专利名称：全自动三轴联动气割式坡口机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及板材坡口加工设备，具体是一种全自动三轴联动气割式坡 口机。
背景技术：
加工焊接板材时，为提高焊接质量，要在板材待焊接处加工出坡口， 一般 以人工操作气割机直接进行加工操作的，不但加工质量差，而且效率低，工人 的劳动强度高，不利于坡口质量的提高，尤其是非直线性坡口的加工；因此， 为了满足非线性坡口的加工，非直线性坡口机应运而生，但现有非直线性坡口 机只能加工标准化圆弧坡口，而不能加工任意曲线状坡口 (如正、余弦曲线)。
发明内容
本实用新型为了解决现有非直线性坡口机不能加工任意曲线状坡口的问 题，提供一种全自动三轴联动气割式坡口机。
本实用新型是采用如下技术方案实现的全自动三轴联动气割式坡口机， 包括机架、火焰切割机、火焰切割机运行轨道、设置于机架上的由传动轴带动 转动的工件托板，火焰切割机的喷枪头通过割距连接杆设置于工件托板所在平 面的上方，机架两端分别设有相互平行的纵向轨道，火焰切割机运行轨道通过 轨道支架架设于两纵向轨道之上，轨道支架两端固定有驱动其沿纵向轨道移动 的步进电机，火焰切割机内置有步进电机(该步进电机用以驱动火焰切割机沿 火焰切割机运行轨道移动)，机架下方设有步进电机，工件托板的传动轴端部与步进电机的动力输出轴固定连接。
机架上配装有控制箱，控制箱内设置有步进电机控制器和受步进电机控制 器控制的驱动各步进电机工作的步进电机驱动器。
以火焰切割机运行轨道为X轴方向，纵向轨道为Y轴方向，工件托板的 传动轴为Z轴方向，使用时，首先将待加工工件通过卡具固定在工件托板上， 然后将工件图纸(即加工参数)通过PC机传输到控制箱内的步进电机控制器 中，通过步进电机控制器驱动步进电机驱动器，将指令发给各步进电机，从而 控制各步进电机运动，并启动火焰切割机对工件进行切割；在整个切割过程中， 除切割形状要保证与图纸吻合一致外，工件切割出的坡口的角度必须保证一 致，因此，要求喷枪头喷出的喷焰时刻与切割轨迹垂直，但由于喷焰方向在切 割过程中是不变的(喷焰方向决定了坡口角度，在切割开始前设定，设定后， 整个切割过程中不变)，所以必须通过机架下方的步进电机驱动工件托板来保 证喷焰方向与切割轨迹的垂直关系。坡口加工分为直线性坡口加工和曲线性 坡口加工，直线性坡口加工指坡口的切割轨迹为直线，分为如下两种情况a、 直线切割轨迹与火焰切割机运行轨道(即X轴方向)平行，只需控制火焰切割 机本身的步进电机工作，使火焰切割机沿其运行轨道运动，由喷枪头喷焰对工 件进行切割；b、直线切割轨迹与火焰切割机运行轨道成角度，则由机架下方 的步进电机驱动工件托板转过相应角度，使直线切割轨迹与火焰切割机运行轨 道平行，然后控制火焰切割机本身的步进电机工作，使火焰切割机沿其运行轨 道运动对工件进行切割即可；上述两种切割过程中，喷焰方向一直与切割轨迹 垂直，保证了工件各处坡口角度的一致。曲线性坡口加工指坡口的切割轨迹呈 曲线状，在实现其切割时，除控制火焰切割机本身的步进电机和工件托板下方的步进电机工作外，同时控制轨道支架两端的步进电机工作，进而以火焰切割
机在X轴方向和Y轴方向运动、和板材工件在Z轴方向转动的配合下，完成 火焰切割机对板材工件上任意图形状坡口的切割，在整个切割过程中，工件托 板在步进电机的带动下转动，始终保持其上工件的切割轨迹的实时切线与喷焰 方向垂直，以实现坡口切割角度的一致性。
与现有技术相比，本实用新型通过纵向轨道的设置和步进电机的应用，实 现了火焰切割机在X轴、Y轴、Z轴三轴方向上的联动，进而能实现对板材任 意曲线状坡口的加工。并且以步进电机驱动控制加工没有累计误差；在相应软 件控制下，控制箱内的步进电机控制器可以定位火焰切割机的原点，自动校准 原点，自动控制切割起始点，切割前进行预热，自动切割，切割完成后，火焰 切割机自动回原点。具体控制细节是控制领域技术人员能够实现的，因此本说 明书中未对其进行说明。
本实用新型结构合理，适用性强，使用方便，操作简单，机械自动化程度 高，工作效率高，工人劳动强度低，所加工工件的坡口质好，提高了后续焊接 的效率和质量。
图1为本实用新型的结构示意图； 图2为图1的俯视图； 图3为图1的左视图中l-机架；2-火焰切割机；3-火焰切割机运行轨道；4-传动轴；5-工件 托板；6-割距连接杆；7、 8-纵向轨道；9-轨道支架；10、 11、 12-步进电机； 13-喷枪头。
具体实施方式
如图l-3所示，全自动三轴联动气割式坡口机，包括机架l、火焰切割机 2、火焰切割机运行轨道3、设置于机架1上的由传动轴4带动转动的工件托板 5，火焰切割机2的喷枪头13通过割距连接杆6设置于工件托板5所在平面的 上方，机架1两端分别设有相互平行的纵向轨道7、 8，火焰切割机运行轨道3 通过轨道支架9架设于两纵向轨道7、 8之上，轨道支架9两端固定有驱动其 沿纵向轨道7、 8移动的步进电机10、 11，火焰切割机2内置有驱动其沿火焰 切割机运行轨道3移动的步进电机，机架1下方设有步进电机12，工件托板5 的传动轴4端部与步进电机12的动力输出轴固定连接。机架上配装有控制箱， 控制箱内设置有步进电机控制器和受步进电机控制器控制的驱动各步进电机 10、 11、 12工作的步进电机驱动器。
具体实施时，控制箱中还设有火焰切割机的火焰压力控制器，使操作者根 据板材工件材料来控制火焰切割机的火焰喷射压力。
权利要求1、一种全自动三轴联动气割式坡口机，包括机架(1)、火焰切割机(2)、火焰切割机运行轨道(3)、设置于机架(1)上的由传动轴(4)带动转动的工件托板(5)，火焰切割机(2)的喷枪头(13)通过割距连接杆(6)设置于工件托板(5)所在平面的上方，其特征在于机架(1)两端分别设有相互平行的纵向轨道(7、8)，火焰切割机运行轨道(3)通过轨道支架(9)架设于两纵向轨道(7、8)之上，轨道支架(9)两端固定有驱动其沿纵向轨道(7、8)移动的步进电机(10、11)，火焰切割机(2)内置有驱动其沿火焰切割机运行轨道(3)移动的步进电机，机架(1)下方设有步进电机(12)，工件托板(5)的传动轴(4)端部与步进电机(12)的动力输出轴固定连接。
2、 根据权利要求1所述的全自动三轴联动气割式坡口机，其特征在于 机架(1)上配装有控制箱，控制箱内设置有步进电机控制器和受步进电机控 制器控制的驱动各步进电机(10、 11、 12)工作的步进电机驱动器。
专利摘要本实用新型涉及板材坡口加工设备，具体是一种全自动三轴联动气割式坡口机。解决了现有非直线性坡口机不能加工任意曲线状坡口的问题，该坡口机包括机架、火焰切割机运行轨道、火焰切割机、由传动轴带动转动的工件托板，机架两端分别设有纵向轨道，火焰切割机运行轨道通过轨道支架架设于两纵向轨道之上，轨道支架两端固定有步进电机，火焰切割机内置有驱动其沿火焰切割机运行轨道移动的步进电机，机架下方设有步进电机，工件托板的传动轴端部与步进电机的动力输出轴固定连接。本实用新型结构合理，适用性强，使用方便，操作简单，机械自动化程度高，工作效率高，工人劳动强度低，所加工工件的坡口质好，提高了后续焊接的效率和质量。
文档编号B23K7/10GK201239842SQ20082007811
公开日2009年5月20日 申请日期2008年7月27日 优先权日2008年7月27日
发明者尹小莉, 朱亚冬, 李采意, 赵忠民, 闫培锋 申请人:山西平阳机电有限公司