3d數控切割回轉頭及3d數控切割機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及數控切割技術領域，尤其涉及一種3D數控切割回轉頭及3D數控切割機。
【背景技術】
[0002]數控切割機就是用數字程序驅動機床運動，隨著機床運動時，隨機配帶的切割工具對物體進行切割。這種機電一體化的切割機就稱之為數控切割機。目前，我國大多數鋼材切割企業在進行鋼板坡口切割中，一般都是采用數控切割機先把零件切割下來，再使用刨邊機、坡口切割機器人、小型切割機或手工打磨方式，經過二次甚至三次加工，才能加工完成焊接坡口，不僅加工工序復雜，而且勞動強度大，鋼材浪費嚴重。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提出一種3D數控切割回轉頭及3D數控切割機，其能夠一次性快速實現3D坡口切割，自動化程度高，加工工序簡單，勞動強度低。
[0004]為達此目的，本發明采用以下技術方案:
[0005]3D數控切割回轉頭，包括L型的連接臂，所述連接臂包括第一連接臂和第二連接臂；所述第一連接臂的外側面連接有第一旋轉結構，所述第一旋轉結構帶動所述連接臂以所述第一旋轉結構的中心軸線轉動，所述第一旋轉結構的中心軸線垂直于所述第一連接臂的側面；所述第二連接臂的端部的內側面連接有第二旋轉結構，所述第二旋轉結構的中心軸線垂直于所述第二連接臂的側面；所述連接臂設置有中間傳動機構，所述中間轉動機構連接并驅動所述第二旋轉結構以所述第二旋轉結構的中心軸線轉動，所述第二旋轉結構的端部連接有割炬，所述割炬的中心軸線垂直于所述連接臂所在平面。
[0006]其中，所述第一旋轉結構包括第一驅動電機和第一減速機，所述第一驅動電機連接所述第一減速機，所述第一減速機連接所述第一連接臂的側部。
[0007]其中，所述第一減速機的后段外側設置有第一減速機座，所述第一減速機座的前端面設置有第一光電開關，所述第一減速機的前段外側設置有第一光電開關擋板，所述第一光電開關擋板與所述第一光電開關配合，以實時監測所述連接臂是否處于零位。
[0008]其中，所述第一減速機座的外側連接有第一罩板，所述第一罩板將所述第一光電開關和第一光電開關擋板收容在內。
[0009]其中，所述第二旋轉結構包括前端與所述中間傳動機構連接的旋轉軸，所述旋轉軸的末端通過磁鐵結構連接有防碰撞主板，所述防碰撞主板連接有槍夾，所述槍夾連接所述割炬。
[0010]其中，所述旋轉軸的外側設置有第二光電開關擋板，所述第二連接臂的外側連接有第二光電開關，所述第二光電開關擋板與所述第二光電開關配合，以實時監測所述旋轉軸是否處于零位。
[0011]其中，所述磁鐵裝置包括設置于所述防碰撞主板的側部的磁鐵座，所述磁鐵座的側部連接有磁鐵，所述磁鐵與所述旋轉軸通過磁性相吸。
[0012]其中，所述防碰撞主板與所述旋轉軸之間還連接有定位銷，所述旋轉軸的側部設置有第三光電開關，以實時監測所述防碰撞主板與所述旋轉軸之間的磁性連接是否斷開。
[0013]其中，所述中間傳動機構包括設置于所述第一連接臂的內側面的第二驅動電機和第二減速機，所述第二驅動電機連接所述第二減速機，所述第二減速機的輸出端穿過所述第二連接臂后連接有主動皮帶輪，所述旋轉軸的前端穿過所述第二連接臂后連接有從動皮帶輪，所述主動皮帶輪與所述從動皮帶輪通過皮帶連接；
[0014]所述第二減速機的外側設置有第二減速機座，所述第二減速機座連接有張緊塊，所述張緊塊設置于所述皮帶內側用于張緊。
[0015]其中，所述第一連接臂的內側設置有第一外罩，所述第一外罩將所述第二驅動電機和所述第二減速機收容在內；所述第二連接臂的外側設置有第二外罩，所述第二外罩將所述主動皮帶輪、所述皮帶、所述從動皮帶輪收容在內。
[0016]—種3D數控切割機，包括所述3D數控切割回轉頭。
[0017]其中，所述3D數控切割機包括切割工作臺，所述切割工作臺的上方沿X軸方向設置有機架，所述機架上設置有X軸滑軌，所述X軸滑軌連接有橫向小車；所述橫向小車連接有Z軸滑軌，所述3D數控切割回轉頭連接于所述Z軸滑軌上且可沿所述Z軸滑軌運動；所述切割工作臺的兩側沿Y軸方向設置有Y軸滑軌，所述機架的兩端連接有豎直向下的Y軸連接臂，所述Y軸連接臂滑動設置于所述Y軸滑軌上；所述機架的端部設置有操控臺。
[0018]本發明的有益效果為:
[0019]本發明的3D數控切割回轉頭及3D數控切割機，其通過第一旋轉結構驅動連接臂以第一旋轉結構的中心軸線轉動，從而使得割炬跟隨連接臂一起實現第一個轉動，而中間傳動機構帶動第二旋轉結構以第二旋轉結構的中心軸線轉動，從而使得割炬跟隨第二旋轉結構一起實現第二個轉動，兩個轉動方向為垂直設置，這就可以實現割炬進行坡口的切割，裝設有該3D數控切割回轉頭的3D數控切割機，其由于自身具有X、Y、Z三個軸向方向的運動，從而又帶動3D數控切割回轉頭進行X、Y、Z三個軸向方向的運動，這就使得3D數控切割回轉頭可以實現五軸方向的聯動，從而能夠一次性快速實現3D坡口切割，自動化程度高，加工工序簡單，勞動強度低。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發明的3D數控切割回轉頭的立體結構示意圖。
[0021]圖2是圖1中的3D數控切割回轉頭的主視結構示意圖。
[0022]圖3是圖2中的3D數控切割回轉頭在Α_Α處的剖面結構示意圖。
[0023]圖4是圖2中的3D數控切割回轉頭在Β_Β處的剖面結構示意圖。
[0024]圖5是圖2中的3D數控切割回轉頭在移除第一罩板和第二罩板后的立體結構示意圖。
[0025]圖6是圖1中的3D數控切割回轉頭的第二旋轉軸的偏轉方向結構示意圖。
[0026]圖7是圖1中的3D數控切割回轉頭的第一旋轉軸的偏轉方向結構示意圖。
[0027]圖8是本發明的3D數控切割機的立體結構示意圖。
[0028]圖9是圖8中的3D數控切割機的主視結構示意圖。
[0029]圖10是圖8中的3D數控切割機的左視結構示意圖。
[0030]圖中:100-3D數控切割回轉頭；200_切割工作臺；300_Y軸滑軌；400_機架；500_Χ軸滑軌；600_操控臺；700-Ζ軸滑軌；
[0031]1-第一旋轉結構；2_連接臂；3_第二旋轉結構；4_割炬；5_中間傳動機構；
[0032]101-第一驅動電機；102_第一減速機；103_第一罩板；104_第一減速機座；105-第一光電開關擋板；106_第一光電開關；
[0033]201-第一連接臂；202_第二連接臂；203_第一外罩；204_第二外罩；
[0034]301-旋轉軸；302-防碰撞主板；303_槍夾；304_第二光電開關擋板；305_第二光電開關；306_第三光電開關；307_定位銷；308_軸承；309_軸承座；3021_磁鐵座；3022_磁鐵；
[0035]501-第二驅動電機；502_第二減速機；503_主動皮帶輪；504_從動皮帶輪；505-皮帶；506_第二減速機座；507_張緊塊。
【具體實施方式】
[0036]下面結合附圖并通過【具體實施方式】來進一步說明本發明的技術方案。
[0037]如圖1、圖2、圖3所示，3D數控切割回轉頭100，包括L型的連接臂2，所述連接臂2包括第一連接臂201和第二連接臂202 ;所述第一連接臂201的外側面連接有第一旋轉結構1，所述第一旋轉結構1帶動所述連接臂2以所述第一旋轉結構1的中心軸線轉動，所述第一旋轉結構1的中心軸線垂直于所述第一連接臂201的側面；所述第二連接臂202的端部的內側面連接有第二旋轉結構3，所述第二旋轉結構3的中心軸線垂直于所述第二連接臂202的側面；所述連接臂2設置有中間傳動機構5，所述中間轉動機構連接并驅動所述第二旋轉結構3以所述第二旋轉結構3的中心軸線轉動，所述第二旋轉結構3的端部連接有割炬4，所述割炬4的中心軸線垂直于所述連接臂2所在平面。
[0038]本發明的3D數控切割回轉頭，其通過第一旋轉結構驅動連接臂以第一旋轉結構的中心軸線轉動，從而使得割炬跟隨連接臂一起實現第一個轉動，而中間傳動機構帶動第二旋轉結構以第二旋轉結構的中心軸線轉動，從而使得割炬跟隨第二旋轉結構一起實現第二個轉動，兩個轉動方向為垂直設置，這就可以實現割炬進行坡口的切割，從而能夠一次性快速實現3D坡口切割，自動化程度高，加工工序簡單，勞動強度低。
[0039]如圖3所示，所述第一旋轉結構1包括第一驅動電機101和第一減速機102，所述第一驅動電機101連接所述第一減速機102，所述第一減速機102連接所述第一連接臂201的側部。第一驅動電機101驅動第一減速機102運轉，第一減速機102運轉帶動第一連接臂201進而帶動連接臂2隨著第一減速機102以第一減速機102的輸出端的中心軸線轉動；也即，第一連接臂201將以平行于第一連接臂201的側面的平面內轉動或擺動，這時，割炬則也在平行于第一連接臂201的側面的平面內轉動或擺動。
[0040]具體地，第一減速機與第一連接臂201之間通過法蘭形式實現連接，從而能夠保證大面積的連接，最終保證轉動的可靠性。
[0041]進一步地，所述第一減速機102的后段外側設置有第一減速機座104，所述第一減速機座104的前端面設置有第一光電開關106，所述第一減速機102的前段外側設置有第一光電開關擋板105，所述第一光電開關擋板105與所述第一光電開關106配合，以實時監測所述連接臂2是否處于零位。因此，可以隨時了解連接臂2是否處于零位，進而可以確定割炬所在坐標位置。
[0042]更進一步地，第一減速機座104與第一連接臂201之間設置有限位塊，利用該限位塊可以很好地限定第一連接臂201隨著第一減速機轉動的角度范圍。優選的，在本實施例中，第一連接臂201的旋轉范圍為-45°?45°