对工件进行曲面加工的自动切割系统的制作方法

1.本发明涉及一种工业管件的加工设备。更具体地说，本发明涉及一种对工件进行曲面加工的自动切割系统。


背景技术：

2.工件的异形曲面加工，对于多数工业管件的加工产商来说是一个难题，现有技术中也有通过加工设备对其进行曲面加工，但通常都是对实心工件进行切削加工，而对管件加工来说，现有的设备通常不能满足厂商加工对不同的异形曲面的加工需要，而现有的加工设备复杂，通常加工厂商的日常维护需要设备生产厂家来完成，增加了维护难度，且对不同的面形加工，也需要完成生产厂家对设备进行二次升级，这使得维护成本不可控，同时对于这些生产设备来说，其成本大，且二次升级维护的调试难度大，对于管件的加工产商可操作性不强，适应性不好。


技术实现要素：

3.本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
4.为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种对工件进行曲面加工的自动切割系统，包括：
5.动力组件；
6.与动力组件的动力输出端连接，以对待切割工件进行夹持的工装；
7.对工件进行切割处理的执行机构；
8.其中，所述动力输出端上设置有凸轮轴，且所述凸轮轴上间隔预设距离设置有相配合的第一凸轮面、第二凸轮面；
9.所述执行机构通过相配合的第一传动组件安装在限定板上，所述第一凸轮面与第一传动组件的自由端接触，以在第一凸轮面转动过程中带动执行机构的空间位置上下变动；
10.所述限定板通过相配合的第二传输组件安装在固定板上，所述第一凸轮面与限定板上的突出部接触，以在第二凸轮面转动过程中带动执行机构的空间位置左右变动。
11.优选的是，所述第一传导组件被配置为包括：
12.设置在限定板的至少两个第一滑轨；
13.与第一滑轨相配合的第一滑块；
14.其中，所述第一滑块一端通过连接机构与执行机构连接，所述第一滑块的另一端通过相配合的滚轮机构与第一凸轮面表面接触。
15.优选的是，所述连接机构被配置为包括：
16.与执行机构相配合的连接板；
17.与连接板相配合的固定段；
18.其中，所述固定段与第一滑块相配合的一端，设置有能供第一滑块伸入的第一限定槽；
19.所述固定段上还设置有对第一滑块伸入位置进行调整的条形孔。
20.优选的是，所述滚轮机构被配置为包括：
21.与滚轮转动连接的t形传动件；
22.与第一滑块相配合的安装件；
23.其中，所述传动件的平台上设置有与安装件相配合的固定柱；
24.所述安装件上设置有能供第一滑块伸入的第二限定槽；
25.所述安装件在与传动件相配合的一侧设置有延伸部，且所述延伸部内设置有与固定柱相配合的限定孔。
26.优选的是，所述第二传动组件被配置为包括：
27.设置在限定板上的第二滑轨；
28.设置在固定板上并与第二滑轨相配合的第二滑块；
29.其中，所述固定板被配置为呈l形结构，所述限定板在与固定板折弯一侧相配合的位置上设置有至少一个突出的引导件；
30.所述固定板折弯一侧上设置可供引导件穿出的通孔，所述引导件穿出通孔的位置上设置有相配合的旋钮，且所述引导件上设置有相配合的第一弹性元件。
31.优选的是，所述工装被配置为包括：
32.设置在凸轮轴上的安装座；
33.设置在安装座上，并与待加工工件相配合固定轴；
34.活动设置在机架上以对固定轴端部进行限定的卡件；
35.设置在机架上以对固定轴纵向位置进行限定的支撑组件；
36.其中，所述支撑组件被配置为包括与固定轴相配合的第一轴承，以及设置要机架上以对第一轴承位置进行限定的u形限定件，所述第一轴承通过相配合的固定销设置在限定件的槽体内部；
37.所述固定轴与安装座之间通过转接件进行连接，且转接件与安装座采用铰接的方式进行连接；
38.所述第一轴承的内圈设置有与工件外部件结构相配合的通孔，所述转接件上设置有工件外部件结构相配合的第三限定槽，且所述工件与固定轴同心设置，所述工件的最小内径被配置为大于与固定轴的直径。
39.优选的是，所述卡件被配置为包括：
40.贯穿机架一侧侧壁的连接杆；
41.通过第二轴承与连接杆连接的台阶座，其上设置有可供固定轴插入的限定孔。
42.优选的是，所述连接杆的自由端设置有限定环；
43.所述连接杆在与台阶座相配合的一侧设置有第二弹性元件；
44.所述固定轴顶部设置有向外延伸突出部，所述限定孔上设置有与突出部相配合的延伸槽。
45.优选的是，述限定件相对的内侧壁上分别设置有对第二轴承位置进行限定的异形滑槽，所述固定轴的外侧壁上设置有至少两个与滑槽相配合的异形滑块。
46.优选的是，所述动力输出端在贯穿机架的位置上设置有第三轴承，所述凸轮轴在与机架表面相配合的位置上设置有第四轴承。
47.本发明至少包括以下有益效果：
48.其一，本发明通过对设备的结构进行改进，使得其能适应工件异形曲面的加工，具有自动化程度高，精度高，结构简单，成本可控的效果。
49.其二，本发明通过对各部件的结构进行限定，使得工件加工过程的稳定性更好，易于实现，产品加工效率和良率得到显著提升。
50.本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
51.图1为本发明的一个实施例中自动切割系统的结构示意图；
52.图2为本发明的另一个实施例中凸轮轴与滚轮组件配合的放大结构示意图；
53.图3为本发明的另一个实施例中卡件、支撑组件与固定轴配合的放大结构示意图；
54.图4为本发明的另一个实施例中卡件、支撑组件与固定轴另一方位的放大结构示意图；
55.图5为本发明的另一个实施例中凸轮轴与滚轮机构配合放大的结构示意图；
56.图6为本发明的另一个实施例中凸轮轴与滚轮、限定板接触的截面结构示意图；
57.图7为本发明的另一个实施例中卡件与固定轴配合的截面结构示意图；
58.图8为本发明的另一个实施例中自动切割系统的侧视结构示意图；
59.图9为本发明的另一个实施例中第二传动组件与限定板、固定板配合的截面结构示意图；
60.图10为本发明的另一个实施例中滚轮机构与第一滑块配合的截面结构示意图；
61.图11为本发明的另一个实施例中安装件的结构示意图。
具体实施方式
62.下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
63.应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
64.需要说明的是，在本发明的描述中，术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
65.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
66.图1、9示出了根据本发明的一种对工件进行曲面加工的自动切割系统的实现形式，其中包括：
67.动力组件1，其被配置为采用电机以及与其相配合的减速器或联轴器等，以提供工装工作时需要的转作用力；
68.与动力组件的动力输出端连接，以对待切割工件进行夹持的工装2，其用于对工件进行支撑限定，以在动力机构的带动下高速旋转；
69.对工件进行切割处理的执行机构3，其可以根据实际的使用需要设置为等离子或激光切割枪头，其用于通过其产生的切割力对工件进行切割操作；
70.其中，所述动力输出端上设置有凸轮轴4，且所述凸轮轴上间隔预设距离设置有相配合的第一凸轮面5、第二凸轮面6，在这个部件中，通过凸轮轴的异形面结构设计，使得其旋转过程中能给予与其接触的部件以作用力，以使接触部件能根据各凸轮面的面形结构做相应的位置调整；
71.所述执行机构通过相配合的第一传动组件7安装在限定板8上，所述第一凸轮面与第一传动组件的自由端接触，以在第一凸轮面转动过程中带动执行机构的空间位置上下变动，在这种结构中，执行机构安装在第一传动组件上，通过其位置以及面形的结构设计，即从纵向来看，其上表面具有异形结构，故第一传动组件在与上表面接触的过程中，执行机构在纵向上的位置会因为其上表面上高度位置变化进行上下调整，以将工件待切割位置切割成具有高低面形的曲面结构；
72.所述限定板通过相配合的第二传输组件9安装在固定板10上，所述第一凸轮面与限定板上的突出部接触，以在第二凸轮面转动过程中带动执行机构的空间位置左右变动，在执行机构安装的限定板，在第二传输组件的作用下其左右位置可以调整，进一步通过第二凸轮面的位置以及面形结构设计，即从纵向来看，其侧面具有异形结构，故第二传动组件在与侧表面进行接触的过程中，执行机构在水平上的位置会因为其侧表面的面形进行左右调整，以满足工件切割的需要，同时不会损伤工装；在本方案中通过调速电机提供旋转动力，以使与电机连接的工装能带动工件旋转，同时带动凸轮轴旋转，进一步通过凸轮轴的旋转带动等离子或激光切割枪头上下移动，由此完成工件复杂的空间异形曲线的切割加工，其加工过程自动化程度以及精度都满足使用要求，且采用凸轮轴机构工作稳定可靠，结构简单，设备制造成本低，有效提高生产效率和产品良率。
73.如图1
‑
2，在另一种实例中，所述第一传导组件被配置为包括：
74.设置在限定板的至少两个第一滑轨11；
75.与第一滑轨相配合的第一滑块12，在这种结构中，通过滑轨滑块配合的方式，使得其工作使用寿命长，精度值高，结构简单，成本可靠；
76.其中，所述第一滑块一端通过连接机构13与执行机构连接，所述第一滑块的另一端通过相配合的滚轮机构14与第一凸轮面表面接触，在这种结构中，通过连接机构将执行机构固定在第一滑块上，第一滑块的另一端设置相配合的滚轮机构，进而使得第一凸轮面在转动时，其与滚轮机构接触面的位置高度发生变化，进而带动第一滑块在第一滑轨中上下滑动，而多个第一滑轨的设置，使得其纵向空间上的稳定性更好，保证其运行的稳定性，在实际使用中，第一滑块的外部还可以设置相配合的卡板15，对其结构进行限定，当然地也可以将第一滑块设置成滑动部分设置成异形结构，以使得其在纵向运动时的结构稳定性更
好。
77.如图3、9，在另一种实例中，所述连接机构被配置为包括：
78.与执行机构相配合的连接板16；
79.与连接板相配合的固定段17；
80.其中，所述固定段与第一滑块相配合的一端，设置有能供第一滑块伸入的第一限定槽18；
81.所述固定段上还设置有对第一滑块伸入位置进行调整的条形孔19，在这种结构中，通过连接板完成对执行机构进行固定，其可以通过螺钉或焊接的方式进行连接，固定段上设置有第一限定槽，使第一滑块的一端可以部分插入至第一限定槽内部，进一步地通过条形孔对第一滑块的伸入深度进行调整，保证执行机构的初始位置可控，进而与不同高度工件的加工需要相配合。
82.如图5、10
‑
11，在另一种实例中，所述滚轮机构被配置为包括：
83.与滚轮45转动连接的t形传动件20；
84.与第一滑块相配合的安装件21；
85.其中，所述传动件的平台上设置有与安装件相配合的固定柱22；
86.所述安装件上设置有能供第一滑块伸入的第二限定槽23；
87.所述安装件在与传动件相配合的一侧设置有延伸部24，且所述延伸部内设置有与固定柱相配合的限定孔25，在这种结构中，通过t形传动件伸出的自由端对滚轮进行安装限定，安装件用于实现第一滑块与传动件的转接通，同时在空间上与传动件相配合进行避让，保证其在与第一凸轮面工作时的顺畅度，防止其产生干涉，影响其工作效果，同时减小设备自重，减小其对第一凸轮工作时的磨损和损害，而第二限定槽用于供第二滑块伸入，并在这种结构下通过相配合螺钉进行连接固定，而固定柱与限定孔的配合，保证二者在空间连接上的稳定性，保证第二滑块位置变动的有效传递。
88.如图5
‑
6、8
‑
9，在另一种实例中，所述第二传动组件被配置为包括：
89.设置在限定板上的第二滑轨26；
90.设置在固定板上并与第二滑轨相配合的第二滑块27，在这种结构中，通过第二滑块与第二滑轨的配合，使得限定板能在空间上左右移动，进而与不同的加工进程和加工效果相配合；
91.其中，所述固定板被配置为呈l形结构，所述限定板在与固定板折弯一侧相配合的位置上设置有至少一个突出的引导件28，这种结构中，通过限定板上设置相配合的引导件对其水平移动的位置进行导向；
92.所述固定板折弯一侧上设置可供引导件穿出的通孔29，所述引导件穿出通孔的位置上设置有相配合的旋钮30，且所述引导件上设置有相配合的第一弹性元件31，在这种结构中，第二滑块在第二凸轮面的作用下左右移动，带动限定板在空间左右移动，进而使得执行机构的水平位置进行移动，而第一强制性元件的作用在于对限定板运动的行程进行限定，同时保证其在向固定板折弯一侧运动后，能在弹性力的作用下回复至初始位置或进入下一位置，进而保证其工作的流畅性和连续性，以与具体的工件加工面形相配合。
93.如图2
‑
4、在另一种实例中，所述工装被配置为包括：
94.设置在凸轮轴上的安装座32，其可以与凸轮轴一体式设计，也可以采用分体式设
计，其上设置贯穿槽，可以使铰接的固定轴沿其槽口所在方向进行；
95.设置在安装座上，并与待加工工件33相配合固定轴34，在这种结构中，通过固定轴对工件的进行支撑，使得空心的工件在纵向空间上的结构稳定性更好，同时使得其在加工过程中，不会因工件的端面切割造成不稳定性的因素，保证连续加工过程中工件的稳定性，而在实际使用时，根据具体的需要，可在固定轴上设置多段固定螺纹，而固定轴上可以设置多个外部结构与工件内壁配合的限定块，即各限定块根据工件的长度以及位置旋转对应的限定块在固定轴上，通过与工件内壁相配合的外部结构，将工件卡死在固定轴上同时对工件内壁进行支撑，保证其在加工薄壁工件时，其异形面以及其它位置不会发生形变，而根据需要限定块的外侧壁上可以设置相配合的硅胶层，可以减小工件插入时对其产生的磨损，以及吸收工件工作时产生的作用力，保证其工作的稳定性；
96.活动设置在机架上以对固定轴端部进行限定的卡件35，在这种结构中，通过卡件在纵向上的安装轴进行卡止，保证其在加工过程中固定轴的空间位置不会因切割或电机工作产生的机械振动对工件切割造成偏差；
97.设置在机架上以对固定轴纵向位置进行限定的支撑组件36，在这种结构中，通过支撑组件对具有一定高度的工件在空间上进行支撑限定，保证其加工过程中稳定性，防止其在工作中，因工件过长引起工件表面抖动造成的不良产品；
98.其中，所述支撑组件被配置为包括与固定轴相配合的第一轴承37，以及设置要机架上以对第一轴承位置进行限定的u形限定件38，所述第一轴承通过相配合的固定销39设置在限定件的槽体内部，在这种结构中通过在机架上设置相配合的一块薄板，其内安装u形的限定件，这使得可以转动的固定轴在整体进行翻转时不受限定，而固定销的作用是在固定轴到达指定位置后，将其空间位置进行限定，进一步通过轴承的作用，使得固定轴可以卡在限定件内部，但不会影响其转动；
99.所述固定轴与安装座之间通过转接件40进行连接，且转接件与安装座采用铰接的方式进行连接，通过铰接设置转接件的作用，使得固定轴可以根据需要转动，以方便工件套入固定轴上，也可以在加工完成之后将工件取出；
100.所述第一轴承的内圈设置有与工件外部件结构相配合的通孔41，所述转接件上设置有工件外部件结构相配合的第三限定槽(未示出)，且所述工件与固定轴同心设置，所述工件的最小内径被配置为大于与固定轴的直径，在这种结构中，通过将第一轴承内部设置与工件外部结构相配合的通孔，便于工件的插入和固定，如工件采用扁管的结构，当其插入至通孔时，对工件能起到固定同时不影响其转动流畅性的作用，同时通过对转接件上第三限定槽的结构设计，使得固定轴安装在转接件上时，还可以对工件的位置进行限定，而第三限定槽可以是将固定轴的位置进行直接直径放大，也可以是在放大后的槽再设置一个能对工件端面进行限定的沉槽，保证其结构配合的稳定性，而对固定轴与工件的直径进行限定，使得固定轴与工件内壁具有预定距离，防止工件加工过程中对固定轴造成损伤。
101.如图4、7，在另一种实例中，所述卡件被配置为包括：
102.贯穿机架一侧侧壁的连接杆42；
103.通过第二轴承与连接杆连接的台阶座43，其上设置有可供固定轴插入的限定孔44，在这种结构中，卡件可以看作是与工装相配合以其上固定轴进行限定的上工装，而工件就是安装在上下工装上的，以保证旋转的运动精度值，同进通过工装分段式的结构设计，使
得其需要将工件进行取出时，将连接杆向提，使台阶座上的限定孔与固定轴进行分离，就可以完成结构将之间的分拆，而在固定轴安装完工件后，将连接杆下压，则可以对固定轴进行限定，保证部件之间工作时配合的稳定性。
104.如图7，在另一种实例中，所述连接杆的自由端设置有限定环46；
105.所述连接杆在与台阶座相配合的一侧设置有第二弹性元件47；
106.所述固定轴顶部设置有向外延伸突出部(未示出)，所述限定孔上设置有与突出部相配合的延伸槽(未示出)，在这种结构中，通过限定环对连接杆的下行位置进行控制，防止其在固定轴翻转后，受重力的作用上工装与机架分离，在下一次使用时还需要二次安装，而台阶座的结构使得其连接杆的上行位置可以得到限定，进一步通过第二弹性元件的作用，使得其具有回复作用力，同时固定轴的稳定性还可以通过第二弹性元件的初始作用力进行压制，保证其连接限定的可靠性，而在实际使用时，连接杆贯穿机架的位置上可以设置相配合的轴承，而限定环、第二弹性元件与机架表面接触的位置也可以设置相配合的轴承，以保证其旋转不会产生任何的干涉。
107.在另一种实例中，所述限定件相对的内侧壁上分别设置有对第二轴承位置进行限定的异形滑槽(未示出)，所述固定轴的外侧壁上设置有至少两个与滑槽相配合的异形滑块(未示出)，在这种结构中，原则上限定件内侧相对设置的异形滑槽可以使轴承上的异形滑块顺利滑入，但因固定轴上的第二轴承在翻转并进入至异形滑槽时，其翻转轨迹不是水平的，故异形滑槽在空间上具有与第二轴承翻转轨迹相配合的弧度，以保证其二者配合的顺畅度，同时保证结构件之间的稳定性，防止第二轴承与限定件内部空隙较小，卡入不顺利，或第二轴承与限定件内部空隙较大，起不到卡紧的效果。
108.在另一种实例中，所述动力输出端在贯穿机架的位置上设置有第三轴承(未示出)，所述凸轮轴在与机架表面相配合的位置上设置有第四轴承(未示出)，在种结构中，通过第三轴承、第四轴承的设置，使得其结构不会因部件的转动与机架之间产生任何的干涉，而根据不同的需要，其可以设置平面轴承以使其水平面上的转动不受干涉，以可以通过纵向设置的轴承，以使部件在纵向的转动不受机架的影响。
109.以上方案只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。
110.这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
111.尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。