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閱讀：100發(fā)布時間：2024-11-7
數(shù)控超高壓水切割機(jī)正逐步成為中國制造領(lǐng)域的新興行業(yè)，其技術(shù)水平也在一定程度上影響著中國整體的制造技術(shù)水平。我國的水切割技術(shù)正以其高技術(shù)含量備受關(guān)注，已在炮彈切割作廢、核島容器復(fù)合材料切割作業(yè)中有所作為。較有代表性的如 自動供砂系統(tǒng)、動態(tài)切割刀頭等技術(shù)。圖2所示為水射流切割機(jī)器人。 1979年，Mohamed Hashish博士開始研究增加水刀切割能量的方法，以便切割金屬和其它硬質(zhì)材料。Hashish博士發(fā)明了在普通水刀中添加砂料的方法。1980年，加砂水刀次被用于切割金屬、玻璃和混凝土，1983年，一套商業(yè)化的加砂水刀切割系統(tǒng)問世，被用于切割汽車玻璃，該技術(shù)的批用戶是航空航天工業(yè)。此后加砂水刀被石料、瓷磚、玻璃、噴氣發(fā)動機(jī)、建筑、核工業(yè)、船廠等行業(yè)采納。
由于超高壓水射流末端切割裝置體積小、切割反作用力小且移動方便，便于實(shí)現(xiàn)光控、數(shù)控或機(jī)械手控制，因此目前超高壓水射流切割機(jī)器人普遍采用多自由度機(jī)器人配合完成復(fù)雜零件的切割。從提高生產(chǎn)效率和切割質(zhì)量的角度來說，采用高自動化和柔性化的水切割機(jī)器人完成作業(yè)是未來切割領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。
水切割機(jī)器人工作站系統(tǒng)主要由超高壓水發(fā)生裝置(包括給水裝置、相控式增壓器等)、液壓氣動系統(tǒng)(推動增壓器活塞往復(fù)運(yùn)動)、切割頭組件、切割頭驅(qū)動機(jī)器人(包括機(jī)器人本體、控制柜)和工控機(jī)等。超高壓水射流切割系統(tǒng)原理如圖8所示。
①超高壓水射流裝置主泵機(jī)組的設(shè)計(jì)。超高壓往復(fù)柱塞泵是其關(guān)鍵部件之一，該柱塞泵存在諸多問題，主要包括其排液閥閥板易卡死、泵頭壽命短、柱塞加工難以及易發(fā)生泄露等技術(shù)問題的研究。天津市通潔高壓泵制造有限公司自主研發(fā)了的275MPa} 50L/min， 250kW的大功率超高壓往復(fù)柱塞泵(如圖9所示)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)，是超高壓水射流切割的理想動力源。 ②水切割頭的運(yùn)動速度、水射流靶距及位姿的精確控制。天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)機(jī)電工程研究所設(shè)計(jì)了一種便于操作和集成的具有充分柔性的水切割機(jī)器人系統(tǒng)，并根據(jù)水射流切割工藝的要求進(jìn)行切割路徑規(guī)劃、運(yùn)動參數(shù)優(yōu)化。
③噴嘴耐磨材料的研究及噴嘴的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。研制出具有優(yōu)良性能的耐磨材料，以提高噴嘴壽命。改進(jìn)其控制系統(tǒng)、開發(fā)全自動快換噴嘴以提高水射流設(shè)備自動化程度[[29]，優(yōu)化噴嘴結(jié)構(gòu)參數(shù)，提高水射流加工系統(tǒng)的可靠性。
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