专利名称：H型钢数控切割机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种金属切割设备，尤其涉及一种H型钢数控切割设备。
背景技术：
H型钢是一种截面面积分配更加优化、强重比更加合理的经济断面高效型材，由于H型钢的各个部位均以直角排布，因此H型钢在各个方向上都具有抗弯能力强、施工简单、节约成本和结构重量轻等优点，用在不同要求的金属结构中，不论是承受弯曲力矩、 压力负荷、偏心负荷都显示出它的优越性能，可较普通工字钢大大提高承载能力，节约金属109Γ40% ；H型钢的翼缘宽、腹板薄、规格多、使用灵活，用于各种桁架结构中可节约金属 159Γ20%;由于其翼缘内外侧平行，缘端呈直角，便于拼装组合成各种构件，从而可节约焊接、铆接工作量25%左右，能大大加快工程的建设速度，缩短工期。由于具有上述优点，H型钢应用广泛，主要用于各种民用和工业建筑结构；各种大跨度的工业厂房和现代化高层建筑，尤其是地震活动频繁地区和高温工作条件下的工业厂房；要求承载能力大、截面稳定性好、跨度大的大型桥梁；海洋工程；重型设备；高速公路；舰船骨架；矿山支护；地基处理和提坝工程；以及各种机器构件。在大型钢结构建造过程中，在大型钢结构建造过程中，各种规格型钢搭接结构件的建造部分占到大型钢结构建造总工作量的759Γ80%，其重量占到大型钢结构总重量的70%左右。长行程复杂钢结构件的切割加工成为大型钢结构加工制造的关键。2003年，哈尔滨四海集团和加拿大公司合作研制出SKHS型H型钢自动生产线，但由于其测长系统存在缺陷，至今无法在海工实际应用，目前海工仍是手工切割、打磨作业；2006年，广东海洋大学为中海油南海西部公司研制出一套直角坐标式3割炬切割装备，但其结构刚性较差，切割类型较少，坡口角只能手动调整，实际应用受到一定限制；上海建设焊割机具厂也开发了自己的CG1-2型H型钢切割机，主要是单车、单割炬切割；美国AMTEK公司的H型钢切割装备是以单割炬、单端切割为主，效率较低，类型受限；日本大东精机和荷兰HGG公司均有自己的机器人H型钢切割装备，但均是单机器人、单割炬切割，效率较低，类型受限，且不能双端切割；2003 年，Park SungJin 申请了名为 “H Beam Style Auto Cutting Machine” 的欧洲发明专利，但未见相关设备生产的报道。
实用新型内容本实用新型提供了一种H型钢数控切割机，为一种多机器人、多割炬方式的H型钢切割装置，主要包括3个类SCARA机器人、控制系统，解决了传统切割设备单割炬、效率低等缺陷。本实用新型H型钢数控切割机，包括切割机头、移动大车和传送线；所述切割机头包括三台类平面关节机器人和横梁；所述移动大车包括移动工作台机构、立柱和随动控制系统，立柱设立在所述移动工作台机构上；所述传送线包括上料区传输线、下料区传输线、 切割区传输线三部分。
3[0006]其中，所述传送线平铺在车体上，包括传输辊和传输辊两端的传输辊支撑架，每个传输辊的至少一端还设有链轮；所述H型钢数控切割机平行于传送线方向设有导轨，所述移动大车通过导轨滑块设置在传送线的一侧车体导轨上；所述切割机头的横梁位于传送线的正上方，并垂直线传送线传输方向，所述横梁一端安装在所述移动大车立柱上端；所述三台类平面关节机器人分布在所述横梁上。本实用新型上述的H型钢数控切割机，其中，所述移动大车包括伺服电机和减速器，所述伺服电机和减速器通过齿轮和齿条驱动移动大车运行。本实用新型上述的H型钢数控切割机，其中，所述传送线还包括用于链轮和传输辊的驱动电机、减速器。根据本实用新型上述的H型钢数控切割机的一种优选实施方式，其中，所述切割区输送线还包括举起H型钢主体的举升系统；所述举升机构包括宽体举升机构和标准举升机构，所述宽体举升机构和标准举升机构均设于所述传输辊之间的间隔中。应当理解地，同一个所述间隔内，可以同时设置所述宽体举升机构和标准举升机构，也可以将所述宽体举升机构和标准举升机构分别设置在不同的所述间隔中。优选地，所述宽体举升机构和标准举升机构分布密度由靠近下料区传输线一端至靠近上料区一端逐步减小。根据本实用新型上述的H型钢切割机的另一种优选实施方式，其中，所述切割区传输线还设有废料车，废料车通过滚轮设置在所述传输辊支撑架上。本实用新型上述的H型钢切割机，所述废料车内设有废料隔板。本实用新型上述的H型钢切割机，所述废料车还可以设有驱动电机和/或减速器， 所述滚轮分为从动轮和主动轮。根据本实用新型上述H型钢切割机的再一种优选实施方式，其中，在所述横梁两端还分别设有左防护板和右防护板。本实用新型上述的H型钢切割机，其中，所述左防护板和/或右防护板还设有透明可视窗。本实用新型上述的H型钢切割机，在所述防护板的前端还可以设有可转板。本实用新型上述的H型钢切割机，优选地，所述切割区传输线长度为1(Γ13米；上料区传输线和下料区传输线长度为12 15米。更为优选地，所述切割区传输线长度为12米; 上料区传输线和下料区传输线长度为14米。本实用新型上述的H型钢切割机，优选地，所述移动大车移动距离为13. 5m。本实用新型上述的H型钢切割机，优选地，三台用于切割H型钢翼板及腹板的类平面关节机器人中，两台4自由度，一台5自由度。更优选地，所述5自由度类平面关节机器人安装在所述两台4自由度类平面关节机器人之间。本实用新型上述的H型钢切割机，优选地，传输辊的间距为250mm，直径89mm ；传输辊的有效使用长度IOOOmm ；输送速度0. 4m/s。本实用新型上述的H型钢切割机，废料车输送速度可以与传输辊输送速率相同或不同，优选地，所述废料车输送速度为0. 4m/s。本实用新型上述的H型钢切割机，优选地，宽体举升机构和标准举升机构最大间距为90(T910mm，最优选为906mm ；最小间距为185 190mm ；最优选为189mm。[0023]本实用新型H型钢数控切割机，能够实现H型钢/其它钢相交端部及工艺孔切割数控化，能够切割60类、63种工件楔头，经试验验证，本实用新型H型钢数控切割机切割长度误差仅有(T2mm，切割后坡口及工艺表面粗糙度Ra上限为12. 5 μ m (即粗糙度、夺。
图1为本实用新型H型钢数控切割机切割机头结构示意图；图2为本实用新型H型钢数控切割机移动大车结构示意图；图3为本实用新型H型钢数控切割机宽体举升定位机构结构示意图；图4为本实用新型H型钢数控切割机防护板结构示意图；图5为本实用新型H型钢数控切割机结构示意图。
具体实施方式
本实用新型提供了一种H型钢数控切割机，包括切割机头、移动大车和传送线；所述切割机头包括三台类平面关节机器人和横梁；所述移动大车包括移动工作台机构、立柱和随动控制系统；所述传送线包括上料区传输线、下料区传输线、切割区传输线三部分。下面参照图广5，通过具体实施例对本实用新型H型钢数控切割机进行详细介绍和描述，以使更好的理解本实用新型范围，但下述实施例并不限制本实用性新型范围。实施例1本实用新型H型钢数控切割机，包括切割机头、移动大车和传送线。参照图5、图1和图2。切割机头包括三台类平面关节机器人101、102、103和横梁 110 ；移动大车包括移动工作台机构201、立柱202和随动控制系统203 ；传送线包括上料区传输线、下料区传输线、切割区传输线三部分。传送线平铺在车体上，包括传输辊310和传输辊310两端的传输辊支撑架312，每个传输辊的至少一端还设有链轮；所述H型钢数控切割机平行于传送线方向设有导轨11， 移动大车通过导轨滑块204设置在传送线的一侧车体导轨11上；切割机头的横梁110位于传送线的正上方，并垂直线传送线传输方向，横梁110 —端安装在所述移动大车立柱202上端；三台类平面关节机器人101、102、103按照左、中、右位置依次分布在横梁110上。使用时，将所要切割的H型钢置于上料区传输线上，转动链轮，带动传输辊310向切割区传输线方向转动，H型钢被送至切割区传输线，H型钢所要切割位置达到切割机头下方，操作三台类平面关节机器人101、102、103进行切割，切割完毕后传输辊继续转动，将切割后的H型钢送至下料区传输线上，由下料区传输线送至接受装置。传送线长度可以根据所要切割的H型钢长度选择，但是为了能够批量化生产并普及使用，切割区传输线长度为 1(Γ13米；上料区传输线和下料区传输线长度为12 15米，本实施例中，切割区传输线长度为12米；上料区传输线和下料区传输线长度为14米.一般情况下，本实用新型H型钢切割机传输辊310的间距可选择250mm，直径可选择89mm ；传输辊310的有效使用长度IOOOmm ； 输送速度0. 4m/s。在H型钢被送至切割区传送线的过程中，移动大车可以带动切割机头前后移动，以更好的瞄准切割位置，也可以与H型钢相向运动，减少工作时间，提供切割效率。本实施例中，移动大车移动距离为13. 5m。本实施例中，三台用于切割H型钢翼板及腹板的类平面关节机器人中，两台4自由度，一台5自由度。5自由度类平面关节机器人102安装在所述两台4自由度类平面关节机器人101、103之间。实施例2参照图2，在实施例1的基础上，本实用新型H型钢数控切割机的移动大车还包括伺服电机206和减速器205，所述伺服电机和减速器通过齿轮齿条207驱动移动大车运行。 伺服电机206、减速器205和齿轮齿条207均安装在移动大车的移动工作台机构201上。随动控制系统203包括控制操作箱，控制伺服电机206和减速器205工作，从而带动移动工作台机构201通过导轨滑块204在导轨11上移动。实施例3在实施例1或2的基础上，本实用新型H型钢数控切割机的切割区输送线还包括举起H型钢主体的举升系统；所述举升机构包括宽体举升机构和标准举升机构，宽体举升机构和标准举升机构均设于传输辊310之间。本实施例中，宽体举升机构和标准举升机构分布密度由靠近下料区传输线一端至靠近上料区一端逐步减小，如最大间距90(T910mm至最小间距185 190mm ；最优选为906至 189mm。本实施例中采用前密后疏的布置方式，能够尽可能满足长短差异很大的H型钢的举升定位，各举升定位机构采用独立控制方式，可根据切割件的长度控制举升机构的动作。参照图3，本实用新型H型钢数控切割机的宽体举升机构包括最下端为举升气缸 401和矩形固定板402，两个举升汽缸401设在固定板402的两个对角处，举升柱411穿过固定板402连接在举升汽缸401上端，固定板402另外两个角设有可升降导柱403，导柱403 上端为水平放置的举升板404，举升板上方为竖直设置的多块举升立板405，相邻两块举升立板405之间在举升板设有加紧臂406，加紧臂406位于举升板一端，加紧臂406下半部穿过举升板404位于举升板404下方，加紧臂406下端通过传动轴连接夹紧气缸407。相应地，标准举升机构也可以参照上述方法构建。实施例4参照图5，在上述任意实施例的基础上，本实用新型H型钢数控切割机还包括废料车5，废料车5位于切割区传输线用于切割H型钢的位置，将三台类平面关节机器人101、 102、103切割H型钢产生的废料收集。废料车5通过滚轮设置在传输辊支撑架312上，车内底部还可以设有废料隔板。废料车5还可以设有驱动电机和/或减速器，滚轮分为从动轮和主动轮；驱动电机和/或减速器92驱动主动轮滚动，从而带动从动轮滚动，实现废料车5在传输辊支撑架312上移动。废料车5的移动速度可以与传输辊310输送速率相同或不同，本实施例中废料车输送速度为0. 4m/s。实施例5参照图4，在上述任意实施例的基础上，本实用新型H型钢数控切割机在横梁110 两端还分别设有左防护板111和右防护板112，用于防止切割废料的飞溅。同时还可以在左防护板111和右防护板112中至少一个防护板、如右防护板112上设置透明可视窗113，用于观察切割情况。在左防护板111和右防护板112的前端，还可以分别设置左可转板116和右可转板117，用于辅助左防护板111和右防护板112防止切割废料飞溅，可转板与防护板之间可以通过合页、扭簧等多种方式铰接。在没有特别说明的情况下，本实用新型上述内容所述前端指的是靠近下料区传送线的一端，上、下指的是切割过程中相对的水平位置。以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。
权利要求1.一种H型钢数控切割机，其特征在于，包括切割机头、移动大车和传送线；所述切割机头包括三台类平面关节机器人和横梁；所述移动大车包括移动工作台机构、立柱和随动控制系统，立柱设立在所述移动工作台机构上；所述传送线包括上料区传输线、下料区传输线、切割区传输线三部分；所述传送线平铺在车体上，包括传输辊和传输辊两端的传输辊支撑架，每个传输辊的至少一端还设有链轮；所述H型钢数控切割机平行于传送线方向设有导轨，所述移动大车通过导轨滑块设置在传送线的一侧车体导轨上；所述切割机头的横梁位于传送线的正上方，并垂直线传送线传输方向，所述横梁一端安装在所述移动大车立柱上端；所述三台类平面关节机器人分布在所述横梁上。
2.根据权利要求1所述的H型钢数控切割机，其特征在于，所述移动大车还包括伺服电机和减速器，所述伺服电机和减速器通过齿轮齿条驱动移动大车运行。
3.根据权利要求1所述的H型钢数控切割机，其特征在于，所述传送线还包括用于链轮和传输辊的驱动电机、减速器。
4.根据权利要求1所述的H型钢数控切割机，其特征在于，所述切割区传输线长度为 1(Γ13米、上料区传输线和下料区传输线长度为12 15米。
5.根据权利要求1所述的H型钢数控切割机，其特征在于，所述切割区输送线还包括举起H型钢主体的举升系统；所述举升机构包括宽体举升机构和标准举升机构，所述宽体举升机构和标准举升机构均设于所述传输辊之间。
6.根据权利要求5所述的H型钢数控切割机，其特征在于，所述宽体举升机构和标准举升机构分布密度由靠近下料区传输线一端至靠近上料区一端逐步减小。
7.根据权利要求5所述的H型钢数控切割机，其特征在于，所述切割区传输线还设有废料车，废料车通过滚轮设置在所述传输辊支撑架上。
8.根据权利要求7所述的H型钢数控切割机，其特征在于，所述废料车内设有废料隔板。
9.根据上述任意一项权利要求所述的H型钢数控切割机，其特征在于，在所述横梁两端还分别设有左防护板和右防护板。
10.根据权利要求9所述的H型钢数控切割机，其特征在于，所述左防护板和/或右防护板还设有透明可视窗。
专利摘要本实用新型提供了一种H型钢数控切割机，切割机头包括三台类平面关节机器人，切割机头安装在移动大车上，并位于传送线正上方。本实用新型H型钢数控切割机能够实现H型钢/其它型钢相交段部以及工艺切割的数控化，可用于切割至少16类、63中工件楔头，切割长度误差小，切割后坡口以及工艺表面粗糙度低，适用范围较广，可以切割0.8m至12m长度的切割件。
文档编号B23K7/00GK202264005SQ20112031220
公开日2012年6月6日 申请日期2011年8月25日 优先权日2011年8月25日
发明者丁书才, 余定辉 申请人:上海气焊机厂有限公司