叶片端头数控切割铣钻复合自动机的制作方法

本实用新型涉及一种叶片端头数控切割铣钻机。

背景技术：

能源与环保是当今世界共同关注的重大课题，是我国可持续发展的基本国策。风力发电则是当今可再生绿色能源之一，是我国继火电、水电之后的第三大发电来源。2015年我国风电全年装机容量达到2900万千瓦。2016年全国有20余家叶片生产厂，有400条叶片生产线，年生产MW级叶片4000万千瓦。根据十三五规划，到2020年我国风电装机容量再加1亿千瓦，年增加2000万千瓦，同时尚有6000万千瓦的需求。

为了适应对叶片的大量需求，国内叶片生产厂在近年来陆续进口了一些切割打孔机，这些机器大部分是老旧的二手机器，而且还存在以下缺陷：

1、这些机器只能加工0.5MW以上规格叶片，对于口径小于φ1600的叶片无法加工；

2、更换加工规格时，需人工将轴向钻孔部件垫高，调整困难；

3、加工中吸尘效果差，严重污染车间环境，危害工人健康。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种环保、工作性能可靠的叶片端头数控切割铣钻复合自动机。

本实用新型的技术解决方案是：

一种叶片端头数控切割铣钻复合自动机，其特征是：包括回转梁机构、切割部件、端铣部件、径向钻孔部件、轴向钻孔部件、吸尘器；

所述回转梁机构是一个以蜗轮蜗杆副为主体的精密分度机构，包括第一伺服电机，第一伺服电机经减速器与蜗轮蜗杆机构连接，蜗轮蜗杆机构的蜗轮通过轴与转盘连接，转盘的端面上配置有成“十”字型的悬梁；

所述切割部件经导轨和滚珠丝杠安装在“十”字型悬梁的竖梁一侧，包括第二伺服电机，第二伺服电机经滚珠丝杠驱动径向滑板，径向滑板上固装主电机，主电机经齿形带和主轴带动切割片旋转，切割的主进给运动由回转梁机构的匀速回转360°实现；在切割片外周设有吸尘罩，吸尘罩上设有与吸尘器的储尘桶连接的排屑口；

所述端铣部件经滚动导轨和滚珠丝杠安装在“十”字型悬梁的竖梁上、与切割部件中心对称的部位；包括第三伺服电机，第三伺服电机经滚珠丝杠驱动径向滑板，径向滑板上固装主电机，主电机经齿形带和主轴带动端面铣刀作切削运动；铣削的进给运动由回转梁的匀速回转360°实现；在端面铣刀外周设有吸尘罩，吸尘罩上设有与吸尘器的储尘桶连接的排屑口；

径向钻孔部件与轴向钻孔部件配置在“十”字型悬梁的横梁上，其中径向钻头和轴向钻头在相位相差180°的同一直径上、且正交；

所述径向钻孔部件包括第四伺服电机，第四伺服电机通过滚珠丝杠驱动径向滑板，径向滑板上固装主电机，主电机经齿形带驱动径向钻头旋转；径向钻头外周套装吸尘罩，吸尘罩与一对气缸连接，由气缸带动吸尘罩的移动；

所述轴向钻孔部件包括径向伺服电机，径向伺服电机经滚珠丝杠和径向导轨驱动径向滑板；径向滑板上固装轴向伺服电机，轴向伺服电机经轴向丝杠和轴向导轨驱动轴向滑板；轴向滑板上固装主电机，主电机经齿型带带动轴向钻头旋转；轴向钻头外周套装吸尘罩，吸尘罩与一对气缸连接，由气缸带动吸尘罩的移动；主轴的内孔一端和压缩空气入口连接、另一端和钻头中心的吹气孔相通；吸尘罩上设有与吸尘器的储尘桶连接的排屑口。

所述回转梁机构中，所述轴的右端配置有精密编码器，与第一伺服电机形成闭环系统。

所述回转梁机构中，转盘上方设置将蜗轮锁定的锁紧缸。

本实用新型环保、工作性能可靠，操作方便。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型一个实施例的结构示意图。

图2是回转梁机构的结构示意图。

图3是切割部件的结构示意图。

图4是端铣部件的结构示意图。

图5是径向钻孔部件的结构示意图。

图6是轴向钻孔部件的结构示意图。

具体实施方式

一种叶片端头数控切割铣钻复合自动机，回转梁1.5在结构上设计成“十”字型，由此将四个切削功能部件分布在四个直径方向，它们分别是切割部件1.4，端铣部件1.2，轴向钻孔部件1.3和径向钻孔部件1.8。由于叶片根部的径向孔和轴向孔必须两两准确交叉，本实用新型将两部件同时准确配置于直径的方向，故只要回转臂的分度精度足够精确，在更换叶片型号时只需正确设定轴向孔的位置，就可以得到轴向孔和径向孔的准确交叉位置精度，无需人工干预。

为便于设备加工范围由φ350～φ2400全频谱适用，在机构设计中将加工频段分割为φ350～φ1200，φ1200～φ2400，在加工范围改变时，四个切割部件可以快速转换方向。然后，设置相关控制参数即可，

为从根本上改善切削时粉尘飞扬问题，本机可配置一个可程序控制吸风口1.9以提高吸尘效率。

本实用新型六个主要机构部分：回转梁结构（见图2）、切割部件（见图3）、端铣部件（见图4）、径向钻孔部件（见图5）、轴向钻孔部件（见图6）。

图2所示的回转梁机构是一个以蜗轮蜗杆副为主体的精密分度机构，大功率伺服电机经精密减速器驱动蜗杆2.10，带动蜗轮2.5，经轴2.6和轴承2.3驱动转盘2.2精密回转，在转盘2.2的端面上配置有成“十”字型的悬梁2.1，它是安装四个切削部件的基础。为保证回转梁的回转角度有足够的精度，在轴的右端配置有精密编码器2.7，与伺服电机形成闭环系统。当回转盘到达所需位置时，由锁紧缸2.4将蜗轮2.5锁定。图2中还有底座2.9。

切割部件（图3）经导轨3.1和滚珠丝杠3.4安装在竖梁的一侧，伺服电机3.9经滚珠丝杠3.4驱动径向滑板3.10，令切割主轴3.5和切割片3.7作切割运动。主电机3.6经齿形带3.3和主轴3.5，带动切割片3.7高速旋转（约3000r/min），端头为四方的梯形螺杆3.2用以准确预调切割长度。切割产生的粉尘和切屑经吸尘罩3.8汇集，由排屑口经强力吸尘器1.7负压吸引进入储尘桶，切割的主进给运动由回转梁机构的匀速回转360°实现。

端铣部件（图4）用于对已切割的叶片端面作精整加工。整个部件经滚动导轨4.8和滚珠丝杠4.9安装在与切割部件相中心对称的悬梁上。主电机4.6经齿形带4.2主轴4.4带动端面铣刀4.7作高速切削运动。伺服电机4.6经滚珠丝杠4.9驱动径向滑板4.10作径向切入运动，令端面铣刀4.7进入切削位置。方头“T”型螺杆4.1用以调整铣刀的轴向位置。铣削时吸尘罩4.5贴合铣削平面，铣削产生的粉尘和切屑经吸尘罩4.5的排屑口被吸入大功率除尘器1.7的储尘桶内。铣削的进给运动由回转梁的匀速回转360°实现。

径向钻孔部件（见图5）与轴向钻孔部件（图6）配置在与切割部件（图3）和端铣部件（图4）相垂直的悬梁上，其中径向钻头5.10和轴向钻头6.13设计在相位相差180°的同一直径上且正交。

伺服电机5.8和滚珠丝杠5.11驱动径向滑板5.1，令径向钻头5.10作径向进给。主电机5.3经齿形带5.6驱动钻头高速旋转。切削开始时，一对气缸5.4推动吸尘罩5.2靠紧钻孔面，压缩空气经旋转轴端口上的入口，经主轴5.5的内孔和钻头5.10中心的吹气孔将钻孔形成的粉尘和切屑吹入吸尘罩5.2，并经其排屑口，将粉尘和切屑排入吸尘器1.7的储尘器。中心键槽5.9用以定位主轴中心，当改变加工范围时，只须将钻削主轴5.5和主电机5.3掉头即可。

径向伺服电机经滚珠丝杠6.12和径向导轨6.11驱动径向滑板6.8将自动改变轴向钻头6.13在与径向钻头同一直径上的位置。轴向伺服电机经轴向丝杠6.9和轴向导轨驱动轴向滑板6.2轴令主轴6.14和轴向钻头作钻削进给。主电机6.4经齿型带6.5带动主轴高速旋转。当轴向钻头进入钻削位置时，压缩空气经回转接头6.7的进气口，通过主轴中心孔和钻头6.13的中心吹气孔，将粉尘和切屑吹入吸尘罩，再经气缸6.6将吸尘罩6.3推到钻削端面上，排屑口将它们吸入储尘桶。轴向滑板的两个侧面是安装轴向钻削主轴的基准面，改变其安装位置，即可改变加工范围。

径向钻削孔部件（图5）与轴向钻孔部件（图6）可同时钻削相位差为180°的径向孔与轴向孔各一个，当两部件完成钻一组孔并退出加工位置后，回转梁机构分度360°/n，分度n次后即自动完成全部孔加工，机构自动返回零点。