专利名称：全回转坡口切割机无位移无限连续回转机构的制作方法
技术领域：
全回转坡口切割机无位移无限连续回转机构技术领域[0001]本实用新型涉及数控切割领域的无限回转驱动头，具体的说一种全回转坡口切 割机无位移无限连续回转机构。
背景技术：
[0002]目前，应用于切割机上的全回转坡口切割头有三种。一是国内普遍应用的切割 头偏转机构与转动机构组合而成的全回转坡口切割头。二是日本小池专用的利用一体化 的四边形特性实现X轴与Y轴两个方向的偏转来合成偏转角度与转动角度的切割头。三 是梅塞尔等应用的机械手切割头。第一种其机械原理相对简单、体积小，但其不能实现 真正意义上的无限回转。其切割头与机架间有相对转动，因为连接切割头的电缆与管线 不能有大的相对转动，因此其切割头回转到一定角度后必需返回原位置，在切割过程中 增加了很多无用的多余回转动作。第二种切割头与机架间无相对转动，是一种真正意义 上的无限全回转切割头。但其的结构复杂、角度驱动麻烦、结构刚度不易提高等缺点。 第三种切割头也是一种真正意义上的无限全回转切割头。但其造价太高，电气与机械结 构均过于复杂，不利于应用推广与维修保养。发明内容[0003]本实用新型的目的是提供一种结构合理，结构刚性好、成本低、空间占用少的 全回转坡口切割机无位移无限连续回转机构。为了达到上述目的，本实用新型解决其技 术问题所采用的技术方案是分别在纵向与横向两个方向上用平行四边形原理实现只有 角度偏转，没有位移。再用PLC解析割枪偏转角度与旋转角度为纵向与横向方向上的的 偏转角度。本实用新型利用空间中的一段线段(割枪)的偏转角度(a)与旋转角度(b)可 以分别用这个线段投影到XZ平面的线段与X轴形成的角度(c)和投影到YZ平面的线段 与Y轴形成的角度(d)来表示。并且可以用下列公式进行换算c = atan (sin(b) ^sin(a)/ cos (a)) ； d = atan 〔cos(b) *sin(a)/cos(a)〕；通过以上两个公式可以算出任意与a、b 角度对应的c、d角度。本实用新型的结构包括底座与连接件、后立杆、后驱动弧形齿轮 副、后驱动步进电机、后上连杆、后下连杆、前面板、前驱步进电机、前驱动弧形齿轮 副、前立杆、前连杆、割枪架连接板、割枪架、割枪，其特征在于四个后立杆通过连接 轴与连接件连接，两个左右对称的后上连杆通过连接轴与后立杆连接，后立杆下端设置 有后驱动弧形齿轮副，后驱动弧形齿轮副与后驱动步进电机的转轮相连接，后下连杆通 过连接轴与后立杆连接，前面板通过连接轴与两个后下连杆连接，两个前立杆通过连接 轴与前面板连接，两个前连杆通过连接轴与两个前立杆连接，前立杆与前驱动弧形齿轮 副连接，前驱动弧形齿轮副与前驱步进电机的转轮相连接，割枪架连接板通过连接轴与 两个前连杆接接共同组成平行四边形结构，割枪架连接板上设置有割枪架，割枪架内设 置有割枪，所述的纵向距离Al与纵向距离A2相等，高度距离Bl与高度距离B2相等， 高度距离B3与高度距离B4相等。本实用新型利用上述结构产生的横向与纵向两个方向的绕同一个空间原点的无位移转动来合成一个空间上的任意方向与角度的合成转动，这 种设计是一种结构简单、刚性好的真正的无限全回转切割驱动头，同时实现割枪中心点 只有偏转角度与回转角度，没有位移。[0004]本实用新型的有益效果如下1、结构简单、只用两个轴的自由度实现了无限全 回转；2、结构刚性好，可在高速与大动运惯量的条件下工作。经ANSYS校验其最大变 形小于Imm; 3、成本低，因其结构简单、特殊零件少，其制造便用成本较低；4、空间 占用少，因其Y轴方向采用新型的四边形结构，其在Y方向占用空间小于国际的同类产品。
[0005]图1是本实用新型的实施例结构示意图；[0006]图2是本实用新型的俯视结构图；[0007]图3是本实用新型的西北方向轴侧视结构示意图；[0008]图4是本实用新型的西南方向轴侧视结构示意图；[0009]图5是本实用新型的侧视结构示意图；[0010]图中底座与连接件1、后立杆2、后驱动弧形齿轮副3、后驱动步进电机4、后 上连杆5、后下连杆6、前面板7、前驱步进电机8、前驱动弧形齿轮副9、前立杆10、前 连杆11、割枪架连接板12、割枪架13、割枪14，A代表纵向，B代表横向，Al和A2 为纵向距离，Bi、B2、B3、B4为高度距离。
具体实施方式
[0011]
以下结合附图对本实用新型做进一步详细地描述本实用新型的结构包括底座 与连接件1、后立杆2、后驱动弧形齿轮副3、后驱动步进电机4、后上连杆5、后下连杆 6、前面板7、前驱步进电机8、前驱动弧形齿轮副9、前立杆10、前连杆11、割枪架连 接板12、割枪架13、割枪14，其特征在于四个后立杆2通过连接轴与连接件1连接，两 个左右对称的后上连杆5通过连接轴与后立杆2连接，后立杆2下端设置有后驱动弧形齿 轮副3，后驱动弧形齿轮副3与后驱动步进电机4的转轮相连接，后下连杆6通过连接轴 与后立杆2连接，前面板7通过连接轴与两个后下连杆6连接，两个前立杆10通过连接 轴与前面板7连接，两个前连杆11通过连接轴与两个前立杆10连接，前立杆10与前驱 动弧形齿轮副9连接，前驱动弧形齿轮副9与前驱步进电机8的转轮相连接，割枪架连接 板12通过连接轴与两个前连杆11接接共同组成平行四边形结构，割枪架连接板12上设 置有割枪架13，割枪架13内设置有割枪14，所述的纵向距离Al与纵向距离A2相等， 高度距离Bl与高度距离B2相等，高度距离B3与高度距离B4相等。[0012]上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实 用新型的构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域中普通 工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本实用新型的 保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。权利要求1.全回转坡口切割机无位移无限连续回转机构，包括底座与连接件(1)、后立杆 (2),后驱动弧形齿轮副(3)、后驱动步进电机G)、后上连杆(5)、后下连杆(6)、前面 板(7)、前驱步进电机(8)、前驱动弧形齿轮副(9)、前立杆(10)、前连杆(11)、割枪架 连接板(12)、害Ij枪架(13)、割枪(14)，其特征在于四个后立杆(2)通过连接轴与连接件 (1)连接，两个左右对称的后上连杆( 通过连接轴与后立杆( 连接，后立杆( 下端 设置有后驱动弧形齿轮副3，后驱动弧形齿轮副3与后驱动步进电机的转轮相连接， 后下连杆(6)通过连接轴与后立杆( 连接，前面板(7)通过连接轴与两个后下连杆(6) 连接，两个前立杆(10)通过连接轴与前面板(7)连接，两个前连杆(11)通过连接轴与两 个前立杆(10)连接，前立杆(10)与前驱动弧形齿轮副(9)连接，前驱动弧形齿轮副(9) 与前驱步进电机(8)的转轮相连接，割枪架连接板(1 通过连接轴与两个前连杆(11)接 接共同组成平行四边形结构，割枪架连接板(12)上设置有割枪架(13)，割枪架(13)内设 置有割枪(14)，所述的纵向距离Al与纵向距离A2相等，高度距离Bl与高度距离B2相 等，高度距离B3与高度距离B4相等。
专利摘要本实用新型涉及全回转坡口切割机无位移无限连续回转机构，其特征在于四个后立杆通过连接轴与连接件连接，两个左右对称的后上连杆通过连接轴与后立杆连接，后立杆下端设置有后驱动弧形齿轮副，后驱动弧形齿轮副与后驱动步进电机的转轮相连接，后下连杆通过连接轴与后立杆连接，前面板通过连接轴与两个后下连杆连接，两个前立杆通过连接轴与前面板连接，两个前连杆通过连接轴与两个前立杆连接，前立杆与前驱动弧形齿轮副连接，前驱动弧形齿轮副与前驱步进电机的转轮相连接，割枪架连接板通过连接轴与两个前连杆接接共同组成平行四边形结构。本实用新型的有益效果是结构合理、结构刚性好、成本低。
文档编号B23K37/02GK201807851SQ20102053549
公开日2011年4月27日 申请日期2010年9月20日 优先权日2010年9月20日
发明者张世勤 申请人:张世勤