一种多轴节能水刀切割设备的制作方法

本发明涉及水刀切割领域，具体是涉及一种多轴节能水刀切割设备。

背景技术：

水刀切割是利用超高压水射流进行冷态切割的切割设备，主要由高压泵、数控加工平台、喷射切割头、供砂系统和冷却系统组成，水刀的应用范围很广泛，从金属材料到非金属材料，从天然材料到人工材料，从食品到生活用品，基本上都能切割，有"万能切割机"之誉，主要应用领域有:陶瓷、石材等建筑材料加工；玻璃制品加工，如家电产品中玻璃部件切割、建筑装潢、工艺玻璃；机械行业的金属板材切割下料；广告行业的标牌、艺术图案切割。其有点非常多，通用性强，几乎所有材料都能切割。

水刀是通过高压水流进行切割的设备，传统的水刀控制较简单，水刀所能切割的图形较简单，使水刀使用面较小，水刀是冷态切割，切割时不产生热效应、不变形、无挂渣、无烧蚀，不会改变材料的物理化学性质；割缝小，加上冷却切割的特性，可以提高材料利用率；切割介质只有水和天然磨料，切割过程中不产生其它物质，是清洁环保的切割工艺；切割后，切割面整齐平滑，不会在切割过程中使被切割物体有任何损伤，可以起到许多切割工具无法实现的切割作业。

传统的水刀切割刀头仅可实现三轴联动，对于一些复杂的工件在切割时难以切割，水刀通过多轴移动能实现复杂的切割，然而传统的大多无法进行精确的调整，对于这些问题，应该设计一种能够多轴调节水刀移动，以及多方位切割的水刀切割设备。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，提供一种多轴节能水刀切割设备，本技术方案解决了传统的水刀切割设备无多轴调节对复杂的工件进行切割的问题。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

一种多轴节能水刀切割设备，包括工作台和支架，还包括用于切割的水刀头、用于xy轴移动的x向移动机构、y向移动机构、用于供水的进水口接头、用于进水口接头和水刀头连通的连接水管、用于水刀头高度调节切割位置的升降调节机构和用于水刀头调节切割方位的多轴调节组件，支架设置于工作台的上方，x向移动机构设置于支架的顶部，y向移动机构设置于x向移动机构上，并且y向移动机构的移动方向垂直于x向移动机构的移动方向，进水口接头设置于y向移动机构上，升降调节机构设置于y向移动机构的下方，多轴调节组件设置于升降调节机构的底部，水刀头设置于多轴调节组件上，连接水管的两端分别与进水口接头和水刀头之间连通。

作为一种多轴节能水刀切割设备的一种优选方案，x向移动机构包括两个第一滑台，两个第一滑台的两端均呈竖直状态设有一个方形板，两个第一滑台均沿着支架的长度方向对称设置于支架的顶部，两个第一滑台的两个方形板之间还分别设有一个第一导向杆和一个第一螺杆，第一螺杆还通过一个第一驱动电机转动，第一驱动电机固定设置于相应方形板的外端，两个第一滑台的侧壁和支架之间还均通过一个条形板固定，第一螺杆和第一导向杆上还均滑动套设有一个第一滑块，并且两个第一滑块之间的两端还通过两个连接架固定连接。

作为一种多轴节能水刀切割设备的一种优选方案，y向移动机构包括两个第二滑台，两个第二滑台的两端也均呈竖直状态设有一个方形板，两个第二滑台分别沿着每个连接架的长度方向设置于相应连接架的顶部，两个第二滑台的两个方形板之间还分别设有一个第二导向杆和一个第二螺杆，第二螺杆还通过一个第二驱动电机转动，第二驱动电机固定设置于相应方形板的外端，并且第一螺杆和第一导向杆之间还滑动套设有一个第二滑块。

作为一种多轴节能水刀切割设备的一种优选方案，进水口接头设置于一个安装板上，安装板通过若干个螺栓固定设置于第二滑块的顶部，进水口接头的顶部还设有一个注水的注水管，第二滑块的顶部中心还贯通设有一个通孔，连接水管的一端穿过通孔与注水管之间连通，第二滑块的底部位于通孔的轴心线方向还固定设有一个紧固螺母，连接水管上通过一个锁紧件通过螺纹连接于紧固螺母上，并且连接水管位于锁紧件的底部还设有一个调节阀。

作为一种多轴节能水刀切割设备的一种优选方案，升降调节机构包括一个升降架和两个电动气杆，升降架设置于第二滑块的下方，两个电动气杆对称设置于升降架的两侧，升降架的顶部两端还均呈竖直状态向上设有一个插接杆，每个插接杆的顶端均穿过第二滑块向上伸出，并且每个插接杆的伸出端还均设有一个防止抽出的挡块，升降架的底部还固定设有一个防护壳，第二滑块的两侧壁分别向外延伸设有一个第一铰接部，防护壳的上半部两侧壁还分别向外延伸设有一个第二铰接部，并且每个电动气杆的非工作端分别铰接于每个第一铰接部上，每个电动气杆的工作端分别铰接于相应的第二铰接部上。

作为一种多轴节能水刀切割设备的一种优选方案，多轴调节组件包括一个旋转调节机构，旋转调节机构由一个旋转电机和一个转板组成，防护壳的底部固定设有一个机架，旋转电机呈竖直状态固定设置于机架的顶部，并且旋转电机位于防护壳内部，旋转电机的输出轴穿过机架向下伸出，旋转电机的输出端设有一个转盘，转盘的外侧固定于机架的底部还设有一个防脱盘，并且转盘的底部还设有一个空心柱，空心柱的四周分别设有一个卡口，转板的顶部通过四个卡扣卡接设置于相应的卡口内。

作为一种多轴节能水刀切割设备的一种优选方案，多轴调节组件还包括一个上下摆动调节机构，上下摆动调节机构设置于转板的底部，上下摆动调节机构由一个第一主动齿轮和一个第一从动齿轮组成，转板的底部一端竖直向下对称设有两个竖板，第一主动齿轮和第一从动齿轮从高到低依次能够转动的设置于两个竖板之间，第一主动齿轮还通过一个单轴电机驱动，第一主动齿轮和第一从动齿轮之间还相互啮合，第一从动齿轮的两侧还均向外设有一个摆动杆，两个摆动杆的向外端还设有一个支撑板，支撑板的顶部通过一个固定件固定设置于两个摆动杆的端部之间。

作为一种多轴节能水刀切割设备的一种优选方案，两个摆动杆的外侧壁还均向外设有一个凸杆，两个竖板的侧壁还均设有一个弧形槽，每个弧形槽均通过一个长板固定设置于相应竖板上，每个凸杆均能够转动的卡接于相应的弧形槽内，支撑板上还设有一个左右摆动调节机构，左右摆动调节机构由一个l形板和一个第二主动齿轮组成，l形板的一端通过若干个螺柱和相应的螺帽配合固定设置于支撑板的一侧，第二主动齿轮通过一个伺服电机驱动，伺服电机呈水平状态固定设置于l形板的顶部，转板的底部两端和l形板的顶部两端之间还均铰接设有一个用于稳定的拉杆。

作为一种多轴节能水刀切割设备的一种优选方案，l形板位于支撑板的一端还通过一个加强筋稳定，第二主动齿轮的下方还啮合设有一个第二从动齿轮，l形板位于第二从动齿轮的一端还设有一个延伸板，第二从动齿轮固定套设于一个转轴上，转轴的一端穿过延伸板设有一个圆盘，延伸板位于圆盘的一侧还设有一个半弧槽，并且圆盘转动设置于半弧槽上，转轴的自由端还竖直向下固定设有一个连接板，并且水刀头还安装于连接板上。

作为一种多轴节能水刀切割设备的一种优选方案，水刀头的输出端面向工作台设置，连接水管的自由端与水刀头之间连通，并且防护壳的侧壁和l形板的侧壁均设有一个用于支撑连接水管的支撑套板。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：操作人员通过水刀头对工件进行切割时，为了使水刀头能够对切割方位进行调节，因此，x向移动机构和y向移动机构能够对多轴调节组件进行xy向移动，水刀头也移动，升降调节机构用于调整水刀头对切割距离的把控，多轴调节组件用于调整水刀头对工件各个方位进行切割，使水刀头能够对切割复杂的工件，进水口接头通过注水后，水通过连接水管流通与水刀头内，最终，水刀头通过各个方位的调节对工件进行多方位切割，本发明解决了传统的水刀切割设备无多轴调节对复杂的工件进行切割的问题，提高了水刀头的切割效果，以及便于水刀头对复杂工件的切割。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为x向移动机构的立体结构示意图；

图3为y向移动机构的立体结构示意图；

图4为本发明的局部立体结构示意图；

图5为图4的正视图；

图6为升降调节机构的立体结构示意图；

图7为多轴调节组件的立体结构示意图；

图8为多轴调节组件的正视图；

图9为多轴调节组件的侧视图；

图10为旋转调节机构的剖视图。

图中标号为：工作台1、支架2、水刀头3、进水口接头4、连接水管5、第一滑台6、第一导向杆7、第一螺杆8、第一驱动电机9、第一滑块10、连接架11、第二滑台12、第二导向杆13、第二螺杆14、第二驱动电机15、第二滑块16、注水管17、紧固螺母18、锁紧件19、调节阀20、升降架21、电动气杆22、插接杆23、挡块24、防护壳25、第一铰接部26、第二铰接部27、旋转电机28、转板29、机架30、转盘31、防脱盘32、空心柱33、卡扣34、第一主动齿轮35、第一从动齿轮36、竖板37、单轴电机38、摆动杆39、支撑板40、凸杆41、弧形槽42、l形板43、第二主动齿轮44、伺服电机45、拉杆46、加强筋47、第二从动齿轮48、延伸板49、圆盘50、半弧槽51、连接板52、支撑套板53。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

参照图1至图10所示，一种多轴节能水刀切割设备，包括工作台1和支架2，还包括用于切割的水刀头3、用于xy轴移动的x向移动机构、y向移动机构、用于供水的进水口接头4、用于进水口接头4和水刀头3连通的连接水管5、用于水刀头3高度调节切割位置的升降调节机构和用于水刀头3调节切割方位的多轴调节组件，支架2设置于工作台1的上方，x向移动机构设置于支架2的顶部，y向移动机构设置于x向移动机构上，并且y向移动机构的移动方向垂直于x向移动机构的移动方向，进水口接头4设置于y向移动机构上，升降调节机构设置于y向移动机构的下方，多轴调节组件设置于升降调节机构的底部，水刀头3设置于多轴调节组件上，连接水管5的两端分别与进水口接头4和水刀头3之间连通。操作人员通过水刀头3对工件进行切割时，为了使水刀头3能够对切割方位进行调节，因此，x向移动机构和y向移动机构能够对多轴调节组件进行xy向移动，水刀头3也移动，升降调节机构用于调整水刀头3对切割距离的把控，多轴调节组件用于调整水刀头3对工件各个方位进行切割，使水刀头3能够对切割复杂的工件，进水口接头4通过注水后，水通过连接水管5流通与水刀头3内，最终，水刀头3通过各个方位的调节对工件进行多方位切割。

x向移动机构包括两个第一滑台6，两个第一滑台6的两端均呈竖直状态设有一个方形板，两个第一滑台6均沿着支架2的长度方向对称设置于支架2的顶部，两个第一滑台6的两个方形板之间还分别设有一个第一导向杆7和一个第一螺杆8，第一螺杆8还通过一个第一驱动电机9转动，第一驱动电机9固定设置于相应方形板的外端，两个第一滑台6的侧壁和支架2之间还均通过一个条形板固定，第一螺杆8和第一导向杆7上还均滑动套设有一个第一滑块10，并且两个第一滑块10之间的两端还通过两个连接架11固定连接。操作人员通过水刀头3对工件进行切割时，为了使水刀头3能够对切割方位进行调节，因此，x向移动机构和y向移动机构能够对多轴调节组件进行xy向移动，x向移动机构驱动时，第一驱动电机9驱动第一螺杆8转动，第一螺杆8上的第一滑块10随之滑动，由于两个第一滑块10之间通过两个连接架11连接，因此，两个第一滑块10随之在相应的第一滑台6上移动。

y向移动机构包括两个第二滑台12，两个第二滑台12的两端也均呈竖直状态设有一个方形板，两个第二滑台12分别沿着每个连接架11的长度方向设置于相应连接架11的顶部，两个第二滑台12的两个方形板之间还分别设有一个第二导向杆13和一个第二螺杆14，第二螺杆14还通过一个第二驱动电机15转动，第二驱动电机15固定设置于相应方形板的外端，并且第一螺杆8和第一导向杆7之间还滑动套设有一个第二滑块16。当两个第一滑块10移动时，y向移动机构也随之做x轴移动，y向移动机构驱动时，第二驱动电机15驱动第二螺杆14转动，第二滑块16随之在第二螺杆14和第二导向杆13上移动，水刀头3随之通过x向移动机构和y向移动机构做xy轴方位调节。

进水口接头4设置于一个安装板上，安装板通过若干个螺栓固定设置于第二滑块16的顶部，进水口接头4的顶部还设有一个注水的注水管17，第二滑块16的顶部中心还贯通设有一个通孔，连接水管5的一端穿过通孔与注水管17之间连通，第二滑块16的底部位于通孔的轴心线方向还固定设有一个紧固螺母18，连接水管5上通过一个锁紧件19通过螺纹连接于紧固螺母18上，并且连接水管5位于锁紧件19的底部还设有一个调节阀20。当操作人员通过注水管17注入进水口接头4后，水流入连接水管5内，调节阀20调节水的大小，便于调节水刀头3的切割。

升降调节机构包括一个升降架21和两个电动气杆22，升降架21设置于第二滑块16的下方，两个电动气杆22对称设置于升降架21的两侧，升降架21的顶部两端还均呈竖直状态向上设有一个插接杆23，每个插接杆23的顶端均穿过第二滑块16向上伸出，并且每个插接杆23的伸出端还均设有一个防止抽出的挡块24，升降架21的底部还固定设有一个防护壳25，第二滑块16的两侧壁分别向外延伸设有一个第一铰接部26，防护壳25的上半部两侧壁还分别向外延伸设有一个第二铰接部27，并且每个电动气杆22的非工作端分别铰接于每个第一铰接部26上，每个电动气杆22的工作端分别铰接于相应的第二铰接部27上。当升降调节机构调节水刀头3与工件之间的切割距离时，两个电动气杆22推动防护壳25，由于防护壳25的顶部通过两个插接杆23插接于第二滑块16上，因此，防护壳25随之做上下移动，水刀头3随之能够上下调节。

多轴调节组件包括一个旋转调节机构，旋转调节机构由一个旋转电机28和一个转板29组成，防护壳25的底部固定设有一个机架30，旋转电机28呈竖直状态固定设置于机架30的顶部，并且旋转电机28位于防护壳25内部，旋转电机28的输出轴穿过机架30向下伸出，旋转电机28的输出端设有一个转盘31，转盘31的外侧固定于机架30的底部还设有一个防脱盘32，并且转盘31的底部还设有一个空心柱33，空心柱33的四周分别设有一个卡口，转板29的顶部通过四个卡扣34卡接设置于相应的卡口内。当旋转调节机构调节水刀头3的切割方位时，旋转电机28驱动转盘31转动，由于转盘31外侧套设有一个防脱盘32，因此，转盘31转动更加稳定，转板29通过四个卡扣34与转盘31上的空心柱33内紧固连接，因此，转板29也随之转动，多轴调节组件也随着转板29的转动带动水刀头3调节方位。

多轴调节组件还包括一个上下摆动调节机构，上下摆动调节机构设置于转板29的底部，上下摆动调节机构由一个第一主动齿轮35和一个第一从动齿轮36组成，转板29的底部一端竖直向下对称设有两个竖板37，第一主动齿轮35和第一从动齿轮36从高到低依次能够转动的设置于两个竖板37之间，第一主动齿轮35还通过一个单轴电机38驱动，第一主动齿轮35和第一从动齿轮36之间还相互啮合，第一从动齿轮36的两侧还均向外设有一个摆动杆39，两个摆动杆39的向外端还设有一个支撑板40，支撑板40的顶部通过一个固定件固定设置于两个摆动杆39的端部之间。当上下摆动调节机构调节水刀头3的上下摆动方位时，单轴电机38驱动第一主动齿轮35转动，由于第一从动齿轮36与第一主动齿轮35之间相互啮合，因此，第一从动齿轮36随之带动两个摆动杆39转动，两个摆动杆39的转动带动支撑板40转动。

两个摆动杆39的外侧壁还均向外设有一个凸杆41，两个竖板37的侧壁还均设有一个弧形槽42，每个弧形槽42均通过一个长板固定设置于相应竖板37上，每个凸杆41均能够转动的卡接于相应的弧形槽42内，支撑板40上还设有一个左右摆动调节机构，左右摆动调节机构由一个l形板43和一个第二主动齿轮44组成，l形板43的一端通过若干个螺柱和相应的螺帽配合固定设置于支撑板40的一侧，第二主动齿轮44通过一个伺服电机45驱动，伺服电机45呈水平状态固定设置于l形板43的顶部，转板29的底部两端和l形板43的顶部两端之间还均铰接设有一个用于稳定的拉杆46。当两个摆动杆39摆动时，每个摆动杆39上的凸杆41均在相应的弧形槽42内摆动，防止两个摆动杆39的摆动幅度过大发生损坏，支撑板40随着两个摆动杆39摆动时，左右摆动调节机构也随着做摆动，两个拉杆46起到了l形板43和转板29之间的稳定作用，水刀头3也随之能够做上下摆动调节方位。

l形板43位于支撑板40的一端还通过一个加强筋47稳定，第二主动齿轮44的下方还啮合设有一个第二从动齿轮48，l形板43位于第二从动齿轮48的一端还设有一个延伸板49，第二从动齿轮48固定套设于一个转轴上，转轴的一端穿过延伸板49设有一个圆盘50，延伸板49位于圆盘50的一侧还设有一个半弧槽51，并且圆盘50转动设置于半弧槽51上，转轴的自由端还竖直向下固定设有一个连接板52，并且水刀头3还安装于连接板52上。当左右摆动调节机构驱动时，伺服电机45驱动第二主动齿轮44转动，由于第二从动齿轮48与第二主动齿轮44之间相互啮合，因此，第二从动齿轮48随之转动，又由于第二从动齿轮48的转动方向垂直于第一从动齿轮36的转动方向，因此，第二从动齿轮48随之带动连接板52做左右摆动。

水刀头3的输出端面向工作台1设置，连接水管5的自由端与水刀头3之间连通，并且防护壳25的侧壁和l形板43的侧壁均设有一个用于支撑连接水管5的支撑套板53。当连接板52做左右摆动时，水刀头3随着连接板52进行摆动调节方位，最终，水刀头3通过x向移动机构、y向移动机构、升降调节机构和多轴调节组件进行了多方位的切割调节，便于水刀头3能够对复杂工件的切割。

本发明的工作原理：

本设备/装置/方法通过以下步骤实现本发明的功能，进而解决了本发明提出的技术问题：

步骤一、操作人员通过水刀头3对工件进行切割时，为了使水刀头3能够对切割方位进行调节，因此，x向移动机构和y向移动机构能够对多轴调节组件进行xy向移动，x向移动机构驱动时，第一驱动电机9驱动第一螺杆8转动，第一螺杆8上的第一滑块10随之滑动，由于两个第一滑块10之间通过两个连接架11连接，因此，两个第一滑块10随之在相应的第一滑台6上移动，两个第一滑块10移动时，y向移动机构也随之做x轴移动，y向移动机构驱动时，第二驱动电机15驱动第二螺杆14转动，第二滑块16随之在第二螺杆14和第二导向杆13上移动，水刀头3随之通过x向移动机构和y向移动机构做xy轴方位调节。

步骤二、当操作人员通过注水管17注入进水口接头4后，水流入连接水管5内，调节阀20调节水的大小，便于调节水刀头3的切割，升降调节机构调节水刀头3与工件之间的切割距离时，两个电动气杆22推动防护壳25，由于防护壳25的顶部通过两个插接杆23插接于第二滑块16上，因此，防护壳25随之做上下移动，水刀头3随之能够上下调节，旋转调节机构调节水刀头3的切割方位时，旋转电机28驱动转盘31转动，由于转盘31外侧套设有一个防脱盘32，因此，转盘31转动更加稳定，转板29通过四个卡扣34与转盘31上的空心柱33内紧固连接，因此，转板29也随之转动，多轴调节组件也随着转板29的转动带动水刀头3调节方位。

步骤三、当上下摆动调节机构调节水刀头3的上下摆动方位时，单轴电机38驱动第一主动齿轮35转动，由于第一从动齿轮36与第一主动齿轮35之间相互啮合，因此，第一从动齿轮36随之带动两个摆动杆39转动，两个摆动杆39的转动带动支撑板40转动，两个摆动杆39摆动时，每个摆动杆39上的凸杆41均在相应的弧形槽42内摆动，防止两个摆动杆39的摆动幅度过大发生损坏，支撑板40随着两个摆动杆39摆动时，左右摆动调节机构也随着做摆动，两个拉杆46起到了l形板43和转板29之间的稳定作用，水刀头3也随之能够做上下摆动调节方位。

步骤四、当左右摆动调节机构驱动时，伺服电机45驱动第二主动齿轮44转动，由于第二从动齿轮48与第二主动齿轮44之间相互啮合，因此，第二从动齿轮48随之转动，又由于第二从动齿轮48的转动方向垂直于第一从动齿轮36的转动方向，因此，第二从动齿轮48随之带动连接板52做左右摆动，连接板52做左右摆动时，水刀头3随着连接板52进行摆动调节方位，最终，水刀头3通过x向移动机构、y向移动机构、升降调节机构和多轴调节组件进行了多方位的切割调节，便于水刀头3能够对复杂工件的切割。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。