CN107283011B - 数控相贯线切割装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种数控相贯线切割装置，上述数控相贯线切割装置包括固定立板、回转支撑、割炬、S型拖链和外挡拖链。回转支撑与固定立板连接，并通过驱动器相对于固定立板旋转，割炬与回转支撑连接，并沿着回转支撑的半径方向设置，S型拖链一端与回转支撑连接，另一端与固定立板连接，外挡拖链设置在固定立板上，且外挡拖链设置在所述S型拖链外侧。该数控相贯线切割装置中拖链的布置结构简单紧凑，避免了电缆线的杂乱无章，使得数控相贯线切割装置的体积大大减小，便于在厂房的安装使用。

Description

数控相贯线切割装置

技术领域

本发明涉及钢材切割领域，特别是涉及一种数控相贯线切割装置。

背景技术

在钢材加工过程中，经常会涉及到异型材的切割。异型材，即除国家标准公布的常用型材以外的金属型材，如矩形管和H型钢。数控相贯线切割设备因切割效率高，切割质量好，在异型材自动化加工领域中广泛使用。

一般地，异型材切割时连着电缆线的割炬绕着异型材的四周进行切割，为了避免电缆线的杂乱，通常会将割炬的电缆线固定在拖链装置上，拖链装置随着割炬的移动而移动，实现割炬沿着异型材的四周旋转切割。并且，为了防止切割装置旋转切割过度，切割装置一般会设置有电限位组件，保护电缆线不被损坏。然而，传统的拖链装置是竖直方向放置，常常超过标准厂房的行车高度，占用空间大，使用不方便。

发明内容

基于此，有必要针对异型材切割设备体积大，安装使用不方便的问题，提供一种结构紧凑的数控相贯线切割装置。

一种数控相贯线切割装置，包括：

固定立板；

回转支撑，与固定立板连接，回转支撑通过驱动器相对于固定立板旋转；

割炬，与回转支撑连接，并沿着回转支撑的半径方向设置；

S型拖链，S型拖链一端与回转支撑连接，另一端与固定立板连接；以及

外挡拖链，设置在固定立板上，且外挡拖链位于S型拖链外侧。

上述数控相贯线切割装置，在割炬随回转支撑旋转进行圆周切割时，通过设置S型拖链，割炬的电缆线可以安装在S型拖链中，S型拖链一端固定在回转支撑上并随回转支撑运动，S型拖链可以双向弯曲，当回转支撑转动180度后，S型拖链会从回转支撑上下垂到外挡拖链上继续运动，因此可以实现保护电缆线随着S型拖链运动做圆周运动，实现割炬沿着工件的四周旋转。该拖链的结构布置紧凑，避免了电缆线的杂乱无章，使得数控相贯线切割装置的体积大大减小，便于在厂房的安装使用。

在其中一个实施例中，该数控相贯线切割装置还包括硬限位组件，硬限位组件包括硬撞块、安装件和阻挡件，硬撞块与回转支撑连接，安装件设置在固定立板上，阻挡件与安装件连接，碰撞块随回转支撑旋转一周后能够与阻挡件接触，以实现对回转支撑旋转限位。

在其中一个实施例中，该数控相贯线切割装置还包括配重块，配重块设置在回转支撑上与回转支撑连接。

在回转支撑上设置有配重块，避免回转支撑上放置拖链的一侧过重，导致旋转切割时装置产生偏心，能够使装置保持平衡，提高切割的精确度。

在其中一个实施例中，该数控相贯线切割装置还包括硬限位组件，硬限位组件包括硬撞块、安装件和阻挡件，硬撞块与配重块连接，安装件设置在固定立板上，阻挡件与安装件连接，碰撞块随回转支撑旋转一周后能够与阻挡件接触，以实现对回转支撑旋转限位。

在其中一个实施例中，阻挡件包括第一阻挡销、第二阻挡销、摆动销和固定销，第一阻挡销、第二阻挡销和固定销均与安装件连接，且固定销设置在第一阻挡销和第二阻挡销连线的中心位置，摆动销与固定销连接，碰撞块随回转支撑旋转一周后能够与摆动销接触，且碰撞块能够带动摆动销在第一阻挡销和固定销之间或第二阻挡销与固定销之间摆动。

一般数控相贯线切割装置会设置电限位装置，上述数控相贯线切割装置通过设置硬限位组件，当机器出现代码错误或操作失误时，电限位装置会失灵，这时硬限位组件可以起到保护作用，防止切割装置旋转过度，保护电缆线不受损坏，从而保证切割装置工作的安全。

在其中一个实施例中，硬限位组件的最大限位角度为±370度。

在其中一个实施例中，该数控相贯线切割装置还包括第一安装座和第二安装座，第一安装座与回转支撑连接，第二安装座与固定立板连接，且第二安装座设置在回转支撑外侧，S型拖链的一端与第一安装座连接，另一端与第二安装座连接。

在其中一个实施例中，固定立板上开设有穿线孔，且穿线孔位于第二安装座的下方。

在其中一个实施例中，该数控相贯线切割装置还包括收线箱，收线箱设置在固定立板的背面，收线箱上开设有进线孔，进线孔与穿线孔相邻设置。

在其中一个实施例中，S型拖链和外挡拖链均采用柔性材料制成。

S型拖链和外挡拖链采用柔性材料，可以减小运动中产生的摩擦，并且有利于拖链轨迹的布置。

附图说明

图1为一个实施例中数控相贯线切割装置的结构爆炸图；

图2为图1所示的数控相贯线切割装置的侧视图；

图3为图1所示的数控相贯线切割装置的一工作状态下的正视图；

图4为图1所示的数控相贯线切割装置的另一工作状态下的正视图；

图5为一个实施例中数控相贯线切割装置顺时针旋转达到限位位置时硬限位组件的局部放大图；

图6为一个实施例中数控相贯线切割装置逆时针旋转达到限位位置时硬限位组件的局部放大图；

图7为一个实施例中数控相贯线切割装置加工工件的加工状态示意图。

附图标记：

1、数控相贯线切割装置；11、固定立板；12、回转支撑；13、十字滑块；14、割炬；15、电线缆；16、S型拖链；17、外挡拖链；18、穿线孔；19、第一安装座；20、第二安装座；21、配重块；22、硬限位组件；23、安装件；24、驱动器；25、工件；111、底座；112、立板；221、硬撞块；222、固定销；224、摆动销；226、第一阻挡销；228、第二阻挡销；242、电机；244、齿轮；246、减速器。

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详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1和图2，一种数控相贯线切割装置1包括固定立板11、回转支撑12、割炬14、S型拖链16和外挡拖链17。回转支撑12与固定立板11连接，并通过驱动器24相对于固定立板11旋转，固定立板11和回转支撑12都设置有贯通的进料口，用于工件进给。割炬14与回转支撑12连接，并沿着回转支撑12的半径方向设置。S型拖链16的一端与回转支撑12连接，另一端与固定立板11连接，外挡拖链17固定于固定立板11上，并位于S型拖链16的外侧，与S型拖链16之间间隔有一定距离。

S型拖链16可以向沿回转支撑12的方向和离开回转支撑12的运动方向两个方向呈S型弯曲。具体的，如图1、图3所示，静止状态下，S型拖链16一部分覆盖在回转支撑12上，另一部分离开回转支撑12弯曲后与回转支撑12连接，整体呈S型设置。

请参阅图3、图4和图7，本实施例的数控相贯线切割装置的工作过程如下：

待工时，割炬14位于回转支撑12的正上方，S型拖链16连接回转支撑12的一端位于回转支撑12的左下方。当工件25进料到位，对工件25进行切割时，回转支撑12顺时针方向旋转，S型拖链16与固定立板11连接的一端保持不变，S型拖链16连接回转支撑12的一端随着回转支撑12转动一起转动，S型拖链16离开回转支撑12向上运动的部分与覆盖在回转支撑12上的部分呈S型；随着回转支撑12转动，S型拖链16逐渐离开回转支撑12，S型拖链16离开回转支撑12向上运动的弯曲部分逐渐变大，回转支撑12顺时针方向旋转180度后，S型拖链16离开回转支撑12向上运动的弯曲部分下垂滑落到外挡拖链17上，外挡拖链17支撑住S拖链；随着回转支撑12继续旋转，S型拖链16逐渐离开回转支撑12滑落到外挡拖链17上，当回转支撑旋转365度，完成切割后，S型拖链16离开回转支撑12，S型拖链16主体由外挡拖链17支撑，此时，拖链的布置参阅图4、图7。

当回转支撑12旋转365度停止转动，完成一周的圆周切割后逆时针旋转进行复位时，S型拖链16随着回转支撑12逆时针转动而进行反向运动，随着回转支撑12转动，S型拖链16滑落在外挡拖链17上的部分逐渐回置到回转支撑12上；逆时针方向旋转180度后，S型拖链16完全从外挡拖链17上离开；回转支撑12继续转动，S型拖链16回置于回转支撑12上的部分逐渐增多，直至回转支撑逆时针旋转365度后，割炬14完成复位，S型拖链16连接回转支撑12的一端回到起始位置。如图3所示，S型拖链16一部分覆盖在回转支撑12上，另一部分离开回转支撑12弯曲后与回转支撑12连接，恢复初始S型布置。

本实施例中，割炬14的电缆线15固定在拖链装置的S型拖链16上，可以使得电缆线15随着S型拖链16的运动做圆周运动，实现割炬14沿着工件25的四周旋转，避免了电缆线15的杂乱无章，同时拖链的结构设置紧凑，便于安装。

在本实施例中，固定立板11包括底座111和立板112，立板112固定于底座111上，底座111用于支撑立板112。

在本实施例中，该数控相贯线切割装置还包括配重块21，配重块21固定于回转支撑12上。由于S型拖链16设置在回转支撑一侧，会导致回转支撑两侧配重失衡，使回转支撑12旋转时重心不稳，造成旋转运动时产生偏心，影响加工精度。为避免S型拖链16设置在回转支撑12的一侧引起配重失衡，在回转支撑12上设置配重块21，从而使回转支撑12配重平衡，也使割炬14切割时更加稳定，保证切割的精确度。

请参照图5和图6，在本实施例中，数控相贯线切割装置还包括硬限位组件22，硬限位组件22包括硬撞块221，安装件23和阻挡件，硬撞块221固定于回转支撑上，硬撞块221包括固定件和碰撞销，硬撞块221的固定件与割炬14沿着回转支撑12的直径方向相对设置，硬撞块221的碰撞销穿过回转支撑12伸入进料口中，且碰撞销与阻挡件接触连接。安装件23设置在固定立板11上，阻挡件固定于安装件23上，碰撞块221随回转支撑12旋转一周后能够与阻挡件接触并被阻挡件限位，以实现对回转支撑12旋转限位。

在另一个实施例中，上述的硬撞块221也可固定在配重块221上。

具体地，阻挡件用于阻挡硬撞块221继续运动，防止旋转过度。如图5、图6所示，阻挡件包括第一阻挡销226，第二阻挡销228，摆动销224和固定销222，第一阻挡销226、第二阻挡销228和固定销222由左至右依次设置在安装件23上，且固定销222设置在第一阻挡销226和第二阻挡销228连线的中心位置，摆动销224与固定销222连接。具体的，摆动销224与固定销222套接连接，摆动销224可以相对于固定销222转动，碰撞块221随回转支撑12旋转一周后能够与摆动销224接触，且碰撞块221能够带动摆动销224在第一阻挡销226和固定销222之间或第二阻挡销228与固定销222之间摆动。

请同时参阅图5、图6，本实施例的硬限位组件22在数控相贯线切割装置顺时针旋转对工件25进行加工时的工作过程如下：硬限位组件22的起始状态如图6所示，在进行顺时针方向旋转时，硬撞块221在摆动销224左侧，硬撞块221顺时针旋转，不受摆动销224阻挡，回转支撑12可以正常启动。数控相贯线切割装置顺时针旋转对工件25进行加工时，硬撞块221随回转支撑12顺时针方向旋转360度后，硬撞块221的碰撞销将会碰到摆动销224，摆动销224会在硬撞块221的碰撞销的推动下向左摆动，继续摆动至限位角度时摆动销224会撞到第一阻挡销226，摆动销224被第一阻挡销226和硬撞块221的碰撞销卡住，无法继续向左运动，硬撞块221无法继续转动，从而使回转支撑12停止旋转，实现对回转支撑顺时针旋转限位。

如图5、图6所示，本实施例的硬限位组件22在数控相贯线切割装置逆时针旋转进行复位时的工作过程如下：硬限位组件22的起始状态如图5所示，在进行逆时针方向旋转时，硬撞块221在摆动销224右侧，硬撞块221逆时针旋转，不受摆动销224阻挡，回转支撑12可以正常启动。数控相贯线切割装置逆时针旋转，硬撞块221随回转支撑12逆时针方向旋转360度后，硬撞块221的碰撞销将会碰到摆动销224，摆动销224会在硬撞块221的碰撞销的推动下向右摆动，继续摆动至限位角度时摆动销224会撞到第二阻挡销228，摆动销224被第二阻挡销228和硬撞块221的碰撞销卡住，无法继续向左运动，硬撞块221无法继续转动，从而使回转支撑12停止旋转，起到逆时针旋转的限位作用。

当割炬14的旋转角度超过限位角度时，上述的硬限位组件22可以阻止割炬14进一步转动，避免割炬14过度旋转造成S型拖链16以及固定在S型拖链16上的电缆线15损坏。在本实施例中，硬限位组件22的最大限位角度为±370度。即回转支撑12沿顺时针方向和逆时针方向转动时，硬限位组件22的最大旋转限位角度均为370度。传统数控相贯线切割装置设置有电限位装置，电限位的正负方向的最大限位角度一般为365度，本实施例设置硬限位组件22的最大旋转角度需略大于365度，若电限位装置出现故障失灵，硬限位组件可以在旋转至370度时实现对回转支撑旋转限位，以避免割炬14过度旋转造成S型拖链16以及固定在S型拖链16上电缆线15的损坏。但是，在本实施例中，需要说明的是，以上采用硬限位组件的最大限位角度为±370度只是一个实施例，并不用于限定本发明，实际应用中可以根据具体需要任意设置硬限位组件的最大限位角度。通过调节阻挡件在安装件23上的位置和与硬撞块221之间的相对位置即可调节最大旋转限位角度。

传统数控相贯线切割装置设置有电限位装置，以防止切割装置旋转切割过度，保护电缆线和拖链不被损坏。然而，电限位装置的性能不稳定，容易出现故障，一旦电限位装置出现故障失灵，则无法对切割装置进行旋转限位，会导致电缆线和拖链损坏。本实施例的硬限位组件22能够在电限位装置失灵时对回转支撑进行旋转限位，以避免割炬14过度旋转造成S型拖链16以及固定在S型拖链16上电缆线15的损坏，有效保护数控相贯线切割装置，保证数控相贯线切割装置运行稳定。

请同时参照图3至图7，本实施例的数控相贯线切割装置的工作过程如下:

待工时，割炬14位于回转支撑12的最上方，硬限位组件22处于如图6所示的起始状态，工件25进料到位，对工件25进行切割时,回转支撑12顺时针转动，割炬14开始顺时针切割，S型拖链16逐渐离开回转支撑12，回转支撑12顺时针方向旋转180度时，S型拖链16离开回转支撑12向上运动的弯曲部分开始从回转支撑12上滑落到外挡拖链17上，回转支撑12顺时针方向旋转到365度割炬14完成一周切割后，S型拖链16离开回转支撑12，且S型拖链16由外挡拖链17支撑，回转支撑12可通过电限位装置的作用，停止旋转，顺时针切割工作结束。若电限位装置失灵，回转支撑12将继续顺时针旋转，直到旋转至370度时，硬限位组件22达到最大限位角度，回转支撑12停止旋转，顺时针切割工作结束。

当回转支撑12开始逆时针方向进行旋转开始复位时，回转支撑12逆时针转动，S型拖链16逐渐离开外挡拖链17回到回转支撑12上，回转支撑12逆时针方向旋转180度时，S型拖链16完全从外挡拖链17上离开，回转支撑12继续转动，S型拖链16回置于回转支撑12上的部分逐渐增多，回转支撑12逆时针旋转365度完成复位后，S型拖链16连接回转支撑12的一端回到起始位置，S拖链16恢复初始S型布置。回转支撑12可通过电限位装置的作用停止旋转，割炬14回到回转支撑12的正上方。若电限位装置失灵，回转支撑12将继续旋转，直到逆时针旋转至370度时，硬限位组件22达到逆时针方向最大限位角度，回转支撑12停止旋转，复位结束。

本实施例中，割炬14的电缆线15固定在拖链装置的S型拖链16上，可以使得电缆线15随着S型拖链16的运动做圆周运动，实现割炬14沿着工件25的四周旋转，避免了电缆线15的杂乱无章，同时拖链的结构设置紧凑，便于安装。同时，硬限位组件22可在电限位装置失灵时对回转支撑12进行旋转限位，避免回转支撑12旋转过度，从而避免S型拖链16以及电缆线15损坏，有效保护数控相贯线切割装置。

在一个实施例中，驱动器24包括电机242、减速器246和齿轮244，电机242通过减速器246与齿轮244连接，回转支撑12上有小的外圈齿，齿轮244与回转支撑12啮合。电机242驱动齿轮244转动，齿轮244再带动回转支撑12转动，减速机246可以增大扭矩，使回转支撑12可以承载S型拖链16和配重块21而正常转动。

在一个实施例中，该数控相贯线切割装置还包括十字滑块13，十字滑块13固定于回转支撑12上，割炬14通过十字滑块13与回转支撑12连接。待切割的工件25从进料口进入并伸出固定立板11。十字滑块13可以通过电机242驱动，割炬14通过十字滑块13在水平和垂直方向上移动精确调整切割位置，电机242启动，回转支撑12旋转时，割炬14可以绕着工件25四周旋转。割炬14可以直接固定在十字滑块13上，也可以通过其他部件与十字滑块13连接。由于割炬14可以随着十字滑块13的运动而移动，也可以随着回转支撑12的转动而做圆周运动，因此割炬14可以呈现出多种不同的运动轨迹，从而适用于不同形状的异型材的切割。割炬14沿着回转支撑12的半径方向设置，可以使得割炬14在转动过程中始终指向进料口，即指向待切割的工件25，实现割炬14绕着工件25的四周进行切割。

在一个实施例中，该数控相贯线切割装置还包括第一安装座19和第二安装座20，第一安装座19固定于回转支撑12上，S型拖链16的一端通过第一安装座19与回转支撑12连接，第二安装座20固定于固定立板11上，设置于回转支撑12的外侧，S型拖链16的另一端通过第二安装座20与固定立板连接。第一安装座19可以带动S型拖链16运动，S型拖链16不与回转支撑12直接连接，可以减小S型拖链运动程中产生的摩擦，更好地保护S型拖链16和电缆线15。第二安装座20使拖链能够稳定地固定于固定立板11上，并且在S型拖链16滑落到外挡拖链17时，能够更好地承受其重量。

在本实施例中，该数控相贯线切割装置的固定立板11上还开设有穿线孔，且穿线孔18位于第二安装座20的下方。在本实施例中，该数控相贯线切割装置还包括收线箱(未图示)，收线箱设置在固定立板11的背面，收线箱上开设有进线孔，进线孔与穿线孔18相邻设置。

穿线孔18开设在固定立板11上并设置于第二安装座20的下方，收线箱设置于固定立板11的背面。割炬14电缆通过拖链从固定于固定立板11的一端即第二安装座20处输出后，通过穿线孔18引出到固定立板11的背面，并从收线箱上的进线孔进入固定立板11背面的收线箱，收线箱可以收纳电缆线15，使其整齐放置，并且起到保护电缆线15的作用，使用更加安全。

在一个实施例中，外挡拖链17的布置形状为半圆形或半椭圆形。外挡拖链17位于回转支撑12的外圈，与回转支撑12之间保持一定的距离，在S型拖链16从回转支撑12上滑落时支撑S型拖链16并使其能继续进行移动。外挡拖链17布置在固定立板11上，设置成半圆形或半椭圆形形状，可以使S型拖链16移动时与外挡拖链17之间的摩擦尽可能小，避免运动中过度磨损。外挡拖链17的弧度和长度具体根据回转支撑12的半径和外挡拖链17的长度进行设置。

在本实施例中，S型拖链16和外挡拖链17的材质均采用柔性材料制成。具体地，在一个优选的实施例中，S型拖链16和外挡拖链17采用尼龙制成，尼龙具有较高的压力和抗拉负荷、良好的韧性、高弹性和耐磨性，能够延长拖链的使用寿命，减小拖链运动的噪音。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种数控相贯线切割装置，其特征在于，包括：

固定立板；

回转支撑，与所述固定立板连接，所述回转支撑通过驱动器相对于所述固定立板旋转；

割炬，与所述回转支撑连接，并沿着所述回转支撑的半径方向设置；

S型拖链，所述S型拖链一端与所述回转支撑连接，另一端与所述固定立板连接；

外挡拖链，设置在所述固定立板上，且所述外挡拖链位于所述S型拖链外侧并与所述S型拖链之间间隔一定距离，所述外挡拖链用于支撑住脱离所述回转支撑的所述S型拖链；以及,

硬限位组件，包括硬撞块、安装件、第一阻挡销、第二阻挡销、摆动销和固定销，所述硬撞块与所述回转支撑连接，所述安装件设置在所述固定立板上，所述第一阻挡销、所述第二阻挡销和所述固定销均与所述安装件连接，且所述固定销设置在所述第一阻挡销和第二阻挡销连线的中心位置，所述摆动销与所述固定销连接；所述硬撞块随所述回转支撑旋转一周后能够与所述摆动销接触，且所述硬撞块能够带动所述摆动销在所述第一阻挡销和固定销之间或所述第二阻挡销与所述固定销之间摆动。

2.根据权利要求1所述的数控相贯线切割装置，其特征在于，所述外挡拖链绕所述回转支撑的周向弯曲。

3.根据权利要求1所述的数控相贯线切割装置，其特征在于，还包括配重块，所述配重块设置在所述回转支撑上与所述回转支撑连接。

4.根据权利要求3所述的数控相贯线切割装置，其特征在于，所述硬撞块通过所述配重块与所述回转支撑间接连接。

5.根据权利要求1的数控相贯线切割装置，其特征在于，驱动器包括电机、减速器和齿轮，所述电机通过所述减速器与所述齿轮连接，所述回转支撑设有外圈齿，所述齿轮与所述回转支撑啮合。

6.根据权利要求1所述的数控相贯线切割装置，其特征在于，所述硬限位组件的最大限位角度为±370度。

7.根据权利要求1所述的数控相贯线切割装置，其特征在于，还包括第一安装座和第二安装座，所述第一安装座与所述回转支撑连接，所述第二安装座与所述固定立板连接，且所述第二安装座设置在所述回转支撑外侧，所述S型拖链的一端与第一安装座连接，另一端与所述第二安装座连接。

8.根据权利要求7所述的数控相贯线切割装置，其特征在于，所述固定立板上开设有穿线孔，且所述穿线孔位于所述第二安装座的下方。

9.根据权利要求8所述的数控相贯线切割装置，其特征在于，还包括收线箱，所述收线箱设置在所述固定立板的背面，所述收线箱上开设有进线孔，所述进线孔与所述穿线孔相邻设置。

10.根据权利要求1所述的数控相贯线切割装置，其特征在于，所述S型拖链和外挡拖链均采用柔性材料制成。