[发明专利]复合并联机构的大幅面切割机

说明书

技术领域

本发明公开了一种切割机，特别是一种复合并联机构的大幅面切割机，属于切割机械技术领域。

背景技术

在机械加工过程中，板材切割常用以下方式：

方式有手工切割：手工切割灵活方便，但手工切割质量差、尺寸误差大、材料浪费大、后续加工工作量大，同时劳动条件恶劣，生产效率低。

半自动切割机切割：半自动切割机中仿形切割机，切割工件的质量较好，由于其使用切割模具，不适合于单件、小批量和大工件切割。其它类型半自动切割机虽然降低了工人劳动强度，但其功能简单，只适合一些较规则形状的零件切割。

数控切割机切割：数控切割相对手动和半自动切割方式来说，可有效地提高板材切割地效率、切割质量，减轻操作者地劳动强度。

数控切割机的各方面较好的优点，使其得到普遍的应用。

目前，我国机械工业钢材使用量已达到4亿吨以上，钢材的切割量非常大；随着现代机械工业的发展，对板材切割加工的工作效率和产品质量的要求也同时提高。因而数控切割机的市场潜力还是很大、市场前景比较乐观。

但随着工业生产水平的提高，等离子切割机、激光切割机等数控切割机的工作幅面越来越大。

大幅面切割机的优点是可以对大型零件进行快速加工。但是切割机工作幅面不断加大后也带来了新的问题：当工作幅面加大后，用来支撑切割头做纵向运动的横梁的质量就会很大，从而导致其运动惯性较大，也降低了横梁快速往复运动的可能性，并最终导致大幅面切割机工作效率的下降；另外一方面，大质量的动横梁的往复运动也会增加切割机的工作能耗。

例如公开号为202169443U的实用新型公开了一种混联五轴激光切割机，该切割机虽然提高了切割头的运动精度，但是难以完成大幅面板材的切割工作，因为在工作幅面加大后，其设备上的运动部件全部需要加大，这样不仅质量重会导致其运动惯性大，最终会导致切割机工作效率下降，还增加切割机的工作能耗。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种复合并联机构的大幅面切割机，该切割机将水平并联机构复合到大幅面切割机的横梁上，用来解决小区域内复杂图形的快速切割问题，同时避免了横梁需要多次往返运动的问题。

为了解决上述的技术问题，本发明的技术方案是：一种复合并联机构的大幅面切割机，包括机体，所述机体两侧设置有纵向支撑导轨，在纵向支撑导轨之间设置有纵向移动的横梁，所述横梁上设置有切割头，所述横梁上设置有可沿横梁横向移动的竖直滑台，所述竖直滑台上设置有可沿竖直滑台上下移动的并联机构托架，所述并联机构托架上设置有一组伺服电机，所述伺服电机分别连接有内连杆，所述内连杆分别通过活动铰链连接有外连杆，所述外连杆与切割头连接。

所述横梁的纵向移动通过齿轮与齿条配合的方式来传动实现的，所述齿轮通过伺服电机驱动。

所述并联机构托架在竖直滑台上的上下移动通过伺服电机和滚珠丝杠驱动。

所述外连杆通过两个相互独立的活动铰链与切割头分别连接。

并联机构托架上的伺服电机控制内连杆的运动，即伺服电机通过改变转角来实现控制内连杆的运动角度。内连杆带动外连杆，从而实现切割头在纵向一定范围内运动。切割头可通过竖直滑台在横梁上的左右移动，实现横向移动。

本发明在内连杆、外连杆可伸展的范围内，横梁不需要运动，直至超出内连杆、外连杆可伸展的范围外。在大工作幅面切割时，横梁往复运动的次数减少，确保了大幅面切割的效率，同时减少大质量横梁往复运动的工作能耗。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明的结构示意图。

图2为工作区域控制示意图。

具体实施方式

如图1所示，复合并联机构的大幅面切割机包括机体1，所述机体1两侧设置有纵向支撑导轨10，在大幅面切割机的两条纵向支撑导轨10之间装有一个横梁9，该横梁9通过两侧支架安装。横梁9的纵向移动是通过齿轮齿条方式来传动的，齿条安装纵向支撑导轨10的内侧，在横梁9两侧的支架部件内部各有一套伺服电机带动齿轮进行转动。横梁9的位移通过齿轮齿条机构中的齿轮转角来控制。

在横梁9上同样装有横向进给机构，用来控制竖直滑台7沿着横梁9上的轨道左右移动，移动的位移和速度由控制器的控制信号来确定。