CN107096978A - 一种机械式水下电弧切割小车用的高度跟踪装置及方法 - Google Patents

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刘雅倩
黎文航
张强
刘俊峰
王俭辛
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Abstract

一种机械式水下电弧切割小车用的高度跟踪装置，包括固定台和中心柱，所述中心柱上端与连接送丝机接口的固定台连接，下端为外圆周上设有环型凹槽的圆柱体，环型凹槽一端自下而上依次套装有卡簧，三孔固定夹，无油衬套，弹簧；其中无油衬套与三孔固定夹中间孔同轴线，通过一端设有的凸肩与三孔固定夹紧固连接并可上下移动套装于中心柱外圆上；三孔固定夹两端设有圆孔，其中一端圆孔中紧配穿装有空心导电杆，另一端圆孔中紧配穿装有固定杆，空心导电杆下端螺纹连接有空心导电嘴。本装置适用于水下自动式或半自动式机械小车电弧切割，特别适合三维空间工件的切割，动作反应灵敏，跟踪调整快捷、准确，结构简单，安全可靠，操作方便，制造成本低。

Description

一种机械式水下电弧切割小车用的高度跟踪装置及方法
技术领域
本发明涉及一种高度跟踪装置，特别涉及水下切割与焊接的高度跟踪装置。属于水下电弧切割与焊接材料技术领域。
背景技术
目前，由潜水器或水下机器人对水下的工件进行自动化或半自动化切割时，由于工件形状的未知性，割炬距工件的距离难以进行实时控制，从而导致切割过程中的弧长不稳定或断弧、熄弧现象，致使水下切割的无法进行或切割质量较差。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述在水下对未知表面形状工件进行切割时割炬高度不稳定的问题，提供一种可以安装于在水下进行切割的自动化或半自动化切割小车上的高度跟踪装置。
本发明的高度跟踪装置，可在水下电弧切割的三维空间切割应用中，实现对导电嘴与工件上表面高度的跟踪，保证割炬与被切割工件上表面距离的恒定，能自动消除由被切割工件表面轮廓误差所引起的切割加工精度误差，进而避免割炬与工件表面发生碰撞而引起的断弧或熄弧现象。
为达到上述目的，本发明实现目的所采用的技术方案是：
一种机械式水下电弧切割小车用的高度跟踪装置，由固定台1，中心柱2，弹簧3，无油衬套4，螺钉5，卡簧6，三孔固定夹7，空心导电杆8，空心导电嘴9，绝缘套10，固定杆11和万向球12构成，其中所述中心柱2为上端设有外螺纹与连接送丝机接口的所述固定台1连接，下端外圆周上设有安置卡簧6的环型凹槽的圆柱体，自设有环型凹槽的一端自下而上依次套装所述卡簧6，三孔固定夹7，无油衬套4，弹簧3；其中所述无油衬套4与三孔固定夹7中间孔同轴线，通过一端设有的凸肩与三孔固定夹7紧固连接并可上下移动套装于所述中心柱2外圆上；所述三孔固定夹7两端设有圆孔，其中一端圆孔中紧配穿装所述空心导电杆8，另一端圆孔中紧配穿装所述固定杆11，所述空心导电杆8下端与所述空心导电嘴9螺纹连接；所述固定杆11下端连接所述万向球12；所述三孔固定夹7两端的圆孔与所述固定杆11及所述空心导电杆8之间分别各设置有所述绝缘套(10)，用于将割炬与万向球固定装置绝缘，避免切割时在工件与万向球12间起弧。
进一步的，所述固定台1上设有与送丝机输出接口相连接和用于割丝穿过的通孔。
进一步的，所述弹簧3外径大于无油衬套4外径及固定台1孔径，安装时使其保持压缩状态，其弹力用于推动无油衬套4向下移动，直至万向球12底部与工件接触或者三孔固定夹7抵达其下方卡簧6所设定的运动下限。
进一步的，所述无油衬套4为自润滑法兰型铜套，其内径与三孔固定夹7中心孔孔径一致，大于中心柱2外径0.1～2mm。
进一步的，所述卡簧6安装于中心柱2底端凹槽处并卡紧，其外径大于三孔固定夹7中心孔孔径，用于限制无油衬套4与三孔固定夹7的最低运动位置。
进一步的，所述空心导电嘴9长15～30mm，空心的孔径大于普通割丝直径0.1～0.3mm。
本发明的一种机械式水下电弧切割小车用的高度跟踪装置的跟踪方法，包括如下步骤：
1、将送丝机送出的割丝穿过固定台1通孔、空心导电杆8和空心导电嘴9抵达工件处，引燃电弧进行切割；
2、切割时，万向球12与被切割工件接触，当切割位置上移时，万向球12推动固定杆11、三孔固定夹7、空心导电杆8、空心导电嘴9、以及无油衬套4沿着中心柱2向上滑动；当切割位置下移时，重力和弹簧3弹力推动无油衬套4、三孔固定夹7、以及空心导电杆8、空心导电嘴9和固定杆11、万向球12沿着中心柱2向下滑动，最终保证空心导电嘴9端部与被切割工件表面位置保持稳定，从而保持弧长恒定和电弧稳定，避免发生熄弧和断弧。
本发明的优点和有益效果是：
1、本装置适用于水下自动式或半自动式机械小车电弧切割，特别适合三维空间工件的切割，动作反应灵敏，跟踪调整快捷、准确。
2、本装置结构简单，安全可靠，操作方便，制造成本低。
附图说明
图1为本发明的结构构造示意图；
图2为图1的纵向剖视图；
图中：1.固定台，2.中心柱，3.弹簧，4.无油衬套，5.螺钉，6.卡簧，7.三孔固定夹，8.空心导电杆，9.空心导电嘴，10.绝缘套，11.固定杆，12.万向球。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1至图2所示，为本发明的一种机械式水下电弧切割小车用的高度跟踪装置，由固定台1，中心柱2，弹簧3，无油衬套4，螺钉5，卡簧6，三孔固定夹7，空心导电杆8，空心导电嘴9，两个绝缘套10，固定杆11和万向球12构成，其中所述中心柱2为上端设有外螺纹与连接送丝机接口的所述固定台1连接，下端外圆周上设有安置卡簧6的环型凹槽的圆柱体，自设有环型凹槽的一端自下而上依次套装所述卡簧6，三孔固定夹7，无油衬套4，弹簧3；其中所述无油衬套4与三孔固定夹7中间孔同轴线，通过一端设有的凸肩与三孔固定夹7紧固连接并可上下移动套装于所述中心柱2外圆上；所述三孔固定夹7两端设有圆孔，其中一端圆孔中紧配穿装所述空心导电杆8，另一端圆孔中紧配穿装所述固定杆11，所述空心导电杆8下端与所述空心导电嘴9螺纹连接。
其中所述固定台1上设有与送丝机输出接口相连接和用于割丝穿过的通孔；所述弹簧3外径大于无油衬套4外径及固定台1孔径，安装时使其保持压缩状态，其弹力用于推动无油衬套4向下移动，直至万向球12底部与工件接触或者三孔固定夹7抵达其下方卡簧6所设定的运动下限；所述无油衬套4为自润滑法兰型铜套，其内径与三孔固定夹7中心孔孔径一致，大于中心柱2外径0.1～2mm，采用螺钉5与三孔固定夹7相连接；所述卡簧6安装于中心柱2底端凹槽处并卡紧，其外径大于三孔固定夹7中心孔孔径，用于限制无油衬套4与三孔固定夹7的最低运动位置；所述空心导电嘴9长15～30mm，空心的孔径大于普通割丝直径0.1～0.3mm；所述两个绝缘套10分别套装于所述三孔固定夹7两端圆孔与所述固定杆11及所述空心导电杆8的之间间隙中，用于将割炬与万向球12固定装置绝缘，避免切割时在工件与万向球12间起弧。
本发明的一种机械式水下电弧切割小车用的高度跟踪装置的跟踪方法，具体是：
1、将送丝机送出的割丝穿过固定台1通孔、空心导电杆8和空心导电嘴9抵达工件处，引燃电弧进行切割；
2、切割时，万向球12与被切割工件接触，当切割位置上移时，万向球12推动固定杆11、三孔固定夹7、空心导电杆8、空心导电嘴9、以及无油衬套4沿着中心柱2向上滑动；当切割位置下移时，重力和弹簧3弹力推动无油衬套4、三孔固定夹7、以及空心导电杆8、空心导电嘴9和固定杆11、万向球12沿着中心柱2向下滑动，最终保证空心导电嘴9端部与被切割工件表面位置保持稳定，从而保持弧长恒定和电弧稳定，避免发生熄弧和断弧。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，任何熟悉本技术领域的技术人员，当可根据本发明作出各种相应的等效改变和变形，都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种机械式水下电弧切割小车用的高度跟踪装置，其特征在于，包括固定台(1)，中心柱(2)，弹簧(3)，无油衬套(4)，螺钉(5)，卡簧(6)，三孔固定夹(7)，空心导电杆(8)，空心导电嘴(9)和固定杆(11)，其中所述中心柱(2)为上端设有外螺纹与连接送丝机接口的所述固定台(1)连接，下端为外圆周上设有安置卡簧(6)的环型凹槽的圆柱体，自设有环型凹槽的一端自下而上依次套装所述卡簧(6)，三孔固定夹(7)，无油衬套(4)，弹簧(3)；其中所述无油衬套(4)与三孔固定夹(7)中间孔同轴线，通过一端设有的凸肩与三孔固定夹(7)紧固连接并可上下移动套装于所述中心柱(2)外圆上；所述三孔固定夹(7)两端设有圆孔，其中一端圆孔中紧配穿装所述空心导电杆(8)，另一端圆孔中紧配穿装所述固定杆(11)，所述空心导电杆(8)下端与所述空心导电嘴(9)螺纹连接。
2.根据权利要求1所述的一种机械式水下电弧切割小车用的高度跟踪装置，其特征在于，所述固定杆(11)下端还连接有万向球(12)。
3.根据权利要求1所述的一种机械式水下电弧切割小车用的高度跟踪装置，其特征在于，所述固定台(1)上设有与送丝机输出接口相连接和用于割丝穿过的通孔。
4.根据权利要求1所述的一种机械式水下电弧切割小车用的高度跟踪装置，其特征在于，所述弹簧(3)外径大于无油衬套(4)外径及固定台(1)孔径，安装时使其保持压缩状态，其弹力用于推动无油衬套(4)向下移动，直至万向球(12)底部与工件接触或者三孔固定夹(7)抵达其下方卡簧(6)所设定的运动下限。
5.根据权利要求1所述的一种机械式水下电弧切割小车用的高度跟踪装置，其特征在于，所述无油衬套(4)为自润滑法兰型铜套，其内径与三孔固定夹(7)中心孔孔径一致，大于中心柱(2)外径0.1～2mm。
6.根据权利要求1所述的一种机械式水下电弧切割小车用的高度跟踪装置，其特征在于，所述卡簧(6)的外径大于所述三孔固定夹(7)中心孔孔径。
7.根据权利要求1所述的一种机械式水下电弧切割小车用的高度跟踪装置，其特征在于，所述空心导电嘴(9)的长度为15～30mm，其空心孔径大于普通割丝直径0.1～0.3mm。
8.根据权利要求1所述的一种机械式水下电弧切割小车用的高度跟踪装置，其特征在于，所述三孔固定夹(7)两端的圆孔与所述固定杆(11)及所述空心导电杆(8)之间还分别设置有绝缘套(10)。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的一种机械式水下电弧切割小车用的高度跟踪装置的跟踪方法，其特征在于，包括如下步骤：
A.将送丝机送出的割丝穿过固定台(1)通孔、空心导电杆(8)和空心导电嘴(9)抵达工件处，引燃电弧进行切割；
B.切割时，万向球(12)与被切割工件接触，当切割位置上移时，万向球(12)推动固定杆(11)、三孔固定夹(7)、空心导电杆(8)、空心导电嘴(9)、以及无油衬套(4)沿着中心柱(2)向上滑动；当切割位置下移时，重力和弹簧(3)弹力推动无油衬套(4)、三孔固定夹(7)、以及空心导电杆(8)、空心导电嘴(9)和固定杆(11)、万向球(12)沿着中心柱(2)向下滑动，最终保证空心导电嘴(9)端部与被切割工件表面位置保持稳定，从而保持弧长恒定和电弧稳定，避免发生熄弧和断弧。
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