专利名称：五轴钢管相贯线切割机跟踪机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及钢管加工设备领域，尤其是五轴钢管相贯线切割机。
背景技术：
钢管相贯线切割机用于切割管料，管类零件外圆未经过加工，因此并不是理想的 整圆，而会不可避免的存在失圆现象，因此在回转过程中可能会远离或者碰撞切割枪，导致 加工精度误差或者撞坏切割枪。现有技术如专利ZL200820187324. 0采用跟踪机构来进行 割枪的保护，但是这种结构布置形式、调整方式、工艺性等总体方面不是很合理，在切割过 程中不可避免地会产生切割不正确，不能确保工件切割时切割面的形状和尺寸精度，同时 直接影响了机床的使用性能和寿命。
发明内容
本申请人针对上述现有钢管切割机跟踪机构不甚合理，影响加工精度与可靠性等 缺陷，提供一种结构合理，操作方便的五轴钢管相贯线切割机跟踪机构，从而可以达到更高 的加工精度，也可以防止碰撞损坏切割枪。本发明所采用的技术方案如下
一种五轴钢管相贯线切割机跟踪机构，安装板通过弹性悬浮装置连接在割头升降部件 的升降板上，在安装板正面中部固定所述切割头左右摆动部件与前后连杆摆动部件，在安 装板正面两侧对称安装有压杆，压杆的前端设置有万向球。其进一步特征在于
所述切割头跟踪机构的弹性悬浮装置包括在安装板与升降板之间靠近中部对称设置 有两支直线导轨副与限位装置，安装板两侧通过拉伸弹簧和两端螺栓与升降板连接。在前后连杆摆动部件前端安装固定板，限位销安装在固定板上，夹持器搁置在固 定板中间，并通过固定板四周设置的磁钢进行磁力吸附。本发明在拉伸弹簧和万向输送球受力作用下作上下浮动；伸缩杆在键槽的导向下 作伸缩运动并用蝶形螺栓进行锁紧定位；万向输送球在遇到管件外圆较大失圆，安装板来 不及补偿情况下，伸缩杆作回转运动，保护自身机构；限位块与接近开关起限位与回零作 用。本发明结构刚性、布置形式、调整方式、工艺性更合理、运行稳定性好、可靠性高，可以确 保工件切割面的形状和尺寸精度，大大提高了机床的使用性能和寿命。
图1为安装本发明的五轴钢管相贯线切割机的主视图； 图2为本发明的主视图3为图2的俯视图。
具体实施例方式下面结合附图，说明本发明的具体实施方式
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如图1所示，安装本发明的五轴钢管相贯线切割机包括位于切割机一端的主轴 箱，主轴箱输出端连接回转卡盘，对钢管1端部进行夹持并提供回转主动力；切割机底座上 平行的设置有两路轨道，一路轨道位于被加工管料下部，在此轨道上设置有若干钢管支撑 架，用于对钢管1进行支撑；切割头运动组件3可移动的设置在另一路轨道上，通过管线与 切割机的动力部分和控制部分连接。切割头运动组件3包括切割头纵向移动部件100、切 割头升降机构200、切割头左右摆动部件300、切割头前后连杆摆动部件400，可以夹持火焰 或等离子切割枪2，对钢管进行切割加工。工作时首先将钢管1水平放置在钢管支撑架之 上，将切割头升降机构200在高度方向升降，切割头纵向移动部件100沿着管料轴向运动至 正确工作位置，由回转卡盘夹紧钢管一端并旋转实现管料周向的控制，通过数控控制系统 对主轴箱的回转卡盘、切割头纵向移动部件100、切割头升降机构200、切割头左右摆动部 件300、切割头前后连杆摆动部件400这五轴的联合精确控制，实现对不同管径的管料，不 同直线、弧线、相贯线及其坡口等切割要求的高精度切割。如图2、图3所示，本发明采用一块较大的切割头左右摆动部件300的安装板303 将整套跟踪机构安装在切割头升降部件200的升降板正面，在安装板303与升降板221之 间靠近中部对称设置有两支直线滚动导轨副711，接近开关715与导轨副711的导轨安装在 升降板221上，限位板714与导轨副711的滑块安装在安装板303的背面；安装板303的背 面靠近两侧采用拉伸弹簧713与两端的活节螺栓712将安装板303弹性“悬挂”在升降板 221上；如图3所示，安装板303正面中部固定切割头左右摆动部件300与前后连杆摆动部 件400，安装板303正面两侧对称安装有 两支后压杆706，后压杆706的前端通过压杆轴705 与前压杆704枢接，前压杆704的前端连接有伸缩杆702，伸缩杆702前端设置有万向输送 球701。后压杆706与与前压杆704采用压杆轴705枢接，以压杆轴705为中心，圆周对称 分布有四个弹性钢珠装置，如图3所示，后压杆706开设有孔，孔口有螺纹，紧定螺钉708旋 入螺纹孔，通过压缩弹簧709将钢珠707抵紧在前压杆704的配合凹坑内。前压杆704的 前端与伸缩杆702采用滑动键配合，伸缩杆702端部固定有导向键710，前压杆704内侧设 置有滑动槽，导向键710可以在滑动槽内前后滑动，利用蝶形螺栓703进行紧固。在前后连 杆摆动部件400前端安装固定板718，限位销716安装在固定板718上，夹持器719搁置在 固定板718中间，固定板718四周设置有磁钢717，依靠夹持器与割炬的重力和磁钢的吸力 将夹持器719吸附固定在固定板718上。当钢管相贯线切割机进行手动控制时，或者不需要进行跟踪工作时，可以松开蝶 形螺栓703，将伸缩杆702缩回前压杆704内部；当切割机自动工作时，将伸缩杆702从前 压杆704内部伸出，调节至正确位置后锁紧蝶形螺栓703，此时万向输送球701的球头与 切割枪的割炬头位于同一纵向平面上，万向输送球701的球头接触被加工管料的外圈最高 点，加工时被加工管料轴向回转，由于管料在出厂时外圆允许存在一定的圆度误差，因此在 管料旋转时具有跳动，万向输送球1在管料外圆上受到大小不一的径向力，万向输送球701 的球头跟随管料外圈的表面形状上下波动，由于安装板303两侧的拉伸弹簧713平衡了跟 踪机构和中部连杆机构的大部分重量，因此当万向输送球701的球头受到外力作用时，安 装板303可沿直线滚动导轨副711方向自动作上下直线运动，保持与管料的相对距离保持 一致，因此中部连杆机构前端夹持的切割枪的割炬头也与管料的被切割点始终保持固定的 相对距离，避免了过分靠近与远离管料。
当被加工管料存在大幅度的失圆时，即管料上某一点外径特别大，此时安装板303 短时间内来不及做出补偿，为了保护设备的安全，当万向输送球701所受力大于压缩弹簧 709的弹力时，钢珠707克服压缩弹簧709缩进孔内，前压杆704以压杆轴705为旋转中心 向上方翘起；同时如果割炬头部接触到钢管，则装夹割炬的夹持器719则会以限位销716为 导柱上升，脱离固定板718，从而避开局部失圆保护设备；而当球头经过失圆区域后，前压 杆704在重力作用下落，钢珠707重新进入前压杆704的配合凹坑内并重新定位；同时装夹 割炬的夹持器719在重力与磁钢717的吸力作用下，在限位销716的导向作用下回复到固 定板718上。接近开关715与限位板714共同作用，起限位与回零作用。在上述过程中整 套机构可以跟随管料外表面形状，配合并保护连杆机构和切割枪，提高定位精度，使设备更 加稳定可靠，保证切割精度。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利 要求，在不违背本发明精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。
权利要求
一种五轴钢管相贯线切割机跟踪机构，其特征在于安装板通过弹性悬浮装置连接在割头升降部件的升降板上，在安装板正面中部固定所述切割头左右摆动部件与前后连杆摆动部件，在安装板正面两侧对称安装有压杆，压杆的前端设置有万向球。
2.按照权利要求1所述的五轴钢管相贯线切割机跟踪机构，其特征在于所述切割头 跟踪机构的弹性悬浮装置包括在安装板与升降板之间靠近中部对称设置有两支直线导轨 副与限位装置，安装板两侧通过拉伸弹簧和两端螺栓与升降板连接。
3.按照权利要求1所述的五轴钢管相贯线切割机跟踪机构，其特征在于在前后连杆 摆动部件前端安装固定板，限位销安装在固定板上，夹持器搁置在固定板中间，并通过固定 板四周设置的磁钢进行磁力吸附。
全文摘要
本发明涉及一种五轴钢管相贯线切割机跟踪机构，安装板通过弹性悬浮装置连接在割头升降部件的升降板上，在安装板正面中部固定所述切割头左右摆动部件与前后连杆摆动部件，在安装板正面两侧对称安装有压杆，压杆的前端设置有万向球。本发明结构刚性、布置形式、调整方式、工艺性更合理、运行稳定性好、可靠性高，可以确保工件切割面的形状和尺寸精度，大大提高了机床的使用性能和寿命。
文档编号B23K37/02GK101934449SQ20101029338
公开日2011年1月5日 申请日期2010年9月27日 优先权日2010年9月27日
发明者周冰峰, 岳伟, 张巍文, 杨飞, 董立锋, 许驰, 邵燕瑛 申请人:无锡华联科技集团有限公司