[发明专利]一种水射流切割执行装置

说明书

技术领域

本发明属于切割控制技术领域，具体涉及一种水射流切割执行装置。

背景技术

由于水射流切割具有高效、冷态的特点，水射流切割机以其高能量密度、良好的射流可控性和材料适应性，能够实现对各类软、硬材料的深穿透和全方位切割，在工业中具有广泛的应用。

需要注意的是，现有的水水射流切割机通常只能进行基于两个自由度的平面切割，不能实现对大型屏蔽体任意方位、任意形状的切割。

广泛应用于工业生产的数控机具有多自由度，能够全方位对工件进行加工和切削。但即便平面自由度形成达到4～8m的大型机床，其竖直自由度的行程也仅限于1.6m，不能满足大型屏蔽体竖直向的切割行程；此外，数控机床具有很强的加工针对性，其通常仅适用于某一类型零件的加工，难以实现任意形状的切割；最后，数控机床一体化的设计导致其不便于拆卸，造成运输困难，使其只能局限于固定地点作业。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种水射流切割执行装置，其具有多自由度、高精度、大竖直切割行程，能够实现任意方位、任意形状的切割，并且便于运输组装。

本发明的技术方案如下所述：

一种水射流切割执行装置，包括X向运动模块、Y向运动模块、Z向运动模块、θ向运动模块和水射流切割机，其总体位置关系为：以X向运动模块为基座，Y向运动模块支撑于X向运动模块之上，可整体进行X向滑动；Z向运动模块支撑于Y向运动模块之上，既可以整体进行Y向滑动，又可以随Y向运动模块一起进行X向滑动，还可以依靠自身组件进行Z向滑动；θ向运动模块位于Z向运动模块内部，可以进行旋转运动；水射流切割机连接于θ向运动模块下端。

X向运动模块包括两个X向支撑梁和一个第一电机梁，两个X向支撑梁相对平行放置，第一电机梁安装在两个X向支撑梁之间，其两端分别固定于两个X向支撑梁相应一侧的端部；每个X向支撑梁均设有一条X向导轨，每个X向导轨上均设有两个X向导轨滑块；每个X向支撑梁上方均安装有X向滚珠丝杠，每个X向滚珠丝杠安装有一个X向丝杠螺母；每个X向滚珠丝杠上在X向支撑梁固定有第一电机梁的一端以平行于第一电机梁的方向均安装有同步带；第一电机梁上安装有X向电机，两个X向支撑梁的同步带均与X向电机相连接；

Y向运动模块包括两个Y向支撑梁和一个第二电机梁，两个Y向支撑梁相对平行放置，第二电机梁安装在两个Y向支撑梁之间，其两端分别固定于两个Y向支撑梁相应一侧的端部；两个桁架板以垂直于Y向支撑梁的方向安装于两个Y向支撑梁之间，其分别位于Y向支撑梁的首尾两端；每个Y向支撑梁均设有一条Y向导轨，每个Y向导轨上均设有两个Y向导轨滑块，其中一个Y向支撑梁上方安装有Y向滚珠丝杠，Y向滚珠丝杠安装有一个Y向丝杠螺母；一块小车板底板架于两个Y向支撑梁上方，其通过Y向螺母座与Y向丝杠螺母相连接，能够沿Y向导轨滑动；第二电机梁上安装有Y向电机；

Y向运动模块以Y向支撑梁垂直于X向支撑梁的方向安装于X向运动模块上方，其中，每个X向滚珠丝杠均穿过两个Y向支撑梁的端部相应位置，X向丝杠螺母通过X向螺母座与Y向运动模块的桁架板相连接；桁架板支撑于X向导轨滑块上方，使Y向运动模块能够整体沿X向导轨滑动；

Z向运动模块包括Z向支撑杆、导轨支撑杆、导向杆、Z向滚珠丝杠、外筒、导向筒、Z向电机和小车板，其中Z向支撑杆、导轨支撑杆、导向杆、Z向滚珠丝杠和外筒的高度优选均大于4m；小车板上方安装有Z向支撑杆、导轨支撑杆、导向杆和Z向滚珠丝杠，小车板下方安装有驱动Z向滚珠丝杠运动的Z向电机和导向筒，外筒贯穿小车板；外筒、Z向滚珠丝杠和Z向支撑杆均竖直放置，三者依次从前向后排成一列，导轨支撑杆和导向杆分别竖直安装于Z向滚珠丝杠的左右两侧；导轨支撑杆上设有Z向导轨，所述Z向导轨安装有Z向导轨滑块，导向杆外部套有能沿导向杆上下移动的导向套；外筒位于小车板上方的部分设有外筒连接件，外筒连接件中部与安装于Z向滚珠丝杠上的Z向丝杠螺母相连接，外筒连接件两端分别与导轨支撑杆的Z向导轨滑块和导向杆外部的导向套相连接，外筒位于小车板下方的部分伸入固定于小车板下方的导向筒内；

Z向运动模块的小车板与Y向运动模块的小车板底板相连接，使Z向运动模块能够整体随小车板底板沿Y向导轨滑动；

θ向运动模块包括内筒、两对深沟球轴承和推力球轴承组合和θ向电机；其中，内筒通过上下端各一对的深沟球轴承和推力球轴承组合安装于Z向运动模块的外筒内部，其下端伸出外筒和导向筒；θ向电机安装于内筒顶端，其驱动内筒在外筒内部旋转运动；