一种火焰热切割坡口头机构装置

文献发布时间：2023-06-19 11:21:00

技术领域

本发明涉及一种火焰热切割坡口头机构装置，属于火焰切割装置技术领域。

背景技术

火焰切割是利用氧化铁燃烧过程中产生的高温来切割碳钢。燃气火焰将切割点的金属温度加热到燃点以上，然后在进行过量的高速氧流供给。过量的氧气既可以保证燃气以及铁的充分燃烧，又可以依靠自己的动能吹走燃烧废渣。铁燃烧时产生极高的温度，释放出大量的热量，在高速氧流的推动下融化前方的金属，同时燃烧产生的熔融态废物被高速气体吹出割缝，被融化的金属又再次燃烧，再融化前方的金属。这样就形成了割缝，也就达到了切割的目的，传统的龙门式直边热切割机制造技术水平日益成熟、稳定。市场上对焊接的钢构件的需求的交期也越来越短，中厚板材焊接时必须对焊缝处进行坡口打磨或切削处理，形成的焊接坡口形式有：I型、V型、K型、Y型、X型等特殊形状的坡口面，目前对这些坡口的处理有两种加工处理方式，一是采用手动方式热切割加工坡口角度，二是采用冷加工的方式切削处理这些坡口。

现有的火焰切割装置存在如下缺陷

1.只能切割运动方向同一平行面内直线与曲线坡口，不能自动转换切割与运动方向相交面的直线与曲线坡口边的切割，不可在圆管上切割坡口；

2.所有切割坡口角度均需人工手动调节好才可切割，需反复调整校正角度，调节工艺繁杂，精度低；

3.无法切割同一轨迹上的变坡口角度的切割；

4.工艺调整耗时长，对操作者的技能要求较高；

5.此机构难以实现割炬的割嘴与钢板表面的恒定距离（钢板表面起伏），切割质量不稳定。

6.生产效率低，无法适应当前快速发展的热切割行业需求。

发明内容

为了克服背景技术中存在的缺陷，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种火焰热切割坡口头机构装置，包括龙门架横梁，所述龙门架横梁上安装有横向驱动体，所述横向驱动体内设有横向移动伺服电机，所述横向移动伺服电机能够带动横向驱动体沿着龙门架横梁做往复移动，所述横向驱动体上固定有上下升降体，所述上下升降体的顶部固定有上下移动伺服电机，所述上下移动伺服电机能够通过丝杆带动上下升降罩壳在上下升降体内沿竖直方向做往复运动，所述上下升降罩壳内设有C轴伺服电机、一级精密减速机和二级精密减速齿盘，所述C轴伺服电机能够依次通过一级精密减速机和二级精密减速齿盘带动上下升降罩壳下方的C轴旋转摆臂转动，所述C轴旋转摆臂内设有转接轴伺服电机和行星减速机构，所述转接轴伺服电机能够通过行星减速机构带动转接轴转动，所述转接轴上固定有转接角件，所述转接角件上固定有割炬夹具，所述割炬夹具内卡紧固定有射吸式火焰割炬。

优选的所述横向驱动体与上下升降罩壳之间设有工程塑料坦克链。

优选的所述C轴伺服电机能够依次通过一级精密减速机和二级精密减速齿盘带动上下升降罩壳下方的C轴旋转摆臂360度转动。

优选的所述转接角件与割炬夹具之间设有防碰撞机构。

优选的所述C轴旋转摆臂上对应射吸式火焰割炬通过点火装置固定臂固定有点火装置。

优选的所述上下升降体的底部设有激光测量距离机构。

优选的所述C轴旋转摆臂的底部设有感应限位机构。

优选的所述工程塑料坦克链内用于盛放电缆、燃气管道和氧气管道。

本发明设计了一种火焰热切割坡口头机构装置，该火焰热切割坡口头机构装置由龙门移动架为主体，龙门架大车做纵向移动，龙门架横梁上安装有横向驱动体，横向驱动体可通过横向移动伺服电机沿龙门架横梁上的双导轨限位允许一个自由度的往复移动，齿轮齿条传动机构精密传动；横向驱动体立面上安装上下升降体，通过系统控制上下移动伺服电机，带动上下升降罩壳、C轴旋转摆臂、点火装置上下竖直移动，同时工程塑料坦克链内部布置各种电缆、燃气管、氧气管等也跟随升降体的上下运动，根据切割加工时的状态，钢板表面成起伏状，割炬割嘴与钢板表面恒定间距，需要使用激光测量距离机构，将切割的轨迹路径扫描后，传输至系统处理数据后，能得到恒定钢板与割炬的间距，切割坡口的角度精度稳定可靠。

该火焰热切割坡口头机构装置还具有一下优点：

1.该火焰热切割坡口头机构装置能够在有效范围内的平面上和圆管上能切割任意坡口形状的曲线轨迹图形；

2.全自动配合系统软件控制，无需人工干预切割角度过程；

3.可切割渐变角度坡口；

4.对操作者要求的技能水平较低；

5.从整张钢板到坡口零件，一次成型，无需二次转运再加工，提高了工作效率，降低了成本；

7.本专利结合激光测距技术，解决了火焰热切割时坡口调高的问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明一种火焰热切割坡口头机构装置的结构示意图；

图2是本发明一种火焰热切割坡口头机构装置的内部结构示意图；

其中:1、龙门架横梁；2、横向驱动体；3、上下升降体；4、上下升降罩壳；5、工程塑料坦克链；6、上下移动伺服电机；7、C轴旋转摆臂；8、点火装置固定臂；9、点火装置；10、激光测量距离机构；11、转接角件；12、防碰撞机构；13、割炬夹具；14、射吸式火焰割炬；15、横向移动伺服电机；16、C轴伺服电机；17、一级精密减速机；18、二级精密减速齿盘；19、转接轴伺服电机；20、精密行星减速机构；21、转接轴；22、感应限位机构。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。附图为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

具体实施例一，请参阅图1-2，一种火焰热切割坡口头机构装置，包括龙门架横梁1，所述龙门架横梁1上安装有横向驱动体2，所述横向驱动体2内设有横向移动伺服电机15，所述横向移动伺服电机15能够带动横向驱动体2沿着龙门架横梁1做往复移动，所述横向驱动体2上固定有上下升降体3，所述上下升降体3的顶部固定有上下移动伺服电机6，所述上下移动伺服电机6能够通过丝杆带动上下升降罩壳4在上下升降体3内沿竖直方向做往复运动，所述上下升降罩壳4内设有C轴伺服电机16、一级精密减速机17和二级精密减速齿盘18，所述C轴伺服电机16能够依次通过一级精密减速机17和二级精密减速齿盘18带动上下升降罩壳4下方的C轴旋转摆臂7转动，所述C轴旋转摆臂7内设有转接轴伺服电机19和行星减速机构20，所述转接轴伺服电机19能够通过行星减速机构20带动转接轴21转动，所述转接轴21上固定有转接角件11，所述转接角件11上固定有割炬夹具13，所述割炬夹具13内卡紧固定有射吸式火焰割炬14，所述横向驱动体2与上下升降罩壳4之间设有工程塑料坦克链5，所述C轴伺服电机16能够依次通过一级精密减速机17和二级精密减速齿盘18带动上下升降罩壳4下方的C轴旋转摆臂360度转动，所述转接角件11与割炬夹具13之间设有防碰撞机构12，所述C轴旋转摆臂7上对应射吸式火焰割炬14通过点火装置固定臂8固定有点火装置9，所述上下升降体3的底部设有激光测量距离机构10，所述C轴旋转摆臂7的底部设有感应限位机构22，所述工程塑料坦克链5内用于盛放电缆、燃气管道和氧气管道。

本发明设计了一种火焰热切割坡口头机构装置，该火焰热切割坡口头机构装置由龙门移动架为主体，龙门架大车做纵向移动，龙门架横梁1上安装有横向驱动体2，横向驱动体2可通过横向移动伺服电机15沿龙门架横梁1上的双导轨限位允许一个自由度的往复移动，齿轮齿条传动机构精密传动；横向驱动体2立面上安装上下升降体3，通过系统控制上下移动伺服电机6，带动上下升降罩壳4、C轴旋转摆臂7、点火装置9上下竖直移动，同时工程塑料坦克链5内部布置各种电缆、燃气管、氧气管等也跟随升降体的上下运动，根据切割加工时的状态，钢板表面成起伏状，割炬割嘴与钢板表面恒定间距，需要使用激光测量距离机构10，将切割的轨迹路径扫描后，传输至系统处理数据后，能得到恒定钢板与割炬的间距，切割坡口的角度精度稳定可靠。

该火焰热切割坡口头机构装置中上下升降罩壳4内设有C轴伺服电机16、一级精密减速机17和二级精密减速齿盘18，C轴伺服电机16能够依次通过一级精密减速机17和二级精密减速齿盘18带动上下升降罩壳4下方的C轴旋转摆臂7转动，传递扭力；C轴旋转摆臂7内设有转接轴伺服电机19和行星减速机构20，转接轴伺服电机19能够通过行星减速机构20带动转接轴21转动。转转接轴21上设有防碰撞机构12，射吸式火焰割炬14如果在切割过程中出现意外碰撞情况，防碰撞机构会脱离开，触发感应开关，机床会自动停止运行，紧急停止，保护射吸式火焰割炬14，防碰撞机构12设计有三点锥形定位装置，可手动快速回复机构的准确定位.总之，该火焰热切割坡口头机构装置能有效解决火焰坡口自动切割，一次切割成型想要的坡口零件，操作简单，系统自动控制此机构上的两轴联动，龙门架上的X轴、Y轴、和升降Z轴无需补偿角度偏差，机构两轴实现角度的偏摆姿态。

此外，该火焰热切割坡口头机构装置还具有一下优点：