CN206029622U - 一种五轴切割水刀 - Google Patents
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Abstract
一种五轴切割水刀，包括C轴转动机构、A轴摆动机构、水刀机构；C轴转动机构的转动电机连接C轴主动轮，C轴主动轮带动C轴从动轮并由C轴从动轮带动C轴减速机运动，C轴减速机通过C轴固定板带动L形连接板围绕着C轴作正负540°旋转运动；A轴摆动机构的水刀固定架上端与L形连接板连接并在该端安装摆动电机、A轴减速机和A轴固定板，摆动电机通过A轴减速机使得与A轴减速机连接的A轴固定板带动水刀固定架以A轴为基线作正负60°摆动；水刀机构的水刀夹安装在水刀固定架下端，一体式磨料头与水刀头连接安装在水刀夹上，直通式旋转接头安装在水刀固定架中部。本实用新型设计合理、结构简单、制作方便、生产成本低，能满足各种切割需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种五轴切割水刀，属于切割机械技术领域。
背景技术
水射流切割是利用加磨料超高压水流对物体进行切割的加工方法，属于冷态切割，具有切割速度快、切割精度高、切面光洁、无热变形、清洁无污染等优点，现已广泛用于陶瓷、石材、玻璃、金属加工等行业中。
切割水刀是水射流切割机的核心部件之一，直接关系到水射流切割机对物体进行切割的精度和效果。
一般的水射流切割机只能进行X、Y、Z三个轴向的切割，切割精度差、切割效率低，切割面上往往会出现切缝锥度误差、表面条纹，转角处还会有裙摆误差。
为适应切割的需求，现在已出现切割水刀除了能在水射流切割平台上进行X、Y、Z三个轴向进行调节外，还能以切割头为基点所设置的A轴和C轴进行复合调节的所谓五轴联动水射流切割机。
现有技术中，虽然这类五轴联动水射流切割机具有较高的切割效率和较佳的切割精度，但结构都比较复杂，制作成本高，价格不菲。
实用新型内容
针对现有技术的上述不足，本实用新型提供一种五轴切割水刀，以期达到简化结构、降低生产成本的目的。
为达上述目的，本实用新型提供如下的技术方案：
这种五轴切割水刀，包括C轴转动机构、A轴摆动机构、水刀机构；
所述C轴转动机构包括L形连接板、以及在L形连接板的平面上安装的转动电机、C轴主动轮、C轴从动轮、C轴减速机和C轴固定板，转动电机连接C轴主动轮，C轴主动轮带动C轴从动轮并由C轴从动轮带动C轴减速机运动，C轴减速机通过C轴固定板带动L形连接板围绕着C轴作正负540°旋转运动；
所述A轴摆动机构包括摆动电机、A轴减速机、A轴固定板、水刀固定架，水刀固定架上端与L形连接板连接并在该端安装摆动电机、A轴减速机和A轴固定板，摆动电机通过A轴减速机使得与A轴减速机连接的A轴固定板带动水刀固定架以A轴为基线作正负60°摆 动；
所述水刀机构包括一体式磨料头、水刀夹、水刀头、直通式旋转接头，水刀夹安装在水刀固定架下端，一体式磨料头与水刀头连接安装在水刀夹上，直通式旋转接头安装在水刀固定架中部。
作为一种实施方式，所述C轴与A轴之间的夹角为45°。
作为一种实施方式，所述C轴减速机、A轴减速机皆为谐波减速机。
作为一种实施方式，所述转动电机、摆动电机皆为伺服电机。
作为一种实施方式，所述转动电机的转动轴端部还设有锁紧垫片。
与现有技术相比，本实用新型其有益效果和显著进步在于：本实用新型提供的五轴切割水刀设计合理、结构简单、制作方便、生产成本较低，安装在切割机上除了可以通过切割机原有的机构在X、Y、Z三个轴向上运动，还有围绕C轴进行正负540°的旋转和以A轴为中心的正负60°摆动，使水刀头能在五个轴向上运动，满足全方位的水切割作业需求，且调节精度高、调节方便，能较大地提升切割效率和切割精度，极具推广应用价值。
附图说明
图1为本实用新型提供的一种五轴切割水刀结构示意图。
图中：
11-转动电机、12-C轴主动轮、13-C轴从动轮、14-C轴减速机、15-C轴固定板、16-L形连接板；
21-摆动电机、22-A轴减速机、23-A轴固定板、24水刀固定架；
31-一体式磨料头、32-水刀夹、33-水刀头、34-直通式旋转接头。
具体实施方式
下面结合附图以及附图说明和实施例对本实用新型提供的技术方案做进一步详细说明。
实施例
如图1本实用新型提供的一种五轴切割水刀结构示意图所示：
这种五轴切割水刀，包括C轴转动机构、A轴摆动机构、水刀机构；
C轴转动机构包括：L形连接板16、以及在L形连接板16的平面上安装的转动电机11、C轴主动轮12、C轴从动轮13、C轴减速机14和C轴固定板15，转动电机11连接C轴主动轮12，C轴主动轮12带动C轴从动轮13并由C轴从动轮13带动C轴减速机14运动，C轴减速机14通过C轴固定板15带动L形连接板16围绕着C轴作360°旋转运动；
A轴摆动机构包括：摆动电机21、A轴减速机22、A轴固定板23、水刀固定架24，水刀固定架上端241与L形连接板16连接并在该端安装摆动电机21、A轴减速机22和A轴固定板23，摆动电机21通过A轴减速机22使得与A轴减速机22连接的A轴固定板23带动水刀固定架24以A轴为基线作正负60°摆动；
水刀机构包括：一体式磨料头31、水刀夹32、水刀头33、直通式旋转接头34，水刀夹32安装在水刀固定架下端242，一体式磨料头31与水刀头33连接安装在水刀夹32上，直通式旋转接头34安装在水刀固定架24的中部。
作为一种实施方式，C轴与A轴之间较佳的夹角为45°。
作为一种实施方式，较佳的，C轴减速机14、A轴减速机22皆为谐波减速机。
作为一种实施方式，较佳的，转动电机11、摆动电机21皆为伺服电机。
作为一种实施方式，较佳的，转动电机的转动轴端部还有锁紧垫片。
本实用新型实际使用时，是通过如下步骤实现其五轴调节功能的：
1)首先，将本实用新型提供的五轴切割水刀安装在一般的水射流切割机上，通过水射流切割机原有的调节机构，使切割水刀在X、Y、Z三个轴向上运动，使水刀头33处于被切割工件的合适位置处，开始切割作业；
2)在切割开始前及切割过程中，根据切割的需要，在转动电机11的驱动下，使得C轴主动轮12运转，C轴主动轮12运转后带动C轴从动轮13并由C轴从动轮13带动C轴减速机14运转，C轴减速机14则通过C轴固定板15带动L形连接板16围绕着C轴作360°的旋转运动，使得与L形连接板16连接的水刀固定架24及其安装在上面的水刀头33等也随之围绕C轴作正负540°的旋转，满足切割的需求；
3)同样，在切割开始前及切割过程中，根据切割的需要，通过摆动电机21的驱动，A轴减速机22运转，使得与A轴减速机22连接的A轴固定板23能够带动水刀固定架24以A轴为基线作正负60°摆动，从而使得安装在水刀固定架24上面的水刀头33等也随之作以A轴为基线的正负60°摆动，以满足切割的需求。
综上所述：本实用新型提供的五轴切割水刀由于设计合理、结构简单，所以制作方便、生产成本降低；安装在切割机上除了可以通过切割机原有的机构在X、Y、Z三个轴向上运动之外，还有围绕C轴进行正负540°的旋转和以A轴为中心的正负60°摆动，使得水刀头能在五个轴向上运动，满足全方位的水切割作业需求；此外，本实用新型提供的五轴切割水刀调节方便且调节精度高，能较好地提升切割效率和切割精度，极具推广应用价值。
进一步地，如果采用数控***对本实用新型提供的五轴切割水刀进行控制，通过精准地检测和预判射流行进路径上每一点的误差，及时、精准地对射流每一步行走的速度、加速度 以及水刀头的偏摆角度进行精确的控制，则不仅能最大化地提升切割效率，还能达到自动消除切缝锥度误差、表面条纹、转角处的裙摆误差等切割缺陷，获得更高精度切割的效果，使之具有更强的市场竞争能力。
最后，有必要说明的是：上述内容仅用于帮助理解本实用新型的技术方案，不能理解为对本实用新型保护范围的限制，本领域技术人员根据本实用新型的上述内容做出的非本质改进和调整，均属本实用新型所要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种五轴切割水刀，其特征在于：包括C轴转动机构、A轴摆动机构、水刀机构；
所述C轴转动机构包括L形连接板(16)、以及在L形连接板(16)的平面上安装的转动电机(11)、C轴主动轮(12)、C轴从动轮(13)、C轴减速机(14)和C轴固定板(15)，转动电机(11)连接C轴主动轮(12)，C轴主动轮(12)带动C轴从动轮(13)并由C轴从动轮(13)带动C轴减速机(14)运动，C轴减速机(14)通过C轴固定板(15)带动L形连接板(16)围绕着C轴作360°旋转运动；
所述A轴摆动机构包括摆动电机(21)、A轴减速机(22)、A轴固定板(23)、水刀固定架(24)，水刀固定架上端(241)与L形连接板(16)连接并在该端安装摆动电机(21)、A轴减速机(22)和A轴固定板(23)，摆动电机(21)通过A轴减速机(22)使得与A轴减速机(22)连接的A轴固定板(23)带动水刀固定架(24)以A轴为基线作正负60°摆动；
所述水刀机构包括一体式磨料头(31)、水刀夹(32)、水刀头(33)、直通式旋转接头(34)，水刀夹(32)安装在水刀固定架下端(242)，一体式磨料头(31)与水刀头(33)连接安装在水刀夹(32)上，直通式旋转接头(34)安装在水刀固定架(24)中部。
2.根据权利要求1所述的五轴切割水刀，其特征在于：所述C轴与A轴之间的夹角为45°。
3.根据权利要求1所述的五轴切割水刀，其特征在于：所述C轴减速机(14)、A轴减速机(22)皆为谐波减速机。
4.根据权利要求1所述的五轴切割水刀，其特征在于：所述转动电机(11)、摆动电机(21)皆为伺服电机。
5.根据权利要求1所述的五轴切割水刀，其特征在于：所述转动电机的转动轴端部还设有锁紧垫片。
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