数控切割设备的制作方法

本申请涉及加工设备技术领域，尤其涉及一种数控切割设备。

背景技术：

随着科技的发展，汽车和家电等金属制品的保有量越来越高，更新换代也越来越快，因此会产生很多废旧金属制品，为了对废旧金属制品回收再利用，需要采用金属切割设备来对废旧金属制品进行拆解和切割。

目前，对金属进行切割的方案，主要是由人工操作激光切割设备或者火焰切割设备，由工作人员手持激光发射头或火焰喷头对准待切割工件来手动切割，但是采用手动切割的方式，工作效率较低，且危险性较高。

技术实现要素：

本申请提供一种数控切割设备，以实现节约人力成本，降低人身危险性，提高作业效率。

本申请提供一种数控切割设备，所述数控切割设备包括：底座；立柱，所述立柱可转动地安装于所述底座；支撑臂，所述支撑臂沿第一方向滑动安装于所述立柱，且设置为适于在滑动路径上的多个位置固定；切割部件，所述切割部件沿第二方向滑动安装于所述支撑臂，且设置为适于在滑动路径上的多个位置固定，所述第二方向垂直于所述第一方向；图像采集装置，所述图像采集装置用于采集待切割工件图像；控制器，所述图像采集装置的输出端与所述控制器的输入端通信连接，所述控制器设置为基于所述待切割工件图像，控制所述切割部件的作业动作。

根据本申请提供的一种数控切割设备，所述底座包括：第一导轨，所述第一导轨设有第一齿条，所述第一导轨沿第三方向，所述第三方向垂直于所述第一方向；移动平台，所述移动平台设有与所述第一齿条啮合的第一齿轮，所述立柱可转动地安装于所述移动平台；第一驱动装置，所述第一驱动装置的输入端与所述控制器的输出端电连接，所述第一驱动装置与所述第一齿轮动力耦合连接。

根据本申请提供的一种数控切割设备，所述移动平台设有导向滚轮，所述导向滚轮与所述第一导轨滚动配合，所述导向滚轮的转动轴线与所述第三方向垂直。

根据本申请提供的一种数控切割设备，所述导向滚轮包括：第一子滚轮，所述第一导轨具有正对设置的第一侧面和第二侧面，所述第一子滚轮的滚动面与所述第一侧面接触；第二子滚轮，所述第二子滚轮的滚动面与所述第二侧面接触，所述第一子滚轮和所述第二子滚轮夹紧所述第一导轨。

根据本申请提供的一种数控切割设备，所述数控切割设备还包括：第一转动机构，所述立柱通过所述第一转动机构与所述底座连接；第二驱动装置，所述第二驱动装置的输入端与所述控制器的输出端电连接，所述第二驱动装置与所述第一转动机构动力耦合连接。

根据本申请提供的一种数控切割设备，所述数控切割设备还包括：丝杠机构，所述支撑臂通过所述丝杠机构与所述立柱连接；第三驱动装置，所述第三驱动装置的输入端与所述控制器的输出端电连接，所述第三驱动装置与所述丝杠机构动力耦合连接。

根据本申请提供的一种数控切割设备，所述立柱安装有第二导轨，所述第二导轨沿所述第一方向安装；所述支撑臂安装有第一滑块，所述第一滑块滑动安装于所述第二导轨。

根据本申请提供的一种数控切割设备，所述支撑臂安装有第三导轨，所述第三导轨沿所述第二方向安装；所述切割部件安装有第二滑块，所述第二滑块滑动安装于所述第三导轨。

根据本申请提供的一种数控切割设备，所述第三导轨绕与所述第二方向平行的转动轴线可枢转地安装于所述支撑臂。

根据本申请提供的一种数控切割设备，所述数控切割设备还包括：第二转动机构，所述第三导轨通过所述第二转动机构与所述支撑臂连接；第四驱动装置，所述第四驱动装置的输入端与所述控制器的输出端电连接，所述第四驱动装置与所述第二转动机构动力耦合连接。

根据本申请提供的一种数控切割设备，所述数控切割设备还包括：第五驱动装置，所述第三导轨安装有第二齿条，所述第二齿条的长度方向沿所述第二方向；所述切割部件安装有与所述第二齿条啮合的第二齿轮；所述第五驱动装置的输入端与所述控制器的输出端电连接，所述第五驱动装置与所述第二齿轮动力耦合连接。

根据本申请提供的一种数控切割设备，所述切割部件包括：固定件，所述第二滑块安装于所述固定件；切割头，所述切割头绕与所述第二方向垂直的转动轴线可枢转地安装于所述固定件，所述切割头的长度方向垂直于所述第二方向，且所述切割头设置为相对于所述固定件可伸缩。

根据本申请提供的一种数控切割设备，所述数控切割设备还包括：第三转动机构，所述切割头通过所述第三转动机构与所述固定件连接；第六驱动装置，所述第六驱动装置的输入端与所述控制器的输出端电连接，所述第六驱动装置与所述第三转动机构动力耦合连接。

根据本申请提供的一种数控切割设备，所述数控切割设备还包括：通信装置，所述通信装置的第一端与所述控制器的收发端电连接，所述通信装置的第二端用于与外部终端通信；所述控制器设置为通过所述通信装置将所述待切割工件图像发送给所述外部终端，并接收所述外部终端生成的作业路径，基于所述作业路径，控制所述切割部件的作业动作。

本申请提供的数控切割设备，通过设置立柱、支撑臂和切割部件的可移动安装方式，并设置控制器和图像采集装置，控制器能够根据图像采集装置采集到的待切割工件图像，控制切割部件自动作业，能够节约人力成本，降低人身危险性，提高作业效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请提供的数控切割设备的整体装配示意图；

图2是本申请提供的数控切割设备的部分装配示意图之一；

图3是本申请提供的数控切割设备的部分装配示意图之二；

图4是本申请提供的数控切割设备的部分装配示意图之三。

附图标记：

10：底座；11：第一导轨；12：移动平台；

13：导向滚轮；20：立柱；21：第一驱动装置；

22：第二驱动装置；23：第二导轨；30：支撑臂；

31：第三驱动装置；32：丝杠机构；33：第一滑块；

34：第三导轨；35：第四驱动装置；40：切割部件；

42：第五驱动装置；43：固定件；44：切割头；

45：推杆；46：连接法兰；47：第六驱动装置；

51：第一摄像头；52：第二摄像头；53：第三摄像头；

a：第一方向；b：第二方向；c：第三方向。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请中的附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

下面结合图1-图4描述本申请的数控切割设备。

如图1所示，本申请提供一种数控切割设备，该数控切割设备包括：底座10、立柱20、支撑臂30、切割部件40、图像采集装置和控制器。

其中，立柱20可转动地安装于底座10，立柱20的一端与底座10的顶面连接，立柱20的长度方向为第一方向a，第一方向a可以垂直于底座10的顶面，立柱20可以围绕底座10转动。

立柱20可以为钢架结构，这样设计使得立柱20可以降低重量，同时能够承载一定的载荷，确保立柱20的强度。

支撑臂30滑动安装于立柱20，支撑臂30的滑动方向与第一方向a平行，且设置为适于在滑动路径上的多个位置固定。

支撑臂30的长度方向为第二方向b，第二方向b垂直于第一方向a，即支撑臂30的长度方向可以垂直于立柱20的长度方向，也就是说，支撑臂30的滑动方向可以和支撑臂30的长度方向垂直。

当底座10放置于水平面时，立柱20可以沿着竖直方向，支撑臂30可以沿着水平方向，那么支撑臂30就可以沿着竖直方向进行滑动，在滑动的过程中，支撑臂30相对于水平面的高度就发生了变化，换言之，通过将支撑臂30和立柱20的相对位置进行调整，就能够调整支撑臂30相对于水平面的高度。

支撑臂30也可以为钢架结构，在降低支撑臂30的重量的同时确保强度。

支撑臂30可以具有升降框体，升降框体中部空出升降位，立柱20可以贯穿该升降位，也就是说，升降框体可以套设于立柱20，升降框体可以靠近支撑臂30的第一端，可以通过缆绳将升降框体的顶端与支撑臂30的两个端部连接起来，这样可以进一步提升支撑臂30的强度。

切割部件40可以设于升降框体到支撑臂30的第二端之间，升降框体到支撑臂30的第一端之间可以有配重块，以使得支撑臂30能够以升降框体为支点，确保第一端和第二端平衡，避免重量失衡而发生倾倒。

切割部件40可滑动地安装于支撑臂30，切割部件40的滑动方向与第二方向b平行，且设置为适于在滑动路径上的多个位置固定。

切割部件40的滑动方向可以沿着第二方向b，也就是可以沿着水平方向移动。切割部件40可以具有切割头44，切割头44的长度方向可以垂直于切割部件40的滑动方向。

综上，切割部件40可以在立柱20的带动下实现转动，可以在切割臂的带动下实现升降，可以沿着切割臂进行水平移动，这样就能够实现切割部件40的灵活移动，从而能够让切割部件40能够移动到不同位置进行切割作业动作。

图像采集装置用于采集待切割工件图像。

图像采集装置可以包括：第一摄像头51、第二摄像头52和第三摄像头53，第一摄像头51可以安装于立柱20，第二摄像头52可以安装于切割部件40，第三摄像头53可以安装于支撑臂30，第一摄像头51、第二摄像头52和第三摄像头53的镜头朝向互相交叉，确保能够照射到更多区域，第一摄像头51、第二摄像头52和第三摄像头53可以从全方位各个角度对待切割工件进行拍摄，得到待切割工件图像。

图像采集装置的输出端与控制器的输入端通信连接，控制器设置为基于待切割工件图像，控制切割部件40的作业动作。

可以理解的是，图像采集装置可以将待切割工件图像传输给控制器，控制器可以根据待切割工件图像进行三维建模，规划出合理的作业路径，根据作业路径来控制切割部件40的作业动作。

当然，在一些实施例中，控制器还可以连接有通信装置，通信装置的第一端与控制器的收发端电连接，通信装置的第二端用于与外部终端通信，控制器设置为通过通信装置将待切割工件图像发送给外部终端，并接收外部终端生成的作业路径，基于作业路径，控制切割部件40的作业动作。

也就是说，控制器可以将待切割工件图像发送给外部终端，外部终端可以为台式计算机、工控机、微型计算机、服务器或者移动终端等具有逻辑运算功能的电子设备，其中移动终端可以为手机、平板电脑或者笔记本电脑。

在外部终端中可以通过算法程序计算出合理的作业路径，外部终端可以将作业路径通过通信装置发送给控制器，控制器再根据该作业路径来控制切割部件40的作业动作，这样可以将复杂的逻辑运算放到外部终端中，可以减轻控制器的运算压力，降低数控切割设备的成本。

值得注意的是，随着汽车保有量的持续增加，新车大量涌入市场的同时，旧车报废数量也在不断增加。但是报废汽车不等于是废品，对报废汽车的零部件采取相应技术措施，回收再利用完全可以变废为宝，将报废汽车回收再利用，不仅可以促进汽车回收行业的发展，能在一定程度上解决报废汽车所引发的环境污染问题。

汽车的拆解工艺流程由4个步骤组成：预备处理、拆卸分解、分类存放和车体压实。对于大体积的金属则需要切割，现在的切割技术大多使用的是气割。气割是指利用气体火焰将被切割的金属预热到燃点，使其在纯氧气流中剧烈燃烧，形成熔渣并放出大量的热，在高压氧的吹力作用下，将氧化熔渣吹掉，所放出的热量又进一步预热下一层金属，使其达到熔点。

目前，报废汽车拆解行业主要运用手工割炬对报废汽车进行拆解，其缺点是显而易见的：其一，人为操作，危险性高，事故屡屡发生；其二，拆解效率低，手工割炬的切割效率以及工人的积极性，都会影响拆解的效率；其三，人工成本高，为保证拆解效率，往往需要多人多班次工作。

市面上现有的机器火焰切割设备，主要用于平面板材的切割，没有专门用于拆解的机器火焰切割设备，仅仅能够进行平面加工，及时采用了工控设备，也只能按照预先设置好的编程路线进行加工，无法适应拆解行业的复杂应用场景。

本申请提供的数控切割设备，通过设置立柱20、支撑臂30和切割部件40的可移动安装方式，并设置控制器和图像采集装置，控制器能够根据图像采集装置采集到的待切割工件图像，控制切割部件40自动作业，能够节约人力成本，降低人身危险性，提高作业效率。

如图1和图2所示，在一些实施例中，底座10包括：第一导轨11、移动平台12和第一驱动装置21。

其中，第一导轨11设有第一齿条，第一齿条为长条状，布置于第一导轨11上，将底座10放置于水平面上时，第一导轨11和第一齿条可以均沿着水平方向。

移动平台12设有与第一齿条啮合的第一齿轮，立柱20可转动地安装于移动平台12，第一齿轮和第一齿条啮合，可以通过第一齿轮和第一齿条的传动，带动移动平台12相对于第一导轨11进行相对运动，由于立柱20是安装在移动平台12上的，移动平台12能够带动立柱20进行整体位移。

换言之，立柱20可以在底座10上沿着第一导轨11移动，从而带动立柱20上安装的支撑臂30和切割部件40一起移动。

第一驱动装置21的输入端与控制器的输出端电连接，第一驱动装置21与第一齿轮动力耦合连接。

也就是说，第一驱动装置21可以给第一齿轮提供动力，第一驱动装置21和控制器电连接，那么控制器就能够通过控制第一驱动装置21的运转，来控制第一齿轮和第一齿条的相对运动，从而控制移动平台12的移动，使得立柱20能够移动，这样能够提高控制效率。

如图1和图2所示，在一些实施例中，移动平台12设有导向滚轮13，导向滚轮13与第一导轨11滚动配合，第一导轨11的长度方向沿着第三方向c，第三方向c垂直于第一方向a，导向滚轮13的转动轴线与第三方向c垂直。

可以理解的是，移动平台12可以安装有导向滚轮13，导向滚轮13可以沿着第一导轨11滚动，导向滚轮13的转动轴线和第三方向c垂直，也就是导向滚轮13只能沿着第三方向c移动，导向滚轮13可以对移动平台12起到限位作用，使得移动平台12仅能够沿着第一导轨11的长度方向移动，移动平台12不脱离第一导轨11。

如图1和图2所示，在一些实施例中，导向滚轮13包括：第一子滚轮和第二子滚轮。

第一导轨11具有正对设置的第一侧面和第二侧面，第一侧面和第二侧面相互平行。

第一子滚轮的滚动面与第一侧面接触，第二子滚轮的滚动面与第二侧面接触，第一子滚轮和第二子滚轮夹紧第一导轨11。

可以理解的是，当底座10搁置于水平面时，第一子滚轮、第一导轨11和第二子滚轮从上到下顺次布置，第一导轨11被夹设于第一子滚轮和第二子滚轮之间，第一子滚轮可以沿着第一侧面滚动，第二子滚轮可以沿着第二侧面滚动，第一子滚轮和第二子滚轮可以从第一导轨11的两侧进行限位，进一步确保移动平台12不脱离第一导轨11。

如图1和图2所示，在一些实施例中，数控切割设备还包括：第一转动机构和第二驱动装置22。

其中，立柱20通过第一转动机构与底座10连接，第一转动机构能够带动立柱20发生转动。

第二驱动装置22的输入端与控制器的输出端电连接，第二驱动装置22与第一转动机构动力耦合连接。

第二驱动装置22能够给第一转动机构提供转动的动力，控制器能够控制第二驱动装置22的启停、转速和转动方向，因此控制器就能够间接控制立柱20的转动角度，从而能够提高控制效率。

如图1和图3所示，在一些实施例中，数控切割设备还包括：丝杠机构32和第三驱动装置31。

支撑臂30通过丝杠机构32与立柱20连接，丝杠机构32可以包括螺杆和螺母，螺杆可以和立柱20固定，螺母可以和支撑臂30固定，通过丝杠机构32可以实现支撑臂30沿着立柱20升降的目的。

第三驱动装置31的输入端与控制器的输出端电连接，第三驱动装置31与丝杠机构32动力耦合连接。

第三驱动装置31可以给丝杠机构32提供动力，控制器能够控制第三驱动装置31的启停、转速和转动方向，因此控制器就能够间接控制支撑臂30在立柱20的位置，可以控制支撑臂30的高度，能够提高控制效率。

如图1和图3所示，在一些实施例中，立柱20安装有第二导轨23，第二导轨23的长度方向与第一方向a平行；支撑臂30安装有第一滑块33，第一滑块33可滑动地安装于第二导轨23。

可以理解的是，立柱20上设有第二导轨23，当立柱20沿着竖直方向时，第二导轨23也沿着竖直方向，支撑臂30上具有第一滑块33，第一滑块33能够沿着第二导轨23滑动，这样能够给支撑臂30进行限位，使得支撑臂30只能沿着立柱20竖直升降，不产生其他方向的位移，能够减轻丝杠机构32所承受的载荷，提高丝杠机构32的可靠性。

如图1和图3所示，在一些实施例中，支撑臂30安装有第三导轨34，第三导轨34的长度方向与第二方向b平行；切割部件40安装有第二滑块，第二滑块可滑动地安装于第三导轨34。

可以理解的是，沿着第二方向b设有第三导轨34，切割部件40上固定的第二滑块可以沿着第三导轨34进行滑动，切割部件40可以在滑动路径上的多个位置固定，这样就能够使得切割部件40具有沿着第二方向b的自由度，切割部件40能够沿着第二方向b移动。

在一些实施例中，第三导轨34可转动地安装于支撑臂30，且转动轴线与第二方向b平行，也就是说，第三导轨34可以带动切割部件40转动，当然可以限制第三导轨34的转动角度，比如可以将第一方向a设定为0度，第三导轨34的转动角度范围为±90度。

如图1和图3所示，在一些实施例中，数控切割设备还包括：第二转动机构和第四驱动装置35。

其中，第三导轨34通过第二转动机构与支撑臂30连接，第二转动机构能够带动第三导轨34沿着第三导轨34的转动轴线进行转动。

第四驱动装置35的输入端与控制器的输出端电连接，第四驱动装置35与第二转动机构动力耦合连接，第四驱动装置35能够给第二转动机构提供动力，控制器能够控制第四驱动装置35的启停、转速和转动方向，从而控制第三导轨34的转动角度，能够提高控制效率。

如图1和图4所示，在一些实施例中，数控切割设备还包括：第五驱动装置42。

第三导轨34安装有第二齿条，第二齿条的长度方向与第三导轨34的长度方向平行；切割部件40安装有与第二齿条啮合的第二齿轮；第五驱动装置42的输入端与控制器的输出端电连接，第五驱动装置42与第二齿轮动力耦合连接。

可以理解的是，第五驱动装置42能够给第二齿轮提供转动的动力，控制器能够控制第五驱动装置42的启停、转速和转动方向，能够带动第二齿轮转动，从而带动第二齿轮沿着第二齿条移动，使得切割部件40能够沿着第三导轨34移动，通过齿轮齿条机构，能够进一步提高控制效率。

如图1和图4所示，在一些实施例中，切割部件40包括：固定件43和切割头44。

其中，第二滑块安装于固定件43，也就是第二滑块能够带动固定件43沿着第二方向b滑动。

切割头44可转动地安装于固定件43，且切割头44的转动轴线并非沿着切割头44的长度方向，而是垂直于切割头44的长度方向。

切割头44设置为相对于固定件43可伸缩，切割头44可以和连接法兰46相连，连接法兰46可以和推杆45相连，推杆45能够带动连接法兰46实现伸缩，从而带动切割头44实现伸缩。

如图1和图4所示，在一些实施例中，数控切割设备还包括：第三转动机构和第六驱动装置47。

其中，切割头44通过第三转动机构与固定件43连接，第六驱动装置47的输入端与控制器的输出端电连接，第六驱动装置47与第三转动机构动力耦合连接。

也就是说，第六驱动装置47可以给第三转动机构提供动力，控制器能够控制第六驱动装置47的启停、转速和转动方向，从而控制切割头44的转动角度，能够进一步提高控制效率。

值得注意的是，上述各个实施例中依次提到的第一驱动装置21、第二驱动装置22、第三驱动装置31、第四驱动装置35、第五驱动装置42和第六驱动装置47均包括动力源，动力源可以为步进电机、伺服电机或者舵机，第一至第六驱动装置所包含的动力源可以均为伺服减速电机。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。