一种割炬高度控制装置的制作方法

本实用新型涉及数控切割设备技术领域，尤其涉及一种割炬高度控制装置。

背景技术：

目前常见的数控火焰、等离子、激光平板切割机、切割机器人、相贯线切割机、型钢切割机等三维切割机床，不能适应型材表面凹凸不平、型材弯曲或翘曲等情况下的精加工切割要求。常见的传统型材三维切割机床采用的加工手段主要有以下两种形式：

1、型材矫正预处理：需要增加预处理矫正设备对变形严重的型材进行机械矫正，同时还要保证矫正后的合格型材在搬运、存储和吊装过程中不再造成二次形变。另外，型材在切割机床的加工过程中仍需要操作工仔细观察，因为热切割加工过程中型材非常容易产生随机形变，容易造成割炬与型材工件的剐蹭或碰撞，轻则造成工件报废或割炬损坏，严重时会对机床造成损坏；

2、操作工实时调整：在切割机床的加工过程中，完全依靠人工目测判断通过按钮控制割炬和型材工件之间的距离高度，不仅操作人员劳动强度大、长时间实时监控容易产生疲劳，而且割炬和型材工件之间的距离高度也不容易控制，容易造成割炬与型材工件的剐蹭或碰撞，工件切割质量差，容易造成工件报废、割炬或机床损坏。

上述传统型材三维切割机床的工作形式，不仅需要增加型材预处理矫正设备，而且对机床操作人员的要求也非常高，长时间的实时监控、通过按钮控制割炬升降也非常容易疲劳，一旦发生割炬与型材工件的剐蹭或碰撞修复工作量大、修复成本高，无论从操作人员的劳动强度、维修成本、工作效率和工件质量等诸多方面都不尽人意。

技术实现要素：

鉴于上述分析，本实用新型旨在提供一种割炬高度控制装置，在切割机床工作过程中，可自动调整割炬的位置，更好地适应被加工型材表面凸凹不平、型材弯曲或翘曲等情况。

本实用新型的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种割炬高度控制装置，包括万向滚珠触头、翘板、翘板检测点和电感式传感器；

万向滚珠触头与翘板的一端连接，翘板检测点位于翘板的另一端，电感式传感器设置在远离热切割区的翘板检测点的上方；

万向滚珠触头与型材表面接触，型材表面的翘曲变化能够导致万向滚珠触头的升降，翘板检测点随着万向滚珠触头的升降而升降，电感式传感器能够采集电感式传感器和翘板检测点之间的距离变化。

进一步地，所述割炬高度控制装置还包括杠杆回转轴，所述翘板可绕杠杆回转轴旋转。

进一步地，所述割炬高度控制装置还包括杠杆，所述杠杆回转轴与所述杠杆的一端固定连接。

进一步地，所述割炬高度控制装置还包括基座，所述基座设有法兰。

进一步地，所述基座设有杠杆翻转轴。

进一步地，所述杠杆与所述杠杆翻转轴铰接。

进一步地，所述割炬高度控制装置还包括电限位开关，所述杠杆位于水平位置时，所述电限位开关处于打开状态。

进一步地，所述杠杆与所述杠杆翻转轴连接的一端设有第一弹簧挂点，所述基座设有第二弹簧挂点。

进一步地，所述电感式传感器与所述杠杆连接。

进一步地，其特征在于，所述割炬高度控制装置通过法兰与数控切割机床连接。

本实用新型至少可实现如下有益效果之一：

(1)本实用新型的割炬高度控制装置，当切割机床夹持割炬切割运行过程中遇到型材表面凸凹不平、型材弯曲或翘曲等情况时，本实用新型的装置能够通过万向滚珠触头将切割点附近采样信号传给传感器及数控系统，数控系统实时控制并保持割炬与型材工件之间的切割工艺距离，避免割炬熄火，最终实现高精度、闭环、跟随式切割控制。

(2)本实用新型的割炬高度控制装置，将耐磨、耐高温金属材料的万向滚珠触头设置在热切割区，而将普通温度环境要求的电感式传感器设置在远离热切割区，不仅避免了电感式传感器在高温环境下的损坏，而且还降低了环境温度对传感器采样工作信号质量的影响，提高了传感器采样精度和机床控制精度。

本实用新型中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本实用新型实施例的割炬高度控制装置的结构示意图。

附图标记：

1-型材，2-万向滚珠触头，21-翘板，3-杠杆回转轴，4-翘板检测点，5-电感式传感器，6-杠杆，7-基座，8-杠杆翻转轴，9-电限位开关，10-法兰，11-第一弹簧挂点，12-第二弹簧挂点。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本实用新型一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的一个实施例，公开了一种割炬高度控制装置，如图1所示，包括万向滚珠触头2、翘板21、杠杆回转轴3、翘板检测点4、电感式传感器5和杠杆6。

万向滚珠触头2为耐磨、耐高温的金属材料，设置在热切割区型材1的表面，割炬高度控制装置与割炬一起安装在切割机床的升降装置上，在割炬工作过程中，万向滚珠触头2距离割炬头100-200mm，当切割机床夹持割炬切割运行过程中遇到型材1表面凸凹不平、型材1弯曲或翘曲等情况时，万向滚珠触头2通过杠杆回转轴3将翘板21远端的翘板检测点4的距离变化传给电感式传感器5，电感式传感器5(可采用型号为nd40-s9-m30的科瑞电感式传感器)将模拟量信号发送到数控系统并实时对割炬进行高度升降控制，实现本装置控制下的割炬与型材表面的距离高度始终保持不变，割炬与型材表面距离高度的自动跟随。

万向滚珠触头2与翘板21的一端连接，翘板检测点4位于翘板21的另一端，电感式传感器5设置在远离热切割区的翘板检测点4的上方，不仅避免了电感式传感器5在高温环境下的损坏，而且还降低了环境温度对电感式传感器5采样工作信号质量的影响，提高了采样精度和机床控制精度。翘板21与杠杆6通过杠杆回转轴3连接，杠杆回转轴3位于杠杆6的一端，与杠杆6固定连接，翘板21可绕杠杆回转轴3旋转。

如图1所示，电感式传感器5安装在杠杆6上，当杠杆6和翘板21都处于水平位置时，电感式传感器5与翘板检测点4之间的距离为h。当万向滚珠触头2遇到型材1表面凸凹不平、型材1弯曲或翘曲等情况时，翘板21绕杠杆回转轴3旋转，电感式传感器5与翘板检测点4之间的距离h变化，数控系统控制割炬升降以适应型材1表面的变化。具体地，电感式传感器5将距离h的变化量h转换为电压信号，电压变化的最大幅度为±12v，电压的变化量u与距离的变化量h相对应，电感器传感器与伺服电机的伺服驱动器连接，电压变化量u传递给伺服驱动器后，伺服驱动器根据电压变化量u驱动伺服电机，伺服电机驱动割炬完成相应的距离为h的升降。数控系统实时控制并保持割炬与型材1之间的切割工艺距离，避免割炬熄火，实现机床的高精度、闭环、跟随式切割控制。

割炬高度控制装置还包括基座7，基座7设有法兰10，割炬高度控制装置通过法兰10与切割机床连接。基座7还设有杠杆翻转轴8，杠杆翻转轴8与杠杆6的另一端连接，杠杆6可绕杠杆翻转轴8旋转。杠杆6和基座7分别设有第一弹簧挂点11和第二弹簧挂点12，第一弹簧挂点11和第二弹簧挂点12间设有弹簧(图中未示出)，用于固定杠杆6。

割炬高度控制装置还包括电限位开关9。当需要使用割炬高度控制装置时，杠杆6处于图1所示水平位置，杠杆6与电限位开关9接触，电限位开关9打开，电感式传感器5开始工作。当不需要使用割炬高度控制装置时，将杠杆6在图1所示方向绕杠杆翻转轴8逆时针旋转90°，杠杆6与电限位开关9不接触，电限位开关9关闭，电感式传感器5不工作。

综上所述，本实用新型实施例提供的一种割炬高度控制装置，本装置通过万向滚珠触头将切割点附近的采样信号通过杠杆回转轴以及翘板检测点实时传给电感式传感器及数控系统。数控系统实时控制并保持割炬与型材工件之间的切割工艺距离，避免割炬熄火，实现机床的高精度、闭环、跟随式切割控制。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。