专利名称：数控冲裁与等离子切割复合加工机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种数控冲裁与等离子切割复合加工机，本设备属于 板材数控加工应用领域。
背景技术：
在现代机电产品制造业中，板材加工零件所占的比例越来越大，形状 越来越复杂，相当一部分中厚板材加工零件同时具有冲压孔型和复杂外形 轮廓， 一般的数控冲裁设备和等离子切割单机很难完成加工。这类零件需 要在一次装卡的条件下完成冲裁和切割两种加工操作。
冲压，是靠压力机和冲模对板材施加外力，使之产生塑性变形或分离 从而获得所需形状和尺寸的工件。冲压按工艺可分为分离工序和成型工 序，分离工序也称冲裁。数控冲裁，主要指通过板料通过数控送料机送进 而实行的分离冲压，含落料和冲孔两大类工艺。
数控冲裁基本工作原理是，将板料装卡在数控工作台上，在计算机的 控制下，按照用户所编制的程序，控制启动装有冲模的冲床滑块做下冲操
作以及X、 Y轴伺服电机旋转并带动滚珠丝杆转换为直线运动做进给操作， 达到在板料上按预先工艺要求实行冲压的目的。
数控工作台之所以能够做到精确定位，是因为工作台是由两套正交的 滚珠丝杆副和直线导轨副组成，而滚珠丝杆由交流伺服电机驱动，交流伺
服电机旋转的角度与其收到的指令脉冲数成正比，而指令脉冲是可编程序 控制器(PLC)根据存储在PC工控机中的用户编程来发出的。
等离子切割是利用高温高强度等离子电弧使被加工板材表面局部小 范围熔化达到切割板材的目的。等离子电弧由等离子电源里的整流和逆变 等电路通过工作电缆和割炬产生。
工业生产中， 一般简单的中厚板材加工件使用数控冲压设备或数控等 离子切割设备可以完成加工。但是对于既有孔型又有复杂外形轮廓的工 件，仅有单一功能的数控设备，是不够的。由于二次装卡降低了生产效率， 增加了安装误差，难于达到所要求的制造精度。 发明内容
本实用新型的目的是以复合加工为目标，采用机电一体化设计和系统 集成的方法，提供一种通过一次装卡完成冲裁和轮廓切割两种不同的加工的数控冲裁与等离子切割复合加工机。
本实用新型的技术方案本实用新型的数控冲裁与等离子切割复合加 工机包括深喉压力机、两坐标数控送料机、数控柜、等离子切割电源、工 作电缆及等离子割矩，其等离子割矩固定在地坪上的倒L形支撑机构的头 部，等离子割矩输出等离子电弧的割嘴垂直向下对准深喉压力机冲模两侧 的滚珠工作台；等离子割矩与深喉压力机冲模并排布置。
所述的倒L形支撑机构的头部安装垂直方向即Z方向浮动机构，等离
子割矩安装在Z方向浮动机构上；Z方向浮动机构包括固定板，与固定板 垂直连接的上下导轨支座，上下导轨支座中间安装导轨，滑块与导轨配合 布置在上下导轨支座之间，等离子割矩安装在滑块上，等离子割矩的上下 端穿过上下导轨支座上的孔，滑块两侧有弹簧与安装固定板上端板连接；
等离子割矩下部安装有防护罩，防护罩的下端有接触圈。
所述的数控冲裁和等离子切割复合加工机，在滚珠工作台上，对应等 离子割矩处设一圆孔，以便切割过程产生的熔渣和废气清除到除尘室里。
本实用新型的优点本实用新型的数控冲裁与等离子切割复合加工机 可在一台加工机上实现针对中厚板材从毛坯到成品的加工。克服了既有孔 型又有复杂外形轮廓的的板材加工中由于二次装卡降低了生产效率而且 增加了装卡误差，难以达到所要求的制造精度的问题。具有优质、高效、 低耗和柔性化的特征。
图1是本实用新型的总体结构示意图。
图2是图1的右视结构示意图。
图3是本实用新型的俯视结构示意图。
图4是倒L形支撑机构及Z方向浮动机构与等离子割矩之间结构示意图。
图5是Z方向浮动机构结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行详细说明-
如图l、图2、图3:本实用新型数控冲裁与等离子切割复合加工机由 以下几部分组成
普通深喉压力机l、两坐标数控送料机2、倒L形支撑机构3、 Z方向 浮动机构4、等离子割矩5及等离子切割电源5c、数控柜6、通风吸尘系 统7。
各部分功能如下1、 普通深喉压力机l:通过安装在滑块la上的冲模和在周边的滚珠 工作台lb的支撑下实现对板材冲裁操作；
2、 两坐标数控送料机2:通过机械夹钳2a夹持板材8对冲裁和等离 子切割加工过程实施两维座标的数控送料操作；
3、 等离子割矩5及等离子电源5e:等离子电源通过工作电缆5d和等 离子割矩5连接，由割嘴5c产生等离子电弧作为切割能源；
4、 通风吸尘系统7:包含除尘室7a、风机7b，处理在等离子切割加 工过程中产生的熔渣和烟气。
本实用新型使用两坐标数控送料机的机械夹钳通过一次装卡在深喉 压力机冲模周边滚珠工作台支撑下，进行计算机控制的数控送料操作，实 现对中厚板材的冲压和等离子切割这样两种不同的加工。，
问题是在数控送料冲压的滚珠工作台上，如何保证不改变数控冲压装 卡的条件下，同时实现对板材进行等离子轮廓切割。
倒L形支撑机构3安装在地坪上，使得等离子割矩稳定可靠地安装固 定在冲模周边滚珠台上方的合适位置，以保证由割矩引出的等离子电弧对 板材实现可靠的切割加工。等离子切割的割矩固定在地坪上的倒L形支撑 机构的头部，等离子割矩输出等离子电弧的割嘴垂直向下对准深喉压力机 的滚珠工作台；等离子割矩与深喉压力机冲头并排布置。
在等离子割矩位置确定之后，对应其割嘴输出等离子电弧的中心点， 在滚珠工作台上设一圆孔lc，以便切割过程产生的熔渣和烟气清除到除尘 室7a里。
如图l、图2、图3、图4、图5:倒L形支撑机构3的头部安装垂直 方向即Z方向浮动机构4，等离子割矩5安装在Z方向浮动机构4上；Z 方向浮动机构包括固定板4a，与固定板4a垂直连接的上下导轨支座4b， 上下导轨支座4b中间安装导轨4c，滑块4d与导轨4c配合布置在上下导 轨支座4b之间，等离子割矩5固定安装在滑块4d上，等离子割矩5的上 下端穿过上下导轨支座4b上的孔，滑块4d两侧有弹簧4e与安装固定板 4a上端板连接；等离子割矩5下部安装有防护罩5a，防护罩5a的下端有 接触圈5b。切割时，调整等离子割矩5，使其下端防护罩底部接触圈5b 与板材表面接触，当被切割板材表面凸凹不平时，由于重力和弹簧4e的作 用，使得等离子割矩5和滑块4d沿导轨4c上下滑动，使得防护罩底部接 触圈5b与被加工板材表面始终保持相接触，保证等离子电弧焦点位置与 板材表面的距离始终基本不变，达到正常轮廓切割的目的。
具体描述如下割炬在Z轴坐标的安装须保证在切割时等离子电弧聚焦于在滚珠台上滑动的板材厚方向的中心;在X、 Y方向上的安装须保证由 数控送料机上的机械夹钳所夹持的板材能够送到需要切割的任意区域。这 样确定割炬中心的位置是固定不变的，因此，割炬中心与安装于冲床滑块 上的冲模中心的距离也是固定不变的。这个距离作为一个重要参数编入数 控系统的程序中。
本实用新型利用数控柜6中的PC工控机的硬件，将数控冲裁设备和 数控等离子切割设备的控制软件功能集成到PC工控机的WINDOWS操作 系统下，用一套操作代码控制两种不同的数控操作，方便有效地实现了计 算机的控制和管理功能。从而达到数控冲裁与等离子复合加工的目的。
本实用新型专利数控冲裁与等离子切割复合加工机，通过一次装卡和 数控送料操作，实现对中厚板材的数控冲裁和数控等离子切割这样两种不 同的加工工艺。
权利要求1.一种数控冲裁与等离子切割复合加工机，包括深喉压力机、两坐标数控送料机、数控柜、等离子切割电源及等离子割矩，其特征在于等离子切割机的割矩固定在地坪上的倒L形支撑机构的头部，等离子割矩输出等离子电弧的割嘴垂直向下对准深喉压力机冲模两侧的滚珠工作台；等离子割矩与深喉压力机冲模并排布置。
2. 根据权利要求1所述的数控冲裁与等离子切割复合加工机，其特 征在于倒L形支撑机构(3)的头部安装垂直方向即Z方向浮动机构(4)，等离子割矩(5)安装在Z方向浮动机构(4)上；Z方向浮动机构包括固 定板(4a)，与固定板(4a)垂直连接的上下导轨支座(4b)，上下导轨支 座(4b)中间安装导轨(4c)，滑块(4d)与导轨(4c)配合布置在上下导轨 支座(4b)之间，等离子割矩(5)安装在滑块(4d)上，等离子割矩(5)的上 下端穿过上下导轨支座(4b)上的孔，滑块(4d)两侧有弹簧(4e)与安 装固定板(4a)上端连接；等离子割矩(5)下部安装有防护罩(5a)，防护 罩(5a)的下端有接触圈(5b)。
3. 根据权利要求1或2所述的数控冲裁与等离子切割复合加工机， 其特征在于在冲模两侧固定的滚珠工作台上，对应等离子割矩处设一便 于切割过程产生的熔渣和烟气清除到除尘室(7a)的圆孔(lc)。
专利摘要本实用新型涉及公开一种数控冲裁与等离子切割复合加工机，包括深喉压力机、两坐标数控送料机、数控柜、等离子切割电源及等离子割矩，其固定在地坪上的倒L形支撑机构的头部，等离子割矩输出等离子电弧的割嘴垂直向下对准深喉压力机冲模两侧的滚珠工作台；等离子割矩与深喉压力机冲模并排布置。倒L形支撑机构(3)的头部安装垂直方向即Z方向浮动机构(4)，等离子割矩(5)安装在Z方向浮动机构(4)上；在滚珠工作台上，对应等离子割矩处设一圆孔，以便切割过程产生的熔渣和烟尘清除到除尘室里。
文档编号B23K10/00GK201371361SQ200920084128
公开日2009年12月30日 申请日期2009年3月13日 优先权日2009年3月13日
发明者张先学, 王曙文, 贺俊雄 申请人:武汉广喆数控机械制造有限公司