CN108214314A - 一种水切割装置和数控加工中心设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水切割装置和数控加工中心设备，属于非金属材料加工设备领域，包括机架、水刀和水箱，水刀和水箱分别安装于机架，水箱上设置有开口，开口朝向水刀的输出端设置，开口的宽度小于2毫米，开口的长度与水刀的移动行程相同。本发明提供的水切割装置在水箱的顶部设置有一个宽度小于2毫米的开口，可以方便水柱通过，水箱开口与水刀移动路径长度相等，可以极大的减小水箱体积，从而节约成本，在水切割装置工作时，水刀喷出的水柱直接经过开口进入水箱内，且由于开口较小，水柱进入水箱内后，无法从开口处反弹出来，从而避免了污染和对设备的侵蚀。

Description

一种水切割装置和数控加工中心设备

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年12月11日提交中国专利局的申请号为CN201721727937.4、名称为“一种数控加工中心设备和加工流水线”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及非金属材料加工设备领域，具体而言，涉及一种水切割装置和数控加工中心设备。

背景技术

利用水刀对玻璃进行加工已成为各类艺术玻璃加工的首选设备。由于水切割装置和机械铣磨装置均安装在水刀工作台上面，水刀切割时，穿透力巨大的水射流每次切割工件的同时不可避免的使水刀工作台面也被切割，而这种频繁的切割对水刀工作台造成的破坏难以修复，造成设备的使用寿命明显较短；由于现有技术(包括数控加工中心和多功能水刀)需要使用工件夹紧装置和气动吸盘来固定工件，为了保证产品的平整度和避让水射流切割时对夹具及吸盘的损伤，每次加工前必须反反复复地对夹具和吸盘的安装位置和吸盘的高度进行调整，这些繁琐的工序导致生产效率较低；由于工件夹紧装置和气动吸盘的安装位置集中在水箱里为数不多的横梁上，当遇到周边和内孔(特别是比较大的内孔)都需要加工的工件时，工件对横梁的投影面积即能够安装吸盘的位置已经明显减少，再加上吸盘需要避开高压水射流的切割损伤，适合安装吸盘的位置就更少了，吸盘的数量少了会导致工件固定不稳，当遇到加工厚板材时，由于铣磨刀具对板材进行铣磨时较大的横向力经常导致板材偏移走位，从而导致废品率较高；由于水箱是敞开式的，水切割刀头的切割范围多大，相应地水箱就需要做多大，这不仅导致设备的制造成本增加，还导致水刀切割工件时，高压水射流夹带着切割砂高速穿过工件射向水箱横梁和隔条反弹回水箱上空，不仅会产生很大的噪音和粉尘的污染，反弹上来的水和切割砂粉末会导致设备故障和产生安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水切割装置，以改善现有水切割设备成本高且污染较重的问题。

本发明的目的在于提供一种数控加工中心设备，以改善现有水切割设备成本高且污染较重的问题。

本发明是这样实现的：

基于上述的第一目的，本发明提供了一种水切割装置，包括机架、水刀和水箱，所述水刀和所述水箱分别安装于所述机架，所述水箱上设置有开口，所述开口朝向所述水刀的输出端设置，所述开口的宽度小于2毫米，所述开口的长度与所述水刀的移动行程相同。

在本实施例的一种实施方式中：所述水箱上设置有升降气缸，所述水箱通过所述气缸与所述机架连接，所述气缸的底部安装于所述机架，所述水箱安装于所述气缸的输出端，所述气缸沿所述水箱与所述水刀的连接线伸缩。

在本实施例的一种实施方式中：所述水箱上设置有V型滑轨，所述V型滑轨的延伸方向和所述水箱与所述水刀的连接线平行，所述升降气缸的输出端卡接于所述V型滑轨。

在本实施例的一种实施方式中：所述V型滑轨设置为两个，两个所述V型滑轨分别设置于所述水箱的两端，所述升降气缸设置为两个，两个所述升降气缸分别与两个所述V型滑轨配合。

在本实施例的一种实施方式中：所述水箱的底部设置有耐切钢板，所述水箱的两侧分别设置有排渣口，且所述排渣口位于所述耐切钢板与所述开口之间。

在本实施例的一种实施方式中：所述水切割装置还包括装夹结构，所述装夹结构包括两组移动平台，两个所述移动平台分别位于所述水箱的两侧，每组所述移动平台包括支架、主动同步轮、从动同步轮、同步带组、托板和压轮组，所述支架安装于所述机架，所述主动同步轮、所述从动同步轮、所述托板和所述压轮组分别安装于所述支架，所述同步带组绕制于所述主动同步轮与所述从动同步轮之间，所述托板位于所述同步带组内，所述压轮组位于所述同步带组上方。

在本实施例的一种实施方式中：所述压轮组包括压轮架、控制结构和多个滚轮，所述压轮架通过所述控制结构与所述机架连接，所述控制结构能够控制所述压轮架沿Z方向运动，多个所述滚轮分别安装于所述压轮架，所述滚轮的轴心线与所述主动同步轮的轴心线平行。

在本实施例的一种实施方式中：所述水切割装置还包括龙门驱动结构和辅助驱动装置，所述龙门驱动结构包括龙门架、电机和丝杠，所述龙门架安装于所述机架，所述电机安装于所述龙门架，所述电机驱动连接所述丝杠，所述丝杠远离所述电机的一端与所述龙门架转动连接；所述龙门架上设置有三条平行的导轨，两条所述导轨位于所述丝杠上方，另一条所述导轨位于所述丝杠下方，所述辅助驱动装置与所述丝杠螺纹连接，所述辅助驱动装置的上端和所述辅助驱动装置的下端分别卡接于三条所述导轨，且所述辅助驱动装置与所述龙门架滑动连接，所述安装部沿X方向相对于所述龙门架滑动，所述水刀安装于所述辅助驱动装置。

在本实施例的一种实施方式中：所述辅助驱动装置包括安装部和Z轴丝杆导轨副，所述安装部安装于所述龙门驱动结构的输出端，所述Z轴丝杆导轨副安装于所述安装部，所述水刀安装于所述Z轴丝杆导轨副。

基于上述的第二目的，本发明还提供了一种数控加工中心设备，用于加工板材，包铣磨装置和如上所述的数控加工中心设备，所述铣磨装置安装于所述机架。

与现有技术相比，本发明实现的有益效果是：

现有的水切割刀头的切割范围多大，相应地水箱就需要做多大，导致成本增加，而本发明提供的水切割装置在水箱的顶部设置有一个宽度小于2毫米的开口，可以方便水柱通过，水箱开口与水刀移动路径长度相等，可以极大的减小水箱体积，从而节约成本，在水切割装置工作时，水刀喷出的水柱直接经过开口进入水箱内，且由于开口较小，水柱进入水箱内后，无法从开口处反弹出来，从而避免了污染和对设备的侵蚀。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要实用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例1提供的水切割装置的示意图；

图2示出了本发明实施例1提供的水箱与水刀的位置示意图；

图3示出了本发明实施例1提供的水箱的示意图；

图4示出了本发明实施例1提供的装夹结构的示意图；

图5示出了本发明实施例1提供的移动平台的示意图；

图6示出了本发明实施例1提供的压轮组的示意图；

图7示出了本发明实施例1提供的水刀的示意图；

图8示出了本发明实施例1提供的龙门驱动结构的示意图；

图9示出了本发明实施例1提供的辅助驱动装置的示意图；

图10示出了本发明实施例2提供的数控加工中心设备的示意图。

图中：

110-机架；

120-装夹结构；121-移动平台；122-主动同步轮；123-从动同步轮；124-同步带组；125-托板；126-压轮组；127-控制结构；128-压轮架；129-滚轮；

130-龙门驱动结构；131-龙门架；132-电机；133-丝杠；134-导轨；

140-板材；

150-辅助驱动装置；151-安装部；152-Z轴丝杆导轨副；

160-水刀；

170-水箱；171-开口；172-气缸。

具体实施方式

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，上面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行了清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以上对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

参照图1至图9，本实施例提供了一种水切割装置，包括机架110、水刀160和水箱170，水刀160和水箱170分别安装于机架110，水箱170上设置有开口171，开口171朝向水刀160的输出端设置，开口171的宽度小于2毫米，开口171的长度与水刀160的移动行程相同。

现有的水切割刀头的切割范围多大，相应地水箱170就需要做多大，导致成本增加，而本实施例提供的水切割装置在水箱170的顶部设置有一个宽度小于2毫米的开口171，可以方便水柱通过，水箱170开口171与水刀160移动路径长度相等，可以极大的减小水箱170体积，从而节约成本，在水切割装置工作时，水刀160喷出的水柱直接经过开口171进入水箱170内，且由于开口171较小，水柱进入水箱170内后，无法从开口171处反弹出来，从而避免了污染和对设备的侵蚀。

参阅图3，水箱170上设置有升降气缸172，水箱170通过气缸172与机架110连接，气缸172的底部安装于机架110，水箱170安装于气缸172的输出端，气缸172沿水箱170与水刀160的连接线伸缩。

水箱170上设置有V型滑轨，V型滑轨的延伸方向和水箱170与水刀160的连接线平行，升降气缸172的输出端卡接于V型滑轨。

V型滑轨设置为两个，两个V型滑轨分别设置于水箱170的两端，升降气缸172设置为两个，两个升降气缸172分别与两个V型滑轨配合。

水箱170的底部设置有耐切钢板，水箱170的两侧分别设置有排渣口，且排渣口位于耐切钢板与开口171之间，当然，排渣口离耐切钢板的距离更近。

在制造水箱170时，可以让水箱170的宽度与设备的加工宽度稍大400mm左右，厚度60mm左右，高度600mm左右。水箱170上部的钢板开有一条宽度小于2mm，长度与水切割刀头最大切割宽度即设备的加工宽度等长的缝隙。)水箱170两侧安装有V型滑轨和升降气缸172，当设备准备进入水切割状态时，气缸172向上带动水箱170上升至水箱170上部的钢板缝隙贴近工件的底面，以使水刀160切割时穿过工件的高速水射流及其挟带的磨料，能够通过水箱170上部钢板的缝隙进入水箱170。当水切割工序完成水箱170自动下降，随着水箱170下降，水箱170上部与工件的底面随即形成一个空间，这个空间使得后续铣磨、抛光工序的磨具对工件进行加工时不受干涉。

水箱170由原来根据设备的加工范围(加工长度和宽度)多大则水箱170就必须做多大，变成了水箱170的体积只需：设备的加工宽度X(60-80)X600，极大的缩小了水箱170的体积。二，由于本实施例水箱170的开囗只有2mm左右的宽度，可以起到消声器的作用，相比现有技术敞开式的水箱170，切割噪音大大降低、污水不再飞溅，使得工作环境更加环保。

其中，令机架110的宽度方向为X方向，令机架110的长度方向为Y方向，令机架110的高度方向为Z方向。

本实施例提供的数控加工中心设备主要用于加工金属和非金属板材140，特别是非金属脆硬板材140。

参阅图4至图6，水切割装置还包括装夹结构120，装夹结构120包括两组移动平台121，两个移动平台121分别位于水箱170的两侧，每组移动平台121包括支架、主动同步轮122、从动同步轮123、同步带组124、托板125和压轮组126，支架安装于机架110，主动同步轮122、从动同步轮123、托板125和压轮组126分别安装于支架，同步带组124绕制于主动同步轮122与从动同步轮123之间，托板125位于同步带组124内，压轮组126位于同步带组124上方。

在支架上安装有一靠尺，该靠尺左侧贴近同步带组124边沿底面贴近同步带组124的表面，该靠尺左侧端面与水箱170中轴线垂直90度，其十字相交点即是设备的原点。

其中，同步带组124由一条或者多条同步带组124成，当同步带为多条时，多条同步带应该并列设置，同时，在同步带上可以覆盖粘结一层橡胶。

压轮组126包括压轮架128、控制结构127和多个滚轮129，压轮架128通过控制结构127与机架110连接，控制结构127能够控制压轮架128沿Z方向运动，多个滚轮129分别安装于压轮架128，滚轮129的轴心线与主动同步轮122的轴心线平行。

参阅图8，水切割装置还包括龙门驱动结构130和辅助驱动装置150，龙门驱动结构130包括龙门架131、电机132和丝杠133，龙门架131安装于机架110，电机132安装于龙门架131，电机132驱动连接丝杠133，丝杠133远离电机132的一端与龙门架131转动连接；龙门架131上设置有三条平行的导轨134，两条导轨134位于丝杠133上方，另一条导轨134位于丝杠133下方，辅助驱动装置150与丝杠133螺纹连接，辅助驱动装置150的上端和辅助驱动装置150的下端分别卡接于三条导轨134，且辅助驱动装置150与龙门架131滑动连接，安装部151沿X方向相对于龙门架131滑动，水刀160安装于辅助驱动装置150。

参阅7和图9，辅助驱动装置150包括安装部151和Z轴丝杆导轨副152，安装部151安装于龙门驱动结构130的输出端，Z轴丝杆导轨副152安装于安装部151，水刀160安装于Z轴丝杆导轨副152。

本实施例提供的水切割装置的工作方式为：

把板材140放入装夹结构120上，将板材140的中线与水箱170的中线对齐，同时将板材140右侧边沿贴近设备右侧的靠尺，手动降下压轮组126压住板材140，此时人工辅助进料作业完成；

开机；

水箱170自动上升抵近板材140底面、水刀160自动到达设备原点后水切割系统开始工作；

当水切割射穿板材140后，装夹结构120和龙门驱动结构130根据数控系统的指令联动，板材140在装夹结构120上面随数控系统的指令沿着X方向前进、后退或停止，板材140这个移动的过程也就是板材140被切割的过程；同时，水刀160根据数控系统的指令在水箱170上面沿着Y方向前进、后退或停止。水切割刀头这个移动的过程也就是对板材140进行切割的过程；

当水切割工序完成，水刀160自动上升到待机位置后水切割系统停止工作。

实施例2

参照图10，本实施例还提供了一种数控加工中心设备，用于加工板材140，包铣磨装置和如上的数控加工中心设备，铣磨装置安装于机架110。

本实施例提供的数控加工中心设备的水箱170较小，可以极大的节约成本和设备的体积，且能避免了反弹水珠造成污染和对设备造成的侵蚀。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水切割装置，其特征在于，包括机架、水刀和水箱，所述水刀和所述水箱分别安装于所述机架，所述水箱上设置有开口，所述开口朝向所述水刀的输出端设置，所述开口的宽度小于2毫米，所述开口的长度与所述水刀的移动行程相同。

2.根据权利要求1所述的水切割装置，其特征在于，所述水箱上设置有升降气缸，所述水箱通过所述气缸与所述机架连接，所述气缸的底部安装于所述机架，所述水箱安装于所述气缸的输出端，所述气缸沿所述水箱与所述水刀的连接线伸缩。

3.根据权利要求2所述的水切割装置，其特征在于，所述水箱上设置有V型滑轨，所述V型滑轨的延伸方向和所述水箱与所述水刀的连接线平行，所述升降气缸的输出端卡接于所述V型滑轨。

4.根据权利要求3所述的水切割装置，其特征在于，所述V型滑轨设置为两个，两个所述V型滑轨分别设置于所述水箱的两端，所述升降气缸设置为两个，两个所述升降气缸分别与两个所述V型滑轨配合。

5.根据权利要求1所述的水切割装置，其特征在于，所述水箱的底部设置有耐切钢板，所述水箱的两侧分别设置有排渣口，且所述排渣口位于所述耐切钢板与所述开口之间。

6.根据权利要求1所述的水切割装置，其特征在于，所述水切割装置还包括装夹结构，所述装夹结构包括两组移动平台，两个所述移动平台分别位于所述水箱的两侧，每组所述移动平台包括支架、主动同步轮、从动同步轮、同步带组、托板和压轮组，所述支架安装于所述机架，所述主动同步轮、所述从动同步轮、所述托板和所述压轮组分别安装于所述支架，所述同步带组绕制于所述主动同步轮与所述从动同步轮之间，所述托板位于所述同步带组内，所述压轮组位于所述同步带组上方。

7.根据权利要求6所述的水切割装置，其特征在于，所述压轮组包括压轮架、控制结构和多个滚轮，所述压轮架通过所述控制结构与所述机架连接，所述控制结构能够控制所述压轮架沿Z方向运动，多个所述滚轮分别安装于所述压轮架，所述滚轮的轴心线与所述主动同步轮的轴心线平行。

8.根据权利要求6所述的水切割装置，其特征在于，所述水切割装置还包括龙门驱动结构和辅助驱动装置，所述龙门驱动结构包括龙门架、电机和丝杠，所述龙门架安装于所述机架，所述电机安装于所述龙门架，所述电机驱动连接所述丝杠，所述丝杠远离所述电机的一端与所述龙门架转动连接；所述龙门架上设置有三条平行的导轨，两条所述导轨位于所述丝杠上方，另一条所述导轨位于所述丝杠下方，所述辅助驱动装置与所述丝杠螺纹连接，所述辅助驱动装置的上端和所述辅助驱动装置的下端分别卡接于三条所述导轨，且所述辅助驱动装置与所述龙门架滑动连接，所述安装部沿X方向相对于所述龙门架滑动，所述水刀安装于所述辅助驱动装置。

9.根据权利要求8所述的水切割装置，其特征在于，所述辅助驱动装置包括安装部和Z轴丝杆导轨副，所述安装部安装于所述龙门驱动结构的输出端，所述Z轴丝杆导轨副安装于所述安装部，所述水刀安装于所述Z轴丝杆导轨副。

10.一种数控加工中心设备，用于加工板材，其特征在于，包铣磨装置和如权利要求1至9任一项所述的数控加工中心设备，所述铣磨装置安装于所述机架。