CN103785872A

CN103785872A - 一种用于激光切管机的电动式卡盘

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Publication number: CN103785872A
Application number: CN201410008259.0A
Authority: CN
Inventors: 傅杰; 方志生
Original assignee: WUHAN HUAE LASER ENGINEERING CO LTD
Current assignee: WUHAN HUAE LASER ENGINEERING CO LTD
Priority date: 2014-01-08
Filing date: 2014-01-08
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2034-01-08
Also published as: CN103785872B

Abstract

一种用于激光切管机的电动式卡盘，包括旋转盘、驱动旋转盘旋转的动力装置及远程控制器。旋转盘上设有四爪卡动机构、集成在旋转盘上的内部控制模块、安装在内部控制模块上的无线信号收发器；所述四爪卡动机构的每一爪卡动机构包括减速电机、RGS线性滑轨、限位开关传感器、线性位移传感器、安装有滚子的滚子座，四个RGS线性滑轨以穿管通孔的中心为对称中心对称的固定在旋转盘上。本发明具有允许管材通过的穿管通孔，能提高管材加工精度，能广泛适应多种管径圆管及异形管材的夹紧要求，并且卡紧力可调，可实现卡盘松卡自动控制，自动化程度高，工作效率高。

Description

一种用于激光切管机的电动式卡盘

技术领域

本发明涉及机械设备技术中的卡具装置领域，具体是一种用于激光切管机的电动式卡盘。

背景技术

采用激光切割管材时，通常激光头相对于管材轴向不做运动。管材的轴向运动和激光切割头垂直于管材轴线的平面运动实现各种图案的加工目的。在切割时，需要在管材的尾端加装一个旋转夹具带动管材旋转，并且旋转夹具本身在一个动力装置的作用下带动管材作轴向运动，实现切割的目的。

因此，在切割较长管材的时候，除管材尾端需要一个旋转夹具（主动夹具）外，在靠近激光切割头的加工侧，亦需要一个辅助空心夹具（有旋转动力或无旋转动力），保持管材被切割端的位置精度。

在切割非圆管时，辅助空心夹具一般采用四爪夹持。在更换管材或改变切割材料尺寸时，需要打开和调整四爪的开口，实现更换材料和调整尺寸的目的。目前，通常使用气动及纯机械的方式实现自动夹装，其结构复杂、体积庞大，对结构特别是气路的设计和加工有很高的要求，价格昂贵，尺寸调整不易。在低廉的管材切割设备上，也采用结构简单的手工调节方式，但调整不易，定心困难，难以保证精度。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供一种用于激光切管机的电动式卡盘，可以实现卡盘松卡自动控制，卡紧力可调，能广泛适应多种管径圆管及异形管材的夹紧要求，自动化程度和工作效率高。

一种用于激光切管机的电动式卡盘，包括旋转盘、驱动旋转盘旋转的动力装置、远程控制器、集成在旋转盘上的内部控制模块、安装在内部控制模块上的无线信号收发器，旋转盘上设有四爪卡动机构，所述四爪卡动机构的每一爪卡动机构包括减速电机、RGS线性滑轨、线性位移传感器及安装有滚子的滚子座，旋转盘上设有穿管通孔，四个RGS线性滑轨以穿管通孔的中心对称的固定在旋转盘上，减速电机用于驱动滚子座在RGS线性滑轨上滑动，内部控制模块用于接收远程控制器的信号控制减速电机转动，内部控制模块还用于将线性位移传感器采集的滚子座的位置信号通过无线信号收发器发给远程控制器。

如上所述的用于激光切管机的电动式卡盘，减速电机固定在RGS线性滑轨的一端，位置靠近旋转盘的外边缘；四个滚子座分别安装在RGS线性滑轨的滑块上端；所述线性位移传感器为微型滑块电阻尺，紧贴RGS线性滑轨平行设置，微型滑块电阻尺与内部控制模块连接；RGS线性滑轨的滑块和微型滑块电阻尺的滑块通过连接板连接，减速电机的转动带动RGS线性滑轨的滑块在RGS线性滑轨上滑动。

如上所述的用于激光切管机的电动式卡盘，还包括分别安装在RGS线性滑轨的两端的两个限位开关传感器，限位开关传感器与内部控制模块连接。

如上所述的用于激光切管机的电动式卡盘，四个滚子座中其中相对设置的两个滚子座固定在RGS线性滑轨3的滑块上端，另外相对设置的两个滚子座安装在垫高块上，垫高块安装在RGS线性滑轨的滑块上，通过垫高块使两对滚子座错开在与管材轴线垂直的两个平面内以便于夹持不同尺寸的管径。

如上所述的用于激光切管机的电动式卡盘，驱动旋转盘1旋转的所述动力装置包括电机、减速机、小带轮、皮带、大带轮、空心主轴、主轴轴承，电机与减速机固定在电机连接板上，电机连接板安装在基座上；主轴轴承的外圈安装在基座的内孔内，空心主轴安装在主轴轴承的内圈中，旋转盘与空心主轴同轴安装，大带轮安装在空心主轴上，电机的输出轴上安装有小带轮，大带轮与小带轮通过皮带连接。

如上所述的用于激光切管机的电动式卡盘，还包括调整垫、锁紧螺母、垫片、垫圈、轴承压盖，主轴轴承一端通过基座的内孔台阶固定，轴承压盖通过螺钉与基座紧固连接压紧主轴轴承另一端面；调整垫安装在主轴轴承与空心主轴之间；大带轮一端与垫圈紧贴，另一端靠锁紧螺母压紧与大带轮紧贴的垫片上，锁紧螺母安装在空心主轴的末端。

如上所述的用于激光切管机的电动式卡盘，远程控制器上安装有无线信号收发器及控制按钮。

如上所述的用于激光切管机的电动式卡盘，还包括安装在基座上的碳刷、以及与碳刷接触为电机及内部控制模块提供电力的两圈铜电极，两圈铜电极中一电极接地，另一电极接电源，内部控制模块的两个电极分别接两圈铜电极。

如上所述的用于激光切管机的电动式卡盘，碳刷通过螺钉固定在基座的外壳上，铜电极固定在旋转盘上的槽口内。

如上所述的用于激光切管机的电动式卡盘，旋转盘的边缘环绕设有一圈线槽，旋转盘上所有线路安装在旋转盘上的线槽内。

本发明的有益效果：这种卡盘具有允许管材通过的穿管通孔，能提高管材加工精度，能广泛适应多种管径圆管及异形管材的夹紧要求，并且卡紧力可调，可实现卡盘松卡自动控制，自动化程度高，工作效率高。整个卡盘的大小根据加工管材的管径粗细来设计，所涉及的各个部件的尺寸大小根据卡盘的大小来设计。

附图说明

图1为本发明用于激光切管机的电动式卡盘其中一个实施例的立体结构示意图；

图2为本发明用于激光切管机的电动式卡盘其中一个实施例的侧视图；

图3为本发明用于激光切管机的电动式卡盘其中一个实施例的主视图；

图4为图3的A-A局部剖视图；

图5为本发明用于激光切管机的电动式卡盘其中一个实施例中远程控制器的结构示意图。

图中：1—旋转盘，2—减速电机，3—RGS线性滑轨，4—限位开关传感器，5—铜电极，6—碳刷，7—基座，8—主轴轴承，9—空心主轴，10—调整垫，11—锁紧螺母，12—垫片，13—大带轮，14—垫圈，15—轴承压盖，16—线槽，17—滚子座，18—滚子，19—垫高块，20—连接板，21—微型滑块电阻尺，22—皮带，23—电机，24—减速机，25—电机连接板，26—小带轮，27—穿管通孔，28—无线信号收发器，29—内部控制模块，30—远程控制器，31—无线信号收发器，32—控制按钮。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。

请参考图1-5，本发明用于激光切管机的电动式卡盘包括旋转盘1、驱动旋转盘1旋转的动力装置及远程控制器30。

旋转盘1上设有四爪卡动机构、集成在旋转盘1上的内部控制模块29、安装在内部控制模块29上的无线信号收发器28以及与碳刷6接触为电机提供电力的两圈铜电极5，两圈铜电极5中一电极接地，另一电极接电源，碳刷6通过螺钉固定在基座7的外壳上，铜电极5固定在旋转盘1上的槽口内。

旋转盘1上设有穿管通孔27，所述四爪卡动机构的每一爪卡动机构包括减速电机2、RGS线性滑轨3、限位开关传感器4、连接板20、线性位移传感器（本发明选用微型滑块电阻尺21）、滚子座17、滚子18。四个RGS线性滑轨3以穿管通孔27的中心为对称中心，通过紧固螺钉对称的固定在旋转盘1上，紧贴RGS线性滑轨3的方向平行设有微型滑块电阻尺21；减速电机2通过连接螺钉固定在RGS线性滑轨3的一端，位置靠近旋转盘1的外边缘；限位开关传感器4安装在RGS线性滑轨3上，限位开关传感器4与内部控制模块29连接；连接板20的一端安装在RGS线性滑轨3的滑块侧面，另一端通过U型槽口卡在微型滑块电阻尺21的滑块凸台上（如图1所示）。四个滚子座17中其中相对设置的两个滚子座17固定在RGS线性滑轨3的滑块上端，另外相对设置的两个滚子座17安装在垫高块19上，垫高块19安装在RGS线性滑轨3的滑块上端，通过垫高块19使两对滚子座17错开在与管材轴线垂直的两个平面内以便于夹持不同尺寸的管径，避免了滚子之间发生干涉。滚子18安装在滚子座17上，整个四爪卡动机构以旋转盘1的穿管通孔27的中心为对称中心。旋转盘1上所有线路安装在旋转盘1上的线槽16内，内部控制模块29的两个电极分别接两圈铜电极5。

驱动旋转盘1旋转的所述动力装置包括：主轴轴承8、空心主轴9、调整垫10、锁紧螺母11、垫片12、大带轮13、垫圈14、轴承压盖15，皮带22、电机23、减速机24、电机连接板25、小带轮26。整个动力装置以基座7为主体，主轴轴承8的外圈安装在基座7的内孔内，主轴轴承8一端通过基座7的内孔台阶固定，轴承压盖15通过螺钉与基座7紧固连接压紧主轴轴承8另一端面；空心主轴9安装在主轴轴承8的内圈中，调整垫10安装在主轴轴承8与空心主轴9之间，主轴轴承8的轴向间隙通过调整垫10的厚度来调节，旋转盘1与空心主轴9同轴安装，两者靠连接螺钉固连，大带轮13装在空心主轴9上，一端与垫圈14紧贴，另一端靠锁紧螺母11压紧与大带轮13紧贴的垫片12上，锁紧螺母11安装在空心主轴9的末端，电机23与减速机24用螺钉连接固定在电机连接板25上，电机连接板25安装在基座7上。电机23的输出轴上安装有小带轮26，大带轮13与小带轮26通过皮带22连接。

图5为远程控制器30，以及安装在远程控制器30上的无线信号收发器31及控制按钮32。

工作原理是：该卡盘在工作时，由远程控制器30对旋转盘1上的内部控制模块29发出指令，控制驱动四爪卡动机构的减速电机2转动，带动RGS线性滑轨3上的滑块运动进而带动滚子座17及安装在滚子座17上的滚子18一起向离心方向运动，此时整个卡具张开，管材进入到卡盘的穿管通孔27内备切，之后远程控制器30通过对旋转盘1上的内部控制模块29发出指令，控制四爪卡动机构的减速电机2转动，带动RGS线性滑轨3上的滑块运动进而带动滚子座17及安装在滚子座17上的滚子18一起向心移动，并且RGS线性滑轨3上的滑块运动的同时带动连接板20及与连接板20另一端连接的微型滑块电阻尺21上的滑块运动，微型滑块电阻尺21与内部控制模块29连接，内部控制模块29将微型滑块电阻尺21将采集的位置信号通过无线信号收发器28发给远程控制器30，远程控制器30通过反馈回来的信息对四爪卡动机构位置进行实时调整，实现对管材的夹装。

管材夹紧后驱动旋转盘1的动力装置工作，具体是电机23通过减速机24带动小带轮26运转，小带轮26通过皮带22带动大带13 转动，进而带动与大带轮13固连的空心主轴9转动，空心主轴9带动与其固连的旋转盘1及安装在旋转盘1上的四爪卡动机构转动，四爪卡动机构带动管材旋转，此时切管机开始对管材切割。切割完成后，驱动旋转盘1的动力装置停止运转，远程控制器30对内部控制模块29发出指令，控制四爪卡动机构张开，实现对管材的松开，卡盘完成一个松夹工作周期。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种用于激光切管机的电动式卡盘，包括旋转盘（1）、驱动旋转盘（1）旋转的动力装置，其特征在于：还包括远程控制器（30）、集成在旋转盘（1）上的内部控制模块（29）、安装在内部控制模块（29）上的无线信号收发器（28），旋转盘（1）上设有四爪卡动机构，所述四爪卡动机构的每一爪卡动机构包括减速电机（2）、RGS线性滑轨（3）、线性位移传感器及安装有滚子（18）的滚子座（17），旋转盘（1）上设有穿管通孔（27），四个RGS线性滑轨（3）以穿管通孔（27）的中心对称的固定在旋转盘（1）上，减速电机（2）用于驱动滚子座（17）在RGS线性滑轨（3）上滑动，内部控制模块（29）用于接收远程控制器（30）的信号控制减速电机（2）转动，内部控制模块（29）还用于将线性位移传感器采集的滚子座（17）的位置信号通过无线信号收发器（28）发给远程控制器（30）。

2.如权利要求1所述的用于激光切管机的电动式卡盘，其特征在于：减速电机（2）固定在RGS线性滑轨（3）的一端，位置靠近旋转盘（1）的外边缘；四个滚子座（17）分别安装在RGS线性滑轨（3）的滑块上端；所述线性位移传感器为微型滑块电阻尺（21），紧贴RGS线性滑轨（3）平行设置，微型滑块电阻尺（21）与内部控制模块（29）连接；RGS线性滑轨（3）的滑块和微型滑块电阻尺（21）的滑块通过连接板（20）连接，减速电机（2）的转动带动RGS线性滑轨（3）的滑块在RGS线性滑轨（3）上滑动。

3.如权利要求1所述的用于激光切管机的电动式卡盘，其特征在于：还包括分别安装在RGS线性滑轨（3）的两端的两个限位开关传感器（4），限位开关传感器（4）与内部控制模块（29）连接。

4.如权利要求1所述的用于激光切管机的电动式卡盘，其特征在于：四个滚子座（17）中其中相对设置的两个滚子座固定在RGS线性滑轨3的滑块上端，另外相对设置的两个滚子座安装在垫高块（19）上，垫高块（19）安装在RGS线性滑轨（3）的滑块上，通过垫高块（19）使两对滚子座（17）错开在与管材轴线垂直的两个平面内以便于夹持不同尺寸的管径。

5.如权利要求1所述的用于激光切管机的电动式卡盘，其特征在于：驱动旋转盘1旋转的所述动力装置包括电机（23）、减速机（24）、小带轮（26）、皮带（22）、大带轮（13）、空心主轴（9）、主轴轴承（8），电机（23）与减速机（24）固定在电机连接板（25）上，电机连接板（25）安装在基座（7）上；主轴轴承（8）的外圈安装在基座（7）的内孔内，空心主轴（9）安装在主轴轴承（8）的内圈中，旋转盘（1）与空心主轴（9）同轴安装，大带轮（13）安装在空心主轴（9）上，电机（23）的输出轴上安装有小带轮（26），大带轮（13）与小带轮（26）通过皮带（22）连接。

6.如权利要求5所述的用于激光切管机的电动式卡盘，其特征在于：还包括调整垫（10）、锁紧螺母（11）、垫片（12）、垫圈（14）、轴承压盖（15），主轴轴承（8）一端通过基座（7）的内孔台阶固定，轴承压盖（15）通过螺钉与基座（7）紧固连接压紧主轴轴承（8）另一端面；调整垫（10）安装在主轴轴承（8）与空心主轴（9）之间；大带轮（13）一端与垫圈（140）紧贴，另一端靠锁紧螺母（11）压紧与大带轮（13）紧贴的垫片（12）上，锁紧螺母（11）安装在空心主轴（9）的末端。

7.如权利要求1所述的用于激光切管机的电动式卡盘，其特征在于：远程控制器（30）上安装有无线信号收发器（31）及控制按钮（32）。

8.如权利要求1所述的用于激光切管机的电动式卡盘，其特征在于：还包括安装在基座（7）上的碳刷（6）、以及与碳刷（6）接触为电机及内部控制模块（29）提供电力的两圈铜电极（5），两圈铜电极（5）中一电极接地，另一电极接电源，内部控制模块（29）的两个电极分别接两圈铜电极（5）。

9.如权利要求8所述的用于激光切管机的电动式卡盘，其特征在于：碳刷（6）通过螺钉固定在基座（7）的外壳上，铜电极（5）固定在旋转盘（1）上的槽口内。

10.如权利要求1所述的用于激光切管机的电动式卡盘，其特征在于：旋转盘（1）的边缘环绕设有一圈线槽（16），旋转盘（1）上所有线路安装在旋转盘（1）上的线槽（16）内。