CN221494380U - 一种五轴数控切割装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于航空制造技术领域，涉及一种五轴数控切割装置。包括X轴运功机构、Y轴运功机构、Z轴运动机构及切割头G。通过数字信号控制各伺服电机，带动平台在X、Y、Z轴进行5自由度的进近及旋转动作，从而控制切割片以预定的角度切割零件外形，满足绝大多数零件的对接焊缝切割工作。该装置数字化程度高，切割范围广，适用性强，零件切面边缘状态良好，可提高切割零件截面的一致性，提高修配质量。
Description
技术领域
本实用新型属于航空制造技术领域，涉及一种五轴数控切割装置。
背景技术
航空产品由于其安装位置的特殊性与空间的局限性，无法全部采用整体成形方式制造。因此，部分无法满足整体成形要求的零件需采用配套零件组合焊接的方式进行。零件焊接前需按照实样、图纸要求尺寸对各配套零件的对接焊缝位置进行修配，并满足工艺文件要求的修配间隙，现阶段此类零件配套余量剪切主要采用砂轮切割机切割大部分余量，手工修剪剩余部分余量及修配对接间隙的方式进行。手工修剪配套零件余量难度较大，且修配对接间隙不均匀，对接边缘状态不理想，难以达到焊接文件要求，易造成焊缝成形差、焊接质量不合格等问题；传统修配、剪切方式对工人操作水平要求较高，难以满足零件对接修配的一致性，无法适应大批量的零件焊接制造工作，延误产品交付节点。
实用新型内容
实用新型目的
本实用新型克服了现有技术中的不足，提供了一种五轴数控切割装置，解决零件在对接修配过程中暴露的对接间隙不均匀、对接边缘状态差、零件焊缝对接状态一致性差等问题。本申请中使用到的是现有技术数控电机的直接运用，来实现本装置多角度的转动和进行，并不涉及数控技术的改进和研究。
技术方案
一种五轴数控切割装置，包括X轴运功机构、Y轴运功机构、Z轴运动机构及切割头G。
所述模组X轴运功机构D，伺服电机a101与丝杠a102通过花键链接，滑轨a103通过螺钉固定在底座100内部两侧；所述滑动平台a104底部螺纹孔与丝杠a102配合，可使滑动平台a104沿滑轨a103在X轴方向上自由滑动；伺服电机b107通过螺栓固定在滑动平台a104上部，可带动旋转平台a106实现Z轴转动。
所述模组Z轴运功机构E，底盘109通过螺栓固定在旋转平台a106上，两侧焊接龙门框架110，伺服电机c112通过皮带轮111带动两侧丝杠b113运动；龙门框架两侧共四个滑轨b114通过螺钉安装，升降平台115两侧分别连接丝杠b113与滑轨b114，可实现Z轴方向的进给运功。
所述模组Y轴运动机构F，伺服电机d119通过螺栓连接在滑动平台b118上，可带动丝杠c121转动；基座122通过螺栓连接在升降平台115上，丝杠c121可带动滑动平台b118整体沿滑轨c120在Y轴方向进给运动；伺服电机e117通过螺栓固定在滑动平台b118上，带动旋转平台b116实现Y轴旋转动作。
所述切割头G由固定座123、切割扶手124及切割片125组成，固定座123通过螺栓与旋转平台b116连接，可带动整个切割头进行相应移动机旋转动作；切割扶手124与切割片125通过螺栓集成连接在固定座123上，两者同步动作，实现切割操作。
进一步的，所述底座100、龙门框架110均为钢结构制成。
进一步的，所述底座100、龙门框架110均为焊接或机加成形。
进一步的，所有伺服电机功率及扭矩应满足使用需要；
进一步的，所有丝杠、滑轨传动部位均为机加制造。
进一步的，所有丝杠、滑轨按维护要求进行相应润滑。
进一步的，所述模组X轴运功机构D与模组Z轴运功机构E、模组Z轴运功机构E与模组Y轴运动机构F、模组Y轴运动机构F与切割头G之间均使用螺栓连接。
本申请的有益效果在于：
本实用新型提供了一种五轴数控切割装置，通过数字信号控制各伺服电机，带动平台在X、Y、Z轴进行5自由度的进近及旋转动作，从而控制切割片以预定的角度切割零件外形，满足绝大多数零件的对接焊缝切割工作。该装置数字化程度高，切割范围广，适用性强，零件切面边缘状态良好，可提高切割零件截面的一致性，提高修配质量。
附图说明
图1为五轴数控切割装置示意图；
图2为X轴运动机构示意图；
图3为Z轴运功机构示意图；
图4为Y轴运功机构示意图
图5为切割头示意图；
其中，D-X轴运动机构，E-Z轴运功机构示意图，F-Y轴运功机构,G-切割头，100-底座，101-伺服电机a，102-丝杠a，103-滑轨a，104-滑动平台a，105-圆台，106-旋转平台a，107-伺服电机b，108-防护板，109-底盘，110-龙门框架，111-皮带轮，112-伺服电机c，113-丝杠b，114-滑轨b,115-升降平台，116-旋转平台b，117-伺服电机e，118-滑动平台b，119-伺服电机d,120-滑轨c,121-丝杠c,122-基座,123-固定座，124-切割扶手，125-切割片
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步描述。以下所述仅为本实用新型一部分实施例，非全部实施例。基于本实用新型实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，提供一种五轴数控切割装置。装置由底座、龙门架及切割头组合而成，各部件之间通过螺栓连接。
如图2所示，中间位置固定丝杠a102，与伺服电机a101通过花键相连，丝杠a102旋转带动滑动平台a104在滑轨a103上自由滑动；滑动平台a104上固定的伺服电机b107通过涡轮蜗杆与旋转平台a106相连，可带动平台在Z轴方向旋转。
如图3所示，底盘109通过螺栓连接在旋转平台a106之上，旋转平台a106的移动及旋转可整体带动Z轴运功机构E动作；伺服电机d119通过螺栓安装在滑动平台b118之上，并通过齿轮与安装在滑动平台b118上的丝杠c121连接，丝杠c121旋转可带动滑动平台b118通过滑轨c120相对龙门框架110在Y轴方向上移动。
如图4所示,伺服电机c112通过花键连接丝杠b113，同时丝杠b113通过皮带连接另一侧丝杠b113，两侧丝杠同时旋转，可带动升降平台115沿滑轨b114上下移动；伺服电机e117通过涡轮蜗杆与旋转平台b116连接，可带动旋转平台沿Y轴左右旋转。
如图4所示，切割头G由固定座123、切割扶手124及切割片125组成。固定座123通过螺栓与旋转平台b116连接，可带动整个切割头G进行相应移动机旋转动作。
进一步的，伺服电机a101通过带动丝杠a102旋转，带动滑动平台a沿滑轨a103运动，从而满足切割头G在X轴方向的移动；进一步的，伺服电机b107通过带动旋转平台a，从而满足切割头G在沿Z轴方向上的转动；进一步的，伺服电机c112通过带动丝杠b113旋转，使升降平台115沿滑轨b114运动，从而满足切割头G在Z轴方向的移动；进一步的，伺服电机d119通过带动丝杠c121旋转，使滑动平台b118沿滑轨120运动，从而满足切割头G在Y轴方向上的移动；进一步的，伺服电机e117通过带动旋转平台b116旋转，从而满足切割头G在Y沿Y轴方向的转动。
通过编制控制程序，控制5个伺服电机各自动作，将切割头G移动至需要位置，并可将切割片125旋转固定角度，待切割头G运动到所需位置后，按压切割扶手124，即可完成切割操作。
本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种五轴数控切割装置，其特征在于，包括模组X轴运功机构D、模组Y轴运功机构E、模组Z轴运动机构F及切割头G；
所述模组X轴运功机构D，伺服电机a与丝杠a通过花键链接，滑轨a通过螺钉固定在底座内部两侧；滑动平台a底部螺纹孔与丝杠a配合，可使滑动平台a沿滑轨a在X轴方向上自由滑动；伺服电机b通过螺栓固定在滑动平台a上部，可带动旋转平台a实现Z轴转动；
所述模组Y轴运功机构E，底盘通过螺栓固定在旋转平台a上，两侧焊接龙门框架，伺服电机c通过皮带轮带动两侧丝杠b运动；龙门框架两侧共四个滑轨b通过螺钉安装，升降平台两侧分别连接丝杠b与滑轨b，可实现Z轴方向的进给运功；
所述模组Z轴运动机构F，伺服电机d通过螺栓连接在滑动平台b上，可带动丝杠c转动；基座通过螺栓连接在升降平台上，丝杠c可带动滑动平台b整体沿滑轨c在Y轴方向进给运动；伺服电机e通过螺栓固定在滑动平台b上，带动旋转平台b实现Y轴旋转动作；
所述切割头G由固定座、切割扶手及切割片组成，固定座通过螺栓与旋转平台b连接，可带动整个切割头进行相应移动机旋转动作；切割扶手与切割片通过螺栓集成连接在固定座上，两者同步动作，实现切割操作。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述底座、龙门框架均为钢结构制成。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述底座、龙门框架均为焊接或机加成形。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所有伺服电机功率及扭矩应满足使用需要。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所有丝杠、滑轨传动部位均为机加制造。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所有丝杠、滑轨按维护要求进行相应润滑。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述模组X轴运功机构D与模组Y轴运功机构E、模组Y轴运功机构E与模组Z轴运动机构F、模组Z轴运动机构F与切割头G之间均使用螺栓连接。
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