6相对于安装板竖直运动，所述导轨平行于旋转轴线12。斜切头附接装置110包括：固定在主支撑件4上并由控制器控制的双向提升马达11（图1）；与提升马达11相关联的齿轮箱13；以及布置成与固定在安装板2上的竖直齿条17啮合的小齿轮15。小齿轮15由通过齿轮箱13起作用的提升马达11驱动以沿着齿条17上下运动，该上下运动取决于转动方向。支架臂4的竖直行程的范围由安装在导轨6之一附近的上限位开关和下限位开关19与设在主支撑件4上的限位突出部21进行接合而限定，由此如果任一个限位开关19跳闸，则提升马达11可能会停止运动。

内筒14通过紧固件23固定在主支撑件4上。从图8剖视图可最好地看出，外筒18通过转动轴承25围绕内筒14可旋转地支撑，所述转动轴承附接至内筒14的外直径表面。另一组附接至外筒18的外直径表面的转动轴承27支撑斜切臂20的套筒部分22，以使得斜切臂20沿旋转轴线12相对于内筒14和外筒18独立旋转。锥形臂20的臂部分24从套筒部分22沿轴向延伸，臂部分24的下段是有角度的，除了沿轴向延伸之外还沿径向延伸。旋转正时带轮38固定在斜切臂20上，用随着斜切臂20一起绕着旋转轴线12旋转，凸轮环64固定地嵌套在旋转正时带轮38内随其旋转。内轴承保持器29和外轴承保持器31被紧固在套筒部分22的下侧。倾斜臂26的轴30通过承载在轴颈通道33中的转动轴承（未显示）可旋转地支撑在斜切臂20上的臂部分24的有角度的下段中，以允许倾斜臂26绕着倾斜轴线28相对于臂部分24旋转。在如图2-8所示的实施例中，倾斜轴线28与旋转轴线12相交，从而与旋转轴线形成60°的锐角。

旋转驱动马达34和倾斜驱动马达42及其相关联的齿轮箱35和43可以竖直地安装在主支撑件4上，如图2所示，以使得驱动马达位于主支撑件4上方，安全地远离切割炬T并且免受切割炬T的影响。驱动马达11、34和42可以是用于进行精确运动控制的伺服马达。在本实施例中，旋转正时带轮38和倾斜正时带轮44呈齿形带轮形式，相关联的防滑带40和50呈挠性齿形带形式。倾斜传动带46被紧固在外筒18的底端部，并且体现为缆索轮。在相应形式方面，防滑带54呈具有主动驱动特性的缆索的形式。如在此所使用的，术语“带”广义地解释为挠性传动元件，无论横截面是平的或圆的、齿形的或光滑的、闭合的或非闭合的。两对惰轮56安装在斜切臂20的臂部分24上，以引导传动带54。

重要的是，倾斜传感器62和旋转传感器74可以位于主支撑件4上，远离切割炬T。例如，在图2中，倾斜传感器62和旋转传感器74均体现为安装在主支撑件4上的接近开关，以使得开关的一部分明显地在主支撑件4上方延伸。在所述布置中，传感器62和74在操作期间免受切割炬T的影响。

斜切头附接装置110的部件，主如安装板2、主支撑件4、内筒14、外筒18、斜切臂20、倾斜臂26及其他部件，可以由结实且重量轻的材料（例如铝）来制造。斜切头附接装置110体现为重量更轻、更加紧凑的设计，从而使其适于与多种炬切割机一起使用，甚至是与重量相对轻的用于已安装的工具附接装置的那些切割机一起使用。

本发明提供了拥有沿旋转轴线12不受限制地旋转的头部的斜切头附接装置，而无需使用电滑环，同时提供将伺服马达和传感器部件安装在与切割炬相距安全距离处的远程安装。

Claims (18)

1.用于安装在切割机的托架上以用于控制切割炬相对于切割平面的倾斜角的斜切头附接装置，所述斜切头附接装置包括：

垂直于切割平面的旋转轴线；

圆筒形内筒，所述内筒具有贯穿其中的轴向通道，所述内筒与旋转轴线对准；

圆筒形外筒，所述外筒围绕着内筒同轴地布置，并且能绕着旋转轴线相对于内筒旋转；

斜切臂，所述斜切臂能绕着旋转轴线相对于内筒和外筒旋转；

由斜切臂承载的倾斜臂，所述倾斜臂安装在斜切臂上，用于绕着与旋转轴线成锐角的倾斜轴线旋转，所述倾斜臂包含用于接收并保持切割炬的炬钳；

与斜切臂连接的旋转驱动马达，旋转驱动马达能操作以使斜切臂绕着旋转轴线旋转；以及

通过外筒与倾斜臂连接的倾斜驱动马达，倾斜驱动马达能操作以使倾斜臂绕着倾斜轴线旋转。

2.根据权利要求1的附接装置，其中，倾斜驱动马达能操作以使外筒绕着旋转轴线旋转。

3.根据权利要求2的附接装置，其中，倾斜驱动马达进一步通过倾斜正时带轮、倾斜传动带轮、第一带和第二带连接到倾斜臂上，所述倾斜正时带轮安装在外筒上，用于随着外筒一起绕着旋转轴线旋转，所述倾斜传动带轮安装在外筒上，用于随着外筒一起绕着旋转轴线旋转并且沿旋转轴线与倾斜正时带轮间隔开，所述第一带布置在倾斜驱动马达与倾斜正时带轮之间，第二带布置在倾斜传动带轮与倾斜臂之间。

4.根据权利要求3的附接装置，其中，斜切臂包括：在倾斜正时带轮与倾斜传动带轮之间围绕外筒布置的套筒部分；以及从套筒部分延伸出的臂部分。

5.根据权利要求3的附接装置，还包括一对由斜切臂支撑且与第二带接合的惰轮。

6.根据权利要求3的附接装置，还包括：

传感器环，其中，传感器环沿旋转轴线的位置响应于倾斜正时带轮与旋转正时带轮之间绕着旋转轴线的相对旋转而改变；

传感器，所述传感器沿旋转轴线布置在固定位置处，用于与传感器环协作。

7.根据权利要求6的附接装置，其中，凸轮环联接到旋转正时带轮，用于随着旋转正时带轮一起绕着旋转轴线旋转，凸轮环具有凸轮表面，传感器环包括多个从动销，所述多个从动销与旋转轴线平行地延伸，并且布置成与凸轮环的凸轮表面接合，以用于改变传感器环沿旋转轴线的位置。

8.根据权利要求7的附接装置，其中，所述多个从动销滑动穿过倾斜正时带轮中的相应孔。

9.根据权利要求6的附接装置，其中，传感器包括接近开关。

10.据权利要求3的附接装置，还包括：

传感器目标，所述传感器目标联接到倾斜正时带轮上，用于随着倾斜正时带轮一起绕着旋转轴线旋转；

传感器，所述传感器布置在绕着旋转轴线的一固定角度位置上，用于与传感器目标协作。

11.根据权利要求10的附接装置，其中，所述传感器包括接近开关。

12.根据权利要求1的附接装置，还包括：竖直安装板，所述竖直安装板适于附接到切割机的托架；以及主支撑件，所述主支撑件从竖直安装板水平地突出，其中，所述炬钳定位成远离主支撑件且位于主支撑件下方，而旋转驱动马达和倾斜驱动马达位于主支撑件上方。

13.根据权利要求6的附接装置，还包括：竖直安装板，所述竖直安装板适于附接到切割机的托架；以及主支撑件，所述主支撑件从竖直安装板水平地突出，其中，所述炬钳定位成远离主支撑件且位于主支撑件下方，而传感器位于主支撑件上或位于主支撑件中。

14.根据权利要求10的附接装置，还包括：竖直安装板，所述竖直安装板适于附接到切割机的托架；以及主支撑件，所述主支撑件从竖直安装板水平地突出，其中，所述炬钳定位成远离主支撑件且位于主支撑件下方，而传感器位于主支撑件上或位于主支撑件中。

15.用于控制切割炬相对于切割平面的倾斜角的斜切头系统，该切割炬具有炬轴线，其中，所述斜切头系统包括：

垂直于切割平面的旋转轴线;

能绕着旋转轴线旋转的斜切臂;

由斜切臂承载的倾斜臂，倾斜臂安装在斜切臂上，用于绕着与旋转轴线成锐角的倾斜轴线旋转，倾斜臂包括用于接收并保持切割炬的炬钳，所述炬钳具有正常位置，在正常位置中，由炬钳保持的切割炬与旋转轴线对准;

与斜切臂连接的旋转驱动马达，所述旋转驱动马达能操作以使斜切臂绕着旋转轴线旋转;

与倾斜臂连接的倾斜驱动马达，所述倾斜驱动马达能操作以使倾斜臂绕着倾斜轴线旋转;以及

马达控制器，所述马达控制器操控旋转驱动马达和倾斜驱动马达的操作，其中，所述马达控制器通过编程来计算用于旋转驱动马达和倾斜驱动马达的相应马达驱动命令，从而实现切割炬的期望倾斜角，以使得切割炬的炬轴线与旋转轴线共面。

16.根据权利要求15的系统，其中，所述马达控制器通过编程来利用仅仅两个变换方程计算所述相应马达驱动指令，所述两个变换方程取决于倾斜轴线与旋转轴线之间的角度关系。

17.用于控制切割炬相对于切割平面的倾斜角的方法，切割炬具有炬轴线，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

限定出垂直于切割平面的旋转轴线;

限定出与旋转轴线成锐角的倾斜轴线;

使切割炬绕着旋转轴线且绕着倾斜轴线旋转，以获得切割炬的期望倾斜角，以使得炬轴线与旋转轴线共面。

18.根据权利要求17的方法，其中，所述切割炬同时绕着旋转轴线且绕着倾斜轴线旋转。

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