CN114226936B - 一种金属板材专用等离子切割设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金属板材专用等离子切割设备，涉及等离子切割技术领域，包括支撑组件和运动组件，运动组件安装在支撑组件上，支撑组件的两侧均设置有抽水组件，运动组件上安装有切割组件，切割组件上安装有调换组件，切割组件包括安装在运动组件上的支架，支架上安装有升降单元和连接架，升降单元上安装有等离子切割机、防护罩和滑轮机构，防护罩和滑轮机构连接，等离子切割机的端部滑动连接有喷嘴；调换组件包括安装在支架上的动力单元和安装在连接架上的移动单元，移动单元上安装有旋转单元，旋转单元上安装有调换单元，本发明调换组件能够自动更换喷嘴，使得操作人员的安全得到了保障，同时提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及等离子切割技术领域，特别涉及一种金属板材专用等离子切割设备。
背景技术
等离子切割机是借助等离子切割技术对金属材料进行加工的机械，利用高温等离子电弧的热量使工件切口处的金属部分或局部熔化，并借高速等离子的动量排除熔融金属以形成切口；但现有等离子切割机在更换喷嘴时需要人为的进行更换，在更换时容易因误操作导致事故的发生，同时人工进行更换时更换的效率较低，从而导致整体工作效率降低；在现有的等离子切割中并未对切割时产生的废气给予收集，同时在切割工作完成后并不能自动收集废屑，导致工厂环境极差，使得工人在工作时容易吸收有害物损害身体健康。
公开号为“CN108581149A”的专利提出了一种板材等离子切割装置，包括底框、移动架、侧驱动装置、横驱动装置和等离子切割装置，所述底框左侧面设有齿条一，所述移动架上设有齿条二，所述移动架左侧下端设有移动座一，所述移动架右侧下端设有移动座二，所述移动架上方设有移动座三，所述伺服电机一的输出轴上设有带轮二，所述带轮一可转动连接在安装框一内，所述带轮一上固定设有齿轮一，所述伺服电机二固定安装在安装框二上，所述伺服电机二的输出轴上设有带轮四，所述带轮三上固定设有齿轮二，所述切割装置固定在移动座三上；该专利虽然能够对板材进行切割，但是不能自动更换喷嘴，需要人工进行更换，更换效率较低，同时该专利并未对切割时产生的废气给予收集，同时在切割工作完成后并不能自动收集废屑。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种金属板材专用等离子切割设备，包括支撑组件和运动组件，运动组件安装在支撑组件上，所述支撑组件的两侧均设置有抽水组件，所述运动组件上安装有用于切割金属板材的切割组件，所述切割组件上安装有调换组件，所述切割组件包括安装在运动组件上的支架，所述支架上安装有升降单元和连接架，所述升降单元上安装有等离子切割机、防护罩和滑轮机构，防护罩和滑轮机构连接，所述等离子切割机的端部滑动连接有喷嘴；所述调换组件包括安装在支架上的动力单元和安装在连接架上的移动单元，所述动力单元和滑轮机构连接，移动单元通过链轮机构与动力单元连接；所述移动单元上安装有旋转单元，旋转单元上安装有用于对等离子切割机上喷嘴进行更换的调换单元，旋转单元带动调换单元旋转；移动单元通过旋转单元带动调换单元移动；动力单元通过滑轮机构带动防护罩升降，动力单元通过链轮机构带动移动单元转动，移动单元通过旋转单元带动调换单元转动。
进一步地，所述调换单元包括安装在旋转单元上的调换架，所述调换架的两端均安装有夹持机构，旋转单元通过调换架带动两组夹持机构调换位置，仅一组夹持机构上设置有新的喷嘴。
进一步地，所述升降单元上还安装有吸气箱和限位单元，所述限位单元设置在等离子切割机与喷嘴连接处的一侧，通过限位单元将喷嘴固定在等离子切割机的端部，所述吸气箱上安装有吸气管，所述吸气管和防护罩滑动连接。
进一步地，所述限位单元包括驱动机构、固定卡板、移动卡板，所述固定卡板固定安装在升降单元上，所述驱动机构安装在固定卡板上，所述移动卡板安装在驱动机构上，固定卡板和移动卡板上均设置有弧形卡槽，驱动机构通过驱动移动卡板靠近或远离固定卡板，移动卡板靠近固定卡板时，移动卡板和固定卡板上的弧形卡槽夹紧等离子切割机和喷嘴的连接处，移动卡板远离固定卡板时，移动卡板和固定卡板上的弧形卡槽松开等离子切割机和喷嘴的连接处。
进一步地，所述支撑组件包括用于支撑的支撑架，所述支撑架上安装有废液收集箱，所述废液收集箱的底面由四个从一侧向中心倾斜的倾斜面组成，废液收集箱底面的中心处开设有废液流出口，废液收集箱的下方设置有废液收集机构，废液收集机构与废液流出口连通，废液收集箱的侧面设置有多个弹性支撑机构和多个进水口。
进一步地，所述抽水组件包括安装在废液收集箱上的压板单元和安装在支撑架上的抽水单元、电缸，所述电缸设置有多组，所述电缸的活塞杆上安装有压块，所述抽水单元和废液收集箱上的进水口连通，所述压板单元和抽水单元连接，通过压板单元将抽水单元中的水压入废液收集箱内。
进一步地，所述运动组件包括第一运动单元和第二运动单元，所述第一运动单元安装在支撑架上，所述第二运动单元安装在第一运动单元上，所述支架安装在第二运动单元上，第二运动单元带动切割组件和调换组件横向运动，第一运动单元通过第二运动单元带动切割组件和调换组件纵向运动。
进一步地，所述等离子切割机的底部设置有滑槽，所述喷嘴的顶部设置有支撑杆，等离子切割机上的滑槽和喷嘴上的支撑杆相对应。
本发明与现有技术相比的有益效果是：(1)本发明调换组件能够自动更换喷嘴，使得操作人员的安全得到了保障，同时提高了工作效率；(2)本发明通过运动组件和升降单元能够自动调整切割的位置，能够适用不同面积的切割；(3)本发明通过抽水组件能够将切割时产生的电弧火花和切割产生的废屑进行冲洗；(4)本发明通过限位单元能够将喷嘴牢固的夹在切割机上，保证了工作的稳定性。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图。
图2为本发明局部结构示意图一。
图3为本发明图2中A处放大结构示意图。
图4为本发明图2中B处放大结构示意图。
图5为本发明局部结构示意图二。
图6为本发明调换组件和切割组件结构示意图。
图7为本发明局部结构示意图三。
图8为本发明局部结构示意图四。
图9为本发明图8中C处放大结构示意图。
图10为本发明局部结构示意图五。
图11为本发明图10中D处放大结构示意图。
图12为本发明等离子切割机局部切割示意图。
附图标号：1-支撑组件；2-抽水组件；3-运动组件；4-调换组件；5-切割组件；101-支撑架；102-废液收集箱；201-抽水箱；202-水管；203-弹簧一；204-压板；205-压轮；206-活塞机构；207-电缸；208-压块；301-移动架；302-电机一；303-丝杆一；304-移动块一；305-齿条一；306-齿轮一；307-电机二；401-电机三；402-齿轮二；403-齿轮三；404-连接轴一；405-转轮；406-夹杆；407-调换架；408-转动架；409-链轮一；410-链条；411-链轮二；412-丝杆二；413-电机四；414-弹簧二；415-连接轴二；416-齿轮四；417-齿轮五；418-电机五；419-移动块二；501-支架；502-齿轮六；503-电机六；504-升降架；505-齿条二；506-吸气箱；507-等离子切割机；508-防护罩；509-喷嘴；510-吸气管；511-拉绳；512-连接架；513-滑轮；514-固定卡板；515-移动卡板；516-连接板；517-齿条三；518-齿轮七；519-电机七。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例：如图1-图12所示的一种金属板材专用等离子切割设备，包括支撑组件1和运动组件3，运动组件3安装在支撑组件1上，支撑组件1的两侧均设置有抽水组件2，运动组件3上安装有用于切割金属板材的切割组件5，切割组件5上安装有调换组件4，切割组件5包括安装在运动组件3上的支架501，支架501上安装有升降单元和连接架512，升降单元上安装有等离子切割机507、防护罩508和滑轮机构，防护罩508和滑轮机构连接，等离子切割机507的端部滑动连接有喷嘴509；调换组件4包括安装在支架501上的动力单元和安装在连接架512上的移动单元，动力单元和滑轮机构连接，移动单元通过链轮机构与动力单元连接；移动单元上安装有旋转单元，旋转单元上安装有用于对等离子切割机507上喷嘴509进行更换的调换单元，旋转单元带动调换单元旋转；移动单元通过旋转单元带动调换单元移动；动力单元通过滑轮机构带动防护罩508升降，动力单元通过链轮机构带动移动单元转动，移动单元通过旋转单元带动调换单元转动。
如图7、图8、图9所示，其中调换单元包括安装在旋转单元上的调换架407，调换架407的两端均安装有夹持机构，旋转单元通过调换架407带动两组夹持机构调换位置，仅一组夹持机构上设置有新的喷嘴509。
如图6、图10、图11所示，其中升降单元上还安装有吸气箱506和限位单元，限位单元设置在等离子切割机507与喷嘴509连接处的一侧，通过限位单元将喷嘴509固定在等离子切割机507的端部，吸气箱506上安装有吸气管510，吸气管510和防护罩508滑动连接。
如图10、图11、图12所示，其中限位单元包括驱动机构、固定卡板514、移动卡板515，固定卡板514固定安装在升降单元上，驱动机构安装在固定卡板514上，移动卡板515安装在驱动机构上，固定卡板514和移动卡板515上均设置有弧形卡槽，驱动机构通过驱动移动卡板515靠近或远离固定卡板514，移动卡板515靠近固定卡板514时，移动卡板515和固定卡板514上的弧形卡槽夹紧等离子切割机507和喷嘴509的连接处，移动卡板515远离固定卡板514时，移动卡板515和固定卡板514上的弧形卡槽松开等离子切割机507和喷嘴509的连接处。
如图1、图2、图3、图4、图5所示，其中支撑组件1包括用于支撑的支撑架101，支撑架101上安装有废液收集箱102，废液收集箱102的底面由四个从一侧向中心倾斜的倾斜面组成，废液收集箱102底面的中心处开设有废液流出口，废液收集箱102的下方设置有废液收集机构，废液收集机构与废液流出口连通，废液收集箱102的侧面设置有多个弹性支撑机构和多个进水口。
如图1、图2、图3、图4、图5所示，其中抽水组件2包括安装在废液收集箱102上的压板单元和安装在支撑架101上的抽水单元、电缸207，电缸207设置有多组，电缸207的活塞杆上安装有压块208，抽水单元和废液收集箱102上的进水口连通，压板单元和抽水单元连接，通过压板单元将抽水单元中的水压入废液收集箱102内。
如图1、图2、图3、图4、图5所示，其中压板单元包括弹簧一203、压板204、压轮205，压板204滑动安装在支撑架101上，压轮205固定安装在压板204上，压轮205和废液收集箱102滑动连接，弹簧一203一端与支撑架101固定连接，弹簧一203的另一端与压板204固定连接，弹簧一203和压轮205均设置有多个；抽水单元包括抽水箱201、水管202、活塞机构206，抽水箱201固定安装在支撑架101上，活塞机构206一端与压板204固定连接，活塞机构206的另一端滑动安装在抽水箱201内，水管202的一端与抽水箱201连通，水管202的另一端与废液收集箱102连通，抽水箱201内储存有水，金属板材放置在多个压轮205上。
如图1、图2、图3、图4、图5所示，其中运动组件3包括第一运动单元和第二运动单元，第一运动单元安装在支撑架101上，第二运动单元安装在第一运动单元上，支架501安装在第二运动单元上，第二运动单元带动切割组件5和调换组件4横向运动，第一运动单元通过第二运动单元带动切割组件5和调换组件4纵向运动。
如图1、图2、图3、图4、图5所示，其中第一运动单元包括移动架301、齿条一305、齿轮一306、电机二307，移动架301滑动安装在支撑架101上，齿条一305固定安装在支撑架101上，电机二307固定安装在移动架301上，齿轮一306固定安装在电机二307的输出端，齿条一305和齿轮一306啮合连接；第二运动单元包括电机一302、丝杆一303、移动块一304，电机一302安装在移动架301的一端，丝杆一303固定安装在电机一302的输出端，电机一302和移动架301转动连接，移动块一304滑动安装在移动架301上，移动块一304和丝杆一303通过螺纹连接，支架501固定安装在移动块一304上。
如图6、图7、图8、图9所示，其中动力单元包括电机三401、齿轮二402、齿轮三403、连接轴一404、转轮405，电机三401固定安装在支架501上，齿轮二402固定安装在电机三401的输出端，连接轴一404转动安装在支架501上，齿轮三403固定安装在连接轴一404上，齿轮二402和齿轮三403啮合连接，转轮405固定安装在连接轴一404上；移动单元包括转动架408、丝杆二412、电机四413、移动块二419，转动架408转动安装在连接架512上，电机四413安装在转动架408上，移动块二419滑动安装在转动架408上，丝杆二412固定安装在电机四413的输出端，丝杆二412和转动架408转动连接，移动块二419和丝杆二412通过螺纹连接。
如图6、图7、图8、图9所示，其中链轮机构包括链轮一409、链条410、链轮二411，链轮一409固定安装在转动架408上，链轮二411固定安装在连接轴一404上，链轮二411和链轮一409之间通过链条410连接，旋转单元包括连接轴二415、齿轮四416、齿轮五417、电机五418，连接轴二415转动安装在移动块二419上，齿轮四416固定安装在连接轴二415上，电机五418固定安装在移动块二419上，齿轮五417固定安装在电机五418的输出端，齿轮四416和齿轮五417啮合连接，调换架407固定安装在连接轴二415上；夹持机构包括夹杆406、弹簧二414，夹杆406滑动安装在调换架407上，夹杆406和调换架407之间设置有用于防止夹杆406脱落的限制板，弹簧二414设置在夹杆406和调换架407之间，弹簧二414一端与调换架407固定连接，弹簧二414的另一端与夹杆406连接，夹杆406远离调换架407的端部开设有弧形槽和弧形面，每组夹持机构均包括两个夹杆406和两个弹簧二414，仅一组夹持机构的两个夹杆406之间夹持有新的喷嘴509。
如图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12所示，其中等离子切割机507的底部设置有滑槽，喷嘴509的顶部设置有支撑杆，等离子切割机507上的滑槽和喷嘴509上的支撑杆相对应，升降单元包括齿轮六502、电机六503、升降架504、齿条二505，电机六503固定安装在支架501上，齿轮六502固定安装在电机六503的输出端，升降架504滑动安装在支架501上，齿条二505固定安装在升降架504上，齿轮六502和齿条二505啮合连接；滑轮机构包括拉绳511、滑轮513，滑轮513转动安装在升降架504上，拉绳511与滑轮513连接，拉绳511的一端与防护罩508连接，拉绳511的另一端与转轮405连接，吸气箱506和等离子切割机507均固定安装在升降架504上，防护罩508滑动安装在升降架504上。
如图10和图11所示，其中驱动机构包括连接板516、齿条三517、齿轮七518、电机七519，电机七519固定安装在固定卡板514上，齿轮七518固定安装在电机七519的输出端，连接板516滑动安装在固定卡板514上，齿条三517固定安装在连接板516上，齿轮七518和齿条三517啮合连接，移动卡板515固定安装在连接板516上。
本发明的工作原理为：初始时，等离子切割机507上安装有喷嘴509，固定卡板514和移动卡板515上弧形卡槽将等离子切割机507和喷嘴509的连接处夹紧，调换架407与吸气管510为平行状态。
电机六503的输出端通过齿轮六502带动齿条二505移动，齿条二505带动升降架504在支架501上滑动，升降架504带动吸气箱506、等离子切割机507、喷嘴509、吸气管510移动，当移动到合适位置后(根据实际使用时所需位置选择)停止运动，等离子切割机507通电，等离子切割机507通过喷嘴509对金属板材进行切割，电机二307的输出端带动齿轮一306转动，在齿条一305的作用下齿轮一306通过电机二307带动移动架301在支撑架101上滑动，电机一302的输出端带动丝杆一303转动，丝杆一303带动移动块一304在移动架301上滑动，移动块一304带动切割组件5和调换组件4移动；切割组件5移动过程中喷嘴509对金属板材进行切割，吸气箱506通过吸气管510将切割过程中产生的废气进行收集，防护罩508用于防止切割过程中产生的火花飞溅到其他地方。
电缸207的活塞杆通过压块208带动金属板材下压，废液收集箱102侧面上的弹性支撑机构下压，金属板材对压轮205施加压力，压轮205通过压板204带动活塞机构206下压，弹簧一203压缩，活塞机构206下压时将抽水箱201内的水从水管202经过废液收集箱102上的进水口压入废液收集箱102内，水将切割过程中产生的火花和废屑进行冲洗形成废液，废液从废液收集箱102上的废液流出口流入到废液收集箱102下方的废液收集机构中。
当需要更换等离子切割机507上的喷嘴509时，电机三401的输出端带动齿轮二402转动，齿轮二402通过齿轮三403带动连接轴一404转动，连接轴一404带动转轮405和链轮二411转动，转轮405通过拉绳511带动防护罩508上升，使得防护罩508远离喷嘴509和等离子切割机507的连接处，链轮二411通过链条410带动链轮一409转动，链轮一409通过转动架408带动移动块二419转动，移动块二419通过连接轴二415带动调换架407转动，使调换架407从与吸气管510平行状态转动到与吸气管510垂直状态，停止转动；电机五418的输出端通过齿轮五417带动齿轮四416旋转，齿轮四416通过连接轴二415带动调换架407旋转，将调换架407上没有夹持喷嘴509的夹杆406旋转到靠近等离子切割机507与喷嘴509连接处的位置。
电机四413的输出端通过丝杆二412带动移动块二419移动，移动块二419通过连接轴二415带动调换架407移动，调换架407带动夹杆406移动，使没有夹持喷嘴509的两个夹杆406夹持住等离子切割机507上的喷嘴509，夹持时，两个夹杆406通过端部的弧形面使喷嘴509滑入弧形槽中(滑动时弹簧二414压缩)，夹持后，电机七519的输出端带动齿轮七518转动，齿轮七518通过齿条三517带动连接板516移动，连接板516带动移动卡板515向着远离固定卡板514的方向移动，使固定卡板514和移动卡板515上的弧形卡槽松开等离子切割机507上的喷嘴509，调换架407继续带动夹杆406移动，使喷嘴509上的支撑杆从等离子切割机507上的滑槽内滑出，使喷嘴509与等离子切割机507分离。
喷嘴509与等离子切割机507分离后，电机五418的输出端通过齿轮五417带动齿轮四416旋转，齿轮四416通过连接轴二415带动调换架407旋转，使调换架407两端的夹杆406调换位置，夹持有新的喷嘴509的夹杆406旋转到靠近等离子切割机507的位置，电机四413的输出端通过丝杆二412带动移动块二419反向移动(与前面所说的移动方向相反)，移动块二419通过连接轴二415带动调换架407反向移动，使新的喷嘴509上的支撑杆滑入等离子切割机507上的滑槽中，电机七519的输出端带动齿轮七518反向转动(与前面所说的转动方向相反)，齿轮七518通过齿条三517带动连接板516反向移动，连接板516带动移动卡板515向着靠近固定卡板514的方向移动，使固定卡板514和移动卡板515上的弧形卡槽夹紧等离子切割机507和新的喷嘴509的连接处，电机四413的输出端通过丝杆二412继续带动移动块二419反向移动，移动块二419通过连接轴二415带动调换架407反向移动，使调换架407上的夹杆406松开喷嘴509，从而对等离子切割机507上的喷嘴509更换完成，通过电机三401输出端的反向转动，使防护罩508移动到等离子切割机507和喷嘴509的连接处，使调换架407回到与吸气管510平行的状态。
Claims (2)
1.一种金属板材专用等离子切割设备，包括支撑组件(1)和运动组件(3)，运动组件(3)安装在支撑组件(1)上，其特征在于：所述支撑组件(1)的两侧均设置有抽水组件(2)，所述运动组件(3)上安装有用于切割金属板材的切割组件(5)，所述切割组件(5)上安装有调换组件(4)，所述切割组件(5)包括安装在运动组件(3)上的支架(501)，所述支架(501)上安装有升降单元和连接架(512)，所述升降单元上安装有等离子切割机(507)、防护罩(508)和滑轮机构，防护罩(508)和滑轮机构连接，所述等离子切割机(507)的端部滑动连接有喷嘴(509)；所述调换组件(4)包括安装在支架(501)上的动力单元和安装在连接架(512)上的移动单元，所述动力单元和滑轮机构连接，移动单元通过链轮机构与动力单元连接；所述移动单元上安装有旋转单元，旋转单元上安装有用于对等离子切割机(507)上喷嘴(509)进行更换的调换单元，旋转单元带动调换单元旋转；移动单元通过旋转单元带动调换单元移动；动力单元通过滑轮机构带动防护罩(508)升降，动力单元通过链轮机构带动移动单元转动，移动单元通过旋转单元带动调换单元转动；
所述调换单元包括安装在旋转单元上的调换架(407)，所述调换架(407)的两端均安装有夹持机构，旋转单元通过调换架(407)带动两组夹持机构调换位置，仅一组夹持机构上设置有新的喷嘴(509)；
所述升降单元上还安装有吸气箱(506)和限位单元，限位单元设置在等离子切割机(507)与喷嘴(509)连接处的一侧，通过限位单元将喷嘴(509)固定在等离子切割机(507)的端部，所述吸气箱(506)上安装有吸气管(510)，所述吸气管(510)和防护罩(508)滑动连接；
所述限位单元包括驱动机构、固定卡板(514)、移动卡板(515)，所述固定卡板(514)固定安装在升降单元上，所述驱动机构安装在固定卡板(514)上，所述移动卡板(515)安装在驱动机构上，固定卡板(514)和移动卡板(515)上均设置有弧形卡槽，驱动机构通过驱动移动卡板(515)靠近或远离固定卡板(514)，移动卡板(515)靠近固定卡板(514)时，移动卡板(515)和固定卡板(514)上的弧形卡槽夹紧等离子切割机(507)和喷嘴(509)的连接处，移动卡板(515)远离固定卡板(514)时，移动卡板(515)和固定卡板(514)上的弧形卡槽松开等离子切割机(507)和喷嘴(509)的连接处；
所述支撑组件(1)包括用于支撑的支撑架(101)，所述支撑架(101)上安装有废液收集箱(102)，所述废液收集箱(102)的底面由四个从一侧向中心倾斜的倾斜面组成，废液收集箱(102)底面的中心处开设有废液流出口，废液收集箱(102)的下方设置有废液收集机构，废液收集机构与废液流出口连通，废液收集箱(102)的侧面设置有多个弹性支撑机构和多个进水口；
所述抽水组件(2)包括安装在废液收集箱(102)上的压板单元和安装在支撑架(101)上的抽水单元、电缸(207)，所述电缸(207)设置有多组，所述电缸(207)的活塞杆上安装有压块(208)，所述抽水单元和废液收集箱(102)上的进水口连通，所述压板单元和抽水单元连接，通过压板单元将抽水单元中的水压入废液收集箱(102)内；
所述运动组件(3)包括第一运动单元和第二运动单元，所述第一运动单元安装在支撑架(101)上，所述第二运动单元安装在第一运动单元上，所述支架(501)安装在第二运动单元上，第二运动单元带动切割组件(5)和调换组件(4)横向运动，第一运动单元通过第二运动单元带动切割组件(5)和调换组件(4)纵向运动。
2.如权利要求1所述的一种金属板材专用等离子切割设备，其特征在于：所述等离子切割机(507)的底部设置有滑槽，所述喷嘴(509)的顶部设置有支撑杆，等离子切割机(507)上的滑槽和喷嘴(509)上的支撑杆相对应。
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