專利名稱：多回轉(zhuǎn)切割驅(qū)動(dòng)頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)控切割領(lǐng)域的無(wú)限回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)頭，具體的說(shuō)一種多回轉(zhuǎn)切割驅(qū)動(dòng)頭
背景技術(shù)：
目前，應(yīng)用于切割機(jī)上的全回轉(zhuǎn)坡口切割頭有兩種。一種是國(guó)內(nèi)普遍應(yīng)用的切割頭偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)組合而成的全回轉(zhuǎn)坡口切割頭。二種是日本小池專用的利用一體化的四邊形特性實(shí)現(xiàn)X軸與Y軸兩個(gè)方向的偏轉(zhuǎn)來(lái)合成偏轉(zhuǎn)角度與轉(zhuǎn)動(dòng)角度的切割頭。三種是梅塞爾等應(yīng)用的機(jī)械手切割頭。第一種其機(jī)械原理相對(duì)簡(jiǎn)單、體積小，但其不能實(shí)現(xiàn)真正意義上的無(wú)限回轉(zhuǎn)。其切割頭與機(jī)架間有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，因?yàn)檫B接切割頭的電纜與管線不能有大的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，因此其切割頭回轉(zhuǎn)到一定角度后必需返回原位置，在切割過(guò)程中增加了很多無(wú)用的多余回轉(zhuǎn)動(dòng)作。第二種切割頭與機(jī)架間無(wú)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，是一種真正意義上的無(wú)限全回轉(zhuǎn)切割頭。但其的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、角度驅(qū)動(dòng)麻煩、結(jié)構(gòu)剛度不易提高等缺點(diǎn)。第三種切割頭也是一種真正意義上的無(wú)限全回轉(zhuǎn)切割頭。但其造價(jià)太高，電氣與機(jī)械結(jié)構(gòu)均過(guò)于復(fù)雜，不利于應(yīng)用推廣與維修保養(yǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)合理，結(jié)構(gòu)剛性好、成本低、空間占用少的多回轉(zhuǎn)切表I]驅(qū)動(dòng)頭。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是分別在X與Y兩個(gè)方向上用平行四邊形原理實(shí)現(xiàn)只的角度偏轉(zhuǎn)，沒(méi)有位移。再用PLC解析割槍偏轉(zhuǎn)角度與旋轉(zhuǎn)角度為X與Y方向上的的偏轉(zhuǎn)角度。本發(fā)明利用空間中的一段線段(割槍)的偏轉(zhuǎn)角度(a)與旋轉(zhuǎn)角度(b)可以分別用這個(gè)線段投影到XZ平面的線段與X軸形成的角度(C)和投影到Y(jié)Z平面的線段與Y軸形成的角度(d)來(lái)表示。并且可以用下列公式進(jìn)行換算c = atan (sin (b) *sin (a) /cos (a) ) ；d = atan〔 cos (b) *sin (a)/cos (a)〕；通過(guò)以上兩個(gè)公式可以算出任意與a、b角度對(duì)應(yīng)的C、d角度。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)包括底座與連接件(I)、后立桿(2)、后驅(qū)動(dòng)弧形齒輪付(3)、后驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)(4)、后上連桿(5)、后下連桿￠)、前面板(7)、前驅(qū)步進(jìn)電機(jī)(8)、前驅(qū)動(dòng)弧形齒輪付(9)、前立桿(10)、前連桿(11)、割槍架連接板(12)、割槍架(13)、割槍(14)，其特征在于全機(jī)構(gòu)其有前后兩套平行四邊形機(jī)構(gòu)組成，分別獨(dú)立控制X與Y方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，所述的Ml與M2相等，所述的NI與N2相等，所述的Kl與K2相等；所述的X和Y兩個(gè)方向上使割具或其它加工工具發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不使其產(chǎn)生位移，保持其原點(diǎn)不動(dòng)；所述的前立桿(10)、前連桿與割槍架連接板(12)共同組成特殊平行四邊形結(jié)構(gòu)。本發(fā)明利用上述原理設(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、剛性好的真正的無(wú)限全回轉(zhuǎn)切割驅(qū)動(dòng)頭，同時(shí)實(shí)現(xiàn)割槍中心點(diǎn)只有偏轉(zhuǎn)角度與回轉(zhuǎn)角度，沒(méi)有位移。
本發(fā)明的有益效果如下1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、只用兩個(gè)軸的自由度實(shí)現(xiàn)了無(wú)限全回轉(zhuǎn)；
2、結(jié)構(gòu)剛性好，可在高速與大動(dòng)運(yùn)慣量的條件下工作。經(jīng)ANSYS校驗(yàn)其最大變形小于1_；
3、成本低，因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、特殊零件少，其制造便用成本較低；4、空間占用少，因其Y軸方向采用新型的四邊形結(jié)構(gòu)，其在Y方向占用空間小于國(guó)際的同類產(chǎn)品。


圖I是本發(fā)明的實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的俯視結(jié)構(gòu)圖；
圖3是本發(fā)明的西北方向軸側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明的西南方向軸側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；圖中底座與連接件(I)、后立桿(2)、后驅(qū)動(dòng)弧形齒輪付(3)、后驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)
(4)、后上連桿(5)、后下連桿(6)、前面板(7)、前驅(qū)步進(jìn)電機(jī)(8)、前驅(qū)動(dòng)弧形齒輪付(9)、前立桿(10)、前連桿(11)、割槍架連接板(12)、割槍架(13)、割槍(14)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)地描述本發(fā)明的結(jié)構(gòu)包括底座與連接件
(I)、后立桿(2)、后驅(qū)動(dòng)弧形齒輪付(3)、后驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)(4)、后上連桿(5)、后下連桿(6)、前面板(7)、前驅(qū)步進(jìn)電機(jī)(8)、前驅(qū)動(dòng)弧形齒輪付(9)、前立桿(10)、前連桿(11)、割槍架連接板(12)、割槍架(13)、割槍(14)，其特征在于全機(jī)構(gòu)共有前后兩套平行四邊形機(jī)構(gòu)組成，分別獨(dú)立控制X與Y方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，所述的Ml與M2相等，所述的NI與N2相等，所述的Kl與K2相等；所述的X和Y兩個(gè)方向上使割具或其它加工工具發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不使其產(chǎn)生位移，保持其原點(diǎn)不動(dòng)；所述的前立桿(10)、前連桿(11)與割槍架連接板(12)共同組成特殊平行四邊形結(jié)構(gòu)。如附圖所示，本發(fā)明的利用四連桿的特性將一個(gè)桿的轉(zhuǎn)動(dòng)傳到遠(yuǎn)端。所述的尺寸Ml與M2相同，NI與N2、Kl與K2相同。這樣就能保證電機(jī)驅(qū)動(dòng)前、后立桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，割槍始終繞割槍中心點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，并保證割槍中心點(diǎn)在整個(gè)割槍偏轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中無(wú)位移。這樣再配合割槍的弧壓或其它調(diào)高方式進(jìn)行調(diào)高，就能保證只需分別調(diào)整兩個(gè)方向的角度來(lái)實(shí)現(xiàn)真正的無(wú)限全回轉(zhuǎn)切坡口了。下面分別解釋X與Y方向的偏轉(zhuǎn)原理X方向，步進(jìn)或伺服電機(jī)帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)與其嚙合的齒條轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)主動(dòng)立桿轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)平行四邊形的原理，割槍也會(huì)繞其圓心點(diǎn)與主動(dòng)立桿作同方向轉(zhuǎn)動(dòng)。Y方向，與X方向驅(qū)動(dòng)原理機(jī)同。也是用步進(jìn)或伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)主機(jī)立桿轉(zhuǎn)動(dòng)，割槍會(huì)繞其圓心與主動(dòng)立桿做同方向轉(zhuǎn)動(dòng)。需注意的是，X與Y方高的割槍圓心需重合，這樣不論X與Y方高轉(zhuǎn)動(dòng)都保持割槍原點(diǎn)不動(dòng)。上面所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)構(gòu)思的前提下，本領(lǐng)域中普通工程技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書(shū)中。
權(quán)利要求
1.多回轉(zhuǎn)切割驅(qū)動(dòng)頭，包括底座與連接件(I)、后立桿(2)、后驅(qū)動(dòng)弧形齒輪付(3)、后驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)(4)、后上連桿(5)、后下連桿(6)、前面板(7)、前驅(qū)步進(jìn)電機(jī)(8)、前驅(qū)動(dòng)弧形齒輪付(9)、前立桿(10)、前連桿(11)、割槍架連接板(12)、割槍架(13)、割槍(14)， 其特征在于全機(jī)構(gòu)共有前后兩套平行四邊形機(jī)構(gòu)組成，分別獨(dú)立控制X與Y方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多回轉(zhuǎn)切割驅(qū)動(dòng)頭，其特征在于所述的Ml與M2相等，所述的NI與N2相等，所述的Kl與K2相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多回轉(zhuǎn)切割驅(qū)動(dòng)頭，其特征在于在所述的X和Y兩個(gè)方向上使割具或其它加工工具發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不使其產(chǎn)生位移，保持其原點(diǎn)不動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多回轉(zhuǎn)切割驅(qū)動(dòng)頭，其特征在于所述的前立桿(10)、前連桿(11)與割槍架連接板(12)共同組成特殊平行四邊形結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及多回轉(zhuǎn)切割驅(qū)動(dòng)頭，包括底座與連接件、后立桿、后驅(qū)動(dòng)弧形齒輪付、后驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)、后上連桿、后下連桿、前面板、前驅(qū)步進(jìn)電機(jī)、前驅(qū)動(dòng)弧形齒輪付、前立桿、前連桿、割槍架連接板、割槍架、割槍，其特征在于全機(jī)構(gòu)共有前后兩套平行四邊形機(jī)構(gòu)組成，分別獨(dú)立控制X與Y方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，所述的M1與M2相等，所述的N1與N2相等，所述的K1與K2相等；所述的X和Y兩個(gè)方向上使割具或其它加工工具發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不使其產(chǎn)生位移，保持其原點(diǎn)不動(dòng)；所述的前立桿、前連桿與割槍架連接板共同組成特殊平行四邊形結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的有益效果是結(jié)構(gòu)合理、結(jié)構(gòu)剛性好、成本低。
文檔編號(hào)B23K37/00GK102653038SQ201110048258
公開(kāi)日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2011年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月1日
發(fā)明者姚輝 申請(qǐng)人:姚輝