CN112720224A - 一种大直径高精度的砂轮切割机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大直径高精度的砂轮切割机，包括：切割装置，具有一砂轮、一动力机构和一调整机构，所述砂轮设置于所述调整机构上，通过调整机构可调节砂轮在竖直方向的位置，所述动力机构与所述砂轮相连接，用于带动砂轮旋转；移动装置，具有一工作平台和一移动机构，所述工作平台设置于所述移动机构上，通过移动机构水平方向的前后移动、左右移动可调整工作平台的位置，进而可将固定在工作平台上的待切割工件移动至所述砂轮的下方位置处。本发明提高了切割工件时的切割精度和切割效率，且可对大工件进行切割。

Description

一种大直径高精度的砂轮切割机

技术领域

本发明涉及切割技术领域，尤其涉及一种大直径高精度的砂轮切割机。

背景技术

机械工件在加工制造过程中，往往需要切割来提高工件的质量性能。在机械工件的切割中，工件稳定性不高会导致切割的质量及效率均低，还容易造成残次品的产生。现有的切割装置在使用时存在以下缺陷：切割机的驱动力多采用气缸或油缸，在使用时存在着驱动力不稳定、容易打掉刀盘且安全性不高的缺陷；切割时需要人工手动对待切割工件的位置进行调整，容易出现机械误差，造成切割的工件的切口不精确，影响工件的切割质量；在不改变气割机机床尺寸的情况下，无法对大直径大工件进行切割。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于，提供一种大直径高精度的砂轮切割机，以解决上述背景技术中所指出的问题。

为了达到上述发明目的，进而采取的技术方案如下：

一种大直径高精度的砂轮切割机，包括：

切割装置，具有一砂轮、一动力机构和一调整机构，所述砂轮设置于所述调整机构上，通过调整机构可调节砂轮在竖直方向的位置，所述动力机构与所述砂轮相连接，用于带动砂轮旋转；

移动装置，具有一工作平台和一移动机构，所述工作平台设置于所述移动机构上，通过移动机构水平方向的前后移动、左右移动可调整工作平台的位置，进而可将固定在工作平台上的待切割工件移动至所述砂轮的下方位置处。

作为本发明的进一步改进，所述动力机构包括第一驱动电机、传动轴、安装立板，所述传动轴可转动的设置在安装立板上，所述传动轴的一端通过第一传动皮带与第一驱动电机的输出轴连接，另一端通过第二传动皮带与所述砂轮的转轴连接。

作为本发明的进一步改进，所述调整机构包括第一伺服电机、蜗杆、涡轮、支撑板，所述第一伺服电机的输出轴通过第三传动皮带与蜗杆的输入端连接，所述涡轮可转动的设置在传动轴上，所述支撑板平行设有两个，所述支撑板的一端与所述涡轮固定连接，另一端与砂轮的转轴转动连接，通过涡轮和蜗杆的配合作用，使得支撑板带动砂轮一起绕涡轮上下摆动，从而调整砂轮在竖直方向上的位置。

作为本发明的进一步改进，两个所述支撑板之间设有多个支撑柱，用于加强支撑板绕涡轮上下摆动时的稳定性。

作为本发明的进一步改进，所述移动机构包括第一滑动单元和第二滑动单元，所述第一滑动单元固定设置在第二滑动单元上，所述第一滑动单元包括第二伺服电机、第一滑台、第一丝杠和第一滑块，所述第二伺服电机的输出端与第一丝杠的一端连接，所述第一丝杠上安装有第一滑块，且第一滑块可在第一丝杠上沿水平方向左右移动，所述第一滑块上固定有第一滑台，所述工作平台固定在所述第一滑台上；所述第二滑动单元包括第三伺服电机、第二滑台、第二丝杠和第二滑块，所述第三伺服电机的输出端与第二丝杠的一端连接，所述第二丝杠上安装有第二滑块，且第二滑块可在第二丝杠上沿水平方向前后移动，所述第二滑块上固定有第二滑台。

作为本发明的进一步改进，所述工作平台上设有多个倒T形槽，便于与工件连接。

作为本发明的进一步改进，该大直径高精度的砂轮切割机还包括一旋转夹紧装置，所述旋转夹紧装置设置在所述工作平台上，所述旋转夹紧装置包括夹紧机构和旋转机构；

该大直径高精度的砂轮切割机还包括一支撑旋转辊，所述支撑旋转辊安装于移动机构上，对被夹持在旋转夹紧装置内的待切割工件起到支撑作用。所述支撑旋转辊为本领域技术人员所常用的支撑旋转辊。

所述夹紧机构包括三爪卡盘、连接轴、正转棘轮、反转棘轮、第一齿轮和第二驱动电机、气缸和拔叉，所述连接轴的一端与三爪卡盘固定连接，另一端上固定设有正转棘轮和反转棘轮，所述第二驱动电机的输出轴上设置有与正转棘轮/反转棘轮相啮合的第一齿轮，所述气缸的活塞端设置有拔叉，且所述第一齿轮的一端位于所述拔叉的开口内；

通过气缸控制拔叉移动，拔叉带动第一齿轮沿第二驱动电机的输出轴滑动实现第一齿轮分别与正转棘轮、反转棘轮的啮合，当第一齿轮与正转棘轮啮合时，第二驱动电机带动第一齿轮沿顺时针方向转动，与第一齿轮啮合的正转棘轮同向转动，此时三爪卡盘的三个活动卡爪向中心靠近；当第一齿轮与反转棘轮啮合时，第二驱动电机带动第一齿轮沿逆时针方向转动，与第一齿轮啮合的反转棘轮同向转动，此时三爪卡盘的三个活动卡爪向中心退出。

所述旋转机构包括第三驱动电机和回转支撑轴承，所述回转支撑轴承可转动的套设在所述连接轴上，所述第三驱动电机输出轴上设置有第二齿轮，所述第二齿轮与回转支撑轴承的外圈啮合，所述三爪卡盘上设有卡盘套，所述卡盘套固定在所述回转支撑轴承上。

通过带动第三驱动电机第二齿轮转动，与第二齿轮啮合的回转支撑轴承的外圈随第二齿轮一起转动，同时带动固定在回转支撑轴承上卡盘套转动，进而通过卡盘套带动三爪卡盘以及被夹紧在三爪卡盘内的待切割工件一起转动。

作为本发明的进一步改进，所述三爪卡盘包括盘体和三个均布的活动卡爪，三个均布的活动卡爪导向部分的下面有螺纹与盘体上的螺纹相啮合，通过转动第一齿轮以带动正转棘轮/反转棘轮转动，进而带动盘体转动，盘体上的螺纹同时带动三个活动卡爪向中心靠近或退出，以适应不同型号规格的待切割工件。

作为本发明的进一步改进，该大直径高精度的砂轮切割机还包括一底座，所述切割装置和所述移动装置均设置在所述底座上，所述底座的下方设置有马蹄轮。

作为本发明的进一步改进，所述底座设有保护罩，所述切割装置、所述移动装置以及旋转夹紧装置均设置在所述保护罩内，所述保护罩上设有推拉门，且所述推拉门上还设有透明观察窗。

本发明的有益效果是：

(1)切割精度高：切割机的X轴方向、Y轴方向、Z轴方向采用了独立的三维工作台的形式，采用伺服电机和丝杠、滑块的结构形式调节X轴方向和Y轴方向的切割量，采用伺服电机和涡轮蜗杆的结构形式调节Z轴方向切割量，采用伺服电机，可以实现0.01mm的位移精度，保证了走刀量的准确到位。

支撑板之间设有多个支撑柱增加了支撑板绕涡轮上下摆动时的稳定性，保证了砂轮调整位移时的准度和精度。

旋转夹紧工装，采用三爪卡盘，通过关节轴承的齿轮和小齿轮啮合从而实现夹紧后的旋转，该旋转结构旋转精度高，同心度能够保证。可以实现切割过程，同时工件旋转，并且保证旋转刀口位置的绝对值。

(2)切割效率高：本发明切割装置的动力采用变频电机，通过变频器调节转速，对应不同钢材，不同硬度，不同规格，采用不同的变频调节速度。以满足最大的工作效率。本发明最大的特点是可以保持一定的压力值，不用像传统的人工进行手动压下完成切割，伺服电机控制上下涡轮蜗杆，使得砂轮切割头始终以一定速度和扭矩进行压下，以保证切割过程最大的切割量。

(3)可对大工件进行切割：通过设置旋转夹紧装置，可以实现大工件的夹持并旋转，通过正转棘轮、反转棘轮可使三爪卡盘的三个活动卡爪向中心靠近或退出，从而实现对大工件的夹紧或松开，通过旋转机构可带动被夹持在三爪卡盘内的大工件转动，实现对大工件的旋转切割，在同等机床尺寸的情况下，对切割片的使用率提高50％。以直径为400mm的切割片为例，传统的切割装置可以切割直径为130mm的工件，而本发明通过设置旋转夹紧装置可以满足直径为260mm工件的切割。本发明大大提高了切割能力，在大幅度降低设备成本的情况下，最大程度的提高了设备的工作能力。

(4)安全性高，使用方便：通过设置全封闭的保护罩，可以提高切割过程的安全性，在底座的下方四角处设置马蹄轮，便于移动此大直径高精度的砂轮切割机。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的第二视角结构示意图；

图3为本发明涉及切割装置和移动装置的结构示意图；

图4为图3中A部结构的放大图；

图5为图3中涉及切割装置和移动装置的第二视角结构示意图；

图6为图5中B部结构的放大图；

图7为本发明涉及旋转夹紧装置的结构示意图；

图8为图7中涉及夹紧机构的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

实施例1

如图1-6所示，一种大直径高精度的砂轮切割机，包括：

切割装置1，具有一砂轮11、一动力机构12和一调整机构13，所述砂轮11设置于所述调整机构13上，通过调整机构13可调节砂轮11在竖直方向的位置，所述动力机构12与所述砂轮11相连接，用于带动砂轮11旋转；

移动装置2，具有一工作平台21和一移动机构22，所述工作平台21设置于所述移动机构22上，通过移动机构22水平方向的前后移动、左右移动可调整工作平台21的位置，进而可将固定在工作平台21上的待切割工件移动至所述砂轮11的下方位置处；

所述动力机构12包括第一电机121、传动轴122、安装立板123，所述传动轴122可转动的设置在安装立板123上，所述传动轴122的一端通过第一传动皮带124与第一电机121的输出轴连接，另一端通过第二传动皮带125与所述砂轮11的转轴连接。

其中，所述第一电机121为变频电机，通过变频器调节第一电机121的转速，对应不同钢材，不同硬度，不同规格，采用不同的变频调节速度。

所述调整机构13包括第一伺服电机131、蜗杆132、涡轮133、支撑板134，所述第一伺服电机131的输出轴通过第三传动皮带135与蜗杆132的输入端连接，所述涡轮133可转动的设置在传动轴122上，所述支撑板134平行设有两个，所述支撑板134的一端与所述涡轮133固定连接，另一端与砂轮11的转轴转动连接，通过涡轮133和蜗杆132的配合作用，使得支撑板134带动砂轮11一起绕涡轮133上下摆动，从而调整砂轮11在竖直方向上的位置。

两个所述支撑板134之间设有多个支撑柱136，用于加强支撑板134绕涡轮133上下摆动时的稳定性。

所述移动机构22包括第一滑动单元和第二滑动单元，所述第一滑动单元固定设置在第二滑动单元上，所述第一滑动单元包括第二伺服电机221、第一滑台222、第一丝杠223和第一滑块224，所述第二伺服电机221的输出端与第一丝杠223的一端连接，所述第一丝杠223上安装有第一滑块224，且第一滑块224可在第一丝杠223上沿水平方向左右移动，所述第一滑块224上固定有第一滑台222，所述工作平台21固定在所述第一滑台222上；所述第二滑动单元包括第三伺服电机225、第二滑台226、第二丝杠227和第二滑块228，所述第三伺服电机225的输出端与第二丝杠227的一端连接，所述第二丝杠227上安装有第二滑块228，且第二滑块228可在第二丝杠227上沿水平方向前后移动，所述第二滑块228上固定有第二滑台226。

所述工作平台21上设有多个倒T形槽211，便于与工件连接。

实施例2

基于实施例1的结构基础上，在实施例2中，该大直径高精度的砂轮切割机还包括一旋转夹紧装置3，所述旋转夹紧装置3设置在所述工作平台21上，如图7-8所示，所述旋转夹紧装置3包括：

一夹紧机构31，具有一三爪卡盘311和一夹紧驱动机构312，所述三爪卡盘311与所述夹紧驱动机构312连接，所述夹紧驱动机构312用于驱动所述三爪卡盘311的三个活动卡爪3112向中心靠近或退出；

一旋转机构32，与所述三爪卡盘311连接，用于驱动所述三爪卡盘311转动。

所述夹紧驱动机构312包括连接轴313、正转棘轮314、反转棘轮315、第一齿轮316和第二电机317、气缸318和拔叉319，所述连接轴313的一端与三爪卡盘311固定连接，另一端上固定设有正转棘轮314和反转棘轮315，所述第二电机317的输出轴上设置有与正转棘轮314/反转棘轮315相啮合的第一齿轮316，所述气缸318的活塞端设置有拔叉319，且所述第一齿轮316的一端位于所述拔叉319的开口内。

通过气缸318控制拔叉319移动，拔叉319带动第一齿轮316沿第二电机317的输出轴滑动实现第一齿轮316分别与正转棘轮314、反转棘轮315的啮合，当第一齿轮316与正转棘轮314啮合时，第二电机317带动第一齿轮316沿顺时针方向转动，与第一齿轮316啮合的正转棘轮314同向转动，此时三爪卡盘311的三个活动卡爪3112向中心靠近；当第一齿轮316与反转棘轮315啮合时，第二电机317带动第一齿轮316沿逆时针方向转动，与第一齿轮316啮合的反转棘轮315同向转动，此时三爪卡盘311的三个活动卡爪3112向中心退出。

所述旋转机构32包括第三电机321和关节轴承322，所述关节轴承322可转动的套设在所述连接轴313上，所述第三电机321输出轴上设置有第二齿轮323，所述第二齿轮323与关节轴承322的外圈啮合，所述三爪卡盘311上设有卡盘套324，所述卡盘套324固定在所述关节轴承322上。

通过带动第三电机321第二齿轮323转动，与第二齿轮323啮合的关节轴承的外圈随第二齿轮323一起转动，同时带动固定在关节轴承上卡盘套324转动，进而通过卡盘套324带动三爪卡盘311以及被夹紧在三爪卡盘311内的待切割工件一起转动。

所述三爪卡盘311包括盘体3111和三个均布的活动卡爪3112，三个均布的活动卡爪3112导向部分的下面有螺纹且与盘体3111上的螺纹相啮合，通过第一齿轮316带动正转棘轮314/反转棘轮315正转/反转，进而带动盘体3111正转/反转，盘体3111上的螺纹同时带动三个活动卡爪3112向中心靠近或退出，以适应不同型号规格的待切割工件。

该大直径高精度的砂轮切割机还包括一支撑旋转辊(图中未画出)，所述支撑旋转辊安装于移动机构22上，对被夹持在旋转夹紧装置3内的待切割工件起到支撑作用。所述支撑旋转辊为本领域技术人员所常用的支撑旋转辊。

该大直径高精度的砂轮切割机还包括一底座4，所述切割装置1和所述移动装置2均设置在所述底座4上，所述底座4的下方设置有马蹄轮41，便于移动该大直径高精度的砂轮切割机。

所述底座4上设有保护罩42，所述切割装置1、所述移动装置2以及旋转夹紧装置3均设置在所述保护罩42内，所述保护罩42上设有推拉门421，且所述推拉门上还设有透明观察窗422。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进、部件拆分或组合等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大直径高精度的砂轮切割机，其特征在于，包括：

切割装置，具有一砂轮、一动力机构和一调整机构，所述砂轮设置于所述调整机构上，通过调整机构可调节砂轮在竖直方向的位置，所述动力机构与所述砂轮相连接，用于带动砂轮旋转；

移动装置，具有一工作平台和一移动机构，所述工作平台设置于所述移动机构上，通过移动机构水平方向的前后移动、左右移动可调整工作平台的位置，进而可将固定在工作平台上的待切割工件移动至所述砂轮的下方位置处。

2.根据权利要求1所述一种大直径高精度的砂轮切割机，其特征在于，所述动力机构包括第一驱动电机、传动轴、安装立板，所述传动轴可转动的设置在安装立板上，所述传动轴的一端通过第一传动皮带与第一驱动电机的输出轴连接，另一端通过第二传动皮带与所述砂轮的转轴连接。

3.根据权利要求1所述一种大直径高精度的砂轮切割机，其特征在于，所述调整机构包括第一伺服电机、蜗杆、涡轮、支撑板，所述第一伺服电机的输出轴通过第三传动皮带与蜗杆的输入端连接，所述涡轮可转动的设置在传动轴上，所述支撑板平行设有两个，所述支撑板的一端与所述涡轮固定连接，另一端与砂轮的转轴转动连接，通过涡轮和蜗杆的配合作用，使得支撑板带动砂轮一起绕涡轮上下摆动，从而调整砂轮在竖直方向上的位置。

4.根据权利要求3所述一种大直径高精度的砂轮切割机，其特征在于，两个所述支撑板之间设有多个支撑柱，用于加强支撑板绕涡轮上下摆动时的稳定性。

5.根据权利要求1所述一种大直径高精度的砂轮切割机，其特征在于，所述移动机构包括第一滑动单元和第二滑动单元，所述第一滑动单元固定设置在第二滑动单元上，所述第一滑动单元包括第二伺服电机、第一滑台、第一丝杠和第一滑块，所述第二伺服电机的输出端与第一丝杠的一端连接，所述第一丝杠上安装有第一滑块，且第一滑块可在第一丝杠上沿水平方向左右移动，所述第一滑块上固定有第一滑台，所述工作平台固定在所述第一滑台上；所述第二滑动单元包括第三伺服电机、第二滑台、第二丝杠和第二滑块，所述第三伺服电机的输出端与第二丝杠的一端连接，所述第二丝杠上安装有第二滑块，且第二滑块可在第二丝杠上沿水平方向前后移动，所述第二滑块上固定有第二滑台。

6.根据权利要求1所述一种大直径高精度的砂轮切割机，其特征在于，所述工作平台上设有多个倒T形槽，便于与工件连接。

7.根据权利要求1所述一种大直径高精度的砂轮切割机，其特征在于，该大直径高精度的砂轮切割机还包括一旋转夹紧装置，所述旋转夹紧装置设置在所述工作平台上，所述旋转夹紧装置包括夹紧机构和旋转机构；

所述夹紧机构包括三爪卡盘、连接轴、正转棘轮、反转棘轮、第一齿轮和第二驱动电机、气缸和拔叉，所述连接轴的一端与三爪卡盘固定连接，另一端上固定设有正转棘轮和反转棘轮，所述第二驱动电机的输出轴上设置有与正转棘轮/反转棘轮相啮合的第一齿轮，所述气缸的活塞端设置有拔叉，且所述第一齿轮的一端位于所述拔叉的开口内；

所述旋转机构包括第三驱动电机和回转支撑轴承，所述回转支撑轴承可转动的套设在所述连接轴上，所述第三驱动电机输出轴上设置有第二齿轮，所述第二齿轮与回转支撑轴承的外圈啮合，所述三爪卡盘上设有卡盘套，所述卡盘套固定在所述回转支撑轴承上。

8.根据权利要求7所述一种大直径高精度的砂轮切割机，其特征在于，所述三爪卡盘包括盘体和三个均布的活动卡爪，三个均布的活动卡爪导向部分的下面有螺纹与盘体上的螺纹相啮合，通过转动第一齿轮以带动正转棘轮/反转棘轮转动，进而带动盘体转动，盘体上的螺纹同时带动三个活动卡爪向中心靠近或退出，以适应不同型号规格的待切割工件。

9.根据权利要求1所述一种大直径高精度的砂轮切割机，其特征在于，该大直径高精度的砂轮切割机还包括一底座，所述切割装置和所述移动装置均设置在所述底座上，所述底座的下方设置有马蹄轮。

10.根据权利要求9所述一种大直径高精度的砂轮切割机，其特征在于，所述底座上设有保护罩，所述保护罩上设有推拉门，且所述推拉门上还设有透明观察窗。

Images