CN103105187B - 一种三爪定心装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三爪定心装置，该装置包括卡盘体、旋转盘、旋转驱动机构和滑动机构，卡盘体内部设有空腔，卡盘体前端面径向开有三个滑动槽，后端部固设有端盖；旋转盘设于卡盘体内，且其表面设有平面螺纹；旋转驱动机构设于卡盘体侧部并与旋转盘相连接；三个滑动机构均匀布设于卡盘体前端面上，并分别通过对应的滑动槽与平面螺纹相啮合。由于采用蜗轮蜗杆和平面螺纹传动，其自锁性能高，三个滑动机构同步滑移到设定位置后，不会因为工件的振动等原因而造成在设备运转过程中发生的偏心现象，避免检测信号的失真。另外，还具有通过调节丝杠进行各滑动机构单独调整、电机自动驱动等优点。

Description

一种三爪定心装置

技术领域

本发明涉及无损检测用夹送定心设备，更具体地说，涉及一种三爪定心装置。

背景技术

三爪定心装置广泛运用在超声、涡流、漏磁等其他无损检测设备上。其一般安装在检测主机头的前后，稳定夹送圆形工件进出主机头，以保证被检工件中心与主机头中心的同心度要求。

而三爪定心装置最常见的形式是：用连杆将各个定心机构连接起来，通过丝杠手动调节规格，气缸推动连杆来实现三爪的夹紧和松开。但是，由于以上定心机构通过连杆连接，而各连接销的加工误差和磨损、连杆的受力变形等情况，会使三爪定心机构不但不能实现钢管与主机中心同心的目的，而且会造成检测信号的失真。另外，其需要手动调节规格，也不便于实现设备的自动化。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺点，本发明的目的是提供一种三爪定心装置，以实现对所夹持的工件进行准确定心。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

该三爪定心装置包括卡盘体、旋转盘、旋转驱动机构和滑动机构，卡盘体内部设有空腔，卡盘体前端面径向开有三个滑动槽，后端部固设有端盖；旋转盘设于卡盘体内，且其表面设有平面螺纹；旋转驱动机构设于卡盘体侧部并与旋转盘相连接；三个滑动机构均匀布设于卡盘体前端面上，并分别通过对应的滑动槽与平面螺纹相啮合。

所述的旋转驱动机构为带电机的涡轮蜗杆机构，涡轮蜗杆机构通过设于旋转盘边缘部的涡轮圈与旋转盘连接。

所述的滑动机构均包括滑动座、可调节升降的滑动圆筒和滚轮，滑动座与平面螺纹相啮合，滑动圆筒设于滑动座上，滚轮通过叉轴设于滑动圆筒内侧端。

所述的滑动圆筒另一端设有与滑动座相连的螺母套和调节丝杠。

所述的滑动座通过压板和调节螺栓安装于对应的滑动槽内。

所述的滑动圆筒与叉轴之间还设有角度锁紧块。

在上述技术方案中，本发明的三爪定心装置包括卡盘体、旋转盘、旋转驱动机构和滑动机构，卡盘体内部设有空腔，卡盘体前端面径向开有三个滑动槽，后端部固设有端盖；旋转盘设于卡盘体内，且其表面设有平面螺纹；旋转驱动机构设于卡盘体侧部并与旋转盘相连接；三个滑动机构均匀布设于卡盘体前端面上，并分别通过对应的滑动槽与平面螺纹相啮合。由于采用蜗轮蜗杆和平面螺纹传动，其自锁性能高，三个滑动机构同步滑移到设定位置后，不会因为工件的振动等原因而造成在设备运转过程中发生的偏心现象，避免检测信号的失真。另外，还具有通过调节丝杠进行各滑动机构单独调整、电机自动驱动等优点。

附图说明

图1是本发明的三爪定心装置的剖视图；

图2是本发明的三爪定心装置的轴向视图；

图3是本发明的旋转盘的剖视图；

图4是本发明的滑动机构的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

请结合图1～图4所示，本发明的三爪定心装置主要包括卡盘体3、旋转盘6、旋转驱动机构和滑动机构7，卡盘体3由钢板和钢管焊接而成，并通过销轴1安装在主6机机体上，卡盘体3内部设有空腔，卡盘体3前端面径向开有三个滑动槽，后端部通过螺栓4固设有端盖2；旋转盘6通过铜套9安装在卡盘体的内端面，旋转盘6和铜套9之间对称布置着两粒紧定螺钉5，且其表面设有平面螺纹15，该平面螺纹15可根据阿基米德螺旋线的原理直接在旋转盘6上加工而成；旋转驱动机构设于卡盘体3侧部并与旋转盘6相连接，作为一个实施例，所述的旋转驱动机构为带伺服电机11的涡轮蜗杆14机构(图2中的12为电机座、13为轴承)，涡轮蜗杆14机构通过设于旋转盘6边缘部的涡轮圈17与旋转盘6连接，涡轮圈17通过固定螺栓16、销18与旋转盘6相连。三个滑动机构7均匀布设于卡盘体3前端面上，并分别通过对应的滑动槽与平面螺纹15相啮合。其中，每个滑动机构7均包括滑动座26、可调节升降的滑动圆筒28和滚轮19，滑动座26与平面螺纹15相啮合，滑动圆筒28设于滑动座26上，滚轮19通过叉轴20设于滑动圆筒28内侧端，叉轴20可以在滑动圆筒28内圆周旋转，保证滚轮19接触螺旋前进的工件后能够灵活随动，滑动圆筒28另一端设有与滑动座26相连的螺母套24和调节丝杠23，并通过螺钉22、键27与滑动座26相连接定位。为保证三只滑动机构7在安装时能够完全同心，每只滑动机构7的滚轮19伸出量可以通过调节丝杠23和螺母套24来进行单独调节，从而能够避免由于制造工程中偏差造成装配时不同心。为保证平面螺纹15的啮合效果，在滑动座26上还设有加油口和油嘴25。另外，每个滑动机构7由压板10和调节螺栓8安装在卡盘体3的滑动槽内，可以通过调节螺栓8的松紧来调节滑动机构7在卡盘体3上滑移松紧程度，从而保证三只滑动机构7受力均匀，平稳滑移。而滑动圆筒28与叉轴20之间还设有角度锁紧块21。用以防止工件弯曲等原因造成跳动后滚轮19与之接触不实，导致随动效果下降后叉轴20所处角度不准确会阻碍工件前进。如此，必要时可以锁定角度，确保按设计螺距前进。

下面进行实际举例说明其工作原理，通过用于钢管精整流水线超声探伤设备，以满足钢管直径从φ40到340的生产需要。在该探伤设备中，伺服电机11额定转速3000r/min，额定扭矩为2.4Nm。蜗轮蜗杆14传动比为1∶225，平面螺纹15螺距6mm，滑动机构7可调节范围15mm，滚轮19外径128mm。钢管超声探伤生产线上(以检测φ76钢管为例)，自动状态生产时，伺服电机11驱动滑动机构7调整到预先设定好的φ76mm钢管规格位置。钢管从辊道输被送到本发明定心装置后，安装在该装置前的光电传感器感应到钢管头部，控制系统发出动作指令控制伺服电机11带动蜗轮蜗杆14转动以驱动旋转盘6旋转，三只滑动机构7在平面螺纹15带动下沿着卡盘体3的滑动槽向中心方向小距离同步移动，控制系统可以通过读取电机11的编码器数值，根据蜗轮蜗杆14的传动比、平面螺纹15的螺距精确控制滑动机构7的行走距离，滑动机构7从松开状态运动到夹紧状态需移动2mm，耗时1.5秒。

当钢管尾部离开上述传感器时，传感器感应到钢管的离开，控制系统发出相反的动作指令，控制伺服电机11驱动蜗杆14反向转动，蜗轮蜗杆14通驱动旋转盘6旋转，三只滑动机构7在平面螺纹15带动下，沿着卡盘体3的滑槽向背离中心方向同步移动2mm，回到初始位置，放开对钢管的夹持。采用同样方法可实现不同生产规格的初始位置调节。

另外，消除累计误差的方法：

在工作过程中滑动机构7运动频繁，不可避免会因为加工误差或磨损产生累计误差，在一只滑动机构7的行程上设置光电开关作为该机构的零位，连续运转8小时后通过该零位对三爪定心装置进行复位，消除累计误差。

综上所述，本发明的定心装置能够实现对所夹持的工件准确定心，并且适用规格范围大，适用于稳定夹送直线前进和螺旋前进的工件，亦能自动调换满足不同规格的工件定心要求，提高了整套设备的自动化程度。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (5)

1.一种三爪定心装置，其特征在于：

包括卡盘体、旋转盘、旋转驱动机构和滑动机构，卡盘体内部设有空腔，卡盘体前端面径向开有三个滑动槽，后端部固设有端盖；旋转盘设于卡盘体内，且其表面设有平面螺纹；旋转驱动机构设于卡盘体侧部并与旋转盘相连接；三个滑动机构均匀布设于卡盘体前端面上，并分别通过对应的滑动槽与平面螺纹相啮合；所述的滑动机构均包括滑动座、可调节升降的滑动圆筒和滚轮，滑动座与平面螺纹相啮合，滑动圆筒设于滑动座上，滚轮通过叉轴设于滑动圆筒内侧端。

2.如权利要求1所述的三爪定心装置，其特征在于：

所述的旋转驱动机构为带电机的涡轮蜗杆机构，涡轮蜗杆机构通过设于旋转盘边缘部的涡轮圈与旋转盘连接。

3.如权利要求1所述的三爪定心装置，其特征在于：

所述的滑动圆筒另一端设有与滑动座相连的螺母套和调节丝杠。

4.如权利要求1所述的三爪定心装置，其特征在于：

所述的滑动座通过压板和调节螺栓安装于对应的滑动槽内。

5.如权利要求1所述的三爪定心装置，其特征在于：

所述的滑动圆筒与叉轴之间还设有角度锁紧块。