CN203185069U - 管加工机-夹紧卡盘和管加工机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种管加工机-夹紧卡盘（15），其具有多个可移动的用于夹紧待加工的管（2）的夹紧颚（19），本实用新型提出，给每个能够与其他夹紧颚无关地移动的夹紧颚（19）和/或给每组能够彼此耦合地移动的夹紧颚（19）配置位置传感器（21，31），所述位置传感器沿着所述夹紧颚的移动行程（20）检测所述夹紧颚（19）或夹紧颚（19）组的相应位置。

Description

管加工机-夹紧卡盘和管加工机

技术领域

本实用新型涉及一种具有多个可移动的用于夹紧待加工的管的夹紧颚的管加工机-夹紧卡盘以及一种用于监控这种管加工机-夹紧卡盘是否正确夹紧具有公知管几何结构的管的方法。 

背景技术

在公知的管切割机中，在机器停机时借助于通/断开关询问夹紧卡盘的夹紧卡盘状态“开”和“空夹紧”。夹紧卡盘状态“夹紧”可自身不必被询问，而是仅仅间接地通过以下方式得出，即，在一个等待时间之后既没有测量到打开状态也没有测量到空夹紧状态。当在加工期间管从夹紧卡盘中脱落时，借助于所述通/断开关则不能识别这一点。在四个可彼此无关地移动的夹紧颚的情况下，总共需要八个通/断开关，这些通/断开关的调节是困难并且易出故障的。 

实用新型内容

与此相应地，本实用新型的任务是，进一步构造本文开头所述类型的管加工-夹紧卡盘，使得也可以直接地询问夹紧卡盘状态“夹紧”。 

根据本实用新型，该任务通过以下方式解决，即，给每个能够与另外的夹紧颚无关地移动的夹紧颚和/或给每组能够彼此耦合地移动的夹紧颚配置一位置传感器，所述位置传感器沿着所述夹紧颚的移动行程检测所述夹紧颚或夹紧颚组的相应位置。 

该夹紧卡盘传感装置允许借助于由位置传感器检测到的夹紧颚位置确定管是否正确地夹紧在夹紧卡盘中并且被夹紧的管的管直径是否与在CNC控制装置中编程的管直径相同。利用该夹紧卡盘传感装置能够实时确定是否存在夹紧错误，例如所夹紧的管通过太高的夹紧力变形或者管没有被中心地夹紧。不仅可以在停机状态中而且可以在运行中在夹紧卡盘旋转的情 况下检测夹紧颚位置。本实用新型的夹紧卡盘的另外的优点特别是： 

-可以实时地推断管是否被夹紧； 

-可省去迄今为止的用于间接询问夹紧卡盘状态“夹紧”的等待时间，这意味着约2s的时间节省； 

-在手动装载时可进行放入的管的可信度测试，因为可将实际的管尺寸与编程的管的管尺寸相比较。 

位置传感器优选无接触地检测相应配置给所述位置传感器的夹紧颚的位置并且例如可以构造为感应式（或电感式）传感器或者构造为距离测量传感器、特别是激光器-距离测量传感器。 

在本实用新型的一个特别优选的实施方式中提出，所述夹紧卡盘可旋转地支承在一固定的夹紧卡盘壳体中并且所述位置传感器固定在所述可旋转地被支承的夹紧卡盘或所述固定的夹紧卡盘壳体上。 

在该实施方式的一个有利的进一步方案中，所述位置传感器固定在所述可旋转地被支承的夹紧卡盘上并且在所述可旋转地被支承的夹紧卡盘与所述固定的夹紧卡盘壳体之间设置一特别是无接触的数据传递连接，所述数据传递连接将由位置传感器检测到的数据传递给所述固定的夹紧卡盘壳体侧和/或设置一无接触的能量传递连接，所述能量传递连接从所述固定的夹紧卡盘壳体侧给所述位置传感器供应能量。所述数据-和/或能量传递连接例如可通过感应式旋转传送器、无线电线路、滑动触头或以任何其他在现有技术中公知的方式和方法进行。 

相反，在该实施方式的另一有利的进一步方案中，所述位置传感器固定在所述固定的夹紧卡盘壳体上并且与所述夹紧颚的参考面相互作用。在此，不仅该实施方式而且感应式旋转传送器的使用都会避免下面的、由现有技术公知的问题： 

-在所述可旋转地被支承的夹紧卡盘上使用从所述固定的夹紧卡盘壳体到传感器的用于信号-和能量缆线的回转接头是昂贵、易出故障并且受限制的； 

-由于金属夹紧卡盘壳体和金属夹紧卡盘的干扰使得难于经由无线电进行信号-或能量传递； 

-需要定期更换用于给固定在夹紧卡盘上的传感器供应能量的电池； 

-用于从夹紧卡盘上的传感装置向夹紧卡盘壳体传递的滑动触头遭受磨损。 

优选所有的位置传感器都连接在一监控单元上，所述监控单元根据检测到的夹紧卡盘位置监控所述夹紧卡盘是否正确地夹紧放入到所述夹紧卡盘中的具有已知管几何结构（管直径或管外横截面）的管。 

根据本发明，还提出了一种管加工机，其具有前面所述的夹紧卡盘和/或滑移卡盘。 

本实用新型还涉及一种用于监控上述管加工机-夹紧卡盘是否正确地夹紧具有已知管几何结构的管的方法，其中，根据由所述位置传感器检测到的夹紧颚位置求得夹紧所述管的夹紧颚的夹紧距离、特别是夹紧直径并且将其与所述管的已知管几何结构相比较。该监控不仅可在夹紧卡盘静止时而且可以在夹紧卡盘旋转时、即在加工所述管期间进行。 

附图说明

本实用新型的其他优点由权利要求书、说明书和附图得出。同样，前面提及的和还要进一步介绍的特征能够各自本身或以多种任意组合使用。所示出的和所介绍的实施方式不应视为最终的列举，而是相反具有对于描绘本实用新型示例性的特征。其中： 

图1是用于切削加工管的机器设备的透视性全图； 

图2是本实用新型的用于对图1中所示的夹紧卡盘进行位置检测的传感装置的第一实施例的示意图；和 

图3是本实用新型的用于对图1中所示的夹紧卡盘进行位置检测的传感装置的第二实施例的示意图。 

具体实施方式

根据图1，用于切割式加工工件（在所示的情况下所述工件是管2）的机器设备1包括一个激光切割站3形式的加工装置、一个供应装置4以及一个卸料站5。 

在所述激光切割站3上设置一个激光切割头6，利用所述激光切割头可将一些结构切割到所述管2中或者从所述管上切下管分段7。在加工部位附 件，相应待加工的管2支承在滑移卡盘（Durchschiebefutter）8上。被切下的管分段7在卸料站5处被转移给支撑台9。在所述支撑台9上可将管分段7从所述机器设备1中取出。所述机器设备1的主要功能通过CNC控制。 

供应装置4的部件是装载单元10以及构造为旋转-和进给站11的工件保持装置。借助于所述旋转-和进给站11使待加工的管2相对于激光切割站3的激光切割头6以对于加工所需的方式运动。详细来说，将待加工的管2借助于所述旋转-和进给站11相对于激光切割头6在管纵向方向上放置在后面并且为了建立分离式切割而围绕管纵轴线旋转。为了在管纵向方向上运动，所述旋转-和进给站11可在管加工机1的机床12上在双箭头13的方向上移动。设置在机床12上的导轨14用于在移动运动期间对所述旋转-和进给站11进行导向。相应待加工的管2可借助于夹紧卡盘15固定在旋转-和进给站11上，所述夹紧卡盘本身可在双箭头16的方向上围绕管轴线旋转。在所述旋转-和进给站11与滑移卡盘8之间，待加工的管2支承在管支撑装置17上。随着管加工的继续，管支撑装置17相继地沉入到机床12中并且然后可被旋转-和进给站11走过。 

在图2中详细示出可旋转的、用于夹紧待加工的管2的夹紧卡盘15。所述夹紧卡盘15可在双箭头16的方向上旋转地支承在固定的夹紧卡盘壳体18中并且具有四个分别以90°错开布置的夹紧颚19，所述夹紧颚可彼此无关地分别在双箭头20的方向上径向移动以便共同地固定夹紧处于其间的管2。在可旋转的夹紧卡盘15上固定地设置四个位置传感器21，所述位置传感器沿着夹紧颚的移动路径20无接触地检测所述夹紧颚19的相应位置。 

所述位置传感器21可以如图2中仅仅示例性示出的那样构造为感应式探测头，它们分别与安置在夹紧颚19上的磁性卷尺22相互作用。所述卷尺22并且从而所述夹紧颚19的由所述位置传感器21检测到的位置数据无线地由可旋转的夹紧卡盘15传递给位置固定的监控单元23，所述监控单元可集成在机器控制装置中。所述传递例如可中央地通过感应式旋转传送器进行，所述旋转传送器具有一个安置在所述固定的夹紧卡盘壳体18上的感应式初级件24以及一个固定地安置在可旋转的夹紧卡盘15上并且连接在监控单元23上的感应式次级件25，所述初级件环形地包围夹紧卡盘15并且与分析处理单元23连接。与夹紧卡盘15一同旋转的次级件25构造为小 条块并且通过空气隙26与初级件24隔开。代替感应地通过初级件和次级件24、25地，从位置传感器21向监控单元23的数据传递也能够以任意其他的方式和方法、特别是通过无线电线路或者通过滑动触点进行。 

位置传感器21的能量供应也可以感应地通过初级件和次级件24、25进行。一个替换方案是通过可旋转的夹紧卡盘15上的电池供电。替换地，用于位置传感器21的能量也可以由夹紧卡盘15的旋转运动产生或者也可以借助于光或强电磁交变场（无线电波）传递给所述可旋转的夹紧卡盘15。 

利用通过位置传感器21构成的夹紧卡盘传感装置可在夹紧卡盘15的任何旋转位置的情况下求得夹紧颚19的位置并且可由监控单元23实时确定在停机时或者在加工期间、也就是在夹紧卡盘15旋转期间在夹紧具有在CNC控制装置中编程的、也即是已知的管几何结构（例如管直径）的管2时是否存在夹紧错误。监控单元23可借助于位置传感器21的传送的位置数据计算固定地夹紧所述管2的夹紧颚19的夹紧直径并且将其与已被夹紧的管2的管直径相比较。如果计算出的夹紧直径与编程的管直径相同，则所述管2被正确地夹紧。如果计算出的夹紧直径与编程的管直径不相同，则存在夹紧错误。如果计算出的夹紧直径小于编程的管直径，则存在被夹紧的管2的变形。相反，如果计算出的夹紧直径大于编程的管直径，则所述管2没有贴靠在所有的夹紧颚19上，其原因例如是管2由于歪斜的夹紧颚19、歪斜的切割凸台或错误的轮廓调节没有被定心地夹紧。 

与图2所示不同的是，相应两个彼此对置的夹紧颚19可彼此反向地并且从而中央对称地运动耦合。于是对于这四个夹紧颚19总共仅仅需要两个位置传感器21，因为可由一个夹紧颚19的测量到的位置计算出运动耦合的另一夹紧颚19的位置。 

与夹紧颚的测量无关或相结合地，所建议的感应式传递技术也可以用于从或向夹紧卡盘15的另外的、附加的或替代的部件传递信号和/或能量。下面描述的部件也能够以任意的组合使用。 

可以在夹紧颚19上安置压力传感器，所述压力传感器测量夹紧颚19的压力并且由此可用来仅仅以需要的程度来保持工件，以便防止管2由于压力太小而“丢失”或者由于压力太高而变形或刮花。所述压力可通过安置在所述传感器上的调整装置或借助于修改的监控单元23相应的调整。 

也可以安置温度传感器或其他传感器来监控切割过程。温度传感器可监控特别是夹紧卡盘15的温度，但是也可以监控管2的温度，由此可以识别切割过程中的问题。差的切割质量或者太高的激光器功率例如可通过散射辐射导致夹紧卡盘15和/或管2的温度提升。所述温度提升可借助于向着监控单元23的数据传递让操作人员知晓并且由此提示可能的问题和/或用来调整激光器功率或其他的激光器参数以避免夹紧卡盘15或工件2上的损坏并且确保最佳的加工参数。 

还可以代替用于使夹紧颚19运动的气动或液压促动器地进行电动促动器的控制和/或能量供应。由此避免了用于软管的回转接头并且简化结构。由此，与液压或特别是气动工作的夹紧颚19相比，借助于修改的监控单元23可进行夹紧颚运动的显著更精确和更简单的控制和调整。 

图3中所示的夹紧卡盘15与图2中夹紧卡盘的区别在于，相应两个彼此对置的夹紧颚19彼此反向地并且从而中央对称地运动耦合，以及区别还在于修改的夹紧卡盘传感装置。夹紧卡盘传感装置包括两个激光器-距离测量传感器31，它们彼此错位90°地设置在固定的夹紧卡盘壳体18上并且检测相对于夹紧颚19的参考面32、例如相对于夹紧颚19的径向朝外指向的背侧端面的距离。如果由距离测量传感器31发射的激光33在参考面32上被反射回距离测量传感器31，也就是如果夹紧颚10大致占据图3所示的水平/垂直布置，则总是可利用这两个距离测量传感器31确定两个夹紧颚对的位置并且从而确定其相应的夹紧距离。为了改善精度并且将夹紧卡盘15的检测-或转角区域增大到例如20°（在所述检测-或转角区域中进行反射），参考面32凸出地构成。 

所述夹紧颚19的由距离测量传感器31检测到的位置数据被传递给监控单元23，所述监控单元据此可如上所述实时地确定在夹紧卡盘15的确定的停机-旋转位置时或者在加工期间、也就是在夹紧卡盘15旋转期间在夹紧具有在CNC控制装置中编程的、也即是已知的工件几何结/管直径的管2时是否存在夹紧错误。在此特别是给出下述优点： 

-以具有约20°的检测角度的90°-光栅询问夹紧卡盘姿态； 

-在距离测量传感器31的可能的＜0.12mm的分辨率时可在任意管直径的情况下以足够高的精度检测夹紧颚19的位置； 

-在夹紧卡盘15的最大的约0.9°/ms的旋转速度的情况下可在连续的运行中检测夹紧颚19的位置； 

-因为夹紧颚19中心地夹紧，因此能够以约90°±10°的光栅检测两个夹紧平面的夹紧状态，也就是说，在360°的全角度范围上可检测约80°。因为在矩形管和方形管的情况下主要在平坦的面上进行加工，因此在加工方面观察可更显著地提高监控； 

-如果管“丢失”，则这最晚在夹紧卡盘15的70°-旋转之后被发现； 

-因为借助于距离测量传感器31的夹紧卡盘传感装置不需要大的结构改变，因此其也适合于改装方案； 

-为了传递传感器信号，不需要从旋转的夹紧卡盘17到固定的夹紧卡盘壳体18的回转接头。 

总而言之，上述两个夹紧卡盘传感装置分别允许（确切地说不仅在静止状态而且在连续的加工期间）询问夹紧卡盘15的夹紧卡盘状态“松脱”、“夹紧”和“空夹紧”以及所夹紧的管的管几何结构的可信度测试。 

此外，上述两个夹紧卡盘传感装置也可以在滑移卡盘8中采用，以便检测和监控其夹紧颚位置。 

Claims (8)

1.一种管加工机-夹紧卡盘（8，15），其具有多个可移动的用于夹紧待加工的管（2）的夹紧颚（19），其特征在于，给每个能够与其他夹紧颚无关地移动的夹紧颚（19）和/或给每组能够彼此耦合地移动的夹紧颚（19）配置一位置传感器（21，31），所述位置传感器沿着所述夹紧颚的移动行程（20）检测所述夹紧颚（19）或夹紧颚（19）组的相应位置。

2.按权利要求1所述的夹紧卡盘，其特征在于，所述位置传感器（21，31）无接触地检测所述夹紧颚（19）的位置。

3.按权利要求1或2所述的夹紧卡盘，其特征在于，所述位置传感器构造为感应式传感器（21）或者构造为距离测量传感器、特别是激光器-距离测量传感器（31）。

4.按前述权利要求之一所述的夹紧卡盘，其特征在于，所述夹紧卡盘（15）可旋转地支承在一固定的夹紧卡盘壳体（18）中并且所述位置传感器（21；31）固定在可旋转地被支承的夹紧卡盘（15）或所述固定的夹紧卡盘壳体（18）上。

5.按权利要求4所述的夹紧卡盘，其特征在于，所述位置传感器（21）固定在可旋转地被支承的夹紧卡盘（15）上并且在可旋转地被支承的夹紧卡盘（15）与所述固定的夹紧卡盘壳体（18）之间设置一特别是无接触的数据传递连接（24，25），所述数据传递连接将由所述位置传感器（21）检测到的数据传递给所述固定的夹紧卡盘壳体（18）侧，和/或设置一无接触的能量传递连接（24，25），所述能量传递连接从所述固定的夹紧卡盘壳体（18）侧给所述位置传感器（21）供应能量。

6.按权利要求4所述的夹紧卡盘，其特征在于，所述位置传感器（31）固定在所述固定的夹紧卡盘壳体（18）上并且与所述夹紧颚（19）的参考 面（32）相互作用。

7.按前述权利要求之一所述的夹紧卡盘，其特征在于，所有的位置传感器（21，31）都连接在一监控单元（23）上，所述监控单元根据检测到的夹紧卡盘（19）位置监控所述夹紧卡盘（8；15）是否正确地夹紧放入的具有已知管几何结构的管（2）。

8.一种管加工机（1），其具有按前述权利要求之一所述的夹紧卡盘（15）和/或滑移卡盘（8）。 

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