[发明专利]水刀切割装置

说明书

一种水刀切割装置，包含一个承座单元，及一个输出单元。该承座单元包括一个基座、一个设置于该基座上的第一马达、一个连接该第一马达的第一旋转座、一个设置于该第一旋转座上的第二马达，及一个连接该第二马达的第二旋转座。该输出单元包括一个气动阀、一个连通该气动阀的切割头、一个用以控制该第一马达及该第二马达的控制器，及一个可感测该切割头的倾斜角度的惯性量测组件。该惯性量测组件可实时感测到姿态与定位讯号并回授给该控制器，使该控制器控制该第一马达及该第二马达，进而使该切割头维持目标角度或实时补偿角度，以提高加工精密度。

技术领域

本发明涉及一种水刀切割装置，特别是涉及一种具有惯性量测组件的水刀切割装置。

背景技术

水刀切割装置常用于精密加工制程，根据加工方式及动作自由度又可将切割装置分为许多类型，其中如图1所示的2.5D五轴加工水刀切割装置1是常见的类型，该水刀切割装置1包含一个第一旋转座11、一个枢接该第一旋转座11的第二旋转座12，及一个设置于该第二旋转座12上的切割头13。该第一旋转座11可被马达14或其他动力源带动，而以一个沿高度方向延伸的第一轴线A为轴心地旋转。该第二旋转座12也可被另一个马达15或动力源带动，而沿图1所示的以一个第二轴线B为轴心地旋转。而该第一轴线A及该第二轴线B的延伸线会相互交会且夹设出一个角度，透过该第一旋转座11及该第二旋转座12可带动该切割头13与垂直线产生一个倾角，以达到斜面的加工需求。

然而该切割头13在进行切割加工的过程中，容易因马达14、15结合机构的定位精度或磨料、水刀条件、运动条件、加工材料等因素影响，而使该切割头13的倾角长时间或短时间地偏离预设角度，造成加工失准，尤其是当该水刀切割装置1在高切割速度下，更是十分容易产生加工平面的真平度、或两平面的垂直度不符公差标准等情形，大幅降低了成品的精准度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能实时补偿倾斜角度的水刀切割装置。

本发明水刀切割装置，其特征在于：该水刀切割装置包含一个承座单元，及一个输出单元，该承座单元包括一个基座、一个设置于该基座上的第一马达、一个连接该第一马达且可被该第一马达带动而以一个第一轴线为转轴地旋转的第一旋转座、一个设置于该第一旋转座上的第二马达，及一个连接该第二马达且可被该第二马达带动而以一个第二轴线为转轴地旋转的第二旋转座，该第一轴线及该第二轴线界定出一个夹角，该输出单元包括一个设置于该第二旋转座上的气动阀、一个连通该气动阀的切割头、一个用以控制该第一马达及该第二马达的控制器，及一个可感测该切割头的倾斜角度的惯性量测组件，该惯性量测组件感测到姿态与定位讯号并回授给该控制器，使该控制器控制该第一马达与该第二马达来进行角度补偿实时作业。

较佳地，前述水刀切割装置，其中该承座单元还包括一个设置于该第一旋转座且界定出一个第一穿线孔的第一球窝轴承，该水刀切割装置还包含一个管线单元，该管线单元包括一个通过该第一穿线孔且连接该输出单元的切割头的高压进水管、一个通过该第一穿线孔且连通该气动阀的进气管，及一个通过该第一穿线孔且连通该切割头的磨料管。

较佳地，前述水刀切割装置，其中该承座单元的第一球窝轴承具有一个固设于该第一旋转座上的外环部，及一个设置于该外环部内且界定出该第一穿线孔的内环部，该内环部可相对于该外环部同轴旋转及倾斜，该第一球窝轴承为球面轴承。

较佳地，前述水刀切割装置，其中在该第一轴线及该第二轴线的最佳动态定位精度为0.001°至0.05°。

较佳地，前述水刀切割装置，其中该承座单元的第一马达及该第二马达为谐和式伺服马达。

较佳地，前述水刀切割装置，其中该承座单元还包括一个设置于该第二旋转座上且界定出一个第二穿线孔的第二球窝轴承，该管线单元的高压进水管是依序穿过该第一马达、该第一球窝轴承的第一穿线孔、该第一旋转座、该第二马达及该第二球窝轴承的第二穿线孔，以连接该输出单元的切割头，该第二球窝轴承为球面轴承。