三维切割的需要逐年增长。水刀适用于三维切割。轻巧的切割头以及切割过程中较低的反冲力给机器设计工程师提供了自由,这在高负荷材料的打磨和铣切过程中是不能实现的。摇臂的使用为较薄的高压水管提供了移动自由。 最简单的三维切割系统是通用水铣刀。该装置可用手移动,只能用于薄材料(例如飞机内部和其它薄复合材料)的纯水水刀切割。掌上型喷枪是平衡的,因此使用起来相当灵活。作为切割复合材料的最佳方法,该装置在二十世纪八十年代非常流行。作为铣刀的替代方法,操作人员也可对着模板按下特殊喷嘴,打开射流,并在绕部件走动时移动范本和喷嘴。在切割材料完成后,射流应射入定点收集器。如今,这些安全而有效的工具通常用于较薄的航空复合材料切割。
由于要扩大生产,又要避免铣刀和通用水铣刀使用昂贵的模板,因此需要使用完全可编程的五轴机器。通过使用这些机器,程序设计人员可在办公室中创建工具路径,并将程序下载至操作人员用来切割材料的机器控制系统。 即使先进的三维脱机程序设计软件有所提高,三维切割也比二维切割复杂,不管切割流程是水射流、铣刀还是其它流程。例如,对于左图所示的 尾部复合材料,应采取数个步骤切割部件。首先下载切割路径和灵“Pogostick”工具的程序。当Pogostick旋至预先设计的高度时,材料通过桥式起重机进入。在部件被粗略
然后进行程序部件转换。这时重新调整程序以匹配部件的实际位置。最后回缩接触探针Z,这时切割头Z进行摆动操作。如何进行机器测试 应对工具机的定位精度、重复性、动态路径精度、速度范围和运动平滑度进行测试。 掌上型“通用水铣刀”。在切割薄材料后,定点收集器立即安全地停止射流。如何进行线性定位测试 用雷射干涉仪测试线性定位精度和重复性。单独测试工具机的每个轴。事实上,雷射干涉仪分成激光束并测量未变化部分和变化部分之间的波长变化。由于雷射的波长非常小,这种测量方法极其精确。雷射是连续光,这意味着雷射的所有部分都具有相同的波长和状态。
参照两个波长,给出移动光学组件的精确的尺寸,该尺寸精确到几百万分之一英寸。 在整个行程过程中,切割头在轴上每次移动1或2英寸,暂停一秒钟,记录偏差,然后移动到下一位置,记录偏差,这样可进行线性定位精度测试。用雷射测试线性定位精度和重复性的整个流程将花费6至12个小时,这取决于机器的尺寸和制造商遵循的品质标准。如何进行动态精度测试通过切割部件或使用球杆仪可测试动态路径的精度。磁性底座(图标为灰色)在工作台上的所需测试位置。具有已知长度的精密球杆仪(红色)固定在磁铁底座上。首先移动机器,使其刚好高于磁性底座的中心。然后对机器进行程序设计,使其刚好移动到球杆的长度半径。将球杆固定在切割头位置(绿色)。然后对机器进行程序设计,使其刚好移动到磁性底座周围的圆圈中。
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