CN114789322B - 一种控制系统及应用该系统的卡爪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及激光切割设备用的夹料结构的控制技术领域，具体为一种控制系统及应用该系统的卡爪,包括推动路径、复位路径及保压模块；推动路径与复位路径均与活塞腔室连通；推动路径向活塞腔室内通入介质，推动该活塞腔室内的活塞进行移动；复位路径向活塞腔室内通入介质，推动活塞复位；保压模块设置于推动路径的路径上，该保压模块对连通的推动路径进行截断，对推动路径内留存的介质进行保压处理，使得活塞滞留于被推动位置处，维持对活塞的挤压推动，使得卡爪始终处于收拢夹紧的状态，解决现有的控制系统在切断状态下，无法继续维持卡爪抱紧的技术问题。

Description

一种控制系统及应用该系统的卡爪

技术领域

本发明涉及激光切割设备用的夹料结构的控制技术领域，具体为一种控制系统及应用该系统的卡爪。

背景技术

激光切割设备是将从激光器发射出的激光，经光路系统，聚焦成高功率密度的激光束。激光束照射到工件表面，使工件达到熔点或沸点，同时与光束同轴的高压气体将熔化或气化金属吹走，随着光束与工件相对位置的移动，最终使材料形成切缝，从而达到切割的目的，激光切割加工是用不可见的光束代替了传统的机械刀，具有精度高，切割快速，切口平滑，加工成本低等特点，将逐渐改进或取代于传统的金属切割工艺设备。

而现有的激光切割设备在利用激光器发射出激光对工件进行切割时，多会使用到对管状工件进行装夹固定的卡爪，卡爪通过控制系统进行控制，使得卡爪收拢与扩张。

但是，现有的卡爪的控制系统无法在切断的状态下，对收拢的卡爪维持一种持续的夹紧状态，因此亟需一种能在控制系统切断状态下，能始终保持卡爪夹紧的控制系统。

而在专利申请号为CN201820685888.0的中国专利中，具体公开了一种用于激光切割机的气动四爪卡盘，包括固定支座、吊环、电机、减速机、安装板、小同步带轮、大同步带轮、同步带、腰型孔、减速机调节座、芯轴、供气环、进气管接头、出气管接头、轴用旋转密封圈、第一气路、第二气路、深沟球轴承、圆螺母、轴承盖、纵向转盘、管接头、第一气缸、横向转盘、卡爪座、齿座、仿形孔、小型深沟球轴承、安装压板、夹爪座、连接轴和第二气缸。

但据申请人反应，这类的气动四爪卡盘在夹紧状态下，切断供气后，就会导致卡爪无法继续夹紧。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种控制系统，通过在推动卡爪收拢夹紧的推动路径上，设置保压模块，在活塞推动卡爪收拢夹紧后，推动路径失去动力介入后，保压模块会快速切断推动路径的前、后连通，使得介质滞留在推动路径内，维持对活塞的挤压推动，使得卡爪始终处于收拢夹紧的状态，解决现有的控制系统在切断状态下，无法继续维持卡爪抱紧的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种控制系统，包括：

推动路径、复位路径及保压模块；

推动路径与复位路径均与活塞腔室连通；

推动路径向活塞腔室内通入介质，推动该活塞腔室内的活塞进行移动；

复位路径向活塞腔室内通入介质，推动活塞复位；

保压模块设置于推动路径的路径上，该保压模块对连通的推动路径进行截断，对推动路径内留存的介质进行保压处理，使得活塞滞留于被推动位置处。

作为改进，复位路径内通入介质时，同步解除保压模块对推动路径的截断，使得推动路径前、后连通，排出推动路径内留存的介质。

作为改进，保压模块包括保压腔室及保压活塞；

保压腔室位于推动路径上，该推动路径向保压腔室内通入介质后，推动保压活塞移动，使得被保压活塞隔断的推动路径连通；

推动路径内停止通入介质后，保压活塞复位，推动路径被截断。

作为改进，保压腔室与复位路径连通，复位路径内通入介质后，推动保压活塞移动，使得被保压活塞隔断的推动路径前、后路径连通。

作为改进，保压活塞通过保压腔室内设置的弹性件进行弹性复位。

作为改进，保压活塞上安装有连接头，该连接头开设有通道，保压活塞受介质压强移动后，通道连通推动路径的前、后路径。

此外，本发明提供一种应用上述的控制系统的夹爪，包括：

卡爪，若干的卡爪呈圆周阵列均布设置，该卡爪与活塞之间均设置有导向部件；

推动路径内通入介质后，推动活塞在活塞腔室内进行移动，使得活塞通过导向部件与卡爪之间相配合形成的倾斜工作面的错动，推动卡爪同步滑动。

作为改进，卡爪上开设有斜向设置的卡槽；

导向部件为斜向凸设于活塞上的凸块，该导向部件穿设于卡槽内，且该导向部件与卡槽相互配合的侧壁间形成倾斜工作面。

作为改进，卡爪呈分体设置，其包括卡爪指与滑块部；

卡爪指用于抱紧待切割工件，其与滑块部之间通过连接件安装连接，且该卡爪指与滑块部配合安装的面之间设置有波浪形的相互咬合的齿部；

滑块部上开设有卡槽。

作为改进，卡爪设置有四组，每组的卡爪上的卡爪指呈上、下两组平行设置；

且相邻两组的卡爪上的卡爪指交错插合设置。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明通过在推动卡爪收拢夹紧的推动路径上，设置保压模块，在活塞推动卡爪收拢夹紧后，推动路径失去动力介入后，保压模块会快速切断推动路径的前、后连通，使得介质滞留在推动路径内，维持对活塞的挤压推动，使得卡爪始终处于收拢夹紧的状态，解决现有的控制系统在切断状态下，无法继续维持卡爪抱紧的技术问题；

(2)本发明通过利用复位路径内通入介质的方式对已经锁死的保压模块进行进行解锁，使得推动路径前后连通，排出内部滞留的介质，使得复位路径内的介质可以更加便利的将活塞推动复位；

(3)本发明通过利用卡槽与导向部件的配合，使得活塞在移动过程中，可以快速的带动卡爪进行同步的收拢与扩张，反应灵敏，且工作效果好；

(4)本发明通过将卡爪的卡爪指进行上、下层的设置，使得卡爪指可以相互交错，使得卡爪可以同时对圆管材及矩形管材及异形管材进行夹紧固定，适用性更强。

综上，本发明具有反应灵敏、结构稳定且功能多样等优点，尤其适用于激光切割设备用的夹料机构的控制技术领域。

附图说明

图1为本发明复位路径工作状态示意图；

图2为本发明推动路径工作状态示意图；

图3为本发明保压模块立体结构示意图；

图4为本发明保压模块剖视结构示意图；

图5为本发明夹爪立体结构示意图；

图6本发明卡爪与活塞配合结构示意图；

图7为本发明卡爪立体结构示意图；

图8为本发明活塞立体结构示意图；

图9为本发明卡爪工作状态正视结构示意图；

图10为本发明卡爪侧视结构示意图；

图11为本发明卡爪剖视结构示意图；

图12为本发明刻度与指示箭头配合结构示意图。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例一：

如图1至图4所示，一种控制系统，包括：

推动路径1、复位路径2及保压模块3；

推动路径1与复位路径2均与活塞腔室4连通；

推动路径1向活塞腔室4内通入介质，推动该活塞腔室4内的活塞5进行移动；

复位路径2向活塞腔室4内通入介质，推动活塞5复位；

保压模块3设置于推动路径1的路径上，该保压模块3对连通的推动路径1进行截断，对推动路径1内留存的介质进行保压处理，使得活塞5滞留于被推动位置处。

其中，复位路径2内通入介质时，同步解除保压模块3对推动路径1的截断，使得推动路径1前、后连通，排出推动路径1内留存的介质。

此外，保压模块3包括保压腔室31及保压活塞32；

保压腔室31位于推动路径1上，该推动路径1向保压腔室31内通入介质后，推动保压活塞32移动，使得被保压活塞32隔断的推动路径1连通；

推动路径1内停止通入介质后，保压活塞32复位，推动路径1被截断。

进一步的，保压腔室31与复位路径2连通，复位路径2内通入介质后，推动保压活塞32移动，使得被保压活塞32隔断的推动路径1前、后路径连通。

更进一步的，保压活塞32通过保压腔室31内设置的弹性件33进行弹性复位。

具体的，保压活塞32上安装有连接头34，该连接头34开设有通道341，保压活塞32受介质压强移动后，通道341连通推动路径1的前、后路径。

需要具体说明的是，该控制系统通过控制活塞5的移动，通过活塞5与卡爪之间设置的传动或者是导向部件的配合，使得卡爪进行动作，更为具体的说明的是，即通过控制活塞5的移动，就能带动卡爪6收拢抱紧或者的张开释放，而通过向推动路径1内通入介质后，该部分的介质就会作用在活塞5上，使得活塞5在活塞腔室4内进行移动，进而带动卡爪6进行收拢，而且在卡爪6收拢抱紧工件后，切断向推动路径1内输入介质后，保压模块3会掐断推动路径1的连通，使得推动路径1内的介质直接滞留其中，保持对活塞的始终挤压。

进一步说明的是，本申请中的保压模块3的工作原理是在推动路径1输入介质后，介质首先作用于保压模块3的保压活塞32上，使得保压活塞32移动，进而使得原本被保压活塞32堵塞的连接头34打开，连接头34上的通道341就能连通被保压活塞32隔断的推动路径1的前、后段，此外，在推动路径1被掐断介质的输入后，通过弹性件33的设置，使得保压活塞32被带动复位，使得连接头34再次被堵塞，使得推动路径1的前、后段再次被掐断，介质被保留于推动路径1的后半段，保持对活塞5的压力，并且，在需要卡爪张开时，复位路径2内输入介质后，会首先输入到保压模块3内，挤压保压活塞32，使得连接头34再次被打开，连通推动路径1的前、后段，使得推动路径1内滞留的介质被输出，活塞5复位。

需要强调的是，推动路径1及复位路径2与保压腔室31的连通部位分设于保压活塞32的两侧，使得推动路径1及复位路径2输入到保压腔室31内的介质不会相互串路。

具体的，本发明中的介质并不局限于气体、液体等，凡是能满足本申请推动活塞5的介质均属于本申请的保护范围。

实施例二：

参考实施例一描述本发明实施例一种应用实施例一的控制系统的夹爪。

如图5至图12所示，应用实施例一的控制系统的夹爪，包括：

卡爪6，若干的卡爪6呈圆周阵列均布设置，该卡爪6与活塞5之间均设置有导向部件7；

推动路径1内通入介质后，推动活塞5在活塞腔室4内进行移动，使得活塞5通过导向部件7与卡爪6之间相配合形成的倾斜工作面70的错动，推动卡爪6同步滑动。

进一步的，卡爪6上开设有斜向设置的卡槽61；

导向部件7为斜向凸设于活塞5上的凸块，该导向部件7穿设于卡槽61内，且该导向部件7与卡槽61相互配合的侧壁间形成倾斜工作面70。

更进一步的，卡爪6呈分体设置，其包括卡爪指62与滑块部63；

卡爪指62用于抱紧待切割工件，其与滑块部63之间通过连接件安装连接，且该卡爪指62与滑块部63配合安装的面之间设置有波浪形的相互咬合的齿部64；

滑块部63上开设有卡槽61。

更进一步的，卡爪6设置有四组，每组的卡爪6上的卡爪指62呈上、下两组平行设置；

且相邻两组的卡爪6上的卡爪指62交错插合设置。

需要说明的是，活塞5通控制系统控制进行移动，当活塞5向上移动，通过导向部件7卡着卡槽61带动卡爪6沿卡爪前盘8上设置的滑槽81进行滑动收拢，使得卡爪6夹紧工作对象，由于活塞5通过控制系统控制只需要进行简单的上下方向的移动，反应快速，这也就使得卡爪6可以快速的进行收拢或者扩张，较现有的气动卡爪的反应更加的灵敏。

具体说明的是，卡槽61开设于卡爪6的滑块部63上，该卡槽61呈倾斜设置，本申请中优选的是卡槽61由高到低倾斜朝向该卡爪6所在的阵列圆的圆心设置，但本申请并不排除卡槽61反向倾斜设置的方式，该卡槽61反向倾斜设置时，卡爪6与活塞5配合的运动方向刚好与本申请的优选的方案中卡爪6的移动方向反向设置。

进一步具体说明的是，导向部件7优选为与活塞5一体成型设置，但并不排除导向部件7与活塞5分体连接的方式，导向部件7为活塞5与卡爪6配合端面向上凸起的倾斜设置的凸块，本申请中优选采用的是导向部件7以向外扩散的方式朝向活塞5外侧的倾斜设置，导向部件7与卡槽61的侧壁紧配抵触配合，在活塞5进行移动时，由于卡爪6仅能在其所在的阵列圆的径向上进行滑动，通过导向部件7与卡槽61之间的倾斜工作面30的错动，进而带动卡爪6进行滑动。

此外，本实施例中，卡槽61的开设部位并不仅局限开设于滑块部63上，凡是能达到本申请卡槽61与导向部件7配合的开设部位均属本申请的保护范围，此外，导向部件7与卡槽61之间还可以是凸字形配合的，即导向部件7呈凸字形设置，卡合在开口设置的卡槽61内，相应的卡槽61也成凸字形设置。

进一步说明的是，卡爪6圆周等距阵列设置有四组，且相邻两组的卡爪6上的卡爪指62交错插合设置，并且，卡爪6采用分体设置，划分为卡爪指62与滑块部63，卡爪指62与滑块部63的配合安装面上设置有用于相互咬合的齿部64，且滑块部63上凹陷设置有滑动槽631，卡爪指62上通过螺纹连接件连接安装有滑动块621，滑动块621卡合在滑动槽631内，且使得在螺纹连接件释放后，取消齿部64的咬合时，卡爪指62能通过滑动块621沿滑动槽631进行滑动调节，并且，在卡爪6安装的卡爪前盘8上刻画有刻度81，卡爪指62上设置有指示箭头622，通过刻度与指示箭头之间的配合，可以快速的达到量化调节卡爪指62的效果。

更进一步说明的是，为了方便同时对圆管材与矩形管材及异形管材进行适用，其中异形管材可以是椭圆管、多边形管材等，优选在卡爪6的卡爪指62进行分层设置，同时，相邻之间的卡爪指62之间可以相互交错、交叉，使得卡爪指62可以夹取方管的同时，也能通过八点定位夹取圆管，可以更好的保证物料夹紧的同心度。

此外，具体说明的是，在活塞5的外部套设有旋转轴9，旋转轴9与卡爪前盘8相互安装连接，而旋转轴9的外部的两端部分别安装有橡胶垫91，并且在旋转轴9的外侧套设有外套92，而推动路径1与复位路径2就开设于卡爪前盘8、旋转轴9、橡胶垫91及外套92上，其中保压模块3则嵌设安装于卡爪前盘8上，卡爪前盘8上嵌设安装保压模块3空间则分别与推动路径1及复位路径2连通，其中复位路径2的连通位置位于保压活塞32的上方，而保压模块3则置于推动路径1的路径上，其中进气口位于保压活塞32的中部，出气口位于保压活塞32的下部，并且保压活塞32上设置的凹陷位置处，刚好正对进气口设置，使得气压可以推动保压活塞32。

此外，为了方便调节旋转轴9与外套92，外套92的外圆周等距设置有若干的调节螺丝90，该调节螺丝90调节旋转轴9与外套92的对中，使得橡胶垫91及内部的密封圈及O型圈可以更好的进行密封，保证推动路径1与复位路径2的密封性。

以上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 (7)

1.一种控制系统，其特征在于，包括：

推动路径（1）、复位路径（2）及保压模块（3）；

推动路径（1）与复位路径（2）均与活塞腔室（4）连通；

推动路径（1）向活塞腔室（4）内通入介质，推动该活塞腔室（4）内的活塞（5）进行移动；

复位路径（2）向活塞腔室（4）内通入介质，推动活塞（5）复位；

保压模块（3）设置于推动路径（1）的路径上，该保压模块（3）对连通的推动路径（1）进行截断，对推动路径（1）内留存的介质进行保压处理，使得活塞（5）滞留于被推动位置处；

保压模块（3）包括保压腔室（31）及保压活塞（32）；

保压腔室（31）位于推动路径（1）上，该推动路径（1）向保压腔室（31）内通入介质后，推动保压活塞（32）移动，使得被保压活塞（32）隔断的推动路径（1）连通；

推动路径（1）内停止通入介质后，保压活塞（32）复位，推动路径（1）被截断；

保压活塞（32）上安装有连接头（34），该连接头（34）开设有通道（341），保压活塞（32）受介质压强移动后，通道（341）连通推动路径（1）的前、后路径；

保压活塞（32）通过保压腔室（31）内设置的弹性件（33）进行弹性复位。

2.根据权利要求1的一种控制系统，其特征在于：

复位路径（2）内通入介质时，同步解除保压模块（3）对推动路径（1）的截断，使得推动路径（1）前、后连通，排出推动路径（1）内留存的介质。

3.根据权利要求1的一种控制系统，其特征在于：

保压腔室（31）与复位路径（2）连通，复位路径（2）内通入介质后，推动保压活塞（32）移动，使得被保压活塞（32）隔断的推动路径（1）前、后路径连通。

4.一种应用权利要求1-3任一项的控制系统的夹爪，其特征在于，包括：

卡爪（6），若干的卡爪（6）呈圆周阵列均布设置，该卡爪（6）与活塞（5）之间均设置有导向部件（7）；

推动路径（1）内通入介质后，推动活塞（5）在活塞腔室（4）内进行移动，使得活塞（5）通过导向部件（7）与卡爪（6）之间相配合形成的倾斜工作面（70）的错动，推动卡爪（6）同步滑动。

5.根据权利要求4的一种卡爪，其特征在于：

卡爪（6）上开设有斜向设置的卡槽（61）；

导向部件（7）为斜向凸设于活塞（5）上的凸块，该导向部件（7）穿设于卡槽（61）内，且该导向部件（7）与卡槽（61）相互配合的侧壁间形成倾斜工作面（70）。

6.根据权利要求5的一种卡爪，其特征在于：

卡爪（6）呈分体设置，其包括卡爪指（62）与滑块部（63）；

卡爪指（62）用于抱紧待切割工件，其与滑块部（63）之间通过连接件安装连接，且该卡爪指（62）与滑块部（63）配合安装的面之间设置有波浪形的相互咬合的齿部（64）；

滑块部（63）上开设有卡槽（61）。

7.根据权利要求6的一种卡爪，其特征在于：

卡爪（6）设置有四组，每组的卡爪（6）上的卡爪指（62）呈上、下两组平行设置；

且相邻两组的卡爪（6）上的卡爪指（62）交错插合设置。