【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种函数盘式卡盘及其采用的函数槽和驱动槽的设计方法。
技术介绍
1、目前，卡盘在激光切管机中应用非常广泛，譬如公开号为cn108637496b的中国专利中就公开了一种气动卡盘，该气动卡盘能够应用在激光切管机中。现有的卡盘中一般具有多个用于夹紧工件的夹爪部件，现有的卡盘会给所述夹爪部件施加一个夹持驱动力，夹持驱动力能够驱动所述夹爪部件朝向卡盘的中心移动进而使所述夹爪部件夹紧工件。随着夹爪部件的位置向卡盘中心靠近，施加在所述夹爪部件上的夹持驱动力的大小也会随之发生变化，因此在夹爪部件向卡盘中心移动的过程中，施加给所述夹爪部件的夹持驱动力是不稳定、不均匀的，这将会导致夹爪部件在向卡盘中心移动的过程中出现卡顿现象，进而导致现有的卡盘在夹紧工件时会出现卡顿的问题。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种函数盘式卡盘，它能够避免在夹紧工件的过程中出现卡顿，能够提高夹持工件的稳定性和可靠性。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种函数盘式卡盘，它包括卡盘主体和至少一个夹紧机构，所述夹紧机构包括转盘组件、气缸和两个夹爪部件；
3、所述转盘组件旋转连接在所述卡盘主体上，所述转盘组件的旋转中心为点o；
4、所述转盘组件上设有驱动槽和关于点o中心对称设置的两个函数槽；
5、所述函数槽的两个端点分别为点a和点b，所述函数槽中的点a距离点o最远而点b距离点o最近，所述函数槽在点a处的法线过点o
6、所述驱动槽的两个端点分别为点c和点d，所述驱动槽中的点c距离点o最近而点d距离点o最远；
7、两个所述夹爪部件关于点o中心对称设置并分别滑动连接在所述卡盘主体上，两个所述夹爪部件的滑动路径的延长线分别穿过点o；
8、所述夹爪部件与所述函数槽一一对应，所述夹爪部件上连接有滑动销，所述滑动销配合安装在对应的所述函数槽中；
9、所述气缸连接在所述卡盘主体上，所述气缸上连接有配合安装在所述驱动槽中的活塞销，所述气缸用于驱动所述活塞销移动进而通过活塞销与驱动槽的配合带动所述转盘组件转动，进而使所述转盘组件在转动时通过所述函数槽带动所述滑动销移动进而带动两个所述夹爪部件相向或背向移动；
10、当所述转盘组件转动并且所述滑动销在所述函数槽中从点a向点b滑动以及所述活塞销在所述驱动槽中从点c向点d滑动的过程中满足以下条件：
11、式(i)：f1＝q·(r1/r1)·cosα1；
12、式(j)：f2＝v·(r2/r2)·cosα2；
13、式(k)：q＝f2·(r2/rc)·cosα2；其中，
14、f1为所述滑动销受到的向心作用力，f1的方向指向点o；
15、q为所述滑动销在所述函数槽中时所述函数槽表面受到的法向推力；
16、r1为点a与点o之间的距离；
17、r1为所述滑动销距离点o的距离；
18、α1为所述滑动销在所述函数槽中的压力角；
19、f2为所述活塞销在所述转盘组件上施加的切向分力；
20、v为所述气缸的活塞推力；
21、r2为点d与点o之间的距离；
22、r2为所述活塞销距离点o的距离；
23、α2为所述活塞销在所述驱动槽中的压力角；
24、rc为点c与点o之间的距离；
25、f1、q、v、r1和r2均为已知设计值。
26、进一步提供一种所述转盘组件的具体结构，所述转盘组件包括函数盘和驱动盘；
27、所述函数盘以点o为旋转中心旋转连接在所述卡盘主体上，两个所述函数槽设于所述函数盘上；
28、所述驱动盘连接在所述函数盘上，所述驱动槽设于所述驱动盘上。
29、进一步提供一种所述夹爪部件的具体结构，所述夹爪部件包括滑块和夹爪本体；
30、所述夹爪本体连接在所述滑块上；
31、所述滑块滑动连接在所述卡盘主体上；
32、所述滑动销连接在所述滑块上。
33、进一步，所述滑块通过导轨滑动连接在所述卡盘主体上。
34、进一步，所述活塞销连接在所述气缸的活塞杆上，所述气缸的缸体固定连接在所述卡盘主体上。
35、进一步，所述夹紧机构设有两个。
36、本专利技术还提供了一种如上所述的函数盘式卡盘中所采用的函数槽和驱动槽的设计方法，方法的步骤中包括：
37、首先设定f1、q、v、r1和r2的数值，设定r2的步长和α2的增量，设定r2和α2的范围，根据式(i)、式(j)和式(k)通过计算机获得所述驱动槽的中心曲线进而获得所述驱动槽，然后对获得的驱动槽进行检查，若所述驱动槽未超出r2的设定范围，则获得的驱动槽复合要求，若所述驱动槽超出r2的设定范围，则调整r2的步长和α2的增量后重新获得所述驱动槽并重新对获得的驱动槽进行检查，直至获得的驱动槽未超出r2的设定范围；设定r1的步长和α1的增量，设定r1和α1的范围，根据式(i)、式(j)和式(k)通过计算机获得所述函数槽的中心曲线进而获得所述函数槽，然后对获得的函数槽进行检查，若所述函数槽未超出r1的设定范围，则获得的函数槽复合要求，若所述函数槽超出r1的设定范围，则调整r1的步长和α1的增量后重新获得所述函数槽并重新对获得的函数槽进行检查，直至获得的函数槽未超出r1的设定范围。
38、采用了上述技术方案后，所述转盘组件顺时针转动时带动两个所述滑动销相向运动，进而会带动两个所述夹爪部件相向移动进而使两个所述夹爪部件夹紧工件。通过对所述函数槽和所述驱动槽的形状以及位置进行限定，使所述滑动销距离点o的距离r1、所述滑动销在所述函数槽中的压力角α1、所述活塞销距离点o的距离r2以及所述活塞销在所述驱动槽中的压力角α2满足式(i)、式(j)和式(k)的条件，能够使f1始终保持恒定和均匀，f1其实就是驱动所述滑动销和所述夹爪部件向卡盘中心移动的夹持驱动力，使f1保持恒定和均匀能够使夹爪部件平稳顺畅的向卡盘中心移动，避免夹爪部件在移动过程中出现卡顿，进而避免在夹紧工件的过程中出现卡顿，从根本上解决了卡顿问题。此外，由于f1始终保持恒定和均匀，使得所述夹爪部件夹持所述工件的夹紧力也始终保持恒定，无论夹持多大直径的工件都能够保持夹紧力相同，大大提高了夹持工件的稳定性和可靠性。
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1.一种函数盘式卡盘，其特征在于，它包括卡盘主体(1)和至少一个夹紧机构，所述夹紧机构包括转盘组件(2)、气缸(3)和两个夹爪部件(4)；
2.根据权利要求1所述的函数盘式卡盘，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的函数盘式卡盘，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的函数盘式卡盘，其特征在于，所述滑块(12)通过导轨(14)滑动连接在所述卡盘主体(1)上。
5.根据权利要求1所述的函数盘式卡盘，其特征在于，所述活塞销(8)连接在所述气缸(3)的活塞杆上，所述气缸(3)的缸体固定连接在所述卡盘主体(1)上。
6.根据权利要求1所述的函数盘式卡盘，其特征在于，所述夹紧机构设有两个。
7.一种如权利要求1～6中任一项所述的函数盘式卡盘中所采用的函数槽和驱动槽的设计方法，其特征在于，方法的步骤中包括：
【技术特征摘要】
1.一种函数盘式卡盘，其特征在于，它包括卡盘主体(1)和至少一个夹紧机构，所述夹紧机构包括转盘组件(2)、气缸(3)和两个夹爪部件(4)；
2.根据权利要求1所述的函数盘式卡盘，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的函数盘式卡盘，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的函数盘式卡盘，其特征在于，所述滑块(12)通过导轨(14)滑动连接在所述卡盘主体(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：钱翰琪，张建生，安晓刚，赵鹏飞，曹扬，
申请(专利权)人：江苏翰琪电机股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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