专利名称：数控坡口切割机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及等离子钢材数控切割设备，尤其是一种用于对钢板进行各种曲面坡口切割的数控坡口切割机。
背景技术：
目前，我国大多数钢材切割企业在进行钢板坡口切割中，一般都是采用数控切割机先把零件切割下来，再使用刨边机、坡口切割机器人、小车切割机或者手工打磨方式，经过二次甚至三次加工，才能加工完成焊接坡口，其坡口焊接余量需要放得很大，不仅加工工序复杂，而且劳动强度大，钢材浪费严重。为满足大批量、高效率、高质量的切割生产需要，对数控坡口切割机设备的技术需求迅速增长，数控坡口切割机是国际焊割界中一项高难度的综合技术，它可广泛应用于航天、造船、冶金、机械加工行业，主要功能是对需要做焊接的钢板进行各种曲面坡口切割，不需要二次加工，切割完的板材可直接用于焊接。实践中发现，现有的数控坡口切割机设备仍然存在一定缺陷一是在等离子切割过程中，坡口切割精度不高，切割过程中坡口角度不易控制，误差大；二是由于等离子在坡口切割时的最大能力在40毫米以下，切割机在对厚度大于40毫米以上的钢板进行坡口切割时，必须采用火焰割枪进行切割，而火焰割枪在坡口切割中存在割枪与板材之间的高度如何进行跟踪精确控制的问题，目前尚未解决。
发明内容本实用新型的目的是为解决现有技术存在的不足，特别是针对切割机割枪与板材之间的高度控制问题，提出一种数控坡口切割机。本实用新型采用的技术方案是数控坡口切割机，包括数控系统、X-Y-Z机械系统、电气控制柜和回转切割头，X-Y-Z机械系统是一个龙门式的三维运动系统，包括工作台、 X轴、Y轴和Z轴，X轴、Y轴和Z轴为三根直线轴，回转切割头安装在X-Y-Z机械系统的横梁上，回转切割头包括A轴、固定架、B轴、悬臂、割枪、连接板和三维防碰撞自动复位装置组成，A轴安装在固定架上，并通过驱动装置与悬臂相连，悬臂的下端连接B轴，割枪通过三维防碰撞自动复位装置安装在B轴上，固定架下方设有防碰撞保护支架，其特征在于所述悬臂的下端设有滑轨，B轴与悬臂通过滑轨连接，所述B轴下端连接有托盘。所述B轴下端的托盘下面设有万向轮。所述B轴下端的托盘为中空的环形或者半环形。与现有技术相比，本实用新型的有益效果和特点是①通过在回转切割头的悬臂上作了实质性的结构改进，将悬臂与B轴之间的连接改为用精密滑轨可上下移动的连接方式，再将B轴接近切割板材的一端设置可移动托盘，割枪固定在与B轴连接的三维防碰撞自动复位装置上，由于托盘在工作时一直压在板材上，板材的高低变化也让托盘随着进行同步变换，从而保证了割枪与板材之间高度的精确控制，有效地解决了割枪与板材之间高度的跟踪精密控制问题。②由于托盘解决了割枪与板材之间的高度控制问题，只需将B轴旋转一定角度，就可以解决目前等离子切割过程中产生的切割坡口误差问题，使等离子切割实现零误差坡口切割。③改进后的数控坡口切割机，解决了目前切割焊接行业对40毫米以上及10毫米以下的板材切割工艺上尚未突破的技术问题，整机采用模块化结构设计，体积和重量较国外同类产品轻巧，性价比高，具有优良的切割质量、切割精度和切割能力。
图1是本实用新型实施例的整体结构正面示意图；图2是本实用新型实施例的整体结构侧面示意图；图3是本实用新型实施例中的回转切割头结构示意图。图中标号分别表示1-数控系统，2-X-Y-Z机械系统，3-电器控制柜，4-工作台， 5_回转切割头，6-三维防碰撞自动复位装置，7-滑轨，8-A轴，9-Z轴，IO-X轴，Il-Y轴，12-B 轴，13-光电开关，14-防碰撞保护支架，15-割枪，16-托盘，17-万向轮，18固定架，19-悬臂，20-连接板，21-电机，22-板材。
具体实施方式
如图1、图2所示，本实用新型数控坡口切割机主要包括数控系统1、Χ-Υ_Ζ机械系统2、电气控制柜3和回转切割头5等部分构成，其中由数控系统1、电器控制柜3以及等离子电源等构成电器系统，它为机械系统提供动力电源、控制和保护功能。X-Y-Z机械系统2 是一个龙门式的三维运动系统，它包括工作台4和X轴10、Υ轴11、Ζ轴9等三根直线轴，其中X轴10、Y轴11采用齿轮齿条结构实现直线运动，Z轴9为丝杆结构实现直线运动。回转切割头5是一个独立的模块，它固定安装在X-Y-Z机械系统2的横梁上。根据图3所示，回转切割头5主要包括A轴8、固定架18、Β轴12、悬臂19、割枪15、连接板20 和三维防碰撞自动复位装置6组成，A轴8安装在固定架18上，并通过驱动装置与悬臂19 相连，驱动悬臂19进行旋转运动，悬臂19的下端连接B轴12，割枪15通过三维防碰撞自动复位装置6安装在B轴12上，A轴8和B轴12的联动使割枪实现坡口角度，通过数控系统 1控制的五轴运动实现割枪15对板材22的坡口加工。固定架18下方安装有防碰撞保护支架14，悬臂19的下端设有滑轨7，B轴12与悬臂19通过滑轨7连接，B轴12下端连接有托盘16，托盘16制成中空的圆形、方形或者其它形状的环形或者半环形结构，托盘16下面装设有万向轮17，并通过万向轮17压在被切割板材22上滑动运行。工作状态下，割枪15在运行过程中受到防碰撞保护支架14和三维防碰撞自动复位装置6的双重保护。B轴12下端的托盘16通过万向轮17 —直压在板材22上滑动，随着板材22的高低变化，托盘16带动B轴12沿悬臂19的精密滑轨上下移动，进行着同步变换，从而保证了割枪15与板材22之间高度的精确控制。工作时零件角度主要靠B轴12旋转和A轴8旋转共同生成(称之为拟合角)。由于托盘16解决了割枪15与板材22之间的高度控制问题，只需将B轴12旋转一定角度，切割过程中再通过A轴8旋转修正B轴12旋转的角度误差，就可以解决目前等离子切割过程中产生的切割坡口误差问题，使等离子切割实现零误差坡口切割。
权利要求1.一种数控坡口切割机，包括数控系统、X-Y-Z机械系统、电气控制柜和回转切割头， X-Y-Z机械系统是一个龙门式的三维运动系统，包括工作台、X轴、Y轴和Z轴，X轴、Y轴和 Z轴为三根直线轴，回转切割头安装在X-Y-Z机械系统的横梁上，回转切割头包括A轴、固定架、B轴、悬臂、割枪、连接板和三维防碰撞自动复位装置组成，A轴安装在固定架上，并通过驱动装置与悬臂相连，悬臂的下端连接B轴，割枪通过三维防碰撞自动复位装置安装在B轴上，固定架下方设有防碰撞保护支架，其特征在于所述悬臂的下端设有滑轨，B轴与悬臂通过滑轨连接，所述B轴下端连接有托盘。
2.根据权利要求1所述的数控坡口切割机，其特征在于所述B轴下端的托盘下面设有万向轮。
3.根据权利要求1或2所述的数控坡口切割机，其特征在于所述B轴下端的托盘为中空的环形或者半环形。
专利摘要本实用新型是一种数控坡口切割机，包括数控系统、X-Y-Z机械系统、电气控制柜和回转切割头，X-Y-Z机械系统是一个龙门式的三维运动系统，回转切割头安装在X-Y-Z机械系统的横梁上，由回转切割头的A轴和B轴联动使割枪实现坡口角度，通过数控系统控制的五轴运动实现割枪对钢板的坡口加工，其特征在于在回转切割头的悬臂下端设有滑轨，B轴与悬臂之间通过滑轨连接，B轴下端连接有托盘，托盘在被切割板材上方滑动运行，有效地解决了割枪与板材之间高度的控制问题以及等离子切割过程中产生的切割坡口误差。
文档编号B23K37/02GK202291792SQ20112037996
公开日2012年7月4日 申请日期2011年10月9日 优先权日2011年10月9日
发明者贾红兵 申请人:武汉伊万博格科技有限公司