水切割头间隔式自动探高装置制造方法
【专利摘要】一种水切割头间隔式自动探高装置，其特征是它包括拉绳位移传感器（2）和探测环（7），砂喷嘴（22）套装在探测环（7）中，探测环（7）套装在探杆（8）的内孔中；探杆（8）与固定套（9）连接；固定套（9）套装定位在花键轴（13）上；花键轴（13）套装在花键套（12）中，花键套（12）套装在导套（11）中；导套（11）固定在气缸（15）的下端；连接轴（4）与花键轴（13）的上端连接；弹簧（14）套装在气缸（15）中；连接轴（4）的上部通过双头螺母（3）和拉绳位移传感器（2）的固定连接。本实用新型结构简单，工作安全可靠，有利于提高切割效率。
【专利说明】水切割头间隔式自动探高装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种水切割设备，尤其是一种在复杂表面切割时确定喷砂嘴与表面距离的探高装置，具体地说是一种水切割头间隔式自动探高装置。
【背景技术】
[0002]众所周知，超高压水切割技术以其冷态切割和可切割材质种类没有限制的优势被越来越多的人所认可，其应用范围也不断扩展。水切割在切割大型的板材，通常情况下板材的表面不是很平整，为了保证切割质量和速度，我们需要经常调整水刀切割头的切割高度(切割头砂喷嘴与工件表面之间的距离，一般为3-4mm)，因为水刀在切割加工时，特别是切割较厚材料时切割头的切割高度对切割质量和速度有明显的影响，如何实现水刀切割头的切割高度自动调整已成为超高压水切割技术亟需解决的课题。
[0003]由于水切割的特点中:含有水、砂等干扰物，会干扰一般传感器(如电感式、电容式、激光式等)的检测精度。因此必须研发一种间隔式检测装置来代替常规传感器，可以有效的保证刀头和工件表面的距离，并且不会误动作，提高切割效率。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是针对现有的测距传感器会受到水切割过程中水、砂的影响而影响检测精度和使用寿命的问题，设计一种水切割头间隔式自动探高装置。
[0005]本实用新型的技术方案是:
[0006]一种水切割头间隔式自动探高装置，其特征是它包括拉绳位移传感器2和探测环7，砂喷嘴22套装在探测环7中，探测环7套装在探杆8的内孔中；探杆8与固定套9固定连接；固定套9套装定位在花键轴13的下端外径上；花键轴13套装在花键套12中，花键轴13在花键套12内孔里可上下移动，不可转动；花键套12套装在导套11中；导套11固定在气缸15的下端；气缸15的上侧面安装有进气接头5、下侧面安装有消音器6 ;连接轴4的下部芽过活塞16与花键轴13的上端固定连接；弹黃14套装在气缸15中，弹黃14的上端抵在活塞16的下端，下端抵在气缸15的底部；连接轴4的上部通过双头螺母3和拉绳位移传感器2固定连接；气缸15固定在安装座18的下端；拉绳位移传感器2和安装座18均固定在固定板17上；在花键轴13伸出导套11的一端上套装有防尘套10，防尘套10的上端固定在导套11的外表面上。
[0007]所述的防尘套10为可伸缩的橡胶套。
[0008]所述的连接轴4下部为一段直径稍小的轴，其轴的末端设有一段外螺纹；连接轴4的下部穿过活塞16的内孔并与花键轴13上端的内螺纹固定连接。
[0009]所述的固定板17安装在连接杆21的一端上，连接杆21的另一端与导杆20相连，导杆20安装在升降传动部件25中，导杆20的上端安装有滚珠螺母，滚珠螺母与滚珠丝杠相联，滚珠丝杠与伺服电动26的轴伸相连,伺服电机26转动时,带动滚珠丝杠一同转动，同时带动导杆20上下运动。
[0010]所述升降传动部件25安装在连接支座19上。
[0011]所述的砂喷嘴22与切割头部件23相连，切割头部件23也安装在连接杆21上。
[0012]本实用新型的有益效果:
[0013]本实用新型采用拉绳位移传感器实现了非接触式检测，由于采用纯机械式接触，检测过程中不会对传感器造成伤害，不会影响检测精度。
[0014]本实用新型结构简单，制造方便。
[0015]本实用新型可以有效的保证刀头和工件表面的距离，并且不会误动作，提高切割效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型的结构示意图。
[0017]图2是图1的侧视图。
[0018]图3是本实用新型在探高开始时的状态示意图。
[0019]图4是本实用新型探高工作状态示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
[0021]如图1-2所示。
[0022]一种水切割头间隔式自动探高装置，它包括防护罩1、拉绳位移传感器2、双头螺母3、连接轴4、进气接头5、消音器6、探测环7、探杆8、固定套9、防尘套10、导套11、花键套12、花键轴13、弹簧14、气缸15、活塞16、固定板17和安装座18，它们组成了探高机构24，如图1所示，砂喷嘴22套装在探测环7中，探测环7套装在探杆8的内孔中；探杆8与固定套9固定连接；固定套9套装定位在花键轴13的下端外径上；花键轴13套装在花键套12中，花键轴13在花键套12内孔里可上下移动，不可转动；花键套12套装在导套11中；导套11固定在气缸15的下端；气缸15的上侧面安装有进气接头5、下侧面安装有消音器6 ;所述的连接轴4下部为一段直径稍小的轴，其轴的末端设有一段外螺纹；连接轴4的下部穿过活塞16的内孔并与花键轴13上端的内螺纹固定连接；弹簧14套装在气缸15中，弹簧14的上端抵在活塞16的下端，下端抵在气缸15的底部；连接轴4的上部通过双头螺母3和拉绳位移传感器2固定连接；气缸15固定在安装座18的下端；拉绳位移传感器2和安装座18均固定在固定板17上；在花键轴13伸出导套11的一端上套装有防尘套10，防尘套10的上端固定在导套11的外表面上，防尘套10可采用可伸缩的橡胶套。
[0023]详述如下:
[0024]如图1所示，探高机构24由防护罩1、拉绳位移传感器2、双头螺母3、连接轴4、进气接头5、消音器6、探测环7、探杆8、固定套9、防尘套10、导套11、花键套12、花键轴13、弹簧14、气缸15、活塞16、固定板17、安装座18等组成。探测环7套装在探杆8内孔中；探杆8通过螺钉与固定套9固定连接；固定套9的内孔套装在花键轴13的下端外径上并用螺钉固定；花键轴13套装在花键套12内孔里，花键轴13在花键套12内孔里可上下移动，不可转动；花键套12套装在导套11的内孔中并与导套11固定连接；导套11通过螺钉固定在气缸15的下端；气缸15的上侧面安装有进气接头5、下侧面安装有消音器6 ;连接轴4下部为一段直径稍小的轴，其轴的末端为一段外螺纹；连接轴4的下部穿过活塞16的内孔并与花键轴13上端的内螺纹固定连接；弹黃14套装在气缸15的内孔里，弹黃14的上端抵在活塞16的下端，下端抵在气缸15的底部；连接轴4的上部和拉绳位移传感器2的拉绳均为外螺纹，并通过双头螺母3固定连接；气缸15通过螺钉固定在安装座18的下端；拉绳位移传感器2和安装座18均通过螺钉固定在固定板17上；防尘套10套装在花键轴的外面，为可伸缩的橡胶套。
[0025]如图2所示，升降传动部件25包括连接支座19、导杆20、伺服电机26。导杆20的上端安装有滚珠螺母；伺服电动26的轴伸与滚珠丝杠相联(图中未示)；伺服电机26转动时，带动滚珠丝杠(图中未示)一同转动，同时带动导杆20上下运动；连接支座19将升降传动部件25和水切割机数控平台水平运动部件联接在一起。连接杆21固定安装在导杆20的下端；切割头部件23和探高机构24均被固定安装在连接杆21上；切割头部件23的下端安装有砂喷嘴22 ;探测环7套装在砂喷嘴22外面。探高机构24和升降传动部件25在NC系统的控制下共同实现间隔自动探高功能。
[0026]本实用新型的探高装置的工作过程如下:
[0027]1.本例中拉绳位移传感器2的工作电压为24V，位移距离为0_50mm，对应的输出电平为0-5V。即拉绳位移传感器2的输出电平随其位移距离的不同而变化。
[0028]2.所谓间隔式自动探高是指通过在NC系统中设定探高间隔的距离，NC系统控制探高装置每隔一定的切割距离自动进行一次探高操作。
[0029]3.探高装置工作前首先采用示教学习的方式，由人工确认刀头和工件的距离，NC系统自动读取和记录相关数据，作为控制导杆20升降的参考基准。在本例中，如图4所示，设定刀头和工件的标准距离为3mm。
[0030]4.探高开始前，探测环7收起，如图2所示，探测环7的下端高于砂喷嘴22的下端；探高开始时，探测环7下落，如图3所示，探测环7的下端低于砂喷嘴22的下端；探高结束后，探测环7收起。
[0031]5.当NC系统发出探高指令时，气阀(图中未示)开启，压缩空气从进气接头5进入活塞16上端的气缸15内，压缩空气推动活塞16向下运动，同时带动连接轴4、双头螺母3、拉绳位移传感器2的拉绳和花键轴13、固定套9、探杆8、探测环7向下运动，活塞16下端的弹簧14被压缩。
[0032]6.NC系统从发出探高指令开始时，一直在检测拉绳位移传感器2的输出电平，并与示教时记录的电平进行比较，并通过伺服电机26的转动带动导杆20升降，从而控制切割头部件23的砂喷嘴22与切割材料27之间的距离，直到砂喷嘴22与切割材料27之间的距离等于3_时，伺服电机26停止转动，气阀复位，进气接头5与大气相通，活塞16在弹簧14推力作用下向上运动，从而带动与其相联的花键轴13和探测环7上移复位。
[0033]7.在探高过程中，当砂喷嘴22与切割材料之间的距离大于3mm时，NC系统控制导杆20和探测环7同时下降，由于在探高时探测环7的下端低于砂喷嘴22的下端，在下降过程中，探测环7的下端与切割材料接触，探测环7产生一个向上的推力，并通过探杆8、固定套9和花键轴13推动活塞16向上相对运动，同时带动连接轴4、双头螺母3、拉绳位移传感器2的拉绳向上运动，直到砂喷嘴22与切割材料之间的距离等于3mm时，探高结束。
[0034]8.在探高过程中，当砂喷嘴22与切割材料之间的距离小于3mm时，NC系统控制导杆20和探测环7同时上升，在上升过程中探测环7的下端始终与切割材料接触，活塞16向下相对运动，同时带动连接轴4、双头螺母3、拉绳位移传感器2的拉绳向下运动，直到砂喷嘴22与切割材料之间的距离等于3mm时，探高结束。
[0035]9.NC系统控制探高装置在切割开始前和切割过程中进行探高。切割开始前，当NC系统发出探高指令时，探测环7下落，探测环7的下端并未与切割材料接触，直到导杆20下降一定距离后探测环7的下端才与切割材料接触；在切割过程中，当NC系统发出探高指令时，探测环7下落，探测环7的下端直接就与切割材料接触。以上是两者的区别。
[0036]本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
【权利要求】
1.一种水切割头间隔式自动探高装置，其特征是它包括拉绳位移传感器(2)和探测环(7)，砂喷嘴(22)套装在探测环(7)中，探测环(7)套装在探杆(8)的内孔中；探杆(8)与固定套(9)固定连接；固定套(9)套装定位在花键轴(13)的下端外径上；花键轴(13)套装在花键套(12)中，花键轴(13)在花键套(12)内孔里可上下移动，不可转动；花键套(12)套装在导套(11)中；导套(11)固定在气缸(15)的下端；气缸(15)的上侧面安装有进气接头(5)、下侧面安装有消音器(6);连接轴(4)的下部穿过活塞(16)与花键轴(13)的上端固定连接；弹黃(14)套装在气缸(15)中，弹黃(14)的上端抵在活塞(16)的下端，下端抵在气缸(15)的底部；连接轴(4)的上部通过双头螺母(3)和拉绳位移传感器(2)固定连接；气缸(15)固定在安装座(18)的下端；拉绳位移传感器(2)和安装座(18)均固定在固定板(17)上；在花键轴(13)伸出导套(11)的一端上套装有防尘套(10)，防尘套(10)的上端固定在导套(11)的外表面上。
2.根据权利要求1所述的水切割头间隔式自动探高装置，其特征是所述的防尘套(10)为可伸缩的橡胶套。
3.根据权利要求1所述的水切割头间隔式自动探高装置，其特征是所述的连接轴(4)下部为一段直径稍小的轴，其轴的末端设有一段外螺纹；连接轴(4)的下部穿过活塞(16)的内孔并与花键轴(13 )上端的内螺纹固定连接。
4.根据权利要求1所述的水切割头间隔式自动探高装置，其特征是所述的固定板(17)安装在连接杆(21)的一端上，连接杆(21)的另一端与导杆(20)相连，导杆(20)安装在升降传动部件(25)中，升降传动部件(25)与连接支座(19)相连，导杆(20)与滚珠丝杠相联，滚珠丝杠与伺服电动(26)的轴伸相连，升降传动部件(25)包括连接支座(19)和伺服电机(26)，导杆(20)的上端安装有滚珠螺母；伺服电机(26)转动时，带动滚珠丝杠一同转动，同时带动导杆(20)上下运动。
5.根据权利要求1所述的水切割头间隔式自动探高装置，其特征是所述的砂喷嘴(22)与切割头部件(23)相连，切割头部件(23)也安装在连接杆(21)上。
【文档编号】B24C9/00GK204094644SQ201420540303
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年9月19日 优先权日:2014年9月19日
【发明者】陈波, 蒋镇汉 申请人:南京大地水刀股份有限公司