专利名称：数控火焰等离子切割机的制作方法
技术领域：
本实用新型数控火焰等离子切割机涉及的是一种新型、高效、节材的金属切割设备，它适用于各种厚度碳钢板、不锈钢以及有色金属板材、管材及轴类的精密切割下料。
背景技术：
目前的数控火焰等离子切割机其电器控制部分采用继电器，干扰比较大，可靠性差、维修复杂，割炬升降的垂直滑车采用普通螺杆、螺母，移动误差大，容易烧直流升降电机；另外，端横梁的九十度夹角需人工调整，很困难，费工费时，端梁的导向装置采用偏心轮导向，无法控制精度。
发明内容
本实用新型的目的是针对上述不足之处提供一种新型的数控火焰等离子切割机，机械主体采用龙门式，由箱式结构的横梁和主、副端梁构成，横梁上装有横向滑车，横向滑车上的割炬上、下运动采用滚珠直线导轨结构，精度高，横梁与端梁连接采用连接销，九十度夹角调整进行定位数控调整，能一次成功，端梁的导向采用自动导向机构，电控部分采用PLC可编程控制器，整个电控部分结构简单，可靠无干扰，维修方便，整机外形设计美观，线条简洁。
数控火焰等离子切割机是采取以下方案实现的数控火焰等离子切割机包括机械主体部分、气路部分(切割)、电源部分、电控部分、驱动部分。
机械主体部分采用龙门式，由箱式结构的横梁和主、副端梁构成，横梁装置在主、副端梁上部，主、副端梁装置在纵向导轨上，横梁与端梁采用定位连接销结构连接，横梁和端梁在纵向导轨平面行走。横梁上装有横向滑车，横向滑车驱动装置、割炬升降装置。横向滑车具有一个主动横向滑车，若干个从动横向滑车，横向滑车装置有滚珠直线导轨，滚珠直线导轨上装置有割炬，由于采用滚珠直线导轨使割炬上、下运动，左右、前后运动均无间隙。横向滑车上还装有直流升降电机，减速器，通过齿轮、齿条带动滚珠直线导轨上下运动，割炬上装置有自动点火装置、割嘴，自动点火装置采用电子点火器。割炬有火焰枪或等离子枪。
气路部分包括气压表减压阀、气体分配器、气路管带，气体分配器通过管带与正常切割需要的气源相连，气源包括氧气、乙炔或丙烷，气路上装有气压表、减压阀，气体分配器出口通过气路管带与割炬相连。
电源部分装置在电控柜内，电源部分包括两个电源变压器TC1、TC2、整流桥D1、空气开关QF1、QF2、QF3、交流接触器KM1、KM2，将三相380V交流电变为三相220V，给伺服驱动器供电，将220V交流电变为24V交流电给电磁阀供电，将220V交流电变为18V交流电给自动调高器供电，将24V交流电整流为24V直流电给指示灯供电，可编程控制器PLC与数控CNC直接供给220V交流电。
电控部分包括数控CNC、可编程控制器PLC、操作按钮、限位开关、零位开关、伺服模块、自动调高器、等离子电源。数控CNC中装有自动编程及套料控制软件。数控CNC的输入输出端I/O口通过屏蔽线与可编程控制器PLC输入端相连接，可编程控制器PLC输入端通过导线与操作按钮、限位开关、零位开关相连，把数控CNC电源作为可编程控制器PLC输入端和操作面板、限位开关、零位开关控制电源。伺服模块与数控CNC驱动口连接，自动调高器与可编程控制器PLC相连接。可编程控制器PLC输出上升、下降自动信号给自动调高器。
驱动部分包括纵、横伺服电机、减速器、升降电机、点火包、点火电磁阀、预热氧电磁阀、乙炔电磁阀、切割氧电磁阀、排气电磁阀、等离子输入输出O/I口。纵向伺服电机装在端梁上，减速器输出端装有齿轮，与纵向轨道上的齿轮啮合，带动切割机纵向运动。横向伺服电机装在横向主动滑车上，与减速器相连，减速器输出端装有齿轮，与横梁上的横向齿条相啮合，带动横向滑车在横梁上横向运动。升降电机(调高电机)装置在割炬顶部。排气电磁阀、预热氧电磁阀、乙炔电磁阀、切割氧电磁阀装在割炬顶部。点火包装在割炬上，点火电磁阀装在点火枪上。点火包、点火电磁阀、乙炔电磁阀、排气电磁阀由可编程控制器驱动，升降电机由自动调高器C1、C2控制驱动，横向伺服电机SM2、纵向伺服电机SM1由伺服模块控制驱动，伺服尾部所带编码器把编码信号反馈给伺服模块。
数控火焰等离子切割机工作时，预先按需切割工件图纸要求编程，输入到数控CNC上，由CNC发出指令控制纵、横向伺服电机进行二维平面运动，点燃割炬切割气体后即可进行自动切割。
数控火焰等离子切割机的特点数控火焰等离子切割机是一种新型、高效节能的高科技切割设备，它适用于各种厚度碳钢、不锈钢及有色金属板材、管材及轴类的精密切割下料。切割工件的形状为平面任意几何图形或筒体相贯线切割、包括子管、母管任意角度正交、斜交的马鞍形相贯线。工作形状越复杂，就越能显示其优越性。利用本数控切割机下料，不用划线、不用制作样板，先根据图纸尺寸直接输入到控制器中，便能通过数控切割机割出所需形状的工件及任意形状的坡口。通过套料系统还可对材料进行优化套裁，节约材料，凡要求加工表面粗糙度Ra为12.5μm的工件均可一次落料成功，不必再加工，从而达到缩短工期、降低成本的目的。
数控火焰等离子切割机外形美观、线条简洁，其机械主体采用龙门式，由箱式结构的横梁和主、副端梁构成，横梁和端梁在纵向导轨平面上行走，横梁上装有横向滑车及驱动装置以及割炬升降装置等，横梁的结构设计合理，刚性好、精度高、自重轻、惯性小。机械传动系统全部采用精密滚动轴承和高精度齿轮(6级精度)齿条啮合，其齿条50个齿的累计误差314.15±0.03mm。齿轮箱采用德国NEUGART行星减速器，输入输出误差≤16弧分，机械结构增设了自动补偿间隙的装置，使之能做到无间隙传动，使齿轮齿条的啮合永远保持最佳状态，保证了切割机具有良好的使用性能和精确度。
数控火焰等离子切割机垂直滑车上下动作采用滚珠直线导轨结构，使割炬只能作上下运动，左右前后均无间隙，保证了精度，此设计在中内外同类产品中是唯一采用的。
数控火焰等离子切割机的气路部分其管路和接头均保证无泄露，割炬采用等压式割嘴，点火、送气均由计算机自动控制或手动控制，可靠准确。氧、乙炔均配有回火防止器，以保证各种工况下的工作安全。
数控火焰等离子切割机结构设计先进、布局合理、运行平稳、调整拆装、维修及操作极为方便。
以下将结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1是数控火焰等离子切割机结构示意图。
图2是数控火焰等离子切割机的端梁结构剖视示意图。
图3是数控火焰等离子切割机的端梁俯视图。
图4是数控火焰等离子切割机的电源部分原理图。
图5是数控火焰等离子切割机的电气控制原理图。
具体实施方式
参照附图1～3，数控火焰等离子切割机包括机械主体部分、气路部分(切割)、电源部分、电控部分、驱动部分。
机械主体部分采用龙门式，由箱式结构的横梁10和主、副端梁2、20构成，横梁10装置在主、副端梁2、18上部，主、副端梁装置在纵向导轨1上，横梁10与端梁2采用定位连接销4结构连接，横梁和端梁在纵向导轨1平面行走，横梁10上装有横向滑车12、17，横向滑车驱动装置、割炬升降装置。横向滑车驱动装置装有横向伺服电机。横向滑车具有一个主动横向滑车13，若干个从动横向滑车17。横向滑车装置有滚珠直线导轨12，滚珠直线导轨12上装置有割炬14，控制割炬上、下运动，左、右、前、后运动均无间隙。横向滑车上还装有直流升降电机11，减速器，通过齿轮、齿条带动滚珠直线导轨上下运动。割炬升降装置采用直流升降电机，割炬上装置有自动点火装置割嘴，自动点火装置采用电子点火器，割炬有火焰枪15或等离子枪16。
气路部分包括气压表减压阀6、气压表7、气体分配器、气路管带9，气路管带9装置在托连8上，气体分配器通过管带与正常切割需要的气源相连，气源包括氧气、乙炔或丙烷，气路上装有气压表减压阀6，气体分配器出口通过气路管带9与割炬相连。
参照附图4，数控火焰等离子切割机的电源部分装置在电控柜5内，电源部分包括两个电源变压器TC1、TC2、整流桥D1、空气开关QF1、QF2、QF3、交流接触器KM1、KM2，将三相380V交流电变为三相220V，给伺服驱动器供电，将220V交流电变为24V交流电给电磁阀供电，将220V交流电变为18V交流电给自动调高器供电，将24V交流电整流为24V直流电给指示灯供电，可编程控制器PLC与数控CNC直接供给220V交流电。
参照附图5，数控火焰等离子切割机的电控部分3包括数控CNC、可编程控制器PLC、操作按钮、限位开关、零位开关、伺服模块、自动调高器。数控CNC中装有自动编程及套料控制软件，数控CNC的输入输出端I/O口通过屏蔽线与可编程控制器PLC输入端相连接，可编程控制器PLC输入端通过导线与操作按钮、限位开关、零位开关相连，把数控CNC电源作为可编程控制器PLC输入端和操作面板、限位开关、零位开关控制电源。伺服模块与数控CNC驱动口连接，自动调高器与可编程控制器PLC相连接。可编程控制器PLC输出上升、下降自动信号给自动调高器。数控CNC可采用美国生产的EDGE-11、EDGE-111型数控等。可编程控制器PLC可采用日本生产的CPM2AM-60CDRA、CPM1A-20ER型可编程控制器等。
驱动部分包括纵向、横向伺服电机、减速器、升降电机、点火包、点火电磁阀、预热氧电磁阀、乙炔电磁阀、切割氧电磁阀、排气电磁阀、等离子输入输出O/I口。纵向伺服电机19装在端梁2上，减速器20输出端装有齿轮21，与纵向轨道1上的齿条啮合，带动切割机纵向运动。横向伺服电机装在横向主动滑车13上，与减速器相连，减速器输出端装有齿轮，与横梁10上的横向齿条相啮合，带动横向滑车在横梁上横向运动。升降电机11装置在割炬顶部。排气电磁阀、预热氧电磁阀、乙炔电磁阀、切割氧电磁阀装在割炬顶部。点火包装在割炬上，点火电磁阀装在点火枪上。点火包、点火电磁阀、乙炔电磁阀、排气电磁阀由可编程控制器驱动，升降电机由自动调高器C1、C2控制驱动，横向伺服电机SM2、纵向伺服电机SM1由伺服模块控制驱动，伺服尾部所带编码器把编码信号反馈给伺服模块。
权利要求1.一种数控火焰等离子切割机，具有机械部分、气路部分、电源部分、电控部分、驱动部分，机械主体部分具有横梁和主、副端梁，横梁装置在主、副端梁上部，主、副端梁装置在纵向导轨上，其特征在于横梁与端梁采用定位连接销连接结构连接，横梁上装有横向滑车、横向滑车驱动装置、割炬升降装置，横向滑车装置有滚珠直线导轨，滚珠直线导轨上装置有割炬，横向滑车上还装有直流升降电机，减速器，通过齿轮齿条带动滚珠直线导轨上、下运动，割炬上装有自动点火装置、割嘴；驱动部分包括纵向伺服电机、横向伺服电机，纵向伺服电机装在端梁上，减速器装在纵向伺服电机输出端，减速器输出端装有齿轮，与纵向导轨上的齿轮啮合，横向伺服电机装在主动横向滑车上，与减速器相连，减速器输出端装有齿轮，与横梁上的横向齿条相啮合；电控部分包括数控CNC、可编程控制器PLC、操作按钮、限位开关、零位开关、伺服模块、自动调高器，数控CNC的输入输出端I/O口通过屏蔽线与可编程控制器PLC输入端相连接，可编程控制器PLC输入端通过导线与操作按钮、限位开关、零位开关相连，伺服模块与数控CNC驱动口连接，自动调高器与可编程控制器PLC相连接。
2.根据权利要求1所述的数控火焰等离子切割机，其特征在于气路部分包括气压表减压阀、气体分配器、气路管带，气体分配器通过管带与气源相连，气路上装有气压表减压阀，气体分配器出口通过气路管带与割炬相连。
3.根据权利要求1所述的数控火焰等离子切割机，其特征在于电源部分装置在电控柜内，电源部分包括两个电源变压器TC1、TC2、整流桥D1、空气开关QF1、QF2、QF3、交流接触器KM1、KM2，等离子电源。
4.根据权利要求1所述的数控火焰等离子切割机，其特征在于驱动部分包括纵、横向伺服电机、减速器、升降电机、点火包、点火电磁阀、预热氧电磁阀、乙炔电磁阀、切割氧电磁阀、排气电磁阀、等离子输入输出O/I口，纵向伺服电机装在端梁上，横向伺服电机装在横向主动滑车上，升降电机装置在割炬顶部，排气电磁阀、预热氧电磁阀、乙炔电磁阀、切割氧电磁阀装在割炬顶部，点火包装在割炬上，点火电磁阀装在点火枪上，点火包、点火电磁阀、乙炔电磁阀、排气电磁阀由可编程控制器驱动，升降电机由自动调高器驱动，纵、横向伺服电机由伺服模块驱动。
专利摘要本实用新型数控火焰等离子切割机涉及的是一种新型、高效、节材的金属切割设备，它适用于各种厚度碳钢板、不锈钢以及有色金属板材、管材及轴类的精密切割下料。结构具有机械部分、气路部分、电源部分、电控部分、驱动部分，机械主体部分具有横梁和主、副端梁，其特征在于横梁与端梁采用定位连接销连接结构连接，横梁上装有横向滑车、驱动装置、割炬升降装置，横向滑车装置有滚珠直线导轨，滚珠直线导轨上装置有割炬，横向滑车上还装有直流升降电机，减速器，割炬上装有自动点火装置、割嘴；驱动装置包括纵向伺服电机、横向伺服电机，电控部分包括数控CNC、可编程控制器PLC、操作按钮、限位开关、零位开关、伺服模块、自动调高器。
文档编号B23K10/00GK2691773SQ20042002577
公开日2005年4月13日 申请日期2004年3月29日 优先权日2004年3月29日
发明者谢茂祖 申请人:常州市华强焊割设备有限公司