【技术实现步骤摘要】
本技术涉及型钢切割技术，具体涉及一种型钢切孔设备。
技术介绍
1、目前，对型钢工件的螺栓孔或小圆孔的加工，通常采用传统的手工、机床或关节式工业机器人等加工方式，传统的手工、机床切孔方式劳动强度大、生产效率低、工件误差大，而采用关节式工业机器人进行切孔加工，在切割工件螺栓孔或小圆孔(φ10-50mm)时，会出现工件螺栓孔或小圆孔(φ10-50mm)明显“不圆”的现象，这也是采用关节式工业机器人割炬执行机构所普遍存在的不足，也就是多轴运动机构轨迹拟合时产生的圆度公差1.0mm以上的误差缺陷，在钢结构行业内，圆度公差1.0mm以上在多数用户工程中属于超差的质量缺陷。
技术实现思路
1、鉴于上述的分析，本技术实施例旨在提供一种型钢切孔设备，用以解决现有机器人切孔设备在切割型钢工件螺栓孔或小圆孔时(φ10-50mm)普遍存在明显圆度精确度较低的质量缺陷的问题。
2、本技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：
3、一种型钢切孔设备，包括控制系统、切割机构、运动机构和工件支撑部件；切割机构包括激光或等离子割炬的切割头，切割头位于运动机构的末端；工件支撑部件包括多个移动支撑小车，运动机构包括x轴运动机构、y轴运动机构、z轴运动机构、c轴动机构、a轴运动机构、t轴运动机构和x1轴运动机构，x1轴运动机构为x轴方向的用于切孔的运动机构，a轴运动机构用于使切割头进行竖直平面内的摆角运动；控制系统通过控制x1轴运动机构和y轴运动机构或x1轴运动机构和z轴运动机构，使切割机构完成型钢
4、进一步的，x1轴运动机构包括x1轴电机减速机、x1轴基座和x1轴滑板，x1轴基座上设置有滚珠丝杠组件，x1轴滑板固定在滚珠丝杠直线运动组件的丝母滑座上且能进行x轴方向的运动。
5、进一步的，x1轴基座上还设置有两个限位传感器，用于限定x1轴滑板的直线行程端点。
6、进一步的，x1轴基座上还设置有两个限位块，用于限定滚珠丝杠直线运动组件中丝母滑座的直线行程端点。
7、进一步的，y轴运动机构和z轴运动机构均为丝杠丝母和直线导轨滑块组成的运动模组。
8、进一步的，z轴运动机构包括z轴基座和z轴滑动立柱，z轴基座包括水平连接部和竖直连接部且截面为“7”字形，所述z轴基座的水平连接部通过螺栓固定在x1轴滑板上，所述z轴基座的竖直连接部与z轴滑动立柱滑动连接。
9、进一步的，c轴运动机构安装在z轴滑动立柱的下端且能够使切割头围绕z轴进行回转运动。
10、进一步的，t轴运动机构安装在切割头和a轴运动机构之间且能够使切割头进行伸缩运动。
11、进一步的，z轴滑动立柱的底端连接有c-a-t三轴运动组件，c-a-t三轴运动组件为“l”字形，c-a-t三轴运动组件竖直段的一端与z轴滑动立柱的底端相连接且水平段的一端安装有切割头。
12、进一步的，切割机构的切割头为激光或等离子割炬的切割头。
13、与现有技术相比，本技术至少可实现如下有益效果之一：
14、(1)由于设置了具有滚珠丝杠组件的切孔专用的与x轴同方向的短距离、小负载x1轴运动机构，克服了x轴运动机构由于整个龙门架机构比较重且其他所有运动机构都安装在x轴龙门架上，因此负载很大，且采用齿轮齿条的运动结构，导致采用x轴和y或z轴组合走出来的小圆弧精度会比较差的技术问题，为提高型钢工件螺栓孔或小圆孔的切割精度提供了有利的技术条件。
15、(2)由于y轴运动机构和z轴运动机构均采用了丝杠丝母和直线导轨滑块组成的小负载运动模组，通过控制x1轴运动机构与y轴或z轴运动机构，能够完成型钢工件腹板或翼板螺栓孔或的小圆孔的高速精确圆弧插补，极大地提升了柔性机械手切割工件螺栓孔或小圆孔的“圆度”质量，即圆整程度，将圆度公差精确地控制在小于0.3mm以内。
16、(3)通过设置a轴运动机构，使切割头能够灵活、精准地进行摆角运动，因此，在对型钢工件腹板、翼板进行切孔加工时，能够在型钢工件不动的情况下，可以快速灵活的将切割头摆动与型钢工件的腹板、翼板相垂直且精准定位，不仅减少了设备其他运动机构的参与，还大大降低了因频繁移动设备或工件而产生的加工误差。
17、(4)截面为“7”字形的z轴基座的“一横”头部通过螺栓连接方式稳定地固定在x1轴滑板上，z轴基座的“1竖”尾部使z轴滑动立柱与x1轴滑板形成了镶嵌式紧凑稳定的结合，保证了z轴滑动立柱能够进行稳定地升降。
18、(5)通过将z轴基座设置成截面为“7”字形的结构，不仅能够使得z轴滑动立柱与y轴运动机构的安装距离很短，使得c-a-t三轴运动组件始终保持在相对合理的设备运动的重心上，还能够在切割头降到很低的位置时，仍然保持稳定的工作状态，不会发生抖动。
19、(6)通过增加c轴运动机构和t轴运动机构，使得切割头具有三维空间数控七轴的运动功能，从而使得切割头具有更高的运动灵活性，能够完成复杂型钢工件上的切孔和焊接坡口切割加工，且进一步提高了切割精度。
20、(7)采用c-a-t三轴运动组件的结构设置，使运动机构结构更加紧凑、整体更加轻便，提高了设备的实用性、灵敏性和可靠性。
21、本技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本技术的其他特征和优点将在随后的内容中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点可通过文字以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
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1.一种型钢切孔设备，其特征在于，包括控制系统(1)、切割机构(2)、运动机构(3)和工件支撑部件(4)；所述切割机构(2)包括切割头(21)，所述切割头(21)安装在所述运动机构(3)的末端；工件支撑部件(4)包括多个移动支撑小车(41)，所述运动机构(3)包括X轴运动机构(31)、Y轴运动机构(32)、Z轴运动机构(33)、C轴运动机构(351)、A轴运动机构(352)、T轴运动机构(353)和X1轴运动机构(34)共七个数控运动机构；所述X1轴运动机构(34)为X轴方向用于切孔的运动机构；所述A轴运动机构(352)用于使切割头(21)进行竖直平面内的摆角运动；所述控制系统(1)通过控制所述X1轴运动机构(34)和所述Y轴运动机构(32)或所述X1轴运动机构(34)和所述Z轴运动机构(33)，使所述切割机构(2)完成型钢工件(5)的腹板(51)或翼板(52)上的切孔。
2.根据权利要求1所述的型钢切孔设备，其特征在于，X1轴运动机构(34)包括X1轴电机减速机(341)、X1轴基座(342)和X1轴滑板(343)，所述X1轴基座(342)上设置有滚珠丝杠组件，所述
3.根据权利要求2所述的型钢切孔设备，其特征在于，所述X1轴基座(342)上还设置有两个限位传感器，用于限定所述X1轴滑板(343)的直线行程端点。
4.根据权利要求3所述的型钢切孔设备，其特征在于，所述X1轴基座(342)上还设置有两个限位块，用于限定所述滚珠丝杠直线运动组件(3422)中丝母滑座的直线行程端点。
5.根据权利要求1所述的型钢切孔设备，其特征在于，所述Y轴运动机构(32)和所述Z轴运动机构(33)为丝杠丝母和直线导轨滑块组成的运动模组。
6.根据权利要求5所述的型钢切孔设备，其特征在于，所述Z轴运动机构(33)包括Z轴基座(332)和Z轴滑动立柱(333)，所述Z轴基座(332)包括水平连接部和竖直连接部且截面为“7”字形，所述Z轴基座(332)的水平连接部通过螺栓固定在X1轴滑板(343)上，所述Z轴基座(332)的竖直连接部与Z轴滑动立柱(333)滑动连接。
7.根据权利要求6所述的型钢切孔设备，其特征在于，所述C轴运动机构(351)安装在所述Z轴滑动立柱(333)的下端且能够使切割头(21)围绕Z轴进行回转运动。
8.根据权利要求7所述的型钢切孔设备，其特征在于，所述T轴运动机构(353)安装在切割头(21)和A轴运动机构(352)之间且能够使切割头(21)进行伸缩运动。
9.根据权利要求8所述的型钢切孔设备，其特征在于，所述Z轴滑动立柱(333)的底端连接有C-A-T三轴运动组件(35)，所述C-A-T三轴运动组件(35)为“L”字形，所述C-A-T三轴运动组件(35)竖直段的一端与Z轴滑动立柱(333)的底端相连接且水平段的一端安装有切割头(21)。
10.根据权利要求1-9任一项所述的型钢切孔设备，其特征在于，所述切割机构(2)的切割头(21)为激光或等离子割炬切割头。
...【技术特征摘要】
1.一种型钢切孔设备，其特征在于，包括控制系统(1)、切割机构(2)、运动机构(3)和工件支撑部件(4)；所述切割机构(2)包括切割头(21)，所述切割头(21)安装在所述运动机构(3)的末端；工件支撑部件(4)包括多个移动支撑小车(41)，所述运动机构(3)包括x轴运动机构(31)、y轴运动机构(32)、z轴运动机构(33)、c轴运动机构(351)、a轴运动机构(352)、t轴运动机构(353)和x1轴运动机构(34)共七个数控运动机构；所述x1轴运动机构(34)为x轴方向用于切孔的运动机构；所述a轴运动机构(352)用于使切割头(21)进行竖直平面内的摆角运动；所述控制系统(1)通过控制所述x1轴运动机构(34)和所述y轴运动机构(32)或所述x1轴运动机构(34)和所述z轴运动机构(33)，使所述切割机构(2)完成型钢工件(5)的腹板(51)或翼板(52)上的切孔。
2.根据权利要求1所述的型钢切孔设备，其特征在于，x1轴运动机构(34)包括x1轴电机减速机(341)、x1轴基座(342)和x1轴滑板(343)，所述x1轴基座(342)上设置有滚珠丝杠组件，所述x1轴滑板(343)固定在滚珠丝杠直线运动组件(3422)的丝母滑座上且能进行x轴方向的运动。
3.根据权利要求2所述的型钢切孔设备，其特征在于，所述x1轴基座(342)上还设置有两个限位传感器，用于限定所述x1轴滑板(343)的直线行程端点。
4.根据权利要求3所述的型钢切孔设备，其特征在于，所述x1轴基座(342)上还设置有两个限位...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘旭超，陆元元，陆玉婷，郭晴，李学林，刘宝洲，朱涛，杜建永，杨丽，王瀚，王复海，
申请(专利权)人：北京林克曼数控技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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