CN111451536A - 一种全行程中空气动卡盘 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全行程中空气动卡盘，包括沿卡盘轴向依次固定连接的卡盘本体、内套和配气环组件；卡盘本体由铝材制成；卡盘本体前端设有卡爪组件；卡盘本体后端设有套设在内套上的回转支承组件；卡盘还包括固定安装于配气环组件上的适于驱动卡爪组件运动的驱动机构；驱动组件包括套设在内套上的齿轮组件和气动组件；气动组件通过配气环组件连通外部气源并驱动卡爪组件运动；配气环组件上同轴固定安装有从动齿圈；从动齿圈外同轴设有安装在回转支承组件上的壳体；卡盘还包括与从动齿圈相配合的并安装在壳体上适于驱动从动齿圈转动的减速机。本发明有效缩短气动卡盘的切割尾料，减小了卡盘自身惯量，同时大大提高了卡盘的防尘效果。

Description

一种全行程中空气动卡盘

技术领域

本发明涉及激光切割机部件，尤其是一种全行程中空气动卡盘。

背景技术

激光切割是激光加工行业中最量要的一项应用技术，由于具有速度快、精度高、工件不会出现变形等诸多特点，已广泛地应用于汽车、机车车辆制造、航空、化工、轻工、电器与电子、石油和冶金等领域。近年来，激光切割技术发展很快，国际上每年都以20％～30％的速度增长。我国自1985年以来，更以每年25％以上的速度增长。由于我国激光工业基础较差，激光加工技术的应用尚不普遍，激光加工整体水平与先进国家相比仍有较大差距，相信随着激光加工技术的不断进步，这些障碍和不足会得到解决。激光切割技术必将成为21世纪不可缺少的重要的管材加工手段。激光切割加工广阔的应用市场，加上现代科学技术的迅猛发展，使得国内外科技工作者对激光切割加工技术进行不断探入的研究，推动着激光切割技术不断地向前发展。

随着激光切管机市场的日益扩大，气动卡盘的使用也越来越多，但激光整机厂目前使用气动卡盘普遍存在切割尾料长，自身惯量大、防尘差等问题，急需一款性能优越的卡盘来替换目前无法充分满足切割目标的简陋卡盘。

发明内容

本发明的目的是提供一种全行程中空气动卡盘，有效缩短气动卡盘的切割尾料，减小了卡盘自身惯量，同时大大提高了卡盘的防尘效果。

实现本发明目的的技术方案是：

一种全行程中空气动卡盘，包括沿卡盘轴向依次固定连接的卡盘本体、内套和配气环组件；所述卡盘本体由铝材制成，相对于一般的钢制卡盘重量大大减小，减少了卡盘体的惯量，同时铸铝加工周期短，生产效率快，且通过精密铝铸造，也可以减少加工余量，提高卡盘体的产出。所述卡盘本体前端设有卡爪组件；所述卡盘本体后端设有套设在内套上的回转支承组件；所述卡盘还包括设于卡盘本体和配气环组件之间并固定安装于配气环组件上的的驱动机构；所述驱动组件包括套设在内套上的齿轮组件和气动组件；所述气动组件通过配气环组件连通外部气源并适于驱动卡爪组件运动；所述配气环组件上同轴固定安装有从动齿圈；所述从动齿圈外同轴设有安装在回转支承组件上的壳体；所述卡盘还包括与从动齿圈相配合的并安装在壳体上适于驱动从动齿圈转动的减速机。

进一步地，所述卡盘本体设有与卡爪组件相配合的滑动部，所述滑动部设有凸台，所述凸台两侧边设有摩擦条，所述摩擦条的上端面高于凸台上端面，避免卡爪组件直接接触凸台，减少卡爪组件和卡盘本体的滑动摩擦面积，减少摩擦力，使卡爪组件移动更加流畅。

进一步地，所述回转支承组件包括一体式底座和回转支承，所述回转支承包括回转支承内圈和回转支承外圈；所述回转支承外圈同轴固定安装在底座上；所述回转支承内圈的前后两端分别与卡盘本体和配气环组件固定相连。

进一步地，所述回转支承外圈的外周面上设有油杯，方便自动补给润滑油，增加回转支承的使用寿命。

进一步地，所述底座的内孔设有台阶，便于回转支承的定位安装。

进一步地，所述底座上固定设有过滤装置。

进一步地，所述底座的底部中间位置设有定位键槽，方便与激光切割机安装。

进一步地，所述底座的底部两端对称设有凹陷部，减轻底座重量，节约材料，且可提高铸造质量，避免出现缩孔、砂眼等铸造缺陷。

进一步地，所述配气环组件包括气密封盘、密封支撑环和密封压盖；所述气密封盘设有凸缘部，所述凸缘部固定安装在回转支承内圈的后端；所述密封支撑环转动套设在气密封盘上；所述密封压盖固定套设在气密封盘上；所述凸缘部和密封压盖分别设于密封支撑环的两侧；所述密封压盖固定连接在气密封盘上；所述密封支撑环外周面上设有油杯、进气口和出气口。

进一步地，所述密封支撑环的两侧设有气路槽，所述气路槽内装有橡胶密封圈；所述橡胶密封圈与所述气路槽轴向间隙配合；所述橡胶密封圈上均匀分布有多个气孔；所述气密封盘上设有透过气孔与一侧气路槽相通的第一气道；所述密封压盖上设有透过气孔与另一侧气路槽相通的第二气道；所述气密封盘上还设有与第二气道相通的第三气道；所述密封支撑环外周面上设有与壳体固定连接的限位板，防止密封支撑环跟随机床主轴一起转动。

进一步地，所述密封支撑环两侧设有凹槽，所述凹槽内设有滚珠，所述密封支撑环的内孔设有滚针，可保证密封支撑环与密封压盖和气密封盘相互转动时摩擦力小，转动更加顺畅。

进一步地，所述卡爪组件包括两对对称设置的卡爪机构；所述卡爪机构包括卡爪和滑动块；所述滑动块的一侧设有齿槽。

进一步地，所述滑动块的两侧边设有压条；所述压条采用30Cr13的材料；所述压条需经过调质处理和表面淬火，使压条更加耐磨，使用寿命更长。

进一步地，所述压条靠近滑动块的一侧设有凹槽，所述凹槽内设有填充凹槽的毛毡条，起到防尘及密封的作用。

进一步地，所述卡爪的夹持部设有滚轮结构，可使管材在连续加工状态下，动作顺畅，表面无损伤。

进一步地，所述齿轮组件包括内齿盘、外齿盘、一对第一过桥齿轮组件和一对第二过桥齿轮组件；所述卡盘本体后端均匀固定设有多个支撑件，所述第一过桥齿轮组件和第二过桥齿轮组件通过支撑件与卡盘本体连接；所述第一过桥齿轮组件包括第一转轴以及同轴固定安装在第一转轴上的第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮和第二齿轮分别与内齿盘和滑动块的齿槽相啮合；所述第二过桥齿轮组件包括第二转轴以及同轴固定安装在第二转轴上的第三齿轮和第四齿轮，所述第三齿轮和第四齿轮分别与外齿盘和滑动块的齿槽相啮合。

进一步地，所述内齿盘和外齿盘分别套设在内套上，所述内齿盘和外齿盘与内套之间均设有滚针，大大减小了内外齿盘与内套之间的摩擦力。

进一步地，所述内套与滚针相互摩擦接触的外周面进行淬火处理，提高内套的使用寿命。

进一步地，所述内套前部沿周向对称设有适于为滚针加润滑油的油路，所述卡盘本体前端设有与油路相通的油孔，可直接从外部给内部的滚针加润滑油，方便后期维护。

进一步地，所述气动组件包括至少一个第一气缸组件和第二气缸组件；所述第一气缸组件包括第一气缸、第一安装销、第一连接块、第一导向销和第一侧耳；所述第一气缸转动连接在第一安装销上；所述第一安装销的一端固定安装在气密封盘上，另一端固定安装在卡盘本体上；所述第一导向销通过第一连接块与第一气缸固定连接；所述第一侧耳的一端与内齿盘固定连接，另一端与第一导向销转动连接；所述第二气缸组件包括第二气缸、第二安装销、第二连接块、第二导向销和第二侧耳；所述第二气缸转动连接在第二安装销上；所述第二安装销的一端固定安装在气密封盘上，另一端固定安装在卡盘本体上；所述第二导向销通过第二连接块与第二气缸固定连接；所述第二侧耳的一端与外齿盘固定连接，另一端与第二导向销转动连接。

进一步地，所述气密封盘的凸缘部上均匀设有与气缸组件数量相同的弧形通孔，可容纳气缸组件的一部分，减小卡盘整体轴向距离，进一步缩短气动卡盘的切割尾料，同时由于露出了气缸组件，方便后期维护。

进一步地，所述壳体包括后盖，所述后盖的内圈设有凹槽，所述凹槽内设有毛毡圈。

进一步地，所述后盖上设有适于分别连通密封支撑环上的进气口和出气口的气管的进气通孔和出气通孔。

进一步地，所述壳体的外周面上设有接近开关，所述气密封盘的凸缘部的外周面上设有与接近开关相匹配的螺栓，可感应卡盘旋转角度，便于满足需特殊旋转角度的加工需求。

进一步地，所述壳体包括减速机安装部；所述减速机安装在减速机安装部上；所述壳体可调节的安装在回转支承外圈。

进一步地，所述回转支承外圈沿周向均布螺纹孔，壳体除去减速机安装部上设有与回转支承的螺纹孔相对应的台阶孔。

采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：

1、本发明卡盘沿轴向依次固定设置有卡盘本体、内套和配气环组件，卡盘本体后端设有套设在内套上的回转支承组件；卡盘还包括设于卡盘本体、内套、配气环组件和回转支承组件所形成的空腔内并固定安装于配气环组件上的的驱动机构，该结构设计使得卡盘整体轴向尺寸减小，有效缩短了气动卡盘的切割尾料。

2、本发明卡盘设有壳体以及安装在壳体上驱动从动轮转动的减速机，预先装配好减速机，使用更加方便，同时卡盘本体、回转支承组件和壳体共同构成一个整体，有效避免内部齿轮组件、气动组件、从动齿圈和减速机暴露，大大提高了卡盘整体的防尘效果。

3、本发明卡盘本体由铝材制成，相对于一般的钢制卡盘重量大大减小，减少了卡盘体的惯量，同时铸铝加工周期短，生产效率快，且通过精密铝铸造，也可以减少加工余量，提高卡盘体的产出。

4、本发明驱动组件包括气动组件以及气动组件驱动的齿轮组件，通过齿轮传动带动卡爪组件运动，传动稳定，控制精确，实现四个卡爪机构两两联动自定心，又不相互干涉动作。

5、本发明回转支承组件包括一体式底座，结构更加稳定，相对于分体式结构，省去了安装部，更加方便的同时可有效降低底座高度，进而降低卡盘整体高度，解决了管板一体机行走横梁太高，卡盘运动惯量大而导致的振动，进而导致加工精度不好的问题。

6、本发明设有过滤装置，有效过滤管路中的气体杂质，提高气动组件的使用寿命。

7、本发明采用配气环进气结构，在装夹零件时卡盘不能转动；夹紧零件后通过外部气路中的逆止阀，实现气路单向保压，保压时间可长达12小时以上，可使产品加工时不受突然断气影响。

8、本发明通过内外齿盘分别带动过桥齿轮转动，从而带动设有齿槽的滑动块移动，通过设定过桥齿轮上下两段齿齿数的不同，改变转动一圈实现不同的节圆周长，从而实现在内外齿盘转动一段距离滑动块移动更长距离，最终实现卡爪全行程移动，不必调节卡爪位置，使用方便。

9、本发明内齿盘、外齿盘与内套之间均设有滚针，相互转动时摩擦力小，转动更加顺畅。

10、本发明壳体的后盖内圈设有凹槽，凹槽内设有毛毡圈，由于后盖和气密封盘之间会发生相对转动，毛毡圈可以增加后盖的密封性，进一步提高卡盘整体的防尘效果。

11、本发明壳体设有减速机安装部，减速机安装在减速机安装部，壳体上除去减速机安装部外设有与回转支承外圈的螺纹孔相对应的台阶孔，通过设定螺纹孔的数量可实现壳体沿回转支承外圈相对转动的角度，从而实现减速机位置可调，满足不同切管机的安装需求，适用范围更广。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：

图1为本发明的结构示意图。

图2为A处局部放大图。

图3为本发明后视图。

图4为图3的剖视图。

图5为本发明C出局部放大图。

图6为本发明D处局部放大图。

图7为本发明驱动组件结构示意图。

图8为本发明的内套结构示意图。

附图中的标号为：

卡盘本体1、滑动部11，凸台111、摩擦条12、支撑件13、油孔14；

内套2、油路21；

配气环组件3、气密封盘31、凸缘部311、第一气道312、第二气道313、弧形通孔314、密封支撑环32、气路槽321、橡胶密封圈322、密封压盖33、第三气道331；

卡爪组件4、卡爪41、滑动块42、压条43、毛毡条44、滚轮结构45；

回转支承组件5、底座51、过滤装置511、定位键槽512、凹陷部513、回转支承内圈52、回转支承外圈53；

齿轮组件6、内齿盘61、外齿盘62、第一过桥齿轮组件63、第一转轴631、第一齿轮632、第二齿轮633、第二过桥齿轮组件64、第二转轴641、第三齿轮642、第四齿轮643；

气动组件7、第一气缸组件71、第一气缸711、第一安装销712、第一连接块713、第一导向销714、第一侧耳715、第二气缸组件72、第二气缸721、第二安装销722、第二连接块723、第二导向销724、第二侧耳725；

从动齿圈8；

壳体9、后盖91、进气通孔911、出气通孔912、毛毡圈92、减速机安装部93、限位板94、接近开关95；

减速机10。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

见图1至图8，本实施例的全行程中空气动卡盘，包括沿卡盘轴向依次固定连接的卡盘本体1、内套2和配气环组件3；卡盘本体1采用铸铝件；卡盘本体1前端设有卡爪组件4；卡盘本体1后端设有套设在内套2上的回转支承组件5；卡盘本体1设有与卡爪组件4相配合的滑动部11，滑动部11设有凸台111，凸台111两侧边设有摩擦条12，摩擦条12的上端面高于凸台111的上端面，避免卡爪组件4直接接触凸台111，减少卡爪组件4和卡盘本体1的滑动摩擦面积，减少摩擦力，使卡爪组件4移动更加流畅。内套2采用45钢锻件，相较于一般采用钢板材质的，锻件性能要更优异。

卡盘还包括设于卡盘本体1、内套2、配气环组件3和回转支承组件5所形成的空腔内并固定安装于配气环组件3上的的驱动机构。采用配气环进气结构，在装夹零件时卡盘不能转动；夹紧零件后通过外部气路中的逆止阀，实现气路单向保压，保压时间可长达12小时以上，可使产品加工时不受突然断气影响。驱动组件适于驱动卡爪组件4运动，包括套设在内套2上的齿轮组件6和气动组件7，通过齿轮传动带动卡爪组件4运动，传动稳定，控制精确，实现四个卡爪机构两两联动自定心，又不相互干涉动作。该结构设计使得卡盘整体轴向尺寸减小，有效缩短了气动卡盘的切割尾料。配气环组件3分别连通外部气源和气动组件7；配气环组件3上同轴固定安装有从动齿圈8；从动齿圈8外同轴设有安装在回转支承组件5上的壳体9；卡盘还包括与从动齿圈8相配合的并安装在壳体9上适于驱动从动齿圈8转动的减速机10。本实施例预先装配好减速机10，使用更加方便，同时卡盘本体1、回转支承组件5和壳体9共同构成一个整体，有效避免内部齿轮组件6、气动组件7、从动齿圈8和减速机10暴露，大大提高了卡盘整体的防尘效果。

回转支承组件5包括一体式底座51和回转支承，回转支承包括回转支承内圈52和回转支承外圈53。底座51为一体式，结构更加稳定，相对于分体式结构，省去了安装部，更加方便的同时可有效降低底座高度，进而降低卡盘整体高度，解决了管板一体机行走横梁太高，卡盘运动惯量大而导致的振动，进而导致加工精度不好的问题。回转支承外圈53同轴固定安装在底座51上；回转支承内圈52同轴固定安装在卡盘本体1后端。回转支承外圈53的外周面上设有油杯，方便自动补给润滑油，增加回转支承的使用寿命。底座51的内孔设有台阶，便于回转支承的定位安装底座51的右侧上固定设有过滤装置511，有效过滤管路中的气体杂质，提高气动组件7的使用寿命。底座51的底部中间位置设有定位键槽512，方便与激光切割机安装。底座51的底部位于定位键槽512的两边对称设有凹陷部513，减轻底座重量，节约材料，且可提高铸造质量，避免出现缩孔、砂眼等铸造缺陷。

配气环组件3包括气密封盘31、密封支撑环32和密封压盖33；气密封盘31的前部设有凸缘部311，凸缘部311通过螺钉固定安装在回转支承内圈52；密封支撑环32和密封压盖33依次套设在气密封盘31上；凸缘部311和密封压盖33分别设于密封支撑环32的两侧；密封压盖33固定连接在气密封盘31上；密封支撑环32外周面上设有油杯、进气口和出气口。密封支撑环32的两侧设有气路槽321，气路槽321内装有橡胶密封圈322；橡胶密封圈322上均匀分布有八个气孔；橡胶密封圈322与气路槽321轴向间隙配合，如当左侧气路槽321进气时，橡胶密封圈322在气压作用沿气路槽321向左移动，从而和密封支撑环32左侧的气密封盘31的凸缘部311紧密贴合，实现密封功能，从而保证气路换向的密封性。气密封盘31的凸缘部311上设有透过气孔与左侧气路槽321相通的第一气道312；密封压盖33上设有透过气孔与右侧气路槽321相通的第三气道331；气密封盘31上设有与第三气道331相通的第二气道313；密封支撑环32外周面上设有与壳体9固定连接的限位板94，防止密封支撑环32跟随机床主轴一起转动。密封支撑环32两侧设有凹槽，凹槽内设有滚珠，密封支撑环32的内孔设有滚针，可保证密封支撑环32与密封压盖33和气密封盘31相互转动时摩擦力小，转动更加顺畅。气密封盘31的凸缘部311上均匀设有与气缸组件7数量相同的弧形通孔314，可容纳气缸组件的一部分，减小卡盘整体轴向距离，进一步缩短气动卡盘的切割尾料，同时由于露出了气缸组件7，方便后期维护。

卡爪组件4包括两对对称设置的卡爪机构；卡爪机构包括卡爪41和滑动块42；滑动块42的一侧设有齿槽。滑动块42的两侧边设有压条43，从而限制滑动块42沿卡盘径向移动；压条43采用30Cr13的材料；压条43需经过调质处理和表面淬火，使压条更加耐磨，使用寿命更长。压条43靠近滑动块42的一侧设有凹槽，凹槽内设有填充凹槽的毛毡条44，起到防尘及密封的作用。卡爪41的夹持部设有滚轮结构45，可使管材在连续加工状态下，动作顺畅，表面无损伤。

齿轮组件6包括内齿盘61、外齿盘62、一对第一过桥齿轮组件63和一对第二过桥齿轮组件64；卡盘本体1后端均匀固定设有四个支撑件13，第一过桥齿轮组件63和第二过桥齿轮组件64通过支撑件13与卡盘本体1连接；第一过桥齿轮组件63包括第一转轴631以及同轴固定安装在第一转轴631上的第一齿轮632和第二齿轮633，第一齿轮632和第二齿轮633分别与内齿盘61和滑动块42的齿槽相啮合；第二过桥齿轮组件64包括第二转轴641以及同轴固定安装在第二转轴641上的第三齿轮642和第四齿轮643，第三齿轮642和第四齿轮643分别与外齿盘62和滑动块42的齿槽相啮合。本实施例通过内外齿圈分别带动过桥齿轮转动，从而带动设有齿槽的滑动块42移动，通过设定过桥齿轮上下两段齿齿数的不同，改变转动一圈实现不同的节圆周长，从而实现在内外齿盘转动一段距离滑动块移动更长距离，最终实现卡爪全行程移动，实现卡爪41全行程设计，不必调节卡爪41的位置，使用方便。内齿盘61和外齿盘62分别套设在内套2上，内齿盘61和外齿盘62与内套2之间均设有滚针，大大减小了内外齿盘与内套2之间的摩擦力，相互转动时摩擦力小，转动更加顺畅。内套2与滚针相互摩擦接触的外周面进行淬火处理，提高内套2的使用寿命。内套2前部沿周向对称设有适于为滚针加润滑油的油路21，卡盘本体1前端设有与油路21相通的油孔14，可直接从外部给内部的滚针加润滑油，方便后期维护。

气动组件7包括两个第一气缸组件71和两个第二气缸组件72；第一气缸组件71包括第一气缸711、第一安装销712、第一连接块713、第一导向销714和第一侧耳715；第一气缸711转动连接在第一安装销上712；第一安装销712固定安装在气密封盘31上；第一导向销714通过第一连接块713与第一气缸711固定连接；第一侧耳715的一端与内齿盘61固定连接，另一端与第一导向销714转动连接；第二气缸组件72包括第二气缸721、第二安装销722、第二连接块723、第二导向销724和第二侧耳725；第二气缸721转动连接在第二安装销722上；第二安装销722固定安装在气密封盘31上；第二导向销724通过第二连接块723与第二气缸721固定连接；第二侧耳725的一端与外齿盘62固定连接，另一端与第二导向销724转动连接。

从动齿圈8采用40Cr锻件，化学成分和机械性能符合GB/T3077-2015要求。钢锭采用真空脱气炉外精炼的方式，锻件的锻造要求按JB/T5000.8-2007《重型机械通用技术条件锻件》Ⅳ级要求执行，锻造比大于3，相较于传统工艺采用的是板材，本实施例采用锻件，性能优异；锻件采用正火和高温回火的预处理方式，正火温度890～910℃，保温6～8h，空冷；高温回火温度560～600℃，保温6～8h，硬度为180～220HBS。本实施例正火温度优选900℃，保温7h，高温回火温度优选580℃，保温7h。检验其化学成分、非金属夹杂物、晶粒度以及力学性能，化学成分符合GB/T3077-2015标准的要求；碳C：0.38～0.45％，硅Si：0.17～0.37％，锰Mn：0.50～0.80％，硫S：允许残余含量≤0.035％，磷P：允许残余含量≤0.035％，铬Cr：0.90～1.20％，镍Ni：允许残余含量≤0.30％，铜Cu：允许残余含量≤0.30％，钼Mo：0.15～0.25％。非金属夹杂物符合GB/T10561-2005标准要求；A类，B类，C类，D类，DS类均不大于2.5级。晶粒度符合GB/T6934-2002标准要求，晶粒度不小于6级。力学性能符合GB/T3077-2015标准的要求；抗拉强度≥1080Mpa，屈服强度≥930Mpa，断后伸长率≥12％；断面收缩率≥45％，冲击吸收功≥63J。然后进行超声波探伤，按JB/T5000.15-2007《重型机械通用技术条件锻钢件无损探伤》Ⅱ级要求执行。半精车后调质处理，各外圆、内孔和端面均留余量6～8mm，硬度为240-280HBS；再精车一，各有公差外圆、内孔留余量0.8～1.0mm，厚度有公差的面留余量0.4～0.5mm；滚齿加工，公法线留余量0.5～0.6mm；齿面感应淬火，齿面硬度为45～50HRC，有效硬化层深0.4～0.6mm，工艺层深0.8～1.0mm；精车二，各有公差内孔留余量0.3～0.4mm，厚度有公差的面留余量0.15～0.2mm，钻、攻各孔至成品；平面磨和内圆磨，以基准端面定位磨非基面，翻身磨基准面，保证尺寸和形位公差，以基准端面定位，找正内孔跳动≤0.02，磨内孔至成品；最后磨齿，上进口数控成型磨齿机磨公法线至成品。由于从动齿圈8的外径大，内孔大，厚度又薄，加工变形很大，齿部精度等级高，采用传统工艺，即调质处理后，直接精车、钻攻、滚齿、感应淬火加工至成品，磨齿采用国产磨齿机，报废率很高，采用本工艺在保证产品质量的同时大大降低了报废率。

壳体9包括后盖91，后盖91的内圈设有凹槽，凹槽内设有毛毡圈92，由于后盖91和气密封盘31之间会发生相对转动，毛毡圈92可以增加后盖91的密封性，进一步提高卡盘整体的防尘效果。后盖91上设有适于分别连通密封支撑环32上的进气口和出气323口的气管的进气通孔911和出气通孔912。壳体9的外周面上设有接近开关95，气密封盘31的凸缘部311的外周面上设有与接近开关95相匹配的螺栓，可感应卡盘旋转角度，便于满足需特殊旋转角度的加工需求。壳体9还包括减速机安装部93；减速机10安装在减速机安装部93上；回转支承外圈53沿周向均布16个螺纹孔，由于减速机安装部93正好覆盖了2个与螺纹孔对应的加工位置，因而壳体9上设有14个与回转支承外圈53的螺纹孔相对应的台阶孔，相邻两个螺纹孔之间的角度为22.5°，可实现壳体9沿回转支承外圈53相对转动，从而实现减速机10位置可调，减速机10相对于主轴可旋转的角度为22.5°的整数倍，满足不同切管机的安装需求，适用范围更广。

本发明的工作原理：进气时，外部气源的进气管通过后盖91上的进气通孔911与密封支撑环32的进气口进入左侧气路槽321，并沿着第一气道312通过气管连通四个气缸，从而为气缸运动提供动力；排气时，气缸通过气管连通第二气道313，经第三气道313和密封压盖33的第二气道331进入密封支撑环32的右侧气路槽321，再经出气口连通外部气源气管，气管从后盖91上的出气通孔912连通外部。需要说明的是，进气口和出气口是相对的，气可以从进气口进，也可以从出气口进，从而实现气缸的往复运动，气流的换向由外部气路的电磁阀控制。

将卡盘安装在激光切割机上，减速机10驱动从动齿圈8旋转，从而带动气密封盘31、回转支承内圈51、内套2及卡盘本体1旋转。在装夹零件时，卡盘不旋转，第一气缸设有两个，沿卡盘轴向对称设置。第一气缸711驱动第一导向销714运动从而带动与第一侧耳715固定连接的内齿盘61旋转，内齿盘61驱动第一过桥齿轮组件63的第一齿轮632旋转，进而带动与第一齿轮632同轴固定安装在第一转轴631上的第二齿轮633旋转，进而带动滑动块42沿卡盘本体1的滑动部11滑动，实现一对卡爪机构的运动；同理，第二气缸721驱动第二导向销724运动从而带动外齿盘62旋转，通过第二过桥齿轮组件64带动另一对卡爪组件的滑动块42移动，从而实现另一对卡爪机构的运动，进而实现零件的装夹。采用这种结构，通过设定过桥齿轮上下两段齿齿数的不同，改变转动一圈实现不同的节圆周长，从而实现在内外齿盘转动一段距离滑动块移动更长距离，最终实现卡爪全行程移动，可实现卡爪机构的全行程设计，无需调节卡爪机构的位置，使用方便。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种全行程中空气动卡盘，其特征在于：包括沿卡盘轴向依次固定连接的卡盘本体(1)、内套(2)和配气环组件(3)；所述卡盘本体(1)由铝材制成；所述卡盘本体(1)前端设有卡爪组件(4)；所述卡盘本体(1)后端设有套设在内套(2)上的回转支承组件(5)；所述卡盘还包括设于卡盘本体(1)和配气环组件(3)之间并固定安装于配气环组件(3)上的的驱动机构；所述驱动组件包括套设在内套(2)上的齿轮组件(6)和气动组件(7)；所述气动组件(7)通过配气环组件(3)连通外部气源并适于驱动卡爪组件(4)运动；所述配气环组件(3)上同轴固定安装有从动齿圈(8)；所述从动齿圈(8)外同轴设有安装在回转支承组件(5)上的壳体(9)；所述卡盘还包括与从动齿圈(8)相配合的并安装在壳体(9)上适于驱动从动齿圈(8)转动的减速机(10)。

2.根据权利要求1所述的一种全行程中空气动卡盘，其特征在于：所述回转支承组件(5)包括一体式底座(51)和回转支承，所述回转支承包括回转支承内圈(52)和回转支承外圈(53)；所述回转支承外圈(53)同轴固定安装在底座(51)上；所述回转支承内圈(52)的前后两端分别与卡盘本体(1)和配气环组件(3)固定相连。

3.根据权利要求2所述的一种全行程中空气动卡盘，其特征在于：所述底座(51)上固定设有过滤装置(54)。

4.根据权利要求1所述的一种全行程中空气动卡盘，其特征在于：所述配气环组件(3)包括气密封盘(31)、密封支撑环(32)和密封压盖(33)；所述气密封盘(31)设有凸缘部(311)，所述凸缘部(311)固定安装在回转支承内圈(52)的后端；所述密封支撑环(32)转动套设在气密封盘(31)上；所述密封压盖(33)固定套设在气密封盘(31)上；所述凸缘部(311)和密封压盖(33)分别设于密封支撑环(32)的两侧；所述密封支撑环(32)外周面上设有油杯、进气口和出气口。

5.根据权利要求1所述的一种全行程中空气动卡盘，其特征在于：所述卡爪组件(4)包括两对对称设置的卡爪机构；所述卡爪机构包括卡爪(41)和滑动块(42)；所述滑动块(42)的一侧设有齿槽。

6.根据权利要求5所述的一种全行程中空气动卡盘，其特征在于：所述齿轮组件(6)包括内齿盘(61)、外齿盘(62)、一对第一过桥齿轮组件(63)和一对第二过桥齿轮组件(64)；所述卡盘本体(1)后端均匀固定设有多个支撑件(13)，所述第一过桥齿轮组件(63)和第二过桥齿轮组件(64)通过支撑件(13)与卡盘本体(1)连接；所述第一过桥齿轮组件(63)包括第一转轴(631)以及同轴固定安装在第一转轴(631)上的第一齿轮(632)和第二齿轮(633)，所述第一齿轮(632)和第二齿轮(633)分别与内齿盘(61)和滑动块(42)的齿槽相啮合；所述第二过桥齿轮组件(64)包括第二转轴(641)以及同轴固定安装在第二转轴(641)上的第三齿轮(642)和第四齿轮(643)，所述第三齿轮(642)和第四齿轮(643)分别与外齿盘(62)和滑动块(42)的齿槽相啮合。

7.根据权利要求6所述的一种全行程中空气动卡盘，其特征在于：所述内齿盘(61)和外齿盘(62)分别套设在内套(2)上，所述内齿盘(61)和外齿盘(62)与内套(2)之间均设有滚针。

8.根据权利要求4和6所述的一种全行程中空气动卡盘，其特征在于：所述气动组件(7)包括至少一个第一气缸组件(71)和至少一个第二气缸组件(72)；所述第一气缸组件(71)包括第一气缸(711)、第一安装销(712)、第一连接块(713)、第一导向销(714)和第一侧耳(715)；所述第一气缸(711)转动连接在第一安装销(712)上；所述第一安装销(712)的一端固定安装在气密封盘(31)上，另一端固定安装在卡盘本体(1)上；所述第一导向销(714)通过第一连接块(713)与第一气缸(711)固定连接；所述第一侧耳(715)的一端与内齿盘(61)固定连接，另一端与第一导向销(714)转动连接；所述第二气缸组件(72)包括第二气缸(721)、第二安装销(722)、第二连接块(723)、第二导向销(724)和第二侧耳(725)；所述第二气缸(721)转动连接在第二安装销(722)上；所述第二安装销(722)的一端固定安装在气密封盘(31)，另一端固定安装在卡盘本体(1)上；所述第二导向销(724)通过第二连接块(723)与第二气缸(721)固定连接；所述第二侧耳(725)的一端与外齿盘(62)固定连接，另一端与第二导向销(724)转动连接。

9.根据权利要求1所述的一种全行程中空气动卡盘，其特征在于：所述壳体(9)包括后盖(91)，所述后盖(91)的内圈设有凹槽，所述凹槽内设有毛毡圈(92)。

10.根据权利要求1所述的一种全行程中空气动卡盘，其特征在于：所述壳体(9)包括减速机安装部(93)；所述减速机(10)安装在减速机安装部(93)上；所述壳体(9)可调节的安装在回转支承外圈(53)。

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