CN206230334U - 数控切割机 - Google Patents

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刘伯军
曹克明
焦洋
熊晗
陈红兵
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Abstract

本实用新型涉及数控加工技术领域,尤其是一种数控切割机,电主轴配有自动松夹刀装置,当需卸下旧砂轮时,可左手托住砂轮底部,右手逆时针方向转动换刀旋钮,即可完成;装新砂轮时,同样地,托住砂轮底部,将砂轮锥柄插入主轴锥孔,然后顺时针方向转动换刀旋钮即可夹紧;主轴的松夹刀动作迅速,整个换刀过程只需几秒即可完成,大大减少了换刀时间,提高切割效率;本实用新型还设有砂轮在线实时测量装置,根据该测量数据对工件的进给量进行调整以补偿砂轮的磨损,同时根据砂轮的实际直径重新调整电机转速,以保证砂轮的线速度基本恒定;当砂轮测量直径小于最小设定值或异常破损等异常情况时,系统报警,提醒更换砂轮。

Description

数控切割机
技术领域
本实用新型涉及数控加工技术领域,尤其是一种数控切割机。
背景技术
目前,铸造行业中,关于铸件的浇冒口及其残余的去除,其解决方式是浇冒口尺寸小的通常都是用砂轮机磨削完成,也有少数公司使用数控加工中心完成此项工作;铸件浇冒口尺寸大的就需要用切割的方式来完成此项工作。常用的切割方式有人工切割方式、半自动化切割机、CNC浇冒口自动切割机。人工切割方式有以下弊端:噪音大,粉尘多,环境污染严重;操作危险性大,对工人的身体有伤害,甚至有生命危险;效率低,产品质量一致性差。半自动化切割机相对人工切割方式在安全和质量等方面有所改善,但仍无法满足降低人力资源成本和提高生产效率的要求。机器人CNC浇冒口自动切割机的应用能最大程度解决以上弊端,是未来大规模应用的主流设备。
目前CNC浇冒口自动切割机在实际应用中,也有一些有待改进的工艺和控制过程,如换刀装置不合适,每次换切割片都需要耗费较长时间,而且由于切割,切割片磨削很厉害,每天都要跟换几十片切割片,这样就造成效率非常低,大大提高了成本;目前切割机的切割片使用状态和磨损情况没有监控测量装置,这样设备使用过程中当切割片出现异常情况时,就不能将该信息及时的反馈给机CNC浇冒口自动切割机的控制器,使CNC浇冒口自动切割机的控制器针对异常情况及时的采取措施,造成切割不到位或设备损坏等问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是:为了解决现有每次换切割片都需要耗费较长时间,造成效率非常低,大大提高了成本问题,本实用新型提供了一种数控切割机,设有自动松夹刀装置,实现快速更换,只需几秒钟时间,有效的解决了现有每次换切割片都需要耗费较长时间,造成效率非常低,大大提高了成本问题。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种数控切割机,包括用于放置待加工工件的工件载置部、用于切割待加工工件的切割加工工具、用于提供动力的动力装置以及用于动作控制的控制部,其中,所述工件载置部具有能够在水平方向和上下方向移动的臂,还包括自动松夹刀装置,所述自动松夹刀装置包括卡爪、碟簧、推拉杆以及油缸,所述油缸推动所述推拉杆运动,所述卡爪实现松开或夹紧。
具体地,所述臂包括立柱、Y轴滑座、X轴旋臂、Z轴旋臂、A轴回转工作台、Y轴驱动组件、X轴驱动组件、Z轴驱动组件和A轴驱动组件,A轴回转工作台用于装夹工件,Y轴滑座滑配在立柱上,X轴旋臂可摆动地支承在Y轴滑座上,Z轴旋臂可摆动地支承在X轴旋臂上,A轴回转工作台可旋转地支承在Z轴旋臂上,Y轴驱动组件设置在Y轴滑座和立柱之间以便其驱动Y轴滑座在立柱上上下移动,X轴驱动组件设置在X轴旋臂和Y轴滑座之间以便其驱动X轴旋臂在Y轴滑座上摆动,Z轴驱动组件设置在Z轴旋臂和X轴旋臂之间以便其驱动Z轴旋臂在X轴旋臂上摆动,A轴驱动组件设置在A轴回转工作台和Z轴旋臂之间以便其驱动A轴回转工作台在Z轴旋臂上转动。
具体地,所述切割加工工具包括主砂轮组件、主转臂和砂轮立卧变换组件,砂轮组件安装在主转臂上,砂轮立卧变换组件驱动主转臂旋转以便实现切割加工工具在立卧之间任意角度的变换,从而全方位切割A轴回转工作台上的工件。
具体地,所述动力装置为电主轴。
具体地,还包括砂轮在线实时测量装置,所述测量装置通过光纤传感器进行实时测量。
具体地,还包括工件自动交换机构,所述工件自动交换结构能够进行180°旋转从而实现待加工工件与已完工工件交换,所述工件自动交换机构包括交换臂、支架和交换臂换位驱动组件,交换臂可旋转地安装在支架上,交换臂的两端分别具有装夹工位,交换臂换位驱动组件驱动交换臂在支架作180°旋转以便两个装夹工位进行轮换,从而使待加工工件与A轴回转工作台上的已完工工件进行交换。
具体地,所述的交换臂的两端的装夹工位上安装有装夹组件,所述的A轴回转工作台上安装有压紧装置,压紧装置包括压紧缸和压紧杆,压紧缸的活动端与压紧杆的一端连接,压紧杆的另一端可与A轴回转工作台上的装夹组件相连接以便将装夹组件固定于A轴回转工作台上。
具体地,还包括工件压紧机构,该工件压紧机构包括工件压紧杆、压紧支架及工件压紧缸,工件压紧杆可滑动地安装在压紧支架上,工件压紧缸的活动端与工件压紧杆相连接;当工件压紧缸动作时,工件压紧杆可抵接在A轴回转工作台上的工件的顶面以便实现压紧。
具体地,所述的Y轴驱动组件包括Y轴动力件、Y轴同步带传动机构、滚珠丝杠和螺母座,Y轴动力件通过Y轴同步带传动机构驱动滚珠丝杠旋转,螺母座与所述的Y轴滑座固定连接,螺母座与滚珠丝杠组成滚珠丝杠副。
具体地,所述的X轴驱动组件包括X轴动力件和X轴减速机,X轴动力件与X轴减速机的输入轴相传动连接,X轴减速机的输出轴与X轴旋臂固定连接。
具体地,所述的Z轴驱动组件包括Z轴动力件和Z轴减速机,Z轴动力件与Z轴减速机的输入轴相传动连接,Z轴减速机的输出轴与Z轴旋臂固定连接。
具体地,A轴驱动组件包括A轴动力件、A轴同步带传动机构和A轴减速机,A轴动力件通过A轴同步带传动机构与A轴减速机的输入轴相传动连接,A轴减速机的输出轴与A轴回转工作台相连接。
具体地,还包括防护罩,所述工件载置部和所述切割加工工具均安装在防护罩内。
本实用新型的有益效果是:本实用新型提供了一种数控切割机,设有自动松夹刀装置,实现快速更换,只需几秒钟时间,有效的解决了现有每次换切割片都需要耗费较长时间,造成效率非常低,大大提高了成本问题;包括卡爪、碟簧、推拉杆以及油缸,油缸推动推拉杆运动,卡爪实现松开或夹紧,电主轴用于实现刀柄转动,当需卸下旧砂轮时,可左手托住砂轮底部,右手逆时针方向转动换刀旋钮,即可完成;装新砂轮时,同样地,托住砂轮底部,将砂轮锥柄插入主轴锥孔,然后顺时针方向转动换刀旋钮即可夹紧;主轴的松夹刀动作迅速,整个换刀过程只需几秒即可完成,大大减少了换刀时间,提高切割效率;本实用新型还设有砂轮在线实时测量装置,该装置通过微型伺服机构驱动光纤传感器,对砂轮外圆进行跟踪扫描以获得砂轮磨损量的数据,数控系统根据该测量数据对工件的进给量进行调整以补偿砂轮的磨损,同时根据砂轮的实际直径重新调整电机转速,以保证砂轮的线速度基本恒定,测量动作在每次交换工件时进行;当砂轮测量直径小于最小设定值或异常破损等异常情况时,系统报警,提醒更换砂轮,从而提高切割机的安全性和生产效率,减少待机时间,降低劳动强度。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的数控切割机的结构示意图;
图2是本实用新型的侧视图;
图3为图1的俯视图;
图4为本实用新型的工件载置部的结构示意图;
图5为本实用新型的自动松夹刀装置的结构示意图。
图中:1.底座,2.立柱,3.Y轴滑座,4.X轴旋臂,5.Z轴旋臂,6.A轴回转工作台,7.主转臂,8.交换臂,9.支架,10.砂轮在线实时测量装置,11.工件压紧杆,12.压紧支架,13.装夹托盘,14.已完工工件,15.待加工工件,16.夹具,17.交换臂减速机,18.交换臂驱动件,19.动力件,20.减速机,23.电主轴,24.砂轮,25.旋转头部支架,26.Y轴动力件,27.Y轴同步带传动机构,28.滚珠丝杠,29.螺母座,30.X轴动力件,31.X轴减速机,32.Z轴减速机,33.Z轴动力件,34.A轴动力件,35.A轴同步带传动机构,36.A轴减速机,37.压紧杆,38.压紧缸,40.工件压紧缸,41.数控系统,42.电控箱,43.防护罩,44.圆形除尘接口,45.集屑箱,46.启停按钮,47.安全光幕,48.安全门锁开关,51.卡爪,52.碟簧,53.刀柄,54.推拉杆,55.油缸。
具体实施方式
现在结合附图对本实用新型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实用新型的基本结构,因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
图5中,A示意换刀状态,B示意夹刀状态。
实施例1
如图1-5所示,一种数控切割机,它包括:
工件载置部,工件载置部具有能够在水平方向和上下方向移动的臂,包括立柱2、Y轴滑座3、X轴旋臂4、Z轴旋臂5、A轴回转工作台6、Y轴驱动组件、X轴驱动组件、Z轴驱动组件和A轴驱动组件,A轴回转工作台6用于装夹工件,Y轴滑座3滑配在立柱2上,X轴旋臂4可摆动地支承在Y轴滑座3上,Z轴旋臂5可摆动地支承在X轴旋臂4上,A轴回转工作台6可旋转地支承在Z轴旋臂5上,Y轴驱动组件设置在Y轴滑座3和立柱2之间以便其驱动Y轴滑座3在立柱2上上下移动,X轴驱动组件设置在X轴旋臂4和Y轴滑座3之间以便其驱动X轴旋臂4在Y轴滑座3上摆动,Z轴驱动组件设置在Z轴旋臂5和X轴旋臂4之间以便其驱动Z轴旋臂5在X轴旋臂4上摆动,A轴驱动组件设置在A轴回转工作台6和Z轴旋臂5之间以便其驱动A轴回转工作台6在Z轴旋臂5上转动;其中,立柱2安装在底座1上;
切割加工工具,它通过头部支架25安装在立柱2上,该切割加工工具包括砂轮组件、主转臂7和主砂轮立卧变换组件,砂轮组件安装在主转臂7上,砂轮立卧变换组件驱动主转臂7旋转以便实现旋转式动力头在立卧之间任意角度的变换,从而全方位切割A轴回转工作台6上的工件;砂轮组件包括电主轴23和砂轮24,并且电主轴23直接驱动砂轮24旋转;自动松夹刀装置包括卡爪51、碟簧52、推拉杆54以及油缸55,油缸55推动推拉杆54运动,卡爪51实现松开或夹紧,电主轴23用于实现刀柄53转动,当需卸下旧砂轮时,可左手托住砂轮底部,右手逆时针方向转动换刀旋钮,即可完成,更换时刀柄53和砂轮一起进行更换;装新砂轮时,同样地,托住砂轮底部,将砂轮锥柄插入主轴锥孔,然后顺时针方向转动换刀旋钮即可夹紧,主轴的松夹刀动作迅速,整个换刀过程只需几秒。砂轮立卧变换组件包括动力件19和减速机20,动力件19与减速机20的输入轴相连接,减速机20的输出轴与主转臂7相连接。
如图1所示,数控切割机还包括工件自动交换机构,工件自动交换机构包括交换臂8、支架9和交换臂换位驱动组件,交换臂8可旋转地安装在支架9上,交换臂8的两端分别具有装夹工位,交换臂换位驱动组件驱动交换臂8在支架9 作180°旋转以便两个装夹工位进行轮换,从而使待加工工件15与A轴回转工作台6上的已完工工件14进行交换。交换臂换位驱动组件可以为交换臂驱动件18和交换臂减速机17。
如图1所示,交换臂8的两端的装夹工位上安装有装夹组件,A轴回转工作台6上安装有压紧装置,压紧装置包括压紧缸38和压紧杆37,压紧缸38的活动端与压紧杆37的一端连接,压紧杆37的另一端可与A轴回转工作台6上的装夹组件相连接以便将装夹组件固定于A轴回转工作台6上;装夹组件为装夹托盘13和安装在其上的夹具16。
如图2所示,还包括工件压紧机构,该工件压紧机构包括工件压紧杆11、压紧支架12及工件压紧缸40,工件压紧杆11可滑动地安装在压紧支架12上,工件压紧缸40的活动端与工件压紧杆11相连接;当工件压紧缸40动作时,工件压紧杆11可抵接在A轴回转工作台6上的工件的顶面以便实现压紧。工件压紧缸40可以为气缸。
如图1和3所示,Y轴驱动组件包括Y轴动力件26、Y轴同步带传动机构27、滚珠丝杠28和螺母座29,Y轴动力件26通过Y轴同步带传动机构27驱动滚珠丝杠28旋转,螺母座29与Y轴滑座3固定连接,螺母座29与滚珠丝杠28组成滚珠丝杠副。
如图1和3所示,X轴驱动组件包括X轴动力件30和X轴减速机31,X轴动力件30与X轴减速机31的输入轴相传动连接,X轴减速机31的输出轴与X轴旋臂4固定连接。
如图1和3所示,Z轴驱动组件包括Z轴动力件33和Z轴减速机32,Z轴动力件33与Z轴减速机32的输入轴相传动连接,Z轴减速机32的输出轴与Z轴旋臂5固定连接。
如图1和3所示,A轴驱动组件包括A轴动力件34、A轴同步带传动机构35和A轴减速机36,A轴动力件34通过A轴同步带传动机构35与A轴减速机36的输入轴相传动连接,A轴减速机36的输出轴与A轴回转工作台6相连接。
其中,Y轴动力件26、X轴动力件30、Z轴动力件33和A轴动力件34均可采用电主轴。
如图1所示,数控切割机还包括防护罩43,工件载置部和切割加工工具均安装在防护罩43内。
本实用新型还具有电控箱42和数控系统41,采用数控系统41,提高了自动化程度,不但增强了对不同工件的适应性,提高了效率,而且大大减轻了操作人员的劳动强度。
防护罩右前方为数控系统41和启停按钮46;正前方上下料位置两侧设有安全光幕47,以保护操作者在工件旋转交换时免受伤害;右侧设有安全门锁开关48,在门处于打开状态下防止机床运转,确保操作者的安全。顶部设有圆形除尘接口44,以便与除尘设备连接,可随时吸除磨削所产生的粉尘。底座下方置有集屑箱45,以承接磨削产生的铁屑;优选地,集屑箱45为自动排屑装置。
以上述依据本实用新型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实用新型技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项实用新型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 (13)

1.一种数控切割机,包括用于放置待加工工件的工件载置部、用于切割待加工工件的切割加工工具、用于提供动力的动力装置以及用于动作控制的控制部,其中,所述工件载置部具有能够在水平方向和上下方向移动的臂,其特征在于:还包括自动松夹刀装置,所述自动松夹刀装置包括卡爪(51)、碟簧(52)、推拉杆(54)以及油缸(55),所述油缸(55)推动所述推拉杆(54)运动,所述卡爪(51)实现松开或夹紧。
2.如权利要求1所述的数控切割机,其特征在于:所述臂包括立柱(2)、Y轴滑座(3)、X轴旋臂(4)、Z轴旋臂(5)、A轴回转工作台(6)、Y轴驱动组件、X轴驱动组件、Z轴驱动组件和A轴驱动组件,A轴回转工作台(6)用于装夹工件,Y轴滑座(3)滑配在立柱(2)上,X轴旋臂(4)可摆动地支承在Y轴滑座(3)上,Z轴旋臂(5)可摆动地支承在X轴旋臂(4)上,A轴回转工作台(6)可旋转地支承在Z轴旋臂(5)上,Y轴驱动组件设置在Y轴滑座(3)和立柱(2)之间以便其驱动Y轴滑座(3)在立柱(2)上上下移动,X轴驱动组件设置在X轴旋臂(4)和Y轴滑座(3)之间以便其驱动X轴旋臂(4)在Y轴滑座(3)上摆动,Z轴驱动组件设置在Z轴旋臂(5)和X轴旋臂(4)之间以便其驱动Z轴旋臂(5)在X轴旋臂(4)上摆动,A轴驱动组件设置在A轴回转工作台(6)和Z轴旋臂(5)之间以便其驱动A轴回转工作台(6)在Z轴旋臂(5)上转动。
3.如权利要求2所述的数控切割机,其特征在于:所述切割加工工具包括主砂轮组件、主转臂(7)和砂轮立卧变换组件,砂轮组件安装在主转臂(7)上,砂轮立卧变换组件驱动主转臂(7)旋转以便实现切割加工工具在立卧之间任意角度的变换,从而全方位切割A轴回转工作台(6)上的工件。
4.如权利要求1所述的数控切割机,其特征在于:所述动力装置为电主轴。
5.如权利要求1所述的数控切割机,其特征在于:还包括砂轮在线实时测量装置(10),所述测量装置通过光纤传感器进行实时测量。
6.根据权利要求2所述的数控切割机,其特征在于:还包括工件自动交换机构,所述工件自动交换结构能够进行180°旋转从而实现待加工工件与已完工工件交换,所述工件自动交换机构包括交换臂(8)、支架(9)和交换臂换位驱动组件,交换臂(8)可旋转地安装在支架(9)上,交换臂(8)的两端分别具有装夹工位,交换臂换位驱动组件驱动交换臂(8)在支架(9)作180°旋转以便两个装夹工位进行轮换,从而使待加工工件(15)与A轴回转工作台(6)上的已完工工件(14)进行交换。
7.根据权利要求6所述的数控切割机,其特征在于:所述的交换臂(8)的两端的装夹工位上安装有装夹组件,所述的A轴回转工作台(6)上安装有压紧装置,压紧装置包括压紧缸(38)和压紧杆(37),压紧缸(38)的活动端与压紧杆(37)的一端连接,压紧杆(37)的另一端可与A轴回转工作台(6)上的装夹组件相连接以便将装夹组件固定于A轴回转工作台(6)上。
8.根据权利要求2所述的数控切割机,其特征在于:还包括工件压紧机构,该工件压紧机构包括工件压紧杆(11)、压紧支架(12)及工件压紧缸(40),工件压紧杆(11)可滑动地安装在压紧支架(12)上,工件压紧缸(40)的活动端与工件压紧杆(11)相连接;当工件压紧缸(40)动作时,工件压紧杆(11)可抵接在A轴回转工作台(6)上的工件的顶面以便实现压紧。
9.根据权利要求2所述的数控切割机,其特征在于:所述的Y轴驱动组件包括Y轴动力件(26)、Y轴同步带传动机构(27)、滚珠丝杠(28)和螺母座(29),Y轴动力件(26)通过Y轴同步带传动机构(27)驱动滚珠丝杠(28)旋转,螺母座(29)与所述的Y轴滑座(3)固定连接,螺母座(29)与滚珠丝杠(28)组成滚珠丝杠副。
10.根据权利要求2所述的数控切割机,其特征在于:所述的X轴驱动组件包括X轴动力件(30)和X轴减速机(31),X轴动力件(30)与X轴减速机(31)的输入轴相传动连接,X轴减速机(31)的输出轴与X轴旋臂(4)固定连接。
11.根据权利要求2所述的数控切割机,其特征在于:所述的Z轴驱动组件包括Z轴动力件(33)和Z轴减速机(32),Z轴动力件(33)与Z轴减速机(32)的输入轴相传动连接,Z轴减速机(32)的输出轴与Z轴旋臂(5)固定连接。
12.根据权利要求2所述的数控切割机,其特征在于:A轴驱动组件包括A轴动力件(34)、A轴同步带传动机构(35)和A轴减速机(36),A轴动力件(34)通过A轴同步带传动机构(35)与A轴减速机(36)的输入轴相传动连接,A轴减速机(36)的输出轴与A轴回转工作台(6)相连接。
13.根据权利要求1所述的数控切割机,其特征在于:还包括防护罩(43),所述工件载置部和所述切割加工工具均安装在防护罩(43)内。
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