自動割槍的製作方法
2023-05-12 13:51:56 1
專利名稱：自動割槍的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用火焰作熱源切割鋼板的設備，特別是一種鋼板自動割槍。
鋼板割槍是一種切割鋼板的設備。可攜式火焰割槍是目前市場上使用較為普遍的割槍。這種可攜式割槍完全由手工操作，勞動強度大，切割厚度較大的鋼板時，切割面不平整，既影響切割的質量又浪費材料，切割效果差。因此這種傳統的可攜式割槍只適用於工作量不大的切割操作。我國專利文獻公開了一種專利號為92218632.4的智能全自動切割機。這種設備主要由控制部分、機械部分、割炬部分組成，控制部分由處理器、多功能接口、鍵盤、工作方式選擇、光電耦合、「X」方向驅動和「Y」方向驅動等所組成，機械執行部分包括兩個互相垂直行走的小車以及作為小車行走的導軌所構成的框架，橫向行走的小車架在軌道上，縱向行走的小車架在橫向行走的小車上的兩個滑軌上，割炬裝在縱向行走小車上的車架上。這種智能全自動切割機可通過縱向行走的小車和橫向行走的小車相互配合控制割炬行走的軌跡，實現自動切割鋼板的操作，而且切割軌跡既可以是曲線，也可以是直線。但是這種割槍的行走裝置，也還有一定缺陷，安裝割炬的小車只能在軌道上行走，因而割炬也只能在小車軌道圍成的框架內行走，超過這一範圍時，就得移動包括軌道框架在內的整個裝置，增加了勞動強度和切割操作的複雜性。又如，由於軌道圍成的框架尺寸較大，整個裝置操作時，放置所需的空間也要求較大。再如，圍成框架的軌道都是直線型的。因此，要求框架也應擺放在平面內，也就是說，要求操作工作面是平面。
本實用新型的目的在於提供一種鋼板自動割槍，這種割槍可在工作面範圍內沿人為設定的軌跡自動行走並進行切割操作，而不受軌道圍成的框架範圍的限制，該割槍無需軌道導向，減少了割槍的附屬件，增強了割槍對環境的適應性。
為達到上述目的，本實用新型的技術方案是這樣設計的。
一種自動割槍包括機械執行部分、控制部分和割槍，機械執行部分包括小車，機架是小車的骨架，機架的底部安有行駛輪，割槍及控制部分均安裝在小車上，控制部分包括轉向控制電路和行進控制電路，轉向控制電路包括光電耦合器，轉向控制電路與轉向馬達相聯結，行進控制部分則與行進驅動馬達相連接，割槍通過導氣管與氣源相連接，機械執行部分包括轉向驅動裝置和行進驅動裝置。
轉向驅動裝置包括轉向驅動馬達、萬向法蘭盤和主動輪支架，主動輪支架的上表面與萬向法蘭盤的下半部的下表面緊固連接，萬向法蘭盤的上、下兩個半部的內表面以氣密封形式活動連接，而萬向法蘭盤的上半部的上表面則與機架前端的水平平臺緊固連接。萬向法蘭盤的上半部的內表面上開有互不交叉、互不相通的環形槽，萬向法蘭盤的上、下兩個半部相配合中間形成兩條互不交叉、互不相通的環形氣通道，轉向驅動裝置的轉向驅動軸穿過機架前端水平平臺和萬向法蘭盤的上半部的中心與萬向法蘭盤的下半部的中心緊固連接，轉向驅動馬達通過轉向驅動軸及萬向法蘭盤和主動輪支架相聯接，萬向法蘭盤的上半部的圓柱面周邊分布有集電環，萬向法蘭盤的下半部的圓柱面上安裝有電刷與上述集電環相配合。
所述的行進驅動裝置包括主動輪和行進驅動馬達等，主動輪通過其軸安裝於主動輪支架上，行進驅動馬達通過行進驅動變速器與主動輪相配合，行進驅動馬達和行進驅動變速器安裝於主動輪支架上。行進驅動馬達通過萬向法蘭盤的圓柱面上的電刷和集電環與行進控制電路相聯結。
割槍的緊固端穿過小車機架前端的水平平臺與萬向法蘭盤的下半部的中心位置處緊固連接，連接氣源的導氣管的輸出端穿過水平平臺及萬向法蘭盤的上半部分別與兩個環形氣通道相連通，割槍內的兩個氣通道和相應的環形氣通道分別通過導氣管相連接。
所述的轉向控制電路包括光電耦合器，誤差檢測及校正電路，推動電路、轉向驅動馬達等。光電耦合器固定在主動輪支架的一側。
①光電耦合器的工作面朝下，光電耦合器中發光元件X1、X2串接自成迴路，感光元件F1、F2接於誤差檢測及校正電路中。
②可調電位器W1、電阻R1、感光元件F1及放大三極體Q1等組成左誤差檢測及校正電路，電阻R1和感光元件F1串接後與三極體Q1的基極b連接，可調電位器W1連接於三極體Q1的基極b上；同樣，可調電位器W2、電阻R2和感光元件F2與三極體Q2按上述方式聯接成右誤差檢測及校正電路，左、右誤差檢測及校正電路對稱聯接。
③推動電路中，電阻R3、三極體Q3、電感J1和二極體D1等相互聯接構成左推動電路，三極體Q3的基極b通過電阻R3與三極體Q1的集電極c連接，同樣電阻R4、三極體Q4、電感J2、二極體D2按上述方式聯接成右推動電路，左、右推動電路對稱聯接。
④繼電器J1、J2與轉向驅動馬達M1相聯接控制轉向馬達M1的工作狀態。
所述的行進控制電路包括濾波電路、振蕩電路、觸發電路、放大電路、推動電路及行進驅動馬達M2等組成，其中①濾波電路包含一個電容C3，電容C3並接於電源和行進控制電路的其它部分之間。
②振蕩電路是由三極體Q5、Q6，電容C1、C2、電阻R7以及電位器W3組成的無穩態觸發電路。
③三極體Q6的集電極c通過電阻R8與三極體Q7的基極b相連接，三極體Q7的集電極c與三管極Q8的基極b直接耦合，三極體Q7的發射極e串接一電阻R10，三極體Q8的發射極e與三極體Q9的基極b相耦合，三極體Q8的發射極e串接二極體D3。行進驅動馬達M2連接於與三極體Q9的集電極c之上。
本實用新型所述的一種自動割槍，是一種自動切割鋼板的設備，由行駛輪支撐，擺脫現有技術中鋼板自動割槍的軌道的束縛，因此可在工作面範圍內任意行走。同時裝置本身的尺寸最小可達到40cm比有軌自動割槍軌道的尺寸小得多，可以在較小的空間範圍內操作，對小車行走的工作面也不嚴格地要求其為平面，對於一些曲率不大的曲面割槍都能順利通過、行走進行切割操作。固本實用新型所述的一種自動割槍與有軌的自動割槍相比其工作的適應性強。同時，該裝置中設置了行走裝置和轉向裝置，通過二者的相互配合可實現前行、轉彎、後退等操作，因此在工作面上可走直線、折線、弧線和曲線，而不受軌道框架範圍的限制。該裝置上安有光跟蹤電路，可識別設定的軌跡，因此可按人為設定的軌跡線行走，實現自動沿設定軌跡切割鋼板，大大提高了自動化程度。
以下結合附圖及實施例詳細說明本實用新型。
圖1是實施例的主視圖。
圖2是圖1的左視圖。
圖3是萬向法蘭盤及相關部件結構放大圖。
圖4轉向控制電路圖。
圖5行進控制電路圖。
圖6轉向控制方框原理圖。
圖7行進控制方框原理圖。
圖1、2中的轉向驅動馬達5與圖4中的轉向驅動馬達M1相對應，圖1、2中的行進驅動馬達16和圖5中的行進驅動馬達M2相對應。
實施例根據圖1-3所示，本實用新型所述的一種自動割機，其機械執行部分結構包括小車，機架3則是小車的基本骨架。機架3底部安有三個行駛輪2、9，前端的一個行駛輪為主動輪9，後端的兩個行駛輪為從動輪2，三個行駛輪呈等腰三角形分布並支撐著整個裝置。兩個從動輪2分別安裝在從動輪支架1上。割機的行走驅動裝置包括主動輪9、主動輪支架17、行進驅動變速器和行進驅動馬達16，主動輪9、行進驅動變速器和行進驅動馬達16相配合，行進驅動馬達16和行進驅動變速器固定於主動輪支架17的一側，行進驅動變速器的輸出軸10和主動輪9同軸，其共同軸10活動固定於主動輪支架17上，主動輪支架17的上表面與萬向法蘭盤6的下半部62的底面緊固連接。主動輪支架17以及固定在其上的各個部件都可隨萬向法蘭盤6的下半部62的轉動而轉動，萬向法蘭盤6的上半部61的內表面上開有互不相通的環型槽13，法蘭盤6的上半部61和其下半部62以氣密封的形式相嚙合，嚙合後在其間形成兩條互不交叉、互不相通的環形氣通道13，法蘭盤6的上半部61的上表面與支架3的前端的水平平臺7的下表面緊固連接。轉向驅動馬達5與轉向驅動變速器相配合，轉向驅動變速器的輸出軸15穿過支架3的前端的水平平臺7和萬向法蘭盤6的上半部61後與法蘭盤6的下半部62的中心位置處緊固連接，與轉向驅動馬達5相配合的轉向驅動變速器的輸出軸15可相對支架1前端的水平平臺7以及萬向法蘭盤6的上半部61相對轉動，繼而帶動萬向法蘭盤6下半部62轉動，從氣源引導氧氣和乙炔的兩根導氣管4分別穿過支架3的前端的水平平臺7和萬向法蘭盤6的上半部61分別與萬向法蘭盤6內的兩個環型氣通道13相連通。引導氧氣和乙炔的兩根導氣管14的一端穿過法蘭盤6的下半部62分別與法蘭盤6內的兩個環型氣通道13相連接。導氣管14的另一端則分別與割槍12內的兩個氣通道相連通。轉向驅動馬達5和轉向驅動變速器固定在支架3前端的水平平臺7的上表面上。萬向法蘭盤(6)的上半部(61)的圓柱面周邊分布有集電環(11)，萬向法蘭盤(6)的下半部(62)的圓柱面上安裝有電刷(11)與上述集電環(11)相配合。
根據圖4轉向控制電路由光電耦合器8、誤差檢測及校正電路、推動及控制電路及轉向驅動馬達M1等組成，分左、右控制電路，左、右控制電路呈對稱聯結。光電耦合器8由左、右發光元件X1、X2及左、右感光元件F1、F2組成。左、右發光元件X1、X2相互串聯自成迴路，其作用是發出可見光，感光元件F1、F2用於接收發光元件X1、X2發射至行車軌跡後反射回的光，並將其轉化成電信號。
誤差檢測及校正電路中，可調電位器W1、電阻R1、感光元件F1以及放大三極體Q1等組成左誤差檢測及校正電路，電阻R1和感光元件F1與三極體Q1的基極b串接，可調電位器W1，連接於三極體Q1的基極b上，同樣右可調電位器W2，電阻R2、感光元件F2與三極體Q2按上述方式聯接成右誤差檢測及校正電路。左、右誤差檢測及校正電路對稱聯接成誤差檢測及校正電路。
推動電路中，電阻R3、三極體Q3、電感J1、二極體D1構成左推動控制電路，三極體Q3的基極b通過電阻R3與三極體Q1的集電極c串聯，電感J1和二極體D1並聯後接於三極體Q3的集電極c上。同樣電阻R4、三極體Q4、電感J2、二極體D2按上述方式聯接成右推動控制電路。左、右推動電路對稱聯結，構成推動電路。
繼電器J1、J2與轉向驅動馬達M1相聯結，以控制轉向驅動馬達M1的工作狀態。
所述的行進控制電路包括濾波電路、振蕩電路、觸發電路、放大電路、推動電路及行進驅動馬達M2等，其中①濾波電路包含一個電容C3，電容C3並接於電源和行進控制電路的其它部分之間。
②振蕩電路是由三極體Q5、Q6，電容C1、C2、電阻R7及電位器W3組成的無穩態觸發電路。
③三極體Q6的集電極c通過電阻R8與三極體Q7的基極b相連接，三極體Q7的集電c與三管極Q8的基極b直接耦合，三極體Q7的發射極e串聯一電阻R10，三極體Q8的發射極e與三極體Q9的基極b相連，三極體Q8的發射極e串接二極體D2，行進驅動馬達M2連接於三極體Q9的集電極c之上。
本實施例所述的自動割機的工作過程描述如下在鋼板上確定行走軌跡，用白色塗料塗成白線，割槍工作時的位置應位於光檢測器的左、右光電耦合器之間1、當白線位於左右光檢測器中心時，左、右耦合都相當於開路，這時Q1、Q2、Q3、Q4都處於開路狀態，繼電器J1、J2都處於常閉狀態即P1與P0,P′1與P′0通，電機的兩個電極都接入了電源的負端，電機不轉，即走線正確，無需轉向。
2、當割槍往右偏離軌跡線時，左感光區進入白線區，Q1、Q3導通，繼電器J1中常開點脫開，常開點閉合即P0、P2接通，而這時P′1與P′0仍然按原不動，這時電機兩個電極的上端接正，下端接負此時電機轉動，設為正轉，這時轉向驅動電機帶動萬向法蘭盤的下半部。主動輪支架以及割槍等左轉，使左感光區往左偏離白線，最終達到校正行走線路的目的。
3、當割槍往左偏離軌跡時，右感光區進入白線時，Q2、Q4導通，繼電器J2中常閉點脫開，常開點閉合即P′0、P′2接通，而這時P1與P0仍接通不動，這時電機兩個電極上端接負，下端接正，電機反轉。這時轉向驅動電機帶動萬向法蘭盤的下半部、主動輪支架以及割槍等右轉，使感光區往右偏離白線，最終達到校正行走線路的目的。
4、綜上所述割槍始終跟蹤在這條白線軌跡行走。
權利要求1.一種自動割槍包括機械執行部分、控制部分和割槍(9)，機械執行部分包括小車，機架(3)是小車的骨架，機架(3)的底部安有行駛輪(2、9)，割槍(12)及控制部分安裝在小車上，控制部分包括轉向控制電路和行走控制電路，轉向控制電路包括光電耦合器(8)，光電耦合器(8)與轉向驅動馬達(5)相聯結，行進控制部分則與行進驅動馬達(16)相連接，導氣管(4)的輸入端與氣源相連接，其特徵在於①主動輪支架(17)的上表面與萬向法蘭盤(6)的下半部(62)的下表面緊固連接，萬向法蘭盤(6)的上、下兩個半部(61、62)的內表面以氣密封形式活動連接，而萬向法蘭盤(6)的上半部(61)的上表面則與機架(3)前端水平平臺(7)的下表面緊固連接，萬向法蘭盤(6)的上、下兩個半部(61、62)相配合中間形成兩條互不交叉、互不相通的環形氣通道(13)，驅動軸(15)穿過水平平臺(7)和萬向法蘭盤(6)的上半部(61)的中心與萬向法蘭盤(6)的下半部(62)的中心緊固連接，萬向法蘭盤(6)的上半部(61)的圓柱面周邊分布有集電環(11)，萬向法蘭盤(6)的下半部(62)的圓柱面上安裝有電刷(11)與上述集電環(11)相配合，②所述的行進驅動裝置包括主動輪(9)和行進驅動馬達(16)等，主動輪(9)通過其軸(10)安裝於主動輪支架(17)上，行進驅動馬達(10)通過行進驅動變速器與主動輪(9)相配合，行進驅動馬達(16)和行進驅動變速器安裝於主動輪支架(17)上，行進驅動馬達(16)通過萬向法蘭盤(6)的圓柱面上的電刷和集電環(11)與行進控制電路相聯結，③割槍(12)的緊固端穿過小車機架(3)前端的水平平臺(7)與萬向法蘭盤(6)的下半部(62)的中心位置處緊固連接，導氣管(4)的輸出端穿過水平平臺(7)及萬向法蘭盤(6)的上半部(61)分別與環形氣通道(13)相連通，割槍(12)內的兩個氣通道則通過導氣管(4)分別與相應的環形氣通道(13)相連通。
2.根據權利要求1所述的一種自動割槍，其特徵在於所述的轉向控制電路包括光電耦合器(8)，誤差檢測及校正電路，推動電路、轉向驅動馬達(5)等，①光電耦合器(8)固定在主動輪支架(17)的一側，光電耦合器(8)的工作面朝下，光電耦合器中，發光元件X1、X2串接自成迴路，感光元件F1、F2分別接於左、右誤差檢測及校正電路中，②可調電位器W1、電阻R1、感光元件F1及放大三極體Q1等組成左誤差檢測及校正電路，電阻R1和感光元件F1串接後與三極體Q1的基極b連接，可調電位器W1連接於三極體Q1的基極b上；同樣，可調電位器W2、電阻R2和感光元件F2與三極體Q2按上述方式聯接成右誤差檢測及校正電路，左、右誤差檢測及校正電路對稱聯接，③推動電路中，電阻R3、三極體Q3、電感J1和二極體D1等相互聯接構成左推動電路，三極體Q3的基極b通過電阻R3與三極體Q1的集電極c連接，同樣電阻R4、三極體Q4、電感J2、二極體D2按上述方式聯接成右推動電路，左、右推動電路對稱聯接，④繼電器J1、J2與轉向驅動馬達M1相聯接。
3.根據權利要求1或2所述的一種自動割槍，其特徵在於所述的行進控制電路包括濾波電路、振蕩電路、觸發電路、放大電路、推動電路及行進驅動馬達(16或M2)等，其中①濾波電路包含一個電容C3，電容C3連接於電源和行進控制電路的其它部分之間，②振蕩電路是由三極體Q5、Q6，電容C1、C2、電阻R5、R6、R7及電位器W3組成的無穩態觸發電路，③三極體Q6的集電極c通過電阻R8與三極體Q7的基極b相連接，三極體Q7的集電極c與三管極Q8的基極b直接耦合，三極體Q7的發射極e串接一電阻R10，三極體Q8的發射極e與三極體Q9的基極b相耦合，三極體Q8的發射極e串接二極體D3，三極體Q9的集電極c連接行進驅動馬達M2。
專利摘要一種自動割槍,安裝在小車式行走裝置上,小車式行走裝置的主動輪9的行進驅動馬達16與行進控制電路相聯接,轉向驅動電機5的驅動軸15通過萬向法蘭盤6與主動輪支架17連接,轉向控制電路與轉向驅動馬達5相連接。割槍12安裝於萬向法蘭盤6上,導氣管4通過萬向法蘭盤6內的環形氣通道13及導氣管14分別與割槍12內的氣通道相連通,光電檢測器8安裝於主動輪支架17的側面上。這種自動割槍可沿著人為設定的軌跡自動行走並自動執行切割操作。
文檔編號B23K7/00GK2459130SQ0120548
公開日2001年11月14日 申請日期2001年1月18日 優先權日2001年1月18日
發明者秦友元, 郭志卿 申請人:秦友元