三、设备的结构及原理

1、 设备构成

CNC-4000型数控切割机由龙门架（由主梁和二端梁组成）、路轨、横向拖板、升降割炬机构、火焰割炬、切割平台及挂线部件、气路系统、电气控制及伺服控制系统等组成。

2、龙门架 

（1）主梁：主梁是采用了消除焊接内应力的箱体式焊接结构，主梁的一端结合面采用键槽结构，以利于与端梁把合。纵向导轨行走面都经过精密机械加工，刚性好，精度高。横向齿条通过螺栓固定在主梁加工过的基面上，方便更换和调整。其中主梁一侧上下配有滚轮轨道，该轨道具有高精度、高可靠性的特点，达到精密控制的效果，供数控火焰/等离子切割机横向拖板使用。

      (2)端梁：两侧端梁采用板材箱体式焊接，焊后经消除焊接内应力处理，结构紧凑，外形美观大方，与主梁结合面加工定位键槽，以保证安装尺寸。一侧驱动端梁内装有1台日本松下0.75kW交流伺服电机配德国产PLE80减速机,亦由驱动器控制。传动装置安装在导向滑板上，内设有弹簧压紧装置，保证齿轮、齿条正确啮合传动，使设备行走平稳，满足速度变化要求。端梁两端装有水平导向轮，可调整偏心轮对路轨的压紧程度。

龙门架由主梁、两侧端梁组装成一体，借助一端键槽定位，用高强度螺栓把合在一起，保证设备运行稳定，而不发生任何偏离。端梁两侧端面分别安装除尘器，在设备运行中随时刮扫积聚在路轨表面上的杂物,有效保证加工及热切割的精度要求，有利于钢板的下料切割，在设备进行快速加减速及位置转换的同时，设备的最高行走精度仍能保证。

3、 轨 道

两侧纵向路轨全部采用高强度路轨加工制作，路轨的顶面和侧面都经过精密机械加工，在路轨外侧安装有精密加工齿条，便于驱动电机带动M=2齿轮与齿条副的传动。通过压板和垫板及连接轴将路轨两两相接，固定在承梁上。承梁是焊接件由用户制作，要求消除应力外形平整，以便保证安装导轨的直线度、平行度及水平度等。精密的加工手段，合理的加工工艺，保证了该产品的制造安装精度和产品的运行精度，从而使齿轮齿条副啮合良好，运行平稳。

4、横向拖板

横向拖板是实现拖板横向移动的装置，拖板安装在主梁轨道上，行走靠线形轨道，拖板上下采用三向滚轮装置，以保证其在轨道上自由平稳的运行。数控切割机主梁一侧设有两台拖板装置，其中一台为主动，另一台为从动，分别装有两套升降割炬机构。主动和从动拖板均只配MCT318火焰单割炬（含自动点火装置）。主动拖板上装有日本松下0.4kW交流伺服电机配德国产PLE80减速机, 啮合传动由M=1.5齿轮、齿条组成，材质采用45#优质钢经热处理增加表面硬度，提高使用寿命。为保证准确啮合。被动拖板上设有钢带离合器，满足同步运行的需要。驱动器的控制方式不仅分辨率高，细分精度准确；而且运行平稳可靠性好。主从拖板间采用钢带紧固，因钢带（1Cr17Ni7）具有高强度弹性，因此在钢带轮一端设有张紧机构，在工作中随时可调钢带张紧度，以保持拖板始终平稳地的运行，有效解决行走运行的积累误差，实现有效精准切割。   

5、升降割炬机构

为实现割炬组升降，在数控切割机上采用传动丝杆付和双线性滑轨装置，传动设备采用台湾TWT系列齿轮直流马达，上下移动采用ABBA线性滑轨，火焰＆等离子割炬装在升降杆上，使其上下自如，保证割炬准确灵活移动，其运行距离靠行程开关控制，做到无间隙升降。

6、 切割平台及挂线部件

切割平台安放在切割机下面，上面放置待加工的原材料，平台的高度满足切割要求。它由平台和支座构成，设计要求刚性好，台面平整，抗热变形，由用户自行加工。平台由骨架和条形支撑板组成，用12.6#槽钢焊制成框架，要求平整，其上按图纸要求焊制多个4#角钢形成限位条形槽，相互平行，把制作好的条形支撑板分别嵌入其中。支座用钢板焊制成箱形结构，支座安放在基础上找平后与平台框架焊接成一体。

挂线部件由挂线架和滑套装置组成，用于把厂区电缆和气路管线从远处引入挂线架滑套，进入切割机电控箱和气源箱，可移动滑套装置满足沿轨道长度切割原料的要求。

7、气路系统

气路系统设计要保证设备运行安全可靠，它由两部分组成，一是由用户为设备提供所需的供气装置和气源，供气方式可采用集中供气或汇流排供气，氧气纯度99.7%，乙炔纯度86.7%。二是由制造厂提供设备所需气路，即气源箱、分流排、数控割炬（或直条割炬）用管线连成一体形成气路系统，气源箱内装有三只减压阀和压力表，氧气分两路进入，乙炔直接进入气源箱减压系统，主割氧和予热氧，经过减压后，得到所需气源，氧气-压力≤1MPa，乙炔压力≤0.15MPa。气源通过接头管线进入分流排，由三组管排构成，用卡箍固定在主梁面上，分流排是割炬气路分配机构的主体，一路经MS型拖链及气源胶管与两组数控割矩相连，数控割炬气源由电磁阀实现气路的打开或关闭。气路管线（割炬）上装有回火器，防止回火，使作业更安全，更可靠。气源压力及流量的分配是通过减压阀和火焰割矩的手阀调节来完成,根据切割钢板的厚度，选择不同的切割压力，具体参数的选定视使用该设备的熟练程度而定。

为了避免各电子元件在工作时产生高温，在主控制箱的上侧面安装有直流风扇，可以确保各电子元件能够安全操作并连续使用。

四、设备的安装与调试

做好设备的安装与调试工作，是保证设备良好的性能

及可靠性的前提。

（1）设备安装前，必须按设备基础图的要求做好基础，保证混凝土的正常养护期。

（2）设备安装时，由安装调试人员按一般设备的安装要求进行设备的固定，并保证设备各部分的完整性。

（3）设备安装后，检查设备各部分是否符合装配要求，并保证各部分电气、气路管线接线的正常性，检查和清理设备的外围，确保无影响设备正常工作的障碍。

为保证数控切割机正确使用，路轨及平台的安装就显得很重要。

1、路轨的安装

路轨按照基础图的各项要求基本落位后，按导轨安装精度要求首先对二侧路轨进行调整，按技术参数、现场工艺要求调整路轨间的高度，不平行度、每节路轨与路轨的接头处（上平面和两侧面）不得有台阶或凹凸部分，两侧路轨的高度误差＜±0.2mm/1000mm，±0.5mm/5000mm,主副轨道之间水平度轨距＜±0.5mm /10000mm。符合验收标准后将数控切割机安装到路轨上，而后，通过装在主动端梁端部导向轮的偏心轴，来调整与轨道两侧间隙，用手推动机架作进一步调整，使轨道两侧导向轮自由滑动。待全部指标达到要求后，开始安装一侧路轨侧面齿条，在两根齿条接头处用第三根齿条反扣在上面，只有这样才能够保证两根齿条在根部相接，接缝处留有0.03-0.08mm的间隙，多余部分去掉，然后按照路轨上的孔划线钻孔攻丝等，依次安装再重复上述方法，并移动机架检查齿轮与齿条的啮合情况，沿齿高接触面为70%，最后旋转电机走动，运行平稳后，安装定位销固定。     

2、平台安装

为使工件放置平台上平台安装前必须对槽钢下面的垫片进行调整，使之达到图纸要求，最后开机用指针检查平台，平面度误差＜2mm若有不平之处，应作局部调整。

完成以上工作后，把数控切割机设备安装在轨道上，经调试运转后按JB/T5102-1999（坐标式切割机机械要求）进行验收，验收达标后方可投入正常生产。

五、设备的保养及维护

该产品在设计中选用了国内外先进电器电控、传动设备，具有极高的性价比，生产过程中采用了先进的加工工艺，按JB/T质量检验标准验收，使产品的性能完全能满足切割行业的要求。为确保数控切割机产品在生产中实现高效、可靠、快速的功能，为此作如下说明。

1、为保证和设备安全使用，操作人员在使用中必须做到注意如下事项

（1）开机前必须检查管路及接头是否漏气对所有连接管路、氧气表、乙炔表及减压阀进行全面的检查，确保无误后方可开机切割下料。

（2）切割工作时，氧气压力不大于0.98MPa，乙炔压力不大于0.147MPa。

（3）高压氧不得与油脂易燃物接触，以防油脂被自燃。

（4）工作时要时刻注意切割火焰和冲孔的火花，以防飞溅掉落在气路胶管及电缆上。

（5）设备使用的氧气表、乙炔表需一年校验一次，确保生产安全。所有气路胶管在正常使用条件下，需一年更换一次。如使用条件恶劣，需缩短气路胶管更换的周期。

（6）操作人员在下班时，必须要关断全部电源和气源，并放清管路气体，延长管路的使用寿命。

2、 维护和保养：日常维护和保养是保证正常生产和延长设备使用寿命的必要手段，建立行之有效的管理制度是必不可少的。

（1）检查路轨的平稳性：如发现切割机运行不平稳，检测两侧路轨水平性，通过调整路轨横向、垂直螺钉使路轨保持水平。而后调整主动端梁两端防偏轮的偏心轴，使偏心轮贴近轨道侧面自由滚动，检查承梁地脚螺钉、轨道压板螺钉的紧固度。还应检查齿轮与齿条啮合情况，通过传动装置来调节齿轮与齿条的啮合松紧度，使之保持正常啮合

（2）检查横向拖板运行平稳性：如发现拖板运行不平稳，需检查线形滑轨与滑快啮合面及齿轮与齿条啮合情况，调整齿侧间隙，保持正常啮合。

（3）检查传动钢带松紧度，及时调整主动钢带轮侧调节螺栓，使钢带保持正常张紧状态。

（4）对轴承、齿轮、齿条、减速箱、升降杆丝杆螺母、路轨定期清洗或加润滑油及润滑脂。对轴承、齿轮副、丝杆螺母、加入钙钠基润滑脂2号，一般周期为三个月至六个月；对横向、纵向路轨每班加一次机械油。

定期拆下大车及拖板两侧轨道刮屑板除尘器进行清理或更换。