CN112935527A - 一种用于管材切割的卡盘系统及激光切管设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于管材切割的卡盘系统及激光切管设备，其包括：卡盘基座、转芯组件、转芯驱动组件、夹持组件以及管材感应组件；所述转芯组件安装在所述卡盘基座上，其可以在所述转芯驱动组件的驱动下转动，且所述转芯组件中部具有沿轴向开设的空腔；所述夹持组件连接所述转芯组件，用于夹持待切割的管材；所述管材感应组件连接所述卡盘基座，用于检测管材的位置信息，并根据管材的位置信息控制夹持组件动作，以夹紧管材。其通过管材感应组件检测管材位置信息，以此实现对待切割管材的一次性夹持固定，同时可实现对于管材的物尽其用，提高对于管材的利用率，减少浪费。

Description

一种用于管材切割的卡盘系统及激光切管设备

技术领域

本发明涉及激光加工领域，具体为一种用于管材切割的卡盘系统及激光切管设备。

背景技术

现有的激光切管设备中多采用卡盘对管材进行夹持固定，进而完成切割，但该种方式存在如下问题：1、无法判断管材是否夹持到位就开启切割头，导致切割位置不精确；2、卡盘始终需要夹住管材，导致管材尾料无法切割，造成管材尾料浪费。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于管材切割的卡盘系统及激光切管设备，其通过管材感应组件检测管材位置信息，以此实现对待切割管材的一次性夹持固定，同时可实现对于管材的物尽其用，提高对于管材的利用率，减少浪费。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一方面，提供了一种用于管材切割的卡盘系统，其包括：卡盘基座、转芯组件、转芯驱动组件、夹持组件以及管材感应组件；

其中，所述转芯组件安装在所述卡盘基座上，其可以在所述转芯驱动组件的驱动下转动，且所述转芯组件中部具有沿轴向开设的空腔；所述夹持组件连接所述转芯组件，用于夹持待切割的管材；所述管材感应组件连接所述卡盘基座，用于检测管材的位置信息，并根据管材的位置信息控制夹持组件动作，以夹紧管材。

优选的，所述卡盘系统还包括：直线驱动组件，其连接所述卡盘基座，用于驱动卡盘系统整体沿预定线路移动。

优选的，所述卡盘系统还包括：所述推料除尘组件，其连接所述卡盘基座/转芯组件，且穿过所述空腔设置，且所述推料除尘组件可沿空腔的轴向做伸缩直线运动，用于清除切割过程中产生的尘屑以及将管材尾料推动至预定位置。

优选的，所述推料除尘组件包括：

推料电机、套筒，所述套筒内部中空，具有顶部开口；所述推料电机的伸缩端连接所述套筒的底部；

推板，其连接所述套筒的顶部，且使得所述套筒的顶部开口与外界环境连通；

支管，其一端连接所述套筒的外周面，且与所述套筒的内部连通；

以及接头，其分别连通所述支管的另一端和抽气设备。

优选的，所述套筒外周面还开设有抽气口。

优选的，所述转芯组件包括周向设置的第一齿轮，所述转芯驱动组件包括与所述第一齿轮啮合的第二齿轮以及转动驱动电机。

优选的，所述转芯驱动组件还包括：与所述第二齿轮连接的偏心盘，由此通过偏心盘的偏心转动带动所述第二齿轮靠近/远离所述第一齿轮，进而调节第一齿轮与第二齿轮之间的中心距。

优选的，所述夹持组件包括：两个相对设置的第一卡爪单元以及两个相对设置的第二卡爪单元，且两个第一卡爪单元、两个第二卡爪单元均连接所述转芯组件，且围绕所述空腔设置。

优选的，每一第一卡爪单元均包括：

第一卡爪安装座，其连接所述转芯组件；

第一卡爪电机，其连接所述第一卡爪安装座，且所述第一卡爪电机的转动轴上连接有第一卡爪驱动齿轮；

两个第一径向驱动滑块、两个第一径向驱动齿条，每一第一径向驱动滑块对应连接一第一径向驱动齿条，且所述第一卡爪驱动齿轮同时与两个第一径向驱动齿条啮合；

第一卡爪支架以及与所述第一卡爪支架连接的第一卡爪；

两个第一卡爪单元的第一卡爪支架、第一卡爪在径向上相对设置；

每一第二卡爪单元均包括：

第二卡爪安装座，其连接所述转芯组件；

第二卡爪电机，其连接所述第二卡爪安装座，且所述第二卡爪电机的转动轴上连接有第二卡爪驱动齿轮；

两个第二径向驱动滑块、两个第二径向驱动齿条，每一第二径向驱动滑块对应连接一第二径向驱动齿条，且所述第二卡爪驱动齿轮同时与两个第二径向驱动齿条啮合；

第二卡爪支架以及与所述第二卡爪支架连接的第二卡爪；

两个第二卡爪单元的第二卡爪支架、第二卡爪在径向上相对设置；

每一第一卡爪支架的一端连接与之相邻的一个第二卡爪单元的一个第二径向驱动滑块，另一端连接与之相邻的另一个第二卡爪单元的一个第二径向驱动滑块；

每一第二卡爪支架的一端连接与之相邻的一个第一卡爪单元的一个第一径向驱动滑块，另一端连接与之相邻的另一个第一卡爪单元的一个第一径向驱动滑块。

还提供一种包括上述卡盘系统的激光切管设备。

与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

本发明中的卡盘系统通过管材感应组件检测管材位置信息，当管材到位后产生反馈信号，并发送至夹持组件，夹持组件径向运动，以此实现对待切割管材的一次性夹持固定，其管材装夹准确率高、夹持牢靠，同时，推料除尘组件可行使除尘和管材尾料推出这两种功能，从而使管材尾料长度尽可能满足切割的需求，实现对于管材的物尽其用，提高对于管材的利用率，减少浪费。

附图说明

图1为本发明卡盘系统的整体结构图；

图2为本发明转芯组件、转芯驱动组件的局部结构图；

图3为本发明卡盘系统在另一视角下的整体结构图；

图4为本发明推料除尘组件的整体结构图；

图5为本发明夹持组件的整体装配示意图；

图6为本发明夹持组件(不含卡爪、卡爪支架、盖板)的正视图；

图7为本发明夹持组件(不含卡爪、卡爪支架、盖板)的后视图；

图8为本发明第一卡爪支架与第一卡爪的整体结构图；

图9为本发明第二卡爪支架与第二卡爪的整体结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

如图1所示，本实施例中的用于管材切割的卡盘系统包括：卡盘基座1、转芯组件2、转芯驱动组件3、直线驱动组件4、夹持组件5、管材感应组件6以及推料除尘组件7；

其中，所述转芯组件2安装在所述卡盘基座1上，其可以在所述转芯驱动组件3的驱动下转动，且所述转芯组件2中部具有沿轴向开设的空腔S；所述夹持组件5连接所述转芯组件2，且围绕所述空腔21设置，用于夹持待切割的管材；所述推料除尘组件7连接所述卡盘基座1/转芯组件2，且穿过所述空腔S设置，并与所述空腔S同轴，且所述推料除尘组件7可沿空腔S的轴向做伸缩直线运动，用于清除切割过程中产生的尘屑以及将管材尾料推动至预定位置；所述直线驱动组件4、管材感应组件6均连接所述卡盘基座1，其中，所述管材感应组件6与所述夹持组件5连接，用于检测管材的位置信息，并根据管材的位置信息控制夹持组件5动作，以夹紧管材，本实施例中，所述管材感应组件6为包括红外传感器在内的各种光电传感器；所述直线驱动组件4驱动卡盘系统整体沿预定线路移动，以随着切割进程调整管材的位置。

具体的，如图1-2所示，所述转芯组件2包括周向设置的第一齿轮21，所述转芯驱动组件3包括与所述第一齿轮21啮合的第二齿轮32以及转动驱动电机31，所述转动驱动电机31驱动第二齿轮32转动，进而带动第一齿轮21转动，进一步带动与所述转芯组件2连接的夹持组件5同步转动。

类似的，所述直线驱动组件4可通过齿轮安设于机床床身的齿条啮合，通过电机驱动齿轮转动，从而将电机的转动运动转化为直线运动，带动卡盘系统整体沿预定线路直线移动。

工作时，管材感应组件6检测管材位置信息，当管材到位后产生反馈信号，并发送至夹持组件5，夹持组件5产生径向运动，以此实现对待切割管材的一次性夹持固定，在管材切割加工完成后，夹持组件5反向动作，松开管材即可；

同时，在切割过程中，所述推料除尘组件7开启，通过负压作用清除切割过程中产生的尘屑，当只剩下管材尾料时，夹持组件5略微松开管件尾料，推料除尘组件7沿空腔2的轴向伸出(即图1中虚线箭头所指方向)，以将管材尾料向外推出至预定位置，然后夹持组件5再次夹紧管材尾料，从而使管材尾料长度尽可能满足切割的需求，实现对于管材的物尽其用，减少浪费，管材尾料被推出切割后，推料除尘组件7反向回缩复位，等待下一管材的夹持。

由此，本实施例中的卡盘系统可通过管材感应组件6检测管材位置信息，当管材到位后产生反馈信号，并发送至夹持组件5，夹持组件5产生径向运动，以此实现对待切割管材的一次性夹持固定，其管材装夹准确率高、夹持牢靠，可有效保证管材加工质量，提高工作效率，同时，推料除尘组件7可行使除尘和管材尾料推出这两种功能，从而使管材尾料长度尽可能满足切割的需求，实现对于管材的物尽其用，提高对于管材的利用率，减少浪费。

实施例2：

本实施例与实施例1的不同之处仅在于，如图3-4所示，所述推料除尘组件7包括：

连接板71，其连接所述卡盘基座1/转芯组件2，且所述连接板71上开设有通孔711；

推料电机72、套筒73，所述套筒73内部中空，具有顶部开口731，且所述套筒73与所述通孔711、空腔21同轴设置；所述推料电机72的伸缩端连接所述套筒73的底部；本实施例中，为增强除尘效果，所述套筒73外周面还开设有抽气口；

推板74，其连接所述套筒73的顶部，且使得所述套筒73的顶部开口731与外界环境连通；

支管75，其一端连接所述套筒73的外周面，且与所述套筒73的内部连通；

以及接头76，其分别连通所述支管75的另一端和抽气设备；优选的，所述支管75的另一端穿过所述连接板71后与接头76连通，由此固定支管75的位置。

在切割过程中，抽气设备开启，切割产生的尘屑在负压作用下随同气流沿箭头方向，依次经过套筒73的顶部开口731和/或抽气口、套筒73内部、支管75以及接头76被排放至预定空间，由此减少切割过程中的尘屑对于环境、人体的不良影响；当只剩下管材尾料时，推料电机72的伸缩端伸出，使得套筒73、推板74沿空腔2的轴向伸出(即图1中虚线箭头所指方向)，以将管材尾料向外推出至预定位置，从而使管材尾料长度尽可能满足切割的需求，管材尾料被推出切割后，推料电机72的伸缩端伸出反向回缩复位。

同时，所述转芯驱动组件3还包括：与所述第二齿轮32连接的偏心盘，由此通过偏心盘的偏心转动带动所述第二齿轮32靠近/远离所述第一齿轮21，进而调节第一齿轮21与第二齿轮32之间的中心距，进一步调节两者的传动比。

进一步的，如图5-8所示，所述夹持组件5包括：两个相对设置的第一卡爪单元51以及两个相对设置的第二卡爪单元52，且两个第一卡爪单元51、两个第二卡爪单元52均连接所述转芯组件2，且围绕所述空腔21设置。

具体的，每一第一卡爪单元51均包括：

第一卡爪安装座511，其连接所述转芯组件2；

第一卡爪电机512，其连接所述第一卡爪安装座511，且所述第一卡爪电机512的转动轴5121上连接有第一卡爪驱动齿轮5122；

两个第一径向驱动滑块513、两个第一径向驱动齿条514，每一第一径向驱动滑块513对应连接一第一径向驱动齿条514，且所述第一卡爪驱动齿轮5122同时与两个第一径向驱动齿条514啮合；

第一卡爪支架515、与所述第一卡爪支架515连接的第一卡爪516以及用于封闭两个第一径向驱动齿条514、第一卡爪驱动齿轮5122的第一盖板517；

两个第一卡爪单元51的第一卡爪支架515、第一卡爪516在径向上相对设置；

类似的，如图5-7,9所示，每一第二卡爪单元52均包括：

第二卡爪安装座521，其连接所述转芯组件2；

第二卡爪电机522，其连接所述第二卡爪安装座521，且所述第二卡爪电机522的转动轴5221上连接有第二卡爪驱动齿轮5222；

两个第二径向驱动滑块523、两个第二径向驱动齿条524，每一第二径向驱动滑块523对应连接一第二径向驱动齿条524，且所述第二卡爪驱动齿轮5222同时与两个第二径向驱动齿条524啮合；

第二卡爪支架525、与所述第二卡爪支架525连接的第二卡爪526以及用于封闭两个第二径向驱动齿条524、第二卡爪驱动齿轮5222的第二盖板527；

两个第二卡爪单元52的第二卡爪支架525、第二卡爪526在径向上相对设置；

两个第一卡爪单元51、两个第二卡爪单元52围绕所述空腔21间隔设置，且每一第一卡爪支架515的高度均大于相邻的第二卡爪支架525的高度；

同时，每一第一卡爪支架515的一端5151连接与之相邻的一个第二卡爪单元52的一个第二径向驱动滑块523，另一端5152连接与之相邻的另一个第二卡爪单元52的一个第二径向驱动滑块523；

每一第二卡爪支架525的一端5251连接与之相邻的一个第一卡爪单元51的一个第一径向驱动滑块513，另一端5252连接与之相邻的另一个第一卡爪单元51的一个第一径向驱动滑块513；

两个第一卡爪电机512与两个第二卡爪电机522均连接所述管材感应组件6，当管材到位后，管材感应组件6根据检测得到的管材位置信息同时驱动两个第一卡爪电机512与两个第二卡爪电机522的转动轴转动，使得第一卡爪驱动齿轮5122与两个第一径向驱动齿条514啮合传动，带动两个第一径向驱动滑块513沿图5中实线箭头方向相互靠近，进一步带动相邻的两个第二卡爪单元52的第二卡爪支架525、第二卡爪526沿径向同步靠近；同理，两个第二径向驱动滑块523沿图5中实线箭头方向相互靠近，进一步带动相邻的两个第一卡爪单元51的第一卡爪支架515、第一卡爪516沿径向同步靠近，由此，两个第一卡爪516、两个第二卡爪526夹持固定管材；

管材切割完成后，两个第一卡爪电机512与两个第二卡爪电机522的转动轴同时反转，两个第一卡爪516和两个第二卡爪526沿图5中虚线箭头方向相互远离，以释放最终剩下的管材尾料。

由此，本实施例中夹持组件5采用模块化的设计思路，单个卡爪单元可独立更换，整体结构设计简单、合理，便于后期维护。

实施例3：

本实施例与实施例1或2的不同之处仅在于，如图1所示，所述用于管材切割的卡盘系统还包括：拖链转接组件8，其连接所述卡盘基座1，并随之移动，其所述拖链转接组件8内部设有气路和/或油路和/或电线，用于控制气缸、电机等部件。

实施例4：

本实施例提供了一种包括实施例1或2或3中所述卡盘系统的激光切管设备。

综上所述，本发明中的卡盘系统整体结构简单，安装、操作方便，适用于激光切管工艺，其通过管材感应组件检测管材位置信息，当管材到位后产生反馈信号，并发送至夹持组件，夹持组件径向运动，以此实现对待切割管材的一次性夹持固定，其管材装夹准确率高、夹持牢靠，可有效保证管材加工质量，提高工作效率，同时，推料除尘组件可行使除尘和管材尾料推出这两种功能，从而使管材尾料长度尽可能满足切割的需求，实现对于管材的物尽其用，提高对于管材的利用率，减少浪费。

需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种用于管材切割的卡盘系统，其特征在于，包括：卡盘基座、转芯组件、转芯驱动组件、夹持组件以及管材感应组件；

其中，所述转芯组件安装在所述卡盘基座上，其可以在所述转芯驱动组件的驱动下转动，且所述转芯组件中部具有沿轴向开设的空腔；所述夹持组件连接所述转芯组件，用于夹持待切割的管材；所述管材感应组件连接所述卡盘基座，用于检测管材的位置信息，并根据管材的位置信息控制夹持组件动作，以夹紧管材。

2.如权利要求1所述的卡盘系统，其特征在于，所述卡盘系统还包括：直线驱动组件，其连接所述卡盘基座，用于驱动卡盘系统整体沿预定线路移动。

3.如权利要求1所述的卡盘系统，其特征在于，所述卡盘系统还包括：所述推料除尘组件，其连接所述卡盘基座/转芯组件，且穿过所述空腔设置，且所述推料除尘组件可沿空腔的轴向做伸缩直线运动，用于清除切割过程中产生的尘屑以及将管材尾料推动至预定位置。

4.如权利要求1所述的卡盘系统，其特征在于，所述推料除尘组件包括：

推料电机、套筒，所述套筒内部中空，具有顶部开口；所述推料电机的伸缩端连接所述套筒的底部；

推板，其连接所述套筒的顶部，且使得所述套筒的顶部开口与外界环境连通；

支管，其一端连接所述套筒的外周面，且与所述套筒的内部连通；

以及接头，其分别连通所述支管的另一端和抽气设备。

5.如权利要求4所述的卡盘系统，其特征在于，所述套筒外周面还开设有抽气口。

6.如权利要求1所述的卡盘系统，其特征在于，所述转芯组件包括周向设置的第一齿轮，所述转芯驱动组件包括与所述第一齿轮啮合的第二齿轮以及转动驱动电机。

7.如权利要求7所述的卡盘系统，其特征在于，所述转芯驱动组件还包括：与所述第二齿轮连接的偏心盘，由此通过偏心盘的偏心转动带动所述第二齿轮靠近/远离所述第一齿轮，进而调节第一齿轮与第二齿轮之间的中心距。

8.如权利要求1所述的卡盘系统，其特征在于，所述夹持组件包括：两个相对设置的第一卡爪单元以及两个相对设置的第二卡爪单元，且两个第一卡爪单元、两个第二卡爪单元均连接所述转芯组件，且围绕所述空腔设置。

9.如权利要求8所述的卡盘系统，其特征在于，每一第一卡爪单元均包括：

第一卡爪安装座，其连接所述转芯组件；

第一卡爪电机，其连接所述第一卡爪安装座，且所述第一卡爪电机的转动轴上连接有第一卡爪驱动齿轮；

两个第一径向驱动滑块、两个第一径向驱动齿条，每一第一径向驱动滑块对应连接一第一径向驱动齿条，且所述第一卡爪驱动齿轮同时与两个第一径向驱动齿条啮合；

第一卡爪支架以及与所述第一卡爪支架连接的第一卡爪；

两个第一卡爪单元的第一卡爪支架、第一卡爪在径向上相对设置；

每一第二卡爪单元均包括：

第二卡爪安装座，其连接所述转芯组件；

第二卡爪电机，其连接所述第二卡爪安装座，且所述第二卡爪电机的转动轴上连接有第二卡爪驱动齿轮；

两个第二径向驱动滑块、两个第二径向驱动齿条，每一第二径向驱动滑块对应连接一第二径向驱动齿条，且所述第二卡爪驱动齿轮同时与两个第二径向驱动齿条啮合；

第二卡爪支架以及与所述第二卡爪支架连接的第二卡爪；

两个第二卡爪单元的第二卡爪支架、第二卡爪在径向上相对设置；

每一第一卡爪支架的一端连接与之相邻的一个第二卡爪单元的一个第二径向驱动滑块，另一端连接与之相邻的另一个第二卡爪单元的一个第二径向驱动滑块；

每一第二卡爪支架的一端连接与之相邻的一个第一卡爪单元的一个第一径向驱动滑块，另一端连接与之相邻的另一个第一卡爪单元的一个第一径向驱动滑块。

10.一种包括权利要求1-9任一项所述卡盘系统的激光切管设备。

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