WO2019136789A1 - 龙门式管材平板切割机 - Google Patents

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Abstract

一种龙门式管材平板切割机，包括切割组件、板材切割机构（2）、管材切割机构（4）和横梁（3），横梁设有横向驱动单元，切割组件连接于横梁，切割组件安装座设有升降驱动单元；横向驱动单元包括第一齿轮（31）、第一齿条（32）、第一电机和第一轨道（34）；板材切割机构包括机架、机台（22）以及纵向驱动单元；纵向驱动单元包括第二齿轮、第二齿条（24）、第二轨道（25）和第二电机；管材切割机构包括上料轨道（411）、端部卡盘（42）、移动卡盘（43）和上料驱动单元；端部卡盘和移动卡盘皆包括夹持件（44）、夹持件安装座和卡盘本体。该龙门式管材平板切割机，满足了数控切割加工领域对管类产品的加工需要，操控简单、使用方便、装夹灵活，降低了管类产品加工成本，扩大了数控切割机的切割加工范围。

Description

龙门式管材平板切割机 技术领域
本发明属于切割设备技术领域，具体涉及一种龙门式管材平板切割机。
背景技术
在等离子加工领域中，等离子加工设备主要针对板材进行加工，其切割方便、操控简单，可根据不同产品的加工需要，在数控系统的支持下完成各种角度、花色、弧形的零件加工，弥补了数控车床加工的不足，深受广大板材加工企业的喜爱。
由于等离子加工技术成熟、稳定、使用方便，对操作人员素质要求较低，其加工产品的适用范围正逐渐扩大，加工种类开始向多元化方向发展。其中，在板材加工企业中，经常会遇到与板材加工相关联的各种管类产品的加工。以往管类产品加工主要使用砂轮机或电焊机进行切割，切割面粗糙，效率低、精度差，不能满足企业的加工需要。随着数控技术的发展，数控切割管材成为管类产品加工的一个发展趋势，但单独设计一种数控切管机成本较高，加工内容较为单一，不利于企业推广和使用，于是，将切割机与数控切割机进行组合，开发一种全新的数控切割切管一体机就成为本发明想要解决的问题。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是：提供一种龙门式管材平板切割机，以满足数控切割加工领域对管类产品的加工需要，操控简单、使用方便、装夹灵活，降低管类产品加工成本，提高管类产品加工精度，扩大数控切割机的切割加工范围。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种龙门式管材平板切割机，包括至少一组切割组件、板材切割机构、用于切割矩形管的管材切割机构和横梁，所述板材切割机构与所述管材切割机构并排而设，所述横梁位于所述板材切割机构与所述管材切割机构的上方，将设有切割枪的一方定义为前方；
所述横梁设有驱动切割组件沿横梁长度方向移动的横向驱动单元，所述切割组件通过切割组件安装座连接于横梁，所述切割组件安装座设有驱动切割组件上下移动的升降驱动单元；
所述横向驱动单元包括第一齿轮、第一齿条、第一电机和第一轨道，所述第一齿轮与所述第一齿条相互啮合，所述第一齿条和所述第一轨道皆设于横梁且沿横梁的长度方向设置，所述第一电机的输出轴与所述第一齿轮的输入端连接，所述第一电机驱动第一齿轮沿第一齿条转动从而驱动切割组件安装座沿第一轨道滑动；
所述板材切割机构包括机架、机台以及驱动机架沿机台的长度方向移动的纵向驱动单元，所述机架包括主机架和副机架，所述主机架和所述副机架位于所述机台的上方，所述 横梁的两端分别与所述主机架和所述副机架固定连接且其中一端延伸至管材切割机构的上方；所述纵向驱动单元设于机架；
所述纵向驱动单元包括第二齿轮、第二齿条、第二轨道和第二电机，所述第二齿条和第二轨道设于机台，所述第二齿轮设于所述机架的下端，所述第二齿轮连接第二电机的输出轴，所述第二电机驱动机架沿第二轨道移动；
所述管材切割机构包括上料轨道、端部卡盘、移动卡盘和上料驱动单元，所述端部卡盘固定连接于所述上料轨道的一端，所述移动卡盘通过上料驱动单元与所述上料轨道连接且能够沿上料轨道的长度方向移动，所述端部卡盘与所述移动卡盘同轴线设置；切割管材时，管材的一端卡于端部卡盘且另一端卡于移动卡盘；
所述端部卡盘和所述移动卡盘皆包括两个用于夹持管材的夹持件、夹持件安装座和卡盘本体，两个所述夹持件对称设置于管材的两侧且分别与所述卡盘本体固定连接，两所述夹持件同时向管材靠拢时夹紧管材；所述夹持件包括与管材接触的夹爪和与夹爪固定连接的夹持臂，所述夹持臂与夹持件安装座连接，所述夹持件安装座与所述卡盘本体固定连接；所述夹爪的两个端部分别设有夹持滚轮，两所述夹持滚轮呈90°设置，所述夹持滚轮的一端与所述夹爪连接且另一端与所述夹持臂的连接，切割时，管材位于两个夹持滚轮之间且能够在夹持滚轮间滑动。
进一步地说，所述切割组件设有两组且皆设于切割组件安装座，所述切割组件分别为回转头切割组件、三割炬切割组件或平行四边形连杆组件。
进一步地说，所述回转头切割组件包括切割枪、驱动切割枪左右摆动的摆动机构、驱动切割枪回转的旋转机构、驱动切割枪上下移动的回转头升降机构和旋转支架，所述旋转支架的上端与旋转机构转动连接且下端与摆动机构固定连接，所述摆动机构位于所述切割枪的后方，所述旋转机构位于所述摆动机构的上方，所述回转头升降机构位于所述旋转机构的后方；所述摆动机构包括摆动电机、弧形轨道、第三齿轮以及与第三齿轮相啮合的第三齿条，所述摆动电机位于所述弧形轨道的上方，所述切割枪通过切割枪安装座与所述弧形轨道连接，所述弧形轨道位于所述摆动电机和所述切割枪之间，所述第三齿条沿弧形轨道的长度方向安装于弧形轨道，所述第三齿轮设于摆动电机的输出端，所述摆动电机驱动第三齿轮在第三齿条上转动从而带动切割枪左右摆动；所述旋转机构包括旋转电机和齿轮组，所述齿轮组包括相互啮合的大齿轮和小齿轮，所述小齿轮连接所述旋转电机的输出端，所述大齿轮连接所述旋转支架的上端，所述旋转电机驱动小齿轮带动旋转支架旋转从而带动切割枪围绕大齿轮的轴线旋转；所述回转头升降机构包括回转头升降电机和滚珠丝杆，所述滚珠丝杆包括第三丝杆和第三螺母，所述回转头升降电机与所述第三丝杆固定连接，旋转机构的安装座与所述第三螺母固定连接，所述回转头升降电机驱动第三丝杆转动从而带动第三螺母上下移动进而带动旋转机构上下移动；所述旋转机构设有旋转限位装置；所述摆动机构设有摆动限位装置。
更进一步地说，所述旋转限位装置包括第一机械限位块和第一光电感应开关，所述第 一机械限位块设有两个且分别对称设于大齿轮的左右两侧，两个所述第一机械限位块之间设有两个第一光电感应开关且两个第一光电感应开关分别靠近两侧的第一机械限位块。
更进一步地说，所述摆动限位装置包括第二机械限位块和第二光电感应开关，所述第二机械限位块设有两个且分别对称设于弧形轨道的左右两端，两个所述第二机械限位块之间设有两个第二光电感应开关且两个第二光电感应开关分别靠近两侧的第二机械限位块。
进一步地说，所述切割枪安装座与所述弧形轨道之间磁性连接。
进一步地说，所述摆动机构的第三齿轮为锥形齿轮。
进一步地说，所述旋转支架的上端且位于旋转机构的下方设有向前凸出的回转组件线缆支撑支架。
进一步地说，所述回转头升降机构的固定座与旋转机构安装座接触的一侧设有波纹式防尘罩，所述波纹式防尘罩的上端与旋转机构安装座连接且下端与所述回转头升降机构的固定座连接。
进一步地说，所述三割炬切割组件包括中空的主轴和切割枪，所述切割枪设有三把且从左往右依次为左切割枪、中间切割枪和右切割枪，所述左切割枪和所述右切割枪分别通过左、右侧连接机构与所述主轴连接，所述中间切割枪通过中间连接机构与所述主轴连接；所述左侧连接机构、所述右侧连接机构与所述中间连接机构的前端皆设有能驱动切割枪上下移动的三割炬升降机构；所述左侧连接机构和所述右侧连接机构还分别包括驱动切割枪偏摆角度的偏摆机构和驱动切割枪左右移动的平移机构，所述偏摆机构设于切割枪的后方，所述平移机构设于偏摆机构的上方。
更进一步地说，所述左侧连接机构、所述右侧连接机构与所述中间连接机构皆包括连接轴和连接座，所述连接轴的前端与所述切割枪连接且后端与所述连接座连接，所述连接座的上端与所述主轴连接。
更进一步地说，所述三割炬升降机构包括相互啮合的第四齿轮、第四齿条和升降调节旋钮，所述升降调节旋钮与所述第四齿轮固定连接，所述第四齿条沿切割枪长度方向设于切割枪，所述第四齿轮设于连接轴前端的夹持部，所述升降调节旋钮通过调节第四齿轮正转或反转从而带动切割枪上下移动。
更进一步地说，所述左侧连接机构和所述右侧连接机构皆包括连接轴和连接座，所述连接轴的前端与所述切割枪连接且后端与所述连接座连接，所述连接座的上端设有连接孔，所述主轴穿过连接座的连接孔与连接座滑动连接。
更进一步地说，所述偏摆机构包括相互啮合的蜗轮、蜗杆和偏摆调节旋钮，所述蜗轮设于所述连接轴的后端，所述蜗杆设于所述连接轴的后端且上端，所述蜗杆的一端固定连接偏摆调节旋钮，所述偏摆调节旋钮通过调节蜗杆正转或反转从而带动切割枪向左右两侧偏摆角度。
更进一步地说，所述平移机构包括相互啮合的丝杆、螺母及平移调节旋钮，所述丝杆的一端伸入所述主轴的内部且另一端与设于外部的平移调节旋钮固定连接，所述平移调节 旋钮通过调节丝杆正转或反转从而带动切割枪左右移动。
更进一步地说，所述连接座设有拧紧装置，所述拧紧装置包括拧紧螺杆和拧紧旋钮；
更进一步地说，所述连接座的上端设有自连接座上端面向下延伸至连接孔的拧紧螺孔，所述拧紧螺杆的上端与拧紧旋钮固定连接且下端穿过拧紧螺孔，固定时，通过旋转拧紧旋钮使拧紧螺杆抵紧主轴的上表面。
更进一步地说，所述三割炬切割组件的后端连接有机械调高组件，所述机械调高组件包括调高组件主架，所述调高主架的上端设有调高组件安装座且下端设有调高组件滚轮。
更进一步地说，所述调高组件安装座包括调高组件底座和调高组件滑块，所述调高组件底座包括上底板、下底板以及位于上、下底板之间的且与上、下底板一体连接的调高组件固定板，所述调高组件固定板的左右两侧分别设有光轴，所述光轴的上端与上底板一体连接且下端与下底板一体连接，所述光轴套设有调高组件滑块和弹簧；所述弹簧的上端与调高组件的滑块连接且下端与所述下底板连接；
更进一步地说，所述调高组件安装座的后部设有与机床连接的后部连接轴，所述后部连接轴分别与位于左右两侧的光轴上的调高组件滑块一体连接。
更进一步地说，所述调高组件安装座的左侧设有把手，切割完成时，通过把手压紧弹簧来固定切割枪的高度。
更进一步地说，所述主轴的两端的上表面设有由两端向中间延伸至中间连接机构的刻度区，所述刻度区设有刻度线。
更进一步地说，所述刻度区为平面。
进一步地说，所述平行四边形连杆组件的后端连接主架，所述主架的后端连接底盘，所述平行四边形连杆组件的前部连接切割枪，所述底盘连接有驱动平行四边形连杆组件旋转的驱动电机。
更进一步地说，所述平行四边形连杆组件的一侧设有与主架平行的跟踪架，所述跟踪架与所述固定臂组件连接且能够沿平行于主架的方向移动，所述跟踪架靠近管材的一端设有第二光电感应传感器。
更进一步地说，所述驱动平行四边形连杆组件的前端且上端设有用于缠绕切割枪线缆的连杆组件线缆辅助支架。
进一步地说，所述夹持臂的尾端设有用于调节夹持臂角度的弧形槽，所述夹持臂通过第一螺杆锁紧弧形槽实现与所述夹持件安装座的连接。
进一步地说，所述升降驱动单元的驱动方式为齿轮齿条传动。
进一步地说，所述上料驱动单元包括上料驱动齿轮、上料驱动齿条和上料驱动电机，所述上料驱动齿条设于上料轨道，所述上料驱动齿轮设于移动卡盘的下端，所述上料驱动齿轮连接上料驱动电机的输出轴，所述上料驱动电机驱动移动卡盘沿上料轨道移动。
进一步地说，所述切割枪为等离子切割枪或火焰切割枪。
进一步地说，所述主机架设于机台且靠近管材切割机构的一侧，所述主机架设有主控 制台。
进一步地说，实现所述端部卡盘与移动卡盘旋转的方式皆为齿轮传动。
进一步地说，所述端部卡盘和所述移动卡盘的齿轮传动结构分别连接有同步电机。
进一步地说，实现所述主架与所述平行四边形连杆组件转动连接的方式为蜗轮蜗杆传动。
进一步地说，所述切割组件安装座设有一个，所述切割组件皆安装于所述切割组件安装座。
进一步地说，所述切割组件安装座设有至少一个，每一所述切割组件安装座对应设有切割组件；每一所述切割组件分别连接有驱动切割组件安装座沿横梁方向移动的第一齿轮和第一电机以及驱动切割组件上下移动的升降驱动单元。
进一步地说，所述第一轨道设有两条且皆设于所述横梁的同侧，切割组件安装座的后端设有与所述第一轨道相匹配的第一滚轮，所述切割组件安装座通过第一滚轮卡于所述第一轨道并在第一电机的驱动下带动切割组件安装座沿横梁长度方向移动。
进一步地说，还设有控制系统，所述切割枪、所述第一电机、所述第二电机、所述摆动电机、所述旋转电机、所述回转头升降电机、上料驱动电机、所述驱动电机和同步电机分别与所述控制系统电连接。
本发明的有益效果至少具有以下几点：
平板切割：将需要切割的金属板材放置于工作台上，启动切割机，在控制系统的控制下，纵向驱动单元的第二电机驱动横梁带动切割组件沿第二轨道移动，横向驱动单元的第一电机驱动切割组件安装座带动切割组件第一轨道移动至金属板材的上方，升降驱动单元带动切割组件上下移动，从而灵活实现对工件的三维切割，结构设计稳定牢固且自动化程度高，
管材切割：将管材卡于端部卡盘和移动卡盘后，启动切割机，在控制系统的控制下，纵向驱动单元的第二电机驱动横梁带动切割组件沿第二轨道移动，横向驱动单元的第一电机驱动切割组件安装座带动切割组件沿第一轨道移动至管材的上方，然后，切割组件调整方位与角度开始切割管材，上料驱动单元在切割管材时，自动输送管材，直至管材切割完成，本发明具有切割效率高、切口平滑、切割效率高的优点，结构设计稳定牢固且自动化程度高，故本发明至少具有以下优点：
一、本发明的切割机包括板材切割机构和管材切割机构，通过设计相对独立的切管机构，与现有平板数控切割机配合使用，一台切割机既可实现等板材切割又可实现管材切割，即实现不同金属材料的切割，且提高了切割精度，提高了数控切割机的使用效率，功能全面，使用范围广，降低了企业的生产成本；
二、本发明中管材切割机构包括上料轨道、端部卡盘、移动卡盘和上料驱动单元，端部卡盘与移动卡盘同轴线设置；切割管材时，管材的一端卡于端部卡盘且另一端卡于移动卡盘；且端部卡盘的环形盘体与移动卡盘分别连接有同步电机，当需要切割管材的其他面 时，同时转动端部卡盘和移动卡盘进行其他面的切割，设计合理，使用方便；
三、本发明中端部卡盘和移动卡盘皆包括两个用于夹持管材的夹持件，两个夹持件对称设置于管材的两侧，当两夹持件同时向管材靠拢时夹紧管材，防止管材在切割时转动，影响切割精度，甚至破坏管材，造成浪费；夹持件包括夹爪和夹持臂，夹爪的两个端部分别设有夹持滚轮，两夹持滚轮呈90°设置，切割时，管材位于两个夹持滚轮之间且能够在夹持滚轮间滑动，设计夹爪，使管材被夹紧的同时不影响管材边输送变切割，设计合理，使用方便；夹持臂的后端设有用于调节夹持臂角度的弧形槽，夹持臂通过第一螺杆锁紧弧形槽的不同位置来实现偏转角度的调节，夹持件的设计，用于适合多种规格的矩形管材的切割，加工范围广；
四、本发明中切割组件安装座至少一个，设置多个时，每一切割组件安装座对应设有切割组件，且每一切割组件分别连接有独立的横向驱动单元和升降驱动单元，实现每组切割组件单独操作或同时操作，使用灵活性佳且实用性佳，加工范围广；
五、本发明中切割组件可以为回转头切割组件、三割炬切割组件或平行四边形连杆组件；根据切割需求安装切割组件，实现不同要求的灵活切割，设计合理，加工范围广；
六、本发明中横向驱动单元的第一轨道设有两条且皆设于横梁的同侧，切割组件安装座设有与第一轨道相匹配的滚轮，切割组件安装座通过滚轮卡于第一轨道并在第一电机的驱动下沿横梁长度方向移动，切割组件安装座通过滚轮在第一轨道移动，稳定性佳且切割枪定位准确；与滑块相比，滚轮能达到同样的有益效果，但造价成本低；
七、本发明中回转头切割组件能够一次性快速实现有角度变化坡口的自动切割，自动化程度高，加工工序简单，劳动强度低；且一次性切割，保证了产品坡口的切割质量；回转头升降机构采用滚珠丝杆传动，摆动机构采用齿轮齿条传动，相较于传统的链条和链轮机构，结实耐用，不易损环，维护保养简单，使用时间长；
八、本发明中回转头切割组件的固定座与旋转机构安装座接触的一侧设有波纹式防尘罩，波纹式防尘罩的上端与旋转机构的安装座连接且下端与回转头升降机构的固定座连接，防尘，避免灰尘堆积影响回转头升降机构的性能；
九、本发明中回转头切割组件的旋转机构和摆动机构皆设有限位装置，限位装置皆同时包括两个机械限位块和两个光电感应开关，双重保证，使旋转机构和摆动机构准确限位；
十、本发明中回转头切割组件的切割枪安装座与弧形轨道之间为磁性连接，使切割枪在工作中被撞击时易于掉落，从而避免切割枪在使用中被撞断枪，延长切割枪的使用寿命；旋转支架的上端设有向前凸出的回转头线缆支撑支架，用于缠绕切割枪过长的线缆，整洁、美观性佳；
十一、本发明中的三割炬切割组件，切割坡口形状能通过偏摆机构对角度进行调节，通过三割炬升降机构和平移机构对上下左右间距进行调节，角度调节准确，上下左右间距调节方便，切割精度高，切割产品质量佳；三割炬切割组件后部装有的机械调高组件可以 根据被切割板材的不平整表面灵敏调整切割枪的高度，避免切割枪与钢板碰撞造成损坏，同时也提高加工精度；连接座上设有拧紧装置，拧紧装置包括拧紧螺杆和拧紧旋钮，工作时，将切割枪通过旋转拧紧旋钮使拧紧螺杆抵紧主轴的上表面实现固定，结构设计牢固，提高加工准确度；
十二、本发明中三割炬切割组件的后端连接有机械调高组件，机械调高组件包括主架，主架的上端设有安装座且下端设有滚轮，采用此种设计可以根据被切割板材的不平整表面灵敏调整切割枪的高度；安装座包括底座和滑块，底座的上、下底板之间设有固定板和光轴，光轴上套设有滑块和弹簧，通过设置弹簧、滑块与光轴，不平整的切割面上灵活调节切割枪的上下高度，反应灵敏；三割炬切割组件与固定板连接，在不平整的切割面上三割炬切割组件随固定板的起伏上下移动，灵活调整切割枪的上下高度；主轴上表面设有刻度区，刻度区设有刻度线，用于准确调整左侧切割枪和右侧切割枪的位置，提高切割精度；且刻度区为平面，方便拧紧装置的拧紧螺杆与主轴抵紧，结构牢固，固定性佳；
十三、本发明中的平行四边形连杆组件的后端连接主架，主架的后端连接底盘，底盘连接有驱动平行四边形连杆组件旋转的驱动电机，故驱动电机驱动平行四边形连杆组件绕主架旋转从而带动切割枪旋转，主架设有的蜗轮蜗杆驱动平行四边形连杆组件偏转从而带动切割枪偏转，此种设计，切割枪的切割角度和方位更灵活，切割效果更佳；
十四、本发明中平行四边形连杆组件的一侧还可以设有跟踪架，跟踪架辅助切割枪定位；跟踪架能够沿平行于主架的方向移动，跟踪架靠近管材的一端设有光电感应传感器，切割机启动后，跟踪架上的光电感应传感器与切割枪并排，当光电感应传感器感应到预设的距离时，切割枪停止靠近工件同时跟踪架自动退到切割枪的后方，使定位更容易也更准确，自动化程度高；
十五、本发明中的平行四边形连杆组件的上端设有连杆组件线缆辅助支架，用于缠绕切割枪多余的线缆，整洁美观性佳，同时避免切割枪切割时，因线缆杂乱引起的不安全切割或产品损坏，提高切割的安全性和切割质量。
附图说明
图1为本发明的结构示意图一(不含切割组件)；
图2为图1中A1的放大图；
图3为图1中A3的放大图；
图4为本发明的结构示意图二(不含切割组件)；
图5为图4中A2的放大图；
图6为本发明的结构示意图三(不含切割组件)；
图7为图6中A4的放大图；
图8为图6中A5的放大图；
图9为本发明的回转头切割组件的结构示意图一；
图10为图9中B3的放大图；
图11为本发明的回转头切割组件的结构示意图二；
图12为图11中B1的放大图；
图13为图11中B2的放大图；
图14为本发明的回转头切割组件的结构示意图三；
图15为本发明的回转头切割组件的结构示意图四；
图16为本发明的三割炬切割组件的结构示意图一(未安装机械调高组件)；
图17为本发明的三割炬切割组件的结构示意图二(未安装机械调高组件)；
图18为图17中C1的放大图；
图19为本发明的三割炬切割组件的结构示意图三(未安装机械调高组件)；
图20为图19中C2的放大图；
图21为图19中C3的放大图；
图22为本发明的三割炬切割组件的结构示意图四(未安装机械调高组件)；
图23为图22中C4的放大图；
图24为本发明的三割炬切割组件的结构示意图五(安装机械调高组件)；
图25为本发明的平行四边形连杆组件的结构示意图；
图中各部分的附图标记如下：
切割枪1、板材切割机构2、主机架211、副机架212、机台22、第二齿条24、第二轨道25、横梁3、第一齿轮31、第一齿条32、第一轨道34、第一滚轮35、切割组件安装座36、管材切割机构4、上料轨道411、上料驱动齿轮412、上料驱动齿条413、端部卡盘42、移动卡盘43、夹持件44、夹持滚轮46、夹爪47、夹持臂48、弧形槽481、第一螺杆482、主控制台5、回转头切割组件7、旋转支架72、摆动电机73、弧形轨道74、第三齿轮75、第三齿条76、旋转电机77、大齿轮78、小齿轮79、回转头升降电机710、第一机械限位块711、第一光电感应开关712、第二机械限位块713、第二光电感应开关714、切割枪安装座715、回转组件线缆支撑支架716、波纹式防尘罩717、回转头升降机构的固定座718、三割炬切割组件8、主轴81、左切割枪82、中间切割枪83、右切割枪84、连接轴85、连接座86、第四齿条87、升降调节旋钮88、夹持部89、连接孔810、蜗杆811、偏摆调节旋钮812、平移调节旋钮814、拧紧螺杆815、拧紧旋钮816、机械调高组件817、调高组件主架818、调高组件安装座819、调高组件滑块8191、上底板8192、下底板8193、调高组件固定板8195、光轴8194、弹簧8196、后部连接轴8197、调高组件滚轮820、刻度区821、把手822、平行四边形连杆组件9、主架91、底盘93和连杆组件线缆辅助支架94。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本发明的保护范围。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的如“上、下、左、右”等用于指示方位或位置关系的词是基于附图所示的方位或位置关系，“内、外”是相对于各个零部件本身轮廓的内外。这些方位词是为了便于理解而采用，因而不应构成对本发明保护范围的限制。
实施例：一种龙门式管材平板切割机，如图1-图25所示，包括至少一组切割组件、板材切割机构2、用于切割矩形管的管材切割机构4和横梁3，所述板材切割机构与所述管材切割机构并排而设，所述横梁位于所述板材切割机构与所述管材切割机构的上方，将设有切割枪的一方定义为前方；
所述横梁设有驱动切割组件沿横梁长度方向移动的横向驱动单元，所述切割组件通过切割组件安装座36连接于横梁，所述切割组件安装座设有驱动切割组件上下移动的升降驱动单元；
所述横向驱动单元包括第一齿轮31、第一齿条32、第一电机和第一轨道34，所述第一齿轮与所述第一齿条相互啮合，所述第一齿条和所述第一轨道皆设于横梁且沿横梁的长度方向设置，所述第一电机的输出轴与所述第一齿轮的输入端连接，所述第一电机驱动第一齿轮沿第一齿条转动从而驱动切割组件安装座沿第一轨道滑动；
所述板材切割机构包括机架、机台22以及驱动机架沿机台的长度方向移动的纵向驱动单元，所述机架包括主机架211和副机架212，所述主机架和所述副机架位于所述机台的上方，所述横梁的两端分别与所述主机架和所述副机架固定连接且其中一端延伸至管材切割机构的上方；所述纵向驱动单元设于机架；
所述纵向驱动单元包括第二齿轮、第二齿条24、第二轨道25和第二电机，所述第二齿条和第二轨道设于机台，所述第二齿轮设于所述机架的下端，所述第二齿轮连接第二电机的输出轴，所述第二电机驱动机架沿第二轨道移动；
所述管材切割机构包括上料轨道411、端部卡盘42、移动卡盘43和上料驱动单元，所述端部卡盘固定连接于所述上料轨道的一端，所述移动卡盘通过上料驱动单元与所述上料轨道连接且能够沿上料轨道的长度方向移动，所述端部卡盘与所述移动卡盘同轴线设置；切割管材时，管材的一端卡于端部卡盘且另一端卡于移动卡盘；
所述端部卡盘和所述移动卡盘皆包括两个用于夹持管材的夹持件44、夹持件安装座和卡盘本体，两个所述夹持件对称设置于管材的两侧且分别与所述卡盘本体固定连接，两所述夹持件同时向管材靠拢时夹紧管材；所述夹持件包括与管材接触的夹爪47和与夹爪固定连接的夹持臂48，所述夹持臂与夹持件安装座连接，所述夹持件安装座与所述卡盘本体固定连接；所述夹爪的两个端部分别设有夹持滚轮46，两所述夹持滚轮呈90°设置，所述夹持滚轮的一端与所述夹爪连接且另一端与所述夹持臂的连接，切割时，管材位于两个 夹持滚轮之间且能够在夹持滚轮间滑动。
所述切割组件设有两组且皆设于切割组件安装座，所述切割组件分别为回转头切割组件7、三割炬切割组件8或平行四边形连杆组件9。
本发明的具体实施方式之一，所述回转头切割组件7包括切割枪1、驱动切割枪左右摆动的摆动机构、驱动切割枪回转的旋转机构、驱动切割枪上下移动的回转头升降机构和旋转支架72，所述旋转支架的上端与旋转机构转动连接且下端与摆动机构固定连接，所述摆动机构位于所述切割枪的后方，所述旋转机构位于所述摆动机构的上方，所述回转头升降机构位于所述旋转机构的后方；所述摆动机构包括摆动电机73、弧形轨道74、第三齿轮75以及与第三齿轮相啮合的第三齿条76，所述摆动电机位于所述弧形轨道的上方，所述切割枪通过切割枪安装座715与所述弧形轨道连接，所述弧形轨道位于所述摆动电机和所述切割枪之间，所述第三齿条沿弧形轨道的长度方向安装于弧形轨道，所述第三齿轮设于摆动电机的输出端，所述摆动电机驱动第三齿轮在第三齿条上转动从而带动切割枪左右摆动；所述旋转机构包括旋转电机77和齿轮组，所述齿轮组包括相互啮合的大齿轮78和小齿轮79，所述小齿轮连接所述旋转电机的输出端，所述大齿轮连接所述旋转支架的上端，所述旋转电机驱动小齿轮带动旋转支架旋转从而带动切割枪围绕大齿轮的轴线旋转；所述回转头升降机构包括回转头升降电机710和滚珠丝杆，所述滚珠丝杆包括第三丝杆和第三螺母，所述回转头升降电机与所述第三丝杆固定连接，旋转机构的安装座与所述第三螺母固定连接，所述回转头升降电机驱动第三丝杆转动从而带动第三螺母上下移动进而带动旋转机构上下移动；所述旋转机构设有旋转限位装置；所述摆动机构设有摆动限位装置。
所述旋转限位装置包括第一机械限位块711和第一光电感应开关712，所述第一机械限位块设有两个且分别对称设于大齿轮的左右两侧，两个所述第一机械限位块之间设有两个第一光电感应开关且两个第一光电感应开关分别靠近两侧的第一机械限位块。
所述摆动限位装置包括第二机械限位块713和第二光电感应开关714，所述第二机械限位块设有两个且分别对称设于弧形轨道的左右两端，两个所述第二机械限位块之间设有两个第二光电感应开关且两个第二光电感应开关分别靠近两侧的第二机械限位块。
所述切割枪安装座715与所述弧形轨道之间磁性连接。
所述摆动机构的第三齿轮为锥形齿轮。
所述旋转支架的上端且旋转机构的下方设有向前凸出的回转组件线缆支撑支架716。
所述回转头升降机构的固定座718与旋转机构安装座接触的一侧设有波纹式防尘罩717，所述波纹式防尘罩的上端与旋转机构安装座连接且下端与所述回转头升降机构的固定座连接。
本发明的具体实施方式之二，所述三割炬切割组件8包括中空的主轴81和切割枪1，所述切割枪设有三把且从左往右依次为左切割枪82、中间切割枪83和右切割枪84，所述左切割枪和所述右切割枪分别通过左、右侧连接机构与所述主轴连接，所述中间切割枪通过中间连接机构与所述主轴连接；所述左侧连接机构、所述右侧连接机构与所述中间连接 机构的前端皆设有能驱动切割枪上下移动的三割炬升降机构；所述左侧连接机构和所述右侧连接机构还分别包括驱动切割枪偏摆角度的偏摆机构和驱动切割枪左右移动的平移机构，所述偏摆机构设于切割枪的后方，所述平移机构设于偏摆机构的上方。
所述左侧连接机构、所述右侧连接机构与所述中间连接机构皆包括连接轴85和连接座86，所述连接轴的前端与所述切割枪连接且后端与所述连接座连接，所述连接座的上端与所述主轴连接。
所述三割炬升降机构包括相互啮合的第四齿轮、第四齿条87和升降调节旋钮88，所述升降调节旋钮与所述第四齿轮固定连接，所述第四齿条沿切割枪长度方向设于切割枪，所述第四齿轮设于连接轴前端的夹持部89，所述升降调节旋钮通过调节第四齿轮正转或反转从而带动切割枪上下移动。
所述左侧连接机构和所述右侧连接机构皆包括连接轴85和连接座86，所述连接轴的前端与所述切割枪连接且后端与所述连接座连接，所述连接座的上端设有连接孔810，所述主轴穿过连接座的连接孔与连接座滑动连接。
所述偏摆机构包括相互啮合的蜗轮、蜗杆811和偏摆调节旋钮812，所述蜗轮设于所述连接轴的后端，所述蜗杆设于所述连接轴的后端且上端，所述蜗杆的一端固定连接偏摆调节旋钮，所述偏摆调节旋钮通过调节蜗杆正转或反转从而带动切割枪向左右两侧偏摆角度。
所述平移机构包括相互啮合的丝杆、螺母及平移调节旋钮814，所述丝杆的一端伸入所述主轴的内部且另一端与设于外部的平移调节旋钮固定连接，所述平移调节旋钮通过调节丝杆正转或反转从而带动切割枪左右移动。
所述连接座设有拧紧装置，所述拧紧装置包括拧紧螺杆815和拧紧旋钮816；
所述连接座的上端设有自连接座上端面向下延伸至连接孔的拧紧螺孔，所述拧紧螺杆的上端与拧紧旋钮固定连接且下端穿过拧紧螺孔，固定时，通过旋转拧紧旋钮使拧紧螺杆抵紧主轴的上表面。
所述三割炬切割组件的后端还可以连接有机械调高组件817，所述机械调高组件包括调高组件主架818，所述调高主架的上端设有调高组件安装座819且下端设有调高组件滚轮820。
所述调高组件安装座包括调高组件底座和调高组件滑块8191，所述调高组件底座包括上底板8192、下底板8193以及位于上、下底板之间的且与上、下底板一体连接的调高组件固定板8195，所述调高组件固定板的左右两侧分别设有光轴8194，所述光轴的上端与上底板一体连接且下端与下底板一体连接，所述光轴套设有调高组件滑块8191和弹簧8196；所述弹簧的上端与调高组件的滑块连接且下端与所述下底板连接；
所述调高组件安装座的后部设有与机床连接的后部连接轴8197，所述后部连接轴分别与位于左右两侧的光轴上的调高组件滑块一体连接。
所述调高组件安装座的左侧设有把手822，切割完成时，通过把手压紧弹簧来固定切 割枪的高度。
所述主轴81的两端的上表面设有由两端向中间延伸至中间连接机构的刻度区821，所述刻度区设有刻度线。
所述刻度区为平面。
本发明的具体实施方式之三，所述平行四边形连杆组件9的后端连接主架91，所述主架的后端连接底盘93，所述平行四边形连杆组件的前部连接切割枪，所述底盘连接有驱动平行四边形连杆组件旋转的驱动电机。
所述平行四边形连杆组件的一侧设有与主架91平行的跟踪架，所述跟踪架与所述固定臂组件连接且能够沿平行于主架的方向移动，所述跟踪架靠近管材的一端设有第二光电感应传感器。
所述驱动平行四边形连杆组件的前端且上端设有用于缠绕切割枪线缆的连杆组件线缆辅助支架94。
所述夹持臂48的尾端设有用于调节夹持臂角度的弧形槽481，所述夹持臂通过第一螺杆482锁紧弧形槽实现与所述夹持件安装座的连接。
所述夹持臂通过第一螺杆锁紧弧形槽的不同位置实现偏转角度的调节。
所述升降驱动单元的驱动方式为齿轮齿条传动。
所述上料驱动单元包括上料驱动齿轮412、上料驱动齿条413、上料轨道411和上料驱动电机，所述上料驱动齿条设于所述上料轨道，所述上料驱动齿轮设于移动卡盘的下端，所述上料驱动齿轮连接上料驱动电机的输出轴，所述上料驱动电机驱动移动卡盘沿上料轨道移动。
所述切割枪为等离子切割枪或火焰切割枪。
所述主机架设于机台且靠近管材切割机构的一侧，所述主机架设有主控制台5。
实现所述端部卡盘与移动卡盘旋转的方式皆为齿轮传动。
所述端部卡盘和所述移动卡盘的齿轮传动结构分别连接有同步电机。
实现所述主架与所述平行四边形连杆组件转动连接的方式为蜗轮蜗杆传动。
所述切割组件安装座设有一个，所述切割组件皆安装于所述切割组件安装座。
所述切割组件安装座设有至少一个，每一所述切割组件安装座对应设有切割组件；每一所述切割组件分别连接有驱动切割组件安装座沿横梁方向移动的第一齿轮和第一电机以及驱动切割组件上下移动的升降驱动单元。
所述第一轨道设有两条且皆设于所述横梁的同侧，切割组件安装座的后端设有与所述第一轨道相匹配的第一滚轮35，所述切割组件安装座通过第一滚轮卡于所述第一轨道并在第一电机的驱动下带动切割组件安装座沿横梁长度方向移动。
还设有控制系统，所述切割枪、所述第一电机、所述第二电机、所述摆动电机、所述旋转电机、所述回转头升降电机、上料驱动电机、所述驱动电机和同步电机分别与所述控制系统电连接。
本发明的工作原理如下：
平板切割：将需要切割的金属板材放置于工作台上，启动切割机，在控制系统的控制下，纵向驱动单元的第二电机驱动横梁带动切割组件沿第二轨道移动，横向驱动单元的第一电机驱动切割组件安装座带动切割组件第一轨道移动至金属板材的上方，升降驱动单元带动切割组件上下移动，从而灵活实现对工件的三维切割，结构设计稳定牢固且自动化程度高；
管材切割：将管材卡于端部卡盘和移动卡盘后，启动切割机，在控制系统的控制下，纵向驱动单元的第二电机驱动横梁带动切割组件沿第二轨道移动，横向驱动单元的第一电机驱动切割组件安装座带动切割组件沿第一轨道移动至管材的上方，然后，切割组件调整方位与角度开始切割管材，上料驱动单元在切割管材时，自动输送管材，直至管材切割完成，本发明具有切割效率高、切口平滑、切割效率高的优点，结构设计稳定牢固且自动化程度高。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

  1. 一种龙门式管材平板切割机，其特征在于：包括至少一组切割组件、板材切割机构(2)、用于切割矩形管的管材切割机构(4)和横梁(3)，所述板材切割机构与所述管材切割机构并排而设，所述横梁位于所述板材切割机构与所述管材切割机构的上方，将设有切割枪的一方定义为前方；
    所述横梁设有驱动切割组件沿横梁长度方向移动的横向驱动单元，所述切割组件通过切割组件安装座(36)连接于横梁，所述切割组件安装座设有驱动切割组件上下移动的升降驱动单元；
    所述横向驱动单元包括第一齿轮(31)、第一齿条(32)、第一电机和第一轨道(34)，所述第一齿轮与所述第一齿条相互啮合，所述第一齿条和所述第一轨道皆设于横梁且沿横梁的长度方向设置，所述第一电机的输出轴与所述第一齿轮的输入端连接，所述第一电机驱动第一齿轮沿第一齿条转动从而驱动切割组件安装座沿第一轨道滑动；
    所述板材切割机构包括机架、机台(22)以及驱动机架沿机台的长度方向移动的纵向驱动单元，所述机架包括主机架(211)和副机架(212)，所述主机架和所述副机架位于所述机台的上方，所述横梁的两端分别与所述主机架和所述副机架固定连接且其中一端延伸至管材切割机构的上方；所述纵向驱动单元设于机架；
    所述纵向驱动单元包括第二齿轮、第二齿条(24)、第二轨道(25)和第二电机，所述第二齿条和第二轨道设于机台，所述第二齿轮设于所述机架的下端，所述第二齿轮连接第二电机的输出轴，所述第二电机驱动机架沿第二轨道移动；
    所述管材切割机构包括上料轨道(411)、端部卡盘(42)、移动卡盘(43)和上料驱动单元，所述端部卡盘固定连接于所述上料轨道的一端，所述移动卡盘通过上料驱动单元与所述上料轨道连接且能够沿上料轨道的长度方向移动，所述端部卡盘与所述移动卡盘同轴线设置；切割管材时，管材的一端卡于端部卡盘且另一端卡于移动卡盘；
    所述端部卡盘和所述移动卡盘皆包括两个用于夹持管材的夹持件(44)、夹持件安装座和卡盘本体，两个所述夹持件对称设置于管材的两侧且分别与所述卡盘本体连接，两所述夹持件同时向管材靠拢时夹紧管材；所述夹持件包括与管材接触的夹爪(47)和与夹爪固定连接的夹持臂(48)，所述夹持臂与夹持件安装座连接，所述夹持件安装座与所述卡盘本体固定连接；所述夹爪的两个端部分别设有夹持滚轮(46)，两所述夹持滚轮呈90°设置，所述夹持滚轮的一端与所述夹爪连接且另一端与所述夹持臂的连接，切割时，管材位于两个夹持滚轮之间且能够在夹持滚轮间滑动。
  2. 根据权利要求1所述的龙门式管材平板切割机，其特征在于：所述切割组件设有两组且皆设于切割组件安装座，所述切割组件分别为回转头切割组件(7)、三割炬切割组件(8)或平行四边形连杆组件(9)。
  3. 根据权利要求2所述的龙门式管材平板切割机，其特征在于：所述回转头切割组件(7)包括切割枪(1)、驱动切割枪左右摆动的摆动机构、驱动切割枪回转的旋转机构、驱动切割枪上下移动的回转头升降机构和旋转支架(72)，所述旋转支架的上端与旋转机 构连接且下端与摆动机构连接，所述摆动机构位于所述切割枪的后方，所述旋转机构位于所述摆动机构的上方，所述回转头升降机构位于所述旋转机构的后方；所述摆动机构包括摆动电机(73)、弧形轨道(74)、第三齿轮(75)以及与第三齿轮相啮合的第三齿条(76)，所述摆动电机位于所述弧形轨道的上方，所述切割枪通过切割枪安装座(715)与所述弧形轨道连接，所述弧形轨道位于所述摆动电机和所述切割枪之间，所述第三齿条沿弧形轨道的长度方向安装于弧形轨道，所述第三齿轮设于摆动电机的输出端，所述摆动电机驱动第三齿轮沿第三齿条转动从而带动切割枪左右摆动；所述旋转机构包括旋转电机(77)和齿轮组，所述齿轮组包括相互啮合的大齿轮(78)和小齿轮(79)，所述小齿轮连接所述旋转电机的输出端，所述大齿轮连接所述旋转支架的上端，所述旋转电机驱动小齿轮带动旋转支架旋转从而带动切割枪围绕大齿轮的轴线旋转；所述回转头升降机构包括回转头升降电机(710)和滚珠丝杆，所述滚珠丝杆包括第三丝杆和第三螺母，所述回转头升降电机与所述第三丝杆固定连接，旋转机构的安装座与所述第三螺母固定连接，所述回转头升降电机驱动第三丝杆转动从而带动第三螺母上下移动进而带动旋转机构上下移动；所述旋转机构设有旋转限位装置；所述摆动机构设有摆动限位装置。
  4. 根据权利要求2所述的龙门式管材平板切割机，其特征在于：所述三割炬切割组件(8)包括中空的主轴(81)和切割枪，所述切割枪设有三把且从左往右依次为左切割枪(82)、中间切割枪(83)和右切割枪(84)，所述左切割枪和所述右切割枪分别通过左、右侧连接机构与所述主轴连接，所述中间切割枪通过中间连接机构与所述主轴连接；所述左侧连接机构、所述右侧连接机构与所述中间连接机构的前端皆设有能驱动切割枪上下移动的三割炬升降机构；所述左侧连接机构和所述右侧连接机构还分别包括驱动切割枪偏摆角度的偏摆机构和驱动切割枪左右移动的平移机构，所述偏摆机构设于切割枪的后方，所述平移机构设于偏摆机构的上方。
  5. 根据权利要求2所述的龙门式管材平板切割机，其特征在于：所述平行四边形连杆组件(9)的后端连接主架(91)，所述主架的后端连接底盘(93)，所述平行四边形连杆组件的前部连接切割枪，所述底盘连接有驱动平行四边形连杆组件旋转的驱动电机。
  6. 根据权利要求1所述的龙门式管材平板切割机，其特征在于：所述夹持臂(48)的尾端设有用于调节夹持臂角度的弧形槽(481)，所述夹持臂通过第一螺杆(482)锁紧弧形槽实现与所述夹持件安装座的连接。
  7. 根据权利要求1所述的龙门式管材平板切割机，其特征在于：所述升降驱动单元的驱动方式为齿轮齿条传动。
  8. 根据权利要求1所述的龙门式管材平板切割机，其特征在于：所述上料驱动单元包括上料驱动齿轮(412)、上料驱动齿条(413)和上料驱动电机，所述上料驱动齿条设于上料轨道，所述上料驱动齿轮设于移动卡盘的下端，所述上料驱动齿轮连接上料驱动电机的输出轴，所述上料驱动电机驱动移动卡盘沿上料轨道移动。
  9. 根据权利要求3到5中任一所述的龙门式管材平板切割机，其特征在于：所述切 割枪为等离子切割枪或火焰切割枪。
  10. 根据权利要求1所述的龙门式管材平板切割机，其特征在于：所述主机架设于机台且靠近管材切割机构的一侧，所述主机架设有主控制台(5)。
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