专利名称：具有无间隙传动机构的小车式数控切割机的制作方法
技术领域：
一种切割钢铁构件的设备，特别涉及带数控装置的切割机械。
背景技术：
目前用于切割钢铁板构件的气割设备切割时，一般是在被切割钢板上放置样件，手持割枪蹲着作业。随着科学技术的迅猛发展，已出现了大型龙门式和小型“乌龟式”两种数控气割机，其中龙门式切割范围大，切割宽度可达4～6米，长度可达10米以上，工艺性能好，但其造价昂贵，每台需40～80万元，且占地面积大，需固定厂房和起重行车等配套设施，故一次性投资大。“乌龟式”虽然投资减少，体积减小，但是仍然比较笨重，不便携带，且无法对复杂零件进行加工，无法适应大尺寸割件和大批量生产。
99233987.1号专利提出了一种“自由行走智能数控气割机”，能切割任意大小、形状的构件，适应规模生产、单件生产和维修作业，具有定位准确、切割精度高、无需占用固定场地等特点，但是该机的机构复杂、体积大而笨重，不便携带，且造价较高。
最近市场上出现的一种小车式数控切割机在纵向运动上采用滚轮与导轨直接滚动摩擦实现纵向运动，在其它传动路线上均采用提高加工精度的办法来提高传动精度。制造成本高，加工难度大，且精度难保证。特别是滚动摩擦运动方式，更是无法保证往复位移精度，真正用于生产还比较困难。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种具有无间隙传动机构的小车式数控切割机，做到机构简单、体积小、重量轻、便于携带且造价低、效率高，不但实现割枪在纵、横两个方向上的自由运动，而且实现无间隙传动，加工精度高。
本实用新型的技术方案如下保留常规数控气割机的气路装置和计算机控制系统，不同之处是计算机控制系统通过接口板连接并控制纵向步进电机、横向步进电机的电源。与横向电机主轴固接的蜗杆与横向蜗轮啮合，横向蜗轮和横向移动齿轮固装在立转轴上，横向移动齿轮两侧分别与管状横向移动齿条杆、管状平衡齿条杆啮合，横向移动齿条杆端部装有割枪，平衡齿条杆端部装有平衡铁。这样一来，横向步进电机的转动将经蜗轮付及横向移动齿轮带动横向移动齿条杆上的割枪进行横向位移。与之同时，带动平衡齿条杆上的平衡铁反向位移，使割枪与平衡铁相对机箱互相平衡，消除割枪工作不平稳现象。
立转轴上端的滚珠轴承安装在偏心盖内。由于偏心盖的偏心作用，将使立转轴稍微向横向移动齿条杆-侧倾斜，横向移动齿轮将靠紧在横向移动齿条杆上，保持无侧隙啮合，实现无间隙传动。
位于减速箱内的纵向步进电机主轴上的蜗杆与纵向蜗轮啮合，纵向移动齿轮与蜗轮固装在同一根立转轴上，纵向移动齿轮与平行安装在导轨上的纵向移动齿条啮合。于是纵向步进电机的转动将经蜗轮付带动纵向移动齿轮沿纵向移动齿条转动，从而使整个机箱沿导轨纵向位移。减速箱座落在机箱上面的滑动座上，减速箱与机箱箱壁之间装有弹簧。弹簧的作用使减速箱下方的纵向移动齿轮靠紧在纵向移动齿条上，保持无侧隙啮合，实现无间隙传动。此外，横向和纵向蜗轮都从中间分割成两件，用弹簧将被分开的蜗轮两件压紧在与其啮合的蜗杆上。这样一来，不管蜗杆正、反转动，始终与蜗轮啮合，从而实现无间隙传动。
与已有技术相比，本实用新型有下列特点1、结构简单、体积小、重量轻、便于携带且造价低。
本实用新型比现有的各种数控气割机都省略了一些中间传动环节，因此传动结构简单，可以减轻整机重量和体积，便于携带，一个人就可以提着走。结构简单、制作容易，因而造价低。
2、工作效率高，可切割任意形状的构件。
纵向和横向两组驱动机械可以分组独立工作的同时协调工作。当分组独立工作时，割枪可沿纵向和横向之一做直线运动；当同时协调工作时，割枪可实现双向同时行走，因而能切割任意形状的构件，适应规模化生产，单件生产和维修作业。
3、工作平稳性好、定位准确、切割精度较高。
由于平衡铁的平衡作用，能确保割枪的平衡工作状态，因此工作平衡性好。由于采用了无间隙传动机构，因此定位准确，切割精度较高。
4、避免辐射对人体的伤害由于能实现无级调整和远距离控制，因此能最大限度地避免辐射对人体的伤害。
图1是具有无间隙传动机构的小车式数控切割机主视剖面图。
图2是具有无间隙传动机构的小车式数控切割机主视结构示意图。
图3是具有无间隙传动机构的小车式数控切割机俯视结构示意图(图中未画割枪部分)。
图4是具有无间隙传动机构的小车式数控切割机左视结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例详细描述本实用新型的具体结构和工作原理。
本实用新型包括由总阀、氧气和乙块两块调压阀、点火装置、气嘴、气路管道等组成的气路装置和计算机控制系统。机箱20下方有四个座落导轨12上的滚轮21。不同之处是计算机通过接口板连接并控制纵向步进电机15、横向步进电机7的电源。横向步进电机7主轴上的蜗杆5与蜗轮6啮合，蜗轮6和横向移动齿轮2固装在立转轴22上，横向移动齿轮2两侧分别与管状横向移动齿条杆3、管状平衡齿条杆23啮合，横向移动齿条杆3端部装有割枪11，平衡齿条杆23端部装有平衡铁24，立转轴22上端的滚珠轴承25安装在偏心盖1内，位于减速箱18内的纵向步进电机15主轴上的蜗杆16与蜗轮9啮合，蜗轮9、纵向移动齿轮10固装在减速箱18的立转轴26上，纵向移动齿轮10与平行安装在导轨12侧面上的纵向移动齿条17啮合，减速箱18座落在机箱20上面的滑动座19上，减速箱18与机箱20箱壁之间装有弹簧14，带手柄的脱离螺杆13穿过机箱20箱壁旋装在减速箱18上，蜗轮6和9都从中间分割成两件，蜗轮6两侧有将其两件分别压紧在蜗杆5上的弹簧4，蜗轮9两侧亦有将其两件分别压紧在蜗杆16上的弹簧8。
纵向切割工作原理计算机控制系统通过接口板输入正向或反向指令给纵向步进电机15，步进电机15通过蜗杆16、蜗轮9带动纵向移动齿轮10旋转，纵向移动齿轮10则带着整个机箱20沿着纵向移动齿条17往左移动或往右移动，从而使安装在横向移动齿条杆3上的割枪11完成纵向切割工作。
横向切割工作原理计算机控制系统通过接口板输入正向或反向指令给横向步进电机7，步进电机7通过蜗杆5、蜗轮6带动立转轴22和横向移动齿轮2逆时针或反时针旋转，驱动横向移动齿条杆3往机箱20外或往机箱20内位移，使安装在横向移动齿条杆3上的割枪11完成横向切割工作。
平衡铁的工作原理在横向移动齿轮2驱动横向移动齿条杆3位移的同时，驱动平衡齿条杆23反向位移，始终保持割枪11、平衡铁24相对机箱20处于平衡状态，从而保证割枪11能平稳地进行切割工作。
无间隙传动机构的工作原理1、蜗轮付实现无间隙传动由于弹簧4的作用，使分成两件的蜗轮6始终压紧在蜗杆5上，弹簧8的作用，使分成两件的蜗轮9始终压紧在蜗杆16上，因此本实用新型的蜗轮付都能做到无间隙传动。
2、横向无间隙传动本实用新型可通过偏心盖1的调整，使立转轴22稍微发生倾斜，从而使位于立转轴22上的横向移动齿轮2靠紧在横向移动齿条杆3上，始终保持无侧隙啮合，实现无间隙传动。
3、纵向无间隙传动由于减速箱18在弹簧14的作用下向一侧滑动，位于减速箱下方的纵向移动齿轮10靠紧在纵向移动齿条17上，始终保持无侧隙啮合，实现无间隙传动。
权利要求1.一种具有无间隙传动机构的小车式数控切割机，包括有气路装置和计算机控制系统，机箱(20)下方有四个座落导轨(12)上的滚轮(21)，其特征在于计算机控制系统通过接口板连接并控制纵向步进电机(15)和横向步进电机(7)，横向步进电机(7)主轴上的蜗杆(5)与蜗轮(6)啮合，蜗轮(6)和横向移动齿轮(2)固装在立转轴(22)上，横向移动齿轮(2)两侧分别与管状横向移动齿条杆(3)、管状平衡齿条杆(23)啮合，横向移动齿条杆(3)端部装有割枪(11)，平衡齿条杆(23)端部装有平衡铁(24)，立转轴(22)上端的滚珠轴承(25)安装在偏心盖(1)内，位于减速箱(18)内的纵向步进电机(15)主轴上的蜗杆(16)与蜗轮(9)啮合，蜗轮(9)、纵向移动齿轮(10)固装在减速箱(18)的立转轴(26)上，纵向移动齿轮(10)与平行安装在导轨(12)侧面上的纵向移动齿条(17)啮合，减速箱(18)座落在机箱(20)上面的滑动座(19)上，减速箱(18)与机箱(20)箱壁之间装有弹簧(14)，蜗轮(6)和(9)都从中间分割成两件，蜗轮(6)两侧有将其两件分别压紧在蜗杆(5)上的弹簧(4)，蜗轮(9)两侧亦有将其两件分别压紧在蜗杆(16)上的弹簧(8)。
专利摘要具有无间隙传动机构的小车式数控切割机，计算机控制系统控制纵向步进电机15、横向步进电机7，步进电机7上的蜗杆5与蜗轮6啮合，蜗轮6和横向移动齿轮2固装在立转轴22上，横向移动齿轮2两侧分别与装有割枪11的横向移动齿条杆3、装有平衡铁24的平衡齿条杆23啮合，立转轴22上端位于偏心盖1内，减速箱18内的步进电机15上的蜗杆16与蜗轮9啮合，与蜗轮9固装在同一轴上的纵向移动齿轮10与平行安装在导轨2上的纵向移动齿条17啮合，减速箱18与机箱20之间有弹簧14，蜗轮6和9都被分割成两件，弹簧4和8分别将蜗轮6和9压紧在蜗杆5和16上。本实用新型结构简单、体积小、重量轻、造价低，可切割任意形状的构件，平衡性好、定位准确、切割精度高。
文档编号B23K7/10GK2555971SQ0227697
公开日2003年6月18日 申请日期2002年7月27日 优先权日2002年7月27日
发明者方仲良, 肖新伟 申请人:湖南华达机械总厂车辆制造厂