CN103753647B - 一种直线电机驱动的水切割系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种直线电机驱动的水切割系统,包括水切割装置和用于安装水切割装置的床身,所述床身为U型大理石床身;所述U型大理石床身的U型两内侧面分别设置有Y1驱动轴、Y2驱动轴;所述Y1驱动轴包括Y1直线电机定子、Y1直线电机动子和Y1导轨;所述Y2驱动轴包括Y2直线电机定子、Y2直线电机动子和Y2导轨;并且,所述水切割装置上还设置X驱动轴,所述X驱动轴包括X直线电机定子、X直线电机动子和X导轨;所述U大理石床身的侧面还安装固定一控制台。本发明具有切割运动摩擦少,切割精度高、可以切割各种复杂形状,以及可以实现切割的高加减速度的运动控制。

Description

一种直线电机驱动的水切割系统
技术领域
[0001] 本发明涉及机械设备,尤其涉及的是一种直线电机驱动的水切割系统。
背景技术
[0002] 现有技术中,水切割系统一般都采用步进电机或者伺服电机驱动,用螺杆或者同步带传动。螺杆传动加工速度较低,磨损大,寿命短,加工效率低;同步带寿命低精度差。二者仅能用于产量低、使用率不高、加工图形简单的场合。
[0003] 因此,现有技术存在缺陷,需要改进。
发明内容
[0004] 本发明所要解决的技术问题是:提供一种具有运动速度高,摩擦小,切割加工精度高,特别是切割短线段极多的复杂形状,以及可以实现切割的大加减速度的直线电机驱动的纯水切割系统。
[0005] 本发明的技术方案如下:一种直线电机驱动的水切割系统,包括水切割装置和用于安装水切割装置的床身,所述床身为U型大理石床身;所述U型大理石床身的U型两内侧面分别设置有Yl驱动轴、Y2驱动轴;所述Yl驱动轴包括Yl直线电机定子、Yl直线电机动子和Yl导轨;所述Y2驱动轴包括Y2直线电机定子、Y2直线电机动子和Y2导轨;并且,所述水切割装置上还设置X驱动轴,所述X驱动轴包括X直线电机定子、X直线电机动子和X导轨;所述U大理石床身的侧面还安装固定一控制台。
[0006] 应用于上述技术方案,所述的水切割系统中,所述Yl直线电机定子、所述Yl导轨、所述Y2直线电机定子和所述Y2导轨分别安装在所述U型大理石床身的U型两内侧面上,所述Yl直线电机动子和所述Y2直线电机动子分别安装在所述水切割装置横梁的两侧。
[0007] 应用于各个上述技术方案,所述的水切割系统中,所述Yl驱动轴和所述Y2驱动轴采用相向对称方式安装。
[0008] 应用于各个上述技术方案,所述的水切割系统中,所述Yl驱动轴还设置Yl磁栅尺、及其对应的Yl读数头,所述Y2驱动轴还设置Y2磁栅尺、及其对应的Y2读数头,所述X驱动轴还设置X磁栅尺、及其对应的X读数头。
[0009] 应用于各个上述技术方案,所述的水切割系统中,所述水切割装置还设置一安装板,所述水切割装置的水切割头、以及所述X直线电机动子设置在所述安装板上。
[0010] 应用于各个上述技术方案,所述的水切割系统中,还设置一用于缓冲射流冲击、容纳废切割水的双底防涌水箱。
[0011] 应用于各个上述技术方案,所述的水切割系统中,所述双底防涌水箱设置上底板和下底板,其侧边还设置抽气孔。
[0012] 应用于各个上述技术方案,所述的水切割系统中,所述双底防涌水箱固定在所述U型大理石床身的U型槽内。
[0013] 应用于各个上述技术方案,所述的水切割系统中,所述水切割装置上还设置手动调整水切割头上下高度的Z驱动轴,所述Z驱动轴包括Z导轨、螺杆、可拆卸手轮和手轮探测器。
[0014] 采用上述方案,本发明通过将床身设置为大理石材质的床身,大理石床身可以设置为4吨重,将水切割装置安装在大理石床身上,水切割装置运行稳定,切割精度高;并且,通过设置相互适配的Yl驱动轴和Y2驱动轴实现水切割装置的前后运动,以及通过设置X驱动轴现切割头的左右运动,切割精确度高,可以切割各种形状复杂的软材质,并且,由于直线电机驱动,不存在螺杆和同步带,切割运动摩擦小,并且,还可以通过轴向对称设置Yl驱动轴和Y2驱动轴使各直线电机对床身的吸力变成X轴结构内力相互抵消,产品使用精度保持性好,寿命长。
附图说明
[0015] 图1为发明的结构示意图。
[0016] 图2为本发明中大理石床身的安装结构示意图。
[0017] 图3为本发明中水切割装置的安装结构示意图一。
[0018] 图4为本发明中水切割装置的安装结构示意图二。
[0019]图5为本发明中水切割装置的安装结构放大示意图。
[0020] 图6为本发明中双底防涌水箱的示意图。
[0021] 图7为本发明中双底防涌水箱的结构示意图。
[0022] 图8为本发明中Z驱动轴的结构图。
具体实施方式
[0023] 以下结合附图和具体实施例,对本发明进行详细说明。
[0024] 本实施例提供了一种直线电机驱动的水切割系统,所述水切割系统通过直线电机来驱动,具有切割运动摩擦小,切割精度高和可以实现切割的大加减速度的快速变化。
[0025] 如图1所示,水切割系统包括水切割头105和用于安装水切割装置的床身106,床身106为U型大理石床身,通过将床身设置为大理石材质的床身,大理石床身可以设置为4吨重,如此,将水切割装置安装在大理石床身上,水切割装置运行稳定,切割精度高。
[0026] 如图1、图2、图3、图4所示,U型大理石床身106的U型内侧面101设置有Yl驱动轴,Yl驱动轴包括Yl直线电机定子301、Yl直线电机动子302、Yl导轨303、Yl磁栅尺304和与Yl磁栅尺304对应的Yl读数头;Y1直线电机定子301、Yl导轨303和Yl磁栅尺304安装在U型内侧面101上,Yl直线电机动子302和Yl读数头安装在水切割装置横梁201 一端部上。
[0027] 并且,U型大理石床身106的U型内侧面103上设置有Y2驱动轴,Y2驱动轴包括Y2直线电机定子402、Y2直线电机动子401、Υ2导轨403、Υ2磁栅尺404和与Υ2磁栅尺404对应的Υ2读数头。Υ2直线电机定子402、Υ2导轨403和Υ2磁栅尺404安装在U型内侧面103上,Υ2直线电机动子401和Υ2读数头安装在横梁201的另一端部上。
[0028] 如此,在使用时,Yl驱动轴的Yl直线电机动子302沿着Yl直线电机定子301轴向驱动,Υ2驱动轴的Υ2直线电机动子401沿着Υ2直线电机定子402轴向驱动,从而使横梁201同时沿着Yl导轨303和Υ2导轨403运动,从而实现水切割头105的前后运动。
[0029] 并且,在水切割头105前后运动的过程中,Yl读数头读取Yl磁栅尺304的数据,Y2读数头读取Y2磁栅尺404的数据,并且,将有关数据传送至外部的控制装置中,从而可以通过外部的控制装置来分别调整Yl驱动轴、以及Y2驱动轴的速度,从而使Yl驱动轴、以及Y2驱动轴的速度保持一致,水切割效果好,并且,还可以通过调整Yl驱动轴、以及Y2驱动轴的速度,实现水切割装置前后运动的加速和减速。
[0030] 并且,如图1~3所示,水切割装置102还设置X驱动轴,X驱动轴包括X导轨306、X直线电机定子307、X直线电机动子308、X磁栅尺305和与X磁栅尺305对应的X读数头。其中,水切割装置的水切割头105安装在安装板108上,X直线电机动子308和X读数头同样安装在水切割头的安装板108上,X直线电机定子307、X磁栅尺305安装在水切割装置的机身上,在切割时,X直线电机动子308沿着X直线电机定子307实现X轴向驱动,从而带动安装板108沿着X导轨306左右运动,从而实现水切割头105的左右运动。
[0031] 并且,在水切割头左右运动的同时,X读数头读取X磁栅尺305的数据,并且,将有关数据传送至外部的控制装置中,从而可以通过外部的控制装置来分别调整X驱动轴的速度,如此,可以通过调整X驱动轴的速度,实现水切割头左右运动的加速和减速。
[0032] 如此,在进行水切割时,水切割装置沿着两侧的Yl驱动轴、Y2驱动轴前后运动,从而带动水切割头105前后运动,使其完成前后切割的动作,并且,安装板108沿着X导轨左右运动,从而带动水切割头105左右运动,使其完成左右切割的动作,从而在水平面上进行任意轨迹的运动,可以切割各种复杂形状的软材质,例如海绵、橡皮等等材质的物品。由于驱动电机与运动部件机之间不存在螺杆和同步带,机械传动摩擦少,寿命长;并且,通过磁栅尺测量和反馈水切割头的位置,实现很高的切割精度。
[0033] 并且,如图1所示,U大理石床身106的侧面还安装固定一控制台104 ;并且,如图2所示,U型大理石床身的侧面还设置用于放置控制设备的放置槽109,控制设备分别与水切割装置和控制台连接,并且,控制设备还与各直线电机动子连接,控制台104设置有与控制设备连接的显示器、键盘和鼠标,如此,通过操作控制台,可以来控制水切割装置和各驱动电机的工作;控制台固定在床身的侧边,连接简单,使用方便。
[0034] 或者,Yl驱动轴和Y2驱动轴相对横梁201轴向对称安装,即Yl驱动轴和Y2驱动轴与横梁201在同一水平上安装,并且,Yl驱动轴和Y2驱动轴相互对称,横梁为X轴方向的水平面轴,其与X驱动轴平行,Yl驱动轴和Y2驱动轴的直线电机动子和直线电机定子均为相同型号和参数的电机,Yl直线电机动子302与Yl直线电机定子301之间有极大水平吸力,Y2直线电机动子401与Y2直线电机定子402之间有极大水平吸力,两个水平吸力在水平面内,沿着X方向通过横梁内部,成为横梁的内力,而不对横梁产生弯曲变形外力,两内力相互抵消,横梁横向不变形,对各导轨负载小,摩擦少,导向和定位精度保持性好,设备使用寿命长。
[0035] 或者,如图6所示,水切割装置还设置一用于缓冲射流冲击、容纳废切割水的双底防涌水箱601,如图7所示,双底防涌水箱包括托板701、导向槽702、上底板704和下底板703,其中,双底防涌水箱可以固定在所述U型大理石床身的U型槽内,托板701可以使其始终与大理石床身连接固定,导向槽702用于安装防护罩。并且,双底防涌水箱的侧边还设置抽气孔705,例如,可以设置多个抽气孔,通过抽气孔抽走双底防涌水箱上部的水汽,防止水汽进入水切割装置和导轨,影响导轨使用;并且,通过设置上底板704和下底板703,水切割装置完成切割后排出的水,通过下底板703下的排水管排出。
[0036] 如图8所示,所述水切割装置上还设置手动调整水切割头上下高度的Z驱动轴,Z驱动轴安装固定在安装板108上,Z驱动轴包括Z导轨、螺杆803、可拆卸手轮801和手轮探测器802,其中,水切割头105通过固定装置804固定,使用时,通过可拆卸手轮108带动螺杆803沿着Z导轨来使水切割头105上下运动,从而调整水切割头105的上下高度,手轮探测器802用于确认可拆卸手轮801是否准确安装到位。
[0037] 以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种直线电机驱动的水切割系统,包括水切割装置和用于安装水切割装置的床身,其特征在于: 所述床身为U型大理石床身,U型大理石床身设置为4吨重;所述U型大理石床身的U型两内侧面分别设置有Yl驱动轴、Y2驱动轴; 所述Yl驱动轴包括Yl直线电机定子、Yl直线电机动子和Yl导轨; 所述Y2驱动轴包括Y2直线电机定子、Y2直线电机动子和Y2导轨; 并且,所述水切割装置上还设置X驱动轴,所述X驱动轴包括X直线电机定子、X直线电机动子和X导轨; 所述U型大理石床身的侧面还安装固定一控制台; 所述Yl直线电机定子、所述Yl导轨、所述Y2直线电机定子和所述Y2导轨分别安装在所述U型大理石床身的U型两内侧面上,所述Yl直线电机动子和所述Y2直线电机动子分别安装在所述水切割装置横梁的两侧; 所述Yl驱动轴和所述Y2驱动轴采用相向对称方式安装;Y1驱动轴和Y2驱动轴相对横梁201轴向对称安装,其中,Yl驱动轴和Y2驱动轴与横梁在同一水平上安装,并且,Yl驱动轴和Y2驱动轴相互对称,横梁为X轴方向的水平面轴,其与X驱动轴平行; 并且,Yl驱动轴和Y2驱动轴的直线电机动子和直线电机定子均为相同型号和参数的电机; 所述水切割装置还设置一用于缓冲射流冲击、容纳废切割水的双底防涌水箱,双底防涌水箱包括托板、导向槽、上底板和下底,其中,双底防涌水箱固定在所述U型大理石床身的U型槽内,托板始终与大理石床身连接固定,导向槽用于安装防护罩;并且,双底防涌水箱的侧边还设置抽气孔。
2.根据权利要求1所述的水切割系统,其特征在于,所述Yl驱动轴还设置Yl磁栅尺、及其对应的Yl读数头,所述Y2驱动轴还设置Y2磁栅尺、及其对应的Y2读数头,所述X驱动轴还设置X磁栅尺、及其对应的X读数头。
3.根据权利要求1所述的水切割系统,其特征在于,所述水切割装置还设置一安装板,所述水切割装置的水切割头、以及所述X直线电机动子设置在所述安装板上。
4.根据权利要求1-3任一所述的水切割系统,其特征在于,所述水切割装置上还设置手动调整水切割头上下高度的Z驱动轴,所述Z驱动轴包括Z导轨、螺杆、可拆卸手轮和手轮探测器。
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