CN103212898A - 一种适用于薄壁管材的气动夹持系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种适用于薄壁管材的气动夹持系统，包括气压控制回路、以及旋转轴模块、设置于旋转轴一端的活塞模块、设置于旋转轴内部的拉杆模块以及设置于旋转轴另一端的夹头。本发明适用于薄壁管材的气动夹持系统，自适应性强，灵活性好，可以夹持不同管径的管材。且能够提供精确的夹持力，夹持力均匀。以及客户验证加工精度良好，能达到±3μm以下。其管材夹头可将管材顺利的夹持到夹头孔中。切割时，气动夹持力夹紧。而当需要进料时候，只需要接通压力气体，这时夹持机构松开，于是可以顺利进料，整个过程可在数秒钟内完成，重复精度达到±2um以内。

Description

一种适用于薄壁管材的气动夹持系统
 
技术领域
本发明属于薄壁管材激光精细加工技术领域，尤其涉及一种适用于薄壁管材的气动夹持系统。
 
背景技术
激光切割由于工艺简单、速度快，具有切缝宽度小、切口平行度好、表面粗糙度小、尺寸精度高、工件变形和热影响区小、无机械应力及表面损伤等特点，可精确切割形状复杂的微细零件，因而成为薄壁管材微加工领域主要采用的加工方法。
在现有的管材激光加工设备中，大多数采用三爪卡盘方式夹持管材，通过在一个圆周上均匀分布三个以上卡爪、并通过机械或电动的方式使得这些卡爪同时向中心进给的方式来对管材进行夹持。这种夹持方式在夹持直径小于5mm的管材时，若要求高定位精度，三爪卡盘的卡爪均需要特殊的设计，一般需要向三爪卡盘生产厂家定制，这样就增加了生产的成本。当夹持微小管径管材，需要很高的自定心重复定位精度时，目前现有技术中采用的三爪卡盘的重复定位精度还不能达到小于2um以内。同时，三爪卡盘的夹持力难以控制，由于其工作方式是几个卡爪同时向中心进给，而实际工作中不可能达到同时的进给效果，一旦接触管材的卡爪有先有后，必然导致在管材周向上夹持力不均匀。如果有一个夹爪出现问题，整个三爪卡盘需要更换，也不利于生产成本控制。
故，针对目前现有技术中存在的缺陷，业界亟需研究开发一种方案，以实现薄壁管材微加工过程中，提供一种具有更高的夹持精度和更均匀的夹持力，在夹持微小管径薄壁管材时更加经济实用的夹持系统。
 
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种适用于薄壁管材的气动夹持系统，以解决三爪卡盘在微小管径管材夹持时夹持精度低，夹持力不均匀的问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种适用于薄壁管材的气动夹持系统，包括气压控制回路、以及旋转轴模块、设置于旋转轴一端的活塞模块、设置于旋转轴内部的拉杆模块以及设置于旋转轴另一端的夹头。
进一步地，所述旋转轴设置成中空的，可以让拉杆从中间通过。
进一步地，所述拉杆模块被固定在旋转轴模块内直驱电机的动子上，能随动子一起进行旋转运动。
进一步地，所述夹头为弹簧夹头，其与管材接触是周向均匀的，通过气动控制，根据不同管材直径选择不同的气压，以提供精确的夹持力。
进一步地，所述夹头系通过从旋转轴左端拧入拉杆模块的右端螺纹孔中，拧入后让关闭拉杆模块的第一进气口，开通第二进气口，让压缩空气进入拉杆模块的气腔中。
本发明适用于薄壁管材的气动夹持系统自适应性强，灵活性好，可以夹持不同管径的管材。且能够提供精确的夹持力，夹持力均匀。以及客户验证加工精度良好，能达到±3μm以下。其管材夹头可将管材顺利的夹持到夹头孔中。切割时，气动夹持力夹紧。而当需要进料时候，只需要接通压力气体，这时夹持机构松开，于是可以顺利进料，整个过程可在数秒钟内完成，重复精度达到±2um以内。
 
附图说明
图1是本发明的立体组合图。
图2是沿图1中A-A线的剖视图。
图3是本发明的拉杆模块立体结构示意图。
其中，对各元件标号说明如下：
旋转轴模块1，旋转轴外壳11，直驱电机12，内卡圈13，活塞芯20，活塞杆21，拉杆旋钮31，拉杆盖33，拉杆座34，左气腔35，轴端挡圈36，轴承37，拉杆38，右气腔39，夹头4，管材5，第一进气口30，第二进气口32，拉杆盖33，拉杆座34，拉杆38
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参照图1至图3所示，本发明适用于薄壁管材的气动夹持系统包括有气压控制回路（未图示）、旋转轴模块1、设置于旋转轴模块1一端的活塞模块2、设置于旋转轴模块1内部的拉杆模块3以及设置于旋转轴模块1另一端的夹头4，夹头4夹持管材5。
其中，所述旋转轴模块1设置成中空的，可以让拉杆3从中间通过。同时，设置成中空的旋转轴模块1能够实现管材输送功能和湿切割作业功能，在湿切割加工时，其密封性能好。
所述拉杆模块3被固定在旋转轴模块1内直驱电机12的动子上，能随动子一起进行旋转运动。其中，拉杆模块3的作用是实现管材的夹紧和松开，而拉杆模块夹紧和松开管材的工作原理是通过气缸原理来实现的。
所述夹头为弹簧夹头4，其结合支架管材的干切和湿切（密封性）加工工艺。夹头4与管材接触是周向均匀的，通过气动控制，根据不同管材直径选择不同的气压，提供精确的夹持力。且根据不同管材直径选择不同的夹头，保证每一种管材的夹持精度和夹持力。
所述活塞模块2包括活塞芯20和活塞杆21。夹头4通过从旋转轴模块1右端拧入拉杆模块3的右端螺纹孔中，拧入后关闭拉杆模块3的第一进气口30，开通第二进气口32，让压缩空气进入拉杆模块3的左气腔33中，其中第一进气口与左气腔33连通，第二进气口与右气腔39连通。此时，左气腔33中的高压气体会将活塞20推动与活塞20通过螺钉连接的旋转轴外壳11朝右运动，直到夹头4的外圆锥面与旋转轴左端的内卡圈13的内圆锥面贴死为止。由于所配的夹头4为弹性夹头，该夹头4被旋转轴模块的内卡圈13的内圆锥面卡死，同时承受朝右的拉力，导致弹性夹头收紧，将管材5抱住，保持该状态，管材5将一直被夹头抱紧。
当需要松开管材5时，关闭第二进气口32，开通第一进气口30，高压气体进入右气腔39中，推动活塞杆21朝左侧运动，从而带动通过螺钉与活塞杆21连接的旋转轴外壳11整体朝左侧运动，进而使得弹性夹头4的外圆锥面与旋转轴模块的内卡圈13的内圆锥面相脱离，保持松开状态，此时弹性夹头4依靠自身的弹性回复力保持松开状态，管材5将被松开。
本发明适用于薄壁管材的气动夹持系统自适应性强，灵活性好，可以夹持不同管径的管材。且能够提供精确的夹持力，夹持力均匀。以及客户验证加工精度良好，能达到±3μm以下。其管材夹头可将管材顺利的夹持到夹头孔中。切割时，气动夹持力夹紧。而当需要进料时候，只需要接通压力气体，这时夹持机构松开，于是可以顺利进料，整个过程可在数秒钟内完成，重复精度达到±2um以内。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种适用于薄壁管材的气动夹持系统，包括气压控制回路、以及旋转轴模块，其特征在于：还包括有设置于旋转轴一端的活塞模块、设置于旋转轴内部的拉杆模块以及设置于旋转轴另一端的夹头。
2.如权利要求1所述的适用于薄壁管材的气动夹持系统，其特征在于：所述旋转轴设置成中空的，可以让拉杆从中间通过。
3.如权利要求2所述的适用于薄壁管材的气动夹持系统，其特征在于：所述拉杆模块被固定在旋转轴模块内直驱电机的动子上，能随动子一起进行旋转运动。
4.如权利要求3所述的适用于薄壁管材的气动夹持系统，其特征在于：所述夹头为弹簧夹头，其与管材接触是周向均匀的，通过气动控制，根据不同管材直径选择不同的气压，以提供精确的夹持力。
5.如权利要求4所述的适用于薄壁管材的气动夹持系统，其特征在于：所述夹头系通过从旋转轴左端拧入拉杆模块的右端螺纹孔中，拧入后让关闭拉杆模块的第一进气口，开通第二进气口，让压缩空气进入拉杆模块的气腔中。
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