具有精度調節裝置的五軸頭及水切割加工設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及水切割技術領域，尤其涉及水切割加工設備技術領域，具體是指一種具有精度調節裝置的五軸頭及水切割加工設備。
【背景技術】
[0002]在水切割工藝中，水射流因能量衰減的原因，會造成切割過程中造成切割傾角，較大的影響了切割精度，為了補償切割傾角對切割精度的影響，目前多采用偏轉射流角度以補償切割傾角的方法，且為了能夠加工3D面，需要至少采用五軸的切割設備，目前常用的五軸切割設備XYZ三軸加工平臺加兩個旋轉姿態軸，兩個旋轉姿態軸可稱為五軸頭，常見的五軸頭有兩種，一種五軸頭中的兩個旋轉軸交點與水射流射入點不重合，一種五軸頭中的兩個旋轉軸交點與水射流射入點理論重合。在前一種五軸頭加工中，兩軸旋轉時水射流射入點位置變化，需要XYZ軸的同步運動對切割點進行補償；在后一種五軸頭加工過程中，兩軸旋轉時水射流射入點會因為零部件精度、裝配、熱變形、工件不平等因素，造成一定的偏差，該偏差就成為了切割精度的重要影響因素，因此目前很多水切割設備很難完成高精度的加工。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是克服了上述現有技術的缺點，提供了一種能夠實現調節裝配過程中焦點與射入點的位置偏差、且根據熱誤差模型補償熱變形造成的兩軸交點與射入點的位置偏差的具有精度調節裝置的五軸頭及水切割加工設備。
[0004]為了實現上述目的，本發明的具有精度調節裝置的五軸頭及水切割加工設備具有如下構成:
[0005]該具有精度調節裝置的五軸頭，其主要特點是，所述的五軸頭包括回轉軸結構、偏轉軸結構、水射流噴出裝置和精度調節裝置，所述的回轉軸結構與偏轉軸結構相連接，所述的偏轉軸結構與水射流噴出裝置相連接，所述的回轉軸結構和偏轉軸結構的軸線成一定角度且相交于一焦點，所述的水射流噴出裝置用以噴出高速水射流，所述的精度調節裝置用以調節水射流軸線使得水射流軸線與所述的焦點重合且調節水射流軸線姿態使得水射流軸線姿態與回轉軸重合。
[0006]較佳地，所述的精度調節裝置包括設置于所述的偏擺軸上的直線調節機構和偏擺調節機構，所述的直線調節機構用以調節水射流軸線使得水射流軸線與所述的焦點重合，所述的偏擺調節機構用以調節水射流軸線姿態使得水射流軸線姿態與回轉軸重合。
[0007]更佳地，所述的直線調節機構包括第一直線調節機構和第二直線調節機構，所述的第一直線調節機構和第二直線調節機構的調節方向相互垂直。
[0008]更進一步地，所述的偏擺軸結構包括偏轉軸電機、偏轉軸電機罩、第二旋轉接頭固定架、第二旋轉接頭、連接法蘭、連接板、壓塊和第二高壓水管，其中偏擺軸電機固連在所述斜連接板上，偏轉軸電機罩設置在偏轉軸電機外且固連在斜連接板上，第二旋轉接頭固定架固連在偏轉軸電機罩上，第二旋轉接頭固定于第二旋轉接頭固定架上，第二旋轉接頭固定端與所述的第一高壓水管固連，第二旋轉接頭旋轉端與第二高壓水管固連，連接法蘭與偏擺軸電機動子固連，連接板與連接法蘭通過第一直線調節機構連接，壓塊與連接板通過偏擺調節機構、第二直線調節機構連接。
[0009]較佳地，所述的回轉軸結構包括橫連接板、旋轉軸電機、旋轉軸電機罩、第一旋轉接頭、第一旋轉接頭固定架、斜連接板、高壓水路和第一高壓水管，所述的旋轉軸電機的定子固連在橫連接板上，所述的旋轉軸電機罩設置在旋轉電機外且固連在橫連接板上，所述的第一旋轉接頭固定架固連在旋轉軸電機罩上，所述的第一旋轉接頭固定于旋轉接頭固定架上，所述的第一旋轉接頭固定端連接高壓水路，所述的第一旋轉接頭的旋轉端與第一高壓水管固連，所述的斜連接板與旋轉電機的動子固連，所述的第二高壓水管固定于所述的壓塊中且與所述的水射流噴出裝置相連接。
[0010]本發明還涉及一種包括所述的五軸頭的水切割加工設備，所述的設備還包括加工平臺，所述的五軸頭設置于所述的加工平臺上部。
[0011 ] 較佳地，所述的加工平臺為XYZ正交三軸加工平臺，所述的五軸頭與所述的加工平臺的Z軸相連接。
[0012]更佳地，所述的設備還包括調整裝置，所述的調整裝置用以調節所述的回轉軸結構的軸線與XY平面的垂直度。
[0013]較佳地，所述的設備還包括控制系統，所述的控制系統用以通過五軸頭熱變形模型補償所述的水射流軸線位置姿態變化。
[0014]更佳地，所述的設備還包括工件測高裝置，所述的工件測高裝置用以測量到工件表面的距離并通過所述的控制系統補償工件的位置偏差。
[0015]采用了該發明中的具有精度調節裝置的五軸頭及水切割加工設備，通過調節焦點與射入點的位置偏差，解決了裝配過程中兩軸交點與射入點的位置偏差，大大減小了此偏差造成的加工精度影響，從而提高了水切割設備的加工精度，具有更廣泛的應用范圍。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明的具有精度調節裝置的五軸頭的結構示意圖。
[0017]圖2為本發明的水切割加工設備的結構示意圖。
[0018]附圖標記:
[0019]1 高壓水路
[0020]2 第一旋轉接頭
[0021]3 旋轉軸電機罩
[0022]4 橫連接板
[0023]5 斜連接板
[0024]6 第一直線調節機構
[0025]7 第二高壓水管
[0026]8 水射流噴出裝置
[0027]9 偏擺調節機構
[0028]10 焦點
[0029]11第二直線調節機構
[0030]12壓塊裝置
[0031]13連接板
[0032]14連接法蘭
[0033]15偏擺軸電機罩
[0034]16第二旋轉接頭
[0035]17偏擺軸
[0036]18第二旋轉接頭固定架
[0037]19第一高壓水管
[0038]20第一旋轉接頭固定架
[0039]21回轉軸
[0040]22Z 軸
[0041]23X 軸
[0042]24水池
[0043]25床身
[0044]26Y 軸
[0045]27五軸頭
[0046]28調整裝置
【具體實施方式】
[0047]為了能夠更清楚地描述本發明的技術內容，下面結合具體實施例來進行進一步的描述。
[0048]為了實現上述目的，本發明的具有精度調節裝置的五軸頭包括五軸頭包括回轉軸結構、偏轉軸結構、水射流噴出裝置和精度調節裝置，所述的回轉軸結構與偏轉軸結構相連接，所述的偏轉軸結構與水射流噴出裝置相連接，所述的回轉軸結構和偏轉軸結構的軸線成一定角度且相交于一焦點10，所述的水射流噴出裝置用以噴出高速水射流，所述的精度調節裝置用以調節水射流軸線使得水射流軸線與所述的焦點10基本重合且調節水射流軸線姿態使得水射流軸線姿態與回轉軸21重合。
[0049]在一種較佳的實施方式中，所述的精度調節裝置包括設置于所述的偏擺軸17上的直線調節機構和偏擺調節機構9，所述的直線調節機構用以調節水射流軸線使得水射流軸線與所述的焦點10基本重合，所述的偏擺調節機構9用以調節水射流軸線姿態使得水射流軸線姿態與回轉軸21重合。
[0050]在一種更佳的實施方式中，所述的直線調節機構包括第一直線調節機構6和第二直線調節機構11，所述的第一直線調節機構6和第二直線調節機構11的調節方向基本上相互垂直。
[0051]在一種更進一步的實施方式中，所述的偏擺軸結構包括偏轉軸電機、偏轉軸電機罩15、第二旋轉接頭固定架18、第二旋轉接頭16、連接法蘭14、連接板13、壓塊12和第二高壓水管7，其中偏擺軸電機固連在所述斜連接板13上，偏轉軸電機罩15設置在偏轉軸電機外且固連在斜連接板5上，第二旋轉接頭固定架18固連在偏轉軸電機罩15上，第二旋轉接頭16固定于第二旋轉接頭固定架18上，第二旋轉接頭16固定端與所述的第一高壓水管19固連，第二旋轉接頭旋轉端與第二高壓水管7固連，連接法蘭14與偏擺軸電機動子固連，連接板13與連接法蘭14通過第一直線調節機構6連接，壓塊12與連接板13通過偏擺調節機構9、第二直線調節機構11連接。
[0052]在一種較佳的實施方式中，所述的回轉軸結構包括橫連接板4、旋轉軸電機、旋轉軸電機罩3、第一旋轉接頭2、第一旋轉接頭固定架20、斜連接板5、高壓水路1和第一高壓水管19，所述的旋轉軸電機的定子固連在橫連接板上，所述的旋轉軸電機罩3設置在旋轉電機外且固連在橫連接板4上，所述的第一