專利名稱：以切入點為偏擺中心的偏刀機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水刀設(shè)備，尤其是一種水刀設(shè)備使用的偏刀機構(gòu)，具體地說是一種以切入點為偏擺中心的偏刀機構(gòu)。
背景技術(shù)：
眾所周知，水刀設(shè)備在進(jìn)行切割時，1)有時需要得到理想的垂直切割面，2)有時為了便于金屬板材的焊接連接，必須對斷面進(jìn)行坡口加工，3)在切割圓錐體時，4)在切割圓錐齒輪或凸輪時，5)在切割等轉(zhuǎn)角的旋轉(zhuǎn)曲面時，而要達(dá)到這五個目的，必須對水刀刀頭進(jìn)行偏擺。目前常用的方法有手動調(diào)整和通過偏擺機構(gòu)進(jìn)行調(diào)整二種方式，手動調(diào)整只能適合于直線形切割面，而且調(diào)整的難度較大，效率低，操作強度大，必須停機才能進(jìn)行，因此，目前使用最為廣泛的是利用五軸聯(lián)動數(shù)控技術(shù)的機動偏擺機構(gòu)，五軸聯(lián)動即刀頭的前后、左右、上下、回轉(zhuǎn)、偏擺五個方向的運動，當(dāng)?shù)额^在偏擺機構(gòu)的帶動下繞偏擺機構(gòu)與刀頭連接點作偏擺后即偏離原切入點，因此必須通過其余三個方向的聯(lián)動加以補償，當(dāng)加工曲線時，還必須進(jìn)行法向面的第五個聯(lián)動(即回轉(zhuǎn))進(jìn)行補償，因此，現(xiàn)有的基于刀頭與偏擺機構(gòu)的連接點為中心的數(shù)控程序的設(shè)計十分復(fù)雜，而且對補償機構(gòu)的控制精度和靈敏度要求高，結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，大大增加了制造難度和成本，使得帶有偏擺機構(gòu)的水刀設(shè)備的制造成本居高不下，不利于水刀設(shè)備的推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的帶有偏擺機構(gòu)的水刀設(shè)備的制造成本過高，結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜的問題，設(shè)計一種適合于水刀設(shè)備使用的利用五軸四聯(lián)動的數(shù)控系統(tǒng)即可滿足使用要求的以切入點為偏擺中心的偏刀機構(gòu)。
本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種以切入點為偏擺中心的偏刀機構(gòu)，包括刀頭支架1、回轉(zhuǎn)支架2、水刀刀頭組件3，回轉(zhuǎn)支架2上安裝有回轉(zhuǎn)軸4，刀頭支架1安裝在回轉(zhuǎn)軸4上，其特征是在所述的刀頭支架1上安裝有圓弧導(dǎo)軌5，水刀刀頭組件3安裝在該圓弧導(dǎo)軌5上，且水刀刀頭組件3所對應(yīng)的被切物上的切入點O與圓弧導(dǎo)軌5的圓心O′重合。
所述的回轉(zhuǎn)支架2上安裝有回轉(zhuǎn)電機6，回轉(zhuǎn)電機6通過同步帶7與回轉(zhuǎn)軸4相連。
所述的水刀刀頭組件3安裝在滑塊8上，滑塊8安裝在圓弧導(dǎo)軌5上，滑塊8上安裝有偏擺電機9，偏擺齒輪10直接或間接與偏擺電機9的輸出軸相連，偏擺齒輪10與圓弧導(dǎo)軌5上的齒輪11相嚙合。
所述的水刀刀頭組件3連接有安裝塊12，安裝塊12通過螺紋連接件可調(diào)節(jié)地活動安裝在滑塊8上。
所述的滑塊8套裝在圓弧導(dǎo)軌5上，在滑塊8與圓弧導(dǎo)軌5的上接觸面之間安裝有滾珠13，它們的下接觸面通過相配的導(dǎo)軌和導(dǎo)槽相接觸。
所述的回轉(zhuǎn)軸4為空心軸。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明首次提出了以水刀刀頭射出的高壓水與被切材料的切入點為偏擺中心的設(shè)計理念，并通過機械結(jié)構(gòu)加以保證，使水刀刀頭的切入點與圓弧形導(dǎo)軌的中心相重合，這樣保證不論如何偏擺，切入點始終不變，因此在偏擺的過程中無需進(jìn)行其它運動自由度的補償，在進(jìn)行直線加工時僅需要控制三個自由度的運動，而在進(jìn)行曲線加工時也僅需使回轉(zhuǎn)軸的運動保持與切割速度相匹配使刀頭的法向剖面始終垂直于曲線即可，而這一點在數(shù)據(jù)技術(shù)中僅需簡單的命令語句即可實現(xiàn)，因此雖然具備了四軸聯(lián)動功能，而數(shù)控程序僅相當(dāng)于常規(guī)三軸聯(lián)動數(shù)控程序，因此數(shù)控編程的成本大大下降，與國外同類產(chǎn)品相比，僅數(shù)控費用即可下降幾十萬元人民幣。
本發(fā)明的偏擺調(diào)整機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便，精度高，水刀刀頭與切入點的距離可調(diào)，以適應(yīng)不同的切割工藝的需要，也就是說不論如何調(diào)整，刀頭的切入點始終指向同一點。
本發(fā)明的偏擺機構(gòu)還可等效應(yīng)用于類似的機械加工設(shè)備中，進(jìn)一步簡化控制結(jié)構(gòu)，簡化數(shù)控程序，降低制造成本。


圖1是本發(fā)明的偏擺機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的A-A剖視圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
如圖1、2所示。
一種以切入點為偏擺中心的偏刀機構(gòu)，包括刀頭支架1、回轉(zhuǎn)支架2、水刀刀頭組件3，回轉(zhuǎn)支架2上安裝有回轉(zhuǎn)軸4，回轉(zhuǎn)軸4可為空心軸，以利于高壓水管穿過該空心軸后與水刀刀頭組件3相連，對于懸臂式水刀設(shè)備而方，回轉(zhuǎn)支架2安裝在懸臂上，對于龍門式水刀設(shè)備而言，回轉(zhuǎn)支架2可安裝在橫梁上，回轉(zhuǎn)軸4可通過同步帶7與回轉(zhuǎn)電機6相連，也可通過其它的驅(qū)動機構(gòu)加以驅(qū)動，刀頭支架1固定安裝在回轉(zhuǎn)軸4的下端并隨回轉(zhuǎn)軸4轉(zhuǎn)動，在所述的刀頭支架1上安裝有圓弧導(dǎo)軌5，水刀刀頭組件3安裝在該圓弧導(dǎo)軌5上，且水刀刀頭組件3所對應(yīng)的被切物上的切入點O與圓弧導(dǎo)軌5的圓心O′重合，如圖1所示。
具體實施時，水刀刀頭組件3可選安裝在滑塊8上，再將滑塊8安裝在圓弧導(dǎo)軌5上，滑塊8上安裝有偏擺電機9，偏擺齒輪10直接或間接與偏擺電機9的輸出軸相連，偏擺齒輪10與圓弧導(dǎo)軌5上的齒輪11相嚙合。當(dāng)偏擺電機9轉(zhuǎn)動時帶動偏擺齒輪10轉(zhuǎn)動，偏擺齒輪10在沿固定圓弧導(dǎo)軌5上的齒輪11運動時，即帶動滑塊8沿圓弧導(dǎo)軌5作運動，一般來說偏擺角以45度左右為宜，最大可達(dá)到75度左右。如圖1。
為了適用不同的加工要求，水刀刀頭與切入點的距離必須可調(diào)，因此，本發(fā)明的水刀刀頭組件3連接有安裝塊12，安裝塊12通過螺紋連接件可調(diào)節(jié)地活動安裝在滑塊8上，如圖2所示。
為了保證偏擺運動的精度和靈活性，本發(fā)明的滑塊8套裝在圓弧導(dǎo)軌5上，在滑塊8與圓弧導(dǎo)軌5的上接觸面之間安裝有滾珠13，在圓弧導(dǎo)軌5上加工有V形凹槽，滾珠13通過滑塊8上的通孔裝入V形凹槽中并通過限位螺釘定位?；瑝K8與圓弧導(dǎo)軌5的下接觸面可通過相配的導(dǎo)軌和導(dǎo)槽相接觸，為了保證間隙和移動的靈活性可在導(dǎo)軌或?qū)Р凵霞淤N耐磨自潤滑貼片。
具體實施時滑塊8與圓弧導(dǎo)軌5的連接方式還可有其它結(jié)構(gòu)，但不論如何變化，只要是以水刀刀頭切入點為偏擺中心的偏擺結(jié)構(gòu)均被認(rèn)為是本發(fā)明的等效替換，均被涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范疇之中。
本發(fā)明未涉及部分均可利用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)，或與現(xiàn)有技術(shù)相同。
圖1所示的為切右傾坡口或右側(cè)補償時圓弧導(dǎo)軌5所示位置的示意圖，當(dāng)需要加工左傾坡口或進(jìn)行左側(cè)被償時可通過使回轉(zhuǎn)電機6轉(zhuǎn)動帶動圓弧導(dǎo)軌旋轉(zhuǎn)180度，并重新定位切入點的方法加以實現(xiàn)，而這在數(shù)控中很容易實現(xiàn)，因此從簡化結(jié)構(gòu)的角度出發(fā)，圓弧形導(dǎo)軌5單邊布置結(jié)構(gòu)即可滿足使用要求。
權(quán)利要求
1.一種以切入點為偏擺中心的偏刀機構(gòu)，包括刀頭支架(1)、回轉(zhuǎn)支架(2)、水刀刀頭組件(3)，回轉(zhuǎn)支架(2)上安裝有回轉(zhuǎn)軸(4)，刀頭支架(1)安裝在回轉(zhuǎn)軸(4)上，其特征是在所述的刀頭支架(1)上安裝有圓弧導(dǎo)軌(5)，水刀刀頭組件(3)安裝在該圓弧導(dǎo)軌(5)上，且水刀刀頭組件(3)所對應(yīng)的被切物上的切入點O與圓弧導(dǎo)軌(5)的圓心O′重合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以切入點為偏擺中心的偏刀機構(gòu)，其特征是所述的回轉(zhuǎn)支架(2)上安裝有回轉(zhuǎn)電機(6)，回轉(zhuǎn)電機(6)通過同步帶(7)與回轉(zhuǎn)軸(4)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以切入點為偏擺中心的偏刀機構(gòu)，其特征是所述的水刀刀頭組件(3)安裝在滑塊(8)上，滑塊(8)安裝在圓弧導(dǎo)軌(5)上，滑塊(8)上安裝有偏擺電機(9)，偏擺齒輪(10)直接或間接與偏擺電機(9)的輸出軸相連，偏擺齒輪(10)與圓弧導(dǎo)軌(5)上的齒輪(11)相嚙合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的以切入點為偏擺中心的偏刀機構(gòu)，其特征是所述的水刀刀頭組件(3)連接有安裝塊(12)，安裝塊(12)通過螺紋連接件可調(diào)節(jié)地活動安裝在滑塊(8)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的以切入點為偏擺中心的偏刀機構(gòu)，其特征是所述的滑塊(8)套裝在圓弧導(dǎo)軌(5)上，在滑塊(8)與圓弧導(dǎo)軌(5)的上接觸面之間安裝有滾珠(13)，它們的下接觸面通過相配的導(dǎo)軌和導(dǎo)槽相接觸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以切入點為偏擺中心的偏刀機構(gòu)，其特征是所述的回轉(zhuǎn)軸(4)為空心軸。
全文摘要
一種以切入點為偏擺中心的偏刀機構(gòu)，屬于水刀設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，包括刀頭支架(1)、回轉(zhuǎn)支架(2)、水刀刀頭組件(3)，回轉(zhuǎn)支架(2)上安裝有回轉(zhuǎn)軸(4)，刀頭支架(1)安裝在回轉(zhuǎn)軸(4)上，其特征是在所述的刀頭支架(1)上安裝有圓弧導(dǎo)軌(5)，水刀刀頭組件(3)安裝在該圓弧導(dǎo)軌(5)上，且水刀刀頭組件(3)所對應(yīng)的被切物上的切入點O與圓弧導(dǎo)軌(5)的圓心O′重合。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的偏擺機構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制難度高，成本大的問題，具有控制方便、結(jié)構(gòu)簡單，以四軸聯(lián)動實現(xiàn)了五軸聯(lián)動的功能，成本大大下降的優(yōu)點。
文檔編號B23P17/02GK101085530SQ20071002468
公開日2007年12月12日 申請日期2007年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月27日
發(fā)明者陳波 申請人:陳波