CN103521882A

CN103521882A - 一种基于车床的数控钢管管端相贯线火焰切割机

Info

Publication number: CN103521882A
Application number: CN201310477188.4A
Authority: CN
Inventors: 黄志荣; 毛建秋; 丁仕燕; 姚成; 吉志凯
Original assignee: Changzhou Institute of Technology
Current assignee: Jinhu comprehensive inspection and Testing Center
Priority date: 2013-10-14
Filing date: 2013-10-14
Publication date: 2014-01-22
Anticipated expiration: 2033-10-14
Also published as: CN103521882B

Abstract

本发明公开了一种基于车床的数控钢管管端相贯线火焰切割机，属于机械设备领域。本发明的一种基于车床的数控钢管管端相贯线火焰切割机，包括钢管回转运动装置、床身导轨和数控系统，钢管回转运动装置包括第一步进电机、主轴箱和三爪卡盘，第一步进电机与主轴箱中的主轴相连；主轴与三爪卡盘相连；钢管回转运动装置的下方设有轴向进给系统装置；轴向进给系统装置包括第二步进电机、进给箱和溜板箱，第二步进电机与进给箱中的传动轴相连；溜板箱安装于床身导轨上；溜板箱上设有割炬运动装置；钢管回转运动装置、轴向进给系统装置和割炬运动装置均由数控系统控制。本发明对废旧车床能改造再利用，改造操作方便，性价比高。

Description

一种基于车床的数控钢管管端相贯线火焰切割机

技术领域

本发明涉及一种机械加工设备，更具体地说，涉及一种基于车床的数控钢管管端相贯线火焰切割机。

背景技术

我国机械工业钢管使用量已达到3亿吨以上，钢管的切割量非常大；随着现代机械工业的发展，对管材切割加工的工作效率和产品质量的要求也同时提高。而数控相贯线切割相对手动和半自动切割方式来说，可有效地提高板材切割地效率、切割质量，减轻操作者地劳动强度。但是购买现成的数控相贯线切割机将增加生产成本，因此，为了降低生产成本，可以将企业或高校闲置的废旧设备进行改造再利用，而如何对设备改造再利用这一问题值得研究。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中购买切割管件的机械设备价格贵且企业或高校中闲置废旧车床的不足，提供了一种基于车床的数控钢管管端相贯线火焰切割机，采用本发明的技术方案，在尽量保持原有车床结构的基础上进行改造，使得改造简单方便易操作，同时恢复为原有车床使用也极为方便，使得企业或高校中闲置的废旧车床能改造再利用，性价比高，可节省购买火焰切割机的费用。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种基于车床的数控钢管管端相贯线火焰切割机，包括钢管回转运动装置、床身导轨和数控系统，所述的钢管回转运动装置包括第一步进电机、主轴箱和三爪卡盘所述的第一步进电机与主轴箱中的主轴相连；所述的主轴与三爪卡盘相连；所述的钢管回转运动装置的下方设有轴向进给系统装置；所述的轴向进给系统装置包括第二步进电机、进给箱和溜板箱，所述的第二步进电机与进给箱中的传动轴相连；所述的溜板箱安装于床身导轨上；所述的溜板箱上设有割炬运动装置；所述的钢管回转运动装置、轴向进给系统装置和割炬运动装置均由数控系统控制。

更进一步地，所述的割炬运动装置包括割炬、割炬夹具、前竖杆、短连杆、中竖杆长连杆、后竖杆、线性模组和角支撑板，所述的割炬位于前竖杆的下方，且通过割炬夹具安装在前竖杆的侧面；所述的前竖杆的上端通过销轴与短连杆的左端相连接，该短连杆的右端通过销轴与中竖杆的上端相连接；所述的前竖杆的下端通过销轴与长连杆的左端相连接，该长连杆的中部通过销轴与中竖杆的中部相连接，该长连杆的右端通过销轴与后竖杆的上端相连接；所述的中竖杆的下端与中竖杆连接件相固连，该中竖杆连接件通过固定轴与连接板的左端相固连；所述的后竖杆的下端与后竖杆连接件相连接，该后竖杆连接件安装于转轴的一端；所述的转轴的另一端依次套设有第一轴承、轴承内隔圈、轴承外隔圈和第二轴承后穿过设于连接板的中部处的电机座与第三步进电机相连；所述的第三步进电机通过电机连接板与电机座相固连；其中所述的后竖杆的两侧各设有一限位开关；所述的连接板的右端安装在线性模组中的丝杆上，且与丝杆滑动连接；所述的线性模组位于角支撑板的一侧，且与角支撑板相固连；所述的线性模组与角支撑板一并安装在溜板箱上。

更进一步地，所述的数控系统包括θ轴驱动器、Z轴驱动器、ω轴驱动器和工控机，所述的第一步进电机与θ轴驱动器相连；所述的第二步进电机与Z轴驱动器相连；所述的第三步进电机与ω轴驱动器相连；所述的θ轴驱动器、Z轴驱动器和ω轴驱动器均与工控机相连；所述的工控机上设有运动控制卡。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：

（1）本发明的一种基于车床的数控钢管管端相贯线火焰切割机，其第一步进电机与主轴箱中的主轴相连，第二步进电机与进给箱中的传动轴相连，溜板箱上设有割炬运动装置，在尽量保持原有车床结构的基础上进行改造，使得改造简单方便易操作，同时恢复为原有车床使用也极为方便；

（2）本发明的一种基于车床的数控钢管管端相贯线火焰切割机，其割炬运动装置结构设计巧妙，操作方便，且针对切割不同直径的管件，需调整割炬初始位置时，可自动调整，也可通过旋转线性模组中的旋钮手动调整；

（3）本发明的一种基于车床的数控钢管管端相贯线火焰切割机，其后竖杆的两侧各设有一限位开关，可控制后竖杆的转动极限位置。

附图说明

图1为本发明的一种基于车床的数控钢管管端相贯线火焰切割机的主视图；

图2为本发明中钢管回转运动装置的主剖视图；

图3本发明中轴向进给系统装置的主剖视图；

图4本发明中割炬运动装置的主视图；

图5为本发明中割炬运动装置中B方向的侧剖视图；

图6为本发明中割炬运动装置中A-A方向的剖视图；

图7为本发明中数控系统的电路模块连接图。

示意图中的标号说明：1、钢管回转运动装置；11、第一步进电机；12、主轴箱；13、三爪卡盘；14、管件；2、轴向进给系统装置；21、第二步进电机；22、进给箱；23、传动轴；3、割炬运动装置；31、割炬；32、割炬夹具；33、前竖杆；34、短连杆；35、中竖杆；36、长连杆；37、后竖杆；38、线性模组；39、角支撑板；310、后竖杆连接件；311、转轴；312、电机座；313、第一轴承；315、第二轴承；316、连接板；317、轴承外隔圈；318、轴承内隔圈；319、限位开关；320、固定轴；321、中竖杆连接件；322、第三步进电机；4、床身导轨。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例

结合图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7，本实施例的一种基于车床的数控钢管管端相贯线火焰切割机，包括钢管回转运动装置1、床身导轨4和数控系统，钢管回转运动装置1包括第一步进电机11、主轴箱12和三爪卡盘13，第一步进电机11与主轴箱12中的主轴11相连；主轴11与三爪卡盘13相连；钢管回转运动装置1的下方设有轴向进给系统装置2；轴向进给系统装置2包括第二步进电机21、进给箱22和溜板箱，第二步进电机21与进给箱22中的传动轴23相连；溜板箱安装于床身导轨4上；溜板箱上设有割炬运动装置3；其中，割炬运动装置3包括割炬31、割炬夹具32、前竖杆33、短连杆34、中竖杆35、长连杆36、后竖杆37、线性模组38和角支撑板39，割炬31位于前竖杆33的下方，且通过割炬夹具32安装在前竖杆33的侧面；前竖杆33的上端通过销轴与短连杆34的左端相连接，该短连杆34的右端通过销轴与中竖杆35的上端相连接；前竖杆33的下端通过销轴与长连杆36的左端相连接，该长连杆36的中部通过销轴与中竖杆35的中部相连接，该长连杆36的右端通过销轴与后竖杆37的上端相连接；中竖杆35的下端与中竖杆连接件321相固连，该中竖杆连接件321通过固定轴320与连接板316的左端相固连；后竖杆37的下端与后竖杆连接件310相连接，该后竖杆连接件310安装于转轴311的一端；转轴311的另一端依次套设有第一轴承313、轴承内隔圈318、轴承外隔圈317和第二轴承315后穿过设于连接板316的中部处的电机座312与第三步进电机322相连；第三步进电机322通过电机连接板314与电机座312相固连；其中为了可控制后竖杆37的转动极限位置，所述的后竖杆37的两侧各设有一限位开关319；连接板316的右端安装在线性模组38中的丝杆上，且与丝杆滑动连接；线性模组38位于角支撑板39的一侧，且与角支撑板39相固连；线性模组38与角支撑板39一并安装在溜板箱上，其中线性模组38主要由旋钮、电机、联轴器、滚珠丝杠、丝杠螺母、工作台和圆导轨等部件组成；该割炬运动装置3针对切割不同直径的管件14，需调整割炬初始位置时，可自动调整，也可通过旋转线性模组38中的旋钮手动调整；钢管回转运动装置1、轴向进给系统装置2和割炬运动装置3均由数控系统控制，该数控系统包括θ轴驱动器、Z轴驱动器、ω轴驱动器和工控机，第一步进电机11与θ轴驱动器相连；第二步进电机21与Z轴驱动器相连；第三步进电机322与ω轴驱动器相连；θ轴驱动器、Z轴驱动器和ω轴驱动器均与工控机相连；工控机上设有运动控制卡。

使用时第一步进电机11与θ轴驱动器相连，驱动第一步进电机11带动主轴箱12中的主轴11旋转，进而带动夹持着管件14的三爪卡盘13旋转；第二步进电机21与Z轴驱动器相连，驱动第二步进电机21带动进给箱22中的传动轴23旋转，使得传动轴23带动连接有传动丝杆的轴旋转，进而带动设有割炬运动装置3的溜板箱沿着床身导轨4做直线运动；第三步进电机322与ω轴驱动器相连，驱动第三步进电机322带动转轴311旋转，从而带动后竖杆37旋转运动，进而带动由后竖杆37、长连杆36、中竖杆35、短连杆34、前竖杆33构成的平行四边形运动机构运动，即后竖杆37运动带动长连杆36运动，长连杆36运动带动中竖杆35和前竖杆33运动，中竖杆35运动带动短连杆34运动，短连杆34运动带动前竖杆33运动，该平行四边形运动机构带动割炬夹具32运动，从而实现控制切割时割炬31的运动。

本发明的一种基于车床的数控钢管管端相贯线火焰切割机，在尽量保持原有车床结构的基础上进行改造，使得改造简单方便易操作，同时恢复为原有车床使用也极为方便，使得企业或高校中闲置的废旧车床能改造再利用，性价比高，可节省购买火焰切割机的费用。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种基于车床的数控钢管管端相贯线火焰切割机，包括钢管回转运动装置（1）、床身导轨（4）和数控系统，其特征在于：所述的钢管回转运动装置（1）包括第一步进电机（11）、主轴箱（12）和三爪卡盘（13），所述的第一步进电机（11）与主轴箱（12）中的主轴（11）相连；所述的主轴（11）与三爪卡盘（13）相连；所述的钢管回转运动装置（1）的下方设有轴向进给系统装置（2）；所述的轴向进给系统装置（2）包括第二步进电机（21）、进给箱（22）和溜板箱，所述的第二步进电机（21）与进给箱（22）中的传动轴（23）相连；所述的溜板箱安装于床身导轨（4）上；所述的溜板箱上设有割炬运动装置（3）；所述的钢管回转运动装置（1）、轴向进给系统装置（2）和割炬运动装置（3）均由数控系统控制。

2.根据权利要求1所述的一种基于车床的数控钢管管端相贯线火焰切割机，其特征在于：所述的割炬运动装置（3）包括割炬（31）、割炬夹具（32）、前竖杆（33）、短连杆（34）、中竖杆（35）、长连杆（36）、后竖杆（37）、线性模组（38）和角支撑板（39），所述的割炬（31）位于前竖杆（33）的下方，且通过割炬夹具（32）安装在前竖杆（33）的侧面；所述的前竖杆（33）的上端通过销轴与短连杆（34）的左端相连接，该短连杆（34）的右端通过销轴与中竖杆（35）的上端相连接；所述的前竖杆（33）的下端通过销轴与长连杆（36）的左端相连接，该长连杆（36）的中部通过销轴与中竖杆（35）的中部相连接，该长连杆（36）的右端通过销轴与后竖杆（37）的上端相连接；所述的中竖杆（35）的下端与中竖杆连接件（321）相固连，该中竖杆连接件（321）通过固定轴（320）与连接板（316）的左端相固连；所述的后竖杆（37）的下端与后竖杆连接件（310）相连接，该后竖杆连接件（310）安装于转轴（311）的一端；所述的转轴（311）的另一端上依次套设有第一轴承（313）、轴承内隔圈（318）、轴承外隔圈（317）和第二轴承（315）后穿过设于连接板（316）的中部处的电机座（312）与第三步进电机（322）相连；所述的第三步进电机（322）通过电机连接板（314）与电机座（312）相固连；其中所述的后竖杆（37）的两侧各设有一限位开关（319）；所述的连接板（316）的右端安装在线性模组（38）中的丝杆上，且与丝杆滑动连接；所述的线性模组（38）位于角支撑板（39）的一侧，且与角支撑板（39）相固连；所述的线性模组（38）与角支撑板（39）一并安装在溜板箱上。

3.根据权利要求2所述的一种基于车床的数控钢管管端相贯线火焰切割机，其特征在于：所述的数控系统包括θ轴驱动器、Z轴驱动器、ω轴驱动器和工控机，所述的第一步进电机（11）与θ轴驱动器相连；所述的第二步进电机（21）与Z轴驱动器相连；所述的第三步进电机（322）与ω轴驱动器相连；所述的θ轴驱动器、Z轴驱动器和ω轴驱动器均与工控机相连；所述的工控机上设有运动控制卡。