CN112676856B - 一种工业产品设计用切割辅助装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工业产品设计用切割辅助装置，其切割导引块机构组件能够与所述辅助导引轨道组件相配合，以通过辅助导引轨道组件来对切割导引块机构组件的移动轨迹进行导向，进而实现切割机构的切割轨迹的导向，在对产品设计切割加工时，可根据产品的形状以及型号来通过辅助导引轨道组件进行控制，以便实现不同产品设计方案的加工；本发明的每组辅助导引轨道组件均由多个串联连接在一起的节点段构成，相邻两个节点段之间设置有间隙，以便通过调节各个节点段相邻连接的角度来调节辅助导引轨道组件的整体形状，辅助导引轨道组件的各个节点段的底部均可拆卸的粘结于所述待切割的产品坯料上，以便适应产品设计不同形状的切割，简单方便。

Description

一种工业产品设计用切割辅助装置

技术领域

本发明具体是一种工业产品设计用切割辅助装置，涉及工业设计用切割设备相关领域。

背景技术

目前，对于工业设计来说，在进行设计时，往往需要设计不同的技术方案，然后对各种设计方案进行后续的实物比较，比较在一个产品上市前，往往需要先对产品的形状或者结构进行设计，在设计完成后利用切割机切割成所需的形状，然后在切割成型以及后续的加工处理后，再对各种方案进行相关的实验验证，以便最终根据实验结果来确定具体的产品生产方案。然而，在设计时，由于需要根据不同的设计方案来切割加工出不同形状、不同型号的产品来，而对于普通切割设备来说，往往难以对这些不同的切割形状、型号尺寸进行实时的更新，或者说如果对这些不同的切割形状、型号尺寸进行实时更新，则需要多次调试以及程序修改，而且还需要采用成本较高的高端数控机床，这就导致对产品设计的初始不同方案的成型加工所需成本较高、时间成本也较高，进而影响产品设计的效率以及切割成型的效率。

发明内容

因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种工业产品设计用切割辅助装置。

本发明是这样实现的，构造一种工业产品设计用切割辅助装置，其包括机架、三维驱动机构、切割机构和辅助导引机构，其中，所述机架上通过三维驱动机构驱动所述切割机构三维移动，所述辅助导引机构为一组或者多组辅助导引轨道组件，其特征在于，一组或者多组所述辅助导引轨道组件贴覆于待切割的产品坯料上，且所述一组或者多组辅助导引轨道组件的形状与待切割的目标形状相匹配，所述切割机构上固定连接设置有切割导引块机构组件，所述切割导引块机构组件能够与所述辅助导引轨道组件相配合，以便通过所述一组或者多组辅助导引轨道组件来对所述切割导引块机构组件的移动轨迹进行导向，进而实现切割机构的切割轨迹的导向；且

每组所述辅助导引轨道组件均由多个串联连接在一起的节点段构成，且每个节点段均为刚性机构，且相邻的两个节点段之间设置有间隙，以便通过调节各个节点段相邻连接的角度来调节所述辅助导引轨道组件的整体形状，所述辅助导引轨道组件的各个节点段的底部均可拆卸的粘结于所述待切割的产品坯料上，以便适应产品设计的不同形状的切割。

进一步，作为优选，所述辅助导引机构至少包括第一组辅助导引轨道组件和第二组辅助导引轨道组件，所述切割导引块机构组件至少包括第一切割导引块机构和第二切割导引块机构，所述第一切割导引块机构和第二切割导引块机构分别可调节位置且可锁紧的位于所述切割机构的两侧，且所述第一切割导引块机构与所述第一组辅助导引轨道组件的导引槽导引配合，所述第二切割导引块机构与所述第二组辅助导引轨道组件的导引槽导引配合，所述第一切割导引块机构和第二切割导引块机构的结构相同，所述第一组辅助导引轨道组件和第二组辅助导引轨道组件的结构相同，且平行布置。

进一步，作为优选，所述第一切割导引块机构和第二切割导引块机构均包括连接锁紧架、连接竖向柱、导引块、导引滚珠，其中，所述连接锁紧架的一端可调节位置且可锁紧的固定在所述切割机构上，所述连接锁紧架的另一端采用两个锁紧螺母锁紧设置有所述连接竖向柱，所述连接竖向柱的底部固定连接有所述导引块，所述导引块的两侧均设置有安装槽腔，所述安装槽腔内均设置有轴向水平延伸的感应筒，所述感应筒的前端均连接设置有所述导引滚珠，且所述感应筒与所述安装槽腔之间均设置有压力传感器，所述导引滚珠的球面能够与所述导引槽的槽壁配合，且所述压力传感器能够检测所述导引槽的槽壁与所述导引滚珠的球面之间的压力。

进一步，作为优选，还包括导引控制器，所述导引控制器能够根据所述导引块两侧的所述压力传感器的压力值来对所述切割机构和导引块进行驱动移动，且所述导引控制器尽可能的使得所述导引块两侧的所述压力传感器的压力检测值相等，进而通过两侧的压力传感器来实现对所述导引块的移动控制，进而实现所述切割机构的移动。

进一步，作为优选，所述连接锁紧架上设置有水平延伸的调节槽，所述连接竖向柱能够在所述调节槽内调节安装位置，且所述连接竖向柱在所述连接锁紧架上的连接高度能够由所述锁紧螺母进行调节。

进一步，作为优选，所述切割机构包括切割主机、主机座、连接定位座、连接杆组和安装平台，其中，所述切割主机的底部设置有切割头，所述切割主机固定在所述主机座上，所述主机座固定在所述三维驱动机构的输出端，所述主机座上还通过所述连接定位座连接有竖直向下延伸的所述连接杆组，所述连接杆组的底部固定设置有所述安装平台，所述第一切割导引块机构和第二切割导引块机构安装在所述安装平台上，且位于所述切割头的两侧。

进一步，作为优选，在所述切割机构移动的前后方向上，所述安装平台的前后端均设置有平衡支撑机构，所述平衡支撑机构能够对所述安装平台的移动进行辅助支撑。

进一步，作为优选，所述平衡支撑机构包括平衡支撑柱、支撑滚珠、锁紧件，其中，所述安装平台上设置有前后槽，所述前后槽内可调节位置的设置有所述平衡支撑柱，且所述平行支撑柱采用两个所述锁紧件锁紧在所述安装平台上，且两个所述锁紧件分别抵靠位于所述安装平台的上下端面，所述平行支撑柱的底部设置有所述支撑滚珠，所述支撑滚珠的下端能够接触支撑于待切割的产品坯料上。

进一步，作为优选，所述三维驱动机构包括横向支撑梁、横向驱动无杆气缸、纵向支撑梁、纵向无杆气缸、竖向梁、竖向气缸和竖向滑板，其中，两个平行的所述横向支撑梁固定在所述机架的顶部，两个所述横向支撑梁之间设置有可横向滑动的所述纵向支撑梁，其中一个所述横向支撑梁上设置有驱动所述纵向支撑梁横向移动的所述横向驱动无杆气缸，所述纵向支撑梁上设置有所述纵向无杆气缸，所述纵向无杆气缸驱动所述竖向梁纵向移动，所述竖向梁上设置有竖向气缸，所述竖向气缸的输出端连接有竖向滑板，所述切割机构固定在所述竖向滑板上。

进一步，作为优选，所述横向驱动无杆气缸、纵向无杆气缸和竖向气缸均由电机丝杠螺母机构替代。

本发明具有如下优点：本发明提供的一种工业产品设计用切割辅助装置，与同类型设备相比，具有如下优点：

(1)本发明所述一种工业产品设计用切割辅助装置，其切割机构上固定连接设置有切割导引块机构组件，切割导引块机构组件能够与所述辅助导引轨道组件相配合，以便通过所述一组或者多组辅助导引轨道组件来对所述切割导引块机构组件的移动轨迹进行导向，进而实现切割机构的切割轨迹的导向，这样，在对产品设计切割加工时，可以根据产品的形状以及型号来通过辅助导引轨道组件进行控制，以便实现不同产品设计方案的加工；

(2)本发明的每组所述辅助导引轨道组件均由多个串联连接在一起的节点段构成，且每个节点段均为刚性机构，且相邻的两个节点段之间设置有间隙，以便通过调节各个节点段相邻连接的角度来调节所述辅助导引轨道组件的整体形状，所述辅助导引轨道组件的各个节点段的底部均可拆卸的粘结于所述待切割的产品坯料上，以便适应产品设计的不同形状的切割，简单方便，可以快速的通过辅助导引轨道组件来得到不同的设计方案的形状或者型号尺寸要求；

(3)本发明的导引控制器能够根据所述导引块两侧的所述压力传感器的压力值来对所述切割机构和导引块进行驱动移动，且所述导引控制器尽可能的使得所述导引块两侧的所述压力传感器的压力检测值相等，进而通过两侧的压力传感器来实现对所述导引块的移动控制，进而实现所述切割机构的移动，控制算法简单，控制精度高，可以实现不同形状、型号的切割加工。

附图说明

图1是本发明的主视结构示意图；

图2是本发明的三维俯侧结构示意图；

图3是本发明的图2中的局部放大结构示意图；

图4是本发明第一切割导引块机构或第二切割导引块机构的结构示意图；

图5是本发明辅助导引轨道组件的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图1-5对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明通过改进在此提供一种工业产品设计用切割辅助装置，其包括机架1、三维驱动机构、切割机构8和辅助导引机构10，其中，所述机架上通过三维驱动机构驱动所述切割机构三维移动，所述辅助导引机构为一组或者多组辅助导引轨道组件，其特征在于，一组或者多组所述辅助导引轨道组件贴覆于待切割的产品坯料上，且所述一组或者多组辅助导引轨道组件的形状与待切割的目标形状相匹配，所述切割机构8上固定连接设置有切割导引块机构组件，所述切割导引块机构组件能够与所述辅助导引轨道组件相配合，以便通过所述一组或者多组辅助导引轨道组件来对所述切割导引块机构组件的移动轨迹进行导向，进而实现切割机构的切割轨迹的导向；且

每组所述辅助导引轨道组件均由多个串联连接在一起的节点段28构成，且每个节点段28均为刚性机构，且相邻的两个节点段之间设置有间隙，以便通过调节各个节点段相邻连接的角度来调节所述辅助导引轨道组件的整体形状，所述辅助导引轨道组件的各个节点段的底部均可拆卸的粘结于所述待切割的产品坯料上，以便适应产品设计的不同形状的切割。

所述辅助导引机构10至少包括第一组辅助导引轨道组件和第二组辅助导引轨道组件，所述切割导引块机构组件至少包括第一切割导引块机构11和第二切割导引块机构14，所述第一切割导引块机构11和第二切割导引块机构14分别可调节位置且可锁紧的位于所述切割机构的两侧，且所述第一切割导引块机构11与所述第一组辅助导引轨道组件的导引槽导引配合，所述第二切割导引块机构14与所述第二组辅助导引轨道组件的导引槽导引配合，所述第一切割导引块机构11和第二切割导引块机构14的结构相同，所述第一组辅助导引轨道组件和第二组辅助导引轨道组件的结构相同，且平行布置。

所述第一切割导引块机构11和第二切割导引块机构14均包括连接锁紧架24、连接竖向柱29、导引块22、导引滚珠23，其中，所述连接锁紧架的一端可调节位置且可锁紧的固定在所述切割机构上，所述连接锁紧架的另一端采用两个锁紧螺母27锁紧设置有所述连接竖向柱29，所述连接竖向柱的底部固定连接有所述导引块，所述导引块的两侧均设置有安装槽腔，所述安装槽腔内均设置有轴向水平延伸的感应筒，所述感应筒的前端均连接设置有所述导引滚珠，且所述感应筒与所述安装槽腔之间均设置有压力传感器，所述导引滚珠的球面能够与所述导引槽的槽壁配合，且所述压力传感器能够检测所述导引槽的槽壁与所述导引滚珠的球面之间的压力。

此外，本发明还包括导引控制器，所述导引控制器能够根据所述导引块两侧的所述压力传感器的压力值来对所述切割机构和导引块进行驱动移动，且所述导引控制器尽可能的使得所述导引块两侧的所述压力传感器的压力检测值相等，进而通过两侧的压力传感器来实现对所述导引块22的移动控制，进而实现所述切割机构的移动。

所述连接锁紧架24上设置有水平延伸的调节槽，所述连接竖向柱29能够在所述调节槽内调节安装位置，且所述连接竖向柱29在所述连接锁紧架上的连接高度能够由所述锁紧螺母进行调节。

所述切割机构包括切割主机26、主机座、连接定位座25、连接杆组19和安装平台12，其中，所述切割主机的底部设置有切割头，所述切割主机固定在所述主机座上，所述主机座固定在所述三维驱动机构的输出端，所述主机座上还通过所述连接定位座连接有竖直向下延伸的所述连接杆组，所述连接杆组的底部固定设置有所述安装平台，所述第一切割导引块机构11和第二切割导引块机构14安装在所述安装平台上，且位于所述切割头的两侧。

在所述切割机构移动的前后方向上，所述安装平台12的前后端均设置有平衡支撑机构13，所述平衡支撑机构13能够对所述安装平台的移动进行辅助支撑。

所述平衡支撑机构13包括平衡支撑柱16、支撑滚珠15、锁紧件17，其中，所述安装平台上设置有前后槽18，所述前后槽内可调节位置的设置有所述平衡支撑柱，且所述平行支撑柱采用两个所述锁紧件锁紧在所述安装平台上，且两个所述锁紧件分别抵靠位于所述安装平台的上下端面，所述平行支撑柱的底部设置有所述支撑滚珠，所述支撑滚珠的下端能够接触支撑于待切割的产品坯料上。

所述三维驱动机构包括横向支撑梁2、横向驱动无杆气缸3、纵向支撑梁5、纵向无杆气缸4、竖向梁6、竖向气缸和竖向滑板7，其中，两个平行的所述横向支撑梁固定在所述机架的顶部，两个所述横向支撑梁之间设置有可横向滑动的所述纵向支撑梁，其中一个所述横向支撑梁上设置有驱动所述纵向支撑梁横向移动的所述横向驱动无杆气缸，所述纵向支撑梁上设置有所述纵向无杆气缸，所述纵向无杆气缸驱动所述竖向梁纵向移动，所述竖向梁上设置有竖向气缸，所述竖向气缸的输出端连接有竖向滑板，所述切割机构固定在所述竖向滑板上。

所述横向驱动无杆气缸3、纵向无杆气缸4和竖向气缸均由电机丝杠螺母机构替代。

本发明所述一种工业产品设计用切割辅助装置，其切割机构上固定连接设置有切割导引块机构组件，切割导引块机构组件能够与所述辅助导引轨道组件相配合，以便通过所述一组或者多组辅助导引轨道组件来对所述切割导引块机构组件的移动轨迹进行导向，进而实现切割机构的切割轨迹的导向，这样，在对产品设计切割加工时，可以根据产品的形状以及型号来通过辅助导引轨道组件进行控制，以便实现不同产品设计方案的加工；本发明的每组所述辅助导引轨道组件均由多个串联连接在一起的节点段构成，且每个节点段均为刚性机构，且相邻的两个节点段之间设置有间隙，以便通过调节各个节点段相邻连接的角度来调节所述辅助导引轨道组件的整体形状，所述辅助导引轨道组件的各个节点段的底部均可拆卸的粘结于所述待切割的产品坯料上，以便适应产品设计的不同形状的切割，简单方便，可以快速的通过辅助导引轨道组件来得到不同的设计方案的形状或者型号尺寸要求；本发明的导引控制器能够根据所述导引块两侧的所述压力传感器的压力值来对所述切割机构和导引块进行驱动移动，且所述导引控制器尽可能的使得所述导引块两侧的所述压力传感器的压力检测值相等，进而通过两侧的压力传感器来实现对所述导引块的移动控制，进而实现所述切割机构的移动，控制算法简单，控制精度高，可以实现不同形状、型号的切割加工。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,并且本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买,异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制,各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中,常规的型号,加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式,在此不再详述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种工业产品设计用切割辅助装置，其包括机架(1)、三维驱动机构、切割机构(8)和辅助导引机构(10)，其中，所述机架上通过三维驱动机构驱动所述切割机构三维移动，所述辅助导引机构为一组或者多组辅助导引轨道组件，其特征在于，一组或者多组所述辅助导引轨道组件贴覆于待切割的产品坯料上，且所述一组或者多组辅助导引轨道组件的形状与待切割的目标形状相匹配，所述切割机构(8)上固定连接设置有切割导引块机构组件，所述切割导引块机构组件能够与所述辅助导引轨道组件相配合，以便通过所述一组或者多组辅助导引轨道组件来对所述切割导引块机构组件的移动轨迹进行导向，进而实现切割机构的切割轨迹的导向；且

每组所述辅助导引轨道组件均由多个串联连接在一起的节点段(28)构成，且每个节点段(28)均为刚性机构，且相邻的两个节点段之间设置有间隙，以便通过调节各个节点段相邻连接的角度来调节所述辅助导引轨道组件的整体形状，所述辅助导引轨道组件的各个节点段的底部均可拆卸的粘结于所述待切割的产品坯料上，以便适应产品设计的不同形状的切割；

所述辅助导引机构(10)至少包括第一组辅助导引轨道组件和第二组辅助导引轨道组件，所述切割导引块机构组件至少包括第一切割导引块机构(11)和第二切割导引块机构(14)，所述第一切割导引块机构(11)和第二切割导引块机构(14)分别可调节位置且可锁紧的位于所述切割机构的两侧，且所述第一切割导引块机构(11)与所述第一组辅助导引轨道组件的导引槽导引配合，所述第二切割导引块机构(14)与所述第二组辅助导引轨道组件的导引槽导引配合，所述第一切割导引块机构(11)和第二切割导引块机构(14)的结构相同，所述第一组辅助导引轨道组件和第二组辅助导引轨道组件的结构相同，且平行布置；

所述第一切割导引块机构(11)和第二切割导引块机构(14)均包括连接锁紧架(24)、连接竖向柱(29)、导引块(22)、导引滚珠(23)，其中，所述连接锁紧架的一端可调节位置且可锁紧的固定在所述切割机构上，所述连接锁紧架的另一端采用两个锁紧螺母(27)锁紧设置有所述连接竖向柱(29)，所述连接竖向柱的底部固定连接有所述导引块，所述导引块的两侧均设置有安装槽腔，所述安装槽腔内均设置有轴向水平延伸的感应筒，所述感应筒的前端均连接设置有所述导引滚珠，且所述感应筒与所述安装槽腔之间均设置有压力传感器，所述导引滚珠的球面能够与所述导引槽的槽壁配合，且所述压力传感器能够检测所述导引槽的槽壁与所述导引滚珠的球面之间的压力。

2.根据权利要求1所述一种工业产品设计用切割辅助装置，其特征在于：还包括导引控制器，所述导引控制器能够根据所述导引块两侧的所述压力传感器的压力值来对所述切割机构和导引块进行驱动移动，且所述导引控制器尽可能的使得所述导引块两侧的所述压力传感器的压力检测值相等，进而通过两侧的压力传感器来实现对所述导引块(22)的移动控制，进而实现所述切割机构的移动。

3.根据权利要求1所述一种工业产品设计用切割辅助装置，其特征在于：所述连接锁紧架(24)上设置有水平延伸的调节槽，所述连接竖向柱(29)能够在所述调节槽内调节安装位置，且所述连接竖向柱(29)在所述连接锁紧架上的连接高度能够由所述锁紧螺母进行调节。

4.根据权利要求3所述一种工业产品设计用切割辅助装置，其特征在于：所述切割机构包括切割主机(26)、主机座、连接定位座(25)、连接杆组(19)和安装平台(12)，其中，所述切割主机的底部设置有切割头，所述切割主机固定在所述主机座上，所述主机座固定在所述三维驱动机构的输出端，所述主机座上还通过所述连接定位座连接有竖直向下延伸的所述连接杆组，所述连接杆组的底部固定设置有所述安装平台，所述第一切割导引块机构(11)和第二切割导引块机构(14)安装在所述安装平台上，且位于所述切割头的两侧。

5.根据权利要求4所述一种工业产品设计用切割辅助装置，其特征在于：在所述切割机构移动的前后方向上，所述安装平台(12)的前后端均设置有平衡支撑机构(13)，所述平衡支撑机构(13)能够对所述安装平台的移动进行辅助支撑。

6.根据权利要求5所述一种工业产品设计用切割辅助装置，其特征在于：所述平衡支撑机构(13)包括平衡支撑柱(16)、支撑滚珠(15)、锁紧件(17)，其中，所述安装平台上设置有前后槽(18)，所述前后槽内可调节位置的设置有所述平衡支撑柱，且所述平衡支撑柱采用两个所述锁紧件锁紧在所述安装平台上，且两个所述锁紧件分别抵靠位于所述安装平台的上下端面，所述平衡支撑柱的底部设置有所述支撑滚珠，所述支撑滚珠的下端能够接触支撑于待切割的产品坯料上。

7.根据权利要求3所述一种工业产品设计用切割辅助装置，其特征在于：所述三维驱动机构包括横向支撑梁(2)、横向驱动无杆气缸(3)、纵向支撑梁(5)、纵向无杆气缸(4)、竖向梁(6)、竖向气缸和竖向滑板(7)，其中，两个平行的所述横向支撑梁固定在所述机架的顶部，两个所述横向支撑梁之间设置有可横向滑动的所述纵向支撑梁，其中一个所述横向支撑梁上设置有驱动所述纵向支撑梁横向移动的所述横向驱动无杆气缸，所述纵向支撑梁上设置有所述纵向无杆气缸，所述纵向无杆气缸驱动所述竖向梁纵向移动，所述竖向梁上设置有竖向气缸，所述竖向气缸的输出端连接有竖向滑板，所述切割机构固定在所述竖向滑板上。

8.根据权利要求7所述一种工业产品设计用切割辅助装置，其特征在于：所述横向驱动无杆气缸(3)、纵向无杆气缸(4)和竖向气缸均由电机丝杠螺母机构替代。

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