[发明专利]具有回转和偏摆功能的五轴控制水切割头运动控制机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种水切割设备，尤其是一种增加了回转和偏摆二个自由度 的、共具有五个自由度控制的水切割设备，具体地说是一种具有回转和偏摆 功能的五轴控制水切割头运动控制机构。

背景技术

众所周知，传统的水切割设备一般具有水平横向、水平纵向和垂直升降 三个自由度，这种水切割机只能满足垂直平面切割要求。而随着水切割设备 应用领域的不断拓展和对加工精度要求的不断提高，对水切割设备水切割头 的运动控制要求越来越高，例如，当需要切割坡口时，就要求水切割头能实 现偏摆，而当要求切割锥台体时，就要求在偏摆的同时还能实现回转，即需 要有五个自由度的控制。目前，由于没有合适的切割头运动控制机构，用户 遇到此类加工要求时只能分别进行多步加工才能得到最终的形状，生产效率 低，水刀的优良性能也无法得到体现，因此，急需开发一种既能矫正切割时 产生的切断面倾斜，又能根据加工需要将切割面切割成斜面的五轴控制的水 切割设备。

发明内容

本发明的目的是针对现有的水切割设备由于没有五轴控制的功能，影响 到水切割机加工精度与效率的提高和无法应用在有切割斜面要求的场合的问 题，设计一种具有回转和偏摆功能的五轴控制水切割头运动控制机构。

本发明的技术方案是：

一种具有回转和偏摆功能的五轴控制水切割头运动控制机构，它包括连 接法兰1、转轴连接架2，转轴连接架2通过连接法兰1与能作横向和垂直方 向移动的驱动架相连，驱动架安装在能作纵向移动的横梁上，其特征是所述 的转轴连接架2上安装有旋转电机支架11，旋转电机支架11上安装有旋转 电机47，旋转电机47的输出轴上安装有小同步轮13，小同步轮13通过同步 带与大同步轮8相连，大同步轮8安装在转轴连接架2中的空心主轴6的上 端并带动其旋转，空心主轴6的下端连接有偏摆连接架17；偏摆连接架17 上安装有偏摆电机48，偏摆电机48通过减速机与小同步轮19相连，小同步 轮19通过同步带与大同步轮20相连，大同步轮20安装在偏摆轴21上，水 切割头49安装在偏摆轴21上。

所述的空心主轴6套装在中心轴27上，中心轴27通过锥阀垫26和直角 二通25固定在转轴连接架2中，中心轴27中设有高压水路50，高压水路50 的一端通过锥阀垫26和直角二通25与高压水发生器的输出端相连，高压水 路50的另一端与安装在偏摆连接架17中的旋转轴31中的水路相通，旋转轴 31中的高压水路通过高压管44与接头体40相通，接头体40与芯轴41中的 高压水路相通，芯轴41的高压出水口与转接头42上的高压进水口相通，转 接头42上的高压出水口与安装在偏摆轴21上的水开关阀体39的高压水进水 口相通，水开关阀体39的高压水出水口与水切割头49的高压水进水口相通。

所述的旋转电机47为伺服电机，所述的偏摆电机48也为伺服电机。

本发明的有益效果：

本发明由于增加了回转和偏摆二个自由度的控制，因此可以加工出各种 形状的零件，不仅拓展了水刀的加工范围，而且有利于提高加工精度和效率， 与原有的水平横向、水平纵向和垂直方向三个控制轴相结合，实现了真正意 义上的五轴控制，既能矫正切割时产生的切断面倾斜，又能根据加工需要将 切割面切割成斜面。

本发明的回转和偏摆均采用伺服电机，控制精度高。

由于本发明是在不改变传统三轴(X，Y，Z轴)结构的基础上新增了回转和 偏摆功能，因此，它既可用于新设备中，也可用于对现有设备进行改造。

附图说明

图1是反映本发明偏摆机构的结构示意图。

图2是图1的左视图，图中水切割头所在的位置表示三个极限位置。

图3是反映本发明的回转机构的结构示意图，也是图1的右视图。