[发明专利]五轴钢管相贯线切割机

说明书

技术领域

本发明涉及钢管加工设备领域，尤其是五轴钢管相贯线切割机。

背景技术

目前对圆管的切割多采用三轴钢管切割机，这种设备通常只能满足简单的钢管定长切割与简单相贯线切割，不能满足复杂管路中多道管路相贯连通产生的复杂的相贯线的切割要求，更不能实现相贯线坡口的切割要求。 

发明内容

本申请人针对上述现有钢管切割机难以切割复杂钢管相贯线，且不能切割坡口等缺陷，提供一种结构合理，操作方便的五轴钢管相贯线切割机，从而可以高效精确的切割复杂钢管相贯线，而且能在切割的同时一次性加工出焊接坡口。

本发明所采用的技术方案如下：

一种五轴钢管相贯线切割机，包括位于切割机一端的主轴箱，主轴箱输出端连接回转卡盘；切割机底座上设置有两路平行轨道，一路轨道位于被加工管料下部，在此轨道上设置有若干钢管支撑架；切割头运动组件可移动的设置在另一路轨道上，通过管线与切割机的动力部分和控制部分连接；所述切割头运动组件包括切割头纵向移动部件、切割头升降部件、切割头左右摆动部件与切割头前后连杆摆动部件。其进一步特征在于：

所述切割头纵向移动部件的移动小车两侧安装有滚轮，滚轮与切割机底座上的轨道接触；在移动小车底部两侧安装有限位轮，每组限位轮跨越在轨道两侧并与轨道的竖直面接触；伺服电机、减速机与齿轮顺序连接并竖直安装在移动小车的中部，所述齿轮与轨道齿条啮合。

所述切割头升降部件的立柱安装在所述切割头纵向移动部件上，立柱正面固定设置丝杆前轴座和丝杆后轴座，固定电机、减速机与丝杆；立柱与升降板之间采用直线导轨副与限位装置进行连接，升降板背面设置丝母与所述丝杆相啮合。

所述切割头左右摆动部件通过安装板安装在所述切割头升降部件上，减速机安装于安装板上，所述减速机输入端连接伺服电机，所述减速机输出端连接摆动臂。

所述切割头前后连杆摆动部件由左侧板、右侧板构成的基座安装在所述切割头左右摆动部件上，在基座上通过枢轴连接横向的上连接板、下连接板与竖向的前摆臂、后摆臂所构成的平行四边形连杆机构，在所述连杆机构前端安装切割头夹持部件，在所述基座外侧固定安装电机，其输出轴通过传动轴与后摆臂连接。

所述切割头夹持部件包括夹持安装板和夹持座，所述夹持安装板通过短轴枢接在上连接板与下连接板前端；上连接板和下连接板通过从动轴和隔套与前摆臂和后摆臂枢接，前摆臂和后摆臂通过从动轴和隔套与左侧板和右侧板枢接。

在所述切割头前后连杆摆动部件上设置有摆动消隙机构，所述摆动消隙机构的气弹簧一端通过球副连接在所述切割头前后连杆摆动部件的基座上，另一端通过轴承和连接板与下连接板和前摆臂相交轴可转动的连接。

在所述切割头前后连杆摆动部件上设置有限位转换机构，所述限位转换机构在所述传动轴的末端固定有齿轮，与齿轮啮合的齿条一侧安装有导向轴，另一侧安装有原点感应片，导向轴在基座侧板的导向槽内水平滑动，原点限位开关安装在侧板上，在导向槽两端设置有左右限位开关。

还包括切割头跟踪机构，所述切割头跟踪机构的安装板通过弹性悬浮装置连接在所述切割头升降部件的升降板上，在安装板正面中部固定所述切割头左右摆动部件与前后连杆摆动部件，在安装板正面两侧对称安装有压杆，压杆的前端设置有万向球。

所述切割头跟踪机构的弹性悬浮装置包括在安装板与升降板之间靠近中部对称设置有两支直线导轨副与限位装置，安装板两侧通过拉伸弹簧和两端螺栓与升降板连接。

本发明通过数控控制系统对主轴箱的回转卡盘进行管料轴向的控制、切割头纵向移动部件进行纵向的控制、切割头升降部件进行高度方向的控制，这三轴的控制可以实现对不同管径的管料，不同直线、弧线、相贯线的切割要求；增加的切割头左右摆动部件与切割头前后连杆摆动部件可以将切割枪摆动至任何角度，从而可以切割出各个方向的坡口。本发明通过多处设置的精密导向与限位机构，以及安装的高精度伺服电机与减速机等零部件，通过五轴的联合精确控制与配合，可以满足管料的高精度切割要求。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为图1的左视图，已略去主轴箱部分；

图3为本发明的切割头纵向移动部件的主视图；

图4为图3的俯视图；

图5为本发明的切割头升降部件的主视图；

图6为图5的俯视图；

图7为本发明的切割头左右摆动部件的主视图；

图8为本发明的切割头前后连杆摆动部件的主视图；

图9为图8中A-A剖视图；

图10为图8中B-B剖视图；