CN102886746B - 一种球电机驱动的磨料水射流关节 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种球电机驱动的磨料水射流关节，属于切断用设备技术领域，包括定子部分和旋转部分，定子铁芯通过定子支架与外部控制台架固定，第一绕组、第二绕组和第三绕组两两垂直绕于定子铁芯上，通过电缆线引出，定子保护套将三个绕组包围，转子由球面轴承支撑，其间布置转子铁芯，转子铁芯与定子保护套间有微小间隙，球面轴承与转子铁芯分别与转子外壳固定，还包括卡爪、射流喷头支架、射流喷头和入口接头，卡爪与转子外壳固定在一起形成一个整体，射流喷头支架与卡爪固定，入口接头设置在射流喷头支架侧面，射流喷头紧固在射流喷头支架下端。有益效果是减少了电机数量，喷头组件与电机转子一体化，减少了传动机构，运动控制更加精确。

Description

一种球电机驱动的磨料水射流关节
技术领域
本发明涉及一种球电机驱动的磨料水射流关节，属于切断用设备技术领域。
背景技术
目前，水射流切割技术应用于曲面加工，需要数控五轴联动设备，一般除了三个电机完成X、Y、Z三个直角坐标的控制外，都要使用另外两个电机来完成射流偏角的姿态调整，以此来实现曲面切割。这样使得切割喷头部位传动复杂，体积和质量较大，惯量大，无法在高速度、大加速度的情况下稳定运行。现有五轴联动技术只能实现低速运动切割，无法实现稳定的高速切割。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种球电机驱动的磨料水射流关节，该关节不仅使得切割喷头部位传动简单，而且可以在高速度、大加速度的情况下稳定地进行曲面加工。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种球电机驱动的磨料水射流关节，包括静止不动的电动机定子部分和电机转子与射流喷头一体化的旋转部分，定子铁芯为球形，通过定子支架与外部控制台架固定，第一绕组、第二绕组和第三绕组两两垂直绕于定子铁芯上，通过电缆线引出，定子保护套将三个绕组包围，转子由球面轴承支撑，其间布置转子铁芯，转子铁芯与定子保护套间有微小间隙，球面轴承与转子铁芯分别与转子外壳固定，还包括卡爪、射流喷头支架、射流喷头和入口接头，卡爪与转子外壳固定在一起形成一个整体，射流喷头支架与卡爪固定，入口接头设置在射流喷头支架侧面，射流喷头紧固在射流喷头支架下端。
射流喷头轴线通过球形电机定子和转子的球心。
射流喷头的轴线与定子支架固定轴线垂直或共线。
本发明的有益效果是：用一个球形电动机代替了传统机构的多个旋转电机，减少了电机数量；喷头组件与电机转子一体化，减少了传动机构，使得传动简单；设备质量和体积均缩减，惯性也随之减小，更加有利于精确控制。
附图说明
图1为本发明剖视图。
图中：1、定子铁芯，2、定子保护套，3、球面轴承，4、转子外壳，5、转子铁芯，6、第一绕组，7、第二绕组，8、第三绕组，9、卡爪，10、射流喷嘴支架，11、射流喷头，12、入口接头，13、电缆线，14、定子支架。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种球电机驱动的磨料水射流关节，由静止不动的电动机定子部分和电机转子与射流喷头一体化的旋转部分组成，定子部分包括定子铁芯1、定子保护套2和定子支架14，旋转部分包括卡爪9、射流喷头支架10、射流喷头11和入口接头12；定子铁芯1为球形，通过定子支架14与外部控制台架固定；第一绕组6、第二绕组7和第三绕组8两两垂直绕于定子铁芯1上，通过电缆线13引出；定子保护套2将定子铁芯1和三个绕组包围，转子由球面轴承3支撑，其间布置转子铁芯5，转子铁芯5与定子保护套2间有微小间隙，球面轴承3与转子铁芯5分别与转子外壳4固定，卡爪9与转子外壳4固定在一起形成一个整体，射流喷头支架10与卡爪9固定，水流入口接头12设置在射流喷头支架10侧面，射流喷头11的作用是将混有磨料的高压水转化为能量集中的高速射流的关键部件，射流喷头11紧固在射流喷头支架10下端。
本发明通过电缆线13与外部控制器连接，控制器会根据加工要求，发出控制指令，控制馈入第一绕组6、第二绕组7和第三绕组8的电信号，进而调节定子产生的磁场，带动球形电机转子转动，最终实现对转子姿态、转速、转向、加速度等的控制。高压水通过入口接头12引入，在射流喷头11形成的高速射流，射流流束再跟随转子的转动来调整其自身姿态，便可实现曲面和斜角的切割加工，同时控制切割表面的质量，以适合给出的加工要求。
本发明射流喷头11的轴线与定子支架14固定轴线之间的夹角可以是任意角度，本发明优选射流喷头11的轴线与定子支架14固定轴线垂直或共线，在这种优先方式下，可以方便控制射流喷头11算法的编辑。
本发明射流喷头11轴线可以通过也可以不通过球形电机定子和转子的球心，作为本发明的更进一步改进，本发明优选射流喷头11轴线通过球形电机定子和转子的球心，在这种优选方式下，可以更好的实现射流喷头11在加工产品精度方面的要求。

Claims (3)

1.一种球电机驱动的磨料水射流关节，包括静止不动的电动机定子部分和电机转子与射流喷头一体化的旋转部分，定子铁芯（1）为球形，通过定子支架（14）与外部控制台架固定，第一绕组（6）、第二绕组（7）和第三绕组（8）两两垂直绕于定子铁芯（1）上，通过电缆线（13）引出，定子保护套（2）将三个绕组包围，转子由球面轴承（3）支撑，其间布置转子铁芯（5），转子铁芯（5）与定子保护套（2）间有微小间隙，球面轴承（3）与转子铁芯（5）分别与转子外壳（4）固定，其特征在于，还包括卡爪（9）、射流喷头支架（10）、射流喷头（11）和入口接头（12），卡爪（9）与转子外壳（4）固定在一起形成一个整体，射流喷头支架（10）与卡爪（9）固定，入口接头（12）设置在射流喷头支架（10）侧面，射流喷头（11）紧固在射流喷头支架（10）下端。
2.根据权利要求1所述的一种球电机驱动的磨料水射流关节，其特征在于，所述的射流喷头（11）轴线通过球电机电动机定子和电机转子的球心。
3.根据权利要求1或2所述的一种球电机驱动的磨料水射流关节，其特征在于，所述的射流喷头（11）的轴线与定子支架（14）固定轴线垂直或共线。
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