CN105382453B - 一种割炬摆动角度转换装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种割炬摆动角度转换装置，包括基础架、主动轮、从动轮、第一连杆、第二连杆、夹持机构、同步机构；基础架上具有竖立的基础板，在基础板上从上而下依次安装有伺服电机、第二轴杆组件和第四轴杆组件，伺服电机的输出轴连接有小齿轮；主动轮为齿轮结构，安装在第二轴杆组件上、且啮合小齿轮，在主动轮上设有第一轴杆组件；从动轮安装在第四轴杆组件上，在从动轮上设有第三轴杆组件；第一连杆分别连接在第一、第三轴杆组件上，且第一连杆的一端延伸出从动轮的下部边缘；第二连杆的两端分别连接在主、从动轮上，且平行于第一连杆；夹持机构横向安装在第一连杆的尾端处。同步机构设置在第三轴杆组件和夹持机构之间。

Description

一种割炬摆动角度转换装置

技术领域

本发明涉及割炬使用的辅助设备，具体是一种割炬摆动角度转换装置。

背景技术

在焊接工艺中，为了保证焊接质量，需要采用等离子或火焰的割炬在零件上切割开出坡口。在坡口的切割过程中，割炬需要根据零件上坡口设计角度进行倾斜操作，如此，方能在零件上切割出满足设计要求的焊接坡口。

在切割作业中，割炬装夹在辅助夹持设备上实现对应的倾斜操作。目前，常见的辅助夹持设备主要由旋转装置和涡轮蜗杆减速机组成，涡轮的输出端用于安装割炬，蜗杆的输入端用于安装伺服电机，整个涡轮蜗杆减速机（连带割炬一起）安装于旋转装置上，以此实现不同的倾斜操作。然而，由于涡轮蜗杆减速机的整体重量比较重，其对旋转装置造成较高的旋转负荷，较高的旋转负荷容易影响旋转装置的电机的稳定性和灵活性，而且涡轮蜗杆传动效率低，间隙大，进而会导致割炬的倾斜角度误差偏大，因此在零件上所切割的坡口角度误差比较大，可重复性差，不够稳定、可靠。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述现有技术的不足，提供一种操作灵活、调整精准、稳定性高、可靠实用的割炬摆动角度转换装置。

本发明所采用的技术方案是，一种割炬摆动角度转换装置，所述转换装置包括：

-基础架，所述基础架上具有竖立的基础板，在基础板上从上而下依次安装有伺服电机、第二轴杆组件和第四轴杆组件，所述伺服电机的输出轴连接有小齿轮；

-主动轮，所述主动轮为齿轮结构，主动轮安装在第二轴杆组件上、且与小齿轮啮合，在主动轮上设有第一轴杆组件；

-从动轮，所述从动轮安装在第四轴杆组件上，在从动轮上设有第三轴杆组件；

-第一连杆，所述第一连杆分别连接在第一轴杆组件和第三轴杆组件上，且第一连杆的一端延伸出从动轮的下部边缘；

-第二连杆，所述第二连杆的两端分别连接在主动轮和从动轮上，且第二连杆平行于第一连杆；

-夹持机构，所述夹持机构横向安装在第一连杆的尾端处，所述夹持机构用于夹持割炬；

-同步机构，所述同步机构设置在第三轴杆组件和夹持机构之间。

所述夹持机构主要由空心轴、涨紧套、锥形螺钉和割炬夹持件组成；所述空心轴通过轴承横向安装在第一连杆的尾端；所述涨紧套轴向插装在空心轴内，涨紧套的内孔设有锥形螺孔，涨紧套的一端通过锁紧螺钉与割炬夹持件连接，涨紧套具有锥形螺孔的一端与锥形螺钉连接，由锥形螺钉控制涨紧套的涨开或内缩。

所述第一连杆内设有同步机构的容置空间。

所述同步机构主要由主同步带轮、同步带和从同步带轮组成；所述主同步带轮安装在第三轴杆组件上；所述从同步带轮安装在夹持机构的空心轴上；所述同步带套装在主同步带轮和从同步带轮上。

所述主动轮连接第一连杆和第二连杆的点位与从动轮连接第一连杆和第二连杆的点位处在同一平行四边形的四个顶点上。

本发明的有益效果是：上述转换装置有效依靠齿轮和平行连杆机构的传动特性，能够精准、稳定地输出摆动角度，从而使得其对割炬的倾斜操作具有操作灵活、调整精准、稳定性高、可靠性好、实用性强的特点，有效、可靠地满足了焊接技术中切割坡口工艺的技术要求，提高了作业效率。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的一种结构示意图。

图2是图1的A-A视图。

图3是图1的侧视图。

图4是图2中夹持机构的放大图。

图中代号含义：1—基础架；11—基础板；12—伺服电机；13—小齿轮；14—第二轴杆组件；141—轴杆；142—轴承；143—螺母；144—螺钉；145—压盖；15—第四轴杆组件；151—轴杆；152—轴承；153—螺母；154—螺钉；155—压盖；2—主动轮；21—第一轴杆组件；211—轴杆；212—轴承；213—压盖；214—螺钉；22—销轴；3—从动轮；31—第三轴杆组件；311—轴杆；312—轴承；313—压盖；314—螺钉；32—销轴；4—第一连杆；5—第二连杆；6—夹持机构；61—空心轴；62—涨紧套；63—锥形螺钉；64—轴承；65—锁紧螺母；66—割炬夹持件；67—锁紧螺钉；7—同步机构；71—主同步带轮；72—同步带；73—从同步带轮。

具体实施方式

参见图1、图2、图3和图4所示，本发明为割炬摆动角度转换装置，它包括基础架1、主动轮2、从动轮3、第一连杆4、第二连杆5、夹持机构6和同步机构7。

其中，基础架1上具有一竖立的基础板11。在基础板11上从上而下依次安装有伺服电机12（处在基础板11的上部）、第二轴杆组件14（处在基础板11的中部）和第四轴杆组件15（处在基础板11的下部），伺服电机12、第二轴杆组件14和第四轴杆组件15基本布置在基础板11的同一竖线上（下称基线）。伺服电机12固定在基础板11的背面，伺服电机12的输出轴从基础板11上穿过、并在基础板11的正面凸起，在伺服电机12的输出轴上连接有小齿轮13。第二轴杆组件14主要由轴杆141、轴承142、螺母143和压盖145组成，用于连接主动轮2；轴杆141的后端通过轴承142装配在基础板11中部的轴杆孔中，轴杆141的前端从基础板11的正面凸起；在基础板11的轴杆孔中，螺母143锁住轴杆孔中的轴杆141，端盖145通过螺钉144固定在螺母143后侧的基础板11上进行限位。第四轴杆组件15的结构与第二轴杆组件14的结构基本相同，其主要由轴杆151、轴承152、螺母153和压盖155组成，用于连接从动轮3；轴杆151的后端通过轴承152装配在基础板11下部的轴杆孔中，轴杆151的前端从基础板11的正面凸起；在基础板11的轴杆孔中，螺母153锁住轴杆孔中的轴杆151，端盖155通过螺钉154固定在螺母153后侧的基础板11上进行限位。

主动轮2为扇形齿轮结构，即在其弧形边缘设有齿条段。主动轮2的半径远大于小齿轮13的半径，二者的半径比值应根据使用要求合理确定。主动轮2的圆心处开设有轴杆孔，主动轮2通过圆心处的轴杆孔安装在第二轴杆组件14的轴杆141上，并由对应的压盖固定限位，安装初始位的主动轮2齿条段朝上，最好以基础板11上的基线对称，主动轮2通过齿条段与小齿轮13啮合，由小齿轮13驱动主动轮2。在主动轮2上设有第一轴杆组件21，该第一轴杆组件21的设置位置高于第二轴杆组件14的位置，处在主动轮2的1/5～1/6的直径处（从主动轮2外缘起算），且在主动轮2初始状态下，第一轴杆组件21的安装位置与基础板11上的伺服电机11、第二轴杆组件14和第四轴杆组件15基本处在同一竖立面内，即第一轴杆组件21的安装位置基本投影在基础板11的基线上。第一轴杆组件21主要由轴杆211、轴承212和压盖213组成；轴杆211的后端通过对应压盖等固定在主动轮2的轴杆孔内，轴杆211的前端从主动轮2的正面凸起，用于连接第一连杆4的首端。第一连杆4的首端处设有轴杆孔，第一轴杆组件21的轴承212安装在第一连杆4的轴杆孔内，轴杆211的前端与第一连杆4上的轴承212组合在一起，在第一连杆4的正面处，通过螺钉214将压盖213固定在轴杆孔的前端处、对轴承212进行限位，即第一连杆4的首端安装在主动轮2的第一轴杆组件21上。

从动轮3亦为扇形圆盘结构，与主动轮2基本一样，主要差异在于，从动轮3的弧形边缘无需设置齿条段。从动轮3的半径远大于小齿轮13的半径，二者的半径比值应根据使用要求合理确定。从动轮3的圆心处开设有轴杆孔，从动轮3通过圆心处的轴杆孔安装在第四轴杆组件15的轴杆151上，并由对应的压盖固定限位，安装初始位的从动轮3最好以基础板11上的基线对称。在从动轮3上设有第三轴杆组件31，该第三轴杆组件31的设置位置高于第四轴杆组件15的位置、但低于第二轴杆组件14的位置，第三轴杆组件31处在从动轮3的1/5～1/6的直径处（以从动轮3外缘起算），且在从动轮3初始状态下，第三轴杆组件31的安装位置与基础板11上的伺服电机11、第二轴杆组件14和第四轴杆组件15基本处在同一竖立面内，即第三轴杆组件31的安装位置基本投影在基础板11的基线上，也就是说，第三轴杆组件31和第一轴杆组件21亦基本布置在同一竖线上。第三轴杆组件31主要由轴杆311、轴承312和压盖313组成；轴杆311的后端通过对应压盖等固定在从动轮3的轴杆孔内，轴杆311的前端从从动轮3的正面凸起，用于连接第一连杆4的中部。第一连杆4的中部处设有轴杆孔，第三轴杆组件31的轴承312安装在第一连杆4的轴杆孔内，轴杆311的前端与第一连杆4上的轴承312组合在一起，在第一连杆4的正面处，通过螺钉314将压盖313固定在轴杆孔的前端处、对轴承312进行限位，即第一连杆4的中部安装在从动轮3的第三轴杆组件31上。

通过上述结构可以看出，第一连杆4的首端和中部分别对应的连接在第一轴杆组件21和第三轴杆组件31上。在主动轮2和从动轮3上安装好的第一连杆4的背面基本平行于主动轮2或从动轮3的正面表面。第一连杆4的尾端向下延伸、延伸出从动轮3的下部边缘，尾端设有安装孔、用于连接夹持机构6。为了能够很好的布置同步机构7、使结构紧凑化，第一连杆4的中下部内部设有同步机构7的容置空间，亦即第一连杆4的中下部形成了“链条盒”结构，用于将同步机构7安装在第三轴杆组件31和夹持机构6之间。

第二连杆5的长度不及第一连杆4，第二连杆5布置在主动轮2和从动轮3的背面、且在正面竖向上偏离第一连杆4；第二连杆5的上端通过销轴22铰接在主动轮2的背面、下端通过销轴32铰接在从动轮3的背面，以此使第二连杆5的两端分别铰接在主动轮2和从动轮3上，但是，要求第二连杆5至少在正面竖向上平行于第一连杆4。基于此，可以清楚的看出，主动轮2连接第一连杆4和第二连杆5的点位（即第一轴杆组件21和销轴22），与从动轮3连接第一连杆4和第二连杆5的点位（即第三轴杆组件31和销轴32），处在同一平行四边形的四个顶点上（包含投影位），以此组合成平行连杆机构。

夹持机构6主要由空心轴61、涨紧套62、锥形螺钉63、轴承64和割炬夹持件66组成。轴承64安装在第一连杆4尾端的安装孔内。空心轴61通过轴承64横向安装在第一连杆4的尾端安装孔内，空心轴61与竖向的第一连杆4基本垂直；在轴承64外的空心轴61上安装有对轴承64进行限位的锁紧螺母65。涨紧套62长度大于空心轴61，涨紧套62的外径匹配空心轴61，在涨紧套62的外壁上设有与空心轴61组合止口和U型卡槽；涨紧套62的内孔具有一段锥形螺孔，该锥形螺孔从中部布置至一端端部；涨紧套62轴向插装在空心轴61内，由外壁上的止口限位，涨紧套62的非螺纹端（或者说圆孔端）处在空心轴61的端部以外，涨紧套62的螺纹端（或者说锥孔端）对齐（也可以超出）空心轴61。锥形螺钉63匹配于涨紧套62的锥形螺孔，二者以螺纹连接在一起；锥形螺钉63的旋进，迫使涨紧套62向圆周涨开，进而吃紧空心轴61的内壁；锥形螺钉63的旋出，涨紧套62自动的圆周内缩，进而松开空心轴61的内壁；以此，通过锥形螺钉63的旋进或旋出，控制涨紧套62涨开或内缩。割炬夹持件66以止口结构扣盖在涨紧套62的非螺纹端端部，并辅以锁紧螺钉67连接固定。

同步机构7主要由主同步带轮71、同步带72和从同步带轮73组成。主同步带轮71处在第一连杆4的中部、套装在第三轴杆组件31的轴杆311上。从同步带轮73处在第一连杆4的尾部、套装在夹持机构6的空心轴61上。同步带72套装在主同步带轮71和从同步带轮73上。

以上具体技术方案仅用以说明本发明，而非对其限制。尽管参照上述具体技术方案对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对上述具体技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的精神和范围。

Claims (5)

1.一种割炬摆动角度转换装置，所述割炬摆动角度转换装置包括：

-基础架（1），所述基础架（1）上具有竖立的基础板（11），在基础板（11）上从上而下依次安装有伺服电机（12）、第二轴杆组件（14）和第四轴杆组件（15），所述伺服电机（12）的输出轴连接有小齿轮（13）；

-夹持机构（6），所述夹持机构（6）横向安装在第一连杆（4）的尾端处，所述夹持机构（6）用于夹持割炬；

其特征在于，所述割炬摆动角度转换装置还包括：

-主动轮（2），所述主动轮（2）为齿轮结构，主动轮（2）安装在第二轴杆组件（14）上、且与小齿轮（13）啮合，在主动轮（2）上设有第一轴杆组件（21）；

-从动轮（3），所述从动轮（3）安装在第四轴杆组件（15）上，在从动轮（3）上设有第三轴杆组件（31）；

-第一连杆（4），所述第一连杆（4）分别连接在第一轴杆组件（21）和第三轴杆组件（31）上，且第一连杆（4）的一端延伸出从动轮（3）的下部边缘；

-第二连杆（5），所述第二连杆（5）的两端分别连接在主动轮（2）和从动轮（3）上，且第二连杆（5）平行于第一连杆（4）；

-同步机构（7），所述同步机构（7）设置在第三轴杆组件（31）和夹持机构（6）之间。

2.根据权利要求1所述割炬摆动角度转换装置，其特征在于，所述夹持机构（6）主要由空心轴（61）、涨紧套（62）、锥形螺钉（63）和割炬夹持件（66）组成；所述空心轴（61）通过轴承（64）横向安装在第一连杆（4）的尾端；所述涨紧套（62）轴向插装在空心轴（61）内，涨紧套（62）的内孔设有锥形螺孔，涨紧套（62）的一端通过锁紧螺钉（67）与割炬夹持件（66）连接，涨紧套（62）具有锥形螺孔的一端与锥形螺钉（63）连接，由锥形螺钉（63）控制涨紧套（62）的涨开或内缩。

3.根据权利要求1所述割炬摆动角度转换装置，其特征在于，所述第一连杆（4）内设有同步机构（7）的容置空间。

4.根据权利要求1或3所述割炬摆动角度转换装置，其特征在于，所述同步机构（7）主要由主同步带轮（71）、同步带（72）和从同步带轮（73）组成；所述主同步带轮（71）安装在第三轴杆组件（31）上；所述从同步带轮（73）安装在夹持机构（6）的空心轴（61）上；所述同步带（72）套装在主同步带轮（71）和从同步带轮（73）上。

5.根据权利要求1所述割炬摆动角度转换装置，其特征在于，所述主动轮（2）连接第一连杆（4）和第二连杆（5）的点位与从动轮（3）连接第一连杆（4）和第二连杆（5）的点位处在同一平行四边形的四个顶点上。