CN105537784A - 一种激光切管机数控中心支架 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种激光切管机数控中心支架，涉及激光切割设备领域，包括安装底板、伺服电机、印制电路板、夹紧装置和大通孔轴承，所述大通孔轴承由大通孔轴承带齿外环和大通孔轴承内环组成，所述大通孔轴承带齿外环具有齿轮传动功能，所述大通孔轴承内环具有旋转支撑功能；所述伺服电机和大通孔轴承内环均固定在安装底板上，所述印制电路板、夹紧装置和控制器均固定在大通孔轴承带齿外环上，所述大通孔轴承带齿外环与伺服电机连接，且所述伺服电机通过齿轮传动推动大通孔轴承带齿外环旋转，从而带动大通孔轴承带齿外环上的印制电路板、夹紧装置及被夹紧管材同步旋转。本发明体积较小，成本较低，使用方便，夹紧定位精度高，能够提高工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及激光切割设备领域，具体涉及一种激光切管机数控中心支架。
背景技术
激光切管机是一种应用比较广泛的管材加工装置，该装置在使用时，需要快速夹持、旋转管材，申请号为CN201410183859.0的发明专利公开了一种激光切管中心支架，包括大通孔轴承，大通孔轴承外圈固定于固定座，大通孔轴承的一侧设有无框电机，另一侧设有滑环，无框电机的转子、大通孔轴承的内圈、滑环的转滑环依次连接且旋转轴心相同，滚轮连接盘固定于转滑环且与其旋转轴心相同，滚轮连接盘的另一侧设有两对互相垂直的平行导轨，每对平行导轨分别移动设置两个滑板，每个滑板安装一个滚轮，四个滚轮均朝向滚轮连接盘的旋转轴心，每个滚轮连接一个步进电机，无框电机和步进电机分别连接外设的控制器。该激光切管中心支架存在如下问题：
a、无框电机目前没有大规模使用，特别是大尺寸无框电机需专门定做，使用无框电机的成本较高；b、该支架的4个步进电机需通过最少16路的滑环(旋转电刷)进行转接，大通空尺寸的16路滑环需专门定做，体积较大、结构较复杂，成本较高；c、该支架主要通过人工观察管材的夹紧状态，容易造成过紧或过松等问题，工作效率较低。基于上述原因，导致该中心支架的体积大、成本高、装配和使用麻烦，难以大批量实施。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种激光切管机数控中心支架，根据激光切割所需要求，快速夹紧、旋转各种管材，体积较小，成本较低，安装使用方便，夹持定位精确高，能够提高工作效率。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种激光切管机数控中心支架，包括安装底板、伺服电机、印制电路板、夹紧装置、控制器和大通孔轴承，所述大通孔轴承由大通孔轴承带齿外环和大通孔轴承内环组成，所述大通孔轴承带齿外环具有齿轮传动功能，所述大通孔轴承内环具有旋转支撑功能，所述伺服电机和大通孔轴承均内环固定在安装底板上；
所述印制电路板、夹紧装置和控制器均固定在大通孔轴承带齿外环上，所述大通孔轴承带齿外环与伺服电机连接，且所述伺服电机通过齿轮传动推动大通孔轴承带齿外环旋转，从而带动大通孔轴承带齿外环上的印制电路板、夹紧装置、控制器及被夹紧管材同步旋转；
进一步的，所述夹紧装置包括4个夹紧支撑板，所述4个夹紧支撑板两两平行相对，形成相互垂直的2组夹持机构，且2组上下布置，所述4个夹紧支撑板包绕形成一夹持空间，用于放置待切割的管件；
所述夹紧支撑板的底部设置有两个滑块，所述两个滑块在夹紧支撑板两端的底部，所述夹紧支撑板的夹紧方向上安装有用于与滑块相配合的直线滑轨，所述直线滑轨两两平行相对，形成相互垂直的2组，2组分上下2层固定在底座上，所述夹紧支撑板面向夹持空间的方向设置有2排滚针轴承。
进一步的，所述2排滚针轴承均通过5个滚针轴承同心固定在滚针轴承固定轴上形成，所述滚针轴承固定轴的两端为带有通孔的凸台，所述夹紧支撑板与凸台对应之处设置有带螺孔的凹坑。
进一步的，所述夹紧支撑板通过直线步进电机实现运动，直线步进电机通过丝杆与夹紧支撑板连接，且夹紧支撑板上有一盲孔，盲孔中设有压力传感器，压力传感器与控制器相连接，丝杆和压力传感器同心且相接触，丝杆连接螺栓将丝杆、丝杆支撑环、压力传感器、弹性垫片和夹紧支撑板连接在一起。
进一步的，所述直线步进电机的数量为4个，所述直线步进电机均固定在底座外侧，每个直线步进电机均配置一相对应的步进电机驱动器，所述步进电机驱动器2个一组，分2层固定在底座的外侧。
进一步的，所述丝杆和压力传感器同心且相接触，丝杆和压力传感器相接触的一端有一径向螺纹孔，所述丝杆有径向螺纹孔的一端套有丝杆支撑环，丝杆支撑环上有一径向过孔，且夹紧支撑板相应位置也有一过孔。
进一步的，所述夹紧支撑板上还设置有位移传感器，所述位移传感器与控制器相连接，所述位移传感器包括一位移传感器滑杆和一位移传感器壳体，所述位移传感器壳体通过位移传感器滑杆与夹紧支撑板连接。
进一步的，所述位移传感器壳体通过弹性夹板固定在底座的外侧，所述位移传感器能够检测4个夹紧支撑板的实际位置传送至控制器。
进一步的，所述印制电路板固定在大通孔轴承带齿外环的外侧，所述印制电路板包括若干铜环旋转电极，所述铜环旋转电极镶嵌在印制电路板的板体上；所述弹性固定电刷固定在大通孔轴承内环上，所述弹性固定电刷有若干个触点，2个触点组成一触点组，每组触点组与一相对应的同心铜环旋转电极相接触，形成外部电路。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明的激光切管机数控中心支架，包括安装底板、伺服电机、大通孔轴承、印制电路板、夹紧装置、外罩和控制器等，所述伺服电机为普通大规模使用的标准器件，所述大通孔轴承同时具有旋转支撑和齿轮传动功能，由大通孔轴承带齿外环和大通孔轴承内环组成，伺服电机通过齿轮传动，推动大通孔轴承带齿外环旋转，无需使用无框电机，便于生产，降低了成本。
(2)本发明的激光切管机数控中心支架，控制器随同印制电路板、夹紧装置、外罩及被夹紧管材同步旋转，外部接线最少只需2根，无需定做16路滑环，采用印制电路板镶嵌铜环旋转电极，接线简单，减小了体积，降低了成本。
(3)本发明的激光切管机数控中心支架，每个夹紧支撑板都设有压力传感器和位移传感器，压力传感器能够感应丝杆与夹紧支撑板之间的实际夹紧力，位移传感器能够感应夹紧支撑板的位移量，进而准确判断管材夹紧情况，控制器配套相应程序，实现管材的自动快速夹紧，夹紧定位精度高。
附图说明
图1是本发明后视结构示意图。
图2是本发明无外罩前视结构示意图。
图3是本发明中夹紧装置中的结构示意爆炸图。
图中：1-铜环旋转电极，2-印制电路板，3-弹性固定电刷，4-大通孔轴承带齿外环，5-大通孔轴承内环，6-伺服电机，7-安装底板，8-步进电机驱动器，9-位移传感器壳体，10-夹紧支撑板，11-弹性夹板，12-直线步进电机，13-底座，14-控制器，15-丝杆支撑环，16-压力传感器，17-丝杆，18-丝杆连接螺栓，19-直线滑轨，20-滑块，21-滚针轴承，22-位移传感器滑杆，23-弹性垫片，24-外罩，25-滚针轴承固定轴。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1所示，本发明实施例提供一种激光切管机数控中心支架，包括安装底板7、伺服电机6、印制电路板2、夹紧装置、外罩24、控制器14和大通孔轴承，大通孔轴承由大通孔轴承带齿外环4和大通孔轴承内环5组成，大通孔轴承带齿外环4具有齿轮传动功能，大通孔轴承内环5具有旋转支撑功能，伺服电机6和大通孔轴承内环5均固定在安装底板7上，。
印制电路板2、夹紧装置、外罩24和控制器14均固定在大通孔轴承带齿外环4上，大通孔轴承带齿外环4与伺服电机6连接，且伺服电机6通过齿轮传动推动大通孔轴承带齿外环4旋转，从而带动大通孔轴承带齿外环4上的印制电路板2、夹紧装置、外罩24、控制器14及被夹紧管材同步旋转。
印制电路板2上设有电路，完成本发明内部电路的连接，印制电路板2固定在大通孔轴承带齿外环4的外侧，印制电路板2包括若干铜环旋转电极1，本实施例中，铜环旋转电极1的数量为4个，4个铜环旋转电极1镶嵌在印制电路板2的板体上；弹性固定电刷3固定在大通孔轴承内环5上，弹性固定电刷3有8个触点，2个触点组成一触点组，每组触点组与一相对应的同心铜环旋转电极1相接触，形成外部电路，在实际使用时，当印制电路板2、夹紧装置、外罩24、控制器14及被夹紧管材进行同步旋转时，外部电路仍然保持连通。在实际生产和使用中，铜环旋转电极1的数量根据实际需要选择，可以为2个、3个、5个或者其他数量，弹性固定电刷3可以1个、2个、3个或其他个触点组成一触点组。
参见图2和图3所示，夹紧装置包括一底座13，底座13的内部设置有4个夹紧支撑板10，4个夹紧支撑板10两两平行相对，形成相互垂直的2组夹持机构，且2组上下布置，4个夹紧支撑板10包绕形成一夹持空间，在实际使用时，待切割的管件放入夹持空间中。
夹紧支撑板10的底部设置有两个滑块20，两个滑块20在夹紧支撑板10两端的底部，夹紧支撑板10的夹紧方向上安装有用于与滑块20相配合的直线滑轨19，直线滑轨19两两平行相对，形成相互垂直的2组，2组分上下2层固定在底座13上，夹紧支撑板10面向夹持空间的方向设置有2排滚针轴承21，本实施例中，2排滚针轴承21位于夹紧支撑板10的前端中部。滚针轴承21的排数根据实际需要选择，可以为1排、2排、3排或者其他数量的排数。
每排滚针轴承21均由一滚针轴承固定轴25和若干滚针轴承21形成，若干滚针轴承21套接在滚针轴承固定轴25上，本实施例的图2中示出的每排滚针轴承21均通过5个滚针轴承21同心固定在滚针轴承固定轴25上形成，在实际生产和使用中，每排滚针轴承21上滚针轴承21的数量根据实际需要选择，可以为3个、4个、6个或者其他数量。滚针轴承固定轴25的两端为带有通孔的凸台，夹紧支撑板10与凸台对应之处设置有带螺孔的凹坑。
4个夹紧支撑板10共8排滚针轴承21包绕形成一垂直夹紧空间，该夹紧空间用于放置待夹紧管材。
参见图3所示，夹紧支撑板10通过直线步进电机12实现运动，直线步进电机12通过丝杆17与夹紧支撑板10连接，且夹紧支撑板10上有一盲孔，本实施例中，盲孔位于后端中部，盲孔中设有弹性垫片23和压力传感器16，压力传感器16与控制器14相连接，丝杆17和压力传感器16同心且相接触，丝杆17和压力传感器16相接触的一端设置有一径向螺纹孔，且丝杆17设有径向螺纹孔的一端套有丝杆支撑环15，丝杆支撑环15上有一径向过孔，且夹紧支撑板10上与径向过孔相应之处设置有一过孔，丝杆连接螺栓18将丝杆17、丝杆支撑环15、压力传感器16、弹性垫片23和夹紧支撑板10连接在一起。
在切割管材的过程中，4个直线步进电机12通过丝杆17带动相应的夹紧支撑板10执行直线往返运动，从而可夹紧管材，夹紧支撑板10限制管材的径向移动，但不限制管材的轴向移动。4个夹紧支撑板10的夹紧力实际值，通过压力传感器16及其相应电路，传送到控制器14。
本实施例中，直线步进电机12均固定在底座13外侧，每个直线步进电机12均配置一相应的步进电机驱动器，步进电机驱动器8两个一组，分2层固定在底座13的外侧。
参见图3所示，夹紧支撑板10上还设置有位移传感器，位移传感器与控制器14相连接，位移传感器包括一位移传感器滑杆22和一位移传感器壳体9，位移传感器壳体9通过位移传感器滑杆22与夹紧支撑板10连接。
位移传感器壳体9通过弹性夹板11固定在底座13的外侧，位移传感器能够检测4个夹紧支撑板10的实际位置，通过位移传感器壳体9内的相应电路，传送到控制器14。
参见图2和图3所示，直线步进电机12安装在底座13外侧，由安装在底座13外侧的步进电机驱动器8驱动，控制器14内置专用控制程序，根据当前4个夹紧支撑板10的实际位置和夹紧力实际值，自动控制4个直线步进电机12的运动，驱动相应丝杆17来回移动，从而带动相应的夹紧支撑板10完成管材切割所需的夹紧、放松动作。
本实施例中，外罩24包覆在夹紧装置的外部，控制器14固定在外罩24的外壁上，控制器14上设置有显示器和按钮，由于控制器14能够实时接受并显示位移传感器和压力传感器16的数据，进而能够得到夹紧支撑板10与管材的接触状况，工作人员能够实时通过监测控制器14获取当前管件的夹紧状态。控制器14内置专用控制程序，根据当前4个夹紧支撑板10的实际位置和夹紧力实际值，自动控制4个直线步进电机12的运动，驱动相应丝杆17来回移动，从而带动相应的夹紧支撑板10完成管材切割所需的夹紧、放松动作。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (9)
1.一种激光切管机数控中心支架，包括安装底板(7)、伺服电机(6)、印制电路板(2)、夹紧装置、控制器(14)和大通孔轴承，其特征在于：所述大通孔轴承由大通孔轴承带齿外环(4)和大通孔轴承内环(5)组成，所述大通孔轴承带齿外环(4)具有齿轮传动功能，所述大通孔轴承内环(5)具有旋转支撑功能，所述伺服电机(6)和大通孔轴承内环(5)均固定在安装底板(7)上；
所述印制电路板(2)、夹紧装置和控制器(14)均固定在大通孔轴承带齿外环(4)上，所述大通孔轴承带齿外环(4)与伺服电机(6)连接，且所述伺服电机(6)通过齿轮传动推动大通孔轴承带齿外环(4)旋转，从而带动大通孔轴承带齿外环(4)上的印制电路板(2)、夹紧装置、控制器(14)及被夹紧管材同步旋转。
2.如权利要求1所述的一种激光切管机数控中心支架，其特征在于：所述夹紧装置包括4个夹紧支撑板(10)，所述4个夹紧支撑板(10)两两平行相对，形成相互垂直的2组夹持机构，且2组上下布置，所述4个夹紧支撑板(10)包绕形成一夹持空间，用于放置待切割的管件；
所述夹紧支撑板(10)的底部设置有两个滑块(20)，所述两个滑块(20)在夹紧支撑板(10)两端的底部，所述夹紧支撑板(10)的夹紧方向上安装有用于与滑块(20)相配合的直线滑轨(19)，所述直线滑轨(19)两两平行相对，形成相互垂直的2组，2组分上下2层固定在底座(13)上，所述夹紧支撑板(10)面向夹持空间的方向设置有2排滚针轴承(21)。
3.如权利要求2所述的一种激光切管机数控中心支架，其特征在于：所述2排滚针轴承(21)均通过5个滚针轴承(21)同心固定在滚针轴承固定轴(25)上形成，所述滚针轴承固定轴(25)的两端为带有通孔的凸台，所述夹紧支撑板(10)与凸台对应之处设置有带螺孔的凹坑。
4.如权利要求2所述的一种激光切管机数控中心支架，其特征在于：所述夹紧支撑板(10)通过直线步进电机(12)实现运动，直线步进电机(12)通过丝杆(17)与夹紧支撑板(10)连接，且夹紧支撑板(10)上有一盲孔，盲孔中设有压力传感器(16)，压力传感器(16)与控制器(14)相连接，丝杆(17)和压力传感器(16)同心且相接触，丝杆连接螺栓(18)将丝杆(17)、丝杆支撑环(15)、压力传感器(16)、弹性垫片(23)和夹紧支撑板(10)连接在一起。
5.如权利要求4所述的一种激光切管机数控中心支架，其特征在于：所述直线步进电机(12)的数量为4个，所述直线步进电机(12)均固定在底座(13)外侧，每个直线步进电机(12)均配置一相对应的步进电机驱动器(8)，所述步进电机驱动器(8)2个一组，分2层固定在底座(13)的外侧。
6.如权利要求4所述的一种激光切管机数控中心支架，其特征在于：所述丝杆(17)和压力传感器(16)同心且相接触，丝杆(17)和压力传感器(16)相接触的一端有一径向螺纹孔，所述丝杆(17)有径向螺纹孔的一端套有丝杆支撑环(15)，丝杆支撑环(15)上有一径向过孔，且夹紧支撑板(10)相应位置也有一过孔。
7.如权利要求2所述的一种激光切管机数控中心支架，其特征在于：所述夹紧支撑板(10)上还设置有位移传感器，所述位移传感器与控制器(14)相连接，所述位移传感器包括一位移传感器滑杆(22)和一位移传感器壳体(9)，所述位移传感器壳体(9)通过位移传感器滑杆(22)与夹紧支撑板(10)连接。
8.如权利要求7所述的一种激光切管机数控中心支架，其特征在于：所述位移传感器壳体(9)通过弹性夹板(11)固定在底座(13)的外侧，所述位移传感器能够检测4个夹紧支撑板(10)的实际位置传送至控制器(14)。
9.如权利要求1所述的一种激光切管机数控中心支架，其特征在于：所述印制电路板(2)固定在大通孔轴承带齿外环(4)的外侧，所述印制电路板(2)包括若干铜环旋转电极(1)，所述铜环旋转电极(1)镶嵌在印制电路板(2)的板体上；所述弹性固定电刷(3)固定在大通孔轴承内环(5)上，所述弹性固定电刷(3)有若干个触点，2个触点组成一触点组，每组触点组与一相对应的同心铜环旋转电极(1)相接触，形成外部电路。
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