一种智能卡盘制造技术

本发明专利技术公开了一种智能卡盘，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。锁紧盘旋转驱动器内盘伺服电机驱动卡爪锁紧盘旋转，卡爪通过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将管材夹紧。其优点是：采用内盘伺服电机作为卡盘夹紧管材的动力源实现数字化控制，适用于外径大小不同的各种类型的管材，卡爪产生夹紧力一致性好；不再需要配套一系列的轴套，节约空间，提高了工作效率，降低了设备成本。

【技术实现步骤摘要】
一种智能卡盘
本专利技术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。
技术介绍
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卡盘装置存在以下技术问题：（1）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；（2）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；（3）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；（4）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；（5）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。
技术实现思路
为解决现有卡盘式夹紧机构存在上述技术问题，本专利技术提供一种可以数字控制且使用更方便的智能卡盘。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：一种智能卡盘，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，驱动机构设置于固定座的后侧，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、卡爪锁紧盘、卡爪；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、内盘伺服电机；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；所述卡盘旋转套设置于固定座的后侧，卡盘旋转套的前部与旋转卡盘的后部固定连接；所述旋转卡盘的后部设有空心的卡盘内轴套，卡盘内轴套上嵌设有锁紧盘轴承；所述卡爪锁紧盘设置于旋转卡盘的后侧，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；所述电机安装盘固定在卡盘旋转套的后侧，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；所述内大齿轮设置在卡盘旋转套内部，内大齿轮的前部与卡爪锁紧盘的后部固定在一起；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；所述固定座后侧设有电机座，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；所述旋转卡盘内设有3个或3个以上的径向孔，径向孔的开口均匀分布在旋转卡盘的圆周上，径向孔内设有可在径向孔内自由滑动的活动杆；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，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可滑动地设置在滑槽中，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；所述卡爪锁紧盘的前侧表面设有渐开线螺旋凸纹，卡爪前端设有与该渐开线螺旋凸纹匹配啮合的啮合齿，卡爪的末端设有安装工件夹紧头的夹具固定螺纹孔。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。进一步地，前述空心轴套的后部设有导电滑环，导电滑环上设有与固定座连接的滑环支架，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；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。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。如此可以电机安装盘重心分布均匀，避免一头重一头轻，有利于提高电机安装盘旋转时的动平衡，转动时更为稳定。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。如此可以增加外大齿轮两侧的受力的均匀性，使外大齿轮运动更为稳定。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。如此可以电机安装盘重心分布均匀，避免一头重一头轻，有利于提高电机安装盘旋转时的动平衡，转动时更为稳定。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。工作时，锁紧盘旋转驱动器会随旋转卡盘一起旋转。（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，内盘伺服电机启动即可通过内小齿轮、内大齿轮驱动卡爪锁紧盘旋转，卡爪通过啮合齿沿着卡爪锁紧盘的渐开线螺旋凸纹运动，由于卡爪和活动杆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能卡盘，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，驱动机构设置于固定座的后侧，夹紧机构设置于固定座的前侧；其特征是：/n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；/n所述夹紧机构包括旋转卡盘、卡爪锁紧盘、卡爪；/n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、内盘伺服电机；/n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；/n所述卡盘旋转套设置于固定座的后侧，卡盘旋转套的前部与旋转卡盘的后部固定连接；/n所述旋转卡盘的后部设有空心的卡盘内轴套，卡盘内轴套上嵌设有锁紧盘轴承；/n所述卡爪锁紧盘设置于旋转卡盘的后侧，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；/n所述电机安装盘固定在卡盘旋转套的后侧，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；/n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；/n所述内大齿轮设置在卡盘旋转套内部，内大齿轮的前部与卡爪锁紧盘的后部固定在一起；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；/n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；/n所述固定座后侧设有电机座，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；/n所述旋转卡盘内设有3个或3个以上的径向孔，径向孔的开口均匀分布在旋转卡盘的圆周上，径向孔内设有可在径向孔内自由滑动的活动杆；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，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可滑动地设置在滑槽中，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；/n所述卡爪锁紧盘的前侧表面设有渐开线螺旋凸纹，卡爪前端设有与该渐开线螺旋凸纹匹配啮合的啮合齿，卡爪的末端设有安装工件夹紧头的夹具固定螺纹孔。/n...

【技术特征摘要】
1.一种智能卡盘，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，驱动机构设置于固定座的后侧，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、卡爪锁紧盘、卡爪；
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、内盘伺服电机；
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；
所述卡盘旋转套设置于固定座的后侧，卡盘旋转套的前部与旋转卡盘的后部固定连接；
所述旋转卡盘的后部设有空心的卡盘内轴套，卡盘内轴套上嵌设有锁紧盘轴承；
所述卡爪锁紧盘设置于旋转卡盘的后侧，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；
所述电机安装盘固定在卡盘旋转套的后侧，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；
所述内大齿轮设置在卡盘旋转套内部，内大齿轮的前部与卡爪锁紧盘的后部固定在一起；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；
所述固定座后侧设有电机座，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；
所述旋转卡盘内设有3个或3个以上的径向孔，径向孔的开口均匀分布在旋转卡盘的圆周上，径向孔内设有可在径向孔内自由滑动的活动杆；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，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可滑动地设置在滑槽中，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；
所述卡爪锁紧盘的前侧表面设有渐开线螺旋凸纹，卡爪前端设有与该渐开线螺旋凸纹匹配啮合的啮合齿，卡爪的末端设有安装工件夹紧头的夹具固定螺纹孔。

【专利技术属性】
技术研发人员：何翔，
申请(专利权)人：何翔，
类型：新型
国别省市：广东;44