CN104785887A - 鱼腹梁切割小车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种鱼腹梁切割小车，包括：车架，配有用于该车架直线运动的运动机构；直线割炬，装配在所述车架一侧，从而跟随车架做直线运动；转轴，竖直地装配在车架上与直线割炬相对的一侧；架杆，一端连接于所述转轴的上端，另一端向直线割炬所在侧悬伸；斜线割炬，装配在架杆的另一端；驱动机构，该驱动机构的输出构件连接所述转轴，且与所述运动机构关联运动参数；以及动力机，联接驱动所述驱动机构和运动机构。依据本发明可以提高工作效率和加工精度。

Description

鱼腹梁切割小车

技术领域

本发明涉及一种用于鱼腹梁切割的小车。

背景技术

鱼腹梁是梁的一种形式，全称是鱼腹式梁，因其中间截面大，逐步向梁的两端减小，形状好象鱼腹而得名。这种结构的目的在于可以增加抗弯强度，并且能够节约材料。

图1为鱼腹梁的原理图，鱼腹梁可以理解为一个弓形结构，即由弦b和相应的弧a围绕而成的结构，同时应当理解，一般而言，鱼腹梁并不是严格几何意义上的弓形。应当理解，使用时，通常弦b在上，弧a在下，也可以理解为反拱，与例如拱形桥相反。一般而言，相应于弧a的部分未必是弧线，也可能是其他曲线，切割时，一般称之为斜线切割。弦b所对应的位置在切割时一般称为直线切割，从而匹配有直线割口，以及相应于弧a的斜线割口。

此外，应当理解，图1中只是鱼腹梁的原理图，其两端可能含有垂直于弦b的切口。

一般而言，鱼腹梁的切割下料需要有两道工序，例如先进行直线割口的切割，然后进行斜线割口的切割。该加工方式一方面可能会产生工件重新定位的问题，而导致切割精度不良的问题，另一个方面，两道工序附加更换工位，会产生效率上的相对低下。

因而，在一些实现中，基于靠模加工的方式在工件的一次定位中完成工件的切割下料。然而靠模加工需要配置靠模机构部分，整体结构相对比较复杂。

随着数控技术的发展，现有的数控切割机原则上可以满足任意形状（平面形状）工件的切割下料，不过，数控切割机的工作台一般比较小，如果说能够进行鱼腹梁的切割，也只能满足小型鱼腹梁的切割。由于鱼腹梁普遍比较笨重，并不太适合在数控切割机上切割。

此外，对于鱼腹梁这样对精度要求并不是非常严格的加工对象来讲，采用数控切割机是一种浪费。

在一些实现中，为具有双功能的切割机，即既能切割直线割口，也能够切割斜线割口，然而这种切割机目前普遍的结构配置是直线割口的驱动部分与斜线切割的驱动部分是互锁的，换言之，在同一时刻下，只能进行直线割口或者斜线割口的切割。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种机械控制的鱼腹梁切割小车，以提高工作效率和加工精度。

本发明采用以下技术方案：

一种鱼腹梁切割小车，包括：

车架，配有用于该车架直线运动的运动机构；

直线割炬，装配在所述车架一侧，从而跟随车架做直线运动；

转轴，竖直地装配在车架上与直线割炬相对的一侧；

架杆，一端连接于所述转轴的上端，另一端向直线割炬所在侧悬伸；

斜线割炬，装配在架杆的另一端；

驱动机构，该驱动机构的输出构件连接所述转轴，且与所述运动机构关联运动参数；以及

动力机，联接驱动所述驱动机构和运动机构。

上述鱼腹梁切割小车，在一些实施例中，所述驱动机构与所述动力机之间的联接含有离合机构。

在一些实施例中，所述离合机构的操作部件为一转动设置在所述车架上的手柄。

优选地，所述驱动机构为蜗杆蜗轮机构，该蜗轮蜗杆机构的蜗轮装配在所述转轴上。

进一步地，所述蜗轮为不完全蜗轮。

进一步地，所述蜗杆蜗轮机构中的蜗杆从车架一侧延伸出车架，并在延伸出的一端装有手轮。

在一些实施例中，所述动力机的输出轴设有一输出齿轮，两与该输出齿轮啮合的从动齿轮其一用于驱动运动机构，另一用于驱动驱动机构。

优选地，所述直线割炬所在车架的一侧是车架工进方向的前侧。

在一些实施例中，所述车架包括一用于容纳运动机构和驱动机构的箱体，其中运动机构的输出端延伸出箱体外而构造为轨道轮。

优选地，所述轨道轮包括位于箱体工进方向前侧的驱动轮和后侧的定位轮。

依据本发明，采用机械控制，即车架带动直线割炬用于形成直线割口，同时装配在车架上的斜线割炬也为车架所带动，而斜线割炬在跟随车架做直线运动的同时，由转轴所驱动，而做斜线运动，只需要将直线运动与斜线运动相关联，就可以加工出鱼腹梁上斜线割口与直线割口的设计尺寸，而运动形式的关联设计，在知晓了本发明的内容和设计尺寸后无需付出创造性劳动即可完成，设计难度小。依据前述的内容可知，直线割口和斜线割口在一个切割行程中完成，加工效率大大提高，且基于关联的运动形式，不必形成工件得重复定位，加工精度相对较高。

附图说明

图1为鱼腹梁的原理结构图。

图2为依据本发明的一种鱼腹梁切割小车的主视结构示意图。

图3为图1的A-A剖面图。

图4为相应于图1的俯视结构示意图。

图中：a.弧，b.弦；P1.第一位置，P2.第二位置；S1.脱开位，S2.闭合位；1.定位轮机构，2.箱体，3.键，4.转轴，5.安装座，6.压紧螺钉，7.架杆，8.减速机，9.电动机，10.操纵轴，11.手柄，12.小齿轮，13.大齿轮，14.安装座，15.斜线割炬，16.直线割炬，17.安装座，18.蜗杆，19.蜗轮，20.轴承，21.复位弹簧，22.离合机构，23.主动轮，24.轴承，25.手轮，26.从动轮。

具体实施方式

说明书附图1示出了鱼腹梁的结构原理，图2中示出了直线割炬16和斜线割炬15，图3中则表示出了斜线割炬15的运动形式，首先是其跟随箱体2作直线运动，然后其自身具有圆弧运动，构成一个复合运动。

从而，运动的核心在于复合运动的设计，换言之，是直线运动与圆弧运动的合成，基于此，本领域的技术人员容易理解，并不需要付出创造性劳动即可获得复合运动的形式。

因而，加以匹配的，复合运动的分运动，也就是圆弧运动被限定。

应当理解，直线割炬16和斜线割炬15不需要在同一点起弧。

一般而言，小车运行时，具有前后和左右之分。

依据本发明的实施例中，小车回程时，类似于倒车，因而前后方位不会发生变化。

依据本发明的实施例，一种鱼腹梁切割小车，其基本结构包括：

车架，配有用于该车架直线运动的运动机构，如前所述，运动主要有两个基本运动，一个是直线运动，一个是倾斜运动，其中倾斜运动由直线运动和圆弧运动合成，在本发明的实施例中，倾斜运动的合成采用传动比的匹配，属于纯机械的控制方式。

其中，单纯的传动比的匹配还不能完全得到符合设计要求的斜线，还需要确定圆弧的圆心以及半径。

一个小车可以针对单一的鱼腹梁进行设计，也可以仅对不同的鱼腹梁进行设计，例如传动比可调、半径可调。

小车作直线运动，那么作为基础的直线割炬16可以直接跟随车架进行运动，因此，将直线割炬16装配在所述车架一侧，从而跟随车架做直线运动。

直线割炬16设置在车架侧面，有利于配管，避免与车架的其他部分产生干涉。

基于前述的描述可知，直线割炬16的运动形式由车架直接确定。

另一个运动即斜线运动，是由一下结构提供的，如图2所示，图中，提供一个转轴4，将其竖直地装配在车架上，与直线割炬16分居于车架的两侧。

图2中，直线割炬16位于构成车架的箱体2的前侧，转轴4则位于箱体2的后侧，有利于运动的合成，尤其是如图1中所示的弦b与弧a最大距离较大时。

图中，设置一架杆7，是一个水平杆件，该架杆7一端连接于所述转轴4的上端，另一端向直线割炬16所在侧悬伸，图2中架杆7向前悬伸。

图中，转轴4的转动，表现为架杆7的摆动。

图中，箱体2的运动可以是左右运动，也可以是图中上下的运动，匹配相应的运动参数设置。

如前所述的运动形式，由驱动机构进行参数匹配，该驱动机构的输出构件连接所述转轴4，以产生所述摆动，且与所述运动机构关联运动参数；以及

进而设置动力机，联接驱动所述驱动机构和运动机构，两者共用一个动力源，用以保证参数匹配的可靠性。

动力机可以选用如图2中所示的电动机9和辅助配置的减速机8，也可以采用其他的动力设备，例如气动马达或者液压马达。

自然，在进一步改进的方案中，本领域的技术人员有理由将本发明所提供的方案整合入数控系统，普通的电动机9可以进一步使用例如伺服电机等数控设备。

为有助于方案的充分公开，关于参数的选择可以参考以下因素，首先是相关联的因素，目标参数是斜线距离和弧长距离，这两个数值一个跟小车的运行参数有关，例如为轮式结构时的车轮周长，另一个则与摆动机构有关，最终与其传动部分有关，例如采用蜗杆蜗轮机构时，跟蜗杆的螺距有关。

进而，确定车轮的输出转数和蜗杆的转数，进行相应匹配即可获得机构参数的直接确定。

此外，关于参数的匹配，在不同的运动中，其实质上具有相互关联的仍然是运动形式。

如图3和4中所示的小车的轮子，其轴线决定了其前进方向是图中的右方，直线割口在图中靠下，斜线割口在图中靠上。

在一些实施例中，两个割口都可以位于例如图中箱体2上侧，与运行方向平行。

无论哪种方式，都是运动参数的匹配选择。

基于前述的内容可知，参数的选择主要是以目标数据所限定的运动机构的运动参数和结构参数，本领域的技术人员据此容易选择。

在优选的实施例中，所述驱动机构与所述动力机之间的联接含有离合机构22，这样，斜线割口部分的功能部分可以与动力机脱开或者闭合，从而可以实现单独的直线割口的加工。

如前所述，依据本发明，其整体上可以做成专用机，用于直线割口和斜线割口的协同加工，即一个工位，一个工进行程完成两个割口的加工，因此，所述离合机构22可以不予配置。

离合机构22可以配置成器件，称为离合器，其操纵可以采用液压系统进行操纵，例如在操纵侧采用柱塞泵用于泵出液压油，而在被操作侧设置一柱塞缸，用于产生直线运动，从而完成离合控制。

在一些实施例中，可以采用纯机械控制，例如曲柄滑块机构，被操作侧构成滑块部分，用于产生直线运动，而操作侧提供曲柄，例如手柄，自然，曲柄不需要做整转的运动即可满足控制要求。

如图4所示，所述离合机构22的操作部件为一转动设置在所述车架上的手柄11。图中示出手柄11的两个位置，一个是脱开位S1，另一个是闭合位S2，存在一个行程，用以实现离合器的闭合或者脱开。

在优选的实施例中，所述驱动机构优选大传动比的驱动机构，例如蜗杆蜗轮机构、行星齿轮减速机构等，当采用蜗杆蜗轮机构时，该蜗轮蜗杆机构的蜗轮19装配在所述转轴4上，用以在蜗杆具有较大转速时，蜗轮具有较小的转速。

蜗杆蜗轮机构需要有良好的润滑，对此，对蜗杆蜗轮机构配置润滑装置。

离合机构22设置在蜗杆18侧，可以采用例如摩擦轮结构的离合器，也可以采用例如游动齿轮结构的离合器，两者离合的基本运动都是直线运动，利于控制。

由于架杆7的基本运动形式是摆动，而蜗轮19只需要匹配相应的转角即可，如图2所示，箱体2的装配空间受限，为了使结构比较紧凑，所述蜗轮19为不完全蜗轮。不完全蜗轮的全称是不完全截面蜗轮，一般其圆心角小于180度，圆心角为180度时称为半蜗轮，小于180时称为不完全蜗轮，用于转角控制，而非整转的传动。

动力机可以采用正反转控制，也可以采用其他的控制方式，例如图4中所示的结构配置，所述蜗杆蜗轮机构中的蜗杆18从车架一侧延伸出车架，并在延伸出的一端装有手轮25，当一个工件切割完毕，可以通过人工转动手轮25进行回程控制。

在一些实施例中，所述动力机的输出轴设有一输出齿轮，如图2中所示的小齿轮12，两与该输出齿轮啮合的从动齿轮，例如图2中所示的大齿轮13，两个大齿轮可以完全一样，其一用于驱动运动机构，另一用于驱动驱动机构，用于通过传动上的控制，使得驱动机构和运动机构的参数容易匹配。

在优选的实施例中，所述车架包括一用于容纳运动机构和驱动机构的箱体2，整体结构比较紧凑，并且将传动部分设置在箱体内，避免外部对传动部分的损伤，也能够避免传动部分可能对操作人员的伤害。

其中运动机构的输出端延伸出箱体2外而构造为轨道轮，通过轨道进行可靠的导向，用以保证切割精度。

在一些实施例中，还可以进一步匹配其他的导向结构，用于保证小车的运行精度，从而保证切割精度，例如不采用轨道轮而采用例如丝母丝杠机构进行箱体2的驱动时，可以采用导向杆进行箱体2的导向。

图3和图4中，所述轨道轮包括位于箱体2工进方向前侧的驱动轮和后侧的定位轮，用以保证箱体2导向上的可靠性。

Claims (10)

1.一种鱼腹梁切割小车，其特征在于，包括：

车架，配有用于该车架直线运动的运动机构；

直线割炬（16），装配在所述车架一侧，从而跟随车架做直线运动；

转轴（4），竖直地装配在车架上与直线割炬（16）相对的一侧；

架杆（7），一端连接于所述转轴（4）的上端，另一端向直线割炬（16）所在侧悬伸；

斜线割炬（15），装配在架杆（7）的另一端；

驱动机构，该驱动机构的输出构件连接所述转轴（4），且与所述运动机构关联运动参数；以及

动力机，联接驱动所述驱动机构和运动机构。

2.根据权利要求1所述的鱼腹梁切割小车，其特征在于，所述驱动机构与所述动力机之间的联接含有离合机构（22）。

3.根据权利要求2所述的鱼腹梁切割小车，其特征在于，所述离合机构（22）的操作部件为一转动设置在所述车架上的手柄（11）。

4.根据权利要求1至3任一所述的鱼腹梁切割小车，其特征在于，所述驱动机构为蜗杆蜗轮机构，该蜗轮蜗杆机构的蜗轮（19）装配在所述转轴（4）上。

5.根据权利要求4所述的鱼腹梁切割小车，其特征在于，所述蜗轮（19）为不完全蜗轮。

6.根据权利要求4所述的鱼腹梁切割小车，其特征在于，所述蜗杆蜗轮机构中的蜗杆（18）从车架一侧延伸出车架，并在延伸出的一端装有手轮（25）。

7.根据权利要求4所述的鱼腹梁切割小车，其特征在于，所述动力机的输出轴设有一输出齿轮，两与该输出齿轮啮合的从动齿轮其一用于驱动运动机构，另一用于驱动驱动机构。

8.根据权利要求1至3任一所述的鱼腹梁切割小车，其特征在于，所述直线割炬（16）所在车架的一侧是车架工进方向的前侧。

9.根据权利要求1至3任一所述的鱼腹梁切割小车，其特征在于，所述车架包括一用于容纳运动机构和驱动机构的箱体（2），其中运动机构的输出端延伸出箱体（2）外而构造为轨道轮。

10.根据权利要求9所述的鱼腹梁切割小车，其特征在于，所述轨道轮包括位于箱体（2）工进方向前侧的驱动轮和后侧的定位轮。