专利名称：立式数控开孔机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机械领域中的开孔设备，特别是一种适用于电器柜、电器箱、压力容器、圆管等立体形物件下料及周边开孔的立式数控开孔机。
背景技术：
目前圆形、方形等立体形物件的下料比较麻烦，采用人工下料时，下料尺寸比较难以掌握，需要留有较大的加工余量，这样增加了后续工段的加工量，既浪费了材料，又增加了加工成本。另外目前电器柜、电器箱上的仪表孔、开关按钮孔，通常是采用冲床冲压而成。由于冲压后，孔的周边容易出现变形、塌陷和不平，使得仪表、开关按钮安装不平。而不同的电器柜、电器箱，孔的尺寸大小不同，冲压模具也不同，因而需要制造不同的模具，造成生产成本费用高。用冲床冲压孔，是先在板材上冲孔，后焊接成电器柜、电器箱，使得孔的位置难以保证。还有现有压力容器、搅拌器、锅炉、离子交换塔等圆形设备周边上的孔，通常为手工操作切割，操作不方便，导致切边不平整，不圆整，使得下道焊接工序难以操作，焊接质量不保证。
发明内容
本实用新型的发明目的是提供一种利用计算机系统控制的，能实现二维或三维方向运动的立式数控开孔机，以解决现有电器柜、电器箱、压力容器、圆管等立体形物件下料及周边开孔工艺存在的诸多不足之处。
为了实现上述发明目的，本实用新型采用的技术方案是立式数控开孔机，包括机座、主架、横梁、割炬及平面工作台，其特征是所述主架安装在机座上，在主架上安装有一套驱动横梁沿主架上下呈Z轴方向运动的横梁传动机构，横梁与横梁传动机构相连接；割炬安装在横梁上；平面工作台通过导向构件支承在机座上，在机座上安装有一套驱动平面工作台沿机座呈X轴方向来回运动的工作台传动机构，平面工作台与工作台传动机构相连接。
为了实现在电器柜、电器箱、压力容器、圆管等立体形物件的周边开孔的目的，本实用新型在横梁上还安装有一个小车，并在横梁上安装有一套驱动小车沿横梁呈Y轴水平方向来回运动的小车传动机构，小车与小车传动机构相连接。
为了解决圆筒的横向下料及开孔的问题，本实用新型在平面工作台上通过滑动支座安装有主滚筒和副滚筒，主滚筒通过安装在平面工作台上的滚筒传动电机所带动的同步皮带传动机构带动旋转。
上述横梁传动机构、小车传动机构、工作台传动机构可以采用丝杆螺母传动机构。
上述丝杆螺母传动机构中的电机以及滚筒传动电机均采用混合式步进电机或交流伺服电机。
更换上述技术方案中的割炬为焊枪，本实用新型可以成为一种数控焊接设备。
本实用新型利用等离子切割或者氧割及焊接工艺，通过计算机对X、Y、Z轴二维及三维坐标的控制，既对X轴方向运动的平面工作台、Y轴方向运动的横梁上的小车和Z轴方向运动的横梁，实现对立体物件的下料及在立体物件上开孔切割与焊接，在X轴方向运动的平面工作台上安装一对旋转滚筒，增加一旋转运动，即可以实现对圆形物件表面360度方位上的开孔切割与焊接，还可以对圆管不同角度的切断下料。本实用新型具有如下优点1、下料尺寸精确，节省材料，减少了下道工序的加工成本。2、切割孔的周边不变形、不塌陷、平整，仪表、开关按钮安装平整；3、切割孔不需要模具，计算机自动编程、自动定位，可以切割各种形状、不同尺寸的孔，节约了生产成本。4、作焊接设备使用时，提高了焊接质量。5、为立体形物件周边开孔提供了一种新的加工工艺。
图1是本实用新型实施例1的结构示意图；图2是图1的左视图；图3是图1的A向视图；图4是本实用新型实施例1中所述横梁的结构示意图；
图5是图4的俯视图；图6是图4的A-A剖视图；图7是本实用新型实施例1中所述横梁驱动机构结构示意图；图8是本实用新型实施例2的结构示意图；图9是图8的左视图；图10是本实用新型实施例3的结构示意图；图11是图10的左视图；图12是本实用新型实施例3中所述横梁的结构示意图；图13是图12的俯视图；图14是图12的A-A向剖视图；图15是图12的B-B剖视图；图16是图13的C-C剖视图；图17是图12的D向视图；图18是本实用新型实施例4的结构示意图；图19是图18的左视图；图20是本实用新型实施例5的结构示意图；图21是图20的左视图；图22本实用新型实施例5中所述主架的结构示意图；图23是图22的左视图；图24是图22的俯视图；图25是本实用新型实施例5中所述横梁的结构示意图；图26是图25的俯视图；图27是图25的A-A剖视图；图28是本实用新型实施例6的结构示意图；图29是图28的左视图；图30是本实用新型实施例7的结构示意图；图31是图30的左视图；图32是本实用新型实施例7中所述横梁的结构示意图；图33是图32的D向视图；
图34是图32的A-A向剖视图；图35是图32的B-B剖视图；图36是图32的C-C剖视图；图37是本实用新型实施例8的结构示意图；图38是图37的左视图。
具体实施方式
实施例1如图1至图7所示的立式数控开孔机，包括机座1、主架2、横梁3、割炬4及平面工作台5，主架2为一固定安装在机座1上的圆形支柱211，在圆形支柱211的下部固定有一托板212，上部固定有一悬臂梁213；横梁3由横梁体311、滑动内套312、滑动外套I 313、滑动外套II 314构成，横梁体311为方管结构，其前端固定有割炬座6，后端与滑动外套I313固定连接，割炬4安装在割炬座6上；滑动内套312套在主架2的圆形支柱211上，滑动外套I 313与滑动外套II 314固定连接后抱紧在滑动内套312上；在主架2的悬臂梁213上安装有一套驱动横梁3沿圆形支柱211上下呈Z轴方向运动的横梁传动机构7，这个横梁传动机构7为由电机711、电机减速器712、电机座713、底座714、联轴器715、丝杆716及丝杆螺母717构成的丝杆螺母传动机构；电机711与电机减速器712联接后固定安装在电机座713上，电机座713固定在底座714的上部，底座714固定在主架2的悬臂梁213上；丝杆716穿过悬臂梁213，其上端通过固定在底座714内的轴承718安装在底座714内并与电机减速器712之间通过联轴器715联接，下端通过轴承719连有一丝杆端座720，丝杆端座720固定在主架2的托板212上；套在丝杆716上的丝杆螺母717活动安装在横梁3的横梁体311上。丝杆716转动，通过丝杆螺母717可以带着整个横梁3沿主架2的圆形支柱211上下运动。
电机711采用混合式步进电机或交流伺服电机。
当然，横梁传动机构7还可以采用其它的传动机构，如齿轮及齿条传动机构、同步皮带传动机构、滑轮及钢丝绳传动机构等等。这些机构都属于本实用新型的保护范围，由于它们都是现有的，在此不再详细描述。
在机座1的两侧安装有两条导轨101，平面工作台5底面的两边各安装有两个在机座1两侧导轨101内滑动的滑块501，从而使平面工作台5支承在机座1上，两条导轨101和四个滑块501构成导向构件；在机座1上安装有一套驱动平面工作台5沿机座1呈X轴方向来回运动的工作台传动机构8，这个工作台传动机构8为由电机811、电机减速器812、支承座813、联轴器814、轴承座815、丝杆816及丝杆螺母817构成的丝杆螺母驱传动机构，电机811与电机减速器812联接后固定安装在支承座813一侧，支承座813固定在机座1上；丝杆816的一端穿过支承座813并通过轴承818支承在支承座813内，丝杆816的这一端还与电机减速器812之间通过联轴器814联接，丝杆816的另一端联有轴承819及轴承座815，轴承座815固定在机座1上；套在丝杆816上的丝杆螺母817活动安装在平面工作台5的底面。丝杆816转动，通过丝杆螺母817可以带着平面工作台5沿机座1呈X轴方向来回运动。
电机811采用混合式步进电机或交流伺服电机。
当然，工作台传动机构8还可以采用其它的驱动机构，如齿轮及齿条传动机构、同步皮带传动机构、滑轮及钢丝绳传动机构等等。这些机构都属于本实用新型的保护范围，由于它们都是现有的，在此不再详细描述。
实施例2如图8和图9所示的立式数控开孔机，在平面工作台5的工作面上通过四个滑动支座10及轴承11分别安装有主滚筒12和副滚筒13，滑动支座10与平面工作台5可以采用燕尾槽的结构形式活连接，这样可以调整主滚筒12和副滚筒13之间的中心距，以适应不同直径大小圆形物件的加工。主滚筒11通过安装在平面工作台5上的滚筒传动电机14所带动的同步皮带传动机构15带动旋转。同步皮带传动机构15还可以采用齿轮传动机构来替代。
滚筒传动电机14采用混合式步进电机或交流伺服电机。
实施例2中的其余结构同实施例1。
实施例3如图10至图15中所示的立式数控开孔机，在横梁3的横梁体311的顶面及底面各装有一条滑轨315、316并在一侧面开有一条槽317，在横梁体311上还安装有一个小车16，小车16为门字形结构，其外两侧面上固定有割炬座6，割炬4安装在割炬座6上，其内顶面固定有一在横梁体311顶面上的滑轨315上滑行的滑块161，并在小车16的底部通过导向轮轴162安装有在横梁体311底面上的滑轨315上滚动的导向轮163；在小车16内一侧面上固定有一透过横梁体311一侧面的槽317伸入横梁体311内的连接块164。在横梁体311内安装有一套驱动小车16沿横梁体311呈Y轴水平方向来回运动的小车驱动机构9，小车驱动机构9为由电机911、电机减速器912、电机座913、联轴器914、轴承座915、弧形盖板916、丝杆917及丝杆螺母918构成的丝杆螺母传动机构，电机911与电机减速器912联接后固定安装在电机座913一侧，电机座913固定安装在一块固定在横梁体311中的耳板721上；丝杆917的一端穿过耳板721和电机座913后通过轴承919支承在电机座913内，丝杆917的这一端还与电机减速器912之间通过联轴器914联接，丝杆816的另一端通过轴承920及轴承座815支承在弧形盖板916上，弧形盖板916固定在横梁体311的端部；套在丝杆917上的丝杆螺母918与小车16上的连接块164活连接。丝杆917转动，通过丝杆螺母918可以带着小车16沿横梁体311呈Y轴水平方向来回运动。
电机911采用混合式步进电机或交流伺服电机。
当然，小车传动机构9还可以采用其它的传动机构，如齿轮及齿条传动机构、同步皮带传动机构、滑轮及钢丝绳传动机构等等。这些机构都属于本实用新型的保护范围，由于它们都是现有的，在此不再详细描述。
实施例3中的其余结构同实施例1。
实施例4如图16和图17所示的立式数控开孔机，在平面工作台5的工作面上通过四个滑动支座10及轴承11分别安装有主滚筒12和副滚筒13，滑动支座10与平面工作台5可以采用燕尾槽的结构形式活连接，这样可以调整主滚筒12和副滚筒13之间的中心距，以适应不同直径大小圆形物件的加工。主滚筒11通过安装在平面工作台5上的滚筒传动电机14所带动的同步皮带传动机构15带动旋转。同步皮带传动机构15还可以采用齿轮传动机构来替代。
滚筒传动电机14采用混合式步进电机或交流伺服电机。
实施例4中的其余结构同实施例3。
实施例5如图17至图26所示的立式数控开孔机，主架2为方形门架，是由前后固定在机座1上的四根立柱221、222、223、224构成的，在前后四根立柱221、222、223、224的两外侧及后外侧各安装有一块装饰性面板225，在前立柱221、222的上端之间连有一块座板226，中部之间连有一块支承板227，且在前立柱221、222的内侧垂直方向各安装有一导轨228；在后立柱223、224之间的中心位置设有一根固定机座1上的中间立柱229，在中间立柱229的内侧垂直方向安装有一导轨230；横梁3由一方管结构的横梁体311构成，在横梁体311的前端固定有割炬座6，割炬4安装在割炬座6上；在横梁体311中部两侧各安装有一个能在前立柱221、222内侧的导轨228上滑动的滑块318，在横梁体311后端内安装有能在中间立柱229内侧的导轨230的三个面上滚动滑行的导轮组I 316和导轮组II 317。
在主架2的前立柱221、222上端之间的座板226上安装有一套驱动横梁3沿前后四根立柱221、222、223、224上下呈Z轴方向运动的横梁传动机构7，这个横梁传动机构7为由电机711、电机减速器712、电机座713、联轴器715、丝杆716及丝杆螺母717构成的丝杆螺母传动机构，电机711与电机减速器712联接后固定安装在电机座713上，电机座713固定在座板226的上部；丝杆716穿过座板226，其上端通过固定在电机座713内的轴承718安装在电机座713内并与电机减速器712之间通过联轴器715联接，下端通过轴承719连有一丝杆端座720，丝杆端座720固定在主架2的前立柱221、222中部之间的支承板227上；套在丝杆716上的丝杆螺母717活动安装在横梁3的横梁体311上。丝杆716转动，通过丝杆螺母717可以带着整个横梁3沿主架2的前后四根立柱221、222、223、224上下运动。
本实施例的平面工作台5的结构同实施例1。
实施例6如图27和图28所示的立式数控开孔机，主架2为方形门架，是由前后固定在机座1上的四根立柱221、222、223、224构成的，在前后四根立柱221、222、223、224的两外侧及后外侧各安装有一块装饰性面板225，在前立柱221、222的上端之间连有一块座板226，中部之间连有一块支承板227，且在前立柱221、222的内侧垂直方向各安装有一导轨228；在后立柱223、224之间的中心位置设有一根固定机座1上的中间立柱229，在中间立柱229的内侧垂直方向安装有一导轨230；横梁3由一方管结构的横梁体311构成，在横梁体311的前端固定有割炬座6，割炬4安装在割炬座6上；在横梁体311中部两侧各安装有一个能在前立柱221、222内侧的导轨228上滑动的滑块318，在横梁体311后端内安装有能在中间立柱229内侧的导轨230的三个面上滚动滑行的导轮组I 316和导轮组II 317。
在主架2的前立柱221、222上端之间的座板226上安装有一套驱动横梁3沿前后四根立柱221、222、223、224上下呈Z轴方向运动的横梁传动机构7，这个横梁传动机构7为由电机711、电机减速器712、电机座713、联轴器715、丝杆716及丝杆螺母717构成的丝杆螺母传动机构，电机711与电机减速器712联接后固定安装在电机座713上，电机座713固定在座板226的上部；丝杆716穿过座板226，其上端通过固定在电机座713内的轴承718安装在电机座713内并与电机减速器712之间通过联轴器715联接，下端通过轴承719连有一丝杆端座720，丝杆端座720固定在主架2的前立柱221、222中部之间的支承板227上；套在丝杆716上的丝杆螺母717活动安装在横梁3的横梁体311上。丝杆716转动，通过丝杆螺母717可以带着整个横梁3沿主架2的前后四根立柱221、222、223、224上下运动。
本实施例的平面工作台5的结构同实施例2。
实施例7如图29和图35所示的立式数控开孔机，在横梁3的横梁体311的顶面及底面各装有一条滑轨315、316并在一侧面开有一条槽317，在横梁体311上还安装有一个小车16，小车16为门字形结构，其外两侧面上固定有割炬座6，割炬4安装在割炬座6上，其内顶面固定有一在横梁体311顶面上的滑轨315上滑行的滑块161，并在小车16的底部通过导向轮轴162安装有在横梁体311底面上的滑轨315上滚动的导向轮163；在小车16内一侧面上固定有一透过横梁体311一侧面的槽317伸入横梁体311内的连接块164。在横梁体311内安装有一套驱动小车16沿横梁体311呈Y轴水平方向来回运动的小车传动机构9，小车传动机构9为由电机911、电机减速器912、电机座913、联轴器914、轴承座915、弧形盖板916、丝杆917及丝杆螺母918构成的丝杆螺母传动机构，电机911与电机减速器912联接后固定安装在电机座913一侧，电机座913固定安装在一块与横梁传动机构7中的丝杆螺母717连为一体的耳板721上；丝杆917的一端穿过耳板721和电机座913后通过轴承919支承在电机座913内，丝杆917的这一端还与电机减速器912之间通过联轴器914联接，丝杆917的另一端通过轴承920及轴承座915支撑在弧形盖板916上，弧形盖板916固定在横梁体311的端部；套在丝杆917上的丝杆螺母918与小车16上的连接块164活连接。丝杆917转动，通过丝杆螺母918可以带着小车16沿横梁体311呈Y轴水平方向来回运动。
本实施例的其余结构同实施例5。
实施例8如图36和图37所示的立式数控开孔机，在横梁3的横梁体311的顶面及底面各装有一条滑轨315、316并在一侧面开有一条槽317，在横梁体311上还安装有一个小车16，小车16为门字形结构，其外两侧面上固定有割炬座6，割炬4安装在割炬座6上，其内顶面固定有一在横梁体311顶面上的滑轨315上滑行的滑块161，并在小车16的底部通过导向轮轴162安装有在横梁体311底面上的滑轨315上滚动的导向轮163；在小车16内一侧面上固定有一透过横梁体311一侧面的槽317伸入横梁体311内的连接块164。在横梁体311内安装有一套驱动小车16沿横梁体311呈Y轴水平方向来回运动的小车传动机构9，小车传动机构9为由电机911、电机减速器912、电机座913、联轴器914、轴承座915、弧形盖板916、丝杆917及丝杆螺母918构成的丝杆螺母传动机构，电机911与电机减速器912联接后固定安装在电机座913一侧，电机座913固定安装在一块与横梁传动机构7中的丝杆螺母717连为一体的耳板721上；丝杆917的一端穿过耳板721和电机座913后通过轴承919支承在电机座913内，丝杆917的这一端还与电机减速器912之间通过联轴器914联接，丝杆816的另一端通过轴承920及轴承座915支撑在弧形盖板916上，弧形盖板916固定在横梁体311的端部；套在丝杆917上的丝杆螺母918与小车16上的连接块164活连接。丝杆917转动，通过丝杆螺母918可以带着小车16沿横梁体311呈Y轴水平方向来回运动。
本实施例的其余结构同实施例6。
权利要求1.立式数控开孔机，包括机座(1)、主架(2)、横梁(3)、割炬(4)及平面工作台(5)，其特征是所述主架(1)安装在机座(1)上，在主架(1)上安装有一套驱动横梁(3)沿主架(1)上下呈Z轴方向运动的横梁传动机构(7)，横梁(3)与横梁传动机构(7)相连接；割炬(4)安装在横梁(3)上；平面工作台(5)通过导向构件支承在机座(1)上，在机座(1)上安装有一套驱动平面工作台(5)沿机座(1)呈X轴方向来回运动的工作台传动机构(8)，平面工作台(5)与工作台传动机构(8)相连接。
2.根据权利要求1所述的立式数控开孔机，其特征是在横梁(3)上还安装有一个小车(16)，并在横梁上安装有一套驱动小车(16)沿横梁呈Y轴水平方向来回运动的小车传动机构(9)，小车(16)与小车传动机构(9)相连接。
3.根据权利要求1或2所述的立式数控开孔机，其特征是在平面工作台(5)上通过滑动支座(10)安装有主滚筒(12)和副滚筒(13)，主滚筒(12)通过安装在平面工作台(5)上的滚筒传动电机(14)所带动的同步皮带传动机构(15)带动旋转。
4.根据权利要求1或2所述的立式数控开孔机，其特征是所述横梁传动机构(7)、小车传动机构(9)、工作台传动机构(8)可以采用丝杆螺母传动机构。
5.根据权利要求4所述的立式数控开孔机，其特征是所述丝杆螺母传动机构中的电机为混合式步进电机。
6.根据权利要求4所述的立式数控开孔机，其特征是所述丝杆螺母传动机构中的电机为交流伺服电机。
7.根据权利要求3所述的立式数控开孔机，其特征是所述滚筒传动电机(14)为混合式步进电机。
8.根据权利要求3所述的立式数控开孔机，其特征是所述滚筒传动电机(14)为交流伺服电机。
9.根据权利要求1或2所述的立式数控开孔机，其特征是所述割炬(4)可以用焊枪替换。
专利摘要立式数控开孔机，包括机座、主架、横梁、割炬及平面工作台，其主架装在机座上，在主架上装有驱动横梁沿主架上下呈Z轴方向运动的横梁传动机构；割炬安装在横梁上；平面工作台通过导向构件支承在机座上，在机座上安装有驱动平面工作台沿机座呈X轴方向来回运动的工作台传动机构。横梁上还装有一个小车，并在横梁上安装有驱动小车沿横梁呈Y轴水平方向来回运动的小车传动机构；在平面工作台上安装有主、副滚筒，主滚筒通过安装在平面工作台上的滚筒传动电机所驱动的同步皮带传动机构带动旋转。本实用新型通过计算机对X、Y、Z轴二维及三维坐标的控制，即可以实现对立体物件的开孔切割与焊接，还可以对圆管不同角度的切断下料。
文档编号B23K5/00GK2702807SQ20042003579
公开日2005年6月1日 申请日期2004年5月1日 优先权日2004年5月1日
发明者符辰湛 申请人:符辰湛, 雷泽勇, 颜拥军