CN107378213A - 一种基于物联网的智能化等离子切割机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于物联网的智能化等离子切割机，包括底座、切割台、切割桥和切割头，切割桥还包括夹紧机构，底座还包括密封机构，夹紧机构包括驱动电机、驱动板、固定板和夹紧组件，夹紧组件包括若干个夹紧单元，夹紧单元包括驱动块、连接块和夹紧块，该基于物联网的智能化等离子切割机，切割桥上设有夹紧机构，当切割机正常工作时，夹紧机构能将切割头夹紧固定，当切割头需要进行更换维修时，切割头可从夹紧机构上取下，无需进行拆卸，不仅省时省力，减轻劳动强度，还避免了对生产效率的影响；另外，信号处理电路具有增益可调的作用，能够满足不同等级的输入信号的采集，提高了信号处理电路的可靠性。

Description

一种基于物联网的智能化等离子切割机

技术领域

本发明涉及切割设备领域，特别涉及一种基于物联网的智能化等离子切割机。

背景技术

等离子切割是利用高温等离子电弧的热量使工件切口处的金属部分或局部熔化(和蒸发)，并借高速等离子的动量排除熔融金属以形成切口的一种加工方法。而等离子切割机则是利用这种方法对金属材料进行加工的机械。

目前现有的等离子切割机的切割头大都是固定在切割桥上的，当切割头出现故障需要维修时，直接在切割机上对其维修很不方便，此时就需要先将其拆卸下来，而拆卸时需要人工拆卸很多零部件，这不仅费时费力，增加劳动强度，还会间接地影响生产效率；另外，为了便于切割头的移动切割，切割桥大都设置在滑轨上，而滑轨一般都是暴露在空气中的，时间久了容易被腐蚀，从而影响切割桥的正常滑动。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种基于物联网的智能化等离子切割机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于物联网的智能化等离子切割机，包括底座、切割台、切割桥和切割头，所述切割桥还包括夹紧机构，所述夹紧机构设置在切割桥和切割头之间，所述底座还包括密封机构，所述底座上设有滑轨，所述切割桥的底部与滑轨滑动连接，所述密封机构设置在滑轨上；

所述夹紧机构包括驱动电机、驱动板、固定板和夹紧组件，所述切割桥上设有固定块，所述切割桥上还设有驱动机构，所述驱动机构与固定块传动连接，所述固定块的一侧水平设置有支杆，所述固定板为圆盘形，所述固定板与支杆垂直连接，所述固定块的一侧设有驱动电机，所述驱动板为圆盘形，所述驱动板与固定板平行，所述驱动板套设在驱动电机的输出轴上，所述驱动电机与驱动板传动连接，所述驱动板位于驱动电机和固定板之间，所述驱动板与固定板同轴设置，所述驱动板的一侧设有限位槽，所述限位槽为圆弧形，所述限位槽沿着驱动板的侧面周向延伸且逐渐靠近驱动板的圆心处，所述限位槽有若干个，各限位槽沿着驱动板的圆心周向均匀设置，所述驱动板与夹紧组件传动连接；

所述夹紧组件包括若干个夹紧单元，各夹紧单元沿着固定板的圆心周向均匀设置，各夹紧单元分别与各限位槽一一对应，所述夹紧单元包括驱动块、连接块和夹紧块，所述连接块的中部与固定板铰接，所述驱动块上设有限位块，所述限位块位于限位槽内，所述限位块与限位槽滑动连接，所述连接块的一端与驱动块铰接，所述夹紧块设置在连接块的另一端，所述切割头位于夹紧块和固定板之间，所述切割头分别与夹紧块和固定板抵靠，所述切割头上设有输气管，所述输气管与切割头连通；

所述信号处理电路包括集成电路U1、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第一电容C1、第二电容C2和第三电容C3，所述集成电路U1的型号为1B31，所述集成电路U1的传感器电源端通过电桥电路接地，所述集成电路U1的输入端与电桥电路连接，所述集成电路U1的负电源端外接-15V直流电压电源，所述集成电路U1的负电源端分别通过第一电容C1和第二电容C2接地，所述集成电路U1的公共端接地，所述集成电路U1的电源端外接15V直流电压电源，所述集成电路U1的基准端通过第三电容C3接地，所述集成电路U1的阀值端通过第五电阻R5与集成电路U1的333.3倍阀值端连接，所述集成电路U1的桥激励输出调节端通过第六电阻R6和第七电阻R7组成的串联电路与集成电路U1的可调端连接。

该电路把传感器的测量信号变换为0—1OV电压输出。加上电源后，内部基准电压预置为1OV，桥激励输出调节端连接到集成电路U1的可调端时增大桥激励输出电压，若减小桥激励电压输出，则在集成电路U1的阀值端和333.3倍阀值端之间接入电阻。桥测量电桥输出信号通过集成电路U1的正输入端和负输入端送至集成电路U1内部的仪器放大器。放大器增益由集成电路U1的桥激励输出调节端和可调端之间的电阻决定，调节第七电阻R7，即调节放大器的增益。

作为优选，为了便于固定输气管，所述固定板上设有固定环，所述固定环为半圆环形，所述固定环的一端与固定板铰接，所述固定环与固定板的铰接处设有扭转弹簧，所述固定环有两个，两个固定环的内圈正对设置。

作为优选，所述电桥电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4，所述集成电路U1的传感器电源端分别通过第一电阻R1和第二电阻R2组成的串联电路、第三电阻R3和第四电阻R4组成的串联电路接地，所述集成电路U1的正输入端分别与第一电阻R1和第二电阻R2连接，所述集成电路U1的负输入端分别与第三电阻R3和第四电阻R4连接。

作为优选，为了使夹紧块快速夹紧或松开，所述限位槽的槽壁上和限位块的表面均设有特氟隆涂层。

作为优选，为了保护切割头，所述夹紧块与切割头抵靠的一侧设有硅胶垫。

作为优选，为了提高固定板的稳固性，所述支杆有两个，两个支杆关于固定板对称设置。

作为优选，为了提高对切割头夹持的牢固性，所述夹紧块有四个。

作为优选，为了延长链牙的使用寿命，所述链牙的制作材料为不锈钢。

作为优选，为了便于操作，所述底座上设有开关，所述开关与驱动电机电连接。

作为优选，为了使设备的工作状态智能化，所述驱动电机为伺服电机。

本发明的有益效果是，该基于物联网的智能化等离子切割机，切割桥上设有夹紧机构，当切割机正常工作时，夹紧机构能将切割头夹紧固定，当切割头需要进行更换维修时，切割头可从夹紧机构上取下，无需进行拆卸，不仅省时省力，减轻劳动强度，还避免了对生产效率的影响；另外，通过密封机构对滑轨进行密封保护，使其不会因长期暴露在空气中而被腐蚀，从而保证切割桥能正常滑动, 信号处理电路具有增益可调的作用，能够满足不同等级的输入信号的采集，提高了信号处理电路的可靠性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的一种基于物联网的智能化等离子切割机的结构示意图。

图2是图1的A部放大图。

图3是本发明的一种基于物联网的智能化等离子切割机的信号处理电路电路原理图。

图4是本发明的一种基于物联网的智能化等离子切割机的夹紧机构的结构示意图。

图5是本发明的一种基于物联网的智能化等离子切割机的夹紧机构的侧视图。

图中：1.底座，2.切割台，3.切割桥，4.切割头，5.滑轨，6.驱动电机，7.驱动板，8.固定板，9.固定块，10.支杆，11.限位槽，12.驱动块，13.连接块，14.夹紧块，15.限位块，16.密封盖，17.链带，18.拉头，19.链牙，20.固定环，21.开关。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-5所示，一种基于物联网的智能化等离子切割机，包括底座1、切割台2、切割桥3和切割头4，所述切割桥3还包括夹紧机构，所述夹紧机构设置在切割桥3和切割头4之间，所述底座1还包括密封机构，所述底座1上设有滑轨5，所述切割桥3的底部与滑轨5滑动连接，所述密封机构设置在滑轨5上；

所述夹紧机构包括驱动电机6、驱动板7、固定板8和夹紧组件，所述切割桥3上设有固定块9，所述切割桥3上还设有驱动机构，所述驱动机构与固定块9传动连接，所述固定块9的一侧水平设置有支杆10，所述固定板8为圆盘形，所述固定板8与支杆10垂直连接，所述固定块9的一侧设有驱动电机6，所述驱动板7为圆盘形，所述驱动板7与固定板8平行，所述驱动板7套设在驱动电机6的输出轴上，所述驱动电机6与驱动板7传动连接，所述驱动板7位于驱动电机6和固定板8之间，所述驱动板7与固定板8同轴设置，所述驱动板7的一侧设有限位槽11，所述限位槽11为圆弧形，所述限位槽11沿着驱动板7的侧面周向延伸且逐渐靠近驱动板7的圆心处，所述限位槽11有若干个，各限位槽11沿着驱动板7的圆心周向均匀设置，所述驱动板7与夹紧组件传动连接；

所述夹紧组件包括若干个夹紧单元，各夹紧单元沿着固定板8的圆心周向均匀设置，各夹紧单元分别与各限位槽11一一对应，所述夹紧单元包括驱动块12、连接块13和夹紧块14，所述连接块13的中部与固定板8铰接，所述驱动块12上设有限位块15，所述限位块15位于限位槽11内，所述限位块15与限位槽11滑动连接，所述连接块13的一端与驱动块12铰接，所述夹紧块14设置在连接块13的另一端，所述切割头4位于夹紧块14和固定板8之间，所述切割头4分别与夹紧块14和固定板8抵靠，所述切割头4上设有输气管，所述输气管与切割头4连通；

所述信号处理电路包括集成电路U1、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第一电容C1、第二电容C2和第三电容C3，所述集成电路U1的型号为1B31，所述集成电路U1的传感器电源端通过电桥电路接地，所述集成电路U1的输入端与电桥电路连接，所述集成电路U1的负电源端外接-15V直流电压电源，所述集成电路U1的负电源端分别通过第一电容C1和第二电容C2接地，所述集成电路U1的公共端接地，所述集成电路U1的电源端外接15V直流电压电源，所述集成电路U1的基准端通过第三电容C3接地，所述集成电路U1的阀值端通过第五电阻R5与集成电路U1的333.3倍阀值端连接，所述集成电路U1的桥激励输出调节端通过第六电阻R6和第七电阻R7组成的串联电路与集成电路U1的可调端连接。

该电路把传感器的测量信号变换为0—1OV电压输出。加上电源后，内部基准电压预置为1OV，桥激励输出调节端连接到集成电路U1的可调端时增大桥激励输出电压，若减小桥激励电压输出，则在集成电路U1的阀值端和333.3倍阀值端之间接入电阻。桥测量电桥输出信号通过集成电路U1的正输入端和负输入端送至集成电路U1内部的仪器放大器。放大器增益由集成电路U1的桥激励输出调节端和可调端之间的电阻决定，调节第七电阻R7，即调节放大器的增益。

作为优选，为了便于固定输气管，所述固定板8上设有固定环20，所述固定环20为半圆环形，所述固定环20的一端与固定板8铰接，所述固定环20与固定板8的铰接处设有扭转弹簧，所述固定环20有两个，两个固定环20的内圈正对设置，当切割头4从夹紧机构上取下，输气管与切割头4暂时分离，可将输气管的一端放在两个固定环20之间，由固定环20将其夹住，便于下一次与切割头4快速连接。

作为优选，所述电桥电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4，所述集成电路U1的传感器电源端分别通过第一电阻R1和第二电阻R2组成的串联电路、第三电阻R3和第四电阻R4组成的串联电路接地，所述集成电路U1的正输入端分别与第一电阻R1和第二电阻R2连接，所述集成电路U1的负输入端分别与第三电阻R3和第四电阻R4连接。

作为优选，为了使夹紧块14快速夹紧或松开，所述限位槽11的槽壁上和限位块15的表面均设有特氟隆涂层，由于特氟隆涂层具有较低的摩擦系数，其润滑性，特别是自润滑性非常好，对其他物质几乎不粘附，故可减小限位块15与限位槽11间的摩擦力，使限位块15在限位槽11内快速移动，从而使夹紧块14快速夹紧或松开。

作为优选，为了保护切割头4，所述夹紧块14与切割头4抵靠的一侧设有硅胶垫，由于硅胶垫有一定的张力、柔韧性，可在夹紧块14与切割头4接触时起到较好的缓冲和保护作用，对切割头4进行保护。

作为优选，为了提高固定板8的稳固性，所述支杆10有两个，两个支杆10关于固定板8对称设置。

作为优选，为了提高对切割头4夹持的牢固性，所述夹紧块14有四个，四个夹紧块14可从切割头4的两侧，且在上下两个方位将其夹紧，故较好地提高对切割头4夹持的牢固性。

作为优选，为了延长链牙19的使用寿命，所述链牙19的制作材料为不锈钢。

作为优选，为了便于操作，所述底座1上设有开关21，所述开关21与驱动电机6电连接。

作为优选，为了使设备的工作状态智能化，所述驱动电机6为伺服电机，由于伺服电机可使控制速度、位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象，故能形成智能操控系统，使夹紧机构更智能化地工作。

该基于物联网的智能化等离子切割机，由于切割桥3还包括夹紧机构，夹紧机构设置在切割桥3和切割头4之间，故当切割机正常工作时，夹紧机构能将切割头4夹紧固定，当切割头4需要进行更换维修时，通过开关21启动驱动电机6，由于切割桥3上设有固定块9，固定块9的一侧水平设置有支杆10，固定板8为圆盘形，固定板8与支杆10垂直连接，固定块9的一侧设有驱动电机6，驱动板7为圆盘形，驱动板7与固定板8平行，驱动板7套设在驱动电机6的输出轴上，驱动电机6与驱动板7传动连接，驱动板7位于驱动电机6和固定板8之间，驱动板7与固定板8同轴设置，故驱动板7转动，由于驱动板7的一侧设有限位槽11，限位槽11为圆弧形，限位槽11沿着驱动板7的侧面周向延伸且逐渐靠近驱动板7的圆心处，限位槽11有若干个，各限位槽11沿着驱动板7的圆心周向均匀设置，驱动板7与夹紧组件传动连接，又由于夹紧组件包括若干个夹紧单元，各夹紧单元沿着固定板8的圆心周向均匀设置，各夹紧单元分别与各限位槽11一一对应，夹紧单元包括驱动块12、连接块13和夹紧块14，连接块13的中部与固定板8铰接，驱动块12上设有限位块15，限位块15位于限位槽11内，限位块15与限位槽11滑动连接，连接块13的一端与驱动块12铰接，故驱动块12被拉近驱动板7的圆心处，从而带动连接块13绕着固定板8转动，由于夹紧块14设置在连接块13的另一端，切割头4位于夹紧块14和固定板8之间，切割头4分别与夹紧块14和固定板8抵靠，故夹紧块14从切割头4上松开，使得切割头4可从固定板8上取下，无需进行拆卸，不仅省时省力，减轻劳动强度，还避免了对生产效率的影响；另外，由于密封盖16为长方体，密封盖16盖设在滑轨5上，密封盖16的顶部设有开口，开口为长方形，链带17水平设置在开口内，链带17与开口匹配，链带17上设有相互咬合的链牙19，拉头18有两个，两个拉头18相向设置在链牙19上，两个拉头18均与链牙19滑动连接，切割桥3的底部经开口与滑轨5滑动连接，切割桥3的底部位于两个拉头18之间，两个拉头18均与切割桥3的底部连接，故当切割桥3在滑轨5内滑动时，切割桥3的底部能同时带动两个拉头18在链牙19上滑动，以使得链牙19开启或闭合，从而始终保证密封盖16的密封性，对滑轨5进行密封保护，使其不会因长期暴露在空气中而被腐蚀，从而保证切割桥3能正常滑动。

与现有技术相比，该基于物联网的智能化等离子切割机，切割桥3上设有夹紧机构，当切割机正常工作时，夹紧机构能将切割头4夹紧固定，当切割头4需要进行更换维修时，切割头4可从夹紧机构上取下，无需进行拆卸，不仅省时省力，减轻劳动强度，还避免了对生产效率的影响；另外，通过密封机构对滑轨5进行密封保护，使其不会因长期暴露在空气中而被腐蚀，从而保证切割桥3能正常滑动, 信号处理电路具有增益可调的作用，能够满足不同等级的输入信号的采集，提高了信号处理电路的可靠性。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种基于物联网的智能化等离子切割机，其特征在于，包括底座（1）、切割台（2）、切割桥（3）和切割头（4），所述切割桥（3）还包括夹紧机构，所述夹紧机构设置在切割桥（3）和切割头（4）之间，所述底座（1）还包括密封机构，所述底座（1）上设有滑轨（5），所述切割桥（3）的底部与滑轨（5）滑动连接，所述密封机构设置在滑轨（5）上；

所述夹紧机构包括驱动电机（6）、驱动板（7）、固定板（8）和夹紧组件，所述切割桥（3）上设有固定块（9），所述切割桥（3）上还设有驱动机构，所述驱动机构与固定块（9）传动连接，所述固定块（9）的一侧水平设置有支杆（10），所述固定板（8）为圆盘形，所述固定板（8）与支杆（10）垂直连接，所述固定块（9）的一侧设有驱动电机（6），所述驱动板（7）为圆盘形，所述驱动板（7）与固定板（8）平行，所述驱动板（7）套设在驱动电机（6）的输出轴上，所述驱动电机（6）与驱动板（7）传动连接，所述驱动板（7）位于驱动电机（6）和固定板（8）之间，所述驱动板（7）与固定板（8）同轴设置，所述驱动板（7）的一侧设有限位槽（11），所述限位槽（11）为圆弧形，所述限位槽（11）沿着驱动板（7）的侧面周向延伸且逐渐靠近驱动板（7）的圆心处，所述限位槽（11）有若干个，各限位槽（11）沿着驱动板（7）的圆心周向均匀设置，所述驱动板（7）与夹紧组件传动连接；

所述夹紧组件包括若干个夹紧单元，各夹紧单元沿着固定板（8）的圆心周向均匀设置，各夹紧单元分别与各限位槽（11）一一对应，所述夹紧单元包括驱动块（12）、连接块（13）和夹紧块（14），所述连接块（13）的中部与固定板（8）铰接，所述驱动块（12）上设有限位块（15），所述限位块（15）位于限位槽（11）内，所述限位块（15）与限位槽（11）滑动连接，所述连接块（13）的一端与驱动块（12）铰接，所述夹紧块（14）设置在连接块（13）的另一端，所述切割头（4）位于夹紧块（14）和固定板（8）之间，所述切割头（4）分别与夹紧块（14）和固定板（8）抵靠，所述切割头（4）上设有输气管，所述输气管与切割头（4）连通；

所述信号处理电路包括集成电路（U1）、第五电阻（R5）、第六电阻（R6）、第七电阻（R7）、第一电容（C1）、第二电容（C2）和第三电容（C3），所述集成电路（U1）的型号为1B31，所述集成电路（U1）的传感器电源端通过电桥电路接地，所述集成电路（U1）的输入端与电桥电路连接，所述集成电路（U1）的负电源端外接-15V直流电压电源，所述集成电路（U1）的负电源端分别通过第一电容（C1）和第二电容（C2）接地，所述集成电路（U1）的公共端接地，所述集成电路（U1）的电源端外接15V直流电压电源，所述集成电路（U1）的基准端通过第三电容（C3）接地，所述集成电路（U1）的阀值端通过第五电阻（R5）与集成电路（U1）的333.3倍阀值端连接，所述集成电路（U1）的桥激励输出调节端通过第六电阻（R6）和第七电阻（R7）组成的串联电路与集成电路（U1）的可调端连接。

2.如权利要求1所述的基于物联网的智能化等离子切割机，其特征在于，所述固定板（8）上设有固定环（20），所述固定环（20）为半圆环形，所述固定环（20）的一端与固定板（8）铰接，所述固定环（20）与固定板（8）的铰接处设有扭转弹簧，所述固定环（20）有两个，两个固定环（20）的内圈正对设置。

3.如权利要求2所述的基于物联网的智能化等离子切割机，其特征在于，所述所述电桥电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4，所述集成电路U1的传感器电源端分别通过第一电阻R1和第二电阻R2组成的串联电路、第三电阻R3和第四电阻R4组成的串联电路接地，所述集成电路U1的正输入端分别与第一电阻R1和第二电阻R2连接，所述集成电路U1的负输入端分别与第三电阻R3和第四电阻R4连接。

4.如权利要求1所述的基于物联网的智能化等离子切割机，其特征在于，所述限位槽（11）的槽壁上和限位块（15）的表面均设有特氟隆涂层。

5.如权利要求1所述的基于物联网的智能化等离子切割机，其特征在于，所述夹紧块（14）与切割头（4）抵靠的一侧设有硅胶垫。

6.如权利要求1所述的基于物联网的智能化等离子切割机，其特征在于，所述支杆（10）有两个，两个支杆（10）关于固定板（8）对称设置。

7.如权利要求1所述的基于物联网的智能化等离子切割机，其特征在于，所述夹紧块（14）有四个。

8.如权利要求1所述的基于物联网的智能化等离子切割机，其特征在于，所述链牙（19）的制作材料为不锈钢。

9.如权利要求1所述的基于物联网的智能化等离子切割机，其特征在于，所述底座（1）上设有开关（21），所述开关（21）与驱动电机（6）电连接。

10.如权利要求1所述的基于物联网的智能化等离子切割机，其特征在于，所述驱动电机（6）为伺服电机。