专利名称：一种数控相贯线等离子切割机的制作方法
技术领域：
一种数控相贯线等离子切割机(一)、技术领域[0001]本实用新型涉及切割设备，具体涉及一种数控相贯线等离子切割机。背景技术：
[0002]相贯线切割是指对钢管与有色金属管子的结合处相贯线孔、相贯线端部、弯头 (虾米节)进行切割的一种机械作业，相贯线切割广泛运用于建筑、化工、造船、机械工 程、冶金、电力等行业的管道结构件的切割加工。此类加工以往大多采用制作样板、划 线、人工放样、手工切割、人工打磨等落后繁复操作工艺，切割精度差、效率低。市场 上偶见有相贯线切割机使用，其割炬不能自由偏转，切割自动化程度低，精度差；其移 动小车普遍使用滚珠式直线导轨，用滚珠式直线导轨时间略长由于灰尘原因，灵敏度会 降低甚至会卡死，而致使切割精度降低。
发明内容[0003]本实用新型的目的在于提供一种数控相贯线等离子切割机，使用等离子电弧进 行切割，切割精度好、效率高、自动化程度高，可切割各种复杂相贯线管道。[0004]为达到上述目的，本实用新型的技术方案包括底座，底座的一端设置有主轴 箱，主轴箱上通过轴承设置有三爪卡盘，主轴箱内设置有与三爪卡盘通过齿轮连接的主 轴电机，底座一侧平行设置有两条与三爪卡盘对应的轻轨，底座的另一侧设置有两条与 轻轨平行的直线轨道，所述的直线轨道包括滑块、与滑块相匹配的导轨，所述的滑块为“门”形结构，在滑块下方的左右两端凸台上分别通过销轴固定有多对凹滑轮，导轨的 上端左右两边设置有与凹滑轮相匹配的滚柱；通过两条直线轨道活动连接有小车，小车 上通过轴承活动连接有横梁，横梁的一端设置有控制面板；底座上两条直线轨道之间设 置有与直线轨道平行的齿条，小车底部固定设置有纵向电机，纵向电机的转子上固定有 与齿条相匹配的进给齿轮；小车靠近卡盘架一侧的顶端固定设置有与底座垂直的升降电 机，升降电机的转子上固定有升降丝杆，升降丝杆通过螺纹连接有丝杆座，丝杆座上固 定设置有旋转电机，旋转电机的定子与支承座固定连接，支承座与小车的两端之间设置 有支承弹簧，还包括与旋转电机的转子固定连接的转轴；转轴上固定有连杆座，连杆座 的一侧固定设置有摆动电机和蜗杆座，蜗杆座内设置有蜗杆，所述的蜗杆与摆动电机的 转子连接；还包括上连杆、与上连杆平行设置的下连杆、前连杆、与前连杆平行设置的 后连杆，上连杆的末端与前连杆的始端通过销轴连接，下连杆的末端与后连杆的始端通 过销轴连接，下连杆与前连杆在各自的中端一侧通过销轴连接，前连杆的末端通过销轴 活动连接在连杆座的末端，后连杆的末端固定设置有与蜗杆相匹配的蜗轮，后连杆的末 端和蜗轮通过销轴活动连接在连杆座上，上连杆的始端和下连杆的始端之间固定设置有 割炬夹持器，割炬夹持器上固定连接有割炬，割炬通过导管与等离子发生器连接。[0005]所述的两条轻轨上设置有多个滚轮架。[0006]使用了上述技术方案后，主轴电机可带动三爪卡盘转动，三爪卡盘上固定的工件可随之转动，便于系统进行切割；纵向电机可带动小车沿直线轨道运动，切割工件的 不同位置；升降电机可以控制割炬的高度；旋转电机可以控制割炬左右摆动，摆动电机 可以控制割炬前后摆动，通过控制割炬的方向和角度提高相贯线切割的精度；在控制系 统作用下，主轴电机、纵向电机、升降电机、旋转电机、摆动电机可以联动，进一步提 高相贯线切割精度。使用等离子电弧进行切割，其切割精度好、效率高。使用的直线轨 道进给精确，使用寿命长；使用了多个滚轮架，可对工件进行承托，有助于提高切割精 度。
图1是本实用新型一种数控相贯线等离子切割机结构示意图；图2是图1所示实施方式的侧视图；图3是图1所示实施方式的割炬双向摆动装置示意图；图4是图1所示实施方式的直线轨道示意图；图5是本实用新型一种数控相贯线等离子切割机滚轮架示意图；图6是图1所示实施方式的主轴箱示意图；图7是图1所示实施方式的三爪卡盘与主轴电机连接示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型一种数控相贯线等离子切割机做进一步详细说明。如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示，本实用新型一种数控相贯线 等离子切割机，包括底座1，底座1的一端设置有主轴箱3，主轴箱3上通过轴承设置有 三爪卡盘31，主轴箱3内设置有与三爪卡盘31通过齿轮连接的主轴电机30，底座1 一侧 平行设置有两条与三爪卡盘31对应的轻轨11，底座1的另一侧设置有两条与轻轨11平行 的直线轨道12，所述的直线轨道12包括滑块121、与滑块121相匹配的导轨122，所述 的滑块121为“门”形结构，在滑块121下方的左右两端凸台上分别通过销轴固定有多 对凹滑轮123、123’，导轨122的上端左右两边设置有与凹滑轮123、123’相匹配的滚 柱124、124’ ；通过两条直线轨道12活动连接有小车2，小车2上通过轴承活动连接有 横梁21，横梁21的一端设置有控制面板22;底座1上两条直线轨道12之间设置有与直 线轨道12平行的齿条261，小车2底部固定设置有纵向电机260，纵向电机260的转子 上固定有与齿条261相匹配的进给齿轮26 ；小车2靠近卡盘架3 —侧的顶端固定设置有 与底座1垂直的升降电机230，升降电机230的转子上固定有升降丝杆23，升降丝杆23 通过螺纹连接有丝杆座231，丝杆座231上固定设置有旋转电机24，旋转电机24的定子 与支承座41固定连接，支承座41与小车2的两端之间设置有支承弹簧251、251，，还 包括与旋转电机24的转子固定连接的转轴43;转轴43上固定有连杆座48，连杆座48的 一侧固定设置有摆动电机44和蜗杆座45，蜗杆座45内设置有蜗杆46，所述的蜗杆46与 摆动电机44的转子连接；还包括上连杆49、与上连杆49平行设置的下连杆410、前连杆 411、与前连杆411平行设置的后连杆412，上连杆49的末端与前连杆411的始端通过销 轴连接，下连杆410的末端与后连杆412的始端通过销轴连接，下连杆410与前连杆411 在各自的中端一侧通过销轴连接，前连杆411的末端通过销轴活动连接在连杆座48的末端，后连杆412的末端固定设置有与蜗杆46相匹配的蜗轮47，后连杆412的末端和蜗轮 47通过销轴活动连接在连杆座48上，上连杆49的始端和下连杆410的始端之间固定设置 有割炬夹持器413，割炬夹持器413上固定连接有割炬7，割炬7通过导管6与等离子发 生器连接。[0016]所述的两条轻轨11上设置有多个滚轮架5。[0017]如图1、图2可见，本实用新型的底座1的一端设置有主轴箱3，且主轴箱3设 置于底座1的一角，便于其他部件的安装。如图6、图7可见，主轴箱3上通过轴承设置 有三爪卡盘31，三爪卡盘31安装在主轴箱3前后壁之间，可以在主轴箱3上转动。三爪 卡盘31的外缘固定设置有大齿轮311，主轴电机30安装在主轴箱3内，其上设置有小齿 轮301，大齿轮311与小齿轮301相匹配，从而使得主轴电机30能够带动三爪卡盘31进 行工作。[0018]如图1、图2、图5可见，底座1 一侧平行设置有两条与三爪卡盘31对应的轻轨 11，根据需要，可以在两条轻轨11上设置多个能沿两条轻轨11移动的滚轮架5。其作用 是使三爪卡盘31上固定的工件能够被滚轮架5承托，在工件较长时避免其因为自身重力 而产生变形从而影响切割精度。滚轮架5通过设置在其底端的四个T型轨道轮活动连接 在两条轻轨11上，T型轨道轮滚动带动滚轮架5沿轻轨11移动，根据工作需要调整滚轮 架5的位置。滚轮架5上设置有滚轮架底座，滚轮架底座中部通过轴承固定有由左旋螺 纹杆541和右旋螺纹杆542组成的组合螺纹杆M，组合螺纹杆M的一端设置有旋转手柄 55,滚轮架底座上方设置有互相交叉的两个撑架56、56’，撑架56、56’在其中端通过 销轴活动连接，撑架56、56’的底端分别通过螺纹与左旋螺纹杆541和右旋螺纹杆M2 活动连接，撑架56、56’的顶端分别通过轴承固定有滚轮57、57’。旋转手柄55可以 顺时针或逆时针旋转，通过组合螺纹杆M带动撑架56、56’打开或收缩，从而适应工件 的不同直径要求。[0019]如图1可见，本实用新型的底座1的另一侧设置有两条与轻轨11平行的直线轨 道12，直线轨道12的功能是安装小车2，与轻轨11平行设置便于使小车2沿工件方向 运动。如图1、图4可见，所述的直线轨道12包括滑块121、与滑块121相匹配的导轨 122，所述的滑块121为“门”形结构，在滑块121下方的左右两端凸台上分别通过销轴 固定有多对凹滑轮123、123’，导轨122的上端左右两边设置有与凹滑轮123、123’相 匹配的滚柱124、124’ ；通过两条直线轨道12上的滑块121固定有小车2。两个滑块 121分别在两条直线轨道12上同步移动，带动小车2移动。滚柱124、124’与凹滑轮 123、123’相匹配，每对凹滑轮123、123’均与滚柱124、124’形成滚动配合，具备良 好的行走效果。根据小车2重量不同，滑块121的长度可以调整，相应的，凹滑轮123、 123’的对数可以增减，本实施例中凹滑轮123、123’为两对。凹滑轮123、123’与滚 柱124、124’之间配合精度高，因而可以大大提高小车2的行走精度。传统的滚珠式直 线导轨，滚珠与滑动部分之间存在大量间隙，其间有润滑油脂，容易形成灰尘吸附。本 实施例使用滚柱124、124’代替滚珠，余隙小，不易附着灰尘，能够胜任长时间在灰尘 较重的车间内进行工作，且可以保证输送效果。[0020]如图1可见，底座1上两条直线轨道12之间设置有与直线轨道12平行的齿条 261,小车2底部固定设置有纵向电机沈0，纵向电机260的转子上固定有与齿条沈1相匹配的进给齿轮26。在控制系统作用下，纵向电机260转动，带动进给齿轮26转动，向小 车2施加动力，从而使得小车2根据切割需要沿两条直线轨道12移动。如图1可见，升降电机230可以带动升降丝杆23转动，对旋转电机24及割炬支 承部分的高度进行调整。升降电机230主要用于切割作业开始前的对刀步骤。如图1、图3可见，旋转电机24及支承座41活动连接在小车2上，转轴43与旋 转电机24的转子固定连接，与小车之间无干涉。连杆座48、上连杆49、下连杆410、 前连杆411、后连杆412向前伸出，其伸长距离与切割机的主轴箱3位置相匹配。上连 杆49的始端和下连杆410的始端之间固定设置有割炬夹持器413，其上安装割炬7，割炬 7与导管6连接，导管6与等离子发生器连接，导管6长度留有一定余量，并通过履带进 行安装，工作过程中对割炬7不产生限制。上连杆49的长度小于下连杆410，上连杆49 的末端与前连杆411的始端通过销轴连接，前连杆411的末端通过销轴活动连接在连杆座 48的末端；下连杆410的末端与后连杆412的始端通过销轴连接，后连杆412的末端固 定设置有与蜗杆46相匹配的蜗轮47，摆动电机44转动带动蜗杆46转动，蜗杆46驱动蜗 轮47，蜗轮47带动后连杆412转动，后连杆412驱动下连杆410运动，上连杆49和前 连杆411被带动围绕销轴转动，从而实现割炬夹持器413的前后摆动，在控制系统作用 下，通过改变摆动电机44的转动方向改变割炬夹持器413的前或者后的摆动方向；转轴 43与旋转电机24的转子固定连接，旋转电机24工作时带动转轴43转动，转轴43带动连 杆座48、摆动电机44、蜗杆座45、上连杆49、下连杆410、前连杆411、后连杆412等 进行整体左右摆动；控制系统根据作业需要对本实用新型的左右摆动、前后摆动进行整 体控制，从而精确控制割炬7前后、左右摆动进行作业，提高切割精度。如图1、图2可见，小车2上通过轴承活动连接有横梁21，横梁21可以旋转， 横梁21的一端设置有控制面板22，控制面板22与控制系统连接，操纵者可以通过控制面 板22对机器进行控制。本实用新型工作过程中，主轴电机3的功能是控制工件转动，旋转电机24、摆 动电机44的功能是控制割炬7进行左右、前后摆动，纵向电机260的作用是控制小车2 移动，升降电机230控制割炬7及其支承机构的高度，在控制系统作用下，主轴电机3、 旋转电机24、摆动电机44、纵向电机260、升降电机230联动，对切割作业进行精确控 制。使用等离子电弧进行切割，进一步提高了切割精度。本实用新型的部分部件使用铝合金材料制作，既减轻了重量、增加了强度，又 解决了摆动时有颤动现象。
权利要求1.一种数控相贯线等离子切割机，包括底座(1)，其特征在于底座(1)的一端设 置有主轴箱(3)，主轴箱(3)上通过轴承设置有三爪卡盘(31)，主轴箱(3)内设置有与 三爪卡盘(31)通过齿轮连接的主轴电机(30)，底座(1) 一侧平行设置有两条与三爪卡盘 (31)对应的轻轨(11)，底座(1)的另一侧设置有两条与轻轨(11)平行的直线轨道(12)， 所述的直线轨道(12)包括滑块(121)、与滑块(121)相匹配的导轨(122)，所述的滑块 (121)为“门”形结构，在滑块(121)下方的左右两端凸台上分别通过销轴固定有多对 凹滑轮(123、123’)，导轨(122)的上端左右两边设置有与凹滑轮(123、123’)相匹 配的滚柱(124、124’ )；通过两条直线轨道(12)活动连接有小车(2)，小车(2)上通过 轴承活动连接有横梁(21)，横梁(21)的一端设置有控制面板(22)；底座(1)上两条直线 轨道(12)之间设置有与直线轨道(12)平行的齿条(261)，小车(2)底部固定设置有纵向 电机(260)，纵向电机(260)的转子上固定有与齿条(261)相匹配的进给齿轮(26)；小 车(2)靠近卡盘架(3) —侧的顶端固定设置有与底座(1)垂直的升降电机(230)，升降电 机(230)的转子上固定有升降丝杆(23)，升降丝杆(23)通过螺纹连接有丝杆座(231)， 丝杆座(231)上固定设置有旋转电机(24)，旋转电机(24)的定子与支承座(41)固定连 接，支承座(41)与小车(2)的两端之间设置有支承弹簧(251、251’)，还包括与旋转电 机(24)的转子固定连接的转轴(43)；转轴(43)上固定有连杆座(48)，连杆座(48)的一 侧固定设置有摆动电机(44)和蜗杆座(45)，蜗杆座(45)内设置有蜗杆(46)，所述的蜗 杆(46)与摆动电机(44)的转子连接；还包括上连杆(49)、与上连杆(49)平行设置的下 连杆(410)、前连杆(411)、与前连杆(411)平行设置的后连杆(412)，上连杆(49)的末 端与前连杆(411)的始端通过销轴连接，下连杆(410)的末端与后连杆(412)的始端通过 销轴连接，下连杆(410)与前连杆(411)在各自的中端一侧通过销轴连接，前连杆(411) 的末端通过销轴活动连接在连杆座(48)的末端，后连杆(412)的末端固定设置有与蜗杆 (46)相匹配的蜗轮(47)，后连杆(412)的末端和蜗轮(47)通过销轴活动连接在连杆座 (48)上，上连杆(49)的始端和下连杆(410)的始端之间固定设置有割炬夹持器(413)， 割炬夹持器(413)上固定连接有割炬(7)，割炬(7)通过导管(6)与等离子发生器连接。
2.如权利要求1所述的一种数控相贯线等离子切割机，其特征在于所述的两条轻 轨(11)上设置有多个滚轮架(5)。
专利摘要本实用新型公开了一种数控相贯线等离子切割机，包括底座，底座一端设置有主轴箱，主轴箱上通过轴承设置有三爪卡盘，三爪卡盘通过齿轮与主轴箱内设置的主轴电机连接，底座上设置有可通过直线轨道移动的小车，小车上通过支承装置设置有割炬，割炬与等离子发生器连接。工作时，在控制系统作用下，由主轴电机控制工件转动，旋转电机、摆动电机控制割炬进行左右、前后摆动，纵向电机控制小车移动，升降电机控制割炬及其支承机构的高度，主轴电机、旋转电机、摆动电机、纵向电机、升降电机联动，对切割作业进行精确控制。使用滚柱式直线轨道控制小车移动，其进给精确，使用寿命长。本实用新型切割速度快、切割精度高，可切割各种复杂相贯线管子。
文档编号B23K10/00GK201799765SQ201020569448
公开日2011年4月20日 申请日期2010年9月27日 优先权日2010年9月27日
发明者余金湖, 殷莉, 闫海永 申请人:安徽西锐重工科技有限公司