CN212094866U - 一种卡盘结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种卡盘结构，涉及管材切割领域，旋转盘与主轴的输出端固定连接，回转驱动机构安装在旋转盘上，回转盘与回转驱动机构连接，回转盘可转动安装在主轴的输出端上；卡爪移动机构与卡盘回转组件配合，卡爪通过卡爪移动机构可移动地安装在旋转盘上；一体式步进伺服电机安装在旋转盘上，集电环安装在旋转盘外周，集电环通过碳刷外接电源，集电环与一体式步进伺服电机电连接，一体式步进伺服电机与回转驱动机构连接。该方案采用一体式步进伺服电机，由于该种电机可采用无线控制，集电环安装于卡盘回转部件上，通过碳刷外接电源，用于给步进伺服电机供电。

Description

一种卡盘结构

技术领域

本实用新型属于管材切割领域，具体涉及一种卡盘结构。

背景技术

市场现有激光切管机结构包括横梁、Z轴滑台、前后卡盘、辅助支撑和床身主架，而前后卡盘作为激光切管机的核心部件之一，对于管材的切割精度起着关键性的作用。市场现有切割卡盘多数为气动卡盘，存在管材夹持精度低，薄管夹持易变形；无法夹持重型管材，最小管材直径有限制，多数只能夹持直径20mm以上的管材；卡盘旋转时线路安装困难等问题。本发明对于以上问题有了很好的解决。

实用新型内容

本实用新型提供一种卡盘结构，以解决上述技术问题。

本实用新型提供一种卡盘结构，包括主轴驱动组件、卡盘回转组件、卡爪组件、一体式步进伺服电机和集电环；所述主轴驱动组件包括主轴；所述卡盘回转组件包括旋转盘、回转盘和回转驱动机构，所述旋转盘与主轴的输出端固定连接，所述回转盘与回转驱动机构连接，所述回转盘可转动安装在主轴的输出端上，所述回转驱动机构驱动回转盘转动；所述卡爪组件包括卡爪和卡爪移动机构，所述卡爪移动机构与卡盘回转组件配合，所述卡爪通过卡爪移动机构可移动地安装在旋转盘上；所述一体式步进伺服电机安装在旋转盘上，所述集电环安装在旋转盘外周，所述集电环通过碳刷外接电源，所述集电环与一体式步进伺服电机电连接，所述一体式步进伺服电机与回转驱动机构连接。

进一步的，所述卡爪移动机构包括驱动杆、卡爪固定块、滑块、和滑轨，所述滑轨安装在旋转盘上，所述滑块与滑轨滑动配合，所述驱动杆通过卡爪固定块与滑块连接，所述驱动杆与回转盘结构配合，所述卡爪安装在卡爪固定块上，所述回转盘通过驱动杆带动卡爪位移。

所述回转盘上设置有条状通槽,所述驱动杆与条状通槽配合。

所述驱动杆上安装有轴承，所述驱动杆通过轴承与条状通槽滚动配合。

进一步的，所述滑轨为V型滑轨，可承重200公斤，保证重型管材夹持。

进一步的，所述回转驱动机构包括内齿条和回转齿轮，所述内齿条对称安装在回转盘上，所述回转齿轮与内齿条啮合，所述回转齿轮与一体式步进伺服电机连接。通过驱动回转齿轮使回转盘带动驱动杆移动，进而使卡爪移动，实现管材的夹紧和松开。

进一步的，所述卡盘回转组件的外壳包括亚克力板。一方面能够方便后期检测维修卡盘内部；另一方面由于卡盘控制部分为无线控制，全封闭的结构易屏蔽信号，造成控制延时，设置亚克力板能够避免信号屏蔽。

进一步的，所述回转盘包括第一回转盘和第二回转盘，所述条状通槽分别在第一回转盘和第二回转盘上对称设置，条状通槽的数量与卡爪的数量相同，以便卡爪同步进行移动。

进一步的，所述主轴驱动组件包括主驱动齿轮、传动齿轮和旋转电机，所述主驱动齿轮安装在主轴上，所述主驱动齿轮与传动齿轮啮合，所述传动齿轮与旋转电机连接。通过两个齿轮啮合带动主轴进行旋转，传动比准确，传动精度高。

进一步的，所述主轴的两端各安装有一个圆锥滚子轴承，能够承受径向和轴向载荷，定心精度高，承载能力大。

本实用新型的有益效果在于，本实用新型提供的卡盘结构，旋转盘和回转盘安装于主轴的输出端，能够随主轴一起转动；此外卡盘回转组件设置回转驱动机构，能够驱动回转盘转动，由于卡爪移动机构与卡盘回转组合的配合，可使卡爪可移动地安装在卡盘回转组件上。此外，因为回转驱动机构安装在旋转盘上，在夹持管材的同时进行管材的旋转。

在此基础上，为了方便对回转驱动机构进行供电，采用一体式步进伺服电机，由于该种电机可采用无线控制，能够通过位移模式和力矩模式两种状态实现电机的旋转，从而驱动回转齿轮转动进而精准控制回转盘的旋转角度，调控卡爪位移情况和夹持力度。集电环安装于旋转盘外周上，能够与卡盘同步旋转，通过碳刷外接电源，用于给步进伺服电机供电。

此外，本实用新型设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型后卡盘结构示意图。

图2是本实用新型剖面示意图。

图3是图2的A-A示意图。

图4是卡爪组件示意图。

图5是图4的B-B剖面示意图。

图中，1、主轴驱动组件，11、主轴，12、主驱动齿轮，13、圆锥滚子轴承，14、传动齿轮，15、旋转电机；

2、卡盘回转组件，21、第一回转盘，22、第二回转盘，23、内齿条，24、回转齿轮，25、条状通槽，26、亚克力板；

3、卡爪组件，31、卡爪，32、驱动杆，33、轴承，34、卡爪固定块，35、滑块，36、滑轨，37、挡圈；

4、一体式步进伺服电机；

5、集电环。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

一种卡盘结构，包括主轴驱动组件1、卡盘回转组件2、卡爪组件3、一体式步进伺服电机4和集电环5。

所述主轴驱动组件1包括主轴11；所述卡盘回转组件2包括旋转盘、回转盘和回转驱动机构，所述旋转盘与主轴11的输出端固定连接，所述回转盘与回转驱动机构连接，所述回转盘可转动安装在主轴11的输出端上，所述回转驱动机构驱动回转盘转动。

所述卡爪组件3包括卡爪31和卡爪移动机构，所述卡爪移动机构与卡盘回转组件2配合，所述卡爪31通过卡爪移动机构可移动地安装在旋转盘上。

所述一体式步进伺服电机4安装在旋转盘上，所述集电环5安装在旋转盘外周，所述集电环5通过碳刷外接电源，所述集电环5与一体式步进伺服电机4电连接，所述一体式步进伺服电机4与回转驱动机构连接。

所述卡爪移动机构包括驱动杆32、卡爪固定块34、滑块35、和滑轨36，所述滑轨36安装在旋转盘上，所述滑块35与滑轨36滑动配合，所述驱动杆32通过卡爪固定块34与滑块连接，所述驱动杆32与回转盘结构配合，所述卡爪31安装在卡爪固定块34上。作为优选，所述回转盘上设置有条状通槽25,所述驱动杆32与条状通槽25配合。所述驱动杆32上安装有轴承33，所述驱动杆32通过轴承33与条状通槽25滚动配合。回转盘的旋转带动驱动杆32的位移，以此实现卡爪31移动。

作为优选，所述滑轨36选用V型滑轨，可承重200公斤，保证重型管材夹持。

所述回转驱动机构包括内齿条23和回转齿轮24，所述内齿条23对称安装在回转盘上，所述回转齿轮24与内齿条23啮合，所述回转齿轮24与一体式步进伺服电机4连接。通过驱动回转齿轮24使回转盘带动驱动杆32移动，进而使卡爪31移动，实现管材的夹紧和松开。

所述卡盘回转组件2的外壳包括亚克力板26。一方面能够方便后期检测维修卡盘内部；另一方面由于卡盘控制部分为无线控制，全封闭的结构易屏蔽信号，造成控制延时，设置亚克力板26能够避免信号屏蔽。

所述回转盘包括第一回转盘21和第二回转盘22，所述条状通槽25分别在第一回转盘21和第二回转盘22上对称设置，条状通槽25的数量与卡爪31的数量相同，以便卡爪31同步进行移动。

所述主轴驱动组件1包括主驱动齿轮12、传动齿轮14和旋转电机15，所述主驱动齿轮12安装在主轴11上，所述主驱动齿轮12与传动齿轮14啮合，所述传动齿轮14与旋转电机15连接。通过两个齿轮啮合带动主轴11进行旋转，传动比准确，传动精度高。

所述主轴11的两端各安装有一个圆锥滚子轴承3313，能够承受径向和轴向载荷，定心精度高，承载能力大。

该种卡盘的工作原理：卡盘动力源分为两部分，卡盘旋转部分和卡爪31夹紧部分。卡盘旋转部分通过旋转电机15、减速机带动主驱动齿轮12旋转，由于主驱动齿轮12和主轴11相连，卡爪组件3和卡盘回转组件2安装于主轴11的输出端，以此带动卡盘进行旋转运动。

卡盘夹紧部分通过一体式步进伺服电机4、减速机带动回转齿轮24旋转，回转齿轮24与内齿条23啮合带动回转盘的旋转，驱动杆32通过轴承33与条状通槽25配合，从而使驱动杆32驱动卡爪固定块34通过滑块35在滑轨36上移动，以此带动卡爪31位移实现夹紧和松开动作。

进一步的，回转盘分为第一回转盘21和第二回转盘22两层，分别带动一对卡爪31实现联动，以此实现两对卡爪31两两联动，保证一对卡爪31同时夹紧和松开。

本发明为新型卡盘结构，主轴11驱动部分采用齿轮传动，传动精度高，扭矩大，卡爪组件3采用V型滑轨35结构，可承重200公斤，保证重型管材夹持，卡盘回转部分采用滑槽结构，通过两个回转盘带动卡爪31进行管材夹持。采用一体式步进伺服电机4，可进行无线信号传输，通过位移和扭矩控制两种模式对卡爪31进行控制，集电环5部分随卡盘一起运动，由于该种电机可采用无线控制，能够通过位移模式和力矩模式两种状态实现电机的旋转，从而驱动回转齿轮24转动进而精准控制回转盘的旋转角度，调控卡爪31位移情况和夹持力度。集电环5安装于卡盘回转部件上，能够卡盘旋转部件上，通过碳刷外接电源，用于给步进伺服电机供电，解决了线路无法随卡盘旋转的问题。

此外由于采用一体式步进伺服电机4通过位移控制模式，能够精准定位，提高管材夹持精度，可进行极细管材夹持，最小可夹持直径为8mm圆管；通过力矩控制模式夹持管材，能够防止切割过程中管材滑动产生位移，影响切割精度。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本实用新型进行了详细描述，但本实用新型并不限于此。在不脱离本实用新型的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本实用新型的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本实用新型的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种卡盘结构，其特征在于：包括主轴驱动组件(1)、卡盘回转组件(2)、卡爪组件(3)、一体式步进伺服电机(4)和集电环(5)；

所述主轴驱动组件(1)包括主轴(11)；

所述卡盘回转组件(2)包括旋转盘、回转盘和回转驱动机构，所述旋转盘与主轴(11)的输出端固定连接，所述回转盘与回转驱动机构连接，所述回转盘可转动安装在主轴(11)的输出端上，所述回转驱动机构驱动回转盘转动；

所述卡爪组件(3)包括卡爪(31)和卡爪移动机构，所述卡爪移动机构与卡盘回转组件(2)配合，所述卡爪(31)通过卡爪移动机构可移动地安装在旋转盘上；

所述一体式步进伺服电机(4)安装在旋转盘上，所述集电环(5)安装在旋转盘外周，所述集电环(5)通过碳刷外接电源，所述集电环(5)与一体式步进伺服电机(4)电连接，所述一体式步进伺服电机(4)与回转驱动机构连接。

2.如权利要求1所述的卡盘结构，其特征在于：所述卡爪移动机构包括驱动杆(32)、卡爪固定块(34)、滑块(35)、和滑轨(36)，所述滑轨(36)安装在旋转盘上，所述滑块(35)与滑轨(36)滑动配合，所述驱动杆(32)通过卡爪固定块(34)与滑块连接，所述驱动杆(32)与回转盘结构配合，所述卡爪(31)安装在卡爪固定块(34)上，所述回转盘通过驱动杆(32)带动卡爪(31)位移。

3.如权利要求2所述的卡盘结构，其特征在于：所述回转盘上设置有条状通槽(25),所述驱动杆(32)与条状通槽(25)配合。

4.如权利要求3所述的卡盘结构，其特征在于：所述驱动杆(32)上安装有轴承(33)，所述驱动杆(32)通过轴承(33)与条状通槽(25)滚动配合。

5.如权利要求2所述的卡盘结构，其特征在于：所述滑轨(36)为V型滑轨。

6.如权利要求1至5任一所述的卡盘结构，其特征在于：所述回转驱动机构包括内齿条(23)和回转齿轮(24)，所述内齿条(23)对称安装在回转盘上，所述回转齿轮(24)与内齿条(23)啮合，所述回转齿轮与一体式步进伺服电机(4)连接。

7.如权利要求1至5任一所述的卡盘结构，其特征在于：所述卡盘回转组件(2)的外壳包括亚克力板(26)。

8.如权利要求3或4所述的卡盘结构，其特征在于：所述回转盘包括第一回转盘(21)和第二回转盘(22)，所述条状通槽(25)分别在第一回转盘(21)和第二回转盘(22)上设置，条状通槽(25)的数量与卡爪(31)的数量相同。

9.如权利要求1至5任一所述的卡盘结构，其特征在于：所述主轴驱动组件(1)包括主驱动齿轮(12)、传动齿轮(14)和旋转电机(15)，所述主驱动齿轮(12)安装在主轴(11)上，所述主驱动齿轮(12)与传动齿轮(14)啮合，所述传动齿轮(14)与旋转电机(15)连接。

10.如权利要求9所述的卡盘结构，其特征在于：所述主轴(11)的两端各安装有一个圆锥滚子轴承(13)。

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