專利名稱：自由行走智能數(shù)控氣割機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種切割鋼鐵構(gòu)件的設(shè)備。
目前用來切割鋼鐵板構(gòu)件的氣割設(shè)備切割時(shí)一般是在被切割鋼板上放置樣件，手持割槍蹲著作業(yè)。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，已出現(xiàn)了大型龍門式和小型“烏龜式”兩種數(shù)控氣割機(jī)，其中前者切割范圍大，其寬度可達(dá)4-6米，長(zhǎng)度可達(dá)10米以上，工藝性能好，但其造價(jià)昂貴，需40-80萬(wàn)元/臺(tái)，且占地面積大，需固定廠房和起重行車等配套設(shè)施，故一次性投資大；而后者雖投資小、體積小，但其工藝性能又受到極大限制，無(wú)法適應(yīng)大尺寸割件和大批量生產(chǎn)。
本實(shí)用新型的目的在于避免背景技術(shù)之中的上述不足之處而提供一種自由行走智數(shù)控氣割機(jī)，做到既能切割任意大小、形狀的被割構(gòu)件，又能適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)、單件生產(chǎn)和維修作業(yè)，還無(wú)需固定場(chǎng)地，占用空間小，移動(dòng)使用方便，同時(shí)具有造價(jià)低、工作效率高、切割機(jī)能自由行走的特點(diǎn)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下這種自由行走智能數(shù)控氣割機(jī)包括氣路裝置，一臺(tái)帶顯示器、操作面板、裝有專用軟件控制程序的計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)通過接口板連接并控制電磁定位、自由行走機(jī)構(gòu)。即通過接口板連接步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源和電磁鐵控制電路，再由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源通過x軸向和y軸向步進(jìn)電機(jī)連接自由行走機(jī)構(gòu)；由電磁鐵控制電路通過分別連接的8個(gè)電磁鐵連接自由行走機(jī)構(gòu)，通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源連接絲桿驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。這樣就能達(dá)到連接和控制自由行走機(jī)構(gòu)運(yùn)行的目的。
上述的氣路裝置仍采用目前數(shù)控氣割機(jī)的氣路裝置，即仍由總閥、氧氣和乙炔兩調(diào)壓閥、點(diǎn)火裝置、氣嘴、氣路管道等組成，僅根據(jù)需要對(duì)各組成部件的尺寸大小作了一些適應(yīng)性改動(dòng)，即并非全部尺寸按比例擴(kuò)大或縮小。
上述的計(jì)算機(jī)是本氣割機(jī)的控制中心，氣割機(jī)的一切工作方式，包括運(yùn)行方向、速度等均由通過操作面板輸入計(jì)算機(jī)的指令和裝在計(jì)算機(jī)內(nèi)的軟件程序控制。
本實(shí)用新型相比背景技術(shù)具有如下特點(diǎn)
1、由于本機(jī)采用了兩組驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以分組獨(dú)立工作和同時(shí)協(xié)調(diào)工作。當(dāng)分組獨(dú)立工作時(shí)，可控制割槍在兩坐標(biāo)軸方向之一上做直線運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)割槍單向行走，能切割寬為0.6-1.2米，長(zhǎng)度不限的大型被割件，同時(shí)可安裝多把割槍切割以提高生產(chǎn)率。當(dāng)兩組驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)同時(shí)工作時(shí)，可實(shí)現(xiàn)割槍雙向行走，控制割槍在兩座標(biāo)軸方向插補(bǔ)，以形成斜線或弧線，能切割任意大小、形狀的被割構(gòu)件，適應(yīng)規(guī)?；a(chǎn)、單件生產(chǎn)和維修作業(yè)。
2、由于本機(jī)設(shè)計(jì)精巧，故造價(jià)低，僅為目前大型數(shù)控氣割機(jī)的10-20％，體積小，無(wú)需固定場(chǎng)地，移動(dòng)使用方便，操作簡(jiǎn)單易行。
3、由于本機(jī)采用了控制電磁通斷定位和齒輪齒條的傳動(dòng)特性及當(dāng)前成熟的數(shù)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了切割機(jī)的自由行走，因而定位準(zhǔn)確，切割精度高，勞動(dòng)強(qiáng)度小。
4、本機(jī)能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)點(diǎn)火、氣壓調(diào)控、速度控制及遠(yuǎn)距離控制，能最大限度地避免輻射對(duì)人體的傷害。
5、本機(jī)由于采用的是電磁定位技術(shù)，放可適應(yīng)對(duì)所有磁性材料的切割。


圖1為自由行走智能數(shù)控氣割機(jī)的電磁定位、自由行走機(jī)構(gòu)的主視圖。
圖2為自由行走智能數(shù)控氣割機(jī)的電磁定位、自由行走機(jī)構(gòu)的俯視圖。
圖3為自由行走智能數(shù)控氣割機(jī)的電磁定位、自由行走機(jī)構(gòu)的左視圖。
圖4為自由行走智能數(shù)控氣割機(jī)的指令性能表。
圖5為自由行走智能數(shù)控氣割機(jī)的原理方框圖。
現(xiàn)結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一涉詳細(xì)說明。
如圖5所示，這種自由行走智能數(shù)控氣割機(jī)包括由總閥、氧氣和乙炔兩調(diào)壓閥、點(diǎn)火裝置、氣嘴、氣路管道等組成的氣路裝置。一臺(tái)帶顯示器27、操作面板21、裝有專用軟件控制程序的計(jì)算機(jī)22，計(jì)算機(jī)22可以采用單片機(jī)等機(jī)型。計(jì)算機(jī)通過接口板23連接并控制電磁定位、自由行走機(jī)構(gòu)，即通過接口板23連接步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源24和電磁鐵控制電路25，再由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源24通過x軸向步進(jìn)電機(jī)M2和y軸向步進(jìn)電機(jī)M3連接自由行走機(jī)構(gòu)26；由電磁鐵控制電路25通過分別連接的8個(gè)電磁鐵YA1、YA2、YA3、YA4、YA5、YA6、YA7、YA8連接自由行走機(jī)構(gòu)26，由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源24連接絲桿驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)M1。這樣就能達(dá)到控制自由行走機(jī)構(gòu)26運(yùn)行的目的。
如
圖1、圖2、圖3所示，上述的電磁定位、自由行走機(jī)構(gòu)包括外殼平臺(tái)2上安裝的割矩1和步進(jìn)電機(jī)M1，步進(jìn)電機(jī)M1起動(dòng)時(shí)用來驅(qū)動(dòng)絲桿帶動(dòng)割矩1上的割槍在±500mm范圍內(nèi)作精確移動(dòng)。外殼平臺(tái)2固定在上支承板3上。在上支承板3上固定有由四個(gè)滾動(dòng)導(dǎo)軌盒4組成x、y兩個(gè)坐標(biāo)軸固定的滾動(dòng)導(dǎo)軌槽，在滾動(dòng)導(dǎo)軌槽中裝有x、y兩個(gè)坐標(biāo)軸對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)滑塊5、6，驅(qū)動(dòng)滑塊5、6上分別裝有結(jié)構(gòu)性能完全相同的由步進(jìn)電機(jī)M3、變速器7、驅(qū)動(dòng)齒輪8及由步進(jìn)電機(jī)M2、變速器9、驅(qū)動(dòng)齒輪10組成的兩組驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。這兩組驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以同時(shí)工作實(shí)現(xiàn)上支承板3在x、y軸兩方向上的聯(lián)動(dòng)。而當(dāng)只有一組驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)工作時(shí)，則帶動(dòng)上支承板3作沿x軸或y軸方向直線移動(dòng)，上支承板3的運(yùn)動(dòng)，實(shí)際上也就是割槍的切割運(yùn)動(dòng)，但這只限制在齒輪齒條傳動(dòng)的設(shè)計(jì)行程內(nèi)。上支承板3由多個(gè)萬(wàn)向輪11支承在下支承板12上，因而上、下兩支承板3、12間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為純滾動(dòng)摩擦。在下支承板12的下方固定安裝有由滾珠導(dǎo)軌盒13、14、15、16組成的x、y兩坐標(biāo)軸上的兩條導(dǎo)軌槽。如圖2中的虛線所示，齒條滑塊17、18、19、20分別置栓在導(dǎo)軌槽中，它們的齒條與驅(qū)動(dòng)齒輪8、10相嚙合。齒條滑塊17、18、19、20的上、下方分別裝有相對(duì)應(yīng)的8個(gè)電磁塊YA1、YA2、YA3、YA4、YA5、YA6、YA7、YA8，各個(gè)電磁鐵均可自由滑動(dòng)但配合精密，并由數(shù)控指令控制其吸合與松開，以達(dá)到齒條滑塊17、18、19、20固定定位或滑動(dòng)行走的需要。由齒輪齒條傳運(yùn)原理可知一齒輪與兩齒條同時(shí)嚙合時(shí)，若一齒條固定，齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，則齒輪自身移動(dòng)的同時(shí)，必使另一齒條移動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)方向相同，移動(dòng)速度為齒輪移動(dòng)速度的兩倍。由于步進(jìn)電機(jī)M2、M3的正反轉(zhuǎn)和電磁鐵YA1～YA8吸合松開的不同組合，即可實(shí)現(xiàn)下支承板12的不同步塊速移動(dòng)，但由于下支承板12的速度為上支承板3速度的兩倍，故下支承板12在x、y軸方向的交替快速移動(dòng)，正好滿足了上支承板3及割矩1連續(xù)移動(dòng)的需要。步進(jìn)電機(jī)M2、M3，電磁鐵YA1～YA8的組合性能對(duì)應(yīng)關(guān)系見圖4的性能表。如圖4所示，+n表示順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，-n表示及時(shí)針旋轉(zhuǎn)，+表示電磁鐵YA吸合，-表示電磁鐵YA松開，Vg表示工作移動(dòng)，VK表示快速移動(dòng)，Bs表示上支承板3，Bx表示下支承板12。
權(quán)利要求1.自由行走智能數(shù)控氣割機(jī)包括氣路裝置，一臺(tái)帶操作面板(21)、裝有專用軟件控制程序的計(jì)算機(jī)(22)，其特征在于計(jì)算機(jī)(22)通過接口板(23)連接并控制電磁定位、自由行走機(jī)構(gòu)，即通過接口板(23)連接步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源(24)和電磁鐵控制電路(25)，再由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源(24)通過x軸向步進(jìn)電機(jī)(M2)和y軸向步進(jìn)電機(jī)(M3)連接自由行走機(jī)構(gòu)(26)；由電磁鐵控制電路(25)通過分別連接的8個(gè)電磁鐵(YA1、YA2、YA3、YA4、YA5、YA6、YA7、YA8)連接自由行走機(jī)構(gòu)(26)，由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源(24)連接絲桿驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)(M1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自由行走智能數(shù)控氣割機(jī)，其特征在于電磁定位、自由行走機(jī)構(gòu)包括外殼平臺(tái)(2)上安裝的割矩(1)和步進(jìn)電機(jī)(M1)，外殼平臺(tái)(2)固定在上支承板(3)上，在上支承板(3)上固定有由四個(gè)滾動(dòng)導(dǎo)軌盒(4)組成x、y兩個(gè)坐標(biāo)軸固定的滾動(dòng)導(dǎo)軌槽，在滾動(dòng)導(dǎo)軌槽中裝有與x、y兩個(gè)坐標(biāo)軸對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)滑塊(5、6)，驅(qū)動(dòng)滑塊(5、6)上分別裝有結(jié)構(gòu)性能完全相同的由步進(jìn)電機(jī)(M3)、變速器(7)、驅(qū)動(dòng)齒輪(8)及由步進(jìn)電機(jī)(M2)、變速器(9)、驅(qū)動(dòng)齒輪(10)組成的兩組驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，上支承板(3)由多個(gè)萬(wàn)向輪(11)支承在下支承板(12)上，在下支承板(12)的下方固定安裝有由滾珠導(dǎo)軌盒(13、14、15、16)組成的x、y兩個(gè)坐標(biāo)軸上的兩條導(dǎo)軌槽，齒條滑塊(17、18、19、20)分別置栓在導(dǎo)軌槽中，它們的齒條與驅(qū)動(dòng)齒輪(8、10)相嚙合，齒條滑塊(17、18、19、20)的上、下方別裝有相對(duì)應(yīng)的8個(gè)電磁鐵(yA1、YA2、YA3、YA4、YA5、YA6、YA7、YA8)。
專利摘要自由行走智能數(shù)控氣割機(jī)包括氣路裝置,帶操作面板和專用軟件控制程序的計(jì)算機(jī),與計(jì)算機(jī)連接的接口板,與接口板連接的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源和電磁鐵控制電路,步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源連接的絲桿驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)和通過x、y軸向兩步進(jìn)電機(jī)連接自由行走機(jī)構(gòu),電磁鐵控制電路分別連接8個(gè)電磁鐵連接自由行走機(jī)構(gòu)。能切割任意大小、形狀的構(gòu)件,適應(yīng)規(guī)?；a(chǎn)、單件生產(chǎn)和維修作業(yè)。該機(jī)定位準(zhǔn)確,切割精度高,造價(jià)低,無(wú)需占用固定場(chǎng)地,移動(dòng)使用方便,減輕了輻射對(duì)人體的傷害,可適用切割各種磁性材料。
文檔編號(hào)B23K9/12GK2391712SQ9923398
公開日2000年8月16日 申請(qǐng)日期1999年8月30日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月30日
發(fā)明者唐文勝, 肖見為, 王宏昌 申請(qǐng)人:湖南華達(dá)機(jī)械總廠