CN113020979A - 一种风电保持器批量切割设备、方法及风电保持器 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种风电保持器批量切割设备、方法及风电保持器。其技术方案为，一种风电保持器批量切割设备，包括底座，底座上设有激光切割模块，激光切割模块的底面设有一定数量的激光头，激光头成一列等间隔排列，激光头的下方设有滑车，滑车上设有切割底板，切割底板的下方设有旋转组件，切割底板长度方向为激光头的排列方向。多个激光头同时切割，一次走刀可以切出一列兜孔，配合旋转组件可以使工件在设备上旋转调整角度，完成周向各列兜孔的加工，同时可以将加工兜孔后的工件切断为多个保持器毛坯件，通过本设备，可以一次生产多个保持器，大大提高了加工效率；一次加工出的保持器外形尺寸统一，批次内公差小，良品率高。
Description
技术领域
本发明涉及轴承加工设备领域，特别是涉及一种风电保持器批量切割设备、切割方法,以及风电保持器。
背景技术
保持器是在轴承的内外圈或上下圈之间，用于使轴承滚子保持距离，并将滚子保持在轴承内的器件，一般为环状结构。在风力发电机主轴的滚动轴承，由于主轴直径巨大，滚动轴承本身需要大型化，因而，滚子及对应的保持器等各个构件也需要大型化，但是，会使得部件的生产和组装变得更加困难。
现有的风电保持器在制造时，一次只能加工一个保持器，生产效率低；而且加工方法是将加工好滚子兜孔的条状钢板弯曲焊接成环形，或是将多个小单元首尾连接组成保持器的整体。由于风电保持器周向尺寸很大，这两种方式受连接时接缝的影响，每个产品之间容易产生较大的尺寸误差，导致良品率降低。
发明内容
本发明针对现有风电保持器生产设备一次只能生产一个产品，生产效率低、产品间尺寸误差大的问题，提供了一种单次加工可生产多个产品且尺寸误差更小的风电保持器批量切割设备。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案为，一种风电保持器批量切割设备，包括底座，底座上设有激光切割模块，激光切割模块的底面设有一定数量的激光头，激光头成一列等间隔排列，激光头的下方设有滑车，滑车上设有切割底板，切割底板位于激光头的下方，切割底板的下方设有旋转组件，切割底板为水平设置的长柱型结构，且长度方向为激光头的排列方向，待加工的圆柱筒型工件套在切割底板上，旋转组件能够驱动圆柱筒型工件绕圆柱轴转动。多个激光头同时切割，一次走刀可以切出一列兜孔，配合旋转组件可以使工件在设备上旋转调整角度，完成周向各列兜孔的加工，同时可以将加工兜孔后的工件切断为多个保持器毛坯件，通过本设备，可以一次生产多个保持器，相对传统的逐个加工设备，大大提高了加工效率，同时一次加工出的保持器外形尺寸统一，批次内公差小，良品率高。
优选的，旋转组件设置两个，分别位于切割底板的下方两侧，旋转组件包括辊子，辊子的两端设有转动电机，转动电机的输出轴与辊子连接，转动电机的底面设有气缸，气缸能够驱动转动电机和辊子升降，转动电机能够驱动辊子转动。将工件抬升转动，切割底板不会摩擦工件的内表面，避免工件损伤，同时底部两侧支撑，转动更加平稳，同时在切割时也可以起到支撑作用，保证加工精度。
优选的，切割底板的上表面设有一定数量均匀设置的刀板，刀板相互平行，刀板的上部为栅板，刀板之间设有刀板连板。便于切割废料掉落，同时提高散热效果。
优选的，在每个刀板中，各栅板的上端共同组成圆弧形。弧形上表面适配圆柱筒型工件的内表面。
优选的，滑车的上表面设有两个底板立柱，切割底板的两端分别可拆卸安装在两底板立柱的顶端，切割底板的两端还设有吊耳。便于工件的套装和吊装。
优选的，底座上设有两个龙门立柱，龙门立柱的顶部安装有龙门横梁，龙门横梁的两端分别安装在两个龙门立柱上，龙门横梁上安装有切割模块基座，激光切割模块安装在切割模块基座上，激光切割模块能够相对切割模块基座上下运动，
龙门立柱顶部设有x轴丝杠，龙门横梁安装在x轴丝杠上，x轴丝杠的一端设有x轴驱动电机，x轴驱动电机能够驱动x轴丝杠转动，使龙门横梁沿x轴丝杠运动，
龙门横梁内部设有y轴丝杠，切割模块基座安装在y轴丝杠，y轴丝杠的一端设有y轴驱动电机，y轴驱动电机能够驱动y轴丝杠转动，使切割模块基座沿y轴丝杠运动。
优选的，底座的上表面设有滑轨，滑车的底面设有滑轮，滑轮能够沿滑轨滚动，使滑车沿滑轨移动。采用三轴联动切割，可以通过设定数控加工程序来切出不同形状、尺寸的兜孔，同时激光切割模块能够上下移动，使激光头与工件之间的距离保持恒定，切割位点始终保持在激光束的焦点，保证切割效果。
优选的，两底板立柱的外侧设有滑车定位传感器，龙门立柱的内侧设有切割定位传感器，滑车定位传感器和切割定位传感器位于同一水平面内。传感器正对确定加工工位，保证加工位置精确。
基于上述切割设备，本发明还提供一种风电保持器批量切割方法，包括以下步骤：
1).预加工工序
切割一定长度的料板；
将料板进行将步骤中获得的料板进行弧度弯折；
将料板焊接为圆柱筒形工件；
将焊缝进行打磨处理；
2).上料工序
将圆柱筒型工件套在切割底板上；
将切割底板吊装到滑车上；
滑车沿滑轨移动，直到滑车定位传感器正对切割定位传感器，此时滑车位于切割工位处；
3).切孔工序
激光切割模块运行，激光头射出激光，激光切割模块通过x轴丝杠和y轴丝杠以及激光切割模块自身的上下移动，在圆柱筒型工件上切出一列兜孔；
气缸伸长，辊子将圆柱筒型工件抬起；
转动电机运行，辊子将圆柱筒型工件转动一定角度；
气缸回缩，将圆柱筒型工件放回切割底板；
重复切孔工序中的步骤，将圆柱筒型工件的周向均匀切出所有兜孔；
4).切断工序
气缸伸长，辊子将圆柱筒型工件抬起；
y轴丝杠运行，驱动激光切割模块向左或右移动，使激光头位于一列兜孔中相邻两个兜孔的中间位置；
激光切割模块运行，激光头射出激光；
转动电机运行，辊子驱动圆柱筒型工件转动360°；
圆柱筒型工件沿周向被切割为一定数量的保持器毛坯件；
5).精加工工序
将保持器毛坯件进行打磨，消除激光切割的切割毛刺；
清洗防锈，并涂保护油。
本发明还提供一种风电保持器，采用上述的切割方法制成。
通过以上技术方案可以看出，本发明提供的切割设备可以一次生产多个保持器，相对传统的逐个加工设备，大大提高了加工效率，同时一次加工出的保持器外形尺寸统一，批次内公差小，良品率高；采用三轴联动控制激光切割模块，增加上下运动的自由度，使激光焦点保持在工件的弧形表面处，保证切割效果；对刀板进行改进，使其更适合于圆柱筒型工件的弧形切割面，同时提高散热效果；旋转组件能够抬升工件并提供支撑效果，保证加工精度。
采用本设备的切割方法，改变加工工序，先进行焊接再进行后续的切割工序，保证了一次加工所得到的保持器焊缝一致，尺寸统一，切割加工的良品率高；可以一次加工得到多个保持器，加工效率更高。
通过本方法及设备生产出的风电保持器，批次内产品间尺寸误差小，良品率高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明具体实施方式的结构示意图。
图2为本发明具体实施方式的主视示意图。
图3为本发明具体实施方式中滑车的结构示意图。
图4为本发明具体实施方式中刀板的结构示意图。
图5为本发明的使用状态示意图。
图6为筒型工件经切孔工序处理后的结构示意图。
图7为经切断工序处理后制成的保持器毛坯件的结构示意图。
图中：1.底座，2.滑轨，3.滑车，4.辊子，5.底板立柱，6.切割底板，7.龙门立柱，8.龙门横梁，9.切割模块基座，10.激光切割模块，11.x轴丝杠，12.y轴丝杠，13.x轴驱动电机，14.y轴驱动电机，15.气缸，16.转动电机，17.激光头，18.刀板，19.刀板连板，20.滑车定位传感器，21.切割定位传感器，22.滑轮，23.吊耳，24.筒型工件，25.保持器毛坯件。
具体实施方式
为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，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它实施例，都属于本专利保护的范围。
如图1-4所示，一种风电保持器批量切割设备，包括底座1，底座1上设有激光切割模块10，激光切割模块10的底面设有一定数量的激光头17，激光头17成一列等间隔排列，激光头17的下方设有滑车3，滑车3的上表面设有两个底板立柱5和切割底板6，切割底板6的两端分别可拆卸安装在两底板立柱5的顶端，切割底板6的两端还设有吊耳23，切割底板6位于激光头17的下方，切割底板6的下方设有旋转组件，旋转组件设置两个，分别位于切割底板6的下方两侧，旋转组件包括辊子4，辊子4的两端设有转动电机16，转动电机16的输出轴与辊子4连接，转动电机16的底面设有气缸15，气缸15能够驱动转动电机16和辊子4升降，转动电机16能够驱动辊子4转动，切割底板6为水平设置的长柱型结构，且长度方向为激光头17的排列方向，待加工的圆柱筒型工件套在切割底板6上，旋转组件能够驱动圆柱筒型工件绕圆柱轴转动。
切割底板6的上表面设有一定数量均匀设置的刀板18，刀板18相互平行，刀板18的上部为栅板，刀板18之间设有刀板连板19，在每个刀板18中，各栅板的上端共同组成圆弧形。由于工件套在切割底板6上，刀板18顶部的弧形半径小于工件的半径，使刀板18顶端与筒型工件的内表面相切，刀板顶端两侧与工件留有空隙，可以提高散热效果，即使有多个激光头同时工作也能够及时散热。
激光切割装置采用龙门式三轴联动结构，设x轴向为图2的主视方向，z轴为竖直方向，y轴同时与x轴、z轴垂直，底座1上设有两个龙门立柱7，龙门立柱7的顶部安装有龙门横梁8，龙门横梁8的两端分别安装在两个龙门立柱7上，龙门横梁8上安装有切割模块基座9，激光切割模块10安装在切割模块基座9上，激光切割模块10能够相对切割模块基座9上下运动，
龙门立柱顶部设有x轴丝杠11，龙门横梁8安装在x轴丝杠11上，x轴丝杠11的一端设有x轴驱动电机13，x轴驱动电机13能够驱动x轴丝杠11转动，使龙门横梁8沿x轴丝杠11运动，
龙门横梁8内部设有y轴丝杠12，切割模块基座9安装在y轴丝杠12，y轴丝杠12的一端设有y轴驱动电机14，y轴驱动电机14能够驱动y轴丝杠12转动，使切割模块基座9沿y轴丝杠12运动。
传统的激光切割机的加工工件多为平面材料，因此在竖直方向上位移不大，可以通过内部的激光透镜来调整激光焦点(即切点的上下位置)；而本发明中的工件为圆柱型，加工面的竖直位置变化较大，在切割模块基座9中增加丝杠或其他z轴移动机构，使激光切割模块10能够相对切割模块基座9上下运动，以此增大了激光头的上下活动范围，保证切割效果。
底座1的上表面设有滑轨2，滑车3的底面设有滑轮22，滑轮22能够沿滑轨2滚动，使滑车3沿滑轨2移动。
两底板立柱5的外侧设有滑车定位传感器20，龙门立柱7的内侧设有切割定位传感器21，滑车定位传感器20和切割定位传感器21位于同一水平面内。
本发明还提供一种采用上述切割设备的风电保持器批量切割方法，包括以下步骤：
1).预加工工序
切割一定长度的料板；
将料板进行将步骤1中获得的料板进行弧度弯折；
将料板焊接为圆柱筒形工件24；
将焊缝进行打磨处理；
2).上料工序
将圆柱筒型工件24套在切割底板6上；
将切割底板6吊装到滑车3上；
滑车3沿滑轨2移动，直到滑车定位传感器20正对切割定位传感器21，此时滑车位于切割工位处(如图5所示)；
3).切孔工序
激光切割模块10运行，激光头17射出激光，激光切割模块10通过x轴丝杠11和y轴丝杠12以及激光切割模块10自身的上下移动，在圆柱筒型工件上切出一列兜孔；
气缸15伸长，辊子4将圆柱筒型工件抬起；
转动电机16运行，辊子4将圆柱筒型工件转动一定角度；
气缸15回缩，将圆柱筒型工件放回切割底板6；
重复切孔工序中的步骤，将圆柱筒型工件的周向均匀切出所有兜孔(完成切孔后的圆柱筒型构件结构如图6所示)；
4).切断工序
气缸15伸长，辊子4将圆柱筒型工件抬起；
y轴丝杠运行，驱动激光切割模块10向左或右移动，使激光头位于一列兜孔中相邻两个兜孔的中间位置；
激光切割模块10运行，激光头17射出激光；
转动电机16运行，辊子4驱动圆柱筒型工件转动360°；
圆柱筒型工件沿周向被切割为一定数量的保持器毛坯件25(如图7所示)；
5).精加工工序
将保持器毛坯件进行打磨，消除激光切割的切割毛刺；
清洗防锈，并涂保护油。
在上述切孔工序和切断工序中，可以设定启动运行的激光头的数量，例如逐个运行、间隔运行或同时运行，可以根据生产需要、厂房功率、环境散热条件等因素灵活设置。
本发明还包括一种采用上述切割方法及设备制成的风电保持器。
还需说明，上述附图6、7中所示仅以圆柱型滚动体所用保持器为例示出加工工件的中间状态，其兜孔为方形，针对其他类型的滚动体，可以通过设定激光切割时走刀的轨迹，切出圆形、椭圆形、等腰梯形等其他类型的兜孔，这种改变也应包含在本发明之中。
通过以上实施方式可以看出，本发明提供的切割设备可以一次生产多个保持器，相对传统的逐个加工设备，大大提高了加工效率，同时一次加工出的保持器外形尺寸统一，批次内公差小，良品率高；采用三轴联动控制激光切割模块，增加上下运动的自由度，使激光焦点保持在工件的弧形表面处，保证切割效果；对刀板进行改进，使其更适合于圆柱筒型工件的弧形切割面，同时提高散热效果；旋转组件能够抬升工件并提供支撑效果，保证加工精度。
采用本设备的切割方法，改变加工工序，先进行焊接再进行后续的切割工序，保证了一次加工所得到的保持器焊缝一致，尺寸统一，切割加工的良品率高；可以一次加工得到多个保持器，加工效率更高。
通过本方法及设备生产出的风电保持器，批次内产品间尺寸误差小，良品率高。
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 (10)
1.一种风电保持器批量切割设备，其特征在于，包括底座(1)，所述底座(1)上设有激光切割模块(10)，所述激光切割模块(10)的底面设有一定数量的激光头(17)，所述激光头(17)成一列等间隔排列，所述激光头(17)的下方设有滑车(3)，所述滑车(3)上设有切割底板(6)，所述切割底板(6)位于所述激光头(17)的下方，所述切割底板(6)的下方设有旋转组件，所述切割底板(6)为水平设置的长柱型结构，且长度方向为所述激光头(17)的排列方向，待加工的圆柱筒型工件套在所述切割底板(6)上，所述旋转组件能够驱动圆柱筒型工件绕圆柱轴转动。
2.根据权利要求1所述的风电保持器批量切割设备，其特征在于，所述旋转组件设置两个，分别位于所述切割底板(6)的下方两侧，所述旋转组件包括辊子(4)，所述辊子(4)的两端设有转动电机(16)，所述转动电机(16)的输出轴与所述辊子(4)连接，所述转动电机(16)的底面设有气缸(15)，所述气缸(15)能够驱动所述转动电机(16)和所述辊子(4)升降，所述转动电机(16)能够驱动所述辊子(4)转动。
3.根据权利要求1或2所述的风电保持器批量切割设备，其特征在于，所述切割底板(6)的上表面设有一定数量均匀设置的刀板(18)，所述刀板(18)相互平行，所述刀板(18)的上部为栅板，所述刀板(18)之间设有刀板连板(19)。
4.根据权利要求3所述的风电保持器批量切割设备，其特征在于，在每个所述刀板(18)中，各所述栅板的上端共同组成圆弧形。
5.根据权利要求4所述的风电保持器批量切割设备，其特征在于，所述滑车(3)的上表面设有两个底板立柱(5)，所述切割底板(6)的两端分别可拆卸安装在两所述底板立柱(5)的顶端，所述切割底板(6)的两端还设有吊耳(23)。
6.根据权利要求5所述的风电保持器批量切割设备，其特征在于，所述底座(1)上设有两个龙门立柱(7)，所述龙门立柱(7)的顶部安装有龙门横梁(8)，所述龙门横梁(8)的两端分别安装在两个所述龙门立柱(7)上，所述龙门横梁(8)上安装有切割模块基座(9)，所述激光切割模块(10)安装在所述切割模块基座(9)上，所述激光切割模块(10)能够相对所述切割模块基座(9)上下运动，
所述龙门立柱顶部设有x轴丝杠(11)，所述龙门横梁(8)安装在所述x轴丝杠(11)上，所述x轴丝杠(11)的一端设有x轴驱动电机(13)，所述x轴驱动电机(13)能够驱动所述x轴丝杠(11)转动，使所述龙门横梁(8)沿所述x轴丝杠(11)运动，
所述龙门横梁(8)内部设有y轴丝杠(12)，所述切割模块基座(9)安装在所述y轴丝杠(12)，所述y轴丝杠(12)的一端设有y轴驱动电机(14)，所述y轴驱动电机(14)能够驱动所述y轴丝杠(12)转动，使所述切割模块基座(9)沿所述y轴丝杠(12)运动。
7.根据权利要求6所述的风电保持器批量切割设备，其特征在于，所述底座(1)的上表面设有滑轨(2)，所述滑车(3)的底面设有滑轮(22)，所述滑轮(22)能够沿所述滑轨(2)滚动，使所述滑车(3)沿所述滑轨(2)移动。
8.根据权利要求7所述的风电保持器批量切割设备，其特征在于，两所述底板立柱(5)的外侧设有滑车定位传感器(20)，所述龙门立柱(7)的内侧设有切割定位传感器(21)，所述滑车定位传感器(20)和所述切割定位传感器(21)位于同一水平面内。
9.一种风电保持器批量切割方法，其特征在于，采用权利要求8所述的风电保持器批量切割设备，包括以下步骤：
1).预加工工序
切割一定长度的料板；
将料板进行将步骤1中获得的料板进行弧度弯折；
将料板焊接为圆柱筒形工件；
将焊缝进行打磨处理；
2).上料工序
将圆柱筒型工件套在切割底板(6)上；
将切割底板(6)吊装到滑车(3)上；
滑车(3)沿滑轨(2)移动，直到滑车定位传感器(20)正对切割定位传感器(21)，此时滑车位于切割工位处；
3).切孔工序
激光切割模块(10)运行，激光头(17)射出激光，激光切割模块(10)通过x轴丝杠(11)和y轴丝杠(12)以及所述激光切割模块(10)自身的上下移动，在圆柱筒型工件上切出一列兜孔；
气缸(15)伸长，辊子(4)将圆柱筒型工件抬起；
转动电机(16)运行，辊子(4)将圆柱筒型工件转动一定角度；
气缸(15)回缩，将圆柱筒型工件放回切割底板(6)；
重复切孔工序中的步骤，将圆柱筒型工件的周向均匀切出所有兜孔；
4).切断工序
气缸(15)伸长，辊子(4)将圆柱筒型工件抬起；
y轴丝杠运行，驱动激光切割模块(10)向左或右移动，使激光头位于一列兜孔中相邻两个兜孔的中间位置；
激光切割模块(10)运行，激光头(17)射出激光；
转动电机(16)运行，辊子(4)驱动圆柱筒型工件转动360°；
圆柱筒型工件沿周向被切割为一定数量的保持器毛坯件；
5).精加工工序
将保持器毛坯件进行打磨，消除激光切割的切割毛刺；
清洗防锈，并涂保护油。
10.一种风电保持器，其特征在于，采用如权利要求9所述的切割方法制成。
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Denomination of invention: A wind power holder batch cutting equipment, method, and wind power holder Effective date of registration: 20230627 Granted publication date: 20220513 Pledgee: Weifang Bank Co.,Ltd. Liaocheng Dongchangfu Branch Pledgor: SHANDONG GOLDEN EMPIRE PRECISION MACHINERY TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2023980045780 |
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