CN211759313U - 一种智能卡盘的卡盘机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能卡盘的卡盘机构，包括固定座，固定座的卡盘安装孔内嵌设有卡盘轴承；旋转卡盘嵌套在卡盘轴承内；旋转卡盘的后部设有空心的卡盘内轴套；旋转卡盘上设有径向孔，径向孔的开口均匀分布在旋转卡盘的圆周上，旋转卡盘设有与径向孔连通的滑槽；径向孔内设有活动杆；卡爪的啮合齿穿过活动杆的横孔并伸出到旋转卡盘的后侧与卡爪锁紧盘的渐开线螺旋凸纹匹配啮合，工件夹紧头固定在卡爪的末端。其优点是：夹持口径大小可调，卡爪锁紧盘的圆周旋转运动代替气缸的直线运动，可代替夹紧套，适用于形状和外径大小不同的管材；实现多点夹持，可夹持异形管；可和激光切割机或激光焊接机结合为一体，节省了设备的占用空间。

Description

一种智能卡盘的卡盘机构

技术领域

本实用新型涉及一种激光切割机或激光焊接机，尤其涉及一种用于激光切割机或激光焊接的卡盘。

背景技术

现有激光切割机或激光焊接机中，为了保证加工精度和加工质量，通常采用管材旋转、刀具只作进给运动的结构。其中，为了固定管材，激光切割机或激光焊接机采用卡盘装置来夹持管材，卡盘装置包括固定座、用于夹紧管材的夹紧机构、驱动夹紧机构旋转的驱动机构；夹紧机构包括卡盘、若干套适配不同口径的管材的夹紧套、驱动夹紧套夹紧管材的气缸。现有激光切割机或激光焊接机的夹紧机构存在以下技术问题：（1）对于外径大小不同的管材，需要配套一系列的夹紧套，导致一台激光切割机或激光焊接机，需要数量很大的夹紧套与之配套，直接导致夹紧套的库存量大，占用场地空间大，采购成本高，现场管理复杂；（2）加工外径大小不同的管材时需要不断更换对应的夹紧套，导致劳动强度大、使用不方便、工作效率低下等一系列的问题；（3）夹紧机构体积大，只能和激光切割机或激光焊接机形成分体配合，难以和激光切割机或激光焊接机融为一体形成一体化结构，设备占用空间大；（4）夹持点少，且难以扩展夹持点，只能用来夹持圆管材或方管，对异形管无法进行夹持。

实用新型内容

为解决现有卡盘式夹紧机构存在上述技术问题，本实用新型提供一种不需要夹紧套且使用更方便的智能卡盘的卡盘机构。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种智能卡盘的卡盘机构，包括固定座和用于夹紧管材的夹紧机构，夹紧机构设置于固定座的前侧；其特征是：

所述固定座上设有前后贯通的卡盘安装孔，卡盘安装孔内嵌设有卡盘轴承；

所述夹紧机构包括旋转卡盘、卡爪、工件夹紧头；

所述旋转卡盘设置于固定座的前侧，旋转卡盘的后部可旋转地嵌套在卡盘轴承内； 所述旋转卡盘的后部设有空心的卡盘内轴套；

所述旋转卡盘上设有至少3个沿旋转卡盘径向设置的径向孔或径向限位滑块；径向限位滑块均匀分布在旋转卡盘的前侧，径向限位滑块内设有滑道孔，径向限位滑块的前侧和后侧在与滑道孔对应的位置设有与滑道孔连通的滑槽；径向孔的开口均匀分布在旋转卡盘的圆周上，旋转卡盘的前侧和后侧在与径向孔对应的位置设有与径向孔连通的滑槽；滑道孔或径向孔内设有可在径向孔内自由滑动的活动杆；活动杆的杆身侧面上设有供卡爪穿过的横孔，活动杆的顶端设有与横孔连通的卡爪固定孔，卡爪垂直地穿过活动杆的横孔并伸出到旋转卡盘的后侧，卡爪固定孔内设有将卡爪锁紧的卡爪锁紧螺丝；卡爪上设有与该卡爪锁紧螺丝匹配的卡爪螺纹孔；

所述卡爪前端设有供外部的驱动机构推动卡爪在滑槽内滑动的啮合齿，卡爪的末端设有夹具固定螺纹孔，工件夹紧头通过紧固螺丝和固定螺纹孔固定在卡爪的末端。

进一步地，前述固定座的前侧在卡盘安装孔边缘设有安装卡盘轴承的环形缺口槽，卡盘轴承嵌套在该环形缺口槽内，固定座的前侧设有将卡盘轴承压紧在环形缺口槽内的轴承压板，轴承压板中间设有供旋转卡盘穿过的压板孔。

进一步地，前述旋转卡盘的后部边缘处设有与卡盘内轴套同心的卡盘外轴套，卡盘外轴套的外径大于卡盘内轴套的外径且小于旋转卡盘的外径；旋转卡盘通过卡盘外轴套嵌套在卡盘轴承内。

进一步地，前述卡盘内轴套上嵌设有锁紧盘轴承；所述旋转卡盘的后侧设有驱动卡爪运动的卡爪锁紧盘，卡爪锁紧盘的圆心处设有锁紧盘安装孔，卡爪锁紧盘通过锁紧盘安装孔可旋转地嵌套在锁紧盘轴承上；卡爪锁紧盘的前侧表面设有与卡爪的啮合齿匹配啮合的渐开线螺旋凸纹。

进一步地，前述卡爪锁紧盘在锁紧盘安装孔的后侧设有锁紧盘安装套，卡爪锁紧盘通过锁紧盘安装套嵌套在锁紧盘轴承上。

进一步地，前述固定座后侧设有电机座。

进一步地，前述卡爪的末端面设有若干道防止安装工件夹紧头的防滑条纹。卡爪锁紧盘和卡爪之间的动作关系如下，由于卡爪锁紧盘的渐开线螺旋凸纹是连继变化的，卡爪的啮合齿可在渐开线螺旋凸纹形成的“轨道”内相对滑动，由于卡爪是圆周方向是静止的，卡爪锁紧盘旋转时，在渐开线螺旋凸纹的作用下，卡爪在旋转卡盘上作连续径向的滑动。

工作原理如下：（1）夹持管材原理，每组工件夹紧头通过紧固螺丝固定在卡爪的末端即可形成多爪卡盘，管材安装好后，卡爪锁紧盘旋转，卡爪通过啮合齿沿着卡爪锁紧盘的渐开线螺旋凸纹运动，由于卡爪和活动杆是固定在一起的，活动杆不能转动，只能带动卡爪在旋转卡盘的径向孔内滑动，卡爪从而将卡爪锁紧盘的旋转运动转为卡爪的直线滑动，从而使卡爪带动工件夹紧头向内运动，将管材夹紧；同理，松开管材时，卡爪锁紧盘反向旋转即可，卡爪也随之反向滑动，工件夹紧头松开管材。（2）管材旋转原理，管材夹持固定好后，旋转卡盘旋转，卡爪锁紧盘随旋转卡盘一起旋转，此时，卡爪锁紧盘保持锁紧状态，卡爪不会松开，管材也随旋转卡盘一起旋转。卡爪锁紧盘和旋转卡盘均可采用相应的伺服电机驱动，便于采用数字自动化控制，克服气动控制的不足。

由上可知，相对于现有技术，本实用新型具有如下的优点：（1）夹持口径大小可调，卡爪锁紧盘的圆周旋转运动代替气缸的直线运动，代替了一系列的夹紧套，适用于形状和外径大小不同的管材，没有夹紧套库存，不需要配备夹紧套占用场地空间，没有夹紧套的采购成本，现场管理简单高效；（2）加工外径大小不同的管材时不需要更换对应的夹紧套，劳动强度大大减少、使用非常方便、工作效率大幅提高，运输成本降低；（3）夹紧机构结构紧凑、体积小，可以很好地和激光切割机或激光焊接机匹配融为一体，形成一体化结构，节省了设备的占用空间；（4）实现多点夹持，夹持点可扩展或减少，既能用来夹持圆管材或方管，对异形管也能进行夹持。

附图说明

图1为本实用新型一种优选实施方式的主视图。

图2为图1的A-A向剖视图。

图3为图1的左视图。

图4为图1的与智能卡盘的驱动机构组合时的结构分解图。

图5为图1的另一种优选实施方式的的A-A向剖视图。

图6为本实用新型另一种优选实施方式的立体图（卡盘组件为分体式卡盘组件）。

图7为图固定座的主视图。

图8为旋转卡盘的立体图。

图9为卡爪锁紧盘的主视图。

图10为图9的A-A向剖视图。

图11为卡爪的立体图。

图12为图11的剖视图。

图13为活动杆的主视图。

图14为图13的A-A剖视图。

附图标号说明：1-固定座，2-夹紧机构，3-驱动机构；10-卡盘安装孔， 11-卡盘轴承，12-轴承压板，13-电机座， 15-压板孔，16-环形缺口槽；20-旋转卡盘，201-卡盘内轴套，202-卡盘外轴套，203-锁紧盘轴承，204-径向孔，205-滑槽， 21-卡爪锁紧盘，211-锁紧盘安装孔，212-渐开线螺旋凸纹，213-锁紧盘安装套；22-卡爪，221-卡爪螺纹孔，222-夹具固定螺纹孔，223-啮合齿，224-防滑条纹；23-活动杆，231-横孔，232-卡爪固定孔，233-卡爪锁紧螺丝，24-工件夹紧头，25-径向限位滑块，251-滑道孔； 31-卡盘旋转套。

具体实施方式

下面结合附图和优选的实施方式，对本实用新型及其有益技术效果进行进一步详细说明。

参见图1~图14，本实用新型优选实施的智能卡盘的卡盘机构2，包括固定座1和用于夹紧管材的夹紧机构2，夹紧机构2设置于固定座1的前侧；其特征是：

所述固定座1上设有前后贯通的卡盘安装孔10，卡盘安装孔10内嵌设有卡盘轴承11；

参见图2，所述夹紧机构2包括旋转卡盘20、卡爪22、工件夹紧头24；

参见图1~图3，所述旋转卡盘20设置于固定座1的前侧，旋转卡盘20的后部可旋转地嵌套在卡盘轴承11内；

参见图2，所述旋转卡盘20的后部设有空心的卡盘内轴套201；

参见图2、图3，由旋转卡盘20、卡爪22、活动杆23组成的卡盘组件主要有两种结构，分别为整体式卡盘组件或分体式卡盘组件；所述旋转卡盘20上设有8个沿旋转卡盘20径向设置的径向孔204或径向限位滑块25；径向限位滑块25均匀分布在旋转卡盘20的前侧，径向限位滑块25内设有滑道孔251，径向限位滑块25的前侧和后侧在与滑道孔251对应的位置设有与滑道孔251连通的滑槽205；径向孔204的开口均匀分布在旋转卡盘20的圆周上，旋转卡盘20的前侧和后侧在与径向孔204对应的位置设有与径向孔204连通的滑槽205；滑道孔251或径向孔204内设有可在径向孔204内自由滑动的活动杆23；活动杆23的杆身侧面上设有供卡爪22穿过的横孔231，活动杆23的顶端设有与横孔231连通的卡爪固定孔232，卡爪22垂直地穿过活动杆23的横孔231并伸出到旋转卡盘20的后侧，卡爪固定孔232内设有将卡爪22锁紧的卡爪锁紧螺丝233；卡爪22上设有与该卡爪锁紧螺丝233匹配的卡爪螺纹孔221；其中，卡爪22采用径向限位滑块25限位的结构为分体式卡盘组件，卡爪22采用旋转卡盘20的径向孔204限位的结构为整体式卡盘组件； 参见图4、图11~图12，所述卡爪22前端设有与供外部的驱动机构推动卡爪在滑槽205内滑动的啮合齿223，卡爪22的末端设有夹具固定螺纹孔222，工件夹紧头24通过紧固螺丝和固定螺纹孔固定在卡爪22的末端。

参见图2、图8，优选地，前述固定座1的前侧在卡盘安装孔10边缘设有安装卡盘轴承11的环形缺口槽16，卡盘轴承11嵌套在该环形缺口槽16内，固定座1的前侧设有将卡盘轴承11压紧在环形缺口槽16内的轴承压板12，轴承压板12中间设有供旋转卡盘20穿过的压板孔15。

参见图2、图7，优选地，前述旋转卡盘20的后部边缘处设有与卡盘内轴套201同心的卡盘外轴套202，卡盘外轴套202的外径大于卡盘内轴套201的外径且小于旋转卡盘20的外径；旋转卡盘20通过卡盘外轴套202嵌套在卡盘轴承11内。

作为另一种实施方式，在前面实施方式的基础上，参见图5，优选地，前述卡盘内轴套201上嵌设有锁紧盘轴承203；所述旋转卡盘20的后侧设有驱动卡爪22运动的卡爪锁紧盘21，卡爪锁紧盘21的圆心处设有锁紧盘安装孔211，卡爪锁紧盘21通过锁紧盘安装孔211可旋转地嵌套在锁紧盘轴承203上；卡爪锁紧盘21的前侧表面设有与卡爪22的啮合齿223匹配啮合的渐开线螺旋凸纹212。

参见图5、图9~图10，优选地，前述卡爪锁紧盘21在锁紧盘安装孔211的后侧设有锁紧盘安装套213，卡爪锁紧盘21通过锁紧盘安装套213嵌套在锁紧盘轴承203上。

参见图4，优选地，前述固定座1后侧设有电机座13。

参见图11~图12，优选地，前述卡爪22的末端面设有若干道防止安装工件夹紧头24的防滑条纹224。

其中，优选地，卡盘轴承11、锁紧盘轴承203均为深沟球轴承。

将夹紧机构2与智能卡盘上相应的驱动机构3连接好后，再将智能卡盘安装在激光切割机或激光焊接机的相应位置。其中，夹紧机构2工作过程如下：（1）管材的夹紧过程，管材安装好后，由外接的驱动装置驱动卡爪锁紧盘21旋转，在活动杆23和径向孔204的限位下，卡爪22无法跟着旋转，卡爪锁紧盘21的渐开线螺旋凸纹212的旋转运动通过卡爪22的啮合齿223推动卡爪22作向内直线滑动，带动工件夹紧头24向内运动将管材夹紧；（2）管材的旋转，管材夹紧后，由外接的驱动装置驱动旋转卡盘20旋转，此时，卡爪锁紧盘21保持锁紧状态，卡爪22不会松开，管材也随旋转卡盘20一起旋转。此时，启动激光切割机或激光焊接机的工作端即可对管材进行切割加工和焊接加工。

根据上述说明书及具体实施例并不对本实用新型构成任何限制，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变形，也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种智能卡盘的卡盘机构，包括固定座和用于夹紧管材的夹紧机构，夹紧机构设置于固定座的前侧；其特征是：

所述固定座上设有前后贯通的卡盘安装孔，卡盘安装孔内嵌设有卡盘轴承；

所述夹紧机构包括旋转卡盘、卡爪、工件夹紧头；

所述旋转卡盘设置于固定座的前侧，旋转卡盘的后部可旋转地嵌套在卡盘轴承内； 所述旋转卡盘的后部设有空心的卡盘内轴套；

所述旋转卡盘上设有至少3个沿旋转卡盘径向设置的径向孔或径向限位滑块；径向限位滑块均匀分布在旋转卡盘的前侧，径向限位滑块内设有滑道孔，径向限位滑块的前侧和后侧在与滑道孔对应的位置设有与滑道孔连通的滑槽；径向孔的开口均匀分布在旋转卡盘的圆周上，旋转卡盘的前侧和后侧在与径向孔对应的位置设有与径向孔连通的滑槽；滑道孔或径向孔内设有可在径向孔内自由滑动的活动杆；活动杆的杆身侧面上设有供卡爪穿过的横孔，活动杆的顶端设有与横孔连通的卡爪固定孔，卡爪垂直地穿过活动杆的横孔并伸出到旋转卡盘的后侧，卡爪固定孔内设有将卡爪锁紧的卡爪锁紧螺丝；卡爪上设有与该卡爪锁紧螺丝匹配的卡爪螺纹孔；

所述卡爪前端设有供外部的驱动机构推动卡爪在滑槽内滑动的啮合齿，卡爪的末端设有夹具固定螺纹孔，工件夹紧头通过紧固螺丝和固定螺纹孔固定在卡爪的末端。

2.如权利要求1所述的智能卡盘的卡盘机构，其特征是：所述固定座的前侧在卡盘安装孔边缘设有安装卡盘轴承的环形缺口槽，卡盘轴承嵌套在该环形缺口槽内，固定座的前侧设有将卡盘轴承压紧在环形缺口槽内的轴承压板，轴承压板中间设有供旋转卡盘穿过的压板孔。

3.如权利要求2所述的智能卡盘的卡盘机构，其特征是：所述旋转卡盘的后部边缘处设有与卡盘内轴套同心的卡盘外轴套，卡盘外轴套的外径大于卡盘内轴套的外径且小于旋转卡盘的外径；旋转卡盘通过卡盘外轴套嵌套在卡盘轴承内。

4.如权利要求3所述的智能卡盘的卡盘机构，其特征是：所述卡盘内轴套上嵌设有锁紧盘轴承；所述旋转卡盘的后侧设有驱动卡爪运动的卡爪锁紧盘，卡爪锁紧盘的圆心处设有锁紧盘安装孔，卡爪锁紧盘通过锁紧盘安装孔可旋转地嵌套在锁紧盘轴承上；卡爪锁紧盘的前侧表面设有与卡爪的啮合齿匹配啮合的渐开线螺旋凸纹。

5.如权利要求4所述的智能卡盘的卡盘机构，其特征是：所述卡爪锁紧盘在锁紧盘安装孔的后侧设有锁紧盘安装套，卡爪锁紧盘通过锁紧盘安装套嵌套在锁紧盘轴承上。

6.如权利要求5所述的智能卡盘的卡盘机构，其特征是：所述固定座后侧设有电机座。

7.如权利要求1~6任一项所述的智能卡盘的卡盘机构，其特征是：所述卡爪的末端面设有若干道防止安装工件夹紧头的防滑条纹。

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