用并联虚拟轴实现“环绕坡切”的伺服装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及等离子或激光切割设备领域，具体涉及用并联虚拟轴实现“环绕坡切”的伺服装置。
【背景技术】
[0002]在等离子或激光切割中，有时会遇到在一定厚度的材料上，切割出上小下大的正圆锥孔或多棱金字塔，或者上大下小的负圆锥孔或多棱倒金字塔，如油水井过滤管上泥沙过滤孔。对于这些特殊要求的零件加工，切割难度较大，一般安装在机器人系统上实现。要想切割头在空间范围内完成锥形孔的切割，必须让切割头以一定的夹角绕重直线旋转，才能让切割头喷出的火焰(或激光束)以同样的夹角在工件上两倍夹角的锥孔，对多棱锥孔亦然。因此切割头角度定位以及切割头的移动精度犹为重要。
【发明内容】
[0003]本实用新型要解决的技术问题是提供一种用并联虚拟轴实现“环绕坡切”的伺服装置，在平面切割系统上，有效空间范围内实现任意图形的正锥体或负椎体的切割。
[0004]本实用新型通过以下技术方案实现:
[0005]用并联虚拟轴实现“环绕坡切”的伺服装置，包括穿装在支架上的上下平行的两组导轨、滑块、电机、滚珠丝杠、摆杆及虎克铰，每组导轨上分别安装两块滑块，每个滑块连接在滚珠丝杠上，电机驱动连接滚珠丝杠，推动滑块沿导轨左右移动，摆杆包括两根承重摆杆和两根推力摆杆，两承重摆杆一端分别连接在两个独立的上下设置的虎克铰的外套上，另一端分别活动连接在同侧的两滑块上，两推力摆杆一端分别连接在两虎克铰的外环上，另一端分别活动连接在另一侧的两滑块上，虎克铰外套上设有供推力摆杆移动的槽口，切割头上下端固定在上下虎克铰内。
[0006]本实用新型进一步改进方案是，所述滚珠丝杠的滚珠螺母固定在电机的转子内，驱动滚珠丝杆做线性运动，滚珠丝杆的另一端固定连接在滑块上。该连接结构运动惯量小，有利于提闻滑块速度。
[0007]本实用新型更进一步改进方案是，所述每组导轨为两根，每块滑块通过直线球轴承耦合在两根导轨上。
[0008]本实用新型更进一步改进方案是，所述摆杆的与滑块连接端设有销钉，销钉上下端通过角接触球轴承与滑块铰链连接。
[0009]本实用新型通过滑块移的数据与切割图形坐标的模型关系，控制电机的运动，位于虎克铰中心点的切割头可描绘出任意图形进行切割。
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型立体图。
[0011]图2为虎克铰爆炸图。
[0012]图3为滑块爆炸图。
[0013]图4为工作原理图。
【具体实施方式】
[0014]如图1至图3所示，本实用新型所述的用并联虚拟轴实现“环绕坡切”的伺服装置，包括穿装在支架7上的上下平行的两组导轨1、滑块2、电机3、滚珠丝杠4、摆杆5及虎克铰6，每组导轨I上分别安装两块滑块2，每个滑块2连接在滚珠丝杠4上，电机3驱动连接滚珠丝杠4，推动滑块2沿导轨I左右移动，摆杆5包括两根承重摆杆51和两根推力摆杆52，两承重摆杆51 —端分别连接在两个独立的上下设置的虎克铰的外套61上，另一端分别活动连接在同侧的两滑块上，两推力摆杆52 —端分别连接在两虎克铰的外环62上，另一端分别活动连接在另一侧的两滑块上，虎克铰外套61上设有供推力摆杆52移动的槽口 611，切割头8上下端固定在上下虎克铰6内。
[0015]所述滚珠丝杠4的滚珠螺母固定在电机的转子内，驱动滚珠丝杆做线性运动，滚珠丝杆的另一端固定连接在滑块上。
[0016]所述每组导轨I为两根，每块滑块2通过直线球轴承21耦合在两根导轨I上。
[0017]所述摆杆5的与滑块连接端设有销钉53，销钉53上下端通过角接触球轴承22与滑块2铰链连接。
[0018]如图4所示，安装在上下虎克铰内的切割头8与铅垂线9有一个夹角，切割头8中喷出的等离子或激光束绕铅垂线9旋转，上下虎克铰绕行半径为a、b，当3> b时，在工件10上留下一个以铅垂线为圆心的上大下小的正锥孔；如果a<b，则切割出一个上小下大的负锥孔。上下虎克铰距离工件上表面距离为Ha、Hb，切割头的斜率由欲切割孔的锥度斜率决定=T=(孔的大头半径-小头半径)/工件厚度，也可转换成T= (a-b)/(Ha-Hb)。
【主权项】
1.用并联虚拟轴实现“环绕坡切”的伺服装置，其特征在于:包括穿装在支架上的上下平行的两组导轨(I)、滑块(2)、电机(3)、滚珠丝杠(4)、摆杆(5)及虎克铰(6)，每组导轨(1)上分别安装两块滑块(2)，每个滑块(2 )连接在滚珠丝杠(4 )上，电机(3 )驱动连接滚珠丝杠(4)，推动滑块(2)沿导轨(I)左右移动，摆杆(5)包括两根承重摆杆(51)和两根推力摆杆(52)，两承重摆杆(51)—端分别连接在两个独立的上下设置的虎克铰的外套(61)上，另一端分别活动连接在同侧的两滑块上，两推力摆杆(52) —端分别连接在两虎克铰的外环(62)上，另一端分别活动连接在另一侧的两滑块上，虎克铰外套(61)上设有供推力摆杆(52)移动的槽口(611)，切割头上下端固定在上下虎克铰(6)内。
2.根据权利要求1所述的用并联虚拟轴实现“环绕坡切”的伺服装置，其特征在于:所述滚珠丝杠(4)的滚珠螺母固定在电机的转子内，驱动滚珠丝杆做线性运动，滚珠丝杆的另一端固定连接在滑块上。
3.根据权利要求1所述的用并联虚拟轴实现“环绕坡切”的伺服装置，其特征在于:所述每组导轨(I)为两根，每块滑块(2)通过直线球轴承(21)耦合在两根导轨(I)上。
4.根据权利要求1所述的用并联虚拟轴实现“环绕坡切”的伺服装置，其特征在于:所述摆杆(5)的与滑块连接端设有销钉(53)，销钉(53)上下端通过角接触球轴承(22)与滑块(2)铰链连接。
【专利摘要】本实用新型公开了用并联虚拟轴实现“环绕坡切”的伺服装置，包括穿装在支架上的上下平行的两组导轨、滑块、电机、滚珠丝杠、摆杆及虎克铰，每组导轨上分别安装两块滑块，每个滑块连接在滚珠丝杠上，电机驱动连接滚珠丝杠，推动滑块沿导轨左右移动，摆杆包括两根承重摆杆和两根推力摆杆，两承重摆杆一端分别连接在两个独立的上下设置的虎克铰的外套上，另一端分别活动连接在同侧的两滑块上，两推力摆杆一端分别连接在两虎克铰的外环上，另一端分别活动连接在另一侧的两滑块上，虎克铰外套上设有供推力摆杆移动的槽口，切割头上下端固定在上下虎克铰内。本实用新型通过滑块移的数据与切割图形坐标的模型关系，控制电机的运动，位于虎克铰中心点的切割头可描绘出任意坡切图形进行切割。
【IPC分类】B23K10-00, B23K26-08, B23K37-02
【公开号】CN204295164
【申请号】CN201420728056
【发明人】吴德林, 吴晓, 吴海溧
【申请人】江苏海德威激光科技发展有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年11月28日