航空工業(yè)的一個(gè)重大需求是對大尺度曲面復(fù)合材料的機(jī)翼、尾翼和蒙皮的加工，由于機(jī)械加工對復(fù)合材料會(huì)產(chǎn)生分層、變形和劈裂等問題，美國波音公司已將超高壓五軸聯(lián)動(dòng)水切割作為標(biāo)準(zhǔn)工藝，因此，催生了特大型水切割專用加工機(jī)床。為應(yīng)對國內(nèi)需求和國際競爭：復(fù)合及特種耐高溫材料超高壓水射流加工裝備與工藝，由此可見，特大型、曲面加工、極端參數(shù)、五軸聯(lián)動(dòng)、加工 - 測量 - 調(diào)控一體化自動(dòng)化控制、高精度、速度要求和工藝數(shù)字模型等構(gòu)成了高端超高壓水切割技術(shù)的水平標(biāo)志。

　　成套裝備的構(gòu)成如下

　　( 1)高壓增壓器系統(tǒng)。采用對置式雙缸 2臺(tái)增壓器并聯(lián)方式，工作壓力 450 MPa，單臺(tái)流量 3 L/min，缸體采用雙層嵌套，承壓材料為 15-5HP，柱塞直徑 22 mm，行程 100 mm，往復(fù)次數(shù) 70 min-1。

　　(2)龍門式切割平臺(tái)。工作尺寸 15000 mm×5000 mm，采用齒輪齒條傳動(dòng)，Z 軸運(yùn)動(dòng)尺寸1200 mm，采用伺服電機(jī)控制器和軟件控制各運(yùn)動(dòng)件，采用光柵隨機(jī)測量主梁行走位置。

　　(3)點(diǎn)陣浮動(dòng)托架。采用標(biāo)準(zhǔn)的立柱點(diǎn)托架，以120 個(gè)點(diǎn)構(gòu)成對特大型曲面工件的附合支撐和定位，每個(gè)支點(diǎn)會(huì)3D 旋轉(zhuǎn)真空杯構(gòu)造實(shí)現(xiàn)柔性支撐，自帶動(dòng)力用以調(diào)節(jié)其高度和轉(zhuǎn)角，點(diǎn)陣最高升幅為600mm。

　　(4)磨料射流五軸聯(lián)動(dòng)切割頭系統(tǒng)。包括磨料射流切割頭，固定在電主軸(Z 軸)上的五軸聯(lián)動(dòng)總成部件， 型杯總成部件，置于橫梁上的真空泵和磨料收集器及管路總成。作業(yè)時(shí)，五軸聯(lián)動(dòng)部件帶動(dòng)切割頭做3D 動(dòng)作并沿 Z 軸升降，工件夾在 型杯間做切邊工作，磨料廢液由 型杯(內(nèi)置消音鋼珠)接取并經(jīng)真空泵抽吸至集液器進(jìn)行固液分離。

　　(5)3D 水切割運(yùn)行軟件。該軟件的核心是將五軸聯(lián)動(dòng)與點(diǎn)陣托架動(dòng)作同步控制調(diào)節(jié)，亦即它將識(shí)別曲面、調(diào)節(jié)點(diǎn)陣附合曲面且控制切割頭沿曲面邊緣切割作業(yè)，因?yàn)樵黾恿它c(diǎn)陣托架的同步動(dòng)作，使得運(yùn)行軟件成為技術(shù)關(guān)鍵。

　　(6)在線測量系統(tǒng)。在橫梁上設(shè)置 2 個(gè)立軸，一個(gè)為水刀 Z 軸，另一個(gè)裝機(jī)械刀具備用和在線測量探針，通過其反饋實(shí)現(xiàn)“加工、測量和調(diào)控” 一體化自動(dòng)控制全加工過程。