一种旋转翻转机头及应用其的数控石材切割机的制作方法

本实用新型涉及数控机床技术领域，尤其涉及一种旋转翻转机头以及一种应用该旋转翻转机头的数控石材切割机。

背景技术：

数控机床是数字控制机床(Computer numerical control machine tools)的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床，代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品。

数控石材切割机属于数控机床的一种，是一种由切割系统、进给系统、电气控制系统、数控控制系统以及对刀系统组成的自动化切割设备。

经过多年的技术发展，数控石材切割机在切割系统、进给系统、电气控制系统以及数控制系统发明以发展比较成成熟，各系统功能已经趋于完善，但是在对刀系统方面存在以下亟待解决的技术难题：

1、刀具角度较难控制，一般通过设计翻转机头进行刀具角度控制，但是现有技术的翻转机头结构复杂、成本高昂且调节精度不高，甚至大部分设备设计定角度机头，通过设置多台安装不同角度机头的设备实现多角度切割。

2、刀具角度控制精度不高，进而造成切割精度低下。

3、现有技术的翻转机头精密件过多，不适宜在石材切割的恶劣环境下工作。

4、翻转机头翻转刀具角度反馈较慢，降低了石材切割的效率。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于：提供一种结构简单、成本较低、角度调节精度高、反馈迅速以及能够适应各种恶劣工况的旋转翻转机头，以期解决现有技术中的至少一个技术问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种旋转翻转机头，包括旋转机架、翻转机架、机头、旋转连接件以及翻转驱动组件，其中机头固定安装在翻转机架上；翻转机架通过旋转连接件可旋转的安装在旋转机架上；翻转驱动组件一端可旋转的连接在旋转机架上，另一端可旋转的连接在翻转机架上；翻转驱动组件工作时驱动翻转机架相对旋转机架旋转。

进一步的，旋转连接件包括翻转轴以及轴承，其中轴承设置在旋转机架上；翻转轴一端与翻转机架固定连接，另一端穿过轴承设置在所述旋转机架外侧。该技术方案解决了翻转机架相对旋转机架翻转的问题，同时翻转轴以及轴承的设置使翻转机架与旋转机架翻转之间拆装方便，便于设备检修。

进一步的，翻转驱动组件包括转动轮盘以及伸缩组件，其中转动轮盘位于旋转机架外侧且固定设置在所述翻转轴上；伸缩组件与转动轮盘位于同一侧，其固定端与旋转机架可旋转连接，其伸缩端与转动轮盘可旋转连接；当伸缩端伸出或缩回时带动转动轮盘转动。该技术方案的技术效果在于通过伸缩杆的直线运动，传递到转动盘上，是转动盘进行旋转运动，进而实现翻转机架的翻转，扩大了翻转驱动组件的选择空间，同时运动方式的转换为翻转机架提供了一定得自锁功能，提高了切割精度。

进一步的，旋转连接件以及翻转驱动组件各包括两套，分别对称设置在旋转翻转机头两侧。该方案的技术效果在于：组件对称设置，使翻转机架的翻转更为同步，旋转翻转机头内各组件的受力更为均匀，在翻转精度的同时大大增加了设备的使用寿命。

进一步的，伸缩组件为气缸或油缸，气缸或油缸的缸体与旋转机架可旋转连接，气缸或油缸的活塞杆与转动轮盘可旋转连接。该方案的技术效果在于：气缸或油缸都是标注部件，采购方便，且功能稳定，使整个旋转翻转机头的总体成本降低的同时实现了精准平稳的翻转机架翻转。

进一步的，伸缩组件由电动机以及丝杠副组成，丝杠副的丝杠与电动机输出转轴同轴固定连接，其中电动机与旋转机架可旋转连接，丝杠副的螺母与转动轮盘可旋转连接。该方案的技术效果在于，丝杠传动精度极高，进而使翻转机架的翻转精度更高，且丝杠副具有完全自锁的功能，能够实现翻转机架的任意角度翻转。

进一步的，还包括锁死组件，锁死组件设置在翻转轴上，锁死所述翻转轴。该方案的技术效果在于，当翻转机头翻转到制定角度后，在工作时会受到较大的作用力，该作用里会传递到翻转驱动组件上，一方面会使翻转驱动组件出现轻微松动降低切割精度，另一方面会降低翻转驱动组件的使用寿命，锁死组件的设置有效解决了上述两个问题。

进一步的，机头包括驱动电动机以及刀具，刀具在所述驱动电动机驱动下工作，其中驱动电动机固定设置在翻转机架上。

进一步的，旋转机架上部设置有机头安装位，用于所述旋转翻转机头的对外安装。

本使用新型提供的旋转翻转机头的有益效果为：结构简单、成本较低、角度调节精度高、反馈迅速且能够适应各种恶劣工况的旋转翻转机头。

为解决上述技术问题，本实用新型还提供了一种数控石材切割机，包括作业平台、横向移动机构、纵向移动机构、升降旋转机架以及数控控制模块，以及前述的旋转翻转机头，旋转翻转机头通过机头安装位安装在升降旋转机架上。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例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简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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它附图。

图1为本实用新型实施例的旋转翻转机头的正面视图(一)；

图2为本实用新型实施例的旋转连接件安装的局部放大图；

图3为本实用新型实施例的旋转翻转机头的侧面视图(一)；

图4为本实用新型实施例的旋转翻转机头的侧面视图(二)；

图5为本实用新型实施例的旋转翻转机头的正面视图(二)；

图中：1-旋转机架,2-翻转机架，3-机头，4-翻转驱动组件，5-旋转连接件，6-锁死组件，11-机头安装位，31-驱动电动机，32-刀具，41-伸缩组件，42-转动轮盘，51-翻转轴，52-轴承，411-电动机，412-丝杠，413-螺母。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型的保护范围。

实施例一：

如图1、图2、图3所示，为本实用新型实施例一的旋转翻转机头，包括旋转机架1、翻转机架2、机头3、旋转连接件5以及翻转驱动组件4。

本实施例的旋转翻转机头的各组件具体形式如下：

本实施例中旋转机架1选用金属板焊接制作，拥有左右对称的翼板结构，两翼板之间具有容纳翻转机架2以及机头3的空间。

本实施中翻转机架2同样选用金属材料焊接制作，亦可采用其它材料或制造方法制造，本实用新型不做限定，翻转机架2同样拥有左右对称的翼板结构，且两翼板之间具有容纳机头3的空间。

本实施例中机头3由驱动电动机31以及刀具32组成，其中刀具通过固定机构安装在驱动电动机31的输出轴上。本实施例中不对刀具的种类做限定，本领域技术人员可以根据需要选用，如图3中选用的为圆锯片。另外刀具32与驱动电机31之间的连接方式选用现有技术中方式，本实用新型不做创造性设计。

本实施例中旋转连接件5由翻转轴51以及轴承52构成，具体的翻转轴51为多台阶形式的圆珠轴，且一端设置有法兰连接盘，轴承52一般选用组合使用。

本实施例中翻转驱动组件4由伸缩组件41以及转动轮盘42组成，其中伸缩组件41在本实施例中选用气缸或者油缸，其中气缸或者油缸的型号根据产品的参数选择，本案不做具体限定；转动轮盘42为非标零件，其具有一个推力输入端以及一个扭力输出端，转动轮盘42的作用是将推力转换为扭力输出。具体的，伸缩组件41的伸缩端与转动轮盘42的推力输入端可旋转的连接。更具体的，本实施例中气缸或油缸的活塞杆通过一对转动副与转动轮盘42的推力输入端连接。

本实施例的旋转翻转机头的各组件的组装方式为：

机头3安装在翻转机架2两翼板之间的空间内并与翻转机架2固定安装，本实施中机头3通过相应的连接件以焊接或螺纹连接的形式固定安装在翻转机架2的下方，与翻转机架2组成刚性整体，能够随着翻转机架2运动而运动。

安装有机头3的翻转机架2通过旋转连接件5可旋转的安装在旋转机架1的两翼板之间的空间内，安转后翻转机架2可相对于旋转机架1翻转并可随着旋转机架1的旋转而旋转。具体的，旋转机架1的翼板上开设有轴承位，轴承52(具体为圆锥辊子轴承和推力轴承)安装在所开设的轴承位上；翻转机架2的翼板与旋转机架1翼板上开设轴承位相对应得位置开设有通孔，用于穿过翻转轴51，翻转轴51穿过开设的通孔后通过其一端的法兰连接盘与翻转机架2的翼板固定连接。之后翻转轴51的另一端穿过安装在翻转机架2上的轴承52，并通过锁母锁死。进一步的，还可以在锁母外设置防尘防护罩。

翻转驱动组件4驱动翻转机架2相对旋转机架1转动，进而驱动机头3相对旋转机架1转动。具体的，本实施例中伸缩组件41选择的为气缸或油缸，其一端通过一对转动副固定安装在旋转机架1的一侧翼板上，使伸缩组件41能沿转动副相对于旋转机架1转动；转动轮盘42的扭力输出端与翻转轴51伸出旋转机架1外的轴头固定连接，当转动轮盘42发生转动时能够带动翻转轴51转动，进而带动翻转机架2转动。

本实施例的旋转翻转机头按照上述安装形式安装后，伸缩组件41的伸出端伸出或缩回时，伸缩组件41相对与旋转机架1发生转动，伸缩组件41的伸出端相对于转动轮盘42的推力输入端发生转动，此时，上述两处转动以及伸缩组件(气缸或油缸)伸出端的伸出或缩回组合运动，驱动转动轮盘42发生转动，进而通过转动轮盘42的扭力输出端驱动翻转轴51发生转动。

实施例二：

如图1、图4所示，在实施例一的基础上，本实施中伸缩组件41由电动机411以及丝杠副组成，其中丝杠副由丝杠412以及套设在丝杆412上的螺母413组成。

具体的，电动机411的规格型号根据设计需要选择，本实施例不做具体限定，电动机411通过一对转动副与旋转机架1的翼板连接，使电动机411能沿转动副相对与旋转机架1转动；电动机411的输出轴通过联轴器与丝杠412固定连接，驱动丝杠412进行转动。

螺母413套设在丝杠412上后，通过一对转动副与转动轮盘42的推力输入端转动连接。

本实施例的旋转翻转机头选用电动机411与丝杠副组合的伸缩组件后，具体工作模式如下：电动机411工作带动丝杠412旋转，丝杠412旋转后驱动螺母413在丝杠412上滑动，如电动机411正转时螺母412向下滑动，电动机411反转时，螺母412向上滑动，同时，电动机411相对于旋转机架1发生转动，螺母412相对于转动轮盘42的推力输入端发生转动，此时，上述两处转动以及螺母412的向下滑动或向上滑动组合运动，驱动转动轮盘42发生转动，进而通过转动轮盘42的扭力输出端驱动翻转轴51发生转动。

本实施例的有益效果在于，电动机驱动丝杠副运动的精度更高，能够使翻转机架的翻转精度更高，同时丝杠副本身具有自锁功能，使用本实用新型的旋转翻转机头的设备在切割加工时更加稳定。

实施例三：

如图5所示，在实施例一或实施例二的基础上，本实施例的旋转翻转机头还包括有锁死组件6，具体锁死组件6设置在翻转轴51上，当旋转翻转机头翻转操作完毕后，锁死组件6开始工作，将翻转轴51锁死，使其不能发生非正常转动，保证旋转翻转机头的工作精度以及避免造成对翻转驱动组件的损伤。

具体的，本实施例中锁死组件选用碟刹装置，其中刹车盘固定设置在翻转轴51上，刹车钳设置在旋转机架1上，工作时，刹车钳收紧锁死刹车盘，进而锁死翻转轴。

实施例四：

如图1、图5所示，在上述各实施例的基础上，旋转连接件5以及翻转驱动组件4各包括两套，分别对称设置在所述旋转翻转机头两侧。

实施例五：

如图3所示，在上述实施例的基础上，旋转机架1的上部设置有机头安装位11，具体机头安装位11可以选用法兰盘等对接安装结构，本领域技术人员可以根据需要自行选择现有技术的装置。

实施例六：

本实施例提供一种数控石材切割机，具体包括作业平台、横向移动机构、纵向移动机构、升降旋转机架以及数控控制模块，以及上述任一实施例的旋转翻转机头，旋转翻转机头通过机头安装位11安装在升降旋转机架上。

本实施例的数控石材切割机选用前述实施例的旋转翻转机头，具备了前述旋转翻转机头带来的所有有益效果，同时配以专门的数控程序，能够为切割机带来更加的切割精度与稳定性。

以上借助具体实施例对本实用新型做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本实用新型的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本实用新型所保护的范围。