龙门式火焰切割机传动及控制设计 - 图文

专业编制可行性研究报告 了解更多详情..咨询公司网址http://www.ztxdzx.com 图1-1龙门式数控火焰/等离子切割机

1.2.2 特点

1.横梁：采用方管对焊的结构，具有刚性好，精度高，自重轻，惯量小的特点。所有的焊接件均采用振动时效去应力处理，有效的防止了结构变形；

2.纵、横向驱动：横向导轨则采用了台湾进口的直线式导轨，纵向导轨是由精密加工的特质钢轨制成的，保证了切割机的运行平稳，精度高，且经久耐用，清洁美观；

3．纵向驱动架（端架）：两端装有水平的导向轮，可调整其驱动架底部偏心轮对导轨的压紧程度，使整机在运动中能够保持稳定的导向；

4．驱动系统选用步进电机和驱动技术，使整机运行平稳，速度变速范围宽，加速时间短；

5．简单易用的自动编程系统，使编程不再那么的复杂，轻而易举； 6．电气系统具有优良稳定性和超强抗干扰；

1.3国内外的现状

目前来说切割机应用在金属及非金属行业上，一般来说，非金属行业分得比较细致，比如有切割石材的石材切割机、水切割机、锯齿切割机，切割布料、塑料及化纤制品用的激光切割机、刀片式切割机，切割金属材料的则有火焰切割机（火焰切割机又分数控火焰切割机和手动火焰切割机。而手动的又有小跑车、半自动、纯手动的；数控的有龙门式数控切割机、悬臂式数控切割机、台式数控切割机、相贯线数控切割机等等）、等离子切割机。

切割成本方面来说，激光切割机是最昂贵的，也是精度和效率最高的一种切割设备，

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专业编制可行性研究报告 了解更多详情..咨询公司网址http://www.ztxdzx.com 水刀切割机次之，然后就是火焰切割机，等离子切割机是最便宜的。（见下图1-2）

图1-2激光切割机

经过了几十年的发展，数控切割机在切割能源和数控控制系统两方面均取得了长足的发展，譬如切割能源已经由单一的火焰能源切割发展为目前的多种能源(火焰、等离子、激光、高压水射流等等)切割方式；数控切割机控制系统已由当初的简单功能、复杂编程和输入方式及自动化程度不高已经发展到具有功能完善的、智能化的、图形化的、网络化的控制方式； 驱动系统也从的步进驱动、模拟伺服驱动到今天的全数字式的伺服驱动。

1.4 发展前景

随着现代化的机械加工业的发展，人们对切割的质量、精度要求的不断提高，并对生产效率的提高、生产成本的降低、高智能化地自动切割的功能要求也在不断的提升。数控切割机必须要去适应现代化机械加工发展的要求。

1.数控切割机的发展

从现在几种通用的数控切割及应用情况来看，数控火焰切割机的功能及性能已经比较完善了，但是对切割材料有局限性（只能切割碳钢板），其切割速度也慢，生产效率低，适用范围逐渐在缩小，市场不可能有大的增加。

等离子切割机具有切割范围广（可以切割所有的金属材料），切割速度快，工作效率高等特点，未来的发展方向在于等离子的电源技术的提高、数控系统与离子切割配合的问

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专业编制可行性研究报告 了解更多详情..咨询公司网址http://www.ztxdzx.com 题，比如电源功率的提升就能切割更厚的板材；完善和提高精细等离子技术也能提高切割速度、切面质量和切割精度；通过完善和提高数控系统来实现对等离子切割效率和切割质量的提升。

激光切割机的切割速度快，精度和切割质量好等特点。在国家指定的长期发展规划时，又是将激光切割列入了关键支撑技术。因其涉及国家安全、国防建设及高新技术的产业化和科技前沿的发展，所以要对激光切割有很高的重视程度，这就将激光切割机的制造和升级带来很大的商机。随着用户对激光切割技术特点的逐步了解和采用的示范性地深入，这就带动了国内企业开发、生产激光切割机。

2.专用数控切割机的发展

数控管材切割机适用于各种管材上的切割，如切割圆柱正交、斜交、偏心交等相贯线孔、方孔、椭圆孔，并能在管子的端部切割与之相交的相贯线。这种类型的设备已经广泛运用在金属结构件的生产，电力设备、锅炉业、石油业、化工等部门。它是行业内比较高端的产品之一，此类的设备切割功能可以满足焊接工艺众不同的板材开不同角度的坡口要求。随着造船业地发展，船厂在国内率先引进和使用数控等离子切割机。随着技术的发展，目前国内外的船厂纷纷配备了具有回转坡口功能的等离子切割机，为了满足其高技术、高附加值船的建造要求。

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2 总体方案设计

2.1 总体方案的设计

2.1.1 功能与技术参数的分析

为了提高工作的效率，所以采取双切割头同时工作，来缩短工作的时间。头的支承取用龙门式，这样可以有利于调整龙门的大小来实现加工不同尺寸钢的要求。龙门式的机床不但具有使用寿命长，工作的稳定性高的特点，而且能最大限度地满足加工不同型号钢的要求，其缺点就是只能在固定的地点加工，使用起来不够灵活简便。由于要切割曲线割缝，割头由十字滑台带动，这样既能简化其结构，又能满足其运动要求。

2.1.2 横梁机构设计简介

因为切割速度要满足板厚和火焰对其的要求，所以要以无级调速。传动方式采用丝杠旋转，丝杠螺母带动工作台直线运动，利用调节丝杠的转速来控制割头的速度。而且要求的加工精度为1～4mm,所以丝杠能很好地保证传动精度和平稳性。电机与丝杠用联轴器直接连接就可以使传动系统的转动惯量减小，而且减少对电机的负担，实现无级调速。丝杠的传动采用步进电机来带动其运动。

2.1.3双切割头横向移动电气控制设计简介

切割头采用电气控制方式，首先确定电动机，然后对其电流估算。对电气控制的电器元件进行选择。本设计采用MCS-51系列的8031单片机扩展控制系统。MCS-51单片机的主要特点是集成度高，可靠性好，功能强，速度快，具有很高的性能价格比。控制系统由微机部份，键盘，显示器及I/O接口等组成，由微机控制步进电机的输入频率，来控制电机的输出转速，从而实现割枪的无级调速。

2.2 立柱的设计

2.2.1 机架的设计准则及要求

1. 机架的设计准则

机架的设计主要应保证刚度，强度及稳定性。 2. 机架的设计要求

(1)在满足其刚度和强度的前提下，机架的重量应达到轻、成本低的要求； (2)抗振性好、噪声小；

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