[发明专利]高压水射流切割机磨料在线监控系统、装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料加工领域，更具体地说，涉及一种高压水射流切割机磨料在线监控系统、装置和方法。

背景技术

高压磨料水射流技术是近二三十年来发展起来的一项新技术。

图1示出了应用此技术的一种具体例子，其具体实施过程为：通过高压泵将普通自来水加压，并迫使高压水101经一个直径很小的高压水射流喷嘴102喷射而出，从而形成一股高速水射流103，该高速水射流103的速度可高达1000米/秒。当这股高速水射流103经过混合腔104时，混合腔104中的空气便被高速水射流103带出，使得混合腔中出现部分真空。磨料罐107和混合腔104之间连接有磨料输送管105，由于磨料输送管105一端为具有一定真空度的混合腔104，另一端与大气相接触，在压差作用下，磨料输送管105自然形成一条气流通道，如果此时磨料106进入此气流通道，磨料106便与气流一起进入混合腔104，并经高速水射流103加速后经磨料喷嘴110形成高速磨料射流108，从而对工件109进行切割。

所述高速磨料射流108可用来加工大部分材料，包括金刚石等质地坚硬的材料。

采用高压水射流技术切割硬质材料的过程中，磨料起着非常重要的作用，有了磨料的参与，才得以完成对硬质材料的切割过程。然而，在现有技术实现切割的过程中，磨料罐中磨料耗尽或者磨料输送管发生堵塞现象时有发生，如果磨料耗尽或者发生堵塞时机器不能及时停止，意味着后续的切割过程没有磨料参与，这将导致等待切割的目标工件受到所述高速水射流的破坏。而这种破坏经常给用户造成损失，特别是用户切割一些较为贵重的零件时，损失将更为巨大。当前一般采用由操作者进行监测和控制的方式解决上述问题，但是受反应速度所限，当操作者注意到异常情况时为时已晚，所述目标工件已经遭到破坏。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种磨料在线监控系统、装置和方法，实现对高压水射流切割机切割过程的实时在线监控，避免在磨料输送过程中因磨料的耗尽或堵塞而造成高压水射流对目标工件的损坏。

本发明是这样实现的：

一种高压水射流切割机磨料在线监控系统，包括：控制部分、数据采集部分和测压适配器，其中：

所述测压适配器：为与所述切割机的磨料输送管相接的管道，所述测压适配器设置有分别具有若干隔段测试小孔的空气流动段和磨料流动段，所述磨料通过所述磨料流动段进入磨料输送管；

所述数据采集部分：包括设于所述隔段测试小孔相应位置的传感器，用于采集该相应位置的压力值；

所述控制部分：用于对所述数据采集部分采集的数据进行分析、比较，并根据分析、比较结果进行相应的控制操作。

优选地，所述隔段测试小孔包括设置于所述测压适配器的空气流动段的第一测试孔和第二测试孔，及设置于所述测压适配器的磨料流动段的第三测试孔和第四测试孔。

优选地，所述磨料输送管为软管。

优选地，所述传感器为压力传感器。

一种高压水射流切割机在线监控的测压适配器，所述高压水射流切割机设有磨料开关，

所述测压适配器为一中空管道，与所述磨料输送管相接；

所述测压适配器包括空气流动段和磨料流动段：

所述空气流动段沿空气流入所述磨料流动段的方向，依次设有第一测试孔和第二测试孔；

所述磨料流动段沿磨料进入到设置在所述高压水射流切割机上的混合腔内的方向，依次设有第三测试孔和第四测试孔；

在第二测试孔与第三测试孔之间设有一中空的柱状突起，连接所述磨料开关，作为所述磨料进入到磨料输送管的通道。

优选地，所述第一测试孔、第二测试孔、第三测试孔和第四测试孔的孔径与磨料输送管的的内径相同。

优选地，所述第三测试孔与所述设置于测压适配器上的柱状突起的顶端距离为20mm。

优选地，所述空气流动段的端口与第一测试孔的距离为20mm；

所述第一测试孔与第二测试孔之间的距离为20mm；

所述第三测试孔与第四测试孔之间的距离为20mm。

一种高压水射流切割机磨料在线监控系统的监控方法，所述监控系统包括与所述切割机的磨料输送管相接的测压适配器，所述测压适配器设置有分别具有若干隔段测试小孔的空气流动段和磨料流动段，所述磨料通过所述磨料流动段进入磨料输送管，包括：

通过设置在所述隔段测试小孔相应位置的传感器，采集所述测压适配器的空气流动段和磨料输送管和各段压力值；

分析和比较所述各段压力值；

根据比较和分析结果对所述高压水射流切割机进行相应的控制操作。