专利名称：数控切割机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种切割机，尤其涉及一种数控切割机。
背景技术：
现有的数控切割机需要编制数控程序。数控程序是数控机床、数控切割机等数控设备自动加工零件的工作指令。在使用现有的数控切割机加工零件时，需要进行数控编程，即在对加工零件进行分析的基础上，确定零件坐标系在数控切割机坐标系上的相对位置，即零件在数控切割机上的安装位置；刀具与零件相对运动的尺寸参数；零件加工的工艺路线、切削加工的工艺参数以及辅助装置的动作等。在得到零件和刀具的所有运动、尺寸、工艺参数等加工信息后，用由文字、数字和符号组成的标准数控代码，按照规定的方法和格式 编制零件加工的数控程序单。因此，对于现有的数控切割机来说，需要专业的编程人员，而且编程工作繁琐，一般生产企业不具备编程能力，从而限制了数控切割机的使用。另外，对于传统的数控设备，通常使用滚珠丝杠作为进给机构，通过滚珠丝杠使工作台或者主轴运动。滚珠丝杠进给机构的优点是能够实现高度精确并且平稳的进给。但是随着机床的发展，机床的运行速度越来越快，而滚珠丝杠进给机构在速度方向受到严重限制，从而不能满足机床高速运转的需要。
实用新型内容本实用新型的目的在于针对上述问题，提供一种不需要进行GM编程、能够实现高速、平稳并且精确进给的数控切割机。本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现一种数控切割机，包括两个导轨，所述导轨均开有槽，槽内设置有第一齿条，导轨上表面设置有驱动装置，所述驱动装置包括安装板、与安装板固定连接的主滚轮、安装在安装板上的第一电机及由该第一电机驱动的第一齿轮，所述第一齿轮与导轨槽内的第一齿条相啮合，所述主滚轮由导轨支撑，其支撑驱动装置在导轨上表面滚动，两导轨之间设置有龙门框架，所述龙门框架包括壳体、至少两个水平横梁和用于支撑该水平横梁的两端的支撑架，所述壳体上安装有用于控制第一电机和第二电机执行切割的控制装置，所述支撑架与驱动装置的安装板固定连接，所述水平横梁中至少一个横梁的内侧上设置有第二齿条，且水平横梁上设置有小车，所述小车上安装有割炬装置，小车包括外壳、与外壳固定连接的小车主滚轮、安装在外壳上的第二电机及由该第二电机驱动的第二齿轮，所述第二齿轮与水平横梁内侧的第二齿条相啮合，所述小车主滚轮由水平横梁支撑，其支撑小车在水平横梁上表面滚动。进一步的，所述主滚轮通过弯板固定安装在安装板上，所述弯板包括安装在安装板上的水平部分及从所述水平部分的端部垂直向下弯曲的竖直部分，所述主滚轮轴穿过与弯板的竖直部分固定连接。优选的，所述导轨为工字型结构，其上部侧表面设置有侧滚轮，侧滚轮轴垂直设置，并固定在弯板的竖直部分上。进一步的，所述小车的外壳包括水平板和从水平板的两侧垂直的向下延伸的竖直板，所述小车主滚轮轴横向设置，固定安装在外壳的竖直板上。优选的，所述水平横梁的上部外侧面设置有侧滚轮，侧滚轮轴垂直设置，固定安装在外壳的水平板上。优选的，所述第一电机和第一齿轮之间设置有第一变速箱，所述第二电机和第二齿轮之间设置有第二变速箱，且第一电机和第二电机是步进电机，利用第一变速箱可调节割炬装置沿着导轨的运动速度，利用第二变速箱可调节割炬装置沿着龙门框架的运动速度。优选的，所述割炬装置包括割炬以及用于调节割炬高度的割炬调节装置，所述割 炬为氧气乙炔火焰割炬或等离子割炬。优选的，所述安装板的侧端垂直向下延伸设置有用于保护第一齿轮及安装板下方部件的挡板。优选的，由于齿条较长，所述第一齿条和第二齿条采用分段式齿条。本实用新型的有益效果为，所述控制装置控制数控切割机进行三轴联动，并能够根据待切割目标的表面来调节割炬高度，不需要进行GM编程，使得操作更加简单、实用，降低了对操作人员的专业技术要求，扩大了设备的应用领域；且其采用齿轮齿条传动，从而能够提高进给速度，快速进给速度可达0-12000mm/min,切割速度可达50-1000mm/min,同时又能够实现精确平稳进给；此外，其可以更换割炬，支持氧气乙炔火焰切割、等离子切割等，结构简单，成本低廉，且根据切割割炬的不同种类，切割厚度可达150_，加工能力强。
图I为本实用新型数控切割机的结构示意图；图2为本实用新型数控切割机的驱动装置的局部剖视示意图；图3为本实用新型数控切割机的小车的局部剖视示意图。图中I、龙门框架；10、水平横梁；11、支撑架；12、第二齿条；2、小车；20、外壳；22、第二齿轮；23、第二电机；24、第二变速箱；25、小车主滚轮轴；26、小车主滚轮；27、小车侧滚轮轴；28、小车侧滚轮；3、驱动装置；30、第一齿轮；31、第一电机；32、安装板；33、挡板；34、主滚轮；35、弯板；36、主滚轮轴；37、侧滚轮；38、侧滚轮轴；39第一变速箱；4、壳体；41 ;控制装置；411、显不器；412、控制按钮；5、导轨；50、第一齿条；6、割炬装置。
具体实施方式
以下结合附图并通过具体实施方式
来进一步说明本实用新型的技术方案。如图I所示，于本实施例中，一种数控切割机，包括两个工字型结构的导轨5，导轨5均开有槽，槽内设置有第一齿条50,第一齿条50为分段式齿条,导轨5上表面设置有驱动装置3，驱动装置3包括安装板32、与安装板32固定连接的主滚轮34、安装在安装板32上的第一电机31、第一变速箱39及由该第一电机31、第一变速箱39驱动的第一齿轮30,第一齿轮30与导轨5槽内的第一齿条50相哨合,安装板32的侧端垂直向下延伸设置有用于保护第一齿轮30及安装板32下方部件的挡板33，主滚轮34由导轨5支撑，其支撑驱动装置3在导轨5上表面滚动，两导轨5之间设置有龙门框架1，龙门框架I包括壳体4、四个水平横梁10和用于支撑该水平横梁10的两端的支撑架11，所述壳体4上安装有用于控制第一电机31和第二电机23执行切割的控制装置41，控制装置41包括用于存储图形数据存储器(未示出)，例如DXF格式的图形数据；用于从所述存储器读取图形数据，将所述图形数据转换成GM代码并根据所述GM代码控制驱动装置3的操作、小车2的操作以及割炬装置6的操作的控制器(未示出)；用于显示所述数控切割机的操作信息的显示器411，例如触摸屏；用于控制所述数控切割机的控制按钮412，支撑架11与驱动装置3的安装板32固定连接，水平横梁10中至少一个水平横梁10的内侧上设置有第二齿条12，且水平横梁10上设置有小车2，小车2上安装有割炬装置6，所述割炬装置6包括氧气乙炔火焰割炬以及用于调节割炬高度的割炬调节装置，小车2包括外壳20、与外壳20固定连接的小车主滚轮26、安装在外壳20上的第二电机23、第二变速箱24及由该第二电机23、第二变速箱24驱动的第二齿轮22，第二齿轮22与水平横梁10内侧的第二齿条12相啮合，小车主滚轮26由水平横梁10支撑，其支撑小车2在水平横梁10上表面滚动。如图2所示，本实用新型数控切割机的驱动装置的局部剖视示意图，所示驱动装置3包括呈矩形结构的安装板32，一对弯板35，包括安装到所述安装板32上的水平部分和从所述水平部分的端部垂直地向下弯曲的竖直部分；主滚轮轴36，主滚轮轴36的两端通过螺钉固定到弯板35的竖直部分上；主滚轮34，被套在主滚轮轴36上，并位于安装板32和导轨5之间，所述主滚轮34由导轨5支撑并能够在导轨5的上表面上滚动；一对侧滚轮轴38，通过与所述安装板32的水平部分平行的螺栓与安装板32的竖直部分平行地安装，从而所述一对侧滚轮轴38垂直于所述主滚轮轴36 ;—对侧滚轮37，分别安装在一对侧滚轮轴38上，使得一对侧滚轮37分别与导轨5的水平部的相对两侧接触，并能够沿着所述相对两侧滚动。虽然在附图中示出了主滚轮轴36通过一对弯板35安装在安装板32上，但是本实用新型不限于此，主滚轮轴36也可以通过其他方式安装在安装板32上，只要使得主滚轮34被导轨5支撑并能够在导轨5的上表面上滚动即可。另外，虽然在附图中示出侧滚轮轴38通过螺栓安装在安装板32上，但是本实用新型不限于此，侧滚轮轴38也可以通过其他方式直接或间接地安装在安装板32上，只要使得侧滚轮37分别与所述导轨5的水平部的相对两侧接触，并能够沿着所述侧部滚动即可。此外，虽然在附图中仅示出了 I个主滚轮34，但是本实用新型不限于此，本实用新型的驱动装置3可包括多个主滚轮34，以使得驱动装置3能够平稳地进给。虽然在附图中仅示出了一对侧滚轮37，但是本实用新型不限于此，本实用新型的驱动装置3可包括两对或多对侧滚轮37，以使得驱动装置3在进给的同时能够被精确地定位。如图3所示，本实用新型数控切割机的小车的局部剖视示意图，所示小车2包括外壳20，所述外壳20包括水平板和从水平板的两侧垂直地向下延伸的竖直板；小车主滚轮轴25，所述小车轴滚轮轴25的两端水平地固定在所述外壳20两侧的竖直板上；一对小车主滚轮26，被安装在一对小车主滚轮轴25上，被相应的水平横梁10支撑并能够在相应的水平横梁10的上表面上滚动；一对小车侧滚轮轴27，与外壳20的水平板垂直地安装在水平板上；小车侧滚轮28，被安装在所述一对小车侧滚轮轴27上,所述小车侧滚轮28分别与水平横梁10的外侧接触，并能够沿着所述外侧滚动。虽然在附图中示出小车主滚轮轴25安装在外壳20的竖直板上，但是本实用新型不限于此，所述小车主滚轮轴25也可以通过其他方式被直接或间接地安装在外壳20上，只要使得小车主滚轮26被水平横梁10支撑并能够在水平横梁10的上表面上滚动即可。另外，虽然在附图中示出小车侧滚轮轴27安装在外壳20的水平板上，但是本实用新型不限于此，小车侧滚轮轴27也可以通过其他方式直接或间接地安装在外壳20上，只要使得小车侧滚轮28分别与所述水平横梁10外侧侧接触，并能够沿着所述侧部滚动即可。虽然在附图中示出了两个小车主滚轮26，但是本实用新型不限于此，本实用新型的小车2可包括两个或多个小车主滚轮26，以使得小车能够平稳地进给。虽然在附图中仅示出了一对小车侧滚轮28，但是本实用新型不限于此，本实用新型的小车2可包括两对或 多对小车侧滚轮28，以使得小车2在进给的同时能够被精确地定位。此外，本实用新型的龙门框架I可仅包括两个水平横梁10或者多于两个的水平横梁，只要所述横梁10能够实现支撑小车2并使得小车2能够沿着所述水平横梁10进给即可。下面参照图I至图3描述根据本实用新型的数控切割机的操作过程。用户通过操作控制装置41上的按钮412启动数控切割机，控制器根据用户的操作读取存储在存储器中的图形数据，例如DXF格式的图形数据，将所述图形数据转换成GM代码并根据所述GM代码控制驱动装置3的操作、小车2的操作以及割炬装置6的操作。具体地讲，控制器控制驱动装置3的第一电机31运转,第一电机31通过第一变速箱39带动第一齿轮30沿着导轨5上的第一齿条50行进，同时,主滚轮34在导轨5的上表面上滚动，并且侧滚轮37抵住导轨5的水平部的相对的两侧滚动，以使得主滚轮34在导轨5上沿着直线平稳地运动，这样，龙门框架I及安装在龙门框架I上的小车2沿着导轨5运动。同时，控制器还可控制小车2的第二电机23运转，第二电机23通过第二变速箱24带动第二齿轮22沿着水平横梁10上的第二齿条12行进，同时，小车主滚轮26在水平横梁10的上表面上滚动，并且小车侧滚轮28抵住水平横梁10的外侧滚动，以使得小车主滚轮26在水平横梁10上沿着直线平稳地运动，这样，小车2沿着水平横梁10运动。另外，控制器还可控制割炬装置6。割炬装置6的割炬调节装置根据距离待切割目标的表面的距离以及待切割目标的厚度和材料等因素来调节割炬的高度。也就是说，根据本实用新型的控制装置41控制数控切割机进行三轴联动，从而完成切割。根据本实用新型的数控切割机，由于横向导轨跨距较大，例如4米，因此对小车2的刚度提出了很高的要求，为了保证小车2在行走时不发生大的扭转变形，从而设计了如上所述的特殊的龙门框架I。根据本实用新型的数控切割机，由于小车2和龙门框架I的重量较大，因此需要足够的功率来驱动所述小车2和龙门框架1，从而采用双边驱动方式，同时，通过所述控制装置41进行控制以确保所述驱动装置3中的步进电机运动的同步性。以上实施例只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述实施例限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求1.一种数控切割机，其特征在于包括两个导轨，所述导轨均开有槽，槽内设置有第一齿条，导轨上表面设置有驱动装置，所述驱动装置包括安装板、与安装板固定连接的主滚轮、安装在安装板上的第一电机及由该第一电机驱动的第一齿轮，所述第一齿轮与导轨槽内的第一齿条相啮合，所述主滚轮由导轨支撑，其支撑驱动装置在导轨上表面滚动，两导轨之间设置有龙门框架，所述龙门框架包括壳体、至少两个水平横梁和用于支撑该水平横梁的两端的支撑架，所述壳体上安装有用于控制第一电机和第二电机执行切割的控制装置，所述支撑架与驱动装置的安装板固定连接，所述水平横梁中至少一个横梁的内侧上设置有第二齿条，且水平横梁上设置有小车，所述小车上安装有割炬装置，小车包括外壳、与外壳固定连接的小车主滚轮、安装在外壳上的第二电机及由该第二电机驱动的第二齿轮，所述第二齿轮与水平横梁内侧的第二齿条相啮合，所述小车主滚轮由水平横梁支撑，其支撑小车在水平横梁上表面滚动。
2.根据权利要求I所述的数控切割机，其特征在于所述主滚轮通过弯板固定安装在安装板上，所述弯板包括安装在安装板上的水平部分及从所述水平部分的端部垂直向下弯曲的竖直部分，所述主滚轮轴穿过与弯板的竖直部分固定连接。
3.根据权利要求I或2所述的数控切割机，其特征在于所述导轨为工字型结构，其上部侧表面设置有侧滚轮，侧滚轮轴垂直设置，并固定在弯板的竖直部分上。
4.根据权利要求I所述的数控切割机，其特征在于所述小车的外壳包括水平板和从水平板的两侧垂直的向下延伸的竖直板，所述小车主滚轮轴横向设置，固定安装在外壳的竖直板上。
5.根据权利要求I或4所述的数控切割机，其特征在于所述水平横梁的上部外侧面设置有侧滚轮，侧滚轮轴垂直设置，固定安装在外壳的水平板上。
6.根据权利要求I所述的数控切割机，其特征在于所述第一电机和第一齿轮之间设置有第一变速箱，所述第二电机和第二齿轮之间设置有第二变速箱，且第一电机和第二电机是步进电机。
7.根据权利要求I所述的数控切割机，其特征在于所述割炬装置包括割炬以及用于调节割炬高度的割炬调节装置，所述割炬为氧气乙炔火焰割炬或等离子割炬。
8.根据权利要求I所述的数控切割机，其特征在于所述安装板的侧端垂直向下延伸设置有用于保护第一齿轮及安装板下方部件的挡板。
9.根据权利要求I所述的数控切割机，其特征在于所述第一齿条和第二齿条为分段式齿条。
专利摘要本实用新型公开一种数控切割机，包括导轨，导轨开有槽，槽内设置第一齿条，导轨上表面设置驱动装置，驱动装置包括安装板、主滚轮、第一电机及第一齿轮，第一齿轮与第一齿条啮合，主滚轮由导轨支撑，其支撑驱动装置在导轨上表面滚动，两导轨间设置有龙门框架，龙门框架包括壳体、水平横梁和支撑架，壳体上安装控制装置，所述支撑架与安装板连接，所述水平横梁的内侧设置第二齿条，且水平横梁上设置小车，小车上安装割炬装置，小车包括外壳、小车主滚轮、第二电机及第二齿轮，第二齿轮与第二齿条啮合，小车主滚轮由水平横梁支撑，其支撑小车在水平横梁上表面滚动；所述数控切割机不需要进行GM编程、能够实现高速、平稳并且精确的进给。
文档编号B23K10/00GK202539753SQ20122001383
公开日2012年11月21日 申请日期2012年1月12日 优先权日2012年1月12日
发明者刘小龙, 周政, 方依文, 李月强, 王海涛, 郑仔弟, 郑军, 陈青山 申请人:北京众策创晟掘进装备有限公司