CN215279944U - 一种卡盘卡爪位移监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及夹装设备领域，尤其是涉及一种卡盘卡爪位移监测系统，包括上位机、导轨以及依次设置于所述导轨上的并可沿所述导轨移动的后侧卡盘，所述导轨上还固定有与所述后侧卡盘相对应的前侧卡盘，所述前侧卡盘上设有位移传感器，所述位移传感器与所述上位机电连接。本实用新型可监测卡盘的卡爪开度，确保卡爪开度达到最大时，后侧卡盘的轴承座开始移动，防止因卡爪开度不够而撞击管件导致其损坏。

Description

一种卡盘卡爪位移监测系统

技术领域

本实用新型涉及夹装设备领域，尤其是涉及一种卡盘卡爪位移监测系统。

背景技术

卡盘是夹装条状物体的一种常用工具，传统卡盘一般依靠手动调节夹紧程度，费时费力。在这之后，气动卡盘应运而生，通过气压作用实现自动化卡盘调节。传统气动卡盘在夹装前没有开度检测装置，使得其经常开度不够大而撞向管件，损坏管件和卡盘。同时，卡盘的轴承座一般安装在可移动的导轨上，其前后移动距离难以把控，经常出现卡盘撞击在后侧支柱上，损坏卡盘。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种卡盘卡爪位移监测系统和前侧卡盘。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种卡盘卡爪位移监测系统，包括上位机、导轨以及依次设置于所述导轨上的并可沿所述导轨移动的后侧卡盘，所述导轨上还固定有与所述后侧卡盘相对应的前侧卡盘，所述前侧卡盘上设有位移传感器，所述位移传感器与所述上位机电连接。

进一步地，所述位移传感器端部与所述前侧卡盘的侧面相垂直。

进一步地，所述位移传感器采用的是电感式传感器。

进一步地，所述前侧卡盘包括：沿其自身轴向设置的卡盘本体、轴承内圈、密封支撑环以及气密封盘，所述轴承内圈外设有轴承座以及轴承外圈，所述卡盘本体通过轴承座及轴承外圈与所述气密封盘固定连接，所述轴承内圈前端固定有齿盘，所述轴承外圈与轴承内圈之间形成环状空腔，所述环状空腔内设有气缸组件，所述卡盘本体前端设有卡爪组件，所述卡爪组件由所述气缸组件驱动开合；所述轴承座侧边设有位移检测支架，所述位移检测支架上固定有检测所述轴承座位移以及所述卡爪组件开度大小的位移传感器。

进一步地，所述气缸组件包括气缸固定销、连接气缸、导向销以及侧耳，所述气缸固定销固定于所述气密封盘前表面，所述侧耳通过螺钉固定于所述齿盘外缘上，所述导向销及所述气缸固定销分别与所述连接气缸两端铰接。

进一步地，所述卡盘本体表面开设有槽道；

所述卡爪组件包括设置于所述槽道内且可沿其移动的滑动块，所述滑动块侧边设有齿条，所述卡盘本体后侧表面设有过桥齿轮，所述过桥齿轮一侧与所述齿条配合，另一侧与所述齿盘相配合；

所述卡爪组件还包括卡爪，所述卡爪与所述滑动块固定连接。

进一步地，所述位移传感器感与所述滑动块相对应，感应与所述滑动块之间的距离。

进一步地，所述轴承座后端还固定连接有减速机，所述减速机包括齿轮罩、主动齿轮、从动齿轮、调节套，所述齿轮罩通过螺钉固定设置于所述轴承座后端，所述齿轮罩包括一体成型的第一罩室和第二罩室，所述第二罩室设置于所述第一罩室外缘上，所述所述从动齿轮固定设置于所述第一罩室内，所述从动齿轮与所述气密封盘后端固定连接，所述主动齿轮设置于所述第二罩室内，所述主动齿轮与所述从动齿轮相啮合，所述主动齿轮后端与所述调节套固定连接，所述第一罩室后端固定设置有密封盖板。

进一步地，所述主动齿轮及从动齿轮外圈啮合的齿部为斜齿。

进一步地，所述轴承外圈上开设有便于检修设备的检修窗。

综上所述，采用本实用新型的技术方案相较于传统技术手段具有的有益效果是：

1.本实用新型可监测卡盘的卡爪开度，确保卡爪开度达到最大时，轴承座开始移动，防止因卡爪开度不够而撞击管件导致其损坏。

2.本实用新型可实时监测卡盘的位移程度，防止卡盘移动时撞击前侧或后侧障碍物而损坏卡盘。

3.本实用新型的减速机可进行拆卸，亦可进行调整，满足客户的定制化要求以及不同场景下对该前卡盘的安装要求。

4.本实用新型的主动齿轮及从动齿轮外圈啮合的齿部为斜齿。斜齿轮的啮合性好，传动平稳、噪声小、斜齿轮重合度大，降低了每对齿轮的载荷，提高了齿轮的承载能力。

5.本实用新型的轴承外圈外设有检修窗，便于将来将修。

附图说明

通过下面结合附图的详细描述，本实用新型前述的和其他的目的、特征和优点将变得显而易见。

图1为本实用新型的一种卡盘卡爪位移监测系统的工作原理示意图；

图2为本实用新型的前侧卡盘总装立体结构示意图；

图3为图2隐藏卡爪组件、气缸组件、卡盘本体后的示意图；

图4为本实用新型的前侧卡盘的轴承内圈、密封支撑环、气密封盘以及密封盖板连接结构示意图；

图5为本实用新型的气缸组件与齿盘连接结构示意图；

图6为本实用新型的卡爪组件与齿盘配合的示意图；

图7为本实用新型的齿轮罩结构示意图；

图8为本实用新型的主动齿轮和从动齿轮啮合示意图。

其中：1.卡盘本体、2.轴承内圈、3.密封支撑环、4.气密封盘、5.轴承座、6.轴承外圈、7.齿盘、8.环状空腔、9.气缸组件、10.卡爪组件、11.检测支架、12.位移传感器、13.槽道、14.减速机、51.检修窗、91.气缸固定销、92.连接气缸、93.导向销、94.侧耳、101.滑动块、102.齿条、103.过桥齿轮、104.卡爪、141.齿轮罩、142.主动齿轮、143.从动齿轮、144.调节套、1411.第一罩室、1412.第二罩室、145.密封盖板。

30.上位机、40.前侧卡盘、50.后侧卡盘、60.导轨。

具体实施方式

以下依据本实用新型的理想实施例为启示，通过以下的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

参考下列附图，对本实用新型进行进一步地说明：

一种卡盘卡爪位移监测系统，包括上位机30、导轨60以及依次设置于所述导轨上的并可沿所述导轨移动的后侧卡盘50及前侧卡盘40，所述前侧卡盘40上设有位移传感器12，所述位移传感器12与所述上位机30电连接。所述位移传感器12端部与所述前侧卡盘40的侧面相垂直。所述位移传感器12采用的是红外传感器或超声传感器。

参考图1，本实用新型首先公开了一种卡盘卡爪位移监测系统，其中，上位机30与位移传感器12电连接。位移传感器12设置于前侧卡盘40上，其中位移传感器12一方面检测前侧卡盘40的卡爪开度，当卡爪开度未达到设定值时(一般设定值为卡爪最大开度)，上位机30禁止后侧卡盘50、前侧卡盘40移动，防止因移动而导致管件撞击损坏；另一方面，位移传感器12也实时监测前侧卡盘40的位移量和路径，并将信号实时传送至上位机30并由其作出判断，防止前侧卡盘40撞击后侧卡盘50而导致其损坏。

在上述的一种卡盘卡爪位移监测系统中，为了达到更好地实施效果，一般采用位移传感器的端部与卡爪的边沿垂直的设置方式，使得位移传感器能直接检测与卡爪之间的距离，不需要经过转换在传输给上位机，能更加快速地获得所需要的数值。在实际的实施过程中，为了达到更好的实施效果，一般位移传感器可以采用红外传感器或超声传感器或激光测距传感器或24GHZ雷达传感器或光栅测距传感器或者采用接近开关Ni4-M18-AN6X/Ni4-M12-AN6X，上述电感式传感器均具有成本低、精度高的优势，适宜使用于工业生产中。

在本实用新型中，所述前侧卡盘包括：沿其自身轴向设置的卡盘本体1、轴承内圈2、密封支撑环3以及气密封盘4，所述轴承内圈2外设有轴承座5以及轴承外圈6，所述卡盘本体1通过轴承座5及轴承外圈6与所述气密封盘4固定连接，所述轴承内圈2前端固定有齿盘7，所述轴承外圈6与轴承内圈2之间形成环状空腔8，所述环状空腔8内设有气缸组件9，所述卡盘本体1前端设有卡爪组件10，所述卡爪组件10由所述气缸组件9驱动开合；所述轴承座5侧边设有位移检测支架11，所述位移检测支架11上固定有检测所述轴承座5位移以及所述卡爪组件10开度大小的位移传感器12。

在上述的一种前侧卡盘中，卡盘本体1包括轴承外圈6以及前盖板、气密封盘4，共同围成空腔以放置、保护气缸组件9。气缸组件9由外部气源供气以驱动轴承内圈2上的齿盘7转动。在实际使用中，齿盘7一般分为外齿盘及内齿盘，分别由两组气缸组件9驱动，以保证卡爪组件10的稳定性，减少检修的麻烦。同时，采用双层的齿盘7设计也方便于分别对相对的两组卡爪104进行控制，使其能夹装更多截面形状的管件。轴承座5套设于轴承内圈2之外，为该前卡盘提供稳定的工作支撑，防止倾倒。

在本实施例中，上述的一种前侧卡盘中，位移传感器12设置在顶部卡爪104外侧以及右侧卡爪104外侧，当卡爪104的滑动块101逐步打开时，滑动块101逐渐接近位移传感器12。在实际使用中，当滑块达到最大开度时，位移传感器12将启动信号传输至上位机中，由上位机允许轴承座5，即卡盘整体前后移动，并由位移传感器12检测其前后移动位移量，防止其撞击前后障碍物。

所述卡盘本体1由铝材制成，相对于一般的钢制卡盘重量大大减小，减少了卡盘体的惯量，同时铸铝加工周期短，生产效率快，且通过精密铝铸造，也可以减少加工余量，提高卡盘体的产出。

所述轴承座5采用的是采用球墨铸铁，球墨铸铁为铁素体型球墨铸铁，强度与韧性中等，被切削性尚好；低温时，韧性向脆性转变，但低温冲击值较高，且有一定抗温度急变性和耐蚀性；石墨球状化，其机械性能可与铸钢相比，但减震性、耐磨性好；总体性能优于其他铸铁，例如HT，ZG等。轴承座5的地面和四边按照形位公差标准设计，装配精度更高，装配时更容易进行调整。

轴承内圈2及密封盘均采用的是钢锻件，钢锭采用真空脱气炉外精炼的方式，锻件的锻造要求按《重型机械通用技术条件锻件》Ⅳ级要求执行，相较于传统的钢板而言，锻件性能得到极大提升。

齿盘7采用的是42CrMo锻件，化学成分和机械性能符合要求；钢锭采用真空脱气炉外精炼的方式，锻件的锻造要求按《重型机械通用技术条件锻件》Ⅳ级要求执行，相较于传统板材而言，锻件性能得到极大提升。

气缸组件9包括气缸固定销91、连接气缸92、导向销93以及侧耳94，所述气缸固定销91固定于所述气密封盘4前表面，所述侧耳94通过螺钉固定于所述齿盘7外缘上，所述导向销93及所述气缸固定销91分别与所述连接气缸92两端铰接。

在上述的气缸组件9中，本实施例采用四组气缸组件9，每两组分别对应前述的外齿盘及内齿盘，及侧耳94分别与外齿盘内齿盘相连接。当连接气缸92运动时，由于气缸固定销91固定于气密封盘4上，故而连接气缸92推动前述导向销93运动，由于导向销93设置于侧耳94上，侧耳94仅可随内外齿盘做圆周运动，故而连接气缸92推动内外齿盘转动。

卡盘本体1表面开设有槽道13；所述卡爪组件10包括设置于所述槽道13内且可沿其移动的滑动块101，所述滑动块101侧边设有齿条102，所述卡盘本体1后侧表面设有过桥齿轮103，所述过桥齿轮103一侧与所述齿条102配合，另一侧与所述齿盘7相配合；所述卡爪组件10还包括卡爪104，所述卡爪104与所述滑动块101固定连接。

在上述的卡爪组件10中，过桥齿轮103一侧与齿盘7相啮合，另一侧与滑动块101的齿条102相啮合，其顶端与卡盘本体1通过轴承连接，可自由转动。当前述的气缸组件9驱动齿盘7旋转时，齿盘7带动过桥齿轮103转动，从而驱动齿条102的前后移动，进而带动卡爪104的前后移动。

在实际的使用中，卡爪组件10在远离卡盘轴心一端固定设置有风琴护罩，风琴护罩用于防止灰尘落入前卡盘内。

为了达到更好的使用效果，卡爪104两侧设有防尘挡板，随卡爪104一起移动，工作时，起到防尘作用。

轴承座5后端固定连接有减速机14，减速机14包括齿轮罩、主动齿轮142、从动齿轮143、调节套144，齿轮罩通过螺钉固定设置于轴承座5后端，齿轮罩包括一体成型的第一罩室以及第二罩室，第二罩室设置于第一罩室外缘上，从动齿轮143固定设置于第一罩室内，从动齿轮143与密封盘后端固定连接，主动齿轮142设置于第二罩室内，主动齿轮142与从动齿轮143相啮合，主动齿轮142后端与调节套144固定连接，第一罩室后端固定设置有密封盖板145。齿轮罩与轴承座5连接的面上开设有个螺丝孔，齿轮罩通过螺丝孔与轴承座5固定连接。

在上述的减速机14中，减速机14通过直径较小的主动齿轮142带动直径较大的从动齿轮143从而实现了减速效果。齿轮罩与轴承座5的连接面上设置多个螺丝孔的意义在于：在不同的安装场合下，第二罩室可能会造成空间的占用导致无法安装，此时仅需将齿轮罩旋转一定角度，配合多个螺丝孔即可安装完成齿轮罩，空间利用合理，满足不同安装场景下客户的不同的要求。同时，齿轮罩和密封盖板145可拆卸，在销售时可分两种，一种是分体式的销售，不需要安装减速机14、密封盖板145、齿轮罩，另一种则是进行一体式的销售，将卡盘及减速机14同时销售给客户，经济效益较好，可按照客户需求是否安装减速机14以满足客户个性化的定制要求。

在具体实施过程中，轴承座5后端面上设有个接近开关，分别设置在轴承座5两侧，主动齿轮142后端面上均设有个接近开关。根据客户要求选择安装部位，接线更方便，当销售时不配有减速机14时(即分体式销售时)，采用轴承座5上的接近开关工作，当销售时配套有减速机14时(即一体式销售时)，则采用主动齿轮142后端面上的接近开关。

轴承座5每边设置有至少四个安装螺栓孔，使得安装完成后，卡盘工作更加稳定。

主动齿轮142及从动齿轮143外圈啮合的齿部为斜齿。斜齿轮的啮合性好，传动平稳、噪声小、斜齿轮重合度大，降低了每对齿轮的载荷，提高了齿轮的承载能力、斜齿轮不产生根切的最少齿数少。

从动齿轮143采用的是42CrMo锻件，化学成分和机械性能符合要求；钢锭采用真空脱气炉外精炼的方式，锻件的锻造要求按《重型机械通用技术条件锻件》Ⅳ级要求执行，性能优异。

Claims (10)

1.一种卡盘卡爪位移监测系统，其特征在于，包括上位机、导轨以及依次设置于所述导轨上的并可沿所述导轨移动的后侧卡盘，所述导轨上还固定有与所述后侧卡盘相对应的前侧卡盘，所述前侧卡盘上设有位移传感器，所述位移传感器与所述上位机电连接。

2.根据权利要求1所述的一种卡盘卡爪位移监测系统，其特征在于，所述位移传感器端部与所述前侧卡盘的侧面相垂直。

3.根据权利要求1所述的一种卡盘卡爪位移监测系统，其特征在于，所述位移传感器采用的是电感式传感器。

4.根据权利要求1所述的一种卡盘卡爪位移监测系统，其特征在于，所述前侧卡盘包括：沿其自身轴向设置的卡盘本体、轴承内圈、密封支撑环以及气密封盘，所述轴承内圈外设有轴承座以及轴承外圈，所述卡盘本体通过轴承座及轴承外圈与所述气密封盘固定连接，所述轴承内圈前端固定有齿盘，所述轴承外圈与轴承内圈之间形成环状空腔，所述环状空腔内设有气缸组件，所述卡盘本体前端设有卡爪组件，所述卡爪组件由所述气缸组件驱动开合；所述轴承座侧边设有位移检测支架，所述位移检测支架上固定有检测所述轴承座位移以及所述卡爪组件开度大小的位移传感器。

5.根据权利要求4所述的一种卡盘卡爪位移监测系统，其特征在于：所述气缸组件包括气缸固定销、连接气缸、导向销以及侧耳，所述气缸固定销固定于所述气密封盘前表面，所述侧耳通过螺钉固定于所述齿盘外缘上，所述导向销及所述气缸固定销分别与所述连接气缸两端铰接。

6.根据权利要求4所述的一种卡盘卡爪位移监测系统，其特征在于：所述卡盘本体表面开设有槽道；

所述卡爪组件包括设置于所述槽道内且可沿其移动的滑动块，所述滑动块侧边设有齿条，所述卡盘本体后侧表面设有过桥齿轮，所述过桥齿轮一侧与所述齿条配合，另一侧与所述齿盘相配合；

所述卡爪组件还包括卡爪，所述卡爪与所述滑动块固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种卡盘卡爪位移监测系统，其特征在于，所述位移传感器感与所述滑动块相对应，感应与所述滑动块之间的距离。

8.根据权利要求4所述的一种卡盘卡爪位移监测系统，其特征在于：所述轴承座后端还固定连接有减速机，所述减速机包括齿轮罩、主动齿轮、从动齿轮、调节套，所述齿轮罩通过螺钉固定设置于所述轴承座后端，所述齿轮罩包括一体成型的第一罩室和第二罩室，所述第二罩室设置于所述第一罩室外缘上，所述从动齿轮固定设置于所述第一罩室内，所述从动齿轮与所述气密封盘后端固定连接，所述主动齿轮设置于所述第二罩室内，所述主动齿轮与所述从动齿轮相啮合，所述主动齿轮后端与所述调节套固定连接，所述第一罩室后端固定设置有密封盖板。

9.根据权利要求8所述的一种卡盘卡爪位移监测系统，其特征在于：所述主动齿轮及从动齿轮外圈啮合的齿部为斜齿。

10.根据权利要求4所述的一种卡盘卡爪位移监测系统，其特征在于：所述轴承外圈上开设有便于检修设备的检修窗。

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