CN211759314U

CN211759314U - 一种智能卡盘的驱动机构

Info

Publication number: CN211759314U
Application number: CN202020131529.8U
Authority: CN
Inventors: 何翔
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-01-20
Filing date: 2020-01-20
Publication date: 2020-10-27
Anticipated expiration: 2030-01-20

Abstract

本实用新型公开了一种智能卡盘的驱动机构，其驱动机构分两路驱动来驱动夹紧机构工作，一路由外盘伺服电机、外小直齿轮、外大齿轮、电机安装盘、卡盘旋转套组成驱动旋转卡盘旋转的卡盘旋转驱动器；另一路由内盘伺服电机、内小齿轮、内大齿轮组成驱动卡爪锁紧盘旋转的锁紧盘旋转驱动器。其优点是：采用内盘伺服电机作为卡盘夹紧管材的动力源，对管材的夹持实现数字化控制，与控制器结合实现智能控制，适用于外径大小不同的各种类型的管材，产生夹紧力一致性好，很好地与已经数字化的精密加工的激光切割机或激光焊接机进行无缝适配。

Description

一种智能卡盘的驱动机构

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装置。

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驱动机构存在以下技术问题：采用气缸作为卡盘夹紧管材的动力源，由于气缸是用气动控制其动作的，属于模糊控制，导致管材外径大小不同时，由于气缸杆的行程所限，气缸的产生夹紧力不一致，对已经数字化的精密加工的激光切割机或激光焊接机显得不太适配。

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可以数字控制且使用更方便的智能卡盘的驱动机构。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种智能卡盘的驱动机构，其特征是：所述驱动机构包括电机安装盘、卡盘旋转套、外大齿轮、内大齿轮、外小齿轮、内小齿轮、外盘伺服电机、电机座、内盘伺服电机、卡爪锁紧盘；

所述外大齿轮固定在电机安装盘的后侧，外大齿轮的圆心处设有外齿轮通孔；

所述电机座设置在外大齿轮侧旁，外盘伺服电机设置在电机座上，外盘伺服电机的电机轴向前伸出到电机座的前侧，外小齿轮设置在内盘伺服电机的电机轴前端并与外大齿轮啮合；

所述电机安装盘的圆心处设有空心轴套，空心轴套的前部设有内齿轮轴承；

所述卡盘旋转套设置于电机安装盘的前侧，卡盘旋转套的后部与电机安装盘的前部固定连接为一体；

所述内大齿轮紧靠电机安装盘的前侧并设置在卡盘旋转套内部；内大齿轮的圆心处设有内齿轮通孔，内大齿轮通过内齿轮通孔可旋转地嵌套在内齿轮轴承上；

所述卡爪锁紧盘设置于内大齿轮的前侧，卡爪锁紧盘的后部与内大齿轮的前部固定在一起；卡爪锁紧盘的圆心处设有锁紧盘安装孔，锁紧盘安装孔内嵌有锁紧盘轴承；

所述内盘伺服电机设置在电机安装盘的后侧，内盘伺服电机的电机轴向前伸出到电机安装盘的前侧，内小齿轮设置在内盘伺服电机的电机轴前端并与内大齿轮啮合。

进一步地，前述空心轴套的后部设有导电滑环，导电滑环上设有滑环支架，内盘伺服电机与导电滑环电性连接。

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与电机安装盘固定连接。

进一步地，前述内大齿轮在内齿轮通孔的前侧设有内齿轮安装套，内大齿轮通过内齿轮安装套嵌套在内齿轮轴承上；内齿轮安装套与锁紧盘安装套固定在一起；所述电机安装盘的外径大于卡盘旋转套的外径，外大齿轮的外径大于电机安装盘的外径，内大齿轮的外径小于卡盘旋转套的外径；内大齿轮的齿数为内小齿轮的齿数的5~40倍，外大齿轮的齿数为外小齿轮的齿数的5~40倍。

进一步地，前述卡盘旋转套的圆心处设有卡盘套旋转孔，卡盘套旋转孔的后侧设有容纳内大齿轮的内齿轮旋转槽；卡盘套旋转孔的前侧设有卡盘套轴套，卡盘套轴套紧配合地套在卡盘外轴套内。

进一步地，前述内盘伺服电机和内小齿轮组成内齿轮驱动器，内齿轮驱动器为2~4组，均匀分布在电机安装盘上。

进一步地，前述外盘伺服电机和外小齿轮组成外齿轮驱动器，外齿轮驱动器为两组，分别对称地设置在固定座上；固定座后侧设有罩住驱动机构的保护盖。

进一步地，前述电机安装盘上设有至少一块重量与内盘伺服电机和内小齿轮总重量相等的动平衡配重块。

本实用新型可与名称为“一种智能卡盘的卡盘机构”、同日另案申请的实用新型配套使用。其工作原理如下：驱动机构分两路驱动来驱动夹紧机构工作，一路主要由外盘伺服电机、外小直齿轮、外大齿轮、电机安装盘、卡盘旋转套组成驱动旋转卡盘旋转的卡盘旋转驱动器；另一路主要由内盘伺服电机、内小齿轮、内大齿轮组成驱动卡爪锁紧盘旋转的锁紧盘旋转驱动器。通过控制内盘伺服电机即可通过内小齿轮、内大齿轮驱动卡爪锁紧盘旋转，智能卡盘的卡盘机构中配套的卡爪通过螺纹齿沿着卡爪锁紧盘的渐开线螺纹运动，在相应机构的配合下，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组件向内运动，将管材夹紧。管材夹持固定好后，外盘伺服电机启动，卡盘旋转驱动器驱动智能卡盘的卡盘机构中配套的旋转卡盘旋转，内盘伺服电机随电机安装盘一起旋转，内盘伺服电机通过导电滑环与电源连接，此时，卡爪锁紧盘保持锁紧状态，智能卡盘的卡盘机构中配套的卡爪不会松开，管材也随旋转卡盘一起旋转，便于激光切割机或激光焊接机对管材进行切割加工和焊接加工。

由上可知，相对于现有技术，本实用新型具有如下的优点：采用内盘伺服电机作为卡盘夹紧管材的动力源，对管材的夹持实现数字化控制，与控制器结合实现智能控制，卡爪产生夹紧力一致性好，很好地与已经数字化的精密加工的激光切割机或激光焊接机进行无缝适配。

附图说明

图1为本实用新型的左视图。

图2为图1的剖视图。

图3为卡爪锁紧盘的主视图。

图4为图3的A-A向剖视图。

图5为电机安装盘的主视图。

图6为图5的A-A向剖视图。

图7为内大齿轮的主视图。

图8为图7的A-A向剖视图。

图9为卡盘旋转套的主视图。

图10为图9的A-A向剖视图。

图11为图1的主视图。

图12为本实用新型的使用状态参考图。

附图标号说明：2-卡盘机构，3-驱动机构； 13-电机座，14-保护盖， 20-旋转卡盘，22-卡爪；21-卡爪锁紧盘，203-锁紧盘轴承，30-电机安装盘，301-空心轴套，31-卡盘旋转套，311-卡盘套旋转孔，312-卡盘套轴套，313-内齿轮旋转槽，32-外大齿轮，321-外齿轮通孔，33-外小齿轮，34-外盘伺服电机，35-内大齿轮，352-内齿轮轴承，353-内齿轮安装套，36-内小齿轮，37-内盘伺服电机，38-导电滑环，381-滑环支架，39-动平衡配重块。

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10，本实用新型优选实施的智能卡盘的驱动机构3，其特征是：所述驱动机构3包括电机安装盘30、卡盘旋转套31、外大齿轮32、内大齿轮35、外小齿轮33、内小齿轮36、外盘伺服电机34、电机座13、内盘伺服电机37、卡爪锁紧盘21；

参见图1~图2，所述外大齿轮32固定在电机安装盘30的后侧，外大齿轮32的圆心处设有外齿轮通孔321；

参见图1、图11，所述电机座13设置在外大齿轮32侧旁，外盘伺服电机34设置在电机座13上，外盘伺服电机34的电机轴向前伸出到电机座13的前侧，外小齿轮33设置在内盘伺服电机37的电机轴前端并与外大齿轮32啮合；

参见图5~图6，所述电机安装盘30的圆心处设有空心轴套301，空心轴套301的前部设有内齿轮轴承352；

参见图1~图2，所述卡盘旋转套31设置于电机安装盘30的前侧，卡盘旋转套31的后部与电机安装盘30的前部固定连接为一体；

参见图2，所述内大齿轮35紧靠电机安装盘30的前侧并设置在卡盘旋转套31内部；内大齿轮35的圆心处设有内齿轮通孔，内大齿轮35通过内齿轮通孔可旋转地嵌套在内齿轮轴承352上；

参见图1~图2，所述卡爪锁紧盘21设置于内大齿轮35的前侧，卡爪锁紧盘21的后部与内大齿轮35的前部固定在一起；卡爪锁紧盘21的圆心处设有锁紧盘安装孔，锁紧盘安装孔内嵌有锁紧盘轴承203；

参见图1~图2，所述内盘伺服电机37设置在电机安装盘30的后侧，内盘伺服电机37的电机轴向前伸出到电机安装盘30的前侧，内小齿轮36设置在内盘伺服电机37的电机轴前端并与内大齿轮35啮合。

参见图1~图2，优选地，前述空心轴套301的后部设有导电滑环38，导电滑环38上设有滑环支架381，内盘伺服电机37与导电滑环38电性连接。

参见图3~图4，优选地，前述卡爪锁紧盘21在锁紧盘安装孔的后侧设有锁紧盘安装套，卡爪锁紧盘21通过锁紧盘安装套与电机安装盘30固定连接。

参见图7~图8，优选地，前述内大齿轮35在内齿轮通孔的前侧设有内齿轮安装套353，内大齿轮35通过内齿轮安装套353嵌套在内齿轮轴承352上；内齿轮安装套353与锁紧盘安装套固定在一起；所述电机安装盘30的外径大于卡盘旋转套31的外径，外大齿轮32的外径大于电机安装盘30的外径，内大齿轮35的外径小于卡盘旋转套31的外径；内大齿轮35的齿数为210齿，内小齿轮36的齿数为21齿；外大齿轮32的齿数为240齿，外小齿轮33的齿数为24齿。

参见图9~图10，优选地，前述卡盘旋转套31的圆心处设有卡盘套旋转孔311，卡盘套旋转孔311的后侧设有容纳内大齿轮35的内齿轮旋转槽313；卡盘套旋转孔311的前侧设有卡盘套轴套312，卡盘套轴套312紧配合地套在卡盘外轴套内。

参见图11，优选地，前述内盘伺服电机37和内小齿轮36组成内齿轮驱动器，内齿轮驱动器为2组，均匀分布在电机安装盘30上。

优选地，锁紧盘轴承203、内齿轮轴承352均为深沟球轴承。

参见图11，优选地，前述外盘伺服电机34和外小齿轮33组成外齿轮驱动器，外齿轮驱动器为两组，分别对称地设置在固定座上；固定座后侧设有罩住驱动机构3的保护盖14。

作为另一种实施方式，在前面实施方式的基础上，为了确保电机安装盘30旋转时的稳定性，优选地，前述电机安装盘30上设有三块重量与内盘伺服电机37和内小齿轮36总重量相等的动平衡配重块39。

工作过程如下：（1）管材的夹紧过程，管材安装好后，启动内盘伺服电机37即可通过内小齿轮36、内大齿轮35的传动来驱动卡爪锁紧盘21旋转，在相应机构的配合限位下，参见图12，智能卡盘的卡盘机构2中配套的卡爪22无法跟着旋转，卡爪锁紧盘21的渐开线螺纹的旋转运动通过卡爪22的螺纹齿推动卡爪22作向内直线滑动，带动工件夹紧组件24向内运动将管材夹紧；同理，内盘伺服电机3737反转即可松开管材。（2）管材的旋转，配套的智能卡盘的卡盘机构2中将管材夹紧后，外盘伺服电机34启动，卡盘旋转驱动器驱动旋转卡盘20旋转，内盘伺服电机37随电机安装盘30一起旋转，此时，卡爪锁紧盘21保持锁紧状态，前述卡爪22不会松开，管材也随前述旋转卡盘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。

前述的外盘伺服电机34也可以用其它旋转驱动装置代替。

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

1.一种智能卡盘的驱动机构，其特征是：所述驱动机构包括电机安装盘、卡盘旋转套、外大齿轮、内大齿轮、外小齿轮、内小齿轮、外盘伺服电机、电机座、内盘伺服电机、卡爪锁紧盘；

2.如权利要求1所述的智能卡盘的驱动机构，其特征是：所述空心轴套的后部设有导电滑环，导电滑环上设有滑环支架，内盘伺服电机与导电滑环电性连接。

3.如权利要求2所述的智能卡盘的驱动机构，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与电机安装盘固定连接。

4.如权利要求3所述的智能卡盘的驱动机构，其特征是：所述内大齿轮在内齿轮通孔的前侧设有内齿轮安装套，内大齿轮通过内齿轮安装套嵌套在内齿轮轴承上；内齿轮安装套与锁紧盘安装套固定在一起；所述电机安装盘的外径大于卡盘旋转套的外径，外大齿轮的外径大于电机安装盘的外径，内大齿轮的外径小于卡盘旋转套的外径；内大齿轮的齿数为内小齿轮的齿数的5~40倍，外大齿轮的齿数为外小齿轮的齿数的5~40倍。

5.如权利要求4所述的智能卡盘的驱动机构，其特征是：所述卡盘旋转套的圆心处设有卡盘套旋转孔，卡盘套旋转孔的后侧设有容纳内大齿轮的内齿轮旋转槽；卡盘套旋转孔的前侧设有卡盘套轴套，卡盘套轴套紧配合地套在卡盘外轴套内。

6.如权利要求1~5任一项所述的智能卡盘的驱动机构，其特征是：所述内盘伺服电机和内小齿轮组成内齿轮驱动器，内齿轮驱动器为2~4组，均匀分布在电机安装盘上。

7.如权利要求6所述的智能卡盘的驱动机构，其特征是：所述外盘伺服电机和外小齿轮组成外齿轮驱动器，外齿轮驱动器为两组，分别对称地设置在固定座上；固定座后侧设有罩住驱动机构的保护盖。

8.如权利要求1~5任一项所述的智能卡盘的驱动机构，其特征是：所述电机安装盘上设有至少一块重量与内盘伺服电机和内小齿轮总重量相等的动平衡配重块。