水刀切割平台的传动部分包括了X轴、Y轴、Z轴传动部分。下面以龙门式切割平台为例,说明其结构及工作原理。
一. X轴传动部分
X轴传动部分的组成
1.XZ连接框
2.限位开关
3.同步轮
4.顶块
5.伺服电机
6.压轮转臂
7.XZ连接框固定板
8.防护拖板
9.螺母转丝杆
10.铝梁
11.压轮
12.齿形带
13.螺母支承
14.压轮固定轴
15.惰轮
16.滑块
17.直线导轨
X轴传动部分的工作过程
当伺服驱动器驱动电机旋转时,使安装在电机上的同步轮旋转,带动同步带和惰轮使螺母转丝杆上的丝母旋转.由于丝母和滑块都固定在连结框上,使连接框沿X轴直线导轨上稳步行进.螺母和螺母支承内安装有轴承磨擦系数很小,因此在连接框上加载后的行进阻力也很小。
X轴与Y轴传动部分机械连接
X轴传动部分安装在铝梁内。在铝梁两端分别各安装一个侧支撑,侧支撑固定在侧支撑过渡架上,在侧支撑过渡架上安装有Y轴驱动电机,通过同步轮和同步带把Y轴驱动电机与Y轴滚珠丝杆上的惰轮安装连接在一起;在侧支撑过渡架的内侧面又与Y轴直线导轨上的两个滑块安装固定成一体,使得铝梁两端的侧支撑牢牢固定在与Y轴直线导轨的垂直的平面上。当Y轴两侧上的伺服电机(每侧各一台)同步旋转时,带动侧支撑使得铝梁沿着Y轴方向稳步行进。
二.Y轴传动部分
Y轴传动部分的组成
1.齿形带
2.螺母支撑过渡架
3.角支撑
4.深沟球轴承
5.压轮
6.压轮转臂
7.顶块
8.压轮固定轴
9.侧支撑
10.侧支撑过渡架
11.滑块
12.直线导轨
13.注油块
14.惰轮
15.同步轮
16.螺母支撑
17.电机支架
18.伺服电机
19.螺母转丝杆
20.铝炕沿
21.丝杆支撑座
Y轴传动部分的工作过程
当伺服驱动器驱动电机旋转时,使安装在电机上的同步轮旋转, 带动同步带和惰轮使螺母转丝杆上的丝母旋转.由于丝母和滑块都固定在侧支撑过渡架上,侧支撑又和侧支撑过渡架固定在一起,使侧支撑沿Y轴直线导轨上稳步行进. 螺母和螺母支承之间安装有轴承磨擦系数很小,因此在侧支撑上加载后的行进阻力也很小。
三. Z轴传动部分
Z轴传动部分的组成
1.Z轴外框
2.同步带轮
3.同步带
4.压轮固定轴
5.主动轮
6.压轮转臂
7.顶块
8.压轮
9.步进电机
10.电机支架
11.轴承座
12.轴承
13.限位开关
14.滑块
15.导向柱
16.直线导轨
17.弹簧
18.下挡板
19.连接弯板
20.Z轴丝杆
21.Z轴丝母
22.刀头架
Z轴传动部分的工作过程
当驱动器驱动步进电机旋转时,使安装在电机上的主动轮通过同步带使Z轴丝杆旋转, 由于Z轴丝母、导向柱是组装成一体的,并且通过连接弯板连接在滑块上,使得刀头架沿着直线导轨方向上下行进. Z轴丝杆和Z轴外框之间安装有轴承磨擦系数很小,因此在刀头架上加载后行进阻力也很小。
X轴与Z轴的传动部分机械连接
在X轴铝梁上安装有XZ连接框,X轴直线导轨上的四个滑块(共两根直线导轨,每根直线导轨上安装有两个滑块)和螺母支撑均固定在XZ连接框的底部,在连接框上面安装有X轴伺服电机。当X轴伺服电机的旋转时,通过同步带、同步轮带动丝母旋转,使得连接框在X轴直线导轨上稳步行进。由于Z轴安装固定在连接框的前部,也带动Z轴传动部分沿X轴方向稳步行进。
四.平台传动部分的工作原理
通过对水刀切割平台的概述了解认识后,也应知道平台传动部分的工作原理,这样才能为后续使用提供更好的技术支持。
如前所述, Z轴传动部分是通过X连接框与X轴传动部分连接在一起,而X轴传动部分又通过铝梁两端的侧支撑与Y轴传动部分连接在一起,从而形成了XYZ轴三维的立体坐标系。水切割刀头又安装固定在Z轴上,在工控机的控制下,既能完成XY平面的切割加工,又能切割厚度不同的各种材料,最大限度的满足切割工件的工艺要求。
当工控机执行AUTOCAD输出的DXF格式文件或G代码指令切割工件时(以切割圆柱体为例),水切割刀头从原点出发,工控机不断的向I/O板输出通道指定位(编程者予先定义好的)发脉冲和方向信号。通过转接板转接,X轴伺服驱动器和Y轴伺服驱动器得到该信号,驱动X轴伺服电机和Y轴伺服电机旋转。XZ连接框沿X轴方向行进,铝梁沿Y轴方向行进,使得水切割刀头沿程序给定的半径圆周轨迹切割。同时程序不断的进行圆弧插补,以满足切割圆柱体圆度的要求。当切割到达圆周轨迹终点时,工控机停止发脉冲和方向信号,X轴和Y轴伺服电机停止旋转,水刀的刀头在停止切割的同时停止轨迹运行。