专利名称：摩擦式相贯线切割机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种相贯线切割机。
(二)
背景技术：
近年来，随着我国钢结构网架、海洋石油工程、风力发电、船舶制造、压力容器等行 业的蓬勃发展，各类管材的运用范围、用量也越来越大，管子切割加工的直径和长度不断增 加，最大加工管径已达到①1500mm，长度至12m。相贯线管口也由原来的单坡口向变坡口方 向发展。相贯线切割机适用于各种管材上切割圆柱正交、斜交偏心交、多重管交等，还能在 管端切割与之相配的相贯线。是管加工行业必备的专用切割设备。 目前，国内生产的数控相贯线切割机主要采用卡盘式结构。卡盘式相贯线切割机 在工作时，将需加工管材工件的一头夹紧在卡盘内。卡盘式数控相贯线切割机不仅存在着 工件装夹不方便，更主要的是调整管子旋转轴心线的平行度困难，管子吊装、调整等辅助时 间几乎等同管子的加工时间，使得管子加工的生产效率降低。在切割长的大径管时还容易 产生轴心线旋转扭曲，容易造成切割后的零件相对位置产生偏差，给后道加工工序带来了 一定的困难。
(三)
发明内容
为了克服现有卡盘式相贯线切割机存在的上述不足，本发明提供一种上下料方 便、找正工件管子的轴心线容易的摩擦式相贯线切割机。 本发明解决其技术问题的技术方案是摩擦式相贯线切割机，包括工作平台，所述 工作平台的侧边设有一列导轨，所述的导轨上设有割炬小车，所述的割炬小车上设有可上 下滑动的升降架，还包括位于所述升降架前方的割炬架，所述的割炬架内设有径向偏摆机 构；所述的径向偏摆机构包括第一伺服电机、第一转轴，所述的第一转轴横向穿设在所述割 炬架上，所述的第一转轴与所述第一伺服电机的输出轴通过第一传动机构连接；所述的第 一转轴上固接有竖向的第一连杆，所述割炬架的外侧有割炬夹持器，所述的割炬夹持器上 设有竖向的割炬，还包括第一连接板，所述第一连接板的头部与所述的割炬夹持器铰接，所 述第一连接板的尾部与所述的第一连杆铰接； 所述的升降架内设有轴向偏摆机构，所述的轴向偏摆机构包括第二伺服电机、穿 越所述的升降架和割炬架从而将两者串联起来的偏摆轴，所述的偏摆轴与所述的割炬架固 接，所述的偏摆轴与所述第二伺服电机的输出轴通过第二传动机构连接；
所述偏摆轴的中心轴线和所述割炬的中心轴线交汇于一点； 所述第一连接板的头部位于所述第一连接板的尾部的下方，所述第一连接板的头 部和尾部之间通过第一斜板连接； 所述的工作平台上设有两列均与所述割炬垂直且对称的插缝；所述工作台的下方 有两列与所述的两列插缝对应的摩擦盘，两列摩擦盘的每个摩擦盘具有相同的尺寸，两列 所述的摩擦盘分别由一传动轴将其中心串接起来，所述的传动轴与驱动其转动的第三传动机构连接； 所述摩擦盘的上部伸入所述的插缝从而凸起在所述的工作台上，两列摩擦盘的上 部凸起在所述工作台上的距离相等；凸起在所述工作台上的两列摩擦盘之间形成架轨；
所述工作平台的侧边的导轨与所述两列摩擦盘的轴心线平行，所述的割炬对准所 述架轨的中心。 进一步，所述的径向偏摆机构还包括第二转轴，所述的第二转轴横向穿设在所述 割炬架上；所述的第二转轴上固接有竖向的第二连杆，还包括位于所述第一连接板上方的 第二连接板，所述第二连接板的头部与所述的割炬夹持器铰接，所述第二连接板的尾部与 所述的第二连杆铰接；所述第二连接板的头部位于所述第二连接板的尾部的下方，所述第 二连接板的头部和尾部之间通过第二斜板连接。 进一步，所述的第一传动机构的具体结构形式为所述第一伺服电机的输出轴上 设有第一主动带轮，所述的第一转轴上设有第一从动带轮，所述的第一主动带轮和第一从 动带轮之间通过第一同步带连接；所述的第二传动机构的具体结构形式为所述第二伺服 电机的输出轴与所述的偏摆轴通过带传动机构连接。 进一步，所述第三传动机构的具体结构形式为所述的传动轴上设有从动链轮，还 包括第三伺服电机，所述第三伺服电机的输出轴上设有主动链轮，所述的主动链轮与所述 的从动链轮通过链条连接。 本发明还具有如下附加技术特征每列摩擦盘的相邻前后摩擦盘之间的距离相等。 所述的传动轴位于所述工作台的下方。 本发明在使用时，工件上料时只需要将管件架放在两列摩擦盘之间的架轨上即 可。第三传动机构驱动传动轴转动，摩擦盘在摩擦力的作用下带动工件转动。割炬进行切 割的方式与现有的相贯线切割机相同，进行切割时，割炬的切割点始终保持在管件的上表 面，其射线通过管件的圆心，割炬在管件的轴向方向和径向方向上偏摆，轴向和径向偏摆复 合成相应的角度，其复合点始终在相贯线运动轨迹的法线方向上，这样使割炬能在360°范 围内实现连续变坡口切割。割炬的轴向偏摆、径向偏摆的复合点必须与切割点重合(即偏 摆轴的中心轴线和所述割炬的中心轴线交汇于一点)。 本发明在使用时，工件是依靠摩擦盘组支撑旋转的，随着加工管径的减小，工件上 表面与摩擦盘外径之间的距离也在縮小。传统的径向偏摆机构的用于连接割炬夹持器和连 杆的连接板是直板(即连接板的头部和尾部位于同一水平面上)，采用这种结构，在一定管 径范围内连接板将会与摩擦盘产生碰撞，这样制约了管子的切割加工范围。因此本发明采 用这样的结构第一连接板的头部位于第一连接板的尾部的下方，第一连接板的头部和尾 部之间通过第一斜板连接；第二连接板的头部位于第二连接板的尾部的下方，第二连接板 的头部和尾部之间通过第二斜板连接，尽可能的扩大管子加工范围。 本发明的有益效果在于上料时只需直接将管子吊到工作平台上，利用两组摩擦 盘自动找正管子的轴心线，使得管子的上下料非常方便，大大减少了管子吊装、调整等辅助 时间；同时不影响管子的加工范围。(四)
图1是本发明工作台处的主视图。
图2是本发明的侧视图。 图3是径向偏摆机构和轴向偏摆机构的结构示意图。
图4是图3的A-A向剖视图。
图5是图3的B-B向剖视图。
(五)
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细说明。 参照图1、图2、图3、图4、图5，摩擦式相贯线切割机，包括工作平台1，所述工作平 台1的侧边设有一列导轨，所述的导轨上设有割炬小车2，所述的割炬小车2上设有可上下 滑动的升降架3。还包括位于所述升降架3前方的割炬架4，所述的割炬架4内设有径向偏 摆机构。所述的径向偏摆机构包括第一伺服电机5、第一转轴6，所述的第一转轴6横向穿 设在所述割炬架2上，所述的第一转轴6与所述第一伺服电机5的输出轴通过第一传动机 构连接。本实施例中，该第一传动机构的具体结构形式为所述第一伺服电机5的输出轴上 设有第一主动带轮，所述的第一转轴6上设有第一从动带轮，所述的第一主动带轮和第一 从动带轮之间通过第一同步带7连接。 所述的第一转轴6上固接有竖向的第一连杆8，所述割炬架2的外侧有割炬夹持器 9，所述的割炬夹持器9上设有竖向的割炬IO，还包括第一连接板ll，所述第一连接板11的 头部与所述的割炬夹持器9铰接，所述第一连接板11的尾部与所述的第一连杆8铰接。所 述第一连接板11的头部位于所述第一连接板11的尾部的下方，所述第一连接板11的头部 和尾部之间通过第一斜板连接。 为了保证对割炬夹持器9的径向偏转拉力，本实施例中所述的径向偏摆机构还包 括第二转轴12，所述的第二转轴12横向穿设在所述割炬架4上；所述的第二转轴12上固 接有竖向的第二连杆13，还包括位于所述第一连接板11上方的第二连接板14，所述第二连 接板14的头部与所述的割炬夹持器9铰接，所述第二连接板14的尾部与所述的第二连杆 13铰接；所述第二连接板14的头部位于所述第二连接板14的尾部的下方，所述第二连接 板14的头部和尾部之间通过第二斜板连接。 所述的升降架3内设有轴向偏摆机构，所述的轴向偏摆机构包括第二伺服电机 15、穿越所述的升降架3和割炬架4从而将两者串联起来的偏摆轴16，所述的偏摆轴16与 所述的割炬架4固接，所述的偏摆轴16与所述第二伺服电机15的输出轴通过第二传动机 构连接。本实施例中，所述第二伺服电机15的输出轴与所述的偏摆轴16通过带传动机构 连接第二伺服电机15的输出轴上设有第二主动带轮，第二伺服电机15通过连接架连接位 于其下方的架体，该架体上穿设有过渡轴17，过渡轴17的一端设有第二从动带轮，过渡轴 17的另一端设有第三从动带轮，偏摆轴16上设有第四从动带轮，第二主动带轮和第二从动 带轮之间通过第二同步带17连接，第三从动带轮和第四从动带轮之间通过第三同步带18 连接。 所述偏摆轴16的中心轴线和所述割炬10的中心轴线交汇于一点。 所述的工作平台1上设有两列均与所述割炬垂直且对称的插缝，即两列插缝的各条插缝在横向方向上一一对应。 所述工作台的下方有两列与所述的两列插缝对应的摩擦盘19，两列摩擦盘19的 每个摩擦盘具有相同的尺寸，每列摩擦盘的相邻前后摩擦盘之间的距离相等，两列所述的 摩擦盘分别由一传动轴将其中心串接起来，所述的传动轴位于所述工作台的下方。所述的 传动轴与驱动其转动的第三传动机构连接。本实施例中，该第三传动机构的具体结构形式 为所述的传动轴上设有从动链轮，还包括第三伺服电机，所述第三伺服电机的输出轴上设 有主动链轮，所述的主动链轮与所述的从动链轮通过链条连接。 所述摩擦盘19的上部伸入所述的插缝从而凸起在所述的工作台1上，两列摩擦 盘的上部凸起在所述工作台上的距离相等；凸起在所述工作台上的两列摩擦盘之间形成架 轨； 所述工作平台的侧边的导轨与所述两列摩擦盘的轴心线平行，所述的割炬10对 准所述架轨的中心。 本发明在使用时，工件上料时只需要将管件架放在两列摩擦盘19之间的架轨上 即可。第三传动机构驱动传动轴转动，摩擦盘19在摩擦力的作用下带动工件转动。割炬IO 进行切割的方式与现有的相贯线切割机相同进行切割时，割炬10的切割点始终保持在管 件的上表面，其射线通过管件的圆心，割炬IO在管件的轴向方向和径向方向上偏摆第二 伺服电机15的输出轴通过带传动机构带动偏摆轴16转动，偏摆轴16带动割炬架4转动， 从而实现割炬IO在管件的轴向方向上的偏摆；第一伺服电机5的输出轴也是通过带传动 机构带动第一转轴6转动，第一转轴6转动带动第一连杆8、第一连接板11拉动割炬在管 件的径向方向上偏摆，同时第二连杆13、第二连接板14也拉动割炬在管件的径向方向上偏 摆。轴向和径向偏摆复合成相应的角度，其复合点始终在相贯线运动轨迹的法线方向上，这 样使割炬10能在360。范围内实现连续变坡口切割。割炬10的轴向偏摆、径向偏摆的复合 点必须与切割点重合(即偏摆轴的中心轴线和所述割炬的中心轴线交汇于一点)。
本发明在使用时，工件是依靠摩擦盘19组支撑旋转的，随着加工管径的减小，工 件上表面与摩擦盘19外径之间的距离也在縮小。传统的径向偏摆机构的用于连接割炬夹 持器和连杆的连接板是直板(即连接板的头部和尾部位于同一水平面上)，采用这种结构， 在一定管径范围内连接板将会与摩擦盘产生碰撞，这样制约了管子的切割加工范围。因此 本发明采用这样的结构第一连接板ll的头部位于第一连接板ll的尾部的下方，第一连接 板11的头部和尾部之间通过第一斜板连接；第二连接板14的头部位于第二连接板14的尾 部的下方，第二连接板14的头部和尾部之间通过第二斜板连接，尽可能的扩大管子加工范 围。
权利要求
摩擦式相贯线切割机，包括工作平台，所述工作平台的侧边设有一列导轨，所述的导轨上设有割炬小车，所述的割炬小车上设有可上下滑动的升降架，还包括位于所述升降架前方的割炬架，所述的割炬架内设有径向偏摆机构；所述的径向偏摆机构包括第一伺服电机、第一转轴，所述的第一转轴横向穿设在所述割炬架上，所述的第一转轴与所述第一伺服电机的输出轴通过第一传动机构连接；所述的第一转轴上固接有竖向的第一连杆，所述割炬架的外侧有割炬夹持器，所述的割炬夹持器上设有竖向的割炬，还包括第一连接板，所述第一连接板的头部与所述的割炬夹持器铰接，所述第一连接板的尾部与所述的第一连杆铰接；所述的升降架内设有轴向偏摆机构，所述的轴向偏摆机构包括第二伺服电机、穿越所述的升降架和割炬架从而将两者串联起来的偏摆轴，所述的偏摆轴与所述的割炬架固接，所述的偏摆轴与所述第二伺服电机的输出轴通过第二传动机构连接；所述偏摆轴的中心轴线和所述割炬的中心轴线交汇于一点；其特征在于所述第一连接板的头部位于所述第一连接板的尾部的下方，所述第一连接板的头部和尾部之间通过第一斜板连接；所述的工作平台上设有两列均与所述割炬垂直且对称的插缝；所述工作台的下方有两列与所述的两列插缝对应的摩擦盘，两列摩擦盘的每个摩擦盘具有相同的尺寸，两列所述的摩擦盘分别由一传动轴将其中心串接起来，所述的传动轴与驱动其转动的第三传动机构连接；所述摩擦盘的上部伸入所述的插缝从而凸起在所述的工作台上，两列摩擦盘的上部凸起在所述工作台上的距离相等；凸起在所述工作台上的两列摩擦盘之间形成架轨；所述工作平台的侧边的导轨与所述两列摩擦盘的轴心线平行，所述的割炬对准所述架轨的中心。
2. 如权利要求1所述的摩擦式相贯线切割机，其特征在于所述的径向偏摆机构还包 括第二转轴，所述的第二转轴横向穿设在所述割炬架上；所述的第二转轴上固接有竖向的 第二连杆，还包括位于所述第一连接板上方的第二连接板，所述第二连接板的头部与所述 的割炬夹持器铰接，所述第二连接板的尾部与所述的第二连杆铰接；所述第二连接板的头部位于所述第二连接板的尾部的下方，所述第二连接板的头部和 尾部之间通过第二斜板连接。
3. 如权利要求1或2所述的摩擦式相贯线切割机，其特征在于所述第一伺服电机的 输出轴上设有第一主动带轮，所述的第一转轴上设有第一从动带轮，所述的第一主动带轮 和第一从动带轮之间通过第一同步带连接；所述第二伺服电机的输出轴与所述的偏摆轴通过带传动机构连接。
4. 如权利要求3所述的摩擦式相贯线切割机，其特征在于所述的传动轴上设有从动 链轮，还包括第三伺服电机，所述第三伺服电机的输出轴上设有主动链轮，所述的主动链轮 与所述的从动链轮通过链条连接。
5. 如权利要求3所述的摩擦式相贯线切割机，其特征在于每列摩擦盘的相邻前后摩 擦盘之间的距离相等。
6. 如权利要求5所述的摩擦式相贯线切割机，其特征在于所述的传动轴位于所述工 作台的下方。
全文摘要
摩擦式相贯线切割机，包括工作平台，所述工作平台的侧边设有一列导轨，所述的导轨上设有割炬小车，所述的割炬小车上设有可上下滑动的升降架，还包括位于所述升降架前方的割炬架，所述的割炬架内设有径向偏摆机构；所述第一连接板的头部位于所述第一连接板的尾部的下方，所述第一连接板的头部和尾部之间通过第一斜板连接；所述的工作平台上设有两列插缝；所述工作台的下方有两列摩擦盘。上料时只需直接将管子吊到工作平台上，利用两组摩擦盘自动找正管子的轴心线，使得管子的上下料非常方便，大大减少了管子吊装、调整等辅助时间。
文档编号B23K37/047GK101698268SQ200910154699
公开日2010年4月28日 申请日期2009年11月23日 优先权日2009年11月23日
发明者李乃健, 章德均 申请人:宁波金凤焊割机械制造有限公司