CN208067794U - 一种装夹旋转一体装置及加工系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种装夹旋转一体装置及加工系统，装置包括夹紧部件、旋转部件和支撑部件，所述旋转部件包括中心位置设置有容纳空间的旋转台以及驱动旋转台旋转的旋转驱动器，所述支撑部件承载旋转台，并保持旋转台在旋转时的轴向和径向的平稳，所述夹紧部件包括设置于旋转台的中空位置边缘的同步夹紧机构，同步夹紧机构对放置于中心处的工件进行横向或纵向锁紧，实现对工件的定位、锁紧与旋转功能的一体化。本实用新型能够进行定心等定位工作，保证夹持力在型材重心上，在加工过程中能够对工件进行稳定夹持，保证操作设备和操作人员的安全。

Description

一种装夹旋转一体装置及加工系统

技术领域

本实用新型涉及一种装夹旋转一体装置及加工系统。

背景技术

在型材或管件等具有一定长度的工件的使用上，如对型材或管件进行切割、打磨、划线或焊接等，均是将型材放置在工作台上或水平面上进行操作。

而这些常用操作中，切割、划线和焊接都需要对型材进行有效、平稳的夹持，而打磨以及等离子切割时不仅需要对型材或管件进行稳定夹持，还要求型材或管件能够在对应的加工过程中有效的旋转。

目前存在能够对工件进行夹持并旋转的工具，但是在实际应用中它们存在体积庞大、结构复杂的缺点，而有的时候需要加工的型材较大，不好移动时，如果加工工具也非常庞大，会造成搬运困难，安装和操作都不方便的问题。同时，由于机械结构复杂，需要投入的成本非常高，且维修不易，给大量的型材或管件加工造成困难。

另外，目前的加工工具只是进行夹持，但是这种夹持前并没有进行定心等定位工作，有可能造成夹持力不在型材或管件重心上，在加工过程中并不能对型材或管件进行稳定夹持，造成机器设备和操作人员的安全威胁。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述问题，提出了一种装夹旋转一体装置及加工系统，本实用新型可以装夹型材或管件、自动定心后再使型材或管件平稳旋转，有效的提高了工作效率，减轻工人的工作量，提高了安全性。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种装夹旋转一体装置，包括夹紧部件、旋转部件和支撑部件，所述旋转部件包括中心位置设置有型材容纳空间的旋转台以及驱动旋转台旋转的旋转驱动器，所述支撑部件承载旋转台，并保持旋转台在旋转时的轴向和径向的平稳，所述夹紧部件包括设置于旋转台的容纳空间位置边缘的同步夹紧机构，所述同步夹紧机构对放置于中心处的工件(如型材或管件)进行横向或纵向锁紧，实现对工件的定位、锁紧与旋转功能的一体化。

进一步的，所述支撑部件包括底座和支撑靠轮，所述底座上设置有凹槽，以嵌入旋转台，凹槽内设置有若干的支撑靠轮，以辅助支撑旋转台。

优选的，所述支撑靠轮为多个，分别设置于凹槽内的不同位置，且支撑靠轮与旋转台的接触面适配于旋转台的外沿面。

进一步的，所述底座中心位置处设置有圆盘状凹槽，以使得旋转台的容纳空间外露，不影响型材或管件的装夹与延伸。

进一步的，所述夹紧部件还包括自定心夹紧机构，所述自定心夹紧机构对放置于中心处的型材或管件进行径向锁紧。

进一步的，所述自定心夹紧机构为多爪自定心夹紧装置，包括多个夹爪、旋紧驱动机构和螺盘，所述螺盘上设有螺旋槽，夹爪上设置有与之配合的螺旋槽，通过螺盘的旋转能够带动夹爪的径向运动，旋紧驱动机构控制螺盘的锁紧。

进一步的，旋转台上设有与夹爪位置相对应的槽，夹爪能够在槽进行径向移动。

进一步的，螺盘和旋转台之间旋转连接。

当然，本领域技术人员完全能够在本实用新型的工作原理的启示下，选择两爪或三爪等具体的自定心夹紧装置，也可以将自定心夹紧机构设计为其他形式，如开环式夹紧装置、棘轮等机构，但其目的均是在径向方向装夹并锁紧型材或管件，理应属于本领域技术人员的常规替换。

传统的自定心卡盘仅限于装夹圆形或方形工件，此自定心夹紧机构为上下两个夹爪，对称分布，在夹爪上又单独安装同步夹紧机构进行二次装夹，能迅速找到工件的中心并将工件夹紧，由于同步夹紧机构的存在使安全系数大大提高。传统的夹紧机构一般为四爪卡盘，在装夹工件时四个夹爪同时前进，当工件为非圆形或方形时就会受到限制，此夹紧机构不会受到这方面的限制，自定心夹紧机构与同步夹紧机构不同时运动，可以分别单独夹紧，这样就可以适应更多的工件。

进一步的，所述同步夹紧机构包括正反丝杠、卡爪和驱动机构，同步夹紧机构端部设有驱动机构，由驱动机构驱动正反丝杠旋转，正反丝杠上对称设置有两个卡爪，卡爪随着正反丝杠的旋转向中心或向外周等距移动，从而改变卡爪的所在圆周大小，以改变卡爪之间的距离。

更进一步的，驱动机构可以为电机或手摇轮。

所述正反丝杠上侧设置有导向轴，保证卡爪运动过程中平稳性。

进一步的，所述同步夹紧机构为两个，分别设置于旋转台的容纳空间的上下侧或者左右侧，两个同步夹紧机构的运动同步。

当然，本领域技术人员完全能够在本实用新型的工作原理的启示下，选择其他的同步夹紧机构，如螺栓、卡栓或者夹持板等，但其目的均是在横向或纵向方向装夹并锁紧型材或管件，理应属于本领域技术人员的常规替换。

进一步的，所述旋转驱动器包括旋转电机和旋转齿轮，所述旋转齿轮传动带动旋转台旋转，旋转电机带动旋转齿轮旋转，并控制其转速。

如果型材或管件较长，可以使用多个上述设备纵向同列设置，形成一种装夹旋转一体系统进行装夹，也可以采用位置检测传感器对长度进行检测。

一种工件加工系统，包括同轴设置的上述所述的装夹旋转一体装置和切割或打磨或焊接设备。例如：

一种切割系统，包括同轴设置的上述装夹旋转一体装置和切割设备。

一种打磨系统，包括同轴设置的上述装夹旋转一体装置和打磨设备。

一种焊接系统，包括同轴设置的上述装夹旋转一体装置和焊接设备。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型结构简单，制造方便，成本投入小，适合于工业应用；尤其适用于型材的装夹。

(2)本实用新型能够进行定心等定位工作，在进行单台使用时，能够保证夹持力在工件与旋转台相交面的重心位置上，在加工过程中能够对工件进行稳定夹持，保持工件的中心位置，使工件的重心固定，维持旋转的稳定性，保证操作设备和操作人员的安全；多台配合使用时，可以用于对较长工件的稳定夹持作业。尤其适用于型材的装夹。

(3)自动找到中心后可以使工件旋转平稳，集型材或管件的装夹、旋转一体化，实现自动化，提高工作效率，减轻工人的工作量；尤其适用于型材的装夹。

(4)本实用新型应用广泛，可以与切割设备相结合，实现自动化切割，提高焊接质量和效率，也可以与相关焊接设备的配合实现自动化焊接，通过与机器人的配合可以代替人工，实现批量化生产；尤其适用于型材的装夹。

(5)对型材或管件进行切割时一般需要工人师傅划线，将工件垫高，利用火焰割炬切割，在切割时工人师傅很难掌握切割的直线度和行走的轨迹，切割完一面后利用行车或其他抬升工具进行翻转，切割另一面，费时费力，加工质量非常差。加工完成后还需要将切割后的氧化皮等打磨干净，利用本实用新型无需人工翻转工件，可以配合割炬进行切割，且切割质量易于保证；尤其适用于型材的装夹。

(6)本实用新型利用两爪自定心夹爪和两个夹紧座进行装夹，装夹安全牢固，安全系数远高于同类产品。尤其适用于型材的装夹。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是本实用新型结构示意图；

图2是本实用新型结构侧视图；

图3是本实用新型结构后视图；

图4是本实用新型图1中A-A剖视图；

图5是本实用新型图4的局部放大图；

图6是本实用新型的螺盘示意图；

图7是本实用新型的使用状态示意图；

其中：1、齿轮，2、螺盘，3、夹紧手柄，4、支撑靠轮轴，5、工件，6、底座，7、旋转电机，8、旋转齿轮，9、自定心夹紧部分，10、卡爪，11、正反丝杠，12、导向轴，13、夹爪，14、同步夹紧部分，15、夹紧电机，16、旋转台，17、支撑靠轮。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本实用新型中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”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，只是为了便于叙述本实用新型各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本实用新型中任一部件或元件，不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本实用新型中的具体含义，不能理解为对本实用新型的限制。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在体积庞大、结构复杂、安装和操作都不方便，且机械结构复杂，投入的成本高的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种装夹旋转一体机。

本申请的第一种典型的实施方式中，如图1所示，以工型钢作为代加工的型材进行说明，提供了装夹旋转一体机，该设备中包括底座6部分、两爪自定心夹紧部分9、旋转部分、横向同步夹紧部分14。底座6部分承载并保持旋转部分在旋转时的轴向和径向的平稳，两爪自定心夹紧部分9和横向同步夹紧部分14分别对放置于中心处的型材5进行径向和横向锁紧，实现对型材5的定位、锁紧与旋转功能的一体化。

如图2所示，旋转部分主要包括旋转台16、旋转电机7和旋转齿轮8，旋转台16背面固定连接有齿轮1，齿轮1同旋转齿轮8配合。旋转齿轮8通过旋转电机7带动旋转。旋转台16中心为孔洞，以容纳型材5，实现夹持。

底座6部分由底座6和支撑靠轮17等组成，底座6呈凹形，能够露出旋转台16的孔洞位置，以能够向孔洞位置放置型材5。支撑靠轮17为V型轮，V型轮为轮上设有V型槽。通过V型轮之间的配合将其靠紧。用来对辅助支撑旋转台16。

当然，V型轮也可以替换为其他形式，只要能够与旋转台16外沿相吻合并能使其旋转即可。

如图3所示，横向同步夹紧部分14由正反丝杠11、卡爪10、夹紧电机15和导向轴12等组成，横向夹紧部分固定设置在夹爪13上，夹爪优选为台阶结构设计，保证与横向夹紧部分连接的稳固。横向夹紧部分端部设有夹紧电机15，由夹紧电机15驱动正反丝杠11旋转，正反丝杠11上设置有两个卡爪10，丝杠旋转时卡爪10在内螺纹的推动下向中心或向外周等距移动，从而改变卡爪10的所在圆周大小。正反丝杠11一侧设置有导向轴12，导向轴的两端固定在横向同步移动部分14的夹紧座上，轴体穿设在夹爪10内，用于对两夹爪10的横向移动进行导向，也可采用导轨及滑块的方式进行导向。

如图3所示，两爪自定心夹紧部分9由夹爪13、螺盘2和旋转台16组成。

螺盘2上设有螺旋槽，夹爪13上也有螺旋槽，两者的螺旋槽相互配合，通过螺盘2的旋转能够带动夹爪13的径向运动。旋转台16上设有至少两个槽，同时槽内设为限位台，夹爪13能够在槽进行径向移动。螺盘2优选通过压盖固定在旋转台上。通过手动旋转锁紧手柄来控制螺盘2的锁紧，优选通过螺盘的螺旋槽实现自锁。

如图7所示，螺盘2和旋转台16之间可旋转连接。

旋转夹紧手柄3进行锁紧，实现工件的自动找正装夹，横向夹紧部分跟随夹爪13一同移动，在两爪自定心卡盘夹紧工件后横向夹紧部分将工件的横向方向锁紧，如图4、图5所示，由支撑靠轮17将旋转台16靠紧，支撑靠轮17为V型轮，通过V型轮之间的配合将其靠紧。通过齿轮传动带动旋转台16旋转，旋转转速可以进行调节，在旋转的时候可以进行型材5的切割、打磨或焊接等工作。

本实用新型第二种实施方式，与第一种实施方式不同的是，两爪自定心夹紧部分9替换为开环式夹紧装置。

本实用新型第三种实施方式，与第一种实施方式不同的是，横向夹紧部分替换为卡栓方式。

本实用新型第三种实施方式，与第二种实施方式不同的是，横向夹紧部分的位置放置于旋转台16的孔洞部位，且方向调整为纵向，形成纵向夹紧部分，两爪自定心夹紧部分9和纵向夹紧部分分别对放置于孔洞处的型材5进行径向和纵向锁紧，实现对型材5的定位、锁紧与旋转功能的一体化。

本实用新型的第四种实施方式，将上述几个实施方式中的型材替换为槽钢、角钢或异形型材等其他型材的一种，或将其换成方管。

本实用新型的第五种实施方式，与第四种实施方式不同之处在于，将夹爪换成弧形的，进行装夹圆管。

一种工件加工系统，包括同轴设置的上述实施方式中的任一实施方式中提到的装夹旋转一体装置和切割或打磨或焊接设备。

例如：

一种型材切割系统，包括同轴设置的第一种实施方式的装夹旋转一体机和切割设备。

一种型材打磨系统，包括同轴设置的第二种实施方式的装夹旋转一体装置和打磨设备。

一种型材焊接系统，包括同轴设置的第一种实施方式的装夹旋转一体装置和焊接设备。

一种型材焊接系统，包括同轴设置的第三种实施方式的装夹旋转一体装置和焊接设备。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种装夹旋转一体装置，其特征是：包括夹紧部件、旋转部件和支撑部件，所述旋转部件包括中心位置设置有工件容纳空间的旋转台以及驱动旋转台旋转的旋转驱动器，所述支撑部件承载旋转台，并保持旋转台在旋转时的轴向和径向的平稳，所述夹紧部件包括设置于旋转台的容纳空间位置边缘的同步夹紧机构，同步夹紧机构对放置于中心处的工件进行横向或纵向锁紧，实现对工件的定位、锁紧与旋转功能的一体化。

2.如权利要求1所述的一种装夹旋转一体装置，其特征是：所述支撑部件包括底座和支撑靠轮，所述底座上设置有凹槽，以嵌入旋转台，凹槽内设置有若干的支撑靠轮，以辅助支撑旋转台。

3.如权利要求2所述的一种装夹旋转一体装置，其特征是：所述支撑靠轮为多个，分别设置于凹槽内的不同位置，且支撑靠轮与旋转台的接触面适配于旋转台的外沿面。

4.如权利要求1所述的一种装夹旋转一体装置，其特征是：所述夹紧部件还包括自定心夹紧机构，所述自定心夹紧机构对放置于中心处的工件进行径向的锁紧。

5.如权利要求4所述的一种装夹旋转一体装置，其特征是：所述自定心夹紧机构为多爪自定心夹紧装置，包括多个夹爪、旋紧驱动机构和螺盘，所述螺盘上设有螺旋槽，夹爪上设置有与之配合的螺旋槽，通过螺盘的旋转能够带动夹爪的径向运动，旋紧驱动机构控制螺盘的锁紧。

6.如权利要求1所述的一种装夹旋转一体装置，其特征是：所述同步夹紧机构包括正反丝杠、卡爪和驱动机构，同步夹紧机构端部设有驱动机构，由驱动机构驱动正反丝杠旋转，正反丝杠上对称设置有两个卡爪，卡爪随着正反丝杠的旋转向中心或向外周等距移动，从而改变卡爪的所在圆周大小，以改变卡爪之间的距离；

或，所述正反丝杠上侧设置有导向轴，保证卡爪运动过程中平稳性。

7.如权利要求1所述的一种装夹旋转一体装置，其特征是：所述同步夹紧机构为两个，分别设置于旋转台的容纳空间的上下侧或者左右侧，两个同步夹紧机构的运动同步。

8.如权利要求1所述的一种装夹旋转一体装置，其特征是：所述旋转驱动器包括旋转电机和旋转齿轮，所述旋转齿轮传动带动旋转台旋转，旋转电机带动旋转齿轮旋转，并控制其转速。

9.一种装夹旋转一体系统，其特征是：包括纵向同列设置的多个如权利要求1-8中任一项所述的装夹旋转一体装置，或采用位置检测传感器检测长度，实现加工长度超过设定值的工件。

10.一种工件加工系统，其特征是：包括同轴设置的如权利要求1-8中任一项所述的装夹旋转一体装置和切割或打磨或焊接设备。