CN207014485U - 一种高精度切割头姿态控制装置的摆动轴传动机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高精度切割头姿态控制装置的摆动轴传动机构，包括箱体，所述箱体内设置有伺服电机和与伺服电机的电机轴平行的摆动轴，所述电机轴和摆动轴通过同步带轮组连接；所述摆动轴侧壁设置有垂直于摆动轴的高压水切割头，所述摆动轴上设置有角度编码器，所述角度编码器和伺服电机电连接。本实用新型能够提高摆动轴的转动精度。

Description

一种高精度切割头姿态控制装置的摆动轴传动机构

技术领域

本实用新型涉及一种高精度切割头姿态控制装置，特别涉及一种高精度切割头姿态控制装置的摆动轴传动机构。

背景技术

随着生产的发展和科学技术的不断进步，各种品质优异的新型材料不断出现，使得传统的切割工具和切割工艺难以满足对诸如复合材料、热敏材料等的加工要求，“超高压水射流切割技术”的诞生，开创了冷态切割工艺的新纪元，使这些切割加工难题得以迎刃而解。

众所周知，激光、气体等离子、射流等切割手段，由于能量场梯度的作用，切面越深时（距喷嘴越远），切割能力越差，所形成的切割面往往不垂直于工件表面，称之为切割斜度，这是所有上述切割手段的一个固有缺陷。虽然通过提高切割能量或降低切割速度可以部分减小切割斜度，但依然存在不能完全垂直的问题。

五轴超高压水切割机在原有三方向直线运动的基础上增加了切割头的回转轴和偏摆轴，实现切割头姿态的控制，并利用预先在系统中设置的斜度模型，通过对切割轨迹的实时计算，再考虑被切工件的材料与厚度进行修正，在切割的过程中不断地调整切割头的姿态，使得切割出来的工件达到完美的无斜度状态或形成角度切割。

在高精度切割头姿态控制装置中，回转轴轴线与摆动轴轴线的夹角为90度， 摆动轴采用水平安装，此种结构在摆动轴转动时，高压水切割头随摆动轴一道偏摆，装置不易与被切割工件之间产生干涉。但此种结构由于切割头随摆动轴一道偏摆，对摆动轴的偏摆精度提出了更高的要求，因为摆动轴的一点角度误差都会带来切入点较大的位置偏差，因此，如何提高摆动轴的传动精度是该领域拯待解决的问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种高精度切割头姿态控制装置的摆动轴传动机构，其能够提高摆动轴的转动精度。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种高精度切割头姿态控制装置的摆动轴传动机构，包括箱体，所述箱体内设置有伺服电机和与伺服电机的电机轴平行的摆动轴，所述电机轴和摆动轴通过同步带轮组连接；所述摆动轴侧壁设置有垂直于摆动轴的高压水切割头，所述摆动轴上设置有角度编码器，所述角度编码器和伺服电机电连接。

所述伺服电机的电机轴上设置有减速机，所述同步带轮组包括与减速机相连接的主动带轮、摆动轴上的从动带轮以及安装于主动带轮和从动带轮上的同步带。

所述同步带外侧还设置有张紧轮。

所述箱体下部设置有倒U型的刀轴口，所述摆动轴水平设置于刀轴口内，并且摆动轴两端均通过轴承和箱体连接，轴承外设置有轴承压盖。

所述箱体上部竖直设置有回转轴。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

在高精度切割头姿态控制装置的摆动轴传动机构中，摆动轴采用伺服电机驱动，同步带传动，采用张紧轮消除同步带的传动间隙，提高传动刚度；并在摆动轴上安装有高精度旋转编码器，实现闭环控制，保证了摆动轴的传动精度。

附图说明

图1为本实施例的结构示意图。

图中，1、箱体；2、回转轴；3、减速机；4、右箱盖；5、主动带轮；6、张紧轮；7、感应开关；8、同步带；9、从动带轮；10、角度编码器；11、轴承；12、轴承压盖；13、高压水切割头；14、摆动轴；141、刀轴口；15、限位套；16、高压水开关；17、伺服电机。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本实用新型提供一种高精度切割头姿态控制装置的摆动轴传动机构，如图1所示，包括箱体1，其右侧设置有右箱盖4。箱体1上端竖直连接有回转轴2，当回转轴2转动时，连接在回转轴2上的箱体会随着回转轴2一起转动。

箱体1内位于箱体1的上部水平设置有伺服电机17，伺服电机17的电机轴上通过一减速机3连接有同步带轮组，该同步带轮组包括和减速机3相连的主动带轮5，在主动带轮5的下方通过同步带8连接着一从动带轮9，箱体1内还设置有用于压紧同步带8的张紧轮6。从动带轮9内穿设有摆动轴14，该摆动轴14平行设置在伺服电机17的正下方。

图中摆动轴14的右端安装有角度编码器10，其与伺服电机17电连接，实现闭环控制。在箱体1的下部设置有倒U型的刀轴口141，刀轴口141的两侧位于箱体1上设置有用于安放摆动轴14的内孔，该内孔中设置有轴承11和轴承压盖12，图中轴承11外圈的右端面与轴承压盖12的左端面相抵；摆动轴14套装在轴承11内，与轴承11的内圈固定连接；摆动轴14的圆柱面上还固定连接有限位套15，限位套15为摆动轴14的机械限位，箱体1内位于限位套15的一侧设置有感应开关7，限位套15和感应开关7用于确定摆动轴14机械原点的位置。摆动轴14中部竖直穿设有高压水切割头13，并在高压水切割头13的上端设置高压水开关16。

具体实施说明如下：

回转轴2带动箱体1进行回转运动。伺服电机17通过减速机3驱动主动带轮5转动，进而再通过同步带8传动至从动带轮9，最终达到驱动摆动轴14的目的，安装在箱体1上的张紧轮6用于调节同步带轮组的张紧力；摆动轴14带着高压水切割头13在竖直平面内做回转运动，从而通过回转轴2转动与摆动轴14转动的复合运动控制切割头的各种姿态。

在上述动作中，摆动轴14采用伺服电机17驱动，经减速机3减速后通过同步带8驱动摆动轴14摆动，高精度角度编码器10套装在摆动轴14上，实现闭环控制，提高了摆动轴14的定位精度。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (5)

1.一种高精度切割头姿态控制装置的摆动轴传动机构，包括箱体(1)，其特征是：所述箱体(1)内设置有伺服电机(17)和与伺服电机(17)的电机轴平行的摆动轴(14)，所述电机轴和摆动轴(14)通过同步带轮组连接；所述摆动轴(14)侧壁设置有垂直于摆动轴(14)的高压水切割头(13)，所述摆动轴(14)上设置有角度编码器(10)，所述角度编码器(10)和伺服电机(17)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种高精度切割头姿态控制装置的摆动轴传动机构，其特征是：所述伺服电机(17)的电机轴上设置有减速机(3)，所述同步带轮组包括与减速机(3)相连接的主动带轮(5)、摆动轴(14)上的从动带轮(9)以及安装于主动带轮(5)和从动带轮(9)上的同步带(8)。

3.根据权利要求2所述的一种高精度切割头姿态控制装置的摆动轴传动机构，其特征是：所述同步带(8)外侧还设置有张紧轮(6)。

4.根据权利要求1所述的一种高精度切割头姿态控制装置的摆动轴传动机构，其特征是：所述箱体(1)下部设置有倒U型的刀轴口(141)，所述摆动轴(14)水平设置于刀轴口(141)内，并且摆动轴(14)两端均通过轴承(11)和箱体(1)连接，轴承(11)外设置有轴承压盖(12)。

5.根据权利要求1所述的一种高精度切割头姿态控制装置的摆动轴传动机构，其特征是：所述箱体(1)上部竖直设置有回转轴(2)。