数控火焰切割机的机械结构特点及工作原理

作者：武汉拓晟  来源：武汉拓晟科技有限公司 http://www.lifcow.com  发表时间：2011/8/14 17:34:48  点击：5822

   目前，数控火焰切割机的结构形式主要有龙门式、悬臂式和转盘式等几种!龙门式数控火焰切割机有两种形式：一种是跨越被加工体，切割机运动开孔；一种是切割机跨越被加工体，被加工体转动开孔! 两种形式的数控火焰切割机尺寸都很大，不易采用! 
 
   切割机跨越被加工体，由于被加工的母壳体直径超过"8 7，切割机必然极其庞大! 无论是切割机及自身运动开孔还是被加工体转动开孔，切割机运动机构和壳体转动机构的体积和动力都是巨大的，也无法保证精度!悬臂式数控火焰切割在开孔较大时，悬臂很长，而割炬又有近一米的升降运动，难以克服各种振颤的放大作用，在刚度方面很难满足要求! 如采用转盘式的设计，则其直径接近$ 7! 加工这样大的圆盘并要保证平整度要求是难以办到的!依据几种结构的特点，经反复对比、设计计算和实验比较，最终采取了组合的方法，就是把转盘式和悬臂式组合起来，形成在圆柱形壳体上开孔的设计方案! 在机械结构上采用齿圈与悬臂相结合的结构，既利用了齿圈的精确、保证圆度和悬臂轻巧、调节方便的优点，又避免了齿圈庞大或悬臂过长难以保证运动精度的缺点! 采用了直径为"! > 7的齿圈，切割大直径孔时的直径不足部分由一个小的悬臂横梁补充完成，一个升降杆带动悬臂横梁和割炬完成垂直升降运动! 切割机的主体结构图如图9 所示!

    在圆柱壳体上开孔时，由于是圆孔，则要求必须有水平转动机构! 步进电机经谐波减速器带动一齿轮沿支撑架上的大齿圈转动，带动转桥完成水平圆周转动! 在转桥上设置了变径溜板，在变径溜板设置了小的悬臂横梁，以满足切割大直径孔的需要! 将悬臂横梁旋转"?8@安装，则可开小直径圆孔!在圆柱壳体侧面开斜插孔时，存在着投影圆上的高度差，则要求数控火焰切割机必须有能够自动垂直升降的机构! 我们设计采取了电机驱动蜗轮蜗杆减速器减速，齿轮与齿条带动垂直升降杆，通过小的悬臂带动割枪完成上下运动!开直孔后还要进行上下坡口的切割，坡口角度是随着位置的不同而连续变化的，我们设计了四连杆演变的定心机构实现切割上、下坡口时的角度变化! 割枪安装在夹板上，夹板上安装的$ 个滚轮沿弧板圆弧槽绕弧板圆弧槽中心点作圆周摆动运动! 这样在切割过程中割炬角度的调整不影响切割点的高度和切割半径，由此可实现各运动轴之间的运动解耦，并能精确的保持割枪枪嘴与切割点的距离不变［A］!

 

   在转桥上设计了溜板半径调整机构! 该机构由手轮人工操作，通过丝杠、螺母带动装有垂直升降机构的溜板沿着半径滑动、锁定，实现开孔直径调节数控火焰切割机安装在圆柱壳体上的工艺支架上，在数控火焰切割机的中心（也就是割枪的旋转中心）安装了可拆卸的定心装置，实现设备的定心! 支架的主体除支撑数控火焰切割机之外，还具备水平调整定心移动的功能! 我们设计由安装了螺旋机构" 个支腿的完成工艺架水平调整，在架面上设计丝杠螺母机构完成定心! 如图# 和" 所示!

 

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