水刀切割平臺的傳動部分包括了X軸、Y軸、Z軸傳動部分。下面以龍門式切割平臺為例,說明其結(jié)構(gòu)及工作原理。
一. X軸傳動部分
X軸傳動部分的組成
1.XZ連接框
2.限位開關
3.同步輪
4.頂塊
5.伺服電機
6.壓輪轉(zhuǎn)臂
7.XZ連接框固定板
8.防護拖板
9.螺母轉(zhuǎn)絲桿
10.鋁梁
11.壓輪
12.齒形帶
13.螺母支承
14.壓輪固定軸
15.惰輪
16.滑塊
17.直線導軌
X軸傳動部分的工作過程
當伺服驅(qū)動器驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn)時,使安裝在電機上的同步輪旋轉(zhuǎn),帶動同步帶和惰輪使螺母轉(zhuǎn)絲桿上的絲母旋轉(zhuǎn).由于絲母和滑塊都固定在連結(jié)框上,使連接框沿X軸直線導軌上穩(wěn)步行進.螺母和螺母支承內(nèi)安裝有軸承磨擦系數(shù)很小,因此在連接框上加載后的行進阻力也很小。
X軸與Y軸傳動部分機械連接
X軸傳動部分安裝在鋁梁內(nèi)。在鋁梁兩端分別各安裝一個側(cè)支撐,側(cè)支撐固定在側(cè)支撐過渡架上,在側(cè)支撐過渡架上安裝有Y軸驅(qū)動電機,通過同步輪和同步帶把Y軸驅(qū)動電機與Y軸滾珠絲桿上的惰輪安裝連接在一起;在側(cè)支撐過渡架的內(nèi)側(cè)面又與Y軸直線導軌上的兩個滑塊安裝固定成一體,使得鋁梁兩端的側(cè)支撐牢牢固定在與Y軸直線導軌的垂直的平面上。當Y軸兩側(cè)上的伺服電機(每側(cè)各一臺)同步旋轉(zhuǎn)時,帶動側(cè)支撐使得鋁梁沿著Y軸方向穩(wěn)步行進。
二.Y軸傳動部分
Y軸傳動部分的組成
1.齒形帶
2.螺母支撐過渡架
3.角支撐
4.深溝球軸承
5.壓輪
6.壓輪轉(zhuǎn)臂
7.頂塊
8.壓輪固定軸
9.側(cè)支撐
10.側(cè)支撐過渡架
11.滑塊
12.直線導軌
13.注油塊
14.惰輪
15.同步輪
16.螺母支撐
17.電機支架
18.伺服電機
19.螺母轉(zhuǎn)絲桿
20.鋁炕沿
21.絲桿支撐座
Y軸傳動部分的工作過程
當伺服驅(qū)動器驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn)時,使安裝在電機上的同步輪旋轉(zhuǎn), 帶動同步帶和惰輪使螺母轉(zhuǎn)絲桿上的絲母旋轉(zhuǎn).由于絲母和滑塊都固定在側(cè)支撐過渡架上,側(cè)支撐又和側(cè)支撐過渡架固定在一起,使側(cè)支撐沿Y軸直線導軌上穩(wěn)步行進. 螺母和螺母支承之間安裝有軸承磨擦系數(shù)很小,因此在側(cè)支撐上加載后的行進阻力也很小。
三. Z軸傳動部分
Z軸傳動部分的組成
1.Z軸外框
2.同步帶輪
3.同步帶
4.壓輪固定軸
5.主動輪
6.壓輪轉(zhuǎn)臂
7.頂塊
8.壓輪
9.步進電機
10.電機支架
11.軸承座
12.軸承
13.限位開關
14.滑塊
15.導向柱
16.直線導軌
17.彈簧
18.下?lián)醢?
19.連接彎板
20.Z軸絲桿
21.Z軸絲母
22.刀頭架
Z軸傳動部分的工作過程
當驅(qū)動器驅(qū)動步進電機旋轉(zhuǎn)時,使安裝在電機上的主動輪通過同步帶使Z軸絲桿旋轉(zhuǎn), 由于Z軸絲母、導向柱是組裝成一體的,并且通過連接彎板連接在滑塊上,使得刀頭架沿著直線導軌方向上下行進. Z軸絲桿和Z軸外框之間安裝有軸承磨擦系數(shù)很小,因此在刀頭架上加載后行進阻力也很小。
X軸與Z軸的傳動部分機械連接
在X軸鋁梁上安裝有XZ連接框,X軸直線導軌上的四個滑塊(共兩根直線導軌,每根直線導軌上安裝有兩個滑塊)和螺母支撐均固定在XZ連接框的底部,在連接框上面安裝有X軸伺服電機。當X軸伺服電機的旋轉(zhuǎn)時,通過同步帶、同步輪帶動絲母旋轉(zhuǎn),使得連接框在X軸直線導軌上穩(wěn)步行進。由于Z軸安裝固定在連接框的前部,也帶動Z軸傳動部分沿X軸方向穩(wěn)步行進。
四.平臺傳動部分的工作原理
通過對水刀切割平臺的概述了解認識后,也應知道平臺傳動部分的工作原理,這樣才能為后續(xù)使用提供更好的技術(shù)支持。
如前所述, Z軸傳動部分是通過X連接框與X軸傳動部分連接在一起,而X軸傳動部分又通過鋁梁兩端的側(cè)支撐與Y軸傳動部分連接在一起,從而形成了XYZ軸三維的立體坐標系。水切割刀頭又安裝固定在Z軸上,在工控機的控制下,既能完成XY平面的切割加工,又能切割厚度不同的各種材料,最大限度的滿足切割工件的工藝要求。
當工控機執(zhí)行AUTOCAD輸出的DXF格式文件或G代碼指令切割工件時(以切割圓柱體為例),水切割刀頭從原點出發(fā),工控機不斷的向I/O板輸出通道指定位(編程者予先定義好的)發(fā)脈沖和方向信號。通過轉(zhuǎn)接板轉(zhuǎn)接,X軸伺服驅(qū)動器和Y軸伺服驅(qū)動器得到該信號,驅(qū)動X軸伺服電機和Y軸伺服電機旋轉(zhuǎn)。XZ連接框沿X軸方向行進,鋁梁沿Y軸方向行進,使得水切割刀頭沿程序給定的半徑圓周軌跡切割。同時程序不斷的進行圓弧插補,以滿足切割圓柱體圓度的要求。當切割到達圓周軌跡終點時,工控機停止發(fā)脈沖和方向信號,X軸和Y軸伺服電機停止旋轉(zhuǎn),水刀的刀頭在停止切割的同時停止軌跡運行。