五轴水刀的机头总成的制作方法

本实用新型属于石材加工机械设备技术领域，具体涉及一种利用超高压水射流进行冷态切割的五轴水刀的机头总成。

背景技术：

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，因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，因此被广泛运用于各类金属或非金属材料切割加工中，尤其被广泛应用到在陶瓷、瓷砖等材料表面进行拼花。

瓷砖的拼花是由多种图形组成的，在一些精细曲线的加工上，传统的带锯、线锯、手工已经很难完成较复杂的图案，即使加工出，曲线之间的吻合度也差，而五轴水刀作为高压磨料水射流切割机的一种，利用高压磨料水射流切割技术加工石材异型件，可以很好地解决这类难题。但如何精确地实现从任意角度对石材进行加工，主要取决于五轴水刀的机头总成结构是否设计合理。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种结构设计合理、定位精度高的五轴水刀的机头总成。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：五轴水刀的机头总成，包括升降装置和连接在升降装置上的Z轴导板，该升降装置包括底部挡板、刀架座、第一电机、梅花联轴器和滚珠丝杆螺母副，底部挡板设置在刀架座下端，第一电机设置在刀架座上端，第一电机的驱动轴贯穿刀架座上端与梅花联轴器相连，梅花联轴器下端连接可上下直线往复运动的滚珠丝杆螺母副，该滚珠丝杆螺母副由固定在刀架座上的上支撑座和下支撑座支撑；Z轴导板下端贯穿并延伸到底部挡板下方，Z轴导板上端固定在滚珠丝杆螺母副上，Z轴导板可随滚珠丝杆螺母副上下直线往复运动，刀架座正面设有纵向的导轨，Z轴导板背面固定有至少一对卡合在该导轨上的滑块。

在本实用新型五轴水刀的机头总成中，进一步的，滚珠丝杆螺母副包括滚珠丝杆、以及套装在滚珠丝杆上可上下直线往复运动的丝杆螺母座。

在本实用新型五轴水刀的机头总成中，进一步的，该机头总成还包括A轴L板和B轴转板， A轴L板设置在Z轴导板下端并相对于Z轴导板左右转动， B轴转板垂直设置在A轴L板上并相对于Z轴导板前后转动；A轴L板后端设有驱动A轴L板转动的第二电机，第二电机和A轴L板之间设有第一传动减速器；B轴转板的后端设有驱动B轴转板转动的第三电机，第三电机和B轴转板之间设有第二传动减速器。

在本实用新型五轴水刀的机头总成中，进一步的，为了方便将A轴L板套装在Z轴导板下方，Z轴导板下方设有第二通孔，Z轴导板上位于第二通孔的上方设有第一限位槽，第一限位槽内设有贯穿Z轴导板的第一安装孔，第一限位槽内设有第一位置感应器。

A轴L板包括相互垂直设置的第一固定板和第二固定板，第一固定板背面中心设有与第二通孔同轴的第一沉孔，第一固定板背面与第一限位槽对应处设有第一腰形孔，第一固定板正面围绕第一沉孔的轴心均匀设有多个第一固定孔；第二固定板正面设有用于套装B轴转板的第三通孔，第三通孔下方设有第二限位槽，第二限位槽内设有贯穿第二固定板的第二安装孔，第二限位槽内设有第二位置感应器。

B轴转板背面中心设有与第三通孔同轴的第二沉孔， B轴转板背面与第二限位槽对应处设有第二腰形孔；B轴转板正面围绕第二沉孔的轴心均匀设有多个第二固定孔。

在本实用新型五轴水刀的机头总成中，进一步的，第一位置感应器和第二位置感应器为接近式位置感应器，相对于Z轴导板左右转动的A轴L板的转动角度通过第一位置感应器感应第一腰形孔的位置来控制，相对于Z轴导板前后转动的B轴转板的转动角度则通过第二位置感应器感应第二腰形孔的位置来控制。

在本实用新型五轴水刀的机头总成中，进一步的，该机头总成还包括水刀刀头，该水刀刀头通过连接杆固定块固定在B轴转板正面。

在本实用新型五轴水刀的机头总成中，优选的，第一电机、第二电机和第三电机均为伺服电机。

在本实用新型五轴水刀的机头总成中，优选的，第一固定板和第二固定板为一体结构。

本实用新型的有益效果是：本实用新型五轴水刀的机头总成结构简单、设计合理且定位精度高，Z轴导板可随滚珠丝杆螺母副实现上下升降，A轴L板可相对于Z轴导板左右转动，B轴转板可相对于Z轴导板前后转动。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型中的技术方案，下面对实施例描述中所使用的附图及附图标记做简单介绍。

图1为本实用新型实施例机头总成的结构示意图；

图2为在图1中加装了水刀刀头后的左视结构示意图；

图3为本实用新型实施例中刀架座的结构示意图；

图4为图3的左视结构示意图；

图5为图3的俯视结构示意图

图6为本实用新型实施例中Z轴导板的结构示意图；

图7为本实用新型实施例中A轴L板的结构示意图；

图8为图7的A-A剖视结构示意图；

图9为图7的后视结构示意图；

图10为图9的仰视结构示意图；

图11为图8的俯视结构示意图；

图12为本实用新型实施例中B轴转板的结构示意图；

图13为图12的后视结构示意图；

图14为图12中B-B剖视结构示意图。

附图标记说明：1-升降装置、2-Z轴导板、3-底部挡板、4-刀架座、5-第一电机、6-梅花联轴器、7-滚珠丝杆螺母副、8-第一通孔、9-上支撑座、10-下支撑座、11-滚珠丝杆、12-丝杆螺母座、13-导轨、14-滑块、15-第二通孔、16-A轴L板、17-第二电机、18-第一传动减速器、19-B轴转板、20-第三电机、21-第二传动减速器、22-连接杆固定块、23-水刀刀头、24-胶皮、25-胶皮压板、26-电机护罩、27-刀架座后板、28-第一限位槽、29-第一安装孔、30-第一固定板、31-第二固定板、32-第一沉孔、33-第一腰形孔、34-第一固定孔、35-第三通孔、36-第二限位槽、37-第二安装孔、38-第二沉孔、39-第二腰形孔、40-第二固定孔、41-第一位置感应器、42-第二位置感应器。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

参见附图，本实用新型实施例五轴水刀的机头总成，包括升降装置1，该升降装置1包括底部挡板3、刀架座4、第一电机5、梅花联轴器6和滚珠丝杆螺母副7，其中，滚珠丝杆螺母副7包括滚珠丝杆11、以及套装在滚珠丝杆11上可上下直线运动的丝杆螺母座12。底部挡板3固定在刀架座4下端，第一电机5设置在刀架座4上端，刀架座4上端具有第一通孔8，第一电机5的驱动轴通过该第一通孔8与梅花联轴器6相连，梅花联轴器6下端连接滚珠丝杆11的上端，滚珠丝杆11的下端通过固定在刀架座4上的下支撑座10支撑，滚珠丝杆11上部由固定在刀架座4上的上支撑座9支撑，上支撑座9和下支撑座10内均设有轴承。

Z轴导板2固定在丝杆螺母座12上，Z轴导板2的下端则贯穿并延伸到底部挡板3下方。刀架座3背面设有刀架座后板27，刀架座3正面设有两条纵向的导轨13，Z轴导板2背面固定有两对滑块14，滑块14卡合在导轨13上。在底部挡板3上，贯穿Z轴导板2处设有胶皮24，该胶皮由胶皮压板25固定在底部挡板3上。

当第一电机5运行时，连接在第一电机5下方的梅花联轴器6带动滚珠丝杆11转动，套装滚珠丝杆11上的丝杆螺母座12上下直线往复运动，同时，固定在丝杆螺母座12上的Z轴导板2则沿导轨13上下升降。

在本实用新型实施例五轴水刀的机头总成中，贯穿并延伸到底部挡板3下方的Z轴导板2上设有A轴L板16和B轴转板19。A轴L板16相对于Z轴导板2可实现左右转动，驱动该A轴L板16转动的第二电机17设置在A轴L板16背面，第二电机17和A轴L板16之间设有第一传动减速器18；B轴转板19可相对于Z轴导板2实现前后转动，B轴转板19的背面设有驱动该B轴转板19转动的第三电机20，第三电机20和B轴转板19之间设有第二传动减速器21。B轴转板19正面设有连接杆固定块22，该连接杆固定块22上固定有水刀刀头23。

在本实用新型实施例五轴水刀的机头总成中，具体的，Z轴导板2上开设有第二通孔15，Z轴导板2上位于第二通孔15的上方设有第一限位槽28，该第一限位槽28内设有贯穿Z轴导板2的第一安装孔29，第一限位槽28内设有第一位置感应器41。

A轴L板16包括相互垂直设置且呈一体结构的第一固定板30和第二固定板31，第一固定板30背面中心设有与第二通孔15同轴的第一沉孔32，第一固定板31背面上与第一限位槽28对应处设有第一腰形孔33，第一固定板30正面围绕第一沉孔32的轴心均匀设有多个第一固定孔34；第二固定板31正面设有用于套装B轴转板19的第三通孔35，第三通孔35下方设有第二限位槽36，第二限位槽36内设有贯穿第二固定板31的第二安装孔37，第二限位槽36内设有第二位置感应器42。

B轴转板19背面中心设有与第三通孔35同轴的第二沉孔38，B轴转板19背面上与第二限位槽36对应处设有第二腰形孔39；B轴转板19正面围绕第二沉孔32的轴心均匀设有多个第二固定孔40。

组装A轴L板16时，将A轴L板16的第一固定板30背面贴紧Z轴导板2，使第一沉孔32和第二通孔15保持同轴，同时使第一腰形孔33与第一限位槽28对应，将第一传动减速器18通过第二通孔15从Z轴导板2背面套装在A轴L板16的第一固定板30背面，通过第一沉孔32以及第一固定孔34将第一传动减速器18固定在第一固定板30背面；另外，通过第一安装孔29在第一限位槽28内设置第一位置感应器41，通过第一位置感应器41感应第一腰形孔33的位置来控制A轴L板26相对于Z轴导板2左右旋转的角度。

组装B轴转板19时，将B轴转板19背面贴紧A轴L板16的第二固定板31正面，使第二沉孔38和第三通孔35保持同轴，同时使第二腰形孔39与第二限位槽36对应，将第二传动减速器21通过第三通孔35从A轴L板16的第二固定板31背面套装在B轴转板19背面，通过第二沉孔38以及第二固定孔40将第二传动减速器21固定在B轴转板19背面；另外，通过第二安装孔37在第二限位槽36内设置第二位置感应器42，通过第二位置感应器42感应第二腰形孔39的位置来控制B轴转板19相对于Z轴导板2前后旋转的角度。

在本实用新型实施例五轴水刀的机头总成中，为了精确控制Z轴导板2、A轴L板16以及B轴转板19的移动位移，第一位置感应器41和第二位置感应器42均为接近式位置感应器，第一电机5、第二电机17和第三电机20均为伺服电机,且第一电机5、第二电机17和第三电机20上均设有电机护罩26。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。