[发明专利]一种用于叶片去毛刺及喷丸的水射流装置及方法

权利要求书

1.一种用于叶片去毛刺及喷丸的水射流装置，其特征在于，所述水射流装置包括机械手、机械手控制柜、示教器、PC离线软件、喷射系统、循环水系统、装夹系统、辅助系统、监测系统与PLC控制平台；其中机械手控制柜、装夹系统、辅助系统、监测系统均通过I/O线与PLC控制平台相连接；PLC控制平台通过通讯线与触摸屏连接并显示；

所述机械手控制柜通过电缆与所述机械手相连接，机械手通过内置电缆连接所述示教器和所述PC离线软件；机械手末端夹持有所述喷射系统的喷头组件，喷射系统通过储备水箱与所述循环水系统连接；机械手为六轴联动结构，采用整体封闭式手臂，所有机械手的伺服电机、电线、气管位于手臂内部，使电器元件与外部防潮隔离；机械手通过六个关节轴A1，A2，A3，A4，A5，A6使喷嘴具有X，Y，Z三个方向的直线运动和旋转运动，装夹系统对叶片装夹后，通过对机械手的伺服电机转速的调节，使叶片绕X轴旋转运动；通过装夹系统与机械手联动实现了水射流喷射和各种姿态的调整；

所述喷射系统包括喷嘴、喷嘴快换装置、压力泵、压力表、过滤网、流量计、水压调节阀、输水管道、储备水箱；喷嘴快换装置及对应喷嘴构成喷头组件；喷射系统喷头组件部分安装于机械手末端，并且通过输水管道与压力泵相连接；纯净水存储于储备水箱中，经过滤网过滤沿输水管道被抽取到压力泵当中；

所述循环水系统包括加工水槽、过滤组件、循环泵、供水管道、水位调节阀、排水管道调节器、排水管道；循环水系统与喷射系统的储备水箱通过排水管道相连接；加工水槽为上部开放式，加工水槽侧面设有一个进水口，进水口通过供水管道与水位调节阀相连接，加工水槽底部设有两个排水口，并且两个排水口通过排水管道分别与过滤组件和循环泵相连接，两排水口由排水管道调节器控制开闭；过滤组件与循环泵各自与喷射系统的储备水箱通过排水管道相连接；水位调节阀安装于循环泵与加工水槽的排水管道间，可控制水流在供水管道和下一段排水管道的流量；

所述装夹系统包括柔性夹具、转轴、同步带、伺服电机；叶片通过柔性夹具进行装夹，柔性夹具设置于加工水槽空间内且尾部安装转轴；转轴与伺服电机主轴通过同步带相连接；伺服电机通过同步带驱动柔性夹具转动；

对喷射系统、机械手和装夹系统运动情况进行监测的监测系统，分别与喷射系统、机械手和装夹系统电连接。

2.如权利要求1所述的一种用于叶片去毛刺及喷丸的水射流装置，其特征在于，所述辅助系统包括照明装置、限位保护装置、安全阀、温度计；照明装置与限位保护装置直接由PLC控制平台操控，对于叶片去毛刺和喷丸加工起辅助和保护作用；温度计安装于加工水槽中，对加工温度进行测量，安全阀安装于压力泵与水压调节阀间的分支输水管道，安全阀处于常闭状态，当水压超过安全压力安全阀自动开启并分流。

3.如权利要求1所述的一种用于叶片去毛刺及喷丸的水射流装置，其特征在于，压力泵与喷头组件间的输水管道设有水压调节阀、压力表以及流量计。

4. 如权利要求1所述的一种用于叶片去毛刺及喷丸的水射流装置，其特征在于，过滤组件采用金属过滤网或织物过滤网，应具有30~50 μm的过滤精度保证水的质量。

5.如权利要求1所述的一种用于叶片去毛刺及喷丸的水射流装置，其特征在于，柔性夹具采用耐腐蚀材质，且具有较好的机械强度，具体为不锈钢或铝合金材料；要求柔性夹具与转轴连接处，夹具体安装定位元件处带有螺纹，定位销孔以及开槽处均应加工好用于填充的不锈钢块，用环氧树脂粘结固定；柔性夹具夹持部分位于加工水槽空间内部且尾部安装转轴；转轴与加工水槽的连接处安装密封垫片，可添加辅助支撑，在保证密封性的同时，使其具有较高的刚性，减少承受水射流加工冲击带来的变形。

6. 如权利要求1所述的一种用于叶片去毛刺及喷丸的水射流装置，其特征在于，根据所需加工叶片规格和类型配置喷嘴；加工过程中利用喷嘴快换装置对喷嘴进行更换；至少应配置圆柱形喷嘴，喷嘴直径0.5 mm；简单角型喷嘴，收缩角13.5 °，扩张角30 °，分别用于水射流去毛刺和喷丸处理。