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1、(10)申请公布号 CN 103128668 A (43)申请公布日 2013.06.05 CN 103128668 A *CN103128668A* (21)申请号 201310063521.7 (22)申请日 2013.02.28 B24C 3/02(2006.01) B24C 5/00(2006.01) B24C 7/00(2006.01) (71)申请人 徐州浩通水射流科技有限公司 地址 221000 江苏省徐州市经济技术开发区 刘荆路 1 号 (72)发明人 江山 郭楚文 夏军 王锐利 李孝腾 郑连杰 彭勃 (74)专利代理机构 徐州支点知识产权代理事务 所 ( 普通合伙 ) 322。
2、44 代理人 张荣亮 (54) 发明名称 一种前混合磨料水射流智能切割机 (57) 摘要 本发明公开一种前混合磨料水射流智能切割 机， 属于磨料喷射装置技术领域， 包括前混合磨料 水射流系统、 切割系统和数控系统， 前混合磨料水 射流系统和切割系统均与数控系统电连接， 回收 水箱设置在工作台下方， 回收水箱与筛分装置连 接， 筛分装置与磨料供应装置连接， 磨料供应装置 和高压水发生装置均与磨料罐连接， 重量传感器 安装在磨料罐的底部， 压力传感器安装在喷头之 前的管路上， 定位传感器安装在导轨上 ； 通过高 压水将高压磨料罐中的磨料流态化成均匀的磨料 悬浮液， 并通过喷头形成高速的前混合磨料水。
3、射 流， 将压力能转换为动能， 在智能数控系统的控制 下， 完成对材料的精密切割， 使用后的磨料可以回 收循环使用。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103128668 A CN 103128668 A *CN103128668A* 1/1 页 2 1. 一种前混合磨料水射流智能切割机， 包括前混合磨料水射流系统、 切割系统和数控 系统， 前混合磨料水射流系统和切割系统均与数控系统电连接， 切割系统包括运动机构 （1） 和工作台 。
4、（2） ， 运动机构 （1） 由驱动电机和导轨组成 ； 数控系统包括数控模块 （8） 、 主机 （12） 和传感器 （13） ， 传感器 （13） 通过数控模块 （8） 与主机 （12） 电连接， 其特征在于， 前混合磨料 水射流系统包括高压水发生装置 （4） 、 两个磨料罐 （7） 、 回收水箱 （3） 、 筛分装置 （5） 、 磨料供 应装置 （6） 和喷头 （9） ， 回收水箱 （3） 设置在工作台 （2） 下方， 回收水箱 （3） 通过管路与筛分 装置 （5） 连接， 筛分装置 （5） 与磨料供应装置 （6） 连接， 磨料供应装置 （6） 和高压水发生装 置 （4） 均与两个磨料罐 （。
5、7） 连接， 传感器 （13） 包括重量传感器、 压力传感器和定位传感器， 重量传感器安装在磨料罐 （7） 的底部， 压力传感器安装在喷头 （9） 之前的管路上， 定位传感 器安装在导轨上。 2. 根据权利要求 1 所述的一种前混合磨料水射流智能切割机， 其特征在于， 所述的筛 分装置 （5） 由筛网、 振动机构、 冲洗喷嘴及排渣管路组成， 振动机构安装在筛分装置 （5） 中， 筛网安装在振动机构的上面， 筛网上方相对两个侧面分别安装排渣管路和冲洗喷嘴， 冲洗 喷嘴与数控模块 （8） 电连接。 权 利 要 求 书 CN 103128668 A 2 1/3 页 3 一种前混合磨料水射流智能切割机。
6、 技术领域 0001 本发明涉及一种前混合磨料水射流智能切割机， 属于磨料喷射装置技术领域。 背景技术 0002 磨料水射流技术是20世纪80年代， 在纯水射流加工技术的基础上发展起来的， 磨 料的加入大大提升了传统水射流的切割能力， 磨料水射流切割机成为一种威力强大的切割 工具。前混合磨料水射流由于采用了更合理的磨料混入方式， 其切割能力是后混合磨料水 射流的数倍。 迄今为止， 关于前混合磨料水射流技术的研究， 均局限于供料系统方面， 而且， 前混合磨料水射流的连续自动供料问题一直难以克服。 0003 另一方面， 没有数控系统的辅助， 磨料水射流只能完成形状简单、 精度要求低的切 割加工， 。
7、对形状复杂或切割精度要求较高的加工根本无法完成。此外， 没有数控系统的辅 助， 磨料的供应无法实现自动切换， 故无法进行较长时间的连续切割作业。 0004 与数控系统结合之后， 磨料水射流切割技术的优势才得以充分发挥， 数控磨料水 射流切割机具有非常广泛的应用前景。然而， 尚未见有数控系统与前混合磨料水射流相结 合的智能切割机， 目前数控水射流切割机均为后混合形式， 其原理是高压水通过第一个喷 嘴射出， 形成高速水射流， 在混合腔内产生一定真空度使得磨料被抽吸进入混合腔与高速 水射流发生剧烈的紊动扩散和掺混， 再通过第二喷嘴射出形成磨料水射流。由于后混合磨 料水射流的磨料颗粒是在射流形成后加入。
8、的， 磨料以很低的初速度与高速水射流相互接 触， 故很难得到充分混合， 磨料颗粒无法得到充分的加速， 明显降低了能量的传输效率， 因 此后混合磨料水射流切割需要很高的工作压力。其次， 后混合磨料水射流切割机的磨料无 法直接回收， 造成很大的磨料消耗。最后， 在水和砂混合的过程中同时带入了空气， 使得射 流直径增大， 明显降低了切割质量。 发明内容 0005 针对上述现有技术存在的问题， 本发明提供一种前混合磨料水射流智能切割机， 通过高压水将高压磨料罐中的磨料流态化成均匀的磨料悬浮液， 并通过喷头形成高速的 前混合磨料水射流， 将压力能转换为动能， 在智能数控系统的控制下， 完成对材料的精密切。
9、 割， 使用后的磨料可以回收循环使用。 0006 为了实现上述目的， 本发明采用的技术方案是 ： 一种前混合磨料水射流智能切割 机， 包括前混合磨料水射流系统、 切割系统和数控系统， 前混合磨料水射流系统和切割系统 均与数控系统电连接， 切割系统包括运动机构和工作台， 运动机构由驱动电机和导轨组成 ； 数控系统包括数控模块、 主机和传感器， 传感器通过数控模块与主机电连接， 前混合磨料水 射流系统包括高压水发生装置、 两个磨料罐、 回收水箱、 筛分装置、 磨料供应装置和喷头， 回 收水箱设置在工作台下方， 回收水箱通过管路与筛分装置连接， 筛分装置与磨料供应装置 连接， 磨料供应装置和高压水发。
10、生装置均与两个磨料罐连接， 传感器包括重量传感器、 压力 传感器和定位传感器， 重量传感器安装在磨料罐的底部， 压力传感器安装在喷头之前的管 说 明 书 CN 103128668 A 3 2/3 页 4 路上， 定位传感器安装在导轨上。 0007 本发明的有益效果是 ： 前混合磨料与智能控制相结合， 实现了磨料的连续供应， 而 且在不需要很高的切割压力的前提下保证了能量的传输效率， 高效节能， 而且通过智能控 制可以达到更高精度的切割要求 ； 磨料可以循环使用， 磨料损耗很低， 既减少了磨料对环境 的污染， 又节约了切割成本。 附图说明 0008 图 1 为本发明的结构示意图。 0009 图中。
11、 ： 1、 运动机构， 2、 工作台， 3、 回收水箱， 4、 高压水发生装置， 5、 筛分装置， 6、 磨 料供应装置， 7、 磨料罐， 8、 数控模块， 9、 喷头， 10、 前混合磨料射流束， 11、 工件， 12、 主机， 13、 传感器。 具体实施方式 0010 下面结合附图对本发明作进一步说明。 0011 如图 1 所示， 本前混合磨料水射流智能切割机， 包括前混合磨料水射流系统、 切割 系统和数控系统， 前混合磨料水射流系统和切割系统均与数控系统电连接， 切割系统包括 运动机构1和工作台2， 运动机构1由驱动电机和导轨组成 ； 数控系统包括数控模块8、 主机 12 和传感器 13。
12、， 传感器 13 通过数控模块 8 与主机 12 电连接 ； 前混合磨料水射流系统包括 高压水发生装置 4、 两个磨料罐 7、 回收水箱 3、 筛分装置 5、 磨料供应装置 6 和喷头 9， 回收 水箱 3 设置在工作台 2 下方， 回收水箱 3 通过管路与筛分装置 5 连接， 筛分装置 5 与磨料供 应装置 6 连接， 磨料供应装置 6 和高压水发生装置 4 均与两个磨料罐 7 连接， 传感器 13 包 括重量传感器、 压力传感器和定位传感器， 重量传感器安装在磨料罐 7 的底部， 压力传感器 安装在喷头 9 之前的管路上， 定位传感器安装在导轨上。喷头 9 及横向 （Y 轴） 驱动电机固 。
13、定在横向 （Y 轴） 导轨的滑块上， 横向 （Y 轴） 驱动电机驱动滑块在横向 （Y 轴） 上运动。横向 （Y 轴） 导轨及纵向驱动电机固定在纵向 （X 轴） 导轨的滑块上， 纵向 （X 轴） 驱动电机驱动滑 块在纵向 （X 轴） 导轨上运动， 其布置形式包括龙门式和悬臂式， 根据工作需要， 喷头 9 还可 以通过移动或旋转装置实现高度升降 （Z 轴） 与切割角度倾斜， 传感器 13 包括重量传感器、 压力传感器和定位传感器， 重量传感器安装在磨料罐7的底部， 向主机12反馈磨料余量， 当 一个磨料罐 7 中的磨料余量达到设定下限时， 主机 12 通过数控模块 8 将工作回路切换到另 外一个磨。
14、料罐 7， 与此同时， 控制磨料供应装置 6 向磨料量不足的磨料罐 7 中输送磨料 ； 压 力传感器安装在喷头 9 之前的管路上， 向主机 12 反馈系统压力， 控制高压水发生装置 4 调 节所需的系统工作压力 ； 定位传感器安装在导轨上， 向主机 12 反馈滑块位置信息， 控制运 动机构1到达准确的位置 ； 数控系统通过控制喷头9的运动路径， 使前混合磨料水射流系统 能够精确的完成所设定的切割作业， 工作原理为 ： 数控系统采集传感器 13 的各种信号， 由 主机12向数控模块8发出指令， 控制驱动电机的运动， 使两个滑块在两个导轨 （Y轴和X轴） 上按照编制的程序运动， 使前混合磨料水射流。
15、对工件 11 进行给定图形的精密切割。 0012 切割工件 11 后的含磨料水射流射入回收水箱 3 中， 回收水箱 3 中磨料悬浮液经 过筛分装置 5 对悬浮磨料进行筛分 ； 筛分装置 5 由筛网、 振动机构、 冲洗喷嘴及排渣管路组 成， 振动机构安装在筛分装置 5 中， 筛网安装在振动机构的上面， 磨料悬浮液进入筛分装置 说 明 书 CN 103128668 A 4 3/3 页 5 后， 振动机构带动筛网做往复运动， 筛网上面达到要求的磨料颗粒落入磨料供应装置 6 中， 磨料供应装置6定时将磨料悬浮液输送到磨料罐7， 高压水发生装置4使磨料罐7中的磨料 流态化为高压磨料悬浮液， 从磨料罐 7 中混合均匀的高压磨料悬浮液通过喷头 9 形成前混 合磨料射流束10对工件11进行切割， 从而达到磨料的循环使用， 筛网上方相对两个侧面分 别安装排渣管路和冲洗喷嘴， 冲洗喷嘴与数控模块8电连接， 冲洗喷嘴在数控模块8的控制 下， 定时将没有达到要求的磨料粗颗粒从排渣管路排出。 说 明 书 CN 103128668 A 5 1/1 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 103128668 A 6 。