CN212144540U

CN212144540U - 一种卡盘

Info

Publication number: CN212144540U
Application number: CN201922042090.1U
Authority: CN
Inventors: 璁镐郊; 许佼
Original assignee: Individual
Current assignee: Ningxia Hezhi Laser Technology Co ltd
Priority date: 2019-11-22
Filing date: 2019-11-22
Publication date: 2020-12-15
Anticipated expiration: 2029-11-22

Abstract

本实用新型公开了一种卡盘，夹持在管切机床上待切的管材上，所述卡盘包括：外圈支撑主体，安装在所述管切机床上，且所述外圈支撑主体上设置有一回转圆孔；探头固定盘，同轴安装在所述回转圆孔内，且可相对于所述回转圆孔的中心转动；所述探头固定盘的中心还设置有过孔，所述管材穿设在所述过孔内；至少两个探头组件，绕所述探头固定盘的圆心布置在所述探头固定盘上，且一端伸进所述过孔内并压在所述管材上，所述探头组件用于测量管材表面高度的变化或弯曲变形。

Description

一种卡盘

技术领域

本实用新型涉及管切装置设计技术领域，具体涉及一种卡盘。

背景技术

现有的管材切割机床受制机床卡盘的定位原理，即使是制造和装配水平很高的机床卡盘也无法实现很高的重复定位精度。而且，受限于机床的制造水平，很多情况下也无法实现良好的前后卡盘精准定位来保证管材的切割精度。此外，管材在制造运输过程中，难免发生不可回复的变形，所以管材的变形及本身的制造精度也对管材的精密切割提出了极大的挑战。

卡盘定位不精准易导致以下问题：

1、卡盘回转中心与数控系统默认中心不重合，管材回转中心与卡盘回转中心不重合，最终导致管材回转中心不能与数控系统默认中心相重合；

2、前后卡不同心导致管材摆动等原因导致管材发生摆动，导致切割精度较低；

3、管材本身存在不可回复的弯曲或扭转，但此时数控系统默认中心依旧保持不变，因此造成切割误差。

实用新型内容

为了解决上述背景技术中的问题，本实用新型提供了一种卡盘，夹持在管切机床上待切的管材上，所述卡盘包括：

外圈支撑主体，安装在所述管切机床上，且所述外圈支撑主体上设置有一回转圆孔；

探头固定盘，同轴安装在所述回转圆孔内，且可相对于所述回转圆孔的中心转动；所述探头固定盘的中心还设置有过孔，所述管材穿设在所述过孔内；

至少两个探头组件，绕所述探头固定盘的圆心布置在所述探头固定盘上，且一端伸进所述过孔内并压在所述管材上，所述探头组件用于测量管材表面高度的变化或弯曲变形。

较佳地，所述探头组件包括：

贴合辊子，可转动的安装于一辊架上，且所述贴合辊子紧贴在管材的外表面上；

滑杆，一端连接所述辊架，且与所述贴合辊子的轴向垂直；

滑杆支架，安装在所述探头固定盘上，且所述滑杆可相对于所述滑杆支架轴向移动；

位置读取装置，安装在所述探头固定盘上；所述滑杆的另一端穿过所述滑杆支架后抵在所述位置读取装置的一端上。

较佳地，所述位置读取装置包括有相连的位置读取器和位置读取探头，所述滑杆的另一端抵在所述位置读取探头的一端上。

较佳地，所述位置读取装置采用百分表或测微计。

较佳地，所述探头固定盘上还设置有缓冲组件，所述位置读取装置的另一端抵在所述缓冲组件上；

所述缓冲组件由安装在所述探头固定盘上的弹簧架、布置在所述弹簧架上的弹簧组件以及布置在弹簧组件内的阻尼器构成。

较佳地，所述滑杆与所述滑杆支架之间还设置有防转结构。

较佳地，所述外圈支撑主体上还设置有旋转传动轮、所述旋转传动轮与所述探头固定盘的外圈啮合实现传动连接。

较佳地，所述管材的截面呈矩形，所述探头固定盘上布置有四个探头组件，且所述四个探头组件分别压在管材的四个侧面上。

较佳地，所述探头固定盘和探头组件采用高强度轻质材料制成。

本实用新型由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

本实用新型提供的卡盘实现了对管材表面高度的变化以及弯曲变形的测量，以便于后续操作人员根据卡盘获取的信息来调整夹持管材的卡盘的位置，从而来补偿卡盘夹紧、机床制造、管材变形造成的综合误差。本实用新型提供的卡盘可用于测量各种截面类型的管材、多通管材的卡盘轴心与管材运动轴心的偏离情况。

附图说明

结合附图，通过下文的述详细说明，可更清楚地理解本实用新型的上述及其他特征和优点，其中：

图1为本实用新型提供的卡盘的结构示意图；

图2为本实用新型中探头组件的结构示意图；

图3为本实用新型提供的卡盘安装管切机床上的示意图；

图4为本实用新型针对截面呈正三角形的管材的探头组件的布置示意图；

图5为本实用新型适用的其他管材的截面形状示意图；

图6为本实用新型中管材不同心状态下与位置读取装置的关系示意图；

图7为本实用新型中管材不同心状态下四个位置读取装置的信号示意图；

图8为本实用新型提供的卡盘读取管材弯曲变形的示意图；

图9为本实用新型在管材弯曲状态下四个位置读取装置的信号示意图。

具体实施方式

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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了一种卡盘，夹持在管切机床上待切的管材上，用于获取管材表面高度变化或者沿其长度方向的弯曲变形，以便于后续操作人员根据卡盘获取的信息来调整夹持管材的卡盘的位置，从而来补偿卡盘夹紧、机床制造、管材变形造成的综合误差。

参照图1-2，本实用新型提供的卡盘包括外圈支撑主体1、探头固定盘2和至少两个探头组件3；外圈支撑主体1安装在管切机床上，外圈支撑主体1上设置有一回转圆孔101；探头固定盘2同轴安装在回转圆孔101内，且可相对于回转圆孔 101的中心转动；探头固定盘2的中心还设置有过孔，管材穿设在过孔内；至少两个探头组件绕探头固定盘2的圆心布置，且一端伸进过孔内并压在管材上，探头组件用于测量管材表面高度的变化或弯曲变形。

结合图3，当本实用新型提供的卡盘用于测量管材表面高度变化时，卡盘04 通过外圈支撑主体1固定在管切机床上，且探头固定盘2与管材02一起转动；当卡盘03带动管材转动的时候，卡盘04也随之转动，在该过程中，若管材的圆心与夹持管材的卡盘03的回转中心不同心，探头组件3会检测到管材表面的高度变化信息。

当本实用新型提供的卡盘用于测量管材长度方向弯曲变形时，卡盘05可沿着管材长度方向左右移动；当卡盘05沿着管材长度方向移动过程中，若管材弯曲变形，探头组件3会检测到管材表面的高度变化信息。

本实用新型提供的卡盘实现了对管材表面高度的变化以及弯曲变形的测量，且其结构简单，操作方便。本实用新型提供的卡盘可用于测量各种截面类型的管材、多通管材的卡盘轴心与管材运动轴心的偏离情况。

在本实施例中，参照图1-2，探头组件包括贴合辊子302、滑杆303、滑杆支架304、位置读取装置；具体的，贴合辊子302可转动的安装于一辊架301上，且贴合辊子302紧贴在管材02的外表面上；滑杆303一端连接辊架301，且与贴合辊子302的轴向垂直；滑杆支架304安装在探头固定盘2上，且滑杆303可相对于滑杆支架304轴向移动；位置读取装置安装在探头固定盘2上；滑杆303的另一端穿过滑杆支架304后抵在位置读取装置的一端上。进一步的，位置读取装置包括有相连的位置读取器306和位置读取探头307，滑杆303的另一端抵在位置读取探头 306的一端上。

使用过程中，当管材表面高度发生变化的时候，会推动贴合棍子302径向移动，通过辊架301带动滑杆303沿着滑杆支架304移动，滑杆303产生的位移反馈到位置读取探头307上，并由位置读取器306读取出来，从而测量出管材表面高度发生的变化。

进一步的，位置读取装置采用百分表或测微计等结构来实现。

进一步的，探头固定盘2上还设置有缓冲组件，位置读取装置的另一端抵在缓冲组件上，缓冲组件用于推动贴合棍子302紧贴在管材02的表面上；进一步的，缓冲组件由安装在探头固定盘2上的弹簧架308、布置在弹簧架308上的弹簧组件 309以及布置在弹簧组件内的阻尼器310构成；滑杆303推动位置读取装置压在弹簧组件309上。当然在其他实施例中，缓冲组件的具体结构也可根据具体情况进行调整，例如缓冲组件直接由弹簧组件构成，此处均不作限制。

进一步的，本实施例中滑杆303的截面呈圆形，为了防止滑杆303转动，滑杆303与滑杆支架304之间还设置有防转结构；具体的，防转结构包括设置在滑杆支架304上的销钉305，滑杆303侧壁上布置有一滑槽，销钉305一端固定在滑杆支架304上，另一端伸进滑槽内，从而实现了滑杆303与滑杆支架304之间的周向限位；其中，滑槽为沿着滑杆303轴向延伸的长槽结构，滑杆303相对于滑杆支架304轴向移动的时候，销钉305沿着滑槽移动。

本实用新型提供的位置读取装置，具有结构简单、设计紧凑等优点；当然，在其他实施例中位置读取装的结构也可根据具体情况进行调整，并不局限于以上所述，此处不做限制。

在本实施例中，外圈支撑主体1上还设置有旋转传动轮4，旋转传动轮4与探头固定盘2的外圈201啮合实现传动连接。当然，在其他实施例中探头固定盘2与外圈支撑主体1之间的传动连接方式并不局限于以上所述，可根据具体情况进行调整，此处不做限制。

在本实施例中，管材的截面呈矩形，探头固定盘2上布置有四个探头组件3，且四个探头组件3分别压在管材的四个侧面上，如图1中所示。

其中，针对不同截面形状的管材，可以调整探头组件的数目和位置以及探头固定盘体的不同面以适应管材截面的关键或稳定的测量区域；

管材的截面可以是U形、矩形、方形、槽钢形、工字钢形、角钢形、多边形 (偶数)等具备棱角的形状，也可以是圆形、椭圆形等曲线形状。任意形状均可用最小的矩形将其截面外轮廓封装在里面，该最小矩形的对角线交叉点即为理想的管材回转中心。该点距离任意对侧的两条边距离相等，该性质正好符合数控默认的分中要求。当所述管材为圆形、椭圆形等形状时，管材无法与探头固定盘2周向定位，探头固定盘2无法随管材一起转动，此处需要通过随动螺钉5 将卡盘与管切机床上夹持管材的卡盘03固定在一起，探头固定盘2上设置有腰形滑槽，随动螺钉5一端穿过腰形滑槽拧在卡盘03上实现固定连接，本实施例通过腰形滑槽的设置，使得随动螺钉可以在滑槽内移动，以避免卡盘与读心盘不同心产生的运动应力。

例如，图4中所示，当管材为截面呈正三角形的管材02-1的时候，探头固定盘2上布置有三个探头组件3，且三个探头组件分别紧贴在管材02-1的三个侧面上。

本实施例提供的卡盘还可适用于其他形状截面的管槽，例如图5中给出的图形，但不局限于图5中给出的各种截面的管材。当管材的截面为异形时，可以选择精度较高的面，或者尺寸较为稳定的测量面作为探头组件贴合面，以保证测量切割精度。图示除上下探头组件外的左右两个探头组件所贴合的工字钢表面即为假定的两个测量基准面，并非都需要按照最小矩形的边所贴合的截面边来布置探头组件。

在本实施例中，探头固定盘2和探头组件3优选的采用高强度轻质材料制成。

一般情况下都为被夹紧的管材驱动整个测量装置发生旋转，质量或惯量过大的装置会在启动阶段产生一个信号尖峰，为避免这种情况，装置质量及惯量要小，所以优选的使用高强度轻质材料。

下面以管材的截面正方形为例，进一步说明卡盘的工作原理：

参照图6-7，管材被卡盘夹紧后卡盘的回转中心为O，管材的回转中心为O’，此时切割头06在管材表面加工的六边形的轴线与管材中心轴线产生偏离误差；当卡盘03夹持住管材02旋转过程中，通过测量管材相应面的高度变化，并做记录曲线对比即可得出管材旋转中心相对于卡盘旋转中心的偏离方向及大小。以卡盘逆时针旋转为准，通过旋转编码器即可读取随动盘的旋转角度θ，以θ为自变量，位置读装置读取数据为因变量，可获得每个位置读取器的函数图像。如图7所示为图6中O与O’不重合情况下对侧放置的A与A’及B与B’四个位置读取器获取的数据曲线，都为近似于F(θ)＝Ksin(ωθ+Ψ)的曲线。A与A’的波峰值与波谷的绝对值为横轴的偏离值，B与B’的波峰值与波谷的绝对值为纵轴的偏离值。再通过四个曲线的不同Ψ值对比即可判定O’相对于O所处的坐标象限，如此即可判断O’在O坐标系内所处的位置，即管材回转中心相对卡盘回转中心的偏离大小及偏离位置均可判断。此外，本发明提供的检测装置并不要求读心盘装置的圆心一定与卡盘回转中心重合，这极大方便了现场操作的可行性。

参照图8-9，横移卡盘沿变形管材轴向从管材首端移动到管材微端，四个位置读取器会获取相应高度变化值。通过横移编码器即可读取读心盘的移动距离 X，以X为自变量，位置读取器读取数据为因变量，可获得每个位置读取器的函数图像近似如图9所示。由图9所示，在保证B与B’数值一直不变的情况下，A与 A’的波峰值即为管材变形的最大挠度位置，部分情况下B与B’和A与A’具有读值，则最大挠度方向在管材的特定棱角方向。

本技术领域的技术人员应理解，本实用新型可以以许多其他具体形式实现而不脱离其本身的精神或范围。尽管已描述了本实用新型的实施案例，应理解本实用新型不应限制为这些实施例，本技术领域的技术人员可如所附权利要求书界定的本实用新型的精神和范围之内作出变化和修改。

Claims

1.一种卡盘，其特征在于，夹持在管切机床上待切的管材上，所述卡盘包括：

2.根据权利要求1所述的卡盘，其特征在于，所述探头组件包括：

滑杆，一端连接所述辊架，且与所述贴合辊子的轴向垂直；

3.根据权利要求2所述的卡盘，其特征在于，所述位置读取装置包括有相连的位置读取器和位置读取探头，所述滑杆的另一端抵在所述位置读取探头的一端上。

4.根据权利要求3所述的卡盘，其特征在于，所述位置读取装置采用百分表或测微计。

5.根据权利要求2所述的卡盘，其特征在于，所述探头固定盘上还设置有缓冲组件，所述位置读取装置的另一端抵在所述缓冲组件上。

6.根据权利要求5所述的卡盘，其特征在于，所述缓冲组件由安装在所述探头固定盘上的弹簧架、布置在所述弹簧架上的弹簧组件以及布置在弹簧组件内的阻尼器构成。

7.根据权利要求2所述的卡盘，其特征在于，所述滑杆与所述滑杆支架之间还设置有防转结构。

8.根据权利要求2所述的卡盘，其特征在于，所述外圈支撑主体上还设置有旋转传动轮、所述旋转传动轮与所述探头固定盘的外圈啮合实现传动连接。

9.根据权利要求1或2所述的卡盘，其特征在于，所述管材的截面呈矩形，所述探头固定盘上布置有四个探头组件，且所述四个探头组件分别压在管材的四个侧面上。

10.根据权利要求1或2所述的卡盘，其特征在于，所述探头固定盘和探头组件采用高强度轻质材料制成。