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1、(10)申请公布号 CN 102357705 A (43)申请公布日 2012.02.22 CN 102357705 A *CN102357705A* (21)申请号 201110319108.3 (22)申请日 2011.10.10 B23K 7/00(2006.01) B23K 7/10(2006.01) (71)申请人 莱州市得利安数控机械有限公司 地址 261400 山东省莱州市北五里工业园 (72)发明人 杨宝升 杨震 (54) 发明名称 激光扫描自动定位钢格板数控切割机 (57) 摘要 本发明公开了一种激光扫描自动定位钢格板 数控切割机， 包括数控系统、 激光扫描器、 电器部 件、。
2、 驱动机构、 火焰割炬与自动点火装置 ； 其中 ： 所述驱动机构包括X轴驱动部分、 Y轴驱动部分和 Z 轴自动调高器 ； 所述 Z 轴自动调高器设置在横 梁一端， 该 Z 轴自动调高器上安装有激光扫描器 ； 该 Z 轴自动调高器中的移动杆最下端通过割炬夹 持器安装有火焰割炬和自动点火装置 ； 在驱动机 构的作用下， 能够实现火焰割炬沿横向、 纵向与竖 向的配合联动。本发明能够实现自动扫描精确定 位， 自动化程度高， 性能稳定可靠， 能够连续作业、 形成批量化生产， 生产效率高， 切割质量好， 切割 精度高， 能用于切割任意材质、 各种规格形状的钢 格板。 (51)Int.Cl. (19)中华人。
3、民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 7 页 附图 5 页 CN 102357715 A1/2 页 2 1. 一种激光扫描自动定位钢格板数控切割机， 其特征是， a、 包括CNC数控系统(6)、 激光扫描器(10)、 电器部件(5)、 驱动机构、 火焰割炬(16)与 自动点火装置 (15) ； 其中驱动机构又包括 X 轴驱动部分、 Y 轴驱动部分和 Z 轴自动调高器 (11) ； b、 所述电器部件(5)设置在电器箱内， 与电器箱通过底板(19)组装成一体的主机箱体 (9) 上设置有 X 轴驱动部分、 以及 Y 轴驱动部分的一部分结构 ； c、 所述 X 轴。
4、驱动部分中的横梁 (7) 沿横向贯穿于主机箱体横向通孔 (9-1) 中， 该横梁 的底部横向固装有精密直线导轨 (18)， 该精密直线导轨与横向固装在底板 (19) 上的直线 导轨滑块 (20) 形成横向滚动配合 ； 在 X 轴驱动部分的作用下， 能够实现横梁 (7) 以及设置 于横梁上的火焰割炬 (16) 的横向移动 ； d、 所述 Y 轴驱动部分中的双轴心导轨 (3) 对称设置在底座 (2) 上， 该双轴心导轨与对 称固定在主机箱体 (9) 与电器箱底部的双轴心导轨滑块 (8) 形成纵向滚动配合 ； 在 Y 轴驱 动部分的作用下， 能够实现设置在主机箱体上的 X 轴驱动部分以及设置于横梁 。
5、(7) 上的火 焰割炬 (16) 的纵向移动 ； e、 所述 Z 轴自动调高器 (11) 设置在横梁 (7) 一端， 该 Z 轴自动调高器 (11) 上安装有 激光扫描器 (10) ； 该 Z 轴自动调高器 (11) 中的移动杆 (11-1) 最下端通过割炬夹持器 (12) 安装有火焰割炬 (16) 和自动点火装置 (15) ； 在 Z 轴自动调高器 (11) 的作用下， 能够实现 火焰割炬 (16) 的升降运动。 2. 如权利要求 1 所述的激光扫描自动定位钢格板数控切割机， 其特征是， 所述 Y 轴驱 动部分包括 Y 轴伺服电机 (27)、 Y 轴伺服驱动器、 Y 轴减速器 (24)、 Y。
6、 轴齿轮 (23)、 Y 轴齿条 (4)、 双轴心导轨 (3)、 双轴心导轨滑块 (8) ； 其中 ： Y 轴伺服电机 (27) 通过 Y 轴减速器 (24) 安装在主体箱体 (9) 内的底板 (19) 上， Y 轴伺服驱动器安装在电器箱内 ； 在 Y 轴伺服电机 输出轴上安装有 Y 轴齿轮 (23)， 与纵向固装在底座上的 Y 轴齿条 (4) 啮合。 3. 如权利要求 2 所述的激光扫描自动定位钢格板数控切割机， 其特征是， 所述 X 轴驱 动部分包括 X 轴伺服电机 (25)、 X 轴伺服驱动器、 X 轴减速器 (26)、 X 轴齿轮 (21)、 X 轴齿条 (17)、 精密直线导轨(18。
7、)、 直线导轨滑块(20) ； 其中 ： X轴伺服电机(25)和X轴减速器(26) 均安装在主体箱体 (9) 内， X 轴伺服驱动器安装在电器箱内 ； 在 X 轴伺服电机输出轴上安装 有 X 轴齿轮 (21)， 与横向固装在横梁 (7) 一侧的 X 轴齿条 (17) 啮合。 4. 如权利要求 3 所述的激光扫描自动定位钢格板数控切割机， 其特征是， 所述 Z 轴 自动调高器 (11) 包括调高器座 (11-17)、 直流无刷电机 (11-13)、 减速器 (11-12)、 联轴器 (11-11)、 丝杆 (11-7)、 丝母 (11-9)、 移动杆 (11-1)、 移动板 (11-8)、 一对。
8、导向轴 (11-21)、 割炬夹持器 (12)、 以及限位保护装置和防尘装置， 其中 ： 该直线无刷电机 (11-13) 通过联轴 器 (11-11) 与丝杆 (11-7) 的上端连接， 该丝杆的螺纹部分位于移动杆 (11-1) 的内腔中， 且 其上螺纹连接有丝母 (11-9)， 该丝母也设置在移动杆内腔中且二者之间通过平键 (11-14) 连接 ； 所述移动杆 (11-1) 的上端通过柱销 (11-10) 固定连接有移动板 (11-8) ； 在移动杆 (11-1) 的左右两侧对称设置有一对导向轴 (11-21)， 该一对导向轴 (11-21) 的上、 下端分 别固定在调高器座 (11-17)。
9、 的上、 下端， 其中间部分与移动板 (11-8) 上装有的直线轴承 (11-20) 形成滑动配合。 5. 如权利要求 4 所述的激光扫描自动定位钢格板数控切割机， 其特征是， 所述移动杆 权 利 要 求 书 CN 102357705 A CN 102357715 A2/2 页 3 (11-1) 的上端通过柱销 (11-10) 固定连接有移动板 (11-8)， 上述柱销 (11-10) 的内端凸出 了移动杆 (11-1) 的内壁面， 并可与丝母 (11-9) 的上端面相接触。 6. 如权利要求 5 所述的激光扫描自动定位钢格板数控切割机， 其特征是， 所述丝杆 (11-7) 的最下端安装有内六。
10、角圆柱头螺钉 (11-2)， 在内六角圆柱头螺钉上套装有弹簧挡 圈 (11-5) 和弹簧 (11-3)， 该弹簧由弹簧挡圈 (11-5) 锁定位置。 7. 如权利要求 6 所述的激光扫描自动定位钢格板数控切割机， 其特征是， 所述限位保 护装置为限位开关 (11-15) 及其碰块 (11-16) ； 在调高器座 (11-17) 的内腔侧壁面上装有 限位开关 (11-15)， 在移动板 (11-8) 的一侧面上安装有限位开关的碰块 (11-16)。 8. 如权利要求 7 所述的激光扫描自动定位钢格板数控切割机， 其特征是， 所述调高器 座 (11-17) 呈 形， 在其敞口部分设有起封闭敞口作用。
11、的护罩 (11-22)。 9. 如权利要求 8 所述的激光扫描自动定位钢格板数控切割机， 其特征是， 所述防尘罩 (11-18) 为折叠式结构， 该防尘罩套装在移动杆 (11-1) 上， 其上端固定在连接板 (11-4) 的 下端面上， 其下端固定在防尘罩托板 (11-19) 上， 该防尘罩托板固定在移动杆上。 10. 如权利要求 9 所述的激光扫描自动定位钢格板数控切割机， 其特征是， 所述调高器 座 (11-17) 的上端、 下端相对设置有上通孔、 下通孔 ； 直流无刷电机 (11-13) 的输出轴向下 穿过调高器座上端的上通孔 ； 该移动杆(11-1)的下部垂直穿过调高器座(11-17)。
12、下端的下 通孔， 并与固定在上述下通孔中的导向套 (11-6) 形成滑动配合。 11. 如权利要求 10 所述的激光扫描自动定位钢格板数控切割机， 其特征是， 所述丝母 (11-9)的外圆上固定有平键(11-14)， 该平键与移动杆(11-1)内壁面上设置的轴向键槽形 成轴向滑动配合。 权 利 要 求 书 CN 102357705 A CN 102357715 A1/7 页 4 激光扫描自动定位钢格板数控切割机 技术领域 0001 本发明涉及金属切割设备技术领域， 具体是涉及一种激光扫描自动定位钢格板数 控切割机。 背景技术 0002 (1) 目前， 钢格板行业一般是采用人工放样、 人工划线和。
13、人工手持火焰割炬切割钢 格板方式， 因而切割质量差， 切割断面粗糙、 不平整， 工件尺寸精度低， 劳动强度高， 切割效 率低。 0003 (2) 如果使用现有的普通切割机来切割钢格板， 就会出现以下情况 ： 等离子切割 只能用于切割较薄钢格板 ； 当等离子切割时， 若遇到空格处割炬会出现下扎情况， 导致割炬 损坏， 因而不能实现正常切割。 而火焰切割时， 由于火焰割炬不能在钢格板空格处自动停留 预热， 因而也无法进行切割。 0004 (3) 到目前为止， 还没有专用于钢格板自动切割的激光扫描自动定位钢格板数控 切割机。 发明内容 0005 本发明所要解决的技术问题是提供一种能够克服上述不足的激。
14、光扫描自动定位 钢格板数控切割机， 其能实现自动扫描精确定位， 自动化程度高， 性能稳定可靠， 能够连续 作业、 形成批量化生产， 生产效率高， 切割质量好， 切割精度高， 能用于切割任意材质、 各种 规格形状的钢格板。 0006 为了解决上述技术问题， 本发明采取以下技术方案 ： 一种激光扫描自动定位钢格 板数控切割机， 包括 CNC 数控系统、 激光扫描器、 电器部件、 驱动机构、 火焰割炬与自动点火 装置 ； 其中 ： 所述驱动机构又包括X轴驱动部分、 Y轴驱动部分和Z轴自动调高器 ； 所述电器 部件设置在电器箱内， 与电器箱通过底板组装成一体的主机箱体上设置有 X 轴驱动部分、 以及 。
15、Y 轴驱动部分的一部分结构 ； 所述 X 轴驱动部分中的横梁沿横向贯穿于主机箱体横向 通孔中， 该横梁的底部横向固装有精密直线导轨， 该精密直线导轨与横向固装在底板上的 直线导轨滑块形成横向滚动配合 ； 在 X 轴驱动部分的作用下， 能够实现横梁以及设置于横 梁上的火焰割炬的横向移动 ； 所述 Y 轴驱动部分中的双轴心导轨对称设置在底座上， 该双 轴心导轨与对称固定在主机箱体与电器箱底部的双轴心导轨滑块形成纵向滚动配合 ； 在 Y 轴驱动部分的作用下， 能够实现设置在主机箱体上的 X 轴驱动部分以及设置于横梁上的火 焰割炬的纵向移动 ； 所述Z轴自动调高器设置在横梁一端， 该Z轴自动调高器上安。
16、装有激光 扫描器， 该 Z 轴自动调高器中的移动杆最下端通过割炬夹持器安装有火焰割炬和自动点火 装置 ； 在 Z 轴自动调高器的作用下， 能够实现火焰割炬的升降运动。 0007 所述 Y 轴驱动部分包括 Y 轴伺服电机、 Y 轴伺服驱动器、 Y 轴减速器、 Y 轴齿轮、 Y 轴齿条、 双轴心导轨、 双轴心导轨滑块 ； 其中 ： 所述 Y 轴伺服电机通过 Y 轴减速器安装在主 体箱体内的底板上， Y 轴伺服驱动器安装在电器箱内 ； 在 Y 轴伺服电机输出轴上安装有 Y 轴 说 明 书 CN 102357705 A CN 102357715 A2/7 页 5 齿轮， 与纵向固装在底座上的 Y 轴齿。
17、条啮合。 0008 所述 X 轴驱动部分包括 X 轴伺服电机、 X 轴伺服驱动器、 X 轴减速器、 X 轴齿轮、 X 轴齿条、 精密直线导轨、 直线导轨滑块 ； 其中 ： 所述 X 轴伺服电机和 X 轴减速器均安装在主 体箱体内， X 轴伺服驱动器安装在电器箱内 ； 在 X 轴伺服电机输出轴上安装有 X 轴齿轮， 与 横向固装在横梁一侧的 X 轴齿条啮合。 0009 所述 Z 轴自动调高器包括调高器座、 直流无刷电机、 减速器、 联轴器、 丝杆、 丝母、 移动杆、 移动板、 一对导向轴、 割炬夹持器、 以及限位保护装置和防尘装置， 其中 ： 该直线无 刷电机通过联轴器与丝杆的上端连接， 该丝杆。
18、的螺纹部分位于移动杆的内腔中， 且其上螺 纹连接有丝母， 该丝母也设置在移动杆内腔中且二者之间通过平键连接 ； 所述移动杆的上 端通过柱销固定连接有移动板 ； 在移动杆的左右两侧对称设置有一对导向轴， 该一对导向 轴的上、 下端分别固定在调高器座的上、 下端， 其中间部分与移动板上装有的直线轴承形成 滑动配合。 0010 所述移动杆的上端通过柱销固定连接有移动板， 上述柱销的内端凸出了移动杆的 内壁面， 并可与丝母的上端面相接触。 0011 所述丝杆的最下端安装有内六角圆柱头螺钉， 在内六角圆柱头螺钉上套装有弹簧 挡圈和弹簧， 该弹簧由弹簧挡圈锁定位置。 0012 所述限位保护装置为限位开关及。
19、其碰块 ； 在调高器座的内腔侧壁面上装有限位开 关， 在移动板的一侧面上安装有限位开关的碰块。 0013 所述调高器座呈 形， 在其敞口部分设有起封闭敞口作用的护罩。 0014 所述防尘罩为折叠式结构， 该防尘罩套装在移动杆上， 其上端固定在连接板的下 端面上， 其下端固定在防尘罩托板上， 该防尘罩托板固定在移动杆上。 0015 所述调高器座的上端、 下端相对设置有上通孔、 下通孔 ； 直流无刷电机的输出轴向 下穿过调高器座上端的上通孔 ； 该移动杆的下部垂直穿过调高器座下端的下通孔， 并与固 定在上述下通孔中的导向套形成滑动配合。 0016 所述丝母的外圆上固定有平键， 该平键与移动杆内壁面。
20、上设置的轴向键槽形成轴 向滑动配合。 0017 本发明与已有技术相比， 具有以下优点和有益效果 ： 0018 (1) 本设备是用于钢格板切割的专用自动化设备， 本设备的应用使钢格板行业从 此告别了人工放样和人工切割钢格板的历史 ； 其自动化程度高， 性能稳定可靠， 一名员工可 同时操作多台设备， 大大降低了劳动强度， 极大提高了生产效率， 同时也提高了产品质量， 切割后钢格板的轮廓光滑、 尺寸准确， 一致性好， 充分保证后续工序和现场安装的顺利进 行。 0019 (2) 本设备的功能罗列 ： 支持标准 G 代码 ； 支持多种文件输入方式 ； 50 种图形参数 编辑自动编程 ； 自动沿轨迹测量钢。
21、格板位置和高度 ； 自动识别扁钢和横杆 ； 精确的预热位 置， 双预热延迟， 确保高效率和切割效果 ； 预热前自动调整高度， 保持割炬割嘴对钢格板的 一致距离 ； 方便的多工位操作 ； 对较薄的扁钢有专门的轨迹优化切割方式， 保证小角度切 割扁钢的边缘效果 ； 轮廓尺寸准确 ； 免除人工放样和人工切割 ； 灵活简便的人工干预 ； 友好 的用户界面， 方便用户学习掌握。 0020 (3) 自动扫描精确定位 ： 采用激光扫描器能够实现在任意方向上的自动精确定 说 明 书 CN 102357705 A CN 102357715 A3/7 页 6 位。火焰切割时， 如果遇到空格处， 割炬会自动停止在横。
22、杆或扁钢位置并进行预热 ； 当预热 完毕后， 切割氧自动打开， 实现对钢格板的自动切割。当再次扫描到横杆或扁钢时， 则会自 动重复上述切割过程。 0021 (4) 自动调高 ： 切割时， 能够根据钢格板面上的横杆或扁钢的位置， 自动调整割炬 割嘴的切割高度， 避免割炬与钢格板面碰撞， 从而保证切割质量和工件加工精度。 0022 (5) 用途广泛 ： 主要用于切割碳钢、 不锈钢材料以及具有各种规格形状的钢格板， 可以切割出各种形状如圆形、 椭圆形、 平行四边形以及直线切割、 曲线切割等 ； 其切割后的 钢格板产品可广泛应用于油田钻井平台、 水沟盖板、 钢结构平台板、 钢梯踏板、 吊顶装饰等。 0。
23、023 (6) 总之， 本发明具有以下优点 ： 经济实用， 自动化程度高， 可连续作业， 可形成批 量化生产， 生产效率高， 切割质量好， 切割精度高， 可用于切割任意材质、 各种形状规格的钢 格板， 可广泛应用于化工设备、 石油设备， 锅炉、 公路、 桥梁、 船舶等行业等。 附图说明 0024 图 1 为本发明激光扫描自动定位钢格板数控切割机的结构总图。 0025 图 2 为 X 轴驱动部分和 Y 轴驱动部分的结构图。 0026 图 3 为微型自动调高器的主视图。 0027 图 4 为微型自动调高器的侧视图。 0028 图 5 为 CNC 数控系统控制原理方框图。 0029 图 6 为本发明。
24、的工作步骤方框图。 0030 图 1 中 ： 0031 1、 支腿 ； 2、 底座 ； 3、 双轴心导轨 ； 4、 Y 轴齿条 ； 5、 电器部件 ； 6、 数控系统 ； 7、 横梁 ； 8、 双轴心导轨滑块 ； 9、 主机箱体 ； 9-1、 主机箱体横向通孔 ； 10、 激光扫描器 ； 11、 Z 轴自动调 高器 ； 12、 割炬夹持器 ； 13、 电磁阀组 ； 14、 钢格板 ； 15、 自动点火装置 ； 16、 火焰割炬。 0032 图 2 中 ： 0033 17、 X 轴齿条 ； 18、 精密直线导轨 ； 19、 底板 ； 20、 直线导轨滑块 ； 21、 X 轴齿轮 ； 22、 X 。
25、轴减速器座 ； 23、 Y 轴齿轮 ； 24、 Y 轴减速器 ； 25、 X 轴伺服电机 ； 26、 X 轴减速器 ； 27、 Y 轴伺服 电机 ； 4、 Y 轴齿条 ； 7、 横梁。 0034 图 3- 图 4 中 ： 0035 12、 割炬夹持器 ； 11-1、 移动杆 ； 11-2、 内六角圆柱头螺钉 ； 11-3、 弹簧 ； 11-4、 连 接板 ； 11-5、 弹簧挡圈 ； 11-6、 导向套 ； 11-7、 丝杆 ； 11-8、 移动板 ； 11-9、 丝母 ； 11-10、 柱 销 ； 11-11、 联轴器 ； 11-12、 减速器 ； 11-13、 直流无刷电机 ； 11-14。
26、、 平键 ； 11-15、 限位开 关 ； 11-16、 碰块 ； 11-17、 调高器座 ； 11-18、 防尘罩 ； 11-19、 防尘罩托板 ； 11-20、 直线轴承 ； 11-21、 导向轴 ； 11-22、 护罩。 具体实施方式 0036 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地详细描述。 0037 由图 1、 图 2、 图 3 可知， 本发明激光扫描自动定位钢格板数控切割机包括 CNC 数控 系统 6、 激光扫描器 10、 电器部件 5、 驱动机构、 火焰割炬 16 与自动点火装置 15 ； 其中 ： 0038 ( 一 )CNC 数控系统 ： 参照图 1、 图 5。 说 明 书。
27、 CN 102357705 A CN 102357715 A4/7 页 7 0039 如图 1 所示， CNC 数控系统 6 是实现数字控制的装置， 其能对扫描位置和切割工艺 步骤进行精密计算。CNC 数控系统的功能是 ： 通过对切割位置、 机器运行速度、 预热切割指 令、 激光扫描反馈信号的采集， 来实现对自动定位、 预热、 切割等工艺步骤的自动控制。 0040 本发明中的CNC数控系统6主要由输入输出接口、 电机接口、 操作面板、 显示器、 伺 服驱动装置、 检测与反馈装置、 CNC 装置、 可编程序控制器、 数控程序等组成。 0041 由图 5 可知， CNC 数控系统的控制原理是 ： 。
28、将编好的切割程序通过 USB 输入接口输 入到数控系统的数据库中， 也可以在控制面板上直接进行切割程序的编辑 ； 所有的操作指 令都能在显示器上直观显示出来 ； 然后， 发出指令给 X 轴、 Y 轴和 Z 轴的三个伺服驱动器， 再 由三个伺服驱动器给 X 轴、 Y 轴和 Z 轴的三个伺服电机发出指令， 然后三个伺服电机工作， 实现割炬运动， 可对钢格板进行任意形状切割。CNC 数控系统根据动作需要发出指令， 继电 器动作， 实现直流无刷电机工作， 带动割炬自动升降。当系统发出预热、 切割指令时， 相对 应的预热电磁阀、 切割电磁阀、 燃气电磁阀以及自动点火装置工作， 实现火焰割炬的自动点 火、。
29、 预热、 切割功能。在 X 轴、 Y 轴上分别装有限位开关碰块， 当其碰到限位开关时， 设备停 止运动。当设备运行过程中， 当伺服驱动器和伺服电机出现故障时， 会反馈信息给 CNC 数控 系统， 然后系统会直接显示伺服报警信号， 使所有电机停止工作。 0042 ( 二 ) 激光扫描器 ： 参照图 1、 图 5。 0043 激光扫描器 10 安装在 Z 轴自动调高器 11 上。该激光扫描器具有高度位置扫描、 数据采集功能。 0044 激光扫描器的工作原理是 ： 采用激光扫描器， 预先沿轮廓轨迹扫描， 通过每一点的 高度值计算出沿轮廓轨迹钢格板的横杆或扁钢与空格的分布， 最后生成切割钢格板的 G 。
30、代 码文件。操作时， 只要调出原始的轮廓 G 代码文件， 执行 “加工” 程序， 系统会自动完成扫描， 接着自动点火， 然后沿轮廓轨迹， 若遇钢格板空格处则快速移动， 若遇钢格板的横杆或扁钢 则在边缘处停下， 首先调整高度， 接着再预热， 预热时间过后， 打开切割氧开始运动切割， 直 到再次遇到空格处， 关闭切割氧， 再快速移动至下一处切割段。 0045 ( 三 ) 电器部件 ： 参照图 1。 0046 在电器箱内设置有控制整机运行的电器部件 5， 上述电器部件在 CNC 数控系统的 指令下或控制面板的按钮开关的指令下， 能够实现整机的运行、 自动点火、 预热、 自动切割、 Z 轴自动升降等多。
31、种功能。 0047 电器箱与主机箱体 9 由底板 19 组装成一体结构， 在主机箱体 9 内设置有 X 轴驱动 部分与 Y 轴驱动部分的一部分组成部件。 0048 ( 四 ) 驱动机构 ： 参照图 1、 图 2、 图 3、 图 4。 0049 由图 1 可知， 所述驱动机构包括 X 轴驱动部分、 Y 轴驱动部分和 Z 轴自动调高器 ； 其中 ： 0050 由图 1、 图 2 可知， 所述 X 轴驱动部分包括 X 轴伺服电机 25、 X 轴减速器 26、 X 轴伺 服驱动器、 X 轴齿轮、 X 轴齿条 17、 精密直线导轨 18、 一对直线导轨滑块 20， 其连接关系是 ： 0051 X 轴减速。
32、器 26 安装在 X 轴减速器座 22 上， 该 X 轴减速器座 22 和 X 轴伺服电机 25 则安装在底板19上。 横梁7的中间部分横向贯穿于主机箱体9上设有的主机箱体横向通孔 9-1 中。X 轴伺服驱动器安装在电器箱内。在 X 轴伺服电机输出轴上安装有 X 轴齿轮 21， X 轴齿条 17 固装在横梁 7 的一侧面上， 该 X 轴齿轮与 X 轴齿条啮合。 说 明 书 CN 102357705 A CN 102357715 A5/7 页 8 0052 精密直线导轨 18 横向固装在横梁 7 的底部， 一对直线导轨滑块 20 对称安装在底 板 19 的左右两端 ； 上述一对直线导轨滑块 20。
33、 通过其内装有的两排滚珠与精密直线导轨 18 形成横向滚动配合。 0053 在 X 轴驱动部分的作用下， 横梁 7 上的精密直线导轨 18 能够沿一对直线导轨滑块 20 进行横向移动， 从而实现横梁 7 上的割炬沿 X 轴的横向运动。 0054 由图 1、 图 2 可知， 所述 Y 轴驱动部分包括 Y 轴伺服电机 27、 Y 轴减速器 24、 Y 轴伺 服驱动器、 Y 轴齿轮 23、 Y 轴齿条 4、 一对双轴心导轨 3、 两对双轴心导轨滑块 8， 其连接关系 是 ： 0055 所述 Y 轴伺服电机 27、 Y 轴减速器 24 和 Y 轴伺服驱动器均安装在底板 19 上。该 Y 轴伺服电机 2。
34、7 的输出轴向下穿过底板 19 上的通孔后安装有 Y 轴齿轮 23， 该 Y 轴齿轮与 安装在底座 2 顶部的 Y 轴齿条 4 啮合。该底座 2 的下面设置有支腿 1。 0056 一对双轴心导轨 3 对称安装在底座 2 上面， 两对双轴心导轨滑块 8 相对安装在主 机箱体 9 与电器箱底部的前后两侧， 在一个双轴心导轨滑块内安装有一对导轮 ； 该两对双 轴心导轨滑块 8 通过其内设有的四对导轮与一对双轴心导轨 3 形成纵向滚动配合。 0057 在 Y 轴驱动部分的作用下， 通过两对双轴心导轨滑块 8 沿双轴心导轨 3 的纵向移 动， 来实现主机箱体 9 与电器箱以及设置在横梁 7 上的割炬沿 。
35、Y 轴的纵向运动。 0058 Z 轴自动调高器能够在切割时实现竖向自动调高功能， 从而保证火焰割炬与所切 割板面之间间距为有效作用距离， 进而保证切割质量和切割精度。 0059 由图 3、 图 4 可知， 所述 Z 轴自动调高器 11 包括调高器座 11-17、 直流无刷电机 11-13、 减速器 11-12、 联轴器 11-11、 丝杆 11-7、 丝母 11-9、 移动杆 11-1、 移动板 11-8、 一对 导向轴 11-21、 割炬夹持器 12、 以及限位保护装置和防尘装置， 其中 ： 0060 调高器座 11-17 呈 形， 在其敞口部分设有起封闭敞口作用的护罩 11-22， 二者组。
36、 成一封闭内腔， 以防止烟尘进入和丝杆丝母的磨损， 延长其使用寿命。 0061 在调高器座 11-17 的上端、 下端相对设置有上通孔、 下通孔 ； 直流无刷电机 11-13 的输出轴向下穿过调高器座上端的上通孔 ； 该移动杆 11-1 的下部垂直穿过调高器座 11-17 下端的下通孔， 并与固定在上述下通孔中的导向套 11-6 形成滑动配合。在调高器座的下端 固定有连接板 11-4 ； 通过该连接板与横梁 7 的固定连接， 而达到将 Z 轴自动调高器 11 固定 在横梁 7 上的目的。 0062 直线无刷电机11-13带有减速器11-12， 减速器能使运行达到合适速度。 该直线无 刷电机通过。
37、减速器固装在调高器座 11-17 的上面。 0063 该直线无刷电机 11-13 通过联轴器 11-11 与丝杆 11-7 的上端连接， 该丝杆的螺纹 部分位于移动杆 11-1 的内腔中， 且其上螺纹连接有丝母 11-9， 该丝母也设置在移动杆内腔 中。 0064 该丝母 11-9 与移动杆 11-1 之间通过平键 11-14 连接。具体结构是 ： 在丝母 11-9 的外圆上固定有平键11-14， 该平键与移动杆内壁面上设置的轴向键槽形成滑动配合。 平键 与轴向键槽相配合结构的作用是 ： 防止丝母与移动杆之间的相对转动， 但允许丝母与移动 杆之间的相对轴向移动。 0065 在丝杆 11-7 的。
38、最下端安装有内六角圆柱头螺钉 11-2， 在内六角圆柱头螺钉上套 装有弹簧挡圈 11-5 和弹簧 11-3， 该弹簧由弹簧挡圈 11-5 锁定位置。上述结构的作用是 ： 说 明 书 CN 102357705 A CN 102357715 A6/7 页 9 工作时， 一旦限位开关 11-15 因失灵或损坏而不起作用， 其能防止丝母从丝杆的下端脱落， 实现最小高度的限位保护 ； 与限位开关起双限位保护作用。 0066 在移动杆11-1的上端通过柱销11-10固定连接有移动板11-8， 上述柱销11-10的 内端凸出了移动杆 11-1 的内壁面， 并可与丝母 11-9 的上端面相接触。上述柱销的作用。
39、是 ： 能够挡住丝母的上端并阻止其向上移动， 以防止丝母11-9与丝杆11-7脱离螺纹连接， 实现 最大高度的限位保护 ； 与限位开关起双限位保护作用。 0067 在移动杆 11-1 的左右两侧对称设置有一对导向轴 11-21， 当然该对导向轴与移动 杆也可以呈三角形设置， 三者均为垂直设置且相互平行。该一对导向轴 11-21 的上、 下端分 别固定在调高器座 11-17 的上、 下端， 其中间部分与移动板 11-8 上装有的直线轴承 11-20 形成滑动配合。 0068 在移动杆 11-1 的最下端通过割炬夹持器 12 安装有火焰割炬 16 和自动点火装置 15， 该自动点火装置 15 紧靠。
40、在火焰割炬 16 的一侧。 0069 所述限位保护装置为限位开关 11-15 及其碰块 11-16。在调高器座 11-17 的内腔 侧壁面上， 相隔一适当间距分别装有上、 下限位开关 11-15， 在移动板 11-8 的一侧面上安装 有用于碰撞限位开关的碰块 11-16。当固装在移动杆 11-1 上端的移动板 11-8 上升到一定 高度时， 该碰块则会碰到上限位开关， 实现最大高度的限位功能 ； 反之， 当其下降到一定高 度时， 该碰块则会碰到下限位开关， 实现最小高度的限位功能。 0070 所述防尘装置包括防尘罩 11-18、 以及与调高器座 11-17 组成一封闭内腔的护罩 11-22 ；。
41、 其中 ： 防尘罩套装在移动杆 11-1 上， 其上端固定在连接板 11-4 的下端面上， 其下端 固定在防尘罩托板 11-19 上， 该防尘罩托板固定在移动杆上。 0071 防尘罩 11-18 主要是为了避免丝杆丝母的磨损而设置的， 该防尘罩 11-18 为折叠 式结构， 其能随同移动杆 11-1 的上下移动而自由伸缩， 因而具有密封和伸缩功能。由于防 尘罩密封住了移动杆11-1与调高器座11-17之间的孔隙， 因而能有效地防止切割过程中产 生的烟尘进入调高器座的内腔中， 进而避免了丝杆与丝母的磨损， 延长其使用寿命。当然， 防尘罩也可以由密封套或者密封胶带来代替。 0072 Z 轴自动调高。
42、器的工作过程如下 ： 0073 当 Z 轴自动调高器 11 自动下降到距离所切割板面 2 3mm 时， 也就是说， 这时火 焰割炬与所切割板面之间处于有效作用距离范围内， 由传感器反馈信号给控制系统 ； 控制 系统发出指令给继电器， 继电器动作， 带动直流无刷电机 11-13 工作。 0074 当直流无刷电机 11-13 沿顺时针方向转动时， 丝杆 11-7 顺转， 移动杆 11-1 下降， 带动火焰割炬 16 下降 ； 反之， 则火焰割炬上升。 0075 ( 五 ) 本发明的工作步骤及工作过程 ： 参照图 5、 图 6。 0076 本发明的工作步骤是 ： 输入切割工件图形沿工件图形激光扫描钢。
43、格板计算每 一点的高度值自动生成 G 代码自动点火预热切割空格处关闭切割氧移动到 下一处模杆或扁钢处再预热再切割依次循环往复。 0077 本发明的工作过程如下 ： 0078 第一步， 通过 USB 输入接口输入所要切割工件的图形。 0079 第二步， 采用激光扫描器， 预先沿要切割的工件图形在钢格板上进行轨迹扫描， 通 过每一点的高度值， 计算出沿轮廓轨迹钢格板的横杆或扁钢与空格的分布， 最后生成切割 说 明 书 CN 102357705 A CN 102357715 A7/7 页 10 钢格板的 G 代码文件， 储存在 CNC 数控系统中。 0080 第三步， CNC 数控系统发出指令， 使。
44、火焰割炬 16 移动到要切割的钢格板位置 ； 调出 原始的轮廓 G 代码文件， 执行加工程序， CNC 数控系统完成扫描 ； 然后， 自动点火装置自动点 火， 在钢格板的横杆或扁钢处进行预热、 切割。 切割结束， 设备继续向前运动， 再次遇到钢格 板的空格处， 切割氧自动关闭， 直至下一处横杆或扁钢位置。 再次进行预热， 预热完毕后， 切 割氧自动打开， 完成一个工作过程。 0081 第四步， 如此循环往复， 直至整个切割程序结束。 说 明 书 CN 102357705 A CN 102357715 A1/5 页 11 图 1 说 明 书 附 图 CN 102357705 A CN 102357715 A2/5 页 12 图 2 说 明 书 附 图 CN 102357705 A CN 102357715 A3/5 页 13 图 3 说 明 书 附 图 CN 102357705 A CN 102357715 A4/5 页 14 图 4 说 明 书 附 图 CN 102357705 A CN 102357715 A5/5 页 15 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 102357705 A 。