自动割枪的制作方法

专利名称：自动割枪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用火焰作热源切割钢板的设备，特别是一种钢板自动割枪。
钢板割枪是一种切割钢板的设备。便携式火焰割枪是目前市场上使用较为普遍的割枪。这种便携式割枪完全由手工操作，劳动强度大，切割厚度较大的钢板时，切割面不平整，既影响切割的质量又浪费材料，切割效果差。因此这种传统的便携式割枪只适用于工作量不大的切割操作。我国专利文献公开了一种专利号为92218632.4的智能全自动切割机。这种设备主要由控制部分、机械部分、割炬部分组成，控制部分由处理器、多功能接口、键盘、工作方式选择、光电耦合、“X”方向驱动和“Y”方向驱动等所组成，机械执行部分包括两个互相垂直行走的小车以及作为小车行走的导轨所构成的框架，横向行走的小车架在轨道上，纵向行走的小车架在横向行走的小车上的两个滑轨上，割炬装在纵向行走小车上的车架上。这种智能全自动切割机可通过纵向行走的小车和横向行走的小车相互配合控制割炬行走的轨迹，实现自动切割钢板的操作，而且切割轨迹既可以是曲线，也可以是直线。但是这种割枪的行走装置，也还有一定缺陷，安装割炬的小车只能在轨道上行走，因而割炬也只能在小车轨道围成的框架内行走，超过这一范围时，就得移动包括轨道框架在内的整个装置，增加了劳动强度和切割操作的复杂性。又如，由于轨道围成的框架尺寸较大，整个装置操作时，放置所需的空间也要求较大。再如，围成框架的轨道都是直线型的。因此，要求框架也应摆放在平面内，也就是说，要求操作工作面是平面。
本实用新型的目的在于提供一种钢板自动割枪，这种割枪可在工作面范围内沿人为设定的轨迹自动行走并进行切割操作，而不受轨道围成的框架范围的限制，该割枪无需轨道导向，减少了割枪的附属件，增强了割枪对环境的适应性。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样设计的。
一种自动割枪包括机械执行部分、控制部分和割枪，机械执行部分包括小车，机架是小车的骨架，机架的底部安有行驶轮，割枪及控制部分均安装在小车上，控制部分包括转向控制电路和行进控制电路，转向控制电路包括光电耦合器，转向控制电路与转向马达相联结，行进控制部分则与行进驱动马达相连接，割枪通过导气管与气源相连接，机械执行部分包括转向驱动装置和行进驱动装置。
转向驱动装置包括转向驱动马达、万向法兰盘和主动轮支架，主动轮支架的上表面与万向法兰盘的下半部的下表面紧固连接，万向法兰盘的上、下两个半部的内表面以气密封形式活动连接，而万向法兰盘的上半部的上表面则与机架前端的水平平台紧固连接。万向法兰盘的上半部的内表面上开有互不交叉、互不相通的环形槽，万向法兰盘的上、下两个半部相配合中间形成两条互不交叉、互不相通的环形气通道，转向驱动装置的转向驱动轴穿过机架前端水平平台和万向法兰盘的上半部的中心与万向法兰盘的下半部的中心紧固连接，转向驱动马达通过转向驱动轴及万向法兰盘和主动轮支架相联接，万向法兰盘的上半部的圆柱面周边分布有集电环，万向法兰盘的下半部的圆柱面上安装有电刷与上述集电环相配合。
所述的行进驱动装置包括主动轮和行进驱动马达等，主动轮通过其轴安装于主动轮支架上，行进驱动马达通过行进驱动变速器与主动轮相配合，行进驱动马达和行进驱动变速器安装于主动轮支架上。行进驱动马达通过万向法兰盘的圆柱面上的电刷和集电环与行进控制电路相联结。
割枪的紧固端穿过小车机架前端的水平平台与万向法兰盘的下半部的中心位置处紧固连接，连接气源的导气管的输出端穿过水平平台及万向法兰盘的上半部分别与两个环形气通道相连通，割枪内的两个气通道和相应的环形气通道分别通过导气管相连接。
所述的转向控制电路包括光电耦合器，误差检测及校正电路，推动电路、转向驱动马达等。光电耦合器固定在主动轮支架的一侧。
①光电耦合器的工作面朝下，光电耦合器中发光元件X1、X2串接自成回路，感光元件F1、F2接于误差检测及校正电路中。
②可调电位器W1、电阻R1、感光元件F1及放大三极管Q1等组成左误差检测及校正电路，电阻R1和感光元件F1串接后与三极管Q1的基极b连接，可调电位器W1连接于三极管Q1的基极b上；同样，可调电位器W2、电阻R2和感光元件F2与三极管Q2按上述方式联接成右误差检测及校正电路，左、右误差检测及校正电路对称联接。
③推动电路中，电阻R3、三极管Q3、电感J1和二极管D1等相互联接构成左推动电路，三极管Q3的基极b通过电阻R3与三极管Q1的集电极c连接，同样电阻R4、三极管Q4、电感J2、二极管D2按上述方式联接成右推动电路，左、右推动电路对称联接。
④继电器J1、J2与转向驱动马达M1相联接控制转向马达M1的工作状态。
所述的行进控制电路包括滤波电路、振荡电路、触发电路、放大电路、推动电路及行进驱动马达M2等组成，其中①滤波电路包含一个电容C3，电容C3并接于电源和行进控制电路的其它部分之间。
②振荡电路是由三极管Q5、Q6，电容C1、C2、电阻R7以及电位器W3组成的无稳态触发电路。
③三极管Q6的集电极c通过电阻R8与三极管Q7的基极b相连接，三极管Q7的集电极c与三管极Q8的基极b直接耦合，三极管Q7的发射极e串接一电阻R10，三极管Q8的发射极e与三极管Q9的基极b相耦合，三极管Q8的发射极e串接二极管D3。行进驱动马达M2连接于与三极管Q9的集电极c之上。
本实用新型所述的一种自动割枪，是一种自动切割钢板的设备，由行驶轮支撑，摆脱现有技术中钢板自动割枪的轨道的束缚，因此可在工作面范围内任意行走。同时装置本身的尺寸最小可达到40cm比有轨自动割枪轨道的尺寸小得多，可以在较小的空间范围内操作，对小车行走的工作面也不严格地要求其为平面，对于一些曲率不大的曲面割枪都能顺利通过、行走进行切割操作。固本实用新型所述的一种自动割枪与有轨的自动割枪相比其工作的适应性强。同时，该装置中设置了行走装置和转向装置，通过二者的相互配合可实现前行、转弯、后退等操作，因此在工作面上可走直线、折线、弧线和曲线，而不受轨道框架范围的限制。该装置上安有光跟踪电路，可识别设定的轨迹，因此可按人为设定的轨迹线行走，实现自动沿设定轨迹切割钢板，大大提高了自动化程度。
以下结合附图及实施例详细说明本实用新型。
图1是实施例的主视图。
图2是图1的左视图。
图3是万向法兰盘及相关部件结构放大图。
图4转向控制电路图。
图5行进控制电路图。
图6转向控制方框原理图。
图7行进控制方框原理图。


图1、2中的转向驱动马达5与图4中的转向驱动马达M1相对应，图1、2中的行进驱动马达16和图5中的行进驱动马达M2相对应。
实施例根据图1-3所示，本实用新型所述的一种自动割机，其机械执行部分结构包括小车，机架3则是小车的基本骨架。机架3底部安有三个行驶轮2、9，前端的一个行驶轮为主动轮9，后端的两个行驶轮为从动轮2，三个行驶轮呈等腰三角形分布并支撑着整个装置。两个从动轮2分别安装在从动轮支架1上。割机的行走驱动装置包括主动轮9、主动轮支架17、行进驱动变速器和行进驱动马达16，主动轮9、行进驱动变速器和行进驱动马达16相配合，行进驱动马达16和行进驱动变速器固定于主动轮支架17的一侧，行进驱动变速器的输出轴10和主动轮9同轴，其共同轴10活动固定于主动轮支架17上，主动轮支架17的上表面与万向法兰盘6的下半部62的底面紧固连接。主动轮支架17以及固定在其上的各个部件都可随万向法兰盘6的下半部62的转动而转动，万向法兰盘6的上半部61的内表面上开有互不相通的环型槽13，法兰盘6的上半部61和其下半部62以气密封的形式相啮合，啮合后在其间形成两条互不交叉、互不相通的环形气通道13，法兰盘6的上半部61的上表面与支架3的前端的水平平台7的下表面紧固连接。转向驱动马达5与转向驱动变速器相配合，转向驱动变速器的输出轴15穿过支架3的前端的水平平台7和万向法兰盘6的上半部61后与法兰盘6的下半部62的中心位置处紧固连接，与转向驱动马达5相配合的转向驱动变速器的输出轴15可相对支架1前端的水平平台7以及万向法兰盘6的上半部61相对转动，继而带动万向法兰盘6下半部62转动，从气源引导氧气和乙炔的两根导气管4分别穿过支架3的前端的水平平台7和万向法兰盘6的上半部61分别与万向法兰盘6内的两个环型气通道13相连通。引导氧气和乙炔的两根导气管14的一端穿过法兰盘6的下半部62分别与法兰盘6内的两个环型气通道13相连接。导气管14的另一端则分别与割枪12内的两个气通道相连通。转向驱动马达5和转向驱动变速器固定在支架3前端的水平平台7的上表面上。万向法兰盘(6)的上半部(61)的圆柱面周边分布有集电环(11)，万向法兰盘(6)的下半部(62)的圆柱面上安装有电刷(11)与上述集电环(11)相配合。
根据图4转向控制电路由光电耦合器8、误差检测及校正电路、推动及控制电路及转向驱动马达M1等组成，分左、右控制电路，左、右控制电路呈对称联结。光电耦合器8由左、右发光元件X1、X2及左、右感光元件F1、F2组成。左、右发光元件X1、X2相互串联自成回路，其作用是发出可见光，感光元件F1、F2用于接收发光元件X1、X2发射至行车轨迹后反射回的光，并将其转化成电信号。
误差检测及校正电路中，可调电位器W1、电阻R1、感光元件F1以及放大三极管Q1等组成左误差检测及校正电路，电阻R1和感光元件F1与三极管Q1的基极b串接，可调电位器W1，连接于三极管Q1的基极b上，同样右可调电位器W2，电阻R2、感光元件F2与三极管Q2按上述方式联接成右误差检测及校正电路。左、右误差检测及校正电路对称联接成误差检测及校正电路。
推动电路中，电阻R3、三极管Q3、电感J1、二极管D1构成左推动控制电路，三极管Q3的基极b通过电阻R3与三极管Q1的集电极c串联，电感J1和二极管D1并联后接于三极管Q3的集电极c上。同样电阻R4、三极管Q4、电感J2、二极管D2按上述方式联接成右推动控制电路。左、右推动电路对称联结，构成推动电路。
继电器J1、J2与转向驱动马达M1相联结，以控制转向驱动马达M1的工作状态。
所述的行进控制电路包括滤波电路、振荡电路、触发电路、放大电路、推动电路及行进驱动马达M2等，其中①滤波电路包含一个电容C3，电容C3并接于电源和行进控制电路的其它部分之间。
②振荡电路是由三极管Q5、Q6，电容C1、C2、电阻R7及电位器W3组成的无稳态触发电路。
③三极管Q6的集电极c通过电阻R8与三极管Q7的基极b相连接，三极管Q7的集电c与三管极Q8的基极b直接耦合，三极管Q7的发射极e串联一电阻R10，三极管Q8的发射极e与三极管Q9的基极b相连，三极管Q8的发射极e串接二极管D2，行进驱动马达M2连接于三极管Q9的集电极c之上。
本实施例所述的自动割机的工作过程描述如下在钢板上确定行走轨迹，用白色涂料涂成白线，割枪工作时的位置应位于光检测器的左、右光电耦合器之间1、当白线位于左右光检测器中心时，左、右耦合都相当于开路，这时Q1、Q2、Q3、Q4都处于开路状态，继电器J1、J2都处于常闭状态即P1与P0,P′1与P′0通，电机的两个电极都接入了电源的负端，电机不转，即走线正确，无需转向。
2、当割枪往右偏离轨迹线时，左感光区进入白线区，Q1、Q3导通，继电器J1中常开点脱开，常开点闭合即P0、P2接通，而这时P′1与P′0仍然按原不动，这时电机两个电极的上端接正，下端接负此时电机转动，设为正转，这时转向驱动电机带动万向法兰盘的下半部。主动轮支架以及割枪等左转，使左感光区往左偏离白线，最终达到校正行走线路的目的。
3、当割枪往左偏离轨迹时，右感光区进入白线时，Q2、Q4导通，继电器J2中常闭点脱开，常开点闭合即P′0、P′2接通，而这时P1与P0仍接通不动，这时电机两个电极上端接负，下端接正，电机反转。这时转向驱动电机带动万向法兰盘的下半部、主动轮支架以及割枪等右转，使感光区往右偏离白线，最终达到校正行走线路的目的。
4、综上所述割枪始终跟踪在这条白线轨迹行走。
权利要求1.一种自动割枪包括机械执行部分、控制部分和割枪(9)，机械执行部分包括小车，机架(3)是小车的骨架，机架(3)的底部安有行驶轮(2、9)，割枪(12)及控制部分安装在小车上，控制部分包括转向控制电路和行走控制电路，转向控制电路包括光电耦合器(8)，光电耦合器(8)与转向驱动马达(5)相联结，行进控制部分则与行进驱动马达(16)相连接，导气管(4)的输入端与气源相连接，其特征在于①主动轮支架(17)的上表面与万向法兰盘(6)的下半部(62)的下表面紧固连接，万向法兰盘(6)的上、下两个半部(61、62)的内表面以气密封形式活动连接，而万向法兰盘(6)的上半部(61)的上表面则与机架(3)前端水平平台(7)的下表面紧固连接，万向法兰盘(6)的上、下两个半部(61、62)相配合中间形成两条互不交叉、互不相通的环形气通道(13)，驱动轴(15)穿过水平平台(7)和万向法兰盘(6)的上半部(61)的中心与万向法兰盘(6)的下半部(62)的中心紧固连接，万向法兰盘(6)的上半部(61)的圆柱面周边分布有集电环(11)，万向法兰盘(6)的下半部(62)的圆柱面上安装有电刷(11)与上述集电环(11)相配合，②所述的行进驱动装置包括主动轮(9)和行进驱动马达(16)等，主动轮(9)通过其轴(10)安装于主动轮支架(17)上，行进驱动马达(10)通过行进驱动变速器与主动轮(9)相配合，行进驱动马达(16)和行进驱动变速器安装于主动轮支架(17)上，行进驱动马达(16)通过万向法兰盘(6)的圆柱面上的电刷和集电环(11)与行进控制电路相联结，③割枪(12)的紧固端穿过小车机架(3)前端的水平平台(7)与万向法兰盘(6)的下半部(62)的中心位置处紧固连接，导气管(4)的输出端穿过水平平台(7)及万向法兰盘(6)的上半部(61)分别与环形气通道(13)相连通，割枪(12)内的两个气通道则通过导气管(4)分别与相应的环形气通道(13)相连通。
2.根据权利要求1所述的一种自动割枪，其特征在于所述的转向控制电路包括光电耦合器(8)，误差检测及校正电路，推动电路、转向驱动马达(5)等，①光电耦合器(8)固定在主动轮支架(17)的一侧，光电耦合器(8)的工作面朝下，光电耦合器中，发光元件X1、X2串接自成回路，感光元件F1、F2分别接于左、右误差检测及校正电路中，②可调电位器W1、电阻R1、感光元件F1及放大三极管Q1等组成左误差检测及校正电路，电阻R1和感光元件F1串接后与三极管Q1的基极b连接，可调电位器W1连接于三极管Q1的基极b上；同样，可调电位器W2、电阻R2和感光元件F2与三极管Q2按上述方式联接成右误差检测及校正电路，左、右误差检测及校正电路对称联接，③推动电路中，电阻R3、三极管Q3、电感J1和二极管D1等相互联接构成左推动电路，三极管Q3的基极b通过电阻R3与三极管Q1的集电极c连接，同样电阻R4、三极管Q4、电感J2、二极管D2按上述方式联接成右推动电路，左、右推动电路对称联接，④继电器J1、J2与转向驱动马达M1相联接。
3.根据权利要求1或2所述的一种自动割枪，其特征在于所述的行进控制电路包括滤波电路、振荡电路、触发电路、放大电路、推动电路及行进驱动马达(16或M2)等，其中①滤波电路包含一个电容C3，电容C3连接于电源和行进控制电路的其它部分之间，②振荡电路是由三极管Q5、Q6，电容C1、C2、电阻R5、R6、R7及电位器W3组成的无稳态触发电路，③三极管Q6的集电极c通过电阻R8与三极管Q7的基极b相连接，三极管Q7的集电极c与三管极Q8的基极b直接耦合，三极管Q7的发射极e串接一电阻R10，三极管Q8的发射极e与三极管Q9的基极b相耦合，三极管Q8的发射极e串接二极管D3，三极管Q9的集电极c连接行进驱动马达M2。
专利摘要一种自动割枪,安装在小车式行走装置上,小车式行走装置的主动轮9的行进驱动马达16与行进控制电路相联接,转向驱动电机5的驱动轴15通过万向法兰盘6与主动轮支架17连接,转向控制电路与转向驱动马达5相连接。割枪12安装于万向法兰盘6上,导气管4通过万向法兰盘6内的环形气通道13及导气管14分别与割枪12内的气通道相连通,光电检测器8安装于主动轮支架17的侧面上。这种自动割枪可沿着人为设定的轨迹自动行走并自动执行切割操作。
文档编号B23K7/00GK2459130SQ0120548
公开日2001年11月14日 申请日期2001年1月18日 优先权日2001年1月18日
发明者秦友元, 郭志卿 申请人:秦友元