CN204019375U - 磨料后混合水射流切割装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及零件切割装置，具体地说是一种磨料后混合水射流切割装置，包括护罩，所述护罩底座安装有执行机构及工作水箱，工作水箱内安装有伺服电机，伺服电机的输出端连接旋转轴，旋转轴的顶端固定有工作台；在所述护罩旁边设置有料仓、高压泵，所述料仓通过第一送砂软管与设置于护罩顶部的料罐相连，执行机构上连接有喷头装置，料罐通过第二送砂软管与喷头装置的吸砂管相连接，高压泵的出水口通过螺旋式高压硬管与喷头装置的进水口相连接，利用工业机器人实现空间加工的磨料水切割装备，切割材质为金属、非金属、高温合金、复合材料等。

Description

磨料后混合水射流切割装置

技术领域

本实用新型涉及零件切割装置，具体地说是一种采用后混合磨料水射流切割技术，利用工业机器人实现空间加工的磨料水切割装备，切割材质为金属、非金属、高温合金、复合材料等。

背景技术

目前国内外水刀大多为3轴2联动，X轴Y轴联动，Z轴调高，只能实现平面切割，大多用来进行粗加工，如石材切割，钣金下料、零件毛坯下料。该类装备的缺点在于，不能实现带有锥度，或者摆角的切割。另外高端的水切割装备为5轴5联动水刀，移动轴X轴Y轴Z轴、旋转轴A轴B轴。5轴水刀在国外的技术相对成熟，产品相对稳定，但价格较贵，但目前国内仍然没有成熟的5轴水刀，其优点在于：可以切割带有锥度、摆角的零件；缺点在于：切割摆角小，对一些复杂零件切割时角度不够或者存在死角，不能到达切割点。

目前国内外也有一类工业机器人水刀，但均为纯水切割，大多用来切割非金属材料（如汽车内饰等）。该类装备特点是，切割压力较低，一般为200 MPa左右，不带磨料供给系统，且一般为敞开式，不带机床防护罩，安全性差。

发明内容

本实用新型针对上述问题，提供一种后混合磨料水射流切割装备，利用工业机器人灵活精准的空间运动能力，来实现复杂的高难度空间3D切割。

按照本实用新型的技术方案：一种磨料后混合水射流切割装置，其特征是：包括护罩，所述护罩底座安装有执行机构及工作水箱，工作水箱内安装有伺服电机，伺服电机的输出端连接旋转轴，旋转轴的顶端固定有工作台；在所述护罩旁边设置有料仓、高压泵，所述料仓通过第一送砂软管与设置于护罩顶部的料罐相连，执行机构上连接有喷头装置，料罐通过第二送砂软管与喷头装置的吸砂管相连接，高压泵的出水口通过螺旋式高压硬管与喷头装置的进水口相连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述高压泵提供的切割压力为100~650MPa，流量为2~7L/min。

作为本实用新型的进一步改进，所述螺旋式高压硬管包括相互贯通、一体式连接的第一螺旋式高压硬管、第二螺旋式高压硬管、第三螺旋式高压硬管、第四螺旋式高压硬管、第五螺旋式高压硬管；所述执行机构包括第一轴、第二轴、第三轴、第四轴、第五轴、第六轴，所述第二轴通过其下端的法兰盘转动连接于第一轴上，第三轴下端转动连接于第二轴上端，第五轴通过第四轴转动连接于第三轴上端，第六轴转动连接于第五轴前端，喷头装置设置于第六轴端部。

作为本实用新型的进一步改进，所述喷头装置包括喷头支架及连接于喷头支架上的喷头体，所述喷头体顶部进水口处设置有水开关，喷头体下部出水口连接有水喷嘴，并在水喷嘴底部连接喷砂嘴，吸砂管连接于所述喷砂嘴侧部，且与喷砂嘴内部通道相连通。

作为本实用新型的进一步改进，所述料仓的工作压力为200~300KMPa，。

作为本实用新型的进一步改进，所述护罩前部操作端设置有触摸屏，触摸屏与伺服电机之间实现电连接。

本实用新型产品中的执行机构为外购件，一般为工业用六轴机器人。

本实用新型的技术效果在于：本实用新型产品采用全封闭式护罩，配合机器人执行机构实现3D加工，安全可靠。同时采用螺旋式高压硬管，将位置移动转化成角度的转动，既匹配机器人执行机构的6轴转动，又可以输送高压水。因此采用工业6轴机器人作为磨练水切割装备的执行机构，可以实现空间中任意轨迹，任意角度的高精度运动，可以满足航空航天业发动机叶盘叶型去除大余量的要求。本实用新型在6轴机器人的基础之上配置第7轴旋转轴，更能满足叶轮叶盘类零件各个叶片叶型之间分度角的要求。航空航天业叶轮叶盘的材质大多为钛合金或高温合金，强度大，硬度高。传统的车铣复合加工中心需要在一个圆柱型盘体上铣削出30-80多个叶片，甚至更多，粗加工阶段，要去掉的叶片之间的大余量，切削力大、效率底、发热量大，易对材质形成破坏。本实用新型可以高效、无应力的对叶片之间的大余量进行冷切割。本实用新型，操作面板均采用触摸屏人性化设计。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型产品中的执行机构结构视图。

图3为本实用新型中喷头装置结构视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明。

图1~3中，包括料仓1、第一送砂软管2、料罐3、第二送砂软管4、高压泵5、螺旋式高压硬管6、执行机构7、第一轴7-1、第二轴7-2、第三轴7-3、第四轴7-4、第五轴7-5、第六轴7-6、喷头装置8、护罩9、触摸屏10、工作台11、旋转轴12、伺服电机13、工作水箱14、第一螺旋式高压硬管15、第二螺旋式高压硬管16、第三螺旋式高压硬管17、第四螺旋式高压硬管18、第五螺旋式高压硬管19、喷头支架20、水开关21、喷头体22、水喷嘴23、吸砂管24、喷砂嘴25等。

如图1~3所示，本实用新型是一种磨料后混合水射流切割装置，包括护罩9，所述护罩9底座安装有执行机构7及工作水箱14，工作水箱14内安装有伺服电机13，伺服电机13的输出端连接旋转轴12，旋转轴12的顶端固定有工作台11；在所述护罩9旁边设置有料仓1、高压泵5，所述料仓1通过第一送砂软管2与设置于护罩9顶部的料罐3相连，执行机构7上连接有喷头装置8，料罐3通过第二送砂软管4与喷头装置8的吸砂管24相连接，高压泵5的出水口通过螺旋式高压硬管6与喷头装置8的进水口相连接。

所述高压泵5提供的切割压力为100~650MPa，流量为2~7L/min，高压泵5可以采用多种形式，一般采用电机驱动液压泵，同时配备有增压器，将油压放大到切割所需压力，再通过储能器缓冲，提供给喷头装置8。

所述螺旋式高压硬管6包括相互贯通、一体式连接的第一螺旋式高压硬管15、第二螺旋式高压硬管16、第三螺旋式高压硬管17、第四螺旋式高压硬管18、第五螺旋式高压硬管19，在工作时，高压水依次经过各个螺旋式高压硬管被输送至喷头装置8；所述执行机构7包括第一轴7-1、第二轴7-2、第三轴7-3、第四轴7-4、第五轴7-5、第六轴7-6，所述第二轴7-2通过其下端的法兰盘转动连接于第一轴7-1上，第三轴7-3下端转动连接于第二轴7-2上端，第五轴7-5通过第四轴7-4转动连接于第三轴7-3上端，第六轴7-6转动连接于第五轴7-5前端，喷头装置8设置于第六轴7-6端部。

所述喷头装置8包括喷头支架20及连接于喷头支架20上的喷头体22，所述喷头体22顶部进水口处设置有水开关21，喷头体22下部出水口连接有水喷嘴23，并在水喷嘴23底部连接喷砂嘴25，吸砂管24连接于所述喷砂嘴25侧部，且与喷砂嘴25内部通道相连通。

所述料仓1的工作压力为200~300KMPa，磨料通过第一送砂软管2被压送至料罐3内，直到磨料超出料罐3的进砂口，形成平衡。

所述护罩9前部操作端设置有触摸屏10，触摸屏10与伺服电机13之间实现电连接。

本实用新型的工作过程如下：料仓1中的磨料通过第一送砂软管2送到料罐3内暂存，由于料罐3中的磨料会堵死其内进砂口从而阻止磨料继续供给，达到平衡。开启高压泵5达到切割用压力，打开水开关21之后，高压水经过水喷嘴23形成高速射流，并在吸砂管24处形成负压；此时打开磨料开关阀，磨料会在气流带动下进入吸砂管24，与高速射流相混合，形成具有切割能力的磨料水射流，此时料仓1中的磨料会持续地对料罐3进行补充，然后执行机构7的切割程序，在切割完成后，控制系统会自动关闭磨料以及水开关21，最后关闭高压泵5，关闭执行机构7，停止料仓1供压。

Claims (6)

1.一种磨料后混合水射流切割装置，其特征是：包括护罩（9），所述护罩（9）底座安装有执行机构（7）及工作水箱（14），工作水箱（14）内安装有伺服电机（13），伺服电机（13）的输出端连接旋转轴（12），旋转轴（12）的顶端固定有工作台（11）；在所述护罩（9）旁边设置有料仓（1）、高压泵（5），所述料仓（1）通过第一送砂软管（2）与设置于护罩（9）顶部的料罐（3）相连，执行机构（7）上连接有喷头装置（8），料罐（3）通过第二送砂软管（4）与喷头装置（8）的吸砂管（24）相连接，高压泵（5）的出水口通过螺旋式高压硬管（6）与喷头装置（8）的进水口相连接。

2.按照权利要求1所述的磨料后混合水射流切割装置，其特征是：所述高压泵（5）提供的切割压力为100~650MPa，流量为2~7L/min。

3.按照权利要求1所述的磨料后混合水射流切割装置，其特征是：所述螺旋式高压硬管（6）包括相互贯通、一体式连接的第一螺旋式高压硬管（15）、第二螺旋式高压硬管（16）、第三螺旋式高压硬管（17）、第四螺旋式高压硬管（18）、第五螺旋式高压硬管（19）；所述执行机构（7）包括第一轴（7-1）、第二轴（7-2）、第三轴（7-3）、第四轴（7-4）、第五轴（7-5）、第六轴（7-6），所述第二轴（7-2）通过其下端的法兰盘转动连接于第一轴（7-1）上，第三轴（7-3）下端转动连接于第二轴（7-2）上端，第五轴（7-5）通过第四轴（7-4）转动连接于第三轴（7-3）上端，第六轴（7-6）转动连接于第五轴（7-5）前端，喷头装置（8）设置于第六轴（7-6）端部。

4.按照权利要求1所述的磨料后混合水射流切割装置，其特征是：所述喷头装置（8）包括喷头支架（20）及连接于喷头支架（20）上的喷头体（22），所述喷头体（22）顶部进水口处设置有水开关（21），喷头体（22）下部出水口连接有水喷嘴（23），并在水喷嘴（23）底部连接喷砂嘴（25），吸砂管（24）连接于所述喷砂嘴（25）侧部，且与喷砂嘴（25）内部通道相连通。

5.按照权利要求1所述的磨料后混合水射流切割装置，其特征是：所述料仓（1）的工作压力为200~300KMPa，。

6.按照权利要求1所述的磨料后混合水射流切割装置，其特征是：所述护罩（9）前部操作端设置有触摸屏（10），触摸屏（10）与伺服电机（13）之间实现电连接。