本发明属于切割控制技术领域，具体涉及一种水射流切割控制装置。本装置包括X向运动模块、Y向运动模块、Z向运动模块、θ向运动模块和切割装置，以X向运动模块为基座，Y向运动模块支撑于X向运动模块之上，可整体进行X向滑动；Z向运动模块支撑于Y向运动模块之上，既可以整体进行Y向滑动，又可以随Y向运动模块一起进行X向滑动，还可以依靠自身组件进行Z向滑动；θ向运动模块位于Z向运动模块内部，可以进行旋转运动；切割装置连接于θ向运动模块下端。本发明解决了现有水射流切割装置自由度少、竖直切割行程小的技术问题，达到了多自由度、大竖直切割行程、便于运输组装的技术效果。
1.一种水射流切割执行装置，其特征在于：该装置包括X向运动模块、Y向运动模块、Z向运动模块、θ向运动模块和水射流切割机，其中，X向运动模块包括两个X向支撑梁（1）和一个第一电机梁（2），两个X向支撑梁（1）相对平行放置，第一电机梁（2）安装在两个X向支撑梁（1）之间，其两端分别固定于两个X向支撑梁（1）相应一侧的端部；每个X向支撑梁（1）均设有一条X向导轨（3），每个X向导轨（3）上均设有两个X向导轨滑块（4）；每个X向支撑梁（1）上方均安装有X向滚珠丝杠（5），每个X向滚珠丝杠（5）安装有一个X向丝杠螺母（6）；每个X向滚珠丝杠（5）上在X向支撑梁（1）固定有第一电机梁（2）的一端以平行于第一电机梁（2）的方向均安装有同步带（7）；
第一电机梁（2）上安装有X向电机（8），两个X向支撑梁（1）的同步带（7）均与X向电机（8）相连接；
Y向运动模块包括两个Y向支撑梁（11）和一个第二电机梁，两个Y向支撑梁（11）相对平行放置，第二电机梁安装在两个Y向支撑梁（11）之间，其两端分别固定于两个Y向支撑梁（11）相应一侧的端部；两个桁架板（13）以垂直于Y向支撑梁（11）的方向安装于两个Y向支撑梁（11）之间，其分别位于Y向支撑梁（11）的首尾两端；每个Y向支撑梁（11）均设有一条Y向导轨，每个Y向导轨上均设有两个Y向导轨滑块，其中一个Y向支撑梁（11）上方安装有Y向滚珠丝杠（14），Y向滚珠丝杠（14）安装有一个Y向丝杠螺母；一块小车板底板架于两个Y向支撑梁（11）上方，其通过Y向螺母座与Y向丝杠螺母相连接，能够沿Y向导轨滑动；第二电机梁上安装有Y向电机（12）；
Y向运动模块以Y向支撑梁（11）垂直于X向支撑梁（1）的方向安装于X向运动模块上方，其中，每个X向滚珠丝杠（5）均穿过两个Y向支撑梁（11）的端部相应位置，X向丝杠螺母（6）通过X向螺母座与Y向运动模块的桁架板（13）相连接；桁架板（13）支撑于X向导轨滑块（4）上方，使Y向运动模块能够整体沿X向导轨（3）滑动；
Z向运动模块包括Z向支撑杆（15）、导轨支撑杆（16）、导向杆（17）、Z向滚珠丝杠（18）、外筒（19）、导向筒（20）、Z向电机（21）和小车板（22）；其中，小车板（22）上方安装有Z向支撑杆（15）、导轨支撑杆（16）、导向杆（17）和Z向滚珠丝杠（18），小车板（22）下方安装有驱动Z向滚珠丝杠（18）运动的Z向电机（21）和导向筒（20），外筒（19）贯穿小车板（22）；外筒（19）、Z向滚珠丝杠（18）和Z向支撑杆（15）均竖直放置，三者依次从前向后排成一列，导轨支撑杆（16）和导向杆（17）分别竖直安装于Z向滚珠丝杠（18）的左右两侧；导轨支撑杆（16）上设有Z向导轨，所述Z向导轨安装有Z向导轨滑块，导向杆（17）外部套有能沿导向杆（17）上下移动的导向套（23）；外筒（19）位于小车板（22）上方的部分设有外筒连接件（24），外筒连接件（24）中部与安装于Z向滚珠丝杠（18）上的Z向滚珠丝杠（18）螺母相连接，外筒连接件（24）两端分别与导轨支撑杆（16）的Z向导轨滑块和导向杆（17）外部的导向套（23）相连接，外筒（19）位于小车板（22）下方的部分伸入固定于小车板（22）下方的导向筒（20）内；
Z向运动模块的小车板（22）与Y向运动模块的小车板底板相连接，使Z向运动模块能够整体随小车板底板沿Y向导轨滑动；
θ向运动模块包括内筒（25）、两对深沟球轴承和推力球轴承组合和θ向电机（26）；其中，内筒（25）通过上下端各一对的深沟球轴承和推力球轴承组合安装于Z向运动模块的外筒（19）内部，其下端伸出外筒（19）和导向筒（20）；θ向电机（26）安装于内筒（25）顶端，其驱动内筒（25）在外筒（19）内部旋转运动；
水射流切割机的切割头连接于内筒（25）下端，水射流切割机的其他组件与切割头通过高压管路相连接。
2.根据权利要求1所述的水射流切割执行装置，其特征在于：
所述X向运动模块还包括两个水平调整杆（9），其以垂直于X向支撑梁（1）的方向安装于两个X向支撑梁（1）之间，两个水平调整杆（9）分别位于X向支撑梁（1）的首尾两端。
3.根据权利要求1或2所述的水射流切割执行装置，其特征在于：
所述X向运动模块还包括四个竖直调整螺母（10），其分别安装与于两个X向支撑梁（1）的端部下端。
4.根据权利要求3所述的水射流切割执行装置，其特征在于：
所述竖直调整螺母（10）下方分别安装有可调节高度的机架支腿。
5.根据权利要求1所述的水射流切割执行装置，其特征在于：
Z向运动模块中Z向支撑杆（15）、导轨支撑杆（16）、导向杆（17）、Z向滚珠丝杠（18）和外筒（19）的高度均大于4m。
6.根据权利要求1所述的水射流切割执行装置，其特征在于：
所述导向筒（20）内壁过盈配合一个内衬，内衬内壁开有若干个矩形槽。
7.根据权利要求1所述的水射流切割执行装置，其特征在于：
所述水射流切割机的切割头通过法兰连接于内筒（25）下端。
8.根据权利要求1所述的水射流切割执行装置，其特征在于：
所述水射流切割机的切割头通过法兰与机械手相连接，机械手通过专用连接装置连接于内筒（25）下端。
9.根据权利要求8所述的水射流切割执行装置，其特征在于：所述机械手专用连接装置包括内筒连接端（27）、连接筒（28）和机械手连接端（29）；其中，内筒连接端（27）为与所述内筒（25）下端尺寸相同的圆形，其上设有螺钉螺孔；连接筒（28）为圆柱体，位于内筒连接端（27）下方中部；机械手连接端（29）位于连接筒（28）下方，其形状与所述机械手上端面形状相同，并设有螺钉螺孔。
10.根据权利要求9所述的水射流切割执行装置，其特征在于：所述机械手专用连接装置还设有若干根支撑于内筒连接端（27）和机械手连接端（29）之间的加强筋（30）。
一种水射流切割执行装置
技术领域
[0001] 本发明属于切割控制技术领域，具体涉及一种水射流切割执行装置。 背景技术
[0002] 由于水射流切割具有高效、冷态的特点，水射流切割机以其高能量密度、良好的射流可控性和材料适应性，能够实现对各类软、硬材料的深穿透和全方位切割，在工业中具有广泛的应用。
[0003] 需要注意的是，现有的水射流切割机通常只能进行基于两个自由度的平面切割，不能实现对大型屏蔽体任意方位、任意形状的切割。
[0004] 广泛应用于工业生产的数控机具有多自由度，能够全方位对工件进行加工和切削。但即便平面自由度形成达到4～8m的大型机床，其竖直自由度的行程也仅限于1.6m，不能满足大型屏蔽体竖直向的切割行程；此外，数控机床具有很强的加工针对性，其通常仅适用于某一类型零件的加工，难以实现任意形状的切割；最后，数控机床一体化的设计导致其不便于拆卸，造成运输困难，使其只能局限于固定地点作业。
发明内容
[0005] 本发明需要解决的技术问题是提供一种水射流切割执行装置，其具有多自由度、高精度、大竖直切割行程，能够实现任意方位、任意形状的切割，并且便于运输组装。 [0006] 本发明的技术方案如下所述：
[0007] 一种水射流切割执行装置，包括X向运动模块、Y向运动模块、Z向运动模块、θ向运动模块和水射流切割机，其总体位置关系为：以X向运动模块为基座，Y向运动模块支撑于X向运动模块之上，可整体进行X向滑动； Z向运动模块支撑于Y向运动模块之上，既可以整体进行Y向滑动，又可以随Y向运动模块一起进行X向滑动，还可以依靠自身组件进行Z向滑动；θ向运动模块位于Z向运动模块内部，可以进行旋转运动；水射流切割机连接于θ向运动模块下端。
[0008] X向运动模块包括两个X向支撑梁和一个第一电机梁，两个X向支撑梁相对平行放置，第一电机梁安装在两个X向支撑梁之间，其两端分别固定于两个X向支撑梁相应一侧的端部；每个X向支撑梁均设有一条X向导轨，每个X向导轨上均设有两个X向导轨滑块；每个X向支撑梁上方均安装有X向滚珠丝杠，每个X向滚珠丝杠安装有一个X向丝杠螺母；
每个X向滚珠丝杠上在X向支撑梁固定有第一电机梁的一端以平行于第一电机梁的方向均安装有同步带；第一电机梁上安装有X向电机，两个X向支撑梁的同步带均与X向电机相连接；
[0009] Y向运动模块包括两个Y向支撑梁和一个第二电机梁，两个Y向支撑梁相对平行放置，第二电机梁安装在两个Y向支撑梁之间，其两端分别固定于两个Y向支撑梁相应一侧的端部；两个桁架板以垂直于Y向支撑梁的方向安装于两个Y向支撑梁之间，其分别位于Y向支撑梁的首尾两端；每个Y向支撑梁均设有一条Y向导轨，每个Y向导轨上均设有两个Y向导轨滑块，其中一个Y向支撑梁上方安装有Y向滚珠丝杠，Y向滚珠丝杠安装有一个Y向丝杠螺母；一块小车板底板架于两个Y向支撑梁上方，其通过Y向螺母座与Y向丝杠螺母相连接，能够沿Y向导轨滑动；第二电机梁上安装有Y向电机；
[0010] Y向运动模块以Y向支撑梁垂直于X向支撑梁的方向安装于X向运动模块上方，其中，每个X向滚珠丝杠均穿过两个Y向支撑梁的端部相应位置，X向丝杠螺母通过X向螺母座与Y向运动模块的桁架板相连接；桁架板支撑于X向导轨滑块上方，使Y向运动模块能够整体沿X向导轨滑动；
[0011] Z向运动模块包括Z向支撑杆、导轨支撑杆、导向杆、Z向滚珠丝杠、 外筒、导向筒、Z向电机和小车板，其中Z向支撑杆、导轨支撑杆、导向杆、Z向滚珠丝杠和外筒的高度优选均大于4m；小车板上方安装有Z向支撑杆、导轨支撑杆、导向杆和Z向滚珠丝杠，小车板下方安装有驱动Z向滚珠丝杠运动的Z向电机和导向筒，外筒贯穿小车板；外筒、Z向滚珠丝杠和Z向支撑杆均竖直放置，三者依次从前向后排成一列，导轨支撑杆和导向杆分别竖直安装于Z向滚珠丝杠的左右两侧；导轨支撑杆上设有Z向导轨，所述Z向导轨安装有Z向导轨滑块，导向杆外部套有能沿导向杆上下移动的导向套；外筒位于小车板上方的部分设有外筒连接件，外筒连接件中部与安装于Z向滚珠丝杠上的Z向丝杠螺母相连接，外筒连接件两端分别与导轨支撑杆的Z向导轨滑块和导向杆外部的导向套相连接，外筒位于小车板下方的部分伸入固定于小车板下方的导向筒内；
[0012] Z向运动模块的小车板与Y向运动模块的小车板底板相连接，使Z向运动模块能够整体随小车板底板沿Y向导轨滑动；
[0013] θ向运动模块包括内筒、两对深沟球轴承和推力球轴承组合和θ向电机；其中，内筒通过上下端各一对的深沟球轴承和推力球轴承组合安装于Z向运动模块的外筒内部，其下端伸出外筒和导向筒；θ向电机安装于内筒顶端，其驱动内筒在外筒内部旋转运动； [0014] 水射流切割机的切割头连接于内筒下端，水射流切割机的其他组件与切割头通过高压管路相连接。
[0015] 作为本发明的改进，所述X向运动模块还可以包括两个水平调整杆和四个竖直调整螺母。其中，两个水平调整杆以垂直于X向支撑梁的方向安装于两个X向支撑梁之间，两个水平调整杆分别位于X向支撑梁的首尾两端；四个竖直调整螺母，其分别安装与于两个X向支撑梁的端部下端。此外，所述竖直调整螺母下方还可以分别安装有可调节高度的机架支腿。
[0016] 作为本发明的进一步改进，Z向运动模块中导向筒的内壁可以过盈配合 一个内衬，内衬的材料优选为聚四氟乙烯，其内壁可以开有若干个矩形槽。
[0017] 本发明所述水射流切割机的切割头，可以通过法兰直接连接于内筒下端；也可以通过法兰与机械手相连接，机械手通过专用连接装置连接于内筒下端。 [0018] 所述机械手专用连接装置包括内筒连接端、连接筒和机械手连接端；其中，内筒连接端为与所述内筒下端尺寸相同的圆形，其上设有螺钉螺孔；连接筒为圆柱体，位于内筒连接端下方中部；机械手连接端位于连接筒下方，其形状与所述机械手上端面形状相同，并设有螺钉螺孔。作为优选方案，机械手专用连接装置还可以设有若干根支撑于内筒连接端和机械手连接端之间的加强筋。
[0019] 本发明的有益效果包括：
[0020] (1)X向运动模块、Y向运动模块、Z向运动模块和θ向运动模块保证了四个自由度的切割，能够实现对被切割筒体任意方位、任意形状的切割，运动精度可达0.5mm； [0021] (2)Z向运动模块中Z向支撑杆、导轨支撑杆、导向杆、Z向滚珠丝杠和外筒的高度均大于4m，使本发明的装置竖直运动行程达到3.9m，满足了大型屏蔽体竖直向的切割要求；
[0022] (3)本发明的装置采用模块化设计，X向运动模块可拆分为两个X向支撑梁和一个第一电机梁三个安装模块，Y向运动模块无需拆卸作为一个安装模块，Z向运动模块和θ向运动模块整体作为一个运动模块，运输时可将五个安装模块分开放置，节约空间，便于存放；安装时仅需采用诸如螺栓、定位销钉等常规连接零件即可组合成一体，装置重复安装精度可达0.1mm；
[0023] (4)X向运动模块中通过同步带使一个X向电机能同步控制两个X向滚珠丝杠的旋转，为实现高精度切割提供保障；
[0024] (5)X向运动模块中安装水平调整杆既可以根据实际情况调节两个X向支撑梁的平行度，又可以起到加固X向运动模块的作用；
[0025] (6)X向运动模块中安装竖直调整螺母，进一步保障了X向运动模块的水平度； [0026] (7)X向运动模块中竖直调整螺母下方安装有可调节高度的机架支腿，可以根据所切割零件的高度灵活调整装置水平高度；
[0027] (8)Z向运动模块中外筒、Z向滚珠丝杠和Z向支撑杆均竖直放置，三者依次从前向后排成一列，导轨支撑杆和导向杆分别竖直安装于Z向滚珠丝杠的左右两侧，使Z向支撑杆、导轨支撑杆和导向杆行程三角形排列，Z向滚珠丝杠旋转时的扭矩可以均匀分布到Z向支撑杆、导轨支撑杆和导向杆上，行程稳定受力；
[0028] (9)Z向运动模块中外筒连接件两端分别与导轨支撑杆的Z向导轨滑块和导向杆外部的导向套相连接，外筒位于小车板下方的部分伸入固定于小车板下方的导向筒内，Z向导轨滑块和导向套对外筒位于小车板上方的部分起导向作用，导向筒对外筒位于小车板下方的部分起导向作用，使外筒沿Z向的运动更加稳定；
[0029] (10)Z向运动模块中导向筒内壁过盈配合一个内衬，其材料为聚四氟乙烯，其内壁开有若干个矩形槽，既可以降低外筒与导向筒之间的摩擦，又可以在完成水中切割后将外筒提升到导向筒时通过矩形槽将外筒的附着的水导流回水池；
[0030] (11)本装置中水射流切割机的切割头与内筒有多种连接方式，对直径小于3.6m的筒体进行切割时，切割头通过法兰直接连接于内筒下端；对直径大于3.6m小于3.97m的筒体进行切割时，切割头通过法兰与机械手相连接，机械手通过专用连接装置连接于内筒下端，由于机械手自身拥有多个自由度，且能够自动避开障碍物，有高灵敏度的防碰撞检测、报警和保护功能，因此使本装置可以更加灵活精确的完成切割；
[0031] (12)本装置用于连接机械手的专用连接装置，可以实现不同型号机械 手与Z运动模块内筒的便捷连接；加强筋的设计使专用连接装置性能更加稳定可靠。 附图说明
[0032] 图1为本发明的水射流切割执行装置立体图；
[0033] 图2为本发明的水射流切割执行装置主视图；
[0034] 图3为本发明的水射流切割执行装置俯视图；
[0035] 图4为本发明的水射流切割执行装置X运动模块主视图；
[0036] 图5为本发明的水射流切割执行装置X运动模块俯视图；
[0037] 图6为本发明的水射流切割执行装置Z运动模块主视图；
[0038] 图7为图6的左视图；
[0039] 图8为图6的A-A剖面图；
[0040] 图9为本发明的机械手专用连接装置主视图；
[0041] 图10为本发明的机械手专用连接装置俯视图。
[0042] 其中，1-X向支撑梁，2-第一电机梁，3-X向导轨，4-X向导轨滑块，5-X向滚珠丝杠，6-X向丝杠螺母，7-同步带，8-X向电机，9-水平调整杆，10-竖直调整螺母，11-Y向支撑梁，
12-Y向电机，13-桁架板，14-Y向滚珠丝杠，15-Z向支撑杆，16-导轨支撑杆，17-导向杆，
18-Z向滚珠丝杠，19-外筒，20-导向筒，21-Z向电机，22-小车板，23-导向套，24-外筒连接件，25-内筒，26-θ向电机，27-内筒连接端，28-连接筒，29-机械手连接端，30-加强筋。 具体实施方式
[0043] 下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述：
[0044] 实施例1
[0045] 如图1～3所示，本发明的一种水射流切割执行装置，包括X向运动模块、Y向运动模块、Z向运动模块、θ向运动模块和水射流切割机。X向运动模块主要由X向支撑梁1和第一电机梁2组成，Y向运动模块主要由Y向电 机梁11和第二电机梁组成，Z向运动模块主要由Z向支撑杆15、导轨支撑杆16、导向杆17、Z向滚珠丝杠18、外筒19组成，θ向运动模块主要由内筒25和θ向电机26组成。其总体位置关系为：以X向运动模块为基座，Y向运动模块支撑于X向运动模块之上，可整体进行X向滑动；Z向运动模块支撑于Y向运动模块之上，既可以整体进行Y向滑动，又可以随Y向运动模块一起进行X向滑动，还可以依靠自身组件进行Z向滑动；θ向运动模块位于Z向运动模块内部，可以进行旋转运动；水射流切割机连接于θ向运动模块下端。
[0046] 如图4～5所示，X向运动模块包括两个X向支撑梁1和一个第一电机梁2，两个X向支撑梁1相对平行放置，第一电机梁2安装在两个X向支撑梁1之间，其两端分别固定于两个X向支撑梁1相应一侧的端部；每个X向支撑梁1均设有一条X向导轨3，每个X向导轨3上均设有两个X向导轨滑块4；每个X向支撑梁1上方均安装有X向滚珠丝杠5，每个X向滚珠丝杠5安装有一个X向丝杠螺母6和一个X向螺母座，在两个X向滚珠丝杠5之间的第一电机梁2上设有通过同步带7为X向螺母座提供动力的X向电机8；所述的同步带7、X向滚珠丝杠5和X向丝杠螺母6能够将X向电机8旋转转化为X向螺母座的X向直线运动，本实施例中X向滚珠丝杠5的有效导程为3.6m；每个X向滚珠丝杠5上在X向支撑梁1固定有第一电机梁2的一端以平行于第一电机梁2的方向均安装有同步带7；第一电机梁2上安装有X向电机8，其优选位置为第一电机梁2的中部，两个X向支撑梁1的同步带7均与X向电机8相连接，这种设计可以实现一个X向电机8同时带动两个X向滚珠丝杠5旋转，为实现高精度切割提供保障。
[0047] 如图1～3所示，Y向运动模块包括两个Y向支撑梁11和一个第二电机梁，两个Y向支撑梁11相对平行放置，第二电机梁安装在两个Y向支撑梁11之间，其两端分别固定于两个Y向支撑梁11相应一侧的端部；两个桁架 板13以垂直于Y向支撑梁11的方向安装于两个Y向支撑梁11之间，其分别位于Y向支撑梁11的首尾两端；每个Y向支撑梁11均设有一条Y向导轨，每个Y向导轨上均设有两个Y向导轨滑块，其中一个Y向支撑梁11上方安装有Y向滚珠丝杠14，Y向滚珠丝杠14安装有一个Y向丝杠螺母和一个Y向螺母座，第二电机梁上，靠近Y向滚珠丝杠14的一端安装有为Y向螺母座提供动力的Y向电机12；所述Y向滚珠丝杠14和Y向丝杠螺母能够将Y向电机12旋转转化为Y向螺母座的Y向直线运动；一块小车板底板架于两个Y向支撑梁11的Y向导轨滑块上方，其通过Y向螺母座与Y向丝杠螺母相连接，在Y向导轨滑块的导向作用下，能够沿Y向导轨滑动。 [0048] Y向运动模块以Y向支撑梁11垂直于X向支撑梁1的方向安装于X向运动模块上方，其中，每个X向滚珠丝杠5均穿过两个Y向支撑梁11的端部相应位置，X向丝杠螺母6通过X向螺母座与Y向运动模块的桁架板13相连接；桁架板13支撑于X向导轨滑块4上方，在X向导轨滑块4的导向作用下，Y向运动模块能够整体沿X向导轨3进行X向滑动。 [0049] 如图6～8所示，Z向运动模块包括Z向支撑杆15、导轨支撑杆16、导向杆17、Z向滚珠丝杠18、外筒19、导向筒20、Z向电机21和小车板22。其中，小车板22上方安装有Z向支撑杆15、导轨支撑杆16、导向杆17和Z向滚珠丝杠18，小车板22下方安装有驱动Z向滚珠丝杠18运动的Z向电机21和导向筒20，外筒19贯穿小车板22。外筒19、Z向滚珠丝杠18和Z向支撑杆15均竖直放置，三者依次从前向后排成一列，导轨支撑杆16和导向杆17分别竖直安装于Z向滚珠丝杠18的左右两侧，这种设计使Z向支撑杆15、导轨支撑杆
16和导向杆17行程三角形排列，Z向滚珠丝杠18旋转时的扭矩可以均匀分布到Z向支撑杆15、导轨支撑杆16和导向杆17上，行程稳定受力；导轨支撑杆16上设有Z向导轨，所述Z向导轨安装有Z向导轨滑块，导向杆17外部套有能沿导向杆17上下移动的导向套23；外筒19位于 小车板22上方的部分设有外筒连接件24，外筒连接件24中部与安装于Z向滚珠丝杠18上的Z向丝杠螺母相连接，由Z向丝杠螺母带动外筒19沿Z向上下运动；外筒连接件24两端分别与导轨支撑杆16的Z向导轨滑块和导向杆17外部的导向套23相连接，外筒19位于小车板22下方的部分伸入固定于小车板22下方的导向筒20内，Z向导轨滑块和导向套23对外筒19位于小车板22上方的部分起导向作用，导向筒20对外筒19位于小车板22下方的部分起导向作用。
[0050] 为满足了大型屏蔽体竖直向的切割要求，本发明的装置竖直运动行程需要达到3.9m以上，因此，本实施例中Z向支撑杆15、导轨支撑杆16、导向杆17、Z向滚珠丝杠18和外筒19的高度均大于4m，优选为4.2m。此外，由于外筒19需在达到刚度要求的前提下质量尽量轻，本实施例中外筒19的外径为219mm，壁厚为28mm，材料为具有较好耐腐蚀性的
0Cr18Ni9，以实现其承受切割反作用力的情况下变形量在0.7mm以内。最后，本实施例中导向筒20的外径为245mm，长为500mm，壁厚为22mm。
[0051] Z向运动模块的小车板22与Y向运动模块的小车板底板相连接，使Z向运动模块能够整体随小车板底板沿Y向导轨滑动，进而随Y向运动模块一起沿X向导轨3滑动。 [0052] θ向运动模块包括内筒25、两对深沟球轴承和推力球轴承组合和θ向电机26；其中，内筒25通过上下端各一对的深沟球轴承和推力球轴承组合安装于Z向运动模块的外筒19内部，其下端伸出外筒19和导向筒20；θ向电机26安装于内筒25上端部，其驱动内筒25在外筒19内部旋转运动。
[0053] 水射流切割机的切割头连接于内筒25下端，水射流切割机的其他组件与切割头通过高压管路相连接。本实施例中切割头通过法兰直接连接于内筒25下端，这种直接连接的方式适用于切割直径小于3.6m的筒体。
[0054] 本实施例所述的水射流切割机为高压磨料水射流切割机，其性能参数为 最高压力380MPa，额定工作压力320MPa，可切割50mm以下不锈钢材料。需要注意的是，本发明所述的水射流切割机不局限于上述高压磨料水射流切割机，凡能够实现水射流切割功能的切割装置，均在本发明保护范围之内。
[0055] 本发明的装置采用模块化设计，X向运动模块可拆分为两个X向支撑梁1和一个第一电机梁2三个安装模块，Y向运动模块无需拆卸作为一个安装模块，Z向运动模块和θ向运动模块整体作为一个运动模块，运输时可将五个安装模块分开放置，节约空间，便于存放；安装时仅需采用诸如螺栓、定位销钉等常规连接零件即可组合成一体，装置重复安装精度可达0.1mm；
[0056] 本发明的使用过程如下所述：
[0057] (1)将上述五个安装模块通过诸如螺栓、定位销钉等常规连接零件即可组合成一体；
[0058] (2)将X向电机8、Y向电机12、Z向电机21和θ向电机26与切割线路控制系统相连接，其中，切割线路控制系统为本领域技术人员公知常识；
[0059] (3)启动电源，在切割线路控制系统的指令下，X向电机8、Y向电机12、Z向电机21和θ向电机26控制水射流切割机的切割头按照轨迹进行预切割；
[0060] (4)预切割无误后启动水射流切割机，在预切割的轨迹上进行切割。 [0061] 实施例2
[0062] 本实施例与实施例1的区别在于：
[0063] X向运动模块还包括两个水平调整杆9和四个竖直调整螺母10。其中，两个水平调整杆9以垂直于X向支撑梁1的方向安装于两个X向支撑梁1之间，两个水平调整杆9分别位于X向支撑梁1的首尾两端；四个竖直调整螺母10，其分别安装与于两个X向支撑梁1的端部下端。此外，所述竖直调整螺母10下方还可以分别安装有可调节高度的机架支腿。
[0064] 水平调整杆9既可以根据实际情况调节两个X向支撑梁1两端的距离， 从而调整其平行度，又可以起到加固X向运动模块的作用；竖直调整螺母10，进一步保障了X向运动模块的水平度；可调节高度的机架支腿，可以根据所切割零件的高度灵活调整装置水平高度。
[0065] 实施例3
[0066] 本实施例与上述两个实施例的区别在于：
[0067] Z向运动模块中导向筒20的内壁过盈配合一内衬，内衬的材料优选为聚四氟乙烯，其内壁可以开有若干个矩形槽。
[0068] 这种设计既可以降低外筒19与导向筒20之间的摩擦，又可以在完成水中切割后将外筒19提升到导向筒20时通过矩形槽将外筒19的附着的水导流回水池。 [0069] 实施例4
[0070] 本实施例与上述三个实施例的区别在于：
[0071] 本实施例的水射流切割机的切割头通过法兰与机械手相连接，机械手通过专用连接装置连接于内筒25下端，这种连接方式适用于切割直径大于3.6m小于3.97m的筒体。 [0072] 如图9～10所示，所述机械手专用连接装置包括内筒连接端27、连接筒28和机械手连接端29；其中，内筒连接端27为与所述内筒25下端尺寸相同的圆形，其上设有螺钉螺孔；连接筒28为圆柱体，位于内筒连接端27下方中部；机械手连接端29位于连接筒28下方，其形状与所述机械手上端面形状相同，并设有螺钉螺孔。作为优选方案，机械手专用连接装置还可以设有若干根支撑于内筒连接端27和机械手连接端29之间的加强筋30。 [0073] 本实施例中的机械手型号为库卡KR16，由于机械手自身拥有多个自由度，且能够自动避开障碍物，有高灵敏度的防碰撞检测、报警和保护功能，因此使本发明的装置可以更加灵活精确的完成切割。需要注意的是，适用于本发明的机械手不局限于库卡KR16型机械手，任何具有机械手功能的设备 均适用于本发明。
