分體式數(shù)控切割平臺的設(shè)計與研制

李寶萍，楊 瓊

(天津新港船舶重工有限責(zé)任公司 天津300452)

0 引 言

數(shù)控切割平臺的平整度對于下切零件的垂直尺寸精確度起到至關(guān)重要的作用，在下切過程中，切割平臺在鋼板重力作用下容易變形，需要及時維護。平臺下的水箱可以減少煙塵污染，也需要定期的清理維護。目前我們使用的數(shù)控切割平臺的水箱與平臺是焊接固定為一體的(見圖 1)，在平臺維護和水箱清理時無法使用吊車整體起吊，需要停止數(shù)控切割機，由人工拆卸數(shù)控切割平臺。傳統(tǒng)的數(shù)控切割平臺由于結(jié)構(gòu)的局限性，只能單面使用無法雙面使用，造成了板材的浪費。在下切過程中平臺隔板的單個損壞率較高，為了保證平臺整體水平度，確保工件的精確度，需要及時替換損壞的隔板。

傳統(tǒng)平臺的隔板通過點焊固定(見圖 2)，在替換損壞的隔板時，需要大量人工將其切割后再更換。目前使用的隔板較長，用量較多，無法使用其他項目板材下切時產(chǎn)生的廢料及邊角料，只能使用整板進行排板、下切，從而增加了板材的用量。無論是數(shù)控切割平臺的維護，平臺下水槽的清理，還是隔板的替換，都需要大量的人工切割拆卸，以及大量的板材進行替換更新，導(dǎo)致數(shù)控切割工作告滯，嚴(yán)重制約生產(chǎn)的前期準(zhǔn)備工作，對生產(chǎn)進度造成嚴(yán)重影響。

圖1 傳統(tǒng)數(shù)控切割平臺Fig.1 Traditional CNC cutting platform

圖2 局部示意圖Fig.2 Part sketch

目前我公司板材的使用占制造成本的 60%以上，下切任務(wù)繁重既加劇了下切平臺和隔板的損耗，又增大了水槽的清洗頻率。同時，機械制造業(yè)面臨著材料、設(shè)備、勞動力等方面成本增長造成的壓力。在這種大環(huán)境下，一個企業(yè)能夠立足與生存的根本在于能否降低成本，而當(dāng)前對于機械制造業(yè)成本影響最大的是原材料。因此，提高鋼板利用率，最大限度減少浪費，具有非常重要的意義。

1 研究改進的主要內(nèi)容

1.1 設(shè)計分體式數(shù)控切割平臺

針對現(xiàn)有的數(shù)切平臺在工作中存在的局限性，改進現(xiàn)有的工作平臺，使其在使用中可以配合清理、維護工作，方便拆卸、安裝，為此設(shè)計出一種拆卸、安裝便捷、可重復(fù)利用的新式平臺——分體式數(shù)控切割平臺，其整體如圖3所示。

圖3 分體式數(shù)控切割平臺三維效果圖Fig.3 3D effect drawing of split-type CNC cutting platform

以工廠下切平臺為例，將現(xiàn)有的整體數(shù)控切割平臺由兩個分體式數(shù)控切割平臺組裝成一個可拆分的數(shù)控切割平臺，使其能夠整體吊裝，安裝定位準(zhǔn)確快捷，避免了在清洗水槽過程中的繁瑣工作，有效減少了人力、工時。分體式數(shù)控切割平臺可翻身使用，大幅度提高了平臺的利用率。隔板通過緊固定位銷固定代替原有的焊接固定方式，便于單件隔板的拆卸、替換。將原有的平臺制作成兩個分體式平臺，提高了平臺的整體承載力，平臺不易變形，保證了平臺整體水平度，從而提高工件的切割精度。隔板長度減小后，可以使用下切后的余料，大幅度提高了板材的利用率。

分體式數(shù)控切割平臺整體設(shè)計如圖 4所示。增加吊裝孔和定位裝置，通過定位孔和定位銷支撐固定分體式數(shù)控切割平臺，使其能夠整體起吊，拆卸快捷，定位準(zhǔn)確。

1.2 增設(shè)定位裝置

1.2.1 平臺拆卸簡單便捷

圖4 分體式數(shù)控切割平臺示意圖Fig.4 Sketch map of split-type CNC cutting platform

分體式數(shù)控切割平臺通過定位孔和定位銷將數(shù)切平臺準(zhǔn)確定位。將定位銷與水槽焊接固定，安裝加強筋板增加其承重能力，定位銷用于支撐分體式數(shù)控切平臺。將定位孔焊接固定在平臺框架上，安裝加強筋板使其承重能力達到安全范圍。定位銷和定位孔通過間隙配合，使下切平臺能夠靈活拆卸、準(zhǔn)確定位。為了提高平臺的承重能力，保證平臺的水平度，確保切割后工件的精度，通過計算，每個分體式數(shù)控切割平臺需要 6個定位裝置進行支撐、固定，從而保證平臺在受到鋼板重壓時。不會產(chǎn)生影響整體平穩(wěn)度的變形。

1.2.2 降低水槽清理的難度

用定位裝置取代原有水槽與平臺焊接固定的形式，擺脫了以往清洗水槽的繁瑣工作。在清洗水槽時，使用廠房吊車把分體式數(shù)控切割平臺吊起，再進行水槽的清理維護工作，減少了清洗水槽的難度以及工時的消耗。水槽清理結(jié)束后，使用吊車將分體式數(shù)控切割平臺通過定位孔和定位銷準(zhǔn)確地安裝在水槽上，既縮短了水槽清理的工作周期，又不影響數(shù)控切割機的下切工作，從而保證了生產(chǎn)進度。

1.2.3 平臺可雙面使用

改變原有平臺的結(jié)構(gòu)形式，通過定位裝置支撐固定平臺，分體式數(shù)控切割平臺能夠雙面使用，即當(dāng) A面隔板在使用一定周期(根據(jù)具體下切情況 1～2個月)時，為保證平臺整體平整度及下切工件的精確度，防止長時間使用平臺A面有較大的變形，可以通過預(yù)留的吊裝孔將平臺翻轉(zhuǎn) 180°，使用 B面。雙面使用的平臺使材料反復(fù)使用，提高了材料的利用率。

1.3 增加隔板緊固裝置

分體式數(shù)控切割平臺改變了傳統(tǒng)平臺隔板點焊固定的安裝方式，增加了隔板緊固裝置，將定位板焊接固定在平臺框架上。為了保證隔板的平直度，定位板在焊接固定時要保證尺寸精準(zhǔn)，通過隔板和定位板預(yù)留的工裝孔用緊固定位銷件把合固定，既解決了傳統(tǒng)隔板不能靈活替換的難題，又使隔板與平臺連接穩(wěn)定、無間隙，確保平臺的水平度。

2 結(jié) 語

為了改善整機焊接性能和良好的外觀品質(zhì)，提升工件的切割質(zhì)量，數(shù)控切割平臺是很重要的一環(huán)，圍繞著數(shù)控切割平臺易燒損、易變形、更換困難等幾大缺陷進行了設(shè)計改進。

通過平臺分體，隔板替換等裝置使平臺達到無需切割拆卸、無需點焊固定、清理水槽無需停止其他工作，真正實現(xiàn)了燒損、變形易更換，結(jié)構(gòu)簡單，安裝便捷，延長了平臺壽命，降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率，對板材利用率的提高也起到了一定的作用。