Устройство для фасонной резки профильного проката Советский патент 1993 года по МПК B23K7/10 

Изобретение относится к термической резке, в частности к фасонному раскрою профильного проката.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей путем обеспечения резки профилей замкнутого типа и упрощения конструкции путем обеспечения перемещения дополнительной каретки и поворота резака относительно дополнительной каретки одним механизмом.:

На фиг. 1 изображено устройство для фасонной резки профильного проката, об щий вид; на фиг.2 - кинематическая схема устройства; на фиг.З - сечение по каретке опоры вращения резака; на фиг.4 - сечение А-А на фиг.З; на фиг.5, 6 - схемы обхода резаком контура закрытого прямоугольного профиля.

Устройство для фасонной резки профильного проката содержит основание 1 (фиг.4) с направляющими 2, на которых с возможностью перемещения вдоль раскрываемого проката .3;- продольный ход (координата Z) установлен портал 4, состоящий из балки портала 5, направляющих б, ведущего 7 и ведомого 8 бортов. На направляющих б балки портала установлена каретка 9 поперечного хода (координата X), на .направляющих которой для реализации вертикального перемещения (координата Y) инструмента 10 установлен корпус 11, уравновешенный с помощью пневматического устройства 12. Нижняя часть корпуса 11 выполнена Т-образной формы с пазом 13 и направляющими 14 (фиг.З). В направляющих 14 на подшипниковых опорах 15, с возможностью поперечного перемещения, установлена каретка 16. Ось вращения 17 инструмента 10 (координата V) кинематиче- ски связана посредством поводка 18 и пальца 19 с цепным контуром 20, который в Т-образной части корпуса имеет две опорных звездочки 21, симметрично расположенные относительно вертикальной оси корпуса. Ось разворота инструмента в конце ходов каретки 16 геометрически совпадает с осями вращения опорных звездочек 21, На поводке 18 закреплен направляющий ролик 22 установленный в копире 23. Копир имеет прямолинейный участок, и два криволинейных участка в местах разворота инструмента. Прямолинейный участок копира 23 выполнен параллельно направляющим 14 каретки 16 и смещен относительно линий центров опорных звездочек 21.

Кинематическая схема устройства (фиг.2) структурно состоит из четырех независимых частей, соответствующих степеням подвижности, Кинематические цепи

приводов продольного, поперечного и вертикальных перемещений выполнены однотипно и состоят из двигателей постоянного тока 24,25, 26, волновых редукторов 27, 28,

29 и реечных передач 30, 31, 32. Составляющие звенья конструктивно выполнены с условием максимальной жесткости по передаче крутящего момента с использованием беззазорных соединительных элемен0 тов. Отличительной особенностью привода продольного хода является разветвление мощности по бортам балки. Передача крутящего момента от ведущего борта 7 к ведомому 8 осуществлена с помощью

5 промежуточного вала 33 и муфт 34. На рееч ных передачах продольного 30 и поперечного 31 перемещения имеются компенсаторы ,35, 36 бокового зазора.так называемые устройства люфтовыборки. Разворот инстру0 мента 10 и перемещение каретки 16 (координата V) осуществляются двигателем постоянного тока 37, волновым редуктором 38 и цепным контуром 20. Обратная связь по перемещению осуществляется на базе

5 датчика угла поворота типа ВСКТ. Датчики 39,40, 41, 42 установлены соосно с двигателями и соединены сними посредством специальных компенсационных муфт.

Устройство работает следующим обра0. зом. , . .-; : , : ...

Задача фасонного раскроя профиля замкнутого типа, например, труб прямоугольного или квадратного сечения состоит в перемещении инструмента по всему кон5 туру сечения, обеспечивая при этом заданную скорость, угол наклона к поверхности профиля и рабочий зазор между поверхностью и резаком. Контур резания может быть выполнен сложной пространственной фор0 мы. Задача раскроя формируется и обеспечивается управляющей программой СЧПУ. Изделие 3 предварительно подается, базируется и закрепляется на специальном устройстве в зоне резания. Координаты мо5 дуля (X, Y, Z, V) находятся в нулевом положении. Командой управляющей программы устройство занимает исходное положение (команда Выход в исходное )фиг.5а. Карет ка 16с инструментом 10 находится в крайне 0 правом положении, а инструмент при этом установлен вертикально. С этого момента .производится врезание и начало резания. Резание нижней плоскости проката осуществляется механизмами модуля координат 5 X, Z в различных их сочетаниях с линейной или круговой интерполяцией/Вертикальная полка профиля режется аналогично (фиг.6, участок А), но при участии механизмов координат Y (при прямом резе) или Z, V (в случае образования прямых скосов и криволинейных контуров на данной плоскости). Переход с вертикальной плоскости на горизонтальную и наоборот, (т.е. участок сопряжения) осуществляется перемещением оси 17 разворота инструмента 10 по траектории эквидистантной поверхности резания с одновременном синхронным разворотом инструмента, обеспечивая при этом заданный рабочий зазор, линейную скорость резания и угол наклона к поверхности проката. Такого рода перемещения обеспечиваются работой трех приводов в режиме винтовой интерполяции, функция которой имеется в базовом программном обеспечении ЧПУ, Каретка 16 при этом находится в крайнем правом положении. Поворот оси 17 инструмента 10 производится цепным контуром 20 с помощью поводка 18, а ось. 17 перемещается по делительной окружности опорной звездочки 21, каретка 16 при этом неподвижна.

Раскрой верхней плоскости профиля (фиг.бв) осуществляется аналогично нижней. Скорость перемещения инструмента при раскрое проката является результирующей от перемещения каретки 16 при переходе с одного крайнего положения в другое, а также перемещения основной каретки 9 поперечного хода.

Способ обхода замкнутых профилей устройствами портального типа основан на применении устройств с консольным расположением инструмента относительно оси корпуса 11, При резке левой части профиля необходима правая консоль и наоборот.

Таким образом, впри резке замкнутого профиля требуется в процессе обхода всего контура каретку 16 с инструментом 10 переместить с одной консоли на другую. В рассматриваемом случае этот переход осуществляется в процессе резания верхней горизонтальной плоскости проката. Фиксированное направление инструмента 10 в пространстве обеспечивается положением поводка 18 оси 17, Связь поводка 18 одновременно с цепным контуром 20 и с копиром 23, через ролик 22 на участке перемещения каретки 16 образует кинематическижесткую конструкцию, обеспечивающую заданный угол наклона инструмента и на участке линейного перемещения каретки, а также в положении совпадения осей при развороте инструмента. Степень жесткости механизма в данном случае прямо пропорциональна удалению линейного участка копира от линии центров опорных звездочек 21 цепного контура 20.

Резание сопряжения верхней плоскости и правой вертикальной стенки производится в левом положении каретки 16. Дальнейший раскрой аналогичен описан- ным вариантам и заканчивается положением каретки 16 изображенным на фиг.5г. После завершения цикла механизмы всех координат модуля занимают исходное положение.

Предлагаемое устройство фасонного раскроя профильного проката в сравнении с прототипом обладает широкими технологическими возможностями благодаря значительному расширению номенклатуры

проката, подлежащего раскрою. Расширение технологической гибкости устройства по продукту позволяет повысить эффективность его применения в гибком автоматизированном производстве термической резки.

Формула изобретения Устройство для фасонной резки профильного проката, содержащее основание, поперечные направляющие, смонтированную на них.каретку поперечного хода вертикальными направляющими, установленный на вертикальных направляющих корпус с направляющими для дополнительной каретки, оснащенной резаком, и механизм перемещения дополнительной каретки, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем обеспечения резки профилей замкнутого профиля и упрощения конструкции путем

обеспечения перемещения дополнительной каретки и поворота резака относительно дополнительной каретки одним механизмом, на основании смонтированы продольные направляющие, на них установлен портал, а

поперечные направляющие закреплены на этом портале, направляющие корпуса расположены параллельно поперечным направляющим, в корпусе выполнен копирный элемент с двумя кольцевыми участками, и прямолинейным участком, парал- лельным направляющим корпуса, дополнительная каретка оснащена осью поворота резака с поводком, снабженным пальцем и копирным роликом, механизм перемещения каретки выполнен в виде приводного цепного контура и двух опорных звездочек, оси которых расположены в корпусе в центрах радиусов кольцевых участков копирного паза, резак закреплен на оси поворота, палец поводка жестко соединен с цепным контуром, а копирный ролик поводка расположен в копирном элементе.

Использование: при термической резке, в частности, для фасонного раскроя профильного проката. Сущность изобретения: модуль фасонного раскроя профильного проката содержит портал продольного хода, каретку поперечного перемещения, корпус, выполненный с возможностью возвратно- поступательного перемещения в вертикальном направлении. В корпусе выполнен копирный паз 13 с двумя кольцевыми и одним прямолинейным участками, в этом пазу установлена дополнительная каретка 16 с осью поворота 17 инструмента 10с поводком 18, пальцем 19 и копирным роликом 22. Модуль позволяет при резке замкнутого профиля обеспечить обход всего контура за счет перемещения дополнительной каретки 16 и поворота инструмента 10 относительно дополнительной каретки 16 одним механизмом. 6 ил.