高速高精度伺服动力卡盘系统技术方案

本发明专利技术公开了一种高速高精度伺服动力卡盘系统，包括动力机构、传动机构及卡盘夹具。该系统通过传动系统将电机转轴的正反旋转运动转化为拉杆往复直线运动，然后通过拉杆的往复运动带动卡爪的自动夹紧与打开，以实现同时且精确控制卡爪的夹紧力及夹紧位移，确保卡盘在不同转速时夹紧力恒定，实现重复操作夹紧精度要求，实现高夹紧效率、高速切削需求，提高高卡盘系统工作的可靠性。此外，通过在伺服卡盘的机构内部嵌入拉杆接头，便于卡盘与拉杆的匹配连接，提高卡盘的通用性，在卡盘安装时，可以通过更换不同规格的拉杆接头，便于与不同规格的拉杆匹配连接，以满足伺服卡盘在不同机床上的使用，且安装方便，操作简单。操作简单。操作简单。

【技术实现步骤摘要】
高速高精度伺服动力卡盘系统


[0001]本专利技术涉及伺服卡盘
，具体地，涉及一种高速高精度伺服动力卡盘系统。

技术介绍

[0002]卡盘是机床上用来夹紧工件的机械装置，是利用均布在卡盘体上的活动卡爪的径向移动，将工件夹紧和定位的机床附件。从使用动力上可以分为：手动卡盘、气动卡盘、液压卡盘、电动卡盘和机械卡盘。
[0003]现有的数控车床用机械卡盘在使用时存在一定的弊端。首先：卡盘只能控制卡爪的夹紧力，而不能同时控制卡爪的夹紧力及位移，不易直接装夹薄壁零件，且液压动力卡盘无法保证卡盘在不同转速时夹紧力恒定。其次，液压动力卡盘还存在液压系统发热量高、能耗大、效率低、噪音大，回转液压缸容易漏油并污染环境等缺陷。另外，卡盘不适宜于与不同直径的拉杆连接安装，导致卡盘的通用性较差，且卡盘结构较为复杂，安装费时费力。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种高速高精度伺服动力卡盘系统，将电机转轴的正反旋转运动转化为拉杆的往复直线运动，然后通过拉杆的往复运动带动卡爪的自动夹紧与打开，以实现同时且精确的控制卡爪的夹紧力及夹紧位移，确保卡盘在不同转速时夹紧力恒定，实现重复操作夹紧精度要求，实现高夹紧效率、高速切削需求，提高高卡盘系统工作的可靠性。
[0005]本专利技术提供了一种高速高精度伺服动力卡盘系统，包括动力机构、传动机构及卡盘夹具，其中：
[0006]所述动力机构包括伺服电机，伺服电机的动力输出端与联轴器连接，联轴器与减速器连接；
[0007]所述传动机构包括联轴节，联轴节的一端与减速器的动力输出端连接，联轴节的另一端与丝杆连接，丝杆上配装丝杆螺母，丝杆螺母上配装连接件，连接件的另一端连接拉杆；所述连接件上套设轴套，轴套端侧配装端盖，连接件与轴套之间配装第一轴承，第一轴承端侧配装第一螺母；所述轴套与端盖外配装传动筒子，轴套与联轴节之间配装第二轴承，第二轴承端侧配装第二螺母；传动筒子外套设右外套，传动筒子与右外套之间配装第三轴承，第三轴承端侧配装第三螺母，右外套端侧配装压盖，右端盖的另一端与机床主轴连接。
[0008]所述卡盘夹具包括盘体、楔心套、后盖、拉杆接头、法兰盘、滑座、滑块及软卡爪，所述盘体为圆柱形盘，盘体后端侧设有圆槽，盘体前端侧均匀径向设有三个T形槽；所述楔心套配装于圆槽内，楔心套中部设有后盖安装槽，后盖安装槽内设有第一接头安装孔，楔心套外壁设有三个楔形槽；所述后盖配装于后盖安装槽内，后盖为圆盘形，后盖中心设有第二接头安装孔；所述拉杆接头安装于第一接头安装孔与第二接头安装孔内，并利用第一螺钉将拉杆接头与楔心套连接，拉杆接头为圆柱形，拉杆接头中心设有拉杆安装孔；所述法兰盘通过第二螺钉安装于后盖后端侧；所述滑座为三个，滑座包括T形座，T形座底部设有楔形座，T
形座内设有T形滑槽，T形座配装于T形槽内，楔形座配装于楔形槽内；所述滑块为三个，滑块分别配装于T形滑槽内，滑块截面为T形；所述软卡爪为三个，软卡爪为长方体，利用第三螺钉将软卡爪分别安装于滑块上。
[0009]优选的，所述伺服电机上连接第一减速器筒子，第一减速器筒子的另一端连接第二减速器筒子，联轴器设于第一减速器筒子内，减速器的两端分别设于第一减速器筒子和第二减速器筒子内。
[0010]优选的，所述传动筒子的一端与第二减速器筒子连接。
[0011]优选的，所述传动筒子表面设有安装孔，通过安装孔将筒子固定于机床床身上。
[0012]优选的，所述连接件包括大径端和小径端，所述大径端配装于丝杆螺母上，大径端外侧配装第一轴承，所述小径端内配装拉杆，小径端外侧配装右外套。
[0013]优选的，所述盘体上设有第一螺栓孔，楔心套外壁设有第二螺栓孔槽，法兰盘上设有第三螺栓孔，螺栓通过第一螺栓孔、第二螺栓孔槽及第三螺栓孔，将盘体、楔心套与法兰盘连接于一体。
[0014]优选的，所述拉杆接头上设有第一连接孔，楔心套上设有第二连接孔，第一螺钉通过第一连接孔和第二连接孔，将拉杆接头与楔心套连接。
[0015]优选的，所述后盖上设有第三连接孔，法兰盘上设有第四连接孔，第二螺钉通过第三连接孔和第四连接孔，将法兰盘安装于后盖后端侧。
[0016]优选的，所述滑块上设有第五连接孔，软卡爪上设有第六连接孔，第三螺钉通过第五连接孔和第六连接孔，将软卡爪分别安装于滑块上。
[0017]优选的，所述T形座的前端面设有第一防滑齿，软卡爪的后端面设有第二防滑齿，第一防滑齿与第二防滑齿接触配装。
[0018]本专利技术的工作原理：本专利技术提供了一种高速高精度伺服动力卡盘系统，包括动力机构、传动机构及卡盘夹具。本专利技术的高速高精度伺服动力卡盘系统，工作时，通过数控机床发脉冲控制伺服电机，由伺服电机带动减速器转动，进而带动丝杆转动，从而带动丝杆螺母沿轴向做直线运动，从而带动拉杆做直线往复运动。卡盘夹具结构中，楔心套、后盖及拉杆接头连接于一体，作为触动机关，拉杆接头与拉杆连接，工作时，由往复直线运动的拉杆带动触动机关往复运动，而滑座在楔心套的楔形槽导向作用下，反复完成夹紧与松开动作。该装置将伺服电机的正反旋转运动转化为拉杆的直线往复运动，通过拉杆的往复运动驱动卡盘的卡爪的夹紧与松开，如：伺服电机带动减速器正转，减速器带动丝杆直线运动，拉杆为拉力，卡盘夹紧；伺服电机带动减速器反转，丝杆做直线运动，拉杆为推力，卡盘松开。在该动力装置中：
[0019]在传动筒子表面加工两个安装孔，通过安装孔将筒子固定于机床床身上，是为了将筒子与机床床身进行固定，防止伺服电机在第三轴承作用下，发生部分转动；
[0020]因为机床的主轴内径较小，故需要接一个连接件过渡，又因为此系统需要承受较大的单边拉力，故采用三个第一轴承，来承受较大的单边拉力，并根据机床主轴的直径选用合适粗细的拉杆，并配合连接件使用，拉杆的另一端连接在卡盘侧；
[0021]因为此系统有较大拉力，但减速器不能承受拉力，故应在减速器和丝杆之间加一个联轴节，且此联轴节需能承受部分拉力，故在联轴节上加两个第二轴承，用来承受部分拉力；
[0022]由于右外套与机床主轴相连，因机床主轴在工件切削时会以一定的转速转动，故需要设计动静装置，即在右外套内加入第三轴承，以保证在机床主轴转动时，与右外套连接的伺服电机不会跟着转动。
[0023]本专利技术的有益效果：本专利技术的高速高精度伺服动力卡盘系统，通过传动系统将电机转轴的正反旋转运动转化为拉杆的往复直线运动，然后通过拉杆的往复运动带动卡爪的自动夹紧与打开，以实现同时且精确的控制卡爪的夹紧力及夹紧位移，确保卡盘在不同转速时夹紧力恒定，实现重复操作夹紧精度要求，实现高夹紧效率、高速切削需求，提高高卡盘系统工作的可靠性。此外，本专利技术的高速高精度伺服动力卡盘系统，通过在伺服卡盘的机构内部嵌入拉杆接头，便于卡盘与拉杆的匹配连接，提高卡盘的通用性，在卡盘安装时，可以通过更换不同规格的拉杆接头，便于与不同规格的拉杆匹配连接，以满足伺服卡盘在不同机床上的使用，且安装方便，操作简单。
附图说明...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高速高精度伺服动力卡盘系统，其特征在于，包括动力机构(1)、传动机构(2)及卡盘夹具(3)，其中：所述动力机构(1)包括伺服电机(101)，伺服电机(101)的动力输出端与联轴器(102)连接，联轴器(102)与减速器(103)连接；所述传动机构(2)包括联轴节(201)，联轴节(201)的一端与减速器(103)的动力输出端连接，联轴节(201)的另一端与丝杆(202)连接，丝杆(202)上配装丝杆螺母(203)，丝杆螺母(203)上配装连接件(204)，连接件(204)的另一端连接拉杆(205)；所述连接件(204)上套设轴套(206)，轴套(206)端侧配装端盖(207)，连接件(204)与轴套(206)之间配装第一轴承(208)，第一轴承(208)端侧配装第一螺母(209)；所述轴套(206)与端盖(207)外配装传动筒子(210)，轴套(206)与联轴节(201)之间配装第二轴承(211)，第二轴承(211)端侧配装第二螺母(212)；传动筒子(210)外套设右外套(213)，传动筒子(210)与右外套(213)之间配装第三轴承(214)，第三轴承(214)端侧配装第三螺母(215)，右外套(213)端侧配装压盖(216)，右端盖(207)的另一端与机床主轴连接；所述卡盘夹具(3)包括盘体(301)、楔心套(302)、后盖(303)、拉杆接头(304)、法兰盘(305)、滑座(306)、滑块(307)及软卡爪(308)，所述盘体(301)为圆柱形盘，盘体(301)后端侧设有圆槽(301
‑
1)，盘体(301)前端侧均匀径向设有三个T形槽(301
‑
2)；所述楔心套(302)配装于圆槽(301
‑
1)内，楔心套(302)中部设有后盖安装槽(302
‑
1)，后盖安装槽(302
‑
1)内设有第一接头安装孔(302
‑
2)，楔心套(302)外壁设有三个楔形槽(302
‑
3)；所述后盖(303)配装于后盖安装槽(302
‑
1)内，后盖(303)为圆盘形，后盖(303)中心设有第二接头安装孔(303
‑
1)；所述拉杆接头(304)安装于第一接头安装孔(302
‑
2)与第二接头安装孔(303
‑
1)内，并利用第一螺钉(309)将拉杆接头(304)与楔心套(302)连接，拉杆接头(304)为圆柱形，拉杆接头(304)中心设有拉杆安装孔(304
‑
1)；所述法兰盘(305)通过第二螺钉(3010)安装于后盖(303)后端侧；所述滑座(306)为三个，滑座(306)包括T形座(306
‑
1)，T形座(306
‑
1)底部设有楔形座(306
‑
2)，T形座(306
‑
1)内设有T形滑槽(306
‑
3)，T形座(306
‑
1)配装于T形槽(301
‑
2)内，楔形座(306
‑
2)配装于楔形槽(302
‑
3)内；所述滑块(307)为三个，滑块(307)分别配装于T形滑槽(306
‑
3)内，滑块(307)截面为T形；所述软卡爪(308)为三个，软卡爪(308)为长方体，利用第三螺钉(3011)将软卡爪(308)分别安装于滑块(307)上。2.如权利要求1所述的高...

【专利技术属性】
技术研发人员：任重义，张东峰，刑明明，
申请(专利权)人：宁夏大学，
类型：发明
国别省市：