一种高压水射流切割装置及控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明高压水射流领域。更具体地说，本发明设及高压水射流切割装置及控制方 法。
【背景技术】
[0002] 高压磨料水射流切割，也称为水刀，是利用水射流技术和高速磨削技术发展起来 的一项新技术。其原理是：将水加压，使水有了巨大的压力能，送至孔径很小的喷嘴中，W 两倍于音速的高速度喷出，形成对可W穿透化纤、木材、皮革、橡胶等的切割作用，在高速水 流中混合一定比例的磨料，则可W穿透几乎所有坚硬材料如陶瓷、石材、玻璃、金属、合金等 运个切割作用由=种力完成：固体磨料的冲蚀作用、带磨料的水对工件的剪切作用、磨料对 工件表面的微加工作用。在二维数控加工平台的引导下，在材料的任意位置开始加工或结 束加工，按设定的轨迹W适当的速度移动，实现任意图形的平面切割加工。
【发明内容】
[0003] 本发明的一个目的是提供一种高压水射流切割装置，根据切割材料的厚度、硬度 等特性，保证穿透切割材料的情况下，将自动控制水射流的压力为最小压力，节约能源。
[0004] 本发明还有一个目的是提供一种高压水射流切割装置，能够将砂料与水均匀混 合，保证切割的均匀性。 阳〇化]为了实现根据本发明的运些目的和其它优点，提供了一种高压水射流切割装置， 包括：
[0006] 移动机构，其上龙口架结构能够沿第一滑槽在Y轴方向移动；其中，龙口架的横梁 上安装有第二滑槽，第二移动滑块可沿第二滑槽在X轴方向移动；
[0007] 切割机构，包括高压水累、储料罐及喷嘴；
[0008] 喷嘴，其与第二移动滑块固定连接，所述喷嘴通过管道与水累连接；
[0009] 储料罐，其上设置有水和砂料添加通路，所述储料罐通过管道与水累连接；
[0010] 高压水累，其能够提供80~400MPa水压，所述水累通过管道分别与喷嘴和储料罐 连接；
[0011] 机架，其内容置空间安装有水槽，所述机架的上表面承载移动机构；
[0012] 控制器，其与移动机构、切割机构连接，所述控制器控制龙口架沿X、Y轴移动并控 制水累的水压和开启。
[0013] 优选的是，其中所述喷嘴采用硬质合金、蓝宝石或红宝石材质。
[0014] 优选的是，其中所述喷嘴的内径在0. 1~0. 35mm之间。
[0015] 优选的是，其中所述储料罐顶部安装揽拌奖。
[0016] 优选的是，其中所述机架长度与龙口架的第一滑轨长度相匹配，其宽度与龙口架 第二滑轨长度相匹配。
[0017] 优选的是，其中所述喷嘴与水累连接的管道为高压软管。
[001引本发明还提供一种高压水射流切割装置的控制方法，包括W下步骤：
[0019] 步骤一：将切割材料的厚度a、硬度H、砂料粒径d通过输入界面输入控制器；
[0020] 步骤二：控制器根据材料的厚度a调整砂料与水的质量比mym;
[OOW 步骤二：控制器根据利用如下公式计算水压力P:
[0023] 其中，P为喷嘴喷出的水压力，单位为MPa;d为砂料的粒径，单位为mm;a为切割材 料的厚度，单位为mm;H为切割材料的洛氏硬度；mym为砂料与水的质量比，m,为砂料的质 量，m为水的质量，单位为kg;A为常数，其取值为1. 233MPa;
[0024] 步骤=:根据砂料的粒径d选择喷嘴的内径；
[00巧]步骤四：开启水累，控制器控制水累的输出的水压P，并开启揽拌奖揽拌将砂料与 水混合均匀后开始切割；
[00%] 步骤五：控制器控制喷嘴根据切割材料的形状沿X、Y轴移动进行切割。
[0027] 优选的是，其中所述喷嘴的内径为粒径d的2-5倍。
[0028] 优选的是，其中所述喷嘴的内径为粒径d的3倍。
[0029] 本发明至少包括W下有益效果：1、高压水射流切割装置根据切割材料的厚度、硬 度等特性，保证穿透切割材料的情况下，将自动控制水射流的压力为最小压力，节约能源。 2、通过揽拌奖将砂料与水均匀混合，保证切割的均匀性。3、切割喷头可沿二维方向自由移 动，可很好的沿平面切割材料。
[0030] 本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本 发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
【附图说明】
[0031] 图1是本发明的一种高压水射流切割装置的结构示意图.
[0032] 图2是本发明的储水箱的揽拌奖的结构图。
【具体实施方式】
[0033] 下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，W令本领域技术人员参照说明书文 字能够据W实施。
[0034] 应当理解，本文所使用的诸如"具有"、"包含"W及"包括"术语并不配出一个或多 个其它元件或其组合的存在或添加。
[0035] 如图1所示，一种高压水射流切割装置包括机架110、移动机构、切割机构和控制 器 140。
[0036] 机架110包括滚柱111和水槽112,机架110为长方体架构，其内部容置空间安装 水槽112,水槽的左、右侧面靠近上表面安装滚柱111，滚柱111用于承载切割材料。其中， 机架110的长度方向定义为Y轴方向，机架的宽度方向定义为X轴方向。
[0037] 移动机构包括龙口架横梁121、龙口架基座122、第一滑槽123、第一移动滑块124、 第一电机125、第二滑槽126、第二移动滑块127、第二电机128。
[0038] 龙口架横梁121为长方体金属材质，其与机架110的宽边平行设置，并且其长度与 机架110的宽边长度相匹配；龙口架横梁121的前面与第二滑槽126固定连接。
[0039] 龙口架基座122,其安装在龙口架横梁121长度方向的两边，起到龙口架横梁121 的作用；龙口架基座122的底面与第一移动滑块124连接。
[0040] 第一滑槽123为凹字形滑槽，其长度与机架110的长度相同，其底面为平面，上部 有两个相互平行的突出部，两个突出部中间为一定宽度的凹陷部；第一滑槽123的底面与 机架110上表面固定连接，即固定安装在机架110上表面的长度方向的两侧，与Y轴平行。
[0041] 第一移动滑块124底面为平面，上表面安装有两条相互平行的凹字形滑槽，滑槽 的凹陷部宽度与第一滑槽123的突出部相匹配。第一移动滑块124的两个凹字形滑槽分别 于第一滑槽123的两个突出部相配合，实现第一移动滑块124沿第一滑槽123的长度方向 滑动，第一移动滑块124底面与龙口架基座122底面固定连接。
[0042] 第一电机125安装在第一移动滑块124侧面，能够驱动第一移动滑块124沿第一 滑槽123滑动。第一电机125带动第一移动滑块124沿第一滑槽123在Y轴方向上滑动。
[0043] 两套由第一滑槽123与第一移动滑块124和第一电机125连接构成的滑动部分别 对称安装在机架110上表面，第一电机125驱动第一移动滑块124沿第一滑槽123在Y轴 方向上滑动，即带动与第一移动滑块124相连接的龙口架基座122移动，从而带动与龙口架 基座122连接的龙口架横梁121沿Y轴方向移动。
[0044] 第二滑槽126为凹字形滑槽，其长度与横梁的长度相同，其底面为平面，上部有两 个相互平行的突出部，两个突出部中间为一定宽度的凹陷部；第二滑槽126的底面固定在 龙口架横梁121的前侧面。
[0045] 第二移动滑块127底面为平面，上表面安装有两条相互平行的凹字形滑槽，滑槽 的凹陷部宽度与第二滑槽的突出部相匹配。第二移动滑块127的两个凹字形滑槽分别于第 二滑槽126的两个突出部相契合，能够实现第二移动滑块127沿第二滑槽126的长度方向 滑动，即第二移动滑块127沿X轴方向移动。
[0046] 第二电机128安装在第二移动滑块127的侧面，能够驱动第二移动滑块127沿第 二滑槽126滑动。第