[发明专利]基于磨料水射流切割的运动轨迹控制装置

说明书

本发明涉及切割机械设备技术领域，提供了一种基于磨料水射流切割的运动轨迹控制装置，包括底座、纵向运动轨迹控制单元、横向运动轨迹控制单元、作业喷嘴；所述纵向运动轨迹控制单元与所述底座固定连接，所述横向运动轨迹控制单元与所述纵向运动轨迹控制单元可移动连接、所述作业喷嘴与所述纵向运动轨迹控制单元连接；本发明的有益效果为：解决了传统磨料水射流切割设备成本高，体积庞大的问题，结构简单，成本低，可实现复杂轨迹的切割控制，喷嘴运行轨迹控制精度高；体积小，便于携带，工况适应能力强，系统运行稳定安全。

技术领域

本发明涉及切割机械设备技术领域，特别涉及一种基于磨料水射流切割的运动轨迹控制装置。

背景技术

磨料水射流切割技术是近几十年发展起来的一种精密切割技术。磨料水射流切割技术具有对切割材料无选择性、无热变形以及热变质、作用力小、加工柔性高，不破坏材料内部组织结构等特点。磨料水射流设备中的水与磨料均可循环使用，无三废排放，绿色环保。

磨料水射流切割技术环境适应性强，可在易燃、易爆、热敏、压敏、脆性、有毒、深水、岩层狭缝等极度恶劣的工况下作业。

实现磨料水射流精密切割的前提之一是喷嘴运动过程的精准控制，传统的控制模式主要是借助数控机床来实现的。这种控制模式可实现各种复杂轨迹的切割，控制精准，然而成本高，体积庞大，也难以在一些特定工况（如易燃易爆、深水、狭缝）下作业。

磨料水射流切割技术的发展与市场推广，亟需一种便捷、可靠、精准、成本低廉的运动轨迹控制装置。

发明内容

本发明的目的就是克服现有技术的不足，提供一种基于磨料水射流切割的运动轨迹控制装置，包括底座、纵向运动轨迹控制单元、横向运动轨迹控制单元、作业喷嘴；

所述纵向运动轨迹控制单元与所述底座固定连接，所述横向运动轨迹控制单元与所述纵向运动轨迹控制单元可移动连接、所述作业喷嘴与所述横向运动轨迹控制单元连接。

进一步的，所述纵向运动轨迹控制单元包括电机、减速箱、丝杠、光杠，均固定在所述底座上；其中，所述纵向为沿所述光杠轴向方向，所述横向为垂直于所述纵向方向。

进一步的，所述横向运动轨迹控制单元包括1排位置控制档杆、上下限位板、2组加紧手轮、行走架；所述加紧手轮、所述上下限位板均固定于所述底座，所述位置控制档杆位于所述上下限位板内，所述上下限位板限制所述位置控制档杆竖直方向的自由度；旋转所述加紧手轮可固定所述位置控制档杆位置；所述行走架分别与所述丝杠、所述光杠连接；所述行走架上设置有限位滑块、弹簧。

进一步的，所述位置控制档杆由数百根宽度1mm、高度10mm、长度500mm的刚性小档杆组成，每根刚性小档杆均沿横向布置，所述位置控制档杆通过横向移动来形成设定的切割轨迹曲线。

进一步的，所述作业喷嘴安装在所述行走架上，限制所述作业喷嘴竖直方向的自由度，弹簧连接所述作业喷嘴和所述行走架，并对所述作业喷嘴施加横向拉力，弹簧与所述位置控制档杆配合，控制所述作业喷嘴的横向位置，限位滑块可沿所述行走架上的导槽横向移动，在任意横向位置固定所述作业喷嘴，便于加工前的准备工作以及加工中断时对所述作业喷嘴位置的准确固定。

进一步的，所述电机通过减速箱减速后，带动所述丝杠旋转，实现所述行走架在所述光杠上移动，弹簧连接所述作业喷嘴和所述行走架，并对所述作业喷嘴施加横向拉力，使所述作业喷嘴与所述刚性小档杆紧密贴合，使所述作业喷嘴沿设定的切割轨迹曲线运动。

进一步的，相邻的所述刚性小档杆接触面具有粗糙度，所述两组加紧手轮上设有压力传感器。

本发明的有益效果为：

（1）结构简单，成本低，可实现复杂轨迹的切割控制，喷嘴运行轨迹控制精度高；

（2）体积小，便于携带，工况适应能力强，系统运行稳定安全。