CN113927486A - 一种五轴智能水刀 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种五轴智能水刀，属于水切割技术领域，一种五轴智能水刀，包括放置在地面上的机体以及设置在机体上的固定架，设置在固定架上的水刀头，所述固定架上设有用于支撑水刀头的支撑板，所述固定架上设有带动支撑板进行垂直移动的升降件,所述水刀头上设有控制升降件进行升降的红外测距传感器，本五轴智能水刀其优点在于，防止水刀头在切割过程中不会被碰撞损坏，保证了切割工序的正常进行。
Description
技术领域
本发明属于水切割技术领域，尤其是一种五轴智能水刀。
背景技术
水刀，即以水为刀，本名高压水射流切割技术，以其冷切割不会改变材料的物理化学性质而备受青睐，后经技术不断改进，在高压水中混入石榴砂、金刚砂等磨料辅助切割，极大的提高了水刀的切割速度和切割厚度，水刀已经广泛应用于陶瓷、石材、玻璃、金属、复合材料等众多行业。
石材如大理石和花岗岩等在建筑中被广泛用作外部、内部或地板材料，随着人们装修需求的提高，各种异形板材需求量不断增加。
由于工作台面或加工石材面不平，在水刀切割过程中，会撞到水刀喷头，导致水刀喷头损坏，以至无法正常工作。
发明内容
发明目的：提供一种五轴智能水刀，以解决现有技术存在的上述问题。
技术方案：一种五轴智能水刀，包括放置在地面上的机体以及设置在机体上的固定架，设置在固定架上的水刀头，所述固定架上设有用于支撑水刀头的支撑板，所述固定架上设有带动支撑板进行垂直移动的升降件,所述水刀头上设有控制升降件进行升降的红外测距传感器。
通过采用上述技术方案，红外测距传感器在使用时能够跟随水刀头的移动测量水刀头与被切割工件之间的距离，测量的距离通过红外测距传感器传输至PCL控制面板，通过PCL控制面板控制升降件中的电机正转或者反转，进而驱动支撑板进行垂直升降，此时通过支撑板带动水刀头进行垂直升降，进而防止水刀头在切割过程中不会被碰撞损坏，保证了切割工序的正常进行。
在进一步的实施例中，所述升降件包括固定安装在固定架端面上的滑轨，所述滑轨横向的端面上竖直滑移连接有两个相对的滑板，两个相对的所述滑板背离固定架的一侧固定安装有安装板，所述安装板背离滑板的一侧设有连接板，所述连接板与支撑板固定连接。
通过采用上述技术方案，当滑板在滑轨上垂直滑动时，此时滑板带动安装板朝着同一方向垂直滑动，此时安装板带动连接板朝着同一方向垂直滑动，进而带动支撑板进行垂直升降运动，结构简单，操作方便。
在进一步的实施例中，所述固定架上设有驱动滑板在滑轨上垂直滑动的驱动件。
通过采用上述技术方案，驱动件驱动滑块在滑轨上自动垂直滑动，满足了升降件的自动垂直升降的功能，进而提高了五轴水刀的智能性。
在进一步的实施例中，所述驱动件包括固定安装在固定架端面上的伺服电机，所述伺服电机的输出端设有传动轴，所述传动轴穿过固定架且与固定架转动连接，所述传动轴穿过固定架的一端设有主动轮，所述固定架上转动连接有从动轮，所述从动轮与主动轮通过皮带连接，所述皮带靠近固定架的一端嵌设在固定架内部且与固定架滑移连接，所述皮带远离固定架的一端设有夹块，所述皮带背离夹块的一侧设有夹板，所述夹板靠近皮带的一端与夹板固定连接，所述夹板远离皮带的一端与安装板固定连接。
通过采用上述技术方案，伺服电机驱动主动轮随着传动轴转动时，主动轮也通过皮带带动从动轮转动，此时通过皮带带动夹板垂直滑动，进而带动安装板随着夹板垂直滑动，使得滑板在滑轨上垂直滑动，同时皮带一端嵌设在固定架上且与固定架滑移连接以保证皮带不会发生弯曲。
在进一步的实施例中，所述滑轨竖向的端面上滑移连接有辅助滑板在滑轨上垂直滑动的两个相对的滑轮，所述滑轮上穿设有转动轴，所述转动轴与安装板转动连接。
通过采用上述技术方案，当滑板在滑轨上垂直滑动时，此时带动转动轴转动，此时转动轴带动滑轮也在滑轨上随着滑板滑动的方向垂直滑动，进而辅助滑板在滑轨上垂直滑动。
在进一步的实施例中，所述固定架的端面上设有防止滑板脱离滑轨的限位件。
通过采用上述技术方案，当安装板随着滑板在滑轨上垂直滑动至最高点与最低点的时，此时安装板与限位件相抵触，进而防止滑板脱离滑轨。
在进一步的实施例中，所述限位件包括固定安装在固定架端面上的两个相对的限位板，所述限位板一端设有限位柱；
当所述滑板在滑轨上垂直滑动至最高点与最低点时，此时所述安装板与限位柱相抵触。
通过采用上述技术方案，当滑板在滑轨上垂直滑动时，此时滑板带动安装板朝着同一方向垂直滑动，当滑板在滑轨上垂直滑动至最高点与最低点时，此时安装板与限位柱相抵触，进而自动防止滑板脱离滑轨，提高升降件使用时的稳定性。
在进一步的实施例中，所述固定架的端面上设有检测滑板在滑轨上滑动时的垂直度的检测件。
通过采用上述技术方案，当滑板在滑轨上垂直时，通过检测件能够检测滑板在滑轨上滑动时的垂直度。
在进一步的实施例中，所述检测件包括固定安装在固定架端面上的固定块，所述固定块上设有插板，所述固定架端面上设有固定槽，所述固定槽内部设有两个相对的压块，两个相对的所述压块远离固定槽的一端延伸出固定槽，所述插板穿过压块的延伸部分且与压块的延伸部分相抵触，所述插板穿过压块的一端设有卡槽，其中一个所述安装板背离滑板的一侧设有活动块，所述活动块与卡槽适配；
当所述滑板在滑轨上垂直滑动至最高点与最低点时，此时所述活动块远离安装板的一端位于卡槽内部。
通过采用上述技术方案，当滑板在滑轨上滑动时，此时滑板带动安装板朝着同一方向滑动，此时安装板也带动活动块朝着同一方向滑动，当滑板在滑轨上滑动至最高点与最低点时，此时活动块远离安装板的一端刚好位于卡槽内部，此时滑板在滑轨上为垂直滑动，当卡槽与活动块发生卡位时，此时滑板在滑轨上为倾斜滑动，进而检测滑板在滑轨上垂直滑动时的垂直度，提高水刀头切割时的精确性。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、红外测距传感器在使用时能够测量水刀头与被切割工件之间的距离，测量的距离传输至PCL控制面板，通过PCL控制面板控制升降件带动支撑板进行垂直升降，此时通过支撑板带动水刀头进行垂直升降，进而防止水刀头在切割过程中不会被碰撞损坏，保证了切割工序的正常进行。
2、驱动件驱动滑块在滑轨上自动垂直滑动，满足了升降件的自动垂直升降的功能，进而提高了五轴水刀的智能性。
3、当滑板在滑轨上垂直滑动时，此时带动转动轴转动，此时转动轴带动滑轮也在滑轨上随着滑板滑动的方向垂直滑动，进而辅助滑板在滑轨上垂直滑动。
4、当安装板随着滑板在滑轨上垂直滑动至最高点与最低点的时，此时安装板与限位件相抵触，进而防止滑板脱离滑轨，提高升降件使用时的稳定性。
5、当滑板在滑轨上垂直时，通过检测件能够检测滑板在滑轨上滑动时的垂直度，提高水刀头切割时的精确性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的局部结构示意图；
图3是本发明的局部剖视图；
图4是本发明的图2中的A放大图。
附图标记为：1、机体；2、固定架；3、主动轮；4、皮带；5、从动轮；6、伺服电机；7、传动轴；8、夹板；9、夹块；10、安装板；11、连接板；12、支撑板；13、水刀头；14、转轴；15、滑轮；16、滑板；17、限位板；18、限位柱；19、活动块；20、固定块；21、固定槽；22、插板；23、压块；24、红外测距传感器；25、滑轨；26、卡槽。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
如图1至图4所示，一种五轴智能水刀，包括放置在地面上的机体1以及设置在机体1上的固定架2，设置在固定架2上的水刀头13，固定架2上设有用于支撑水刀头13的支撑板12，固定架2上设有带动支撑板12进行垂直移动的升降件,水刀头13上设有控制升降件进行升降的红外测距传感器24，红外测距传感器24在使用时能够跟随水刀头13的移动测量水刀头13与被切割工件之间的距离，测量的距离通过红外测距传感器24传输至PCL控制面板，通过PCL控制面板控制升降件中的电机正转或者反转，进而驱动支撑板12进行垂直升降，此时通过支撑板12带动水刀头13进行垂直升降，进而防止水刀头13在切割过程中不会被碰撞损坏，保证了切割工序的正常进行。
如图1和图3，升降件包括固定安装在固定架2端面上的滑轨25，滑轨25横向的端面上竖直滑移连接有两个相对的滑板16，两个相对的滑板16背离固定架2的一侧固定安装有安装板10，安装板10背离滑板16的一侧设有连接板11，连接板11与支撑板12固定连接，当滑板16在滑轨25上垂直滑动时，此时滑板16带动安装板10朝着同一方向垂直滑动，此时安装板10带动连接板11朝着同一方向垂直滑动，进而带动支撑板12进行垂直升降运动，结构简单，操作方便。
如图1和图3，固定架2上设有驱动滑板16在滑轨25上垂直滑动的驱动件，驱动件驱动滑块在滑轨25上自动垂直滑动，满足了升降件的自动垂直升降的功能，进而提高了五轴水刀的智能性。
如图1和图2，驱动件包括固定安装在固定架2端面上的伺服电机6，伺服电机6的输出端设有传动轴7，传动轴7穿过固定架2且与固定架2转动连接，传动轴7穿过固定架2的一端设有主动轮3，固定架2上转动连接有从动轮5，从动轮5与主动轮3通过皮带4连接，皮带4靠近固定架2的一端嵌设在固定架2内部且与固定架2滑移连接，皮带4远离固定架2的一端设有夹块9，皮带4背离夹块9的一侧设有夹板8，夹板8靠近皮带4的一端与夹板8固定连接，夹板8远离皮带4的一端与安装板10固定连接，伺服电机6驱动主动轮3随着传动轴7转动时，主动轮3也通过皮带4带动从动轮5转动，此时通过皮带4带动夹板8垂直滑动，进而带动安装板10随着夹板8垂直滑动，使得滑板16在滑轨25上垂直滑动，同时皮带4一端嵌设在固定架2上且与固定架2滑移连接以保证皮带4不会发生弯曲。
如图1和图3，滑轨25竖向的端面上滑移连接有辅助滑板16在滑轨25上垂直滑动的两个相对的滑轮15，滑轮15上穿设有转动轴，转动轴与安装板10转动连接，当滑板16在滑轨25上垂直滑动时，此时带动转动轴转动，此时转动轴带动滑轮15也在滑轨25上随着滑板16滑动的方向垂直滑动，进而辅助滑板16在滑轨25上垂直滑动。
如图1，固定架2的端面上设有防止滑板16脱离滑轨25的限位件，当安装板10随着滑板16在滑轨25上垂直滑动至最高点与最低点的时，此时安装板10与限位件相抵触，进而防止滑板16脱离滑轨25。
如图1，限位件包括固定安装在固定架2端面上的两个相对的限位板17，限位板17一端设有限位柱18，当滑板16在滑轨25上垂直滑动时，此时滑板16带动安装板10朝着同一方向垂直滑动，当滑板16在滑轨25上垂直滑动至最高点与最低点时，此时安装板10与限位柱18相抵触，进而自动防止滑板16脱离滑轨25，提高升降件使用时的稳定性。
如图2和图4，固定架2的端面上设有检测滑板16在滑轨25上滑动时的垂直度的检测件，当滑板16在滑轨25上垂直时，通过检测件能够检测滑板16在滑轨25上滑动时的垂直度。
如图2和图4，检测件包括固定安装在固定架2端面上的固定块20，固定块20上设有插板22，固定架2端面上设有固定槽21，固定槽21内部设有两个相对的压块23，两个相对的压块23远离固定槽21的一端延伸出固定槽21，插板22穿过压块23的延伸部分且与压块23的延伸部分相抵触，插板22穿过压块23的一端设有卡槽26，其中一个安装板10背离滑板16的一侧设有活动块19，活动块19与卡槽26适配，当滑板16在滑轨25上滑动时，此时滑板16带动安装板10朝着同一方向滑动，此时安装板10也带动活动块19朝着同一方向滑动，当滑板16在滑轨25上滑动至最高点与最低点时，此时活动块19远离安装板10的一端刚好位于卡槽26内部，此时滑板16在滑轨25上为垂直滑动，当卡槽26与活动块19发生卡位时，此时滑板16在滑轨25上为倾斜滑动，进而检测滑板16在滑轨25上垂直滑动时的垂直度，提高水刀头13切割时的精确性。
工作原理：在切割工件时，通过红外测距传感器24测量水刀头13与被切割工件之间的距离，测量的距离传输至PCL控制面板，通过PCL控制面板控制伺服电机6转动方向，伺服电机6驱动主动轮3随着传动轴7转动时，主动轮3也通过皮带4带动从动轮5转动，此时通过皮带4带动夹板8垂直滑动，进而带动安装板10随着夹板8垂直滑动，使得滑板16在滑轨25上垂直滑动，同时带动转动轴转动，此时转动轴带动滑轮15也在滑轨25上随着滑板16滑动的方向垂直滑动，进而辅助滑板16在滑轨25上垂直滑动，此时安装板10带动连接板11朝着同一方向垂直滑动，进而带动支撑板12进行垂直升降运动，此时通过支撑板12带动水刀头13进行垂直升降，进而防止水刀头13在切割过程中不会被碰撞损坏，保证了切割工序的正常进行。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种五轴智能水刀，包括放置在地面上的机体(1)以及设置在机体(1)上的固定架(2)，设置在固定架(2)上的水刀头(13)，其特征在于，所述固定架(2)上设有用于支撑水刀头(13)的支撑板(12)，所述固定架(2)上设有带动支撑板(12)进行垂直移动的升降件,所述水刀头(13)上设有控制升降件进行升降的红外测距传感器(24)。
2.根据权利要求1所述的一种五轴智能水刀，其特征在于，所述升降件包括固定安装在固定架(2)端面上的滑轨(25)，所述滑轨(25)横向的端面上竖直滑移连接有两个相对的滑板(16)，两个相对的所述滑板(16)背离固定架(2)的一侧固定安装有安装板(10)，所述安装板(10)背离滑板(16)的一侧设有连接板(11)，所述连接板(11)与支撑板(12)固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种五轴智能水刀，其特征在于，所述固定架(2)上设有驱动滑板(16)在滑轨(25)上垂直滑动的驱动件。
4.根据权利要求3所述的一种五轴智能水刀，其特征在于，所述驱动件包括固定安装在固定架(2)端面上的伺服电机(6)，所述伺服电机(6)的输出端设有传动轴(7)，所述传动轴(7)穿过固定架(2)且与固定架(2)转动连接，所述传动轴(7)穿过固定架(2)的一端设有主动轮(3)，所述固定架(2)上转动连接有从动轮(5)，所述从动轮(5)与主动轮(3)通过皮带(4)连接，所述皮带(4)靠近固定架(2)的一端嵌设在固定架(2)内部且与固定架(2)滑移连接，所述皮带(4)远离固定架(2)的一端设有夹块(9)，所述皮带(4)背离夹块(9)的一侧设有夹板(8)，所述夹板(8)靠近皮带(4)的一端与夹板(8)固定连接，所述夹板(8)远离皮带(4)的一端与安装板(10)固定连接。
5.根据权利要求2所述的一种五轴智能水刀，其特征在于，所述滑轨(25)竖向的端面上滑移连接有辅助滑板(16)在滑轨(25)上垂直滑动的两个相对的滑轮(15)，所述滑轮(15)上穿设有转动轴，所述转动轴与安装板(10)转动连接。
6.根据权利要求1所述的一种五轴智能水刀，其特征在于，所述固定架(2)的端面上设有防止滑板(16)脱离滑轨(25)的限位件。
7.根据权利要求6所述的一种五轴智能水刀，其特征在于，所述限位件包括固定安装在固定架(2)端面上的两个相对的限位板(17)，所述限位板(17)一端设有限位柱(18)；
当所述滑板(16)在滑轨(25)上垂直滑动至最高点与最低点时，此时所述安装板(10)与限位柱(18)相抵触。
8.根据权利要求1所述的一种五轴智能水刀，其特征在于，所述固定架(2)的端面上设有检测滑板(16)在滑轨(25)上滑动时的垂直度的检测件。
9.根据权利要求8所述的一种五轴智能水刀，其特征在于，所述检测件包括固定安装在固定架(2)端面上的固定块(20)，所述固定块(20)上设有插板(22)，所述固定架(2)端面上设有固定槽(21)，所述固定槽(21)内部设有两个相对的压块(23)，两个相对的所述压块(23)远离固定槽(21)的一端延伸出固定槽(21)，所述插板(22)穿过压块(23)的延伸部分且与压块(23)的延伸部分相抵触，所述插板(22)穿过压块(23)的一端设有卡槽(26)，其中一个所述安装板(10)背离滑板(16)的一侧设有活动块(19)，所述活动块(19)与卡槽(26)适配；
当所述滑板(16)在滑轨(25)上垂直滑动至最高点与最低点时，此时所述活动块(19)远离安装板(10)的一端位于卡槽(26)内部。
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