[发明专利]一种基于多触点的水射流定位装置及方法

权利要求书

1.一种基于多触点的水射流定位装置，其特征在于：包括运动底座(7)、微调元件(5)、运动底座驱动机构、可伸缩底座(3)、力传感器(2)和感应片，其中运动底座(7)安装于所述运动底座驱动机构上，且所述运动底座(7)具有X、Y、Z三个方向的移动自由度，水导激光加工模块(4)通过多个微调元件(5)支撑安装于所述运动底座(7)上，可伸缩底座(3)前端设有射流孔(9)，且所述水导激光加工模块(4)发出的水射流(8)穿过所述射流孔(9)，所述射流孔(9)的X向两侧以及Y向两侧均设有力传感器(2)，且每个力传感器(2)上均设有感应片，当水射流(8)与感应片接触时触发对应的力传感器(2)向所述检测控制系统发出信号，所述运动底座驱动机构和微调元件(5)均通过所述检测控制系统控制。

2.根据权利要求1所述的基于多触点的水射流定位装置，其特征在于：所述水导激光加工模块(4)上端设有模块法兰(401)，且所述微调元件(5)上端与所述模块法兰(401)外缘铰接。

3.根据权利要求1所述的基于多触点的水射流定位装置，其特征在于：所述运动底座(7)上设有一个限位孔(6)，且所述水导激光加工模块(4)下端穿过所述限位孔(6)。

4.根据权利要求3所述的基于多触点的水射流定位装置，其特征在于：所述水导激光加工模块(4)偏转运动范围为±10°。

5.根据权利要求1所述的基于多触点的水射流定位装置，其特征在于：所述射流孔(9)的X向两侧分别设有第一感应片(101)和第二感应片(102)，所述射流孔(9)的Y向两侧分别设有第三感应片(103)和第四感应片(104)。

6.一种根据权利要求5所述的基于多触点的水射流定位装置的定位方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：水导激光加工模块(4)与感应片初步定位；

步骤二：确定水射流(8)沿X方向的倾转角度；

步骤三：检测控制系统控制相应的微调元件(5)升降调整使水导激光加工模块(4)偏转并消除水射流(8)沿X方向的倾转角度；

步骤四：确定水射流(8)沿X向的补偿差值，然后运动底座(7)沿X向移动对水射流(8)位置坐标进行X向补偿；

步骤五：确定水射流(8)沿Y方向的倾转角度；

步骤六：检测控制系统控制相应的微调元件(5)升降调整使水导激光加工模块(4)偏转并消除水射流(8)沿Y方向的倾转角度；

步骤七：确定水射流(8)沿Y向的补偿差值，然后运动底座(7)沿Y向移动对水射流(8)位置坐标进行Y向补偿。

步骤八：水导激光加工模块(4)与运动底座(7)之间的相对位置锁定，可伸缩底座(3)收回。

7.根据权利要求6所述的基于多触点的水射流定位装置的定位方法，其特征在于：步骤二中，运动底座(7)先沿X向移动使水射流(8)与第一感应片(101)接触并使对应的力传感器(2)发出信号，检测控制系统记录此时运动底座(7)位置坐标X1，然后运动底座(7)沿Z向向上移动距离Z1，然后运动底座(7)再次沿X向移动使水射流(8)与第一感应片(101)再次相交并使对应的力传感器(2)发出信号，检测控制系统记录此时运动底座(7)位置坐标X2，然后检测控制系统根据位置坐标X1、X2以及距离Z1计算水射流(8)沿X方向的倾转角度。

8.根据权利要求6所述的基于多触点的水射流定位装置的定位方法，其特征在于：步骤四中，运动底座(7)沿X向移动使水射流(8)先与第一感应片(101)接触并使对应的力传感器(2)发出信号，检测控制系统记录此时运动底座(7)位置坐标X3，然后运动底座(7)沿X向反向移动使水射流(8)与另一侧的第二感应片(102)接触并使对应的力传感器(2)发出信号，检测控制系统记录此时运动底座(7)位置坐标X4，然后检测控制系统比较X3、X4的位置差值与第一感应片(101)和第二感应片(102)之间理论距离并标定水射流(8)沿X向的直径D，并计算(X3+X4)/2与射流孔(9)中心坐标的沿X向差值，然后运动底座(7)沿X向移动对水射流(8)位置坐标进行补偿。