專利名稱：一種水射流切割執(zhí)行裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于切割控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水射流切割執(zhí)行裝置。
背景技術(shù)：
由于水射流切割具有高效、冷態(tài)的特點(diǎn)，水射流切割機(jī)以其高能量密度、良好的射流可控性和材料適應(yīng)性，能夠?qū)崿F(xiàn)對各類軟、硬材料的深穿透和全方位切割，在工業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用。需要注意的是，現(xiàn)有的水水射流切割機(jī)通常只能進(jìn)行基于兩個(gè)自由度的平面切割，不能實(shí)現(xiàn)對大型屏蔽體任意方位、任意形狀的切割。廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)具有多自由度，能夠全方位對工件進(jìn)行加工和切削。但即便平面自由度形成達(dá)到4 8m的大型機(jī)床，其豎直自由度的行程也僅限于1. 6m, 不能滿足大型屏蔽體豎直向的切割行程；此外，數(shù)控機(jī)床具有很強(qiáng)的加工針對性，其通常僅適用于某一類型零件的加工，難以實(shí)現(xiàn)任意形狀的切割；最后，數(shù)控機(jī)床一體化的設(shè)計(jì)導(dǎo)致其不便于拆卸，造成運(yùn)輸困難，使其只能局限于固定地點(diǎn)作業(yè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種水射流切割執(zhí)行裝置，其具有多自由度、 高精度、大豎直切割行程，能夠?qū)崿F(xiàn)任意方位、任意形狀的切割，并且便于運(yùn)輸組裝。本發(fā)明的技術(shù)方案如下所述—種水射流切割執(zhí)行裝置，包括X向運(yùn)動模塊、Y向運(yùn)動模塊、Z向運(yùn)動模塊、θ向運(yùn)動模塊和水射流切割機(jī)，其總體位置關(guān)系為以X向運(yùn)動模塊為基座，Y向運(yùn)動模塊支撐于X向運(yùn)動模塊之上，可整體進(jìn)行X向滑動；Z向運(yùn)動模塊支撐于Y向運(yùn)動模塊之上，既可以整體進(jìn)行Y向滑動，又可以隨Y向運(yùn)動模塊一起進(jìn)行X向滑動，還可以依靠自身組件進(jìn)行 Z向滑動；θ向運(yùn)動模塊位于Z向運(yùn)動模塊內(nèi)部，可以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；水射流切割機(jī)連接于 θ向運(yùn)動模塊下端。X向運(yùn)動模塊包括兩個(gè)X向支撐梁和一個(gè)第一電機(jī)梁，兩個(gè)X向支撐梁相對平行放置，第一電機(jī)梁安裝在兩個(gè)X向支撐梁之間，其兩端分別固定于兩個(gè)X向支撐梁相應(yīng)一側(cè)的端部；每個(gè)X向支撐梁均設(shè)有一條X向?qū)к?，每個(gè)X向?qū)к壣暇O(shè)有兩個(gè)X向?qū)к壔瑝K； 每個(gè)X向支撐梁上方均安裝有X向滾珠絲杠，每個(gè)X向滾珠絲杠安裝有一個(gè)X向絲杠螺母； 每個(gè)X向滾珠絲杠上在X向支撐梁固定有第一電機(jī)梁的一端以平行于第一電機(jī)梁的方向均安裝有同步帶；第一電機(jī)梁上安裝有X向電機(jī)，兩個(gè)X向支撐梁的同步帶均與X向電機(jī)相連接；Y向運(yùn)動模塊包括兩個(gè)Y向支撐梁和一個(gè)第二電機(jī)梁，兩個(gè)Y向支撐梁相對平行放置，第二電機(jī)梁安裝在兩個(gè)Y向支撐梁之間，其兩端分別固定于兩個(gè)Y向支撐梁相應(yīng)一側(cè)的端部；兩個(gè)桁架板以垂直于Y向支撐梁的方向安裝于兩個(gè)Y向支撐梁之間，其分別位于Y 向支撐梁的首尾兩端；每個(gè)Y向支撐梁均設(shè)有一條Y向?qū)к?，每個(gè)Y向?qū)к壣暇O(shè)有兩個(gè)Y向?qū)к壔瑝K，其中一個(gè)Y向支撐梁上方安裝有Y向滾珠絲杠，Y向滾珠絲杠安裝有一個(gè)Y向絲杠螺母；一塊小車板底板架于兩個(gè)Y向支撐梁上方，其通過Y向螺母座與Y向絲杠螺母相連接，能夠沿Y向?qū)к壔瑒?；第二電機(jī)梁上安裝有Y向電機(jī)；Y向運(yùn)動模塊以Y向支撐梁垂直于X向支撐梁的方向安裝于X向運(yùn)動模塊上方，其中，每個(gè)X向滾珠絲杠均穿過兩個(gè)Y向支撐梁的端部相應(yīng)位置，X向絲杠螺母通過X向螺母座與Y向運(yùn)動模塊的桁架板相連接；桁架板支撐于X向?qū)к壔瑝K上方，使Y向運(yùn)動模塊能夠整體沿X向?qū)к壔瑒樱籞向運(yùn)動模塊包括Z向支撐桿、導(dǎo)軌支撐桿、導(dǎo)向桿、Z向滾珠絲杠、外筒、導(dǎo)向筒、 Z向電機(jī)和小車板，其中Z向支撐桿、導(dǎo)軌支撐桿、導(dǎo)向桿、Z向滾珠絲杠和外筒的高度優(yōu)選均大于細(xì)；小車板上方安裝有Z向支撐桿、導(dǎo)軌支撐桿、導(dǎo)向桿和Z向滾珠絲杠，小車板下方安裝有驅(qū)動Z向滾珠絲杠運(yùn)動的Z向電機(jī)和導(dǎo)向筒，外筒貫穿小車板；外筒、Z向滾珠絲杠和Z向支撐桿均豎直放置，三者依次從前向后排成一列，導(dǎo)軌支撐桿和導(dǎo)向桿分別豎直安裝于Z向滾珠絲杠的左右兩側(cè)；導(dǎo)軌支撐桿上設(shè)有Z向?qū)к?，所述Z向?qū)к壈惭b有Z向?qū)к壔瑝K，導(dǎo)向桿外部套有能沿導(dǎo)向桿上下移動的導(dǎo)向套；外筒位于小車板上方的部分設(shè)有外筒連接件，外筒連接件中部與安裝于Z向滾珠絲杠上的Z向絲杠螺母相連接，外筒連接件兩端分別與導(dǎo)軌支撐桿的Z向?qū)к壔瑝K和導(dǎo)向桿外部的導(dǎo)向套相連接，外筒位于小車板下方的部分伸入固定于小車板下方的導(dǎo)向筒內(nèi)；Z向運(yùn)動模塊的小車板與Y向運(yùn)動模塊的小車板底板相連接，使Z向運(yùn)動模塊能夠整體隨小車板底板沿Y向?qū)к壔瑒?；θ向運(yùn)動模塊包括內(nèi)筒、兩對深溝球軸承和推力球軸承組合和θ向電機(jī)；其中， 內(nèi)筒通過上下端各一對的深溝球軸承和推力球軸承組合安裝于Z向運(yùn)動模塊的外筒內(nèi)部， 其下端伸出外筒和導(dǎo)向筒；θ向電機(jī)安裝于內(nèi)筒頂端，其驅(qū)動內(nèi)筒在外筒內(nèi)部旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；水射流切割機(jī)的切割頭連接于內(nèi)筒下端，水射流切割機(jī)的其他組件與切割頭通過高壓管路相連接。作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述X向運(yùn)動模塊還可以包括兩個(gè)水平調(diào)整桿和四個(gè)豎直調(diào)整螺母。其中，兩個(gè)水平調(diào)整桿以垂直于X向支撐梁的方向安裝于兩個(gè)X向支撐梁之間，兩個(gè)水平調(diào)整桿分別位于X向支撐梁的首尾兩端；四個(gè)豎直調(diào)整螺母，其分別安裝與于兩個(gè)X 向支撐梁的端部下端。此外，所述豎直調(diào)整螺母下方還可以分別安裝有可調(diào)節(jié)高度的機(jī)架支腿。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，Z向運(yùn)動模塊中導(dǎo)向筒的內(nèi)壁可以過盈配合一個(gè)內(nèi)襯， 內(nèi)襯的材料優(yōu)選為聚四氟乙烯，其內(nèi)壁可以開有若干個(gè)矩形槽。本發(fā)明所述水射流切割機(jī)的切割頭，可以通過法蘭直接連接于內(nèi)筒下端；也可以通過法蘭與機(jī)械手相連接，機(jī)械手通過專用連接裝置連接于內(nèi)筒下端。所述機(jī)械手專用連接裝置包括內(nèi)筒連接端、連接筒和機(jī)械手連接端；其中，內(nèi)筒連接端為與所述內(nèi)筒下端尺寸相同的圓形，其上設(shè)有螺釘螺孔；連接筒為圓柱體，位于內(nèi)筒連接端下方中部；機(jī)械手連接端位于連接筒下方，其形狀與所述機(jī)械手上端面形狀相同，并設(shè)有螺釘螺孔。作為優(yōu)選方案，機(jī)械手專用連接裝置還可以設(shè)有若干根支撐于內(nèi)筒連接端和機(jī)械手連接端之間的加強(qiáng)筋。本發(fā)明的有益效果包括
(I)X向運(yùn)動模塊、Y向運(yùn)動模塊、Z向運(yùn)動模塊和θ向運(yùn)動模塊保證了四個(gè)自由度的切割，能夠?qū)崿F(xiàn)對被切割筒體任意方位、任意形狀的切割，運(yùn)動精度可達(dá)0. 5mm；(2)Z向運(yùn)動模塊中Z向支撐桿、導(dǎo)軌支撐桿、導(dǎo)向桿、Z向滾珠絲杠和外筒的高度均大于細(xì)，使本發(fā)明的裝置豎直運(yùn)動行程達(dá)到3. 9m，滿足了大型屏蔽體豎直向的切割要求；(3)本發(fā)明的裝置采用模塊化設(shè)計(jì)，X向運(yùn)動模塊可拆分為兩個(gè)X向支撐梁和一個(gè)第一電機(jī)梁三個(gè)安裝模塊，Y向運(yùn)動模塊無需拆卸作為一個(gè)安裝模塊，Z向運(yùn)動模塊和θ 向運(yùn)動模塊整體作為一個(gè)運(yùn)動模塊，運(yùn)輸時(shí)可將五個(gè)安裝模塊分開放置，節(jié)約空間，便于存放；安裝時(shí)僅需采用諸如螺栓、定位銷釘?shù)瘸Ｒ?guī)連接零件即可組合成一體，裝置重復(fù)安裝精度可達(dá)0. Imm ；(4)Χ向運(yùn)動模塊中通過同步帶使一個(gè)X向電機(jī)能同步控制兩個(gè)X向滾珠絲杠的旋轉(zhuǎn)，為實(shí)現(xiàn)高精度切割提供保障；(5)X向運(yùn)動模塊中安裝水平調(diào)整桿既可以根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)兩個(gè)X向支撐梁的平行度，又可以起到加固X向運(yùn)動模塊的作用；(6) X向運(yùn)動模塊中安裝豎直調(diào)整螺母，進(jìn)一步保障了 X向運(yùn)動模塊的水平度；(7)Χ向運(yùn)動模塊中豎直調(diào)整螺母下方安裝有可調(diào)節(jié)高度的機(jī)架支腿，可以根據(jù)所切割零件的高度靈活調(diào)整裝置水平高度；(S)Z向運(yùn)動模塊中外筒、Z向滾珠絲杠和Z向支撐桿均豎直放置，三者依次從前向后排成一列，導(dǎo)軌支撐桿和導(dǎo)向桿分別豎直安裝于Z向滾珠絲杠的左右兩側(cè)，使Z向支撐桿、導(dǎo)軌支撐桿和導(dǎo)向桿行程三角形排列，Z向滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)時(shí)的扭矩可以均勻分布到Z向支撐桿、導(dǎo)軌支撐桿和導(dǎo)向桿上，行程穩(wěn)定受力；(9) Z向運(yùn)動模塊中外筒連接件兩端分別與導(dǎo)軌支撐桿的Z向?qū)к壔瑝K和導(dǎo)向桿外部的導(dǎo)向套相連接，外筒位于小車板下方的部分伸入固定于小車板下方的導(dǎo)向筒內(nèi)，Z向?qū)к壔瑝K和導(dǎo)向套對外筒位于小車板上方的部分起導(dǎo)向作用，導(dǎo)向筒對外筒位于小車板下方的部分起導(dǎo)向作用，使外筒沿Z向的運(yùn)動更加穩(wěn)定；(IO)Z向運(yùn)動模塊中導(dǎo)向筒內(nèi)壁過盈配合一個(gè)內(nèi)襯，其材料為聚四氟乙烯，其內(nèi)壁開有若干個(gè)矩形槽，既可以降低外筒與導(dǎo)向筒之間的摩擦，又可以在完成水中切割后將外筒提升到導(dǎo)向筒時(shí)通過矩形槽將外筒的附著的水導(dǎo)流回水池；(11)本裝置中水射流切割機(jī)的切割頭與內(nèi)筒有多種連接方式，對直徑小于3. 6m 的筒體進(jìn)行切割時(shí)，切割頭通過法蘭直接連接于內(nèi)筒下端；對直徑大于3. 6m小于3. 97m的筒體進(jìn)行切割時(shí)，切割頭通過法蘭與機(jī)械手相連接，機(jī)械手通過專用連接裝置連接于內(nèi)筒下端，由于機(jī)械手自身擁有多個(gè)自由度，且能夠自動避開障礙物，有高靈敏度的防碰撞檢測、報(bào)警和保護(hù)功能，因此使本裝置可以更加靈活精確的完成切割；(12)本裝置用于連接機(jī)械手的專用連接裝置，可以實(shí)現(xiàn)不同型號機(jī)械手與Z運(yùn)動模塊內(nèi)筒的便捷連接；加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì)使專用連接裝置性能更加穩(wěn)定可靠。


圖1為本發(fā)明的水射流切割執(zhí)行裝置立體圖；圖2為本發(fā)明的水射流切割執(zhí)行裝置主視圖3為本發(fā)明的水射流切割執(zhí)行裝置俯視圖；圖4為本發(fā)明的水射流切割執(zhí)行裝置X運(yùn)動模塊主視圖；圖5為本發(fā)明的水射流切割執(zhí)行裝置X運(yùn)動模塊俯視圖；圖6為本發(fā)明的水射流切割執(zhí)行裝置Z運(yùn)動模塊主視圖；圖7為圖6的左視圖；圖8為圖6的A-A剖面圖；圖9為本發(fā)明的機(jī)械手專用連接裝置主視圖；圖10為本發(fā)明的機(jī)械手專用連接裝置俯視圖。其中，I-X向支撐梁，2-第一電機(jī)梁，3-X向?qū)к墸?-X向?qū)к壔瑝K，5_X向滾珠絲杠， 6-X向絲杠螺母，7-同步帶，8-X向電機(jī)，9-水平調(diào)整桿，10-豎直調(diào)整螺母，Il-Y向支撐梁， 12-Y向電機(jī)，13-桁架板，14-Y向滾珠絲杠，15-Z向支撐桿，16-導(dǎo)軌支撐桿，17-導(dǎo)向桿， 18-Z向滾珠絲杠，19-外筒，20-導(dǎo)向筒，21-Z向電機(jī)，22-小車板，23-導(dǎo)向套，24-外筒連接件，25-內(nèi)筒，26- θ向電機(jī)，27-內(nèi)筒連接端，28-連接筒，29-機(jī)械手連接端，30-加強(qiáng)筋。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述實(shí)施例1如圖1 3所示，本發(fā)明的一種水射流切割執(zhí)行裝置，包括X向運(yùn)動模塊、Y向運(yùn)動模塊、Z向運(yùn)動模塊、θ向運(yùn)動模塊和水射流切割機(jī)。X向運(yùn)動模塊主要由X向支撐梁1 和第一電機(jī)梁2組成，Y向運(yùn)動模塊主要由Y向電機(jī)梁11和第二電機(jī)梁組成，Z向運(yùn)動模塊主要由Z向支撐桿15、導(dǎo)軌支撐桿16、導(dǎo)向桿17、Z向滾珠絲杠18、外筒19組成，θ向運(yùn)動模塊主要由內(nèi)筒25和θ向電機(jī)沈組成。其總體位置關(guān)系為以X向運(yùn)動模塊為基座， Y向運(yùn)動模塊支撐于X向運(yùn)動模塊之上，可整體進(jìn)行X向滑動；Z向運(yùn)動模塊支撐于Y向運(yùn)動模塊之上，既可以整體進(jìn)行Y向滑動，又可以隨Y向運(yùn)動模塊一起進(jìn)行X向滑動，還可以依靠自身組件進(jìn)行Z向滑動；θ向運(yùn)動模塊位于Z向運(yùn)動模塊內(nèi)部，可以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；水射流切割機(jī)連接于θ向運(yùn)動模塊下端。如圖4 5所示，X向運(yùn)動模塊包括兩個(gè)X向支撐梁1和一個(gè)第一電機(jī)梁2，兩個(gè) X向支撐梁1相對平行放置，第一電機(jī)梁2安裝在兩個(gè)X向支撐梁1之間，其兩端分別固定于兩個(gè)X向支撐梁1相應(yīng)一側(cè)的端部；每個(gè)X向支撐梁1均設(shè)有一條X向?qū)к?，每個(gè)X向?qū)к?上均設(shè)有兩個(gè)X向?qū)к壔瑝K4 ；每個(gè)X向支撐梁1上方均安裝有X向滾珠絲杠5，每個(gè)X向滾珠絲杠5安裝有一個(gè)X向絲杠螺母6和一個(gè)X向螺母座，在兩個(gè)X向滾珠絲杠5 之間的第一電機(jī)梁2上設(shè)有通過同步帶7為X向螺母座提供動力的X向電機(jī)8 ；所述的同步帶7、Χ向滾珠絲杠5和X向絲杠螺母6能夠?qū)向電機(jī)8旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為X向螺母座的X向直線運(yùn)動，本實(shí)施例中X向滾珠絲杠5的有效導(dǎo)程為3. 6m ；每個(gè)X向滾珠絲杠5上在X向支撐梁1固定有第一電機(jī)梁2的一端以平行于第一電機(jī)梁2的方向均安裝有同步帶7 ；第一電機(jī)梁2上安裝有X向電機(jī)8，其優(yōu)選位置為第一電機(jī)梁2的中部，兩個(gè)X向支撐梁1的同步帶7均與X向電機(jī)8相連接，這種設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)X向電機(jī)8同時(shí)帶動兩個(gè)X向滾珠絲杠5旋轉(zhuǎn)，為實(shí)現(xiàn)高精度切割提供保障。如圖1 3所示，Y向運(yùn)動模塊包括兩個(gè)Y向支撐梁11和一個(gè)第二電機(jī)梁，兩個(gè)Y向支撐梁11相對平行放置，第二電機(jī)梁安裝在兩個(gè)Y向支撐梁11之間，其兩端分別固定于兩個(gè)Y向支撐梁11相應(yīng)一側(cè)的端部；兩個(gè)桁架板13以垂直于Y向支撐梁11的方向安裝于兩個(gè)Y向支撐梁11之間，其分別位于Y向支撐梁11的首尾兩端；每個(gè)Y向支撐梁11均設(shè)有一條Y向?qū)к?，每個(gè)Y向?qū)к壣暇O(shè)有兩個(gè)Y向?qū)к壔瑝K，其中一個(gè)Y向支撐梁11上方安裝有Y向滾珠絲杠14，Y向滾珠絲杠14安裝有一個(gè)Y向絲杠螺母和一個(gè)Y向螺母座， 第二電機(jī)梁上，靠近Y向滾珠絲杠14的一端安裝有為Y向螺母座提供動力的Y向電機(jī)12 ； 所述Y向滾珠絲杠14和Y向絲杠螺母能夠?qū)向電機(jī)12旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為Y向螺母座的Y向直線運(yùn)動；一塊小車板底板架于兩個(gè)Y向支撐梁11的Y向?qū)к壔瑝K上方，其通過Y向螺母座與Y向絲杠螺母相連接，在Y向?qū)к壔瑝K的導(dǎo)向作用下，能夠沿Y向?qū)к壔瑒?。Y向運(yùn)動模塊以Y向支撐梁11垂直于X向支撐梁1的方向安裝于X向運(yùn)動模塊上方，其中，每個(gè)X向滾珠絲杠5均穿過兩個(gè)Y向支撐梁11的端部相應(yīng)位置，X向絲杠螺母6 通過X向螺母座與Y向運(yùn)動模塊的桁架板13相連接；析架板13支撐于X向?qū)к壔瑝K4上方，在X向?qū)к壔瑝K4的導(dǎo)向作用下，Y向運(yùn)動模塊能夠整體沿X向?qū)к?進(jìn)行X向滑動。如圖6 8所示，Z向運(yùn)動模塊包括Z向支撐桿15、導(dǎo)軌支撐桿16、導(dǎo)向桿17、Z 向滾珠絲杠18、外筒19、導(dǎo)向筒20、Z向電機(jī)21和小車板22。其中，小車板22上方安裝有 Z向支撐桿15、導(dǎo)軌支撐桿16、導(dǎo)向桿17和Z向滾珠絲杠18，小車板22下方安裝有驅(qū)動Z 向滾珠絲杠18運(yùn)動的Z向電機(jī)21和導(dǎo)向筒20，外筒19貫穿小車板22。外筒19、Z向滾珠絲杠18和Z向支撐桿15均豎直放置，三者依次從前向后排成一列，導(dǎo)軌支撐桿16和導(dǎo)向桿17分別豎直安裝于Z向滾珠絲杠18的左右兩側(cè)，這種設(shè)計(jì)使Z向支撐桿15、導(dǎo)軌支撐桿16和導(dǎo)向桿17行程三角形排列，Z向滾珠絲杠18旋轉(zhuǎn)時(shí)的扭矩可以均勻分布到Z向支撐桿15、導(dǎo)軌支撐桿16和導(dǎo)向桿17上，行程穩(wěn)定受力；導(dǎo)軌支撐桿16上設(shè)有Z向?qū)к墸?所述Z向?qū)к壈惭b有Z向?qū)к壔瑝K，導(dǎo)向桿17外部套有能沿導(dǎo)向桿17上下移動的導(dǎo)向套 23 ；外筒19位于小車板22上方的部分設(shè)有外筒連接件M，外筒連接件M中部與安裝于Z 向滾珠絲杠18上的Z向絲杠螺母相連接，由Z向絲杠螺母帶動外筒19沿Z向上下運(yùn)動；外筒連接件M兩端分別與導(dǎo)軌支撐桿16的Z向?qū)к壔瑝K和導(dǎo)向桿17外部的導(dǎo)向套23相連接，外筒19位于小車板22下方的部分伸入固定于小車板22下方的導(dǎo)向筒20內(nèi)，Z向?qū)к壔瑝K和導(dǎo)向套23對外筒19位于小車板22上方的部分起導(dǎo)向作用，導(dǎo)向筒20對外筒19位于小車板22下方的部分起導(dǎo)向作用。為滿足了大型屏蔽體豎直向的切割要求，本發(fā)明的裝置豎直運(yùn)動行程需要達(dá)到 3. 9m以上，因此，本實(shí)施例中Z向支撐桿15、導(dǎo)軌支撐桿16、導(dǎo)向桿17、Z向滾珠絲杠18和外筒19的高度均大于細(xì)，優(yōu)選為4. an。此外，由于外筒19需在達(dá)到剛度要求的前提下質(zhì)量盡量輕，本實(shí)施例中外筒19的外徑為219mm，壁厚為^mm，材料為具有較好耐腐蝕性的 0Crl8Ni9,以實(shí)現(xiàn)其承受切割反作用力的情況下變形量在0. 7mm以內(nèi)。最后，本實(shí)施例中導(dǎo)向筒20的外徑為M5mm，長為500mm，壁厚為22mm。Z向運(yùn)動模塊的小車板22與Y向運(yùn)動模塊的小車板底板相連接，使Z向運(yùn)動模塊能夠整體隨小車板底板沿Y向?qū)к壔瑒?，進(jìn)而隨Y向運(yùn)動模塊一起沿X向?qū)к?滑動。θ向運(yùn)動模塊包括內(nèi)筒25、兩對深溝球軸承和推力球軸承組合和θ向電機(jī)沈； 其中，內(nèi)筒25通過上下端各一對的深溝球軸承和推力球軸承組合安裝于Z向運(yùn)動模塊的外筒19內(nèi)部，其下端伸出外筒19和導(dǎo)向筒20 ； θ向電機(jī)沈安裝于內(nèi)筒25上端部，其驅(qū)動內(nèi)筒25在外筒19內(nèi)部旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。水射流切割機(jī)的切割頭連接于內(nèi)筒25下端，水射流切割機(jī)的其他組件與切割頭通過高壓管路相連接。本實(shí)施例中切割頭通過法蘭直接連接于內(nèi)筒25下端，這種直接連接的方式適用于切割直徑小于3. 6m的筒體。本實(shí)施例所述的水射流切割機(jī)為高壓磨料水射流切割機(jī)，其性能參數(shù)為最高壓力 380MPa，額定工作壓力320MPa，可切割50mm以下不銹鋼材料。需要注意的是，本發(fā)明所述的水射流切割機(jī)不局限于上述高壓磨料水射流切割機(jī)，凡能夠?qū)崿F(xiàn)水射流切割功能的切割裝置，均在本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明的裝置采用模塊化設(shè)計(jì)，X向運(yùn)動模塊可拆分為兩個(gè)X向支撐梁1和一個(gè)第一電機(jī)梁2三個(gè)安裝模塊，Y向運(yùn)動模塊無需拆卸作為一個(gè)安裝模塊，Z向運(yùn)動模塊和θ 向運(yùn)動模塊整體作為一個(gè)運(yùn)動模塊，運(yùn)輸時(shí)可將五個(gè)安裝模塊分開放置，節(jié)約空間，便于存放；安裝時(shí)僅需采用諸如螺栓、定位銷釘?shù)瘸Ｒ?guī)連接零件即可組合成一體，裝置重復(fù)安裝精度可達(dá)0. Imm ；本發(fā)明的使用過程如下所述(1)將上述五個(gè)安裝模塊通過諸如螺栓、定位銷釘?shù)瘸Ｒ?guī)連接零件即可組合成一體；(2)將X向電機(jī)8、Υ向電機(jī)12、Ζ向電機(jī)21和θ向電機(jī)沈與切割線路控制系統(tǒng)相連接，其中，切割線路控制系統(tǒng)為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識；(3)啟動電源，在切割線路控制系統(tǒng)的指令下，X向電機(jī)8、Y向電機(jī)12、Z向電機(jī) 21和θ向電機(jī)沈控制水射流切割機(jī)的切割頭按照軌跡進(jìn)行預(yù)切割；(4)預(yù)切割無誤后啟動水射流切割機(jī)，在預(yù)切割的軌跡上進(jìn)行切割。實(shí)施例2本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于X向運(yùn)動模塊還包括兩個(gè)水平調(diào)整桿9和四個(gè)豎直調(diào)整螺母10。其中，兩個(gè)水平調(diào)整桿9以垂直于X向支撐梁1的方向安裝于兩個(gè)X向支撐梁1之間，兩個(gè)水平調(diào)整桿9 分別位于X向支撐梁1的首尾兩端；四個(gè)豎直調(diào)整螺母10，其分別安裝與于兩個(gè)X向支撐梁1的端部下端。此外，所述豎直調(diào)整螺母10下方還可以分別安裝有可調(diào)節(jié)高度的機(jī)架支腿。水平調(diào)整桿9既可以根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)兩個(gè)X向支撐梁1兩端的距離，從而調(diào)整其平行度，又可以起到加固X向運(yùn)動模塊的作用；豎直調(diào)整螺母10，進(jìn)一步保障了 X向運(yùn)動模塊的水平度；可調(diào)節(jié)高度的機(jī)架支腿，可以根據(jù)所切割零件的高度靈活調(diào)整裝置水平高度。實(shí)施例3本實(shí)施例與上述兩個(gè)實(shí)施例的區(qū)別在于Z向運(yùn)動模塊中導(dǎo)向筒20的內(nèi)壁過盈配合一內(nèi)襯，內(nèi)襯的材料優(yōu)選為聚四氟乙烯，其內(nèi)壁可以開有若干個(gè)矩形槽。這種設(shè)計(jì)既可以降低外筒19與導(dǎo)向筒20之間的摩擦，又可以在完成水中切割后將外筒19提升到導(dǎo)向筒20時(shí)通過矩形槽將外筒19的附著的水導(dǎo)流回水池。實(shí)施例4
本實(shí)施例與上述三個(gè)實(shí)施例的區(qū)別在于本實(shí)施例的水射流切割機(jī)的切割頭通過法蘭與機(jī)械手相連接，機(jī)械手通過專用連接裝置連接于內(nèi)筒25下端，這種連接方式適用于切割直徑大于3. 6m小于3. 97m的筒體。如圖9 10所示，所述機(jī)械手專用連接裝置包括內(nèi)筒連接端27、連接筒觀和機(jī)械手連接端四；其中，內(nèi)筒連接端27為與所述內(nèi)筒25下端尺寸相同的圓形，其上設(shè)有螺釘螺孔；連接筒觀為圓柱體，位于內(nèi)筒連接端27下方中部；機(jī)械手連接端四位于連接筒觀下方，其形狀與所述機(jī)械手上端面形狀相同，并設(shè)有螺釘螺孔。作為優(yōu)選方案，機(jī)械手專用連接裝置還可以設(shè)有若干根支撐于內(nèi)筒連接端27和機(jī)械手連接端四之間的加強(qiáng)筋30。本實(shí)施例中的機(jī)械手型號為庫卡KR16，由于機(jī)械手自身擁有多個(gè)自由度，且能夠自動避開障礙物，有高靈敏度的防碰撞檢測、報(bào)警和保護(hù)功能，因此使本發(fā)明的裝置可以更加靈活精確的完成切割。需要注意的是，適用于本發(fā)明的機(jī)械手不局限于庫卡KR16型機(jī)械手，任何具有機(jī)械手功能的設(shè)備均適用于本發(fā)明。
權(quán)利要求
1. 一種水射流切割執(zhí)行裝置，其特征在于該裝置包括X向運(yùn)動模塊、Y向運(yùn)動模塊、Z 向運(yùn)動模塊、θ向運(yùn)動模塊和水射流切割機(jī)，其中，X向運(yùn)動模塊包括兩個(gè)X向支撐梁(1)和一個(gè)第一電機(jī)梁O)，兩個(gè)X向支撐梁(1)相對平行放置，第一電機(jī)梁( 安裝在兩個(gè)X向支撐梁(1)之間，其兩端分別固定于兩個(gè)X向支撐梁(1)相應(yīng)一側(cè)的端部；每個(gè)X向支撐梁(1)均設(shè)有一條X向?qū)к?3)，每個(gè)X向?qū)к?(3)上均設(shè)有兩個(gè)X向?qū)к壔瑝K(4)；每個(gè)X向支撐梁(1)上方均安裝有X向滾珠絲杠(5)， 每個(gè)X向滾珠絲杠( 安裝有一個(gè)X向絲杠螺母(6)；每個(gè)X向滾珠絲杠( 上在X向支撐梁(1)固定有第一電機(jī)梁( 的一端以平行于第一電機(jī)梁( 的方向均安裝有同步帶(7)； 第一電機(jī)梁⑵上安裝有X向電機(jī)(8)，兩個(gè)X向支撐梁⑴的同步帶(7)均與X向電機(jī) ⑶相連接；Y向運(yùn)動模塊包括兩個(gè)Y向支撐梁(11)和一個(gè)第二電機(jī)梁，兩個(gè)Y向支撐梁(11)相對平行放置，第二電機(jī)梁安裝在兩個(gè)Y向支撐梁(11)之間，其兩端分別固定于兩個(gè)Y向支撐梁(11)相應(yīng)一側(cè)的端部；兩個(gè)桁架板(13)以垂直于Y向支撐梁(11)的方向安裝于兩個(gè)Y 向支撐梁(11)之間，其分別位于Y向支撐梁(11)的首尾兩端；每個(gè)Y向支撐梁(11)均設(shè)有一條Y向?qū)к?，每個(gè)Y向?qū)к壣暇O(shè)有兩個(gè)Y向?qū)к壔瑝K，其中一個(gè)Y向支撐梁(11)上方安裝有Y向滾珠絲杠(14)，Y向滾珠絲杠(14)安裝有一個(gè)Y向絲杠螺母；一塊小車板底板架于兩個(gè)Y向支撐梁(11)上方，其通過Y向螺母座與Y向絲杠螺母相連接，能夠沿Y向?qū)к壔瑒?；第二電機(jī)梁上安裝有Y向電機(jī)(12)；Y向運(yùn)動模塊以Y向支撐梁(11)垂直于X向支撐梁(1)的方向安裝于X向運(yùn)動模塊上方，其中，每個(gè)X向滾珠絲杠( 均穿過兩個(gè)Y向支撐梁(11)的端部相應(yīng)位置，X向絲杠螺母(6)通過X向螺母座與Y向運(yùn)動模塊的桁架板(13)相連接；析架板(13)支撐于X向?qū)к壔瑝K(4)上方，使Y向運(yùn)動模塊能夠整體沿X向?qū)к塁3)滑動；Z向運(yùn)動模塊包括Z向支撐桿(15)、導(dǎo)軌支撐桿(16)、導(dǎo)向桿(17)、Z向滾珠絲杠(18)、 外筒(19)、導(dǎo)向筒(20)、Z向電機(jī)(21)和小車板(22)；其中，小車板(22)上方安裝有Z向支撐桿(15)、導(dǎo)軌支撐桿(16)、導(dǎo)向桿(17)和Z向滾珠絲杠(18)，小車板(22)下方安裝有驅(qū)動Z向滾珠絲杠(18)運(yùn)動的Z向電機(jī)和導(dǎo)向筒(20)，外筒(19)貫穿小車板02)； 外筒(19)、Z向滾珠絲杠(18)和Z向支撐桿(1 均豎直放置，三者依次從前向后排成一列，導(dǎo)軌支撐桿(16)和導(dǎo)向桿(17)分別豎直安裝于Z向滾珠絲杠(18)的左右兩側(cè)；導(dǎo)軌支撐桿(16)上設(shè)有Z向?qū)к?，所述Z向?qū)к壈惭b有Z向?qū)к壔瑝K，導(dǎo)向桿(17)外部套有能沿導(dǎo)向桿(17)上下移動的導(dǎo)向套；外筒(19)位于小車板0 上方的部分設(shè)有外筒連接件(M)，外筒連接件04)中部與安裝于Z向滾珠絲杠(18)上的Z向滾珠絲杠(18)螺母相連接，外筒連接件04)兩端分別與導(dǎo)軌支撐桿(16)的Z向?qū)к壔瑝K和導(dǎo)向桿(17)外部的導(dǎo)向套03)相連接，外筒(19)位于小車板02)下方的部分伸入固定于小車板02)下方的導(dǎo)向筒00)內(nèi)；Z向運(yùn)動模塊的小車板0 與Y向運(yùn)動模塊的小車板底板相連接，使Z向運(yùn)動模塊能夠整體隨小車板底板沿Y向?qū)к壔瑒樱沪认蜻\(yùn)動模塊包括內(nèi)筒(25)、兩對深溝球軸承和推力球軸承組合和θ向電機(jī)(26)； 其中，內(nèi)筒0 通過上下端各一對的深溝球軸承和推力球軸承組合安裝于Z向運(yùn)動模塊的外筒(19)內(nèi)部，其下端伸出外筒(19)和導(dǎo)向筒(20) ； θ向電機(jī)(26)安裝于內(nèi)筒(25)頂端，其驅(qū)動內(nèi)筒0 在外筒(19)內(nèi)部旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；水射流切割機(jī)的切割頭連接于內(nèi)筒05)下端，水射流切割機(jī)的其他組件與切割頭通過高壓管路相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水射流切割執(zhí)行裝置，其特征在于所述X向運(yùn)動模塊還包括兩個(gè)水平調(diào)整桿(9)，其以垂直于X向支撐梁(1)的方向安裝于兩個(gè)X向支撐梁(1)之間，兩個(gè)水平調(diào)整桿(9)分別位于X向支撐梁(1)的首尾兩端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水射流切割執(zhí)行裝置，其特征在于所述X向運(yùn)動模塊還包括四個(gè)豎直調(diào)整螺母(10)，其分別安裝與于兩個(gè)X向支撐梁(1)的端部下端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水射流切割執(zhí)行裝置，其特征在于所述豎直調(diào)整螺母(10) 下方分別安裝有可調(diào)節(jié)高度的機(jī)架支腿。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水射流切割執(zhí)行裝置，其特征在于Z向運(yùn)動模塊中Z向支撐桿(15)、導(dǎo)軌支撐桿(16)、導(dǎo)向桿(17)、Z向滾珠絲杠(18)和外筒(19)的高度均大于細(xì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水射流切割執(zhí)行裝置，其特征在于所述導(dǎo)向筒OO)內(nèi)壁過盈配合一個(gè)內(nèi)襯，內(nèi)襯內(nèi)壁開有若干個(gè)矩形槽。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水射流切割執(zhí)行裝置，其特征在于所述水射流切割機(jī)的切割頭通過法蘭連接于內(nèi)筒05)下端。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水射流切割執(zhí)行裝置，其特征在于所述水射流切割機(jī)的切割頭通過法蘭與機(jī)械手相連接，機(jī)械手通過專用連接裝置連接于內(nèi)筒0 下端。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的機(jī)械手專用連接裝置，其包括內(nèi)筒連接端(27)、連接筒08) 和機(jī)械手連接端09)；其中，內(nèi)筒連接端(XT)為與權(quán)利要求9所述內(nèi)筒0 下端尺寸相同的圓形，其上設(shè)有螺釘螺孔；連接筒08)為圓柱體，位于內(nèi)筒連接端(XT)下方中部；機(jī)械手連接端09)位于連接筒08)下方，其形狀與權(quán)利要求9所述機(jī)械手上端面形狀相同， 并設(shè)有螺釘螺孔。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的機(jī)械手專用連接裝置，其特征在于還設(shè)有若干根支撐于內(nèi)筒連接端07)和機(jī)械手連接端09)之間的加強(qiáng)筋(30)。
全文摘要
本發(fā)明屬于切割控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水射流切割控制裝置。本裝置包括X向運(yùn)動模塊、Y向運(yùn)動模塊、Z向運(yùn)動模塊、θ向運(yùn)動模塊和切割裝置，以X向運(yùn)動模塊為基座，Y向運(yùn)動模塊支撐于X向運(yùn)動模塊之上，可整體進(jìn)行X向滑動；Z向運(yùn)動模塊支撐于Y向運(yùn)動模塊之上，既可以整體進(jìn)行Y向滑動，又可以隨Y向運(yùn)動模塊一起進(jìn)行X向滑動，還可以依靠自身組件進(jìn)行Z向滑動；θ向運(yùn)動模塊位于Z向運(yùn)動模塊內(nèi)部，可以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；切割裝置連接于θ向運(yùn)動模塊下端。本發(fā)明解決了現(xiàn)有水射流切割裝置自由度少、豎直切割行程小的技術(shù)問題，達(dá)到了多自由度、大豎直切割行程、便于運(yùn)輸組裝的技術(shù)效果。
文檔編號B26F3/00GK102554967SQ20101060318
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者司丹丹, 呂仙鏡, 廖瑋, 杜雙, 汪海, 潘隆軒, 童明炎, 韓富仁, 黃岡 申請人:中國核動力研究設(shè)計(jì)院