一种高压水射流水枪多自由度喷射切割装置的制作方法

1.本发明涉及水射流水枪技术领域，具体为一种高压水射流水枪多自由度喷射切割装置。


背景技术：

2.水射流：一束从小口径孔中射出的高速水射流作用在材料上，可使用其所具有的足够能量进行材料清洗、剥层、切割，液体的这种性能激励着各国研究人员去开拓“用水作业”的新方式，将水射流的动能变成去除材料的机械能。水射流是由喷嘴流出形成的不同形状的高速水流束，射流的流速取决于喷嘴出口截面前后的压力降。水射流是能量转变与应用的最简单的一种形式。通常，动力驱动泵通过对水完成一个吸、排过程，将一定量的水泵送到高压管路，使其以一定能量到达喷嘴。而喷嘴的孔径要求比高压管路直径小得多，因此到达喷嘴的这一一定量的水要想流出喷嘴孔，必须加速。这样，经过喷嘴孔加速凝聚的水就形成了射流。喷出的射流打击在靶件（工件）表面上就称为射流作业。射流一旦离开喷嘴，它的凝聚段不会太长。对此，射流的速度尤为重要。水经过泵送获得了压力，压力首先驱动水自泵至喷嘴，又使其以给定的速度通过喷嘴。在此期间，水流与管壁的摩擦形成了主要的压力损失，同时水流也因经过不同形状的流道以其湍流形成压力损失。当射流到达靶件时，射流以其速度形成的能量转变成冲击压力作用在欲工作的表面上。业已发现，打击在靶件上的射流流量和流速对这种转变效应非常重要，它们决定了到达靶件的射流功率和射流的作业效率，而泵控制着射流的流量，喷嘴出口截面面积控制着射流流速。当然，自喷嘴至靶件的距离，也就是靶距，以及喷嘴与靶件的相对位移速度，也是影响射流作业的重要参数。
3.在中国cn202022239927.4一种用于装载车的水射流喷管固定架中提供了一种水射流装置，具体如下：该实用新型涉及高压水射流技术领域，具体涉及一种用于装载车的水射流喷管固定架，包括固定机构，所述固定机构安装于装载车本体的前端，所述固定机构包括固定板，所述固定板为匚型板状结构，所述固定板一侧的底部固连有电机二。该实用新型中，通过在螺杆的外侧设置有两个移动块，并通过启动电机二，利用电机二带动螺杆进行转动，从而使得内螺纹管进行移动，进而使得移动块进行移动，而移动块移动带动连接板和矩形板进行移动，从而使得存储盒、连接管和喷射嘴进行移动，再通过启动电机一，利用电机一带动转动杆进行转动，从而使得匚型板进行转动，进而调整喷射嘴的喷射角度，且该用于装载车的水射流喷管固定架使用更加简单便捷。
4.但是，在现有技术中存在一下技术问题：现有技术的水射流刀头不能实现多自由度的切割操作，刀头的转动范围有限，进而使得水射流装置的切割范围及其有限；现有技术的水射流切割装置不能实现万向移动的效果，进而使得水射流装置的切割范围有限，不能在较大的范围内对机械零件进行切割。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种高压水射流水枪多自由度喷射切割装置，以解决上述
背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高压水射流水枪多自由度喷射切割装置，包括框架，还包括：主体装置，主体装置安装在框架的一侧；万向驱动装置，万向驱动装置安装在主体装置的内部；多自由度切割装置，多自由度切割装置包括安装在万向驱动装置一侧的上挡板，上挡板的一侧安装有保护罩，保护罩的内部安装有电机，电机的输出端安装有u型架，u型架的两侧端面设置有圆轴孔，圆轴孔的内部转动安装有转轴，转轴的中间固定有转动环，转动环的外侧转动安装有第一c型架，第一c型架的另一端转动安装有第二c型架，第二c型架的尾部安装有转子，上挡板的一侧安装有后挡板，转子与后挡板相互固定连接，第一c型架的外侧安装有刀头，刀头的一侧导通安装有上水管；控制装置，控制装置安装在主体装置的一侧。
7.进一步的技术方案，主体装置包括开设在框架周边的上滑槽和下滑槽，框架的底部固定有支架。
8.进一步的技术方案，万向驱动装置包括插接安装在上滑槽内部的纵向滑杆，下滑槽的内部插接有横向滑杆，纵向滑杆与横向滑杆的中间部位插接有转接滑块，转接滑块的形状为t型，横向滑杆的两端安装有横向限位块，纵向滑杆的两端安装有纵向限位块。
9.进一步的技术方案，万向驱动装置还包括固定在框架侧边的驱动，驱动的输出端安装有丝杆，框架的另一侧安装有轴承座，丝杆转动安装在轴承座的内部，轴承座的内部转动安装有轴承。
10.进一步的技术方案，控制装置包括固定在支架一侧的横杆，横杆的表面固定有基座，基座的表面固定有plc控制器，plc控制器的表面设置有控制按钮，plc控制器与电机、转子和驱动之间相互通过导线连接。
11.进一步的技术方案，第一c型架的一侧固定有上板，第一c型架的另一端设置有下板，第一c型架与第二c型架接触的部位开设有轴孔，轴孔的内部转动安装有转动轴。
12.进一步的技术方案，丝杆分布在框架的两侧，丝杆分别插接在横向限位块和纵向限位块的内部，横向限位块和纵向限位块的内部设置有与丝杆相互配合的内螺纹。
13.进一步的技术方案，上滑槽和下滑槽分布在框架的四边表面，上滑槽始终至于下滑槽上方。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本装置针对现有技术中存在的技术缺陷，提出了相应的解决方案：本装置在框架的周边设置了上滑槽和下滑槽装置，并在上滑槽和下滑槽的内部滑动安装纵向滑杆和横向滑杆；为了控制纵向滑杆和横向滑杆的移动，通过在框架的侧边安装驱动，通过驱动控制丝杆转动，而丝杆转动又能带动丝杆上的横向限位块和纵向限位块前进或者后退，这两者在移动的过程中会带动滑杆表面的转接滑块做万向移动，进而实现了多自由度切割装置可以实现万向移动。本装置解决了背景技术中刀头切割范围较小的问题。
15.为了实现刀头的多自由度转动，我们设置了多自由度切割装置：通过电机控制u型架进行横向转动，进而可以带动刀头进行横向方向上的转动；通过转子带动第二c型架转动，而第二c型架可以带动第一c型架在纵向方向上摆动，第一c型架安装在转动环表面因此
可以实现转动环的纵向翻转运动；转动环的横向转动与纵向翻转运动二者结合就可以实现刀头的多自由度转动的效果，进而优化了背景技术中刀头转动角度受限的问题。
附图说明
16.图1为本发明结构示意图；图2为本发明中多自由度切割装置的局部示意图；图3为本发明的俯视图；图4为本发明的后视图；图5为本发明中万向驱动装置的局部示意图1；图6为本发明中万向驱动装置的局部示意图2；图7为本发明中c型架的结构示意图。
17.图中：1框架、2万向驱动装置、3多自由度切割装置、4上滑槽、5下滑槽、6支架、7控制装置、8上挡板、9保护罩、10电机、11u型架、12转轴、13转动环、14第一c型架、15刀头、16上水管、17第二c型架、18转子、19后挡板、21转接滑块、22纵向滑杆、23横向滑杆、24横向限位块、25横杆、26基座、27plc控制器、28驱动、29丝杆、30轴承座、31控制按钮、32轴承、33上板、34下板、35轴孔、36转动轴、37纵向限位块。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.实施例1：请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种高压水射流水枪多自由度喷射切割装置，包括框架1，还包括：主体装置，主体装置是本装置用于安装其余零件的主体部位；主体装置安装在框架1的一侧；万向驱动装置2，万向驱动装置2用于驱动刀头做万向移动；万向驱动装置安装在主体装置的内部；多自由度切割装置3，多自由度切割装置3包括安装在万向驱动装置一侧的上挡板8，上挡板8和后面陈述的后挡板19的作用一致，均为阻挡加工时内的水流冲击；上挡板8的一侧安装有保护罩9，保护罩9的内部安装有电机10，保护罩9用于对电机10进行保护；电机10的输出端安装有u型架11，电机10可以控制u型架11做水平方向上的转动；u型架11的两侧端面设置有圆轴孔，圆轴孔的内部转动安装有转轴12，转轴12的中间固定有转动环13，转动环13通过转轴12在u型架11内部转动；转动环13的外侧转动安装有第一c型架14，第一c型架14可以拨动转动环13在径向位置翻转；第一c型架14的另一端转动安装有第二c型架17，第二c型架17可以带动第一c型架14转动；第二c型架17的尾部安装有转子18，转子18可以带动第一c型架14转动；上挡板8的一侧安装有后挡板19，转子18与后挡板19相互固定连接，第一c型架14的外侧安装有刀头15，本处的刀头15即为水射流切割刀头；刀头15的一侧导通安装
有上水管16，上水管16用于对刀头15进行供水；控制装置7，控制装置7用于控制本装置的所有电动原件的运动；控制装置7安装在主体装置的一侧。
20.实施例2：请参阅图1-7，主体装置1包括开设在框架1周边的上滑槽4和下滑槽5，上滑槽4和下滑槽5分别用于安装纵向滑杆22和横向滑杆23；框架1的底部固定有支架6。
21.万向驱动装置2包括插接安装在上滑槽4内部的纵向滑杆22，下滑槽5的内部插接有横向滑杆23，纵向滑杆22与横向滑杆23的中间部位插接有转接滑块21，纵向滑杆22和横向滑杆23之间相互配合，实现转接滑块21的万向移动效果；转接滑块21的形状为t型，目的是使得上下滑杆分别插接在不同的部位，避免二者之间相互干涉；横向滑杆23的两端安装有横向限位块24，纵向滑杆22的两端安装有纵向限位块37，限位块的作用是对滑杆的位置进行限位，并驱动滑杆进行运动。
22.万向驱动装置2还包括固定在框架1侧边的驱动28，驱动28的输出端安装有丝杆29，驱动28可以控制丝杆29进行转动；框架1的另一侧安装有轴承座30，丝杆29转动安装在轴承座30的内部，轴承座30的内部转动安装有轴承32，丝杆29插接在轴承32的内部，并在轴承32的内部转动。
23.控制装置7包括固定在支架6一侧的横杆25，横杆25的表面固定有基座26，基座26的表面固定有plc控制器27，plc控制其27用于控制所有带电元件的运动，进而实现了本装置的自动化控制：plc控制器27的表面设置有控制按钮31，plc控制器27与电机10、转子18和驱动28之间相互通过导线连接。
24.第一c型架14的一侧固定有上板33，第一c型架14的另一端设置有下板34，上板33和下板34是第一、二c型架相互连接的部位；第一c型架14与第二c型架17接触的部位开设有轴孔35，轴孔35的内部转动安装有转动轴36，转动轴36可以保证第一、二c型架之间的相对转动。
25.丝杆29分布在框架1的两侧，丝杆29分别插接在横向限位块24和纵向限位块37的内部，横向限位块24和纵向限位块37的内部设置有与丝杆29相互配合的内螺纹，用于与丝杆29相互配合，丝杆29在转动的过程中可以驱动限位块进行前进或者后退的动作。
26.上滑槽4和下滑槽5分布在框架1的四边表面，上滑槽4始终至于下滑槽5上方，目的的使得上下滑杆可以相互错开并分别插接在自己的滑槽内部。
27.实施例3结合本技术附图1至7，当装置正常使用时，本装置针对现有技术中存在的技术缺陷，提出了相应的解决方案：本装置在框架1的周边设置了上滑槽4和下滑槽5装置，并在上滑槽4和下滑槽5的内部滑动安装纵向滑杆22和横向滑杆23；为了控制纵向滑杆22和横向滑杆23的移动，通过在框架1的侧边安装驱动28，通过驱动28控制丝杆29转动，而丝杆29转动又能带动丝杆29上的横向限位块24和纵向限位块37前进或者后退，这两者在移动的过程中会带动滑杆表面的转接滑块21做万向移动，进而实现了多自由度切割装置3可以实现万向移动。本装置解决了背景技术中刀头切割范围较小的问题。
28.为了实现刀头的多自由度转动，我们设置了多自由度切割装置3：通过电机10控制u型架11进行横向转动，进而可以带动刀头15进行横向方向上的转动；通过转子18带动第二
c型架17转动，而第二c型架17可以带动第一c型架14在纵向方向上摆动，第一c型架14安装在转动环13表面因此可以实现转动环13的纵向翻转运动；转动环13的横向转动与纵向翻转运动二者结合就可以实现刀头15的多自由度转动的效果，进而优化了背景技术中刀头转动角度受限的问题。
29.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。