专利名称：一种基于四杆机构与割炬伸缩的等离子坡口切割装置的制作方法
技术领域：
本发明属于切割装置领域，特别涉及数控等离子坡口切割装置。
背景技术：
坡口切割是将焊件的待焊部位切割成一定的几何形状，是焊接的前道工序。坡口切割质量直接影响焊接件的工艺性能和焊接质量。因此，选择合理的坡口形状，提高坡口切割质量，保证坡口角度和坡口面精度，是坡口切割的关键。现有技术中使用数控等离子坡口机切割坡口，是通过回转装置引领割炬进行直线运动、回转运动和两者的复合运动，完成特定形状坡口的切割。现有技术的坡口切割装置的不足是刚性差、结点多、运动传递误差大、 机构所占空间较大、自重偏大等。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术存在的不足，设计一种结构紧凑且简单的基于四杆机构与割炬伸缩的等离子坡口切割装置。为了实现上述目的，本发明的技术方案如下一种基于四杆机构与割炬伸缩的等离子坡口切割装置，包括机架、回转机构、伸缩杆机构、排线机构和四杆机构，其特征是所述的机架是长方体的空间框架，空间框架的下端面设有轴承座，框架安装在龙门切割机的横梁上；所述的回转机构由回转架和电机一组成，回转架是圆形框架，圆形框架的上端面上设有连接轴，连接轴上端穿过机架上的轴承座通过轴承支撑在机架上，连接轴上端与固定安装在机架上的电机一的输出轴固定连接，回转架的下端面设有回转架接头，回转架上设有电机二和与电机二连接的减速器；所述的伸缩杆机构是套杆式机构，末段伸缩杆的端部安装有割炬，伸缩杆机构内部设有齿轮齿条机构控制伸缩杆伸缩运动，第一段伸缩杆上端面上设有连接接头，侧面设有伸缩杆连杆，伸缩杆连杆与第一段伸缩杆固定连接；所述齿轮齿条机构包括固定安装在第一段伸缩杆末端中心轴线上的大齿轮、固定在其他伸缩杆内壁上的齿条和安装在除末段伸缩杆外其他各段伸缩杆尾部的两个啮合的小齿轮一和小齿轮二， 相邻两伸缩杆内的齿条位置相对，其中内杆的齿条伸入到外杆内，两个啮合的小齿轮安装在相邻两伸缩杆内的位置相对齿条的中间并分别与两齿条啮合，大齿轮与电机三输出轴固定连接，大齿轮与第二段伸缩杆内的齿条啮合；所述的电机三固定安装于第一段伸缩杆与伸缩杆连杆的连接处；所述四杆机构由曲柄、连杆、回转架、第一段伸缩杆和与第一段伸缩杆固定连接的伸缩杆连杆组成，曲柄一端与回转架上的减速器的输出轴连接，另一端与连杆一端转动连接，连杆另一端与第一段伸缩杆上端面上的连接接头转动连接，伸缩杆连杆与回转架接头转动连接；所述排线机构安装在第一段伸缩杆内，排线机构与电机三输出轴连接，跟随大齿轮一起转动。本发明所述的基于四杆机构与割炬伸缩的等离子坡口切割装置，其特征在于所述伸缩杆机构的伸缩杆为2-5根。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果
1、本发明设有排线机构，可避免管线缠绕。2、本发明的回转架、大齿轮和曲柄均直接与驱动电机连接，可减少动力传递中间环节造成的误差和能量损失。3、本发明结构简明，均采用框架结构，节省空间，易于加工，成本低廉。
本发明有附图1张，图1是基于四杆机构与割炬伸缩的等离子坡口切割装置的结构示意图。图中1、机架；2、电机一 ；3、回转架；4、减速器；5、电机二 ；6、电机三；7、伸缩杆二 ；8、齿条二 ；9、底盘；10、割炬；11、伸缩杆三；12、齿条一 ；13、小齿轮一 ；14、小齿轮二 ； 15、大齿轮；16、排线机构；17、伸缩杆一 ；18、伸缩杆连杆；19、回转架接头；20、连接接头； 21、连杆；22、曲柄；23、连接轴。
具体实施例方式下面结合附图对本发明实施例做进一步描述。装置包括机架1、回转机构、伸缩杆机构、排线机构16和四杆机构，排线机构由绕线轮和布线架组成，机架1是长方体的空间框架，空间框架的下端面设有轴承座，轴承座中装有轴承，框架安装在龙门切割机的横梁上； 回转机构由回转架3和电机一 2组成，电机一 2固定安装在机架1框架内部，回转架3是圆形框架，圆形框架的上端面上设有连接轴20，连接轴20上端穿过机架1上的轴承座通过轴承支撑在机架1上，连接轴20上端与电机一 2输出轴固定连接，由电机一 2直接驱动，使回转架3可沿Y轴旋转；回转架3的下端面设有回转架接头19，回转架3内固定安装有电机二 5和与电机连接的减速器4 ；伸缩杆机构是套杆式机构，末段伸缩杆11的端部安装有割炬10，伸缩杆机构内部设有齿轮齿条机构控制伸缩杆伸缩运动，第一段伸缩杆17上端面上设有连接接头23，齿轮齿条机构包括固定安装在第一段伸缩杆17末端中心轴线上的大齿轮15、固定在其他伸缩杆7、11内壁上的齿条8、12和安装在除末段伸缩杆11外其他各段伸缩杆尾部的两个啮合的小齿轮一 13和小齿轮二 14，相邻两伸缩杆内的齿条位置相对，其中内杆的齿条伸入到外杆内，两个啮合的小齿轮安装在相邻两伸缩杆内的位置相对齿条的中间并分别与两齿条啮合，大齿轮与电机三输出轴固定连接，大齿轮与第二段伸缩杆内的齿条啮合；电机三6固定安装于第一段伸缩杆17与伸缩杆连杆18的连接处；四杆机构由曲柄22、连杆21、回转架3和第一段伸缩杆连杆18与第一段伸缩杆17组成，曲柄22 —端连接在回转架3上的减速器4输出轴上，另一端与连杆21 —端转动连接，连杆21另一端与第一段伸缩杆上端面上的连接接头20转动连接，伸缩杆连杆18与回转架接头19转动连接； 排线机构16安装在第一段伸缩杆17内，排线机构16与电机三6输出轴连接，绕线轮跟随大齿轮15 —起转动，实现工作管线的收或放，割炬的工作管线均安排于排线机构16内。本发明的工作原理如下机架1连接着龙门切割机的横梁，支持整个装置随龙门式切割机横梁的平面运动，实现装置的左右运动；回转架3由电机一 2带动，作Y轴旋转运动；电机二 5带动四杆机构曲柄转动，控制伸缩杆机构整体沿Z轴摆动；大齿轮15由电机三6带动，大齿轮15带动齿条一 12，齿条一 12带动小齿轮一 13，小齿轮一 13将运动传递给小齿轮二 14，小齿轮二 14将运动传递给齿条二 8，因为齿条一 12与伸缩杆二 7固定，齿
4条二 8与伸缩杆三11固定，所以大齿轮15的转动控制着伸缩杆机构的伸缩。排线机构16 绕线轮跟随大齿轮15 —起转动，实现工作管线的收或放。
权利要求
1.一种基于四杆机构与割炬伸缩的等离子坡口切割装置，包括机架(1)、回转机构、伸缩杆机构、排线机构(16)和四杆机构，其特征是所述的机架(1)是长方体的空间框架，空间框架的下端面设有轴承座，框架安装在龙门切割机的横梁上；所述的回转机构由回转架 (3)和电机一( 组成，回转架C3)是圆形框架，圆形框架的上端面上设有连接轴(23)，连接轴上端穿过机架(1)上的轴承座通过轴承支撑在机架(1)上，连接轴上端与固定安装于机架(1)上的电机一 O)的输出轴固定连接，回转架(3)的下端面设有回转架接头(19)，回转架(3)上设有电机二(5)和与电机二(5)连接的减速器⑷；所述的伸缩杆机构是套杆式机构，末段伸缩杆(11)的端部安装有割炬(10)，伸缩杆机构内部设有齿轮齿条机构控制伸缩杆伸缩运动，第一段伸缩杆(17)上端面上设有连接接头(20)，侧面设有伸缩杆连杆(18)，伸缩杆连杆(18)与第一段伸缩杆(17)固定连接；所述齿轮齿条机构包括固定安装在第一段伸缩杆(17)末端中心轴线上的大齿轮(15)、固定在其他伸缩杆(7、11) 内壁上的齿条(8、12)和安装在除末段伸缩杆(11)外其他各段伸缩杆尾部的两个啮合的小齿轮一(1 和小齿轮二(14)，相邻两伸缩杆内的齿条位置相对，其中内杆的齿条伸入到外杆内，两个啮合的小齿轮安装在相邻两伸缩杆内的位置相对齿条的中间并分别与两齿条啮合，大齿轮(1 与电机三(6)输出轴固定连接，大齿轮(1 与第二段伸缩杆内的齿条啮合；所述的电机三(6)固定安装于第一段伸缩杆(17)与伸缩杆连杆(18)的连接处；所述四杆机构由曲柄(22)、连杆(21)、回转架(3)、第一段伸缩杆(17)和与第一段伸缩杆(17)固定连接的伸缩杆连杆(18)组成，曲柄0 —端与回转架C3)上的减速器的输出轴连接，另一端与连杆—端转动连接，连杆另一端与第一段伸缩杆上端面上的连接接头OO)转动连接，伸缩杆连杆(18)与回转架接头(19)转动连接；所述排线机构(16)安装在第一段伸缩杆(17)内，排线机构(16)与电机三(6)输出轴连接，跟随大齿轮(15) —起转动。
2.根据权利要求1所述的基于四杆机构与割炬伸缩的等离子坡口切割装置，其特征在于所述伸缩杆机构的伸缩杆为2-5根。
全文摘要
本发明公开了一种基于四杆机构与割炬伸缩的等离子坡口切割装置，包括机架、回转机构、伸缩杆机构、排线机构和四杆机构，机架安装在龙门切割机的横梁上，回转机构通过轴承支撑在机架上，与电机一输出轴连接，伸缩杆机构是套杆式机构，伸缩杆内部设有齿轮齿条机构控制伸缩杆伸缩运动，四杆机构由曲柄、连杆、回转架和第一段伸缩杆与伸缩杆连杆组成，排线机构安装在伸缩杆机构内，排线机构与电机三连接。本发明的有益效果是曲柄、连杆、机架和伸缩杆构成了四杆机构，使结构更加紧凑；伸缩杆机构的控制件大齿轮、回转架和曲柄均通过减速器直接连接到电机，由电机直接驱动，从而减少了动力传递中间环节的误差和能量损失。
文档编号B23K10/00GK102179611SQ201110124380
公开日2011年9月14日 申请日期2011年5月13日 优先权日2011年5月13日
发明者张会臣, 李小磊, 郝章涛 申请人:大连海事大学