[实用新型]基于球形电机驱动的三维切割设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及切割设备，具体地说是一种基于球形电机驱动的三维切割机设备。

背景技术

目前在机械加工过程中，板材切割通常有手工切割、半自动切割机切割及数控切割机切割。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。半自动切割机中仿形切割机切割工件的质量较好，但由于其使用切割模具，不适合单件、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，但是很多数控切割机价格昂贵。

伴随着现代科学技术的不断发展，已有能够在单台电机上实现多自由度运动的球形电机，但针对球形电机在切割设备中的应用迄今还未有相关报道。

实用新型内容

本实用新型是为避免上述现有技术所存在的不足，提供一种基于球形电机驱动的三维切割设备，为切割设备提供一种新的结构形式，使得切割作业更加方便、快捷和高效。

本实用新型为解决技术问题采用如下技术方案：

本实用新型基于球形电机驱动的三维切割设备的结构特点是：在底座上设置第一球形电机，与所述第一球形电机通过连杆机构串联设置第二球形电机，在所述第二球形电机的输出轴上串联设置调速电机，切割具固定安装在调速电机的输出轴上。

本实用新型基于球形电机驱动的三维切割设备的结构特点也在于：所述连杆机构包括：以所述第一球形电机的输出轴为第一杆，在所述第一杆的前端铰链连接第二杆，在所述第一杆和第二杆之间利用可伸缩的斜撑杆进行连接，第二球形电机的基座固定安装在所述第二杆的杆前端。

本实用新型基于球形电机驱动的三维切割设备的结构特点也在于：以所述第二球形电机的输出轴为第三杆，所述调速电机的基座固定设置在所述第三杆的杆前端。

与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在：

1、本实用新型串联设置两级球形电机，利用球形电机的多自由度转动，实现空间中的任意切割，尤其适于切割形状不规则物体，可极大地提高切割效率。

2、本实用新型合理设置两级球形电机的工作状态，可以实现不同的切割形式。

3、本实用新型利用调速电机调整切割速度，使用和操作极为方便灵活。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图中标号：1底座，2第一球形电机，3第一杆，4斜撑杆，5第二杆，6基座，7第二球形电机，8切割具，9调速电机。

具体实施方式

参见图1，本实施例中基于球形电机驱动的三维切割设备的结构形式是：在底座1上设置第一球形电机2，与第一球形电机2通过连杆机构串联设置第二球形电机7，在第二球形电机7的输出轴上串联设置调速电机9，切割具8固定安装在调速电机9的输出轴上。

本实施例中，如图1所示，设置连杆机构包括：以第一球形电机2的输出轴为第一杆3，在第一杆3的前端铰链连接第二杆5，在第一杆3和第二杆5之间利用可伸缩的斜撑杆4进行连接，第二球形电机7的基座6固定安装在第二杆5的杆前端；以第二球形电机7的输出轴为第三杆，调速电机9的基座固定设置在第三杆的杆前端。

第一球形电机2和第二球形电机7均为多自由度永磁球形电机，调整斜撑杆4的长度可以调整第二球形电机相对于第一球形电机的活动范围。

具体实施中，利用调速电机控制切割具的切割速度，利用第一球形电机和第二球形电机的配合设置，获得所需要的切割具的切割轨迹，并有如下三种工作状态可选：

本装置一共有三种工作状态，以下称粗切割为工作状态1，微切割为工作状态2，两者切割方式结合在一起称为工作状态3。

工作状态一，将第一球形电机的转子设置在设定位置上，调整斜撑杆的长度从而调整切割具的位置，实现粗切割功能。

工作状态二，利用第二球形电机调整切割具的位置，实现局部微切割。

工作状态三，利用第一球形电机、第二球形电机以及斜撑杆的配合动作，使切割具在空间从第一时刻的设定位置到达第二时刻的另一设定位置，实现空间无缝切割。

在三种不同的工作状态中，调整调速电机的转速，从而调整切割具的转速，用于适配不同材质的被切割物。