一种连续加工的金属管材激光切割用空心卡盘的制作方法

[0001]
本发明涉及一种空心卡盘，更具体地说，它涉及一种连续加工的金属管材激光切割用空心卡盘。


背景技术：

[0002]
卡盘作为机床装夹工件的夹具具有很高的使用频率，特别是在激光切割管材的加工过程中，卡盘是夹住管材的重要夹具。
[0003]
目前，市场上的手动卡盘使用时需要人工操作进行装夹，装夹速度慢、夹持力不够强劲、夹持精度低，并且只适合于夹持、切割而且增加了人力资源成本、降低了工作效率，不适宜用于批量加工企业。


技术实现要素：

[0004]
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种连续加工的金属管材激光切割用空心卡盘，具有自动夹持管材的效果。
[0005]
为实现上述技术目的，本发明提供了如下技术方案：一种连续加工的金属管材激光切割用空心卡盘，包括平行的卡盘一和卡盘二，所述卡盘一和卡盘二间设置有用于切割管材的激光发生器，所述卡盘一外设置有用于收集切割好的管材的收料箱，所述卡盘一和卡盘二间设置有用于收集尾料的废料箱，所述卡盘一和卡盘二的间距小于成品管材长度；
[0006]
所述卡盘二外设置有用于支撑待加工管材的导轨，所述导轨上设置有两组用于夹送管材的夹送组，所述导轨外设置有将待加工的管材送到导轨上的送料组。
[0007]
通过采用上述技术方案，送料组将待加工的管材放置在导轨上，夹送组来回移动管材，将管材穿过卡盘一和卡盘二，由于每次夹送组的移动距离可控，因此控制程序能算出管材的具体位置，当管材移动到加工位置时，激光发生器产生激光来切割管材，切割完成后，夹送组继续推送管材，切割好的管材穿过卡盘一并落入收料箱，重复切割一根管材，到管材的端部位于两个夹送组间时，送料组将新的一根管材放在导轨上，当前一根管材无法被夹送组继续推动时，第二根管材会在夹送组的推送下将前一根管材继续推到工作位置，加工完成后，尾料在第二根管材的推动下落入废料箱，实现了管材的连续送料和自动收集成品管材，不需要人工参与，提高了工作效率。
[0008]
作为优选，所述夹送组包括两个分别位于导轨两边的夹爪，所述夹送组设置有两根位于导轨下方并共线的螺杆，每根所述螺杆可沿自身轴线原地自转，每根所述螺杆上螺纹连接有滑块，所述夹爪固定在滑块上，所述夹送组设置有用于固定两根螺杆的箱体，所述箱体的上表面开设有供滑块贴合滑移的条形孔，所述条形孔与箱体长度方向平行，两根所述螺杆靠近的一端分别设置有从动锥齿轮，所述箱体内设置有同时与两个从动锥齿轮啮合的主动锥齿轮，所述箱体外设置有带动主动锥齿轮自转的伺服电机；
[0009]
所述夹送组设置有驱动箱体沿导轨长度方向滑移的滚珠丝杠机构。
[0010]
通过采用上述技术方案，通过伺服电机带动两根螺杆反向自转，控制两个夹爪相
互靠近或远离，根据管材的直径，设定好夹爪的移动距离，保证夹爪刚好夹紧管材，借助滚珠丝杠机构来移动箱体，实现了管材的推送，借助两组夹送组交替夹紧管材来实现管材的连续推送。借助从动锥齿轮和主动锥齿轮的配合，实现了两个夹爪的同步运动，保证管材被对中夹紧，提高了加工准确性。
[0011]
作为优选，所述送料组包括用于放置待加工管材的储料箱，所述储料箱内设置有两个用于升起管材的抬料杆，所述储料箱下方设置有将两根抬料杆升起的气缸，所述抬料杆的上表面开设有管材半径相同的半圆槽，所述送料组设置有位于储料箱上方并用于夹紧管材的伸缩爪，所述送料组设置有带动伸缩爪竖直升降和沿导轨宽度方向滑移的驱动件。
[0012]
通过采用上述技术方案，需要将管材放入导轨时，气缸将抬料杆升起，卡在半圆槽内的管材会被抬料杆升起，同时其余管材由于自重落回储料箱内，伸缩爪将半圆槽内的管材抓起并放置到导轨上，借助控制程序来设定好移动参数，即可实现管材的自动上料，进一步提高了自动化程度。
[0013]
作为优选，所述滚珠丝杠机构的行程大于成品管材的长度。
[0014]
通过采用上述技术方案，每次夹送组移动的距离可以与成品管材的长度相同，最后只会剩下短于成品管材的尾料，降低了材料浪费，减轻了生产成本。
[0015]
作为优选，所述导轨靠近卡盘二的一端开设有缺口，所述夹送组设置有位于缺口内的定位挡块，所述定位挡块贴合缺口竖直升降，所述滚珠丝杠机构的驱动电机上设置有扭矩传感器，当所述滚珠丝杠机构的驱动电机扭矩大于正常值时，所述定位挡块降下。
[0016]
通过采用上述技术方案，管材放入导轨后，外面的一组夹送组先将管材向前推送，当管材抵接定位挡块时，由于管材无法继续前进，滚珠丝杠机构的驱动电机负载变大，扭矩比正常工作时大，控制程序接受到扭矩传感器反馈的信号后，停止夹送组，并降下定位挡块，根据定位挡块到卡盘一和卡盘二的距离，确定夹送组的每次送料距离，重新启动夹送组，当外面的夹送组到位后，前一组夹送组的夹爪夹紧管材，后一组的夹送组松开管材，前一组开始推送管材，保证了管材一直处于夹紧状态，避免管材晃动，保证了管材移动精度。
[0017]
作为优选，所述定位挡块的上表面设置有用于检测管材的位移传感器。
[0018]
通过采用上述技术方案，位移传感器检测到上方没有管材时，定位挡块就会升起，将第二根管材重新定位，实现了加工精度高的自动化生产。
[0019]
综上所述，本发明取得了以下效果：
[0020]
1.借助夹送组、送料组和卡盘一及卡盘二的配合，实现了管材的连续激光切割下料；
[0021]
2.借助定位挡块和导轨的配合，实现了管材位置的重定位，保证了加工精度。
附图说明
[0022]
图1为本实施例中用于表现整体结构的示意图；
[0023]
图2为本实施例中用于表现夹送组具体结构的示意图；
[0024]
图3为本实施例中用于表现送料组具体结构的示意图。
[0025]
图中，1、卡盘一；11、激光发生器；12、收料箱；13、废料箱；2、卡盘二；3、导轨；31、定位挡块；4、夹送组；41、夹爪；42、螺杆；43、滑块；44、箱体；45、从动锥齿轮；46、主动锥齿轮；47、伺服电机；48、滚珠丝杠机构；5、送料组；51、储料箱；52、抬料杆；53、伸缩爪；54、驱动件。
具体实施方式
[0026]
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0027]
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
[0028]
实施例：一种连续加工的金属管材激光切割用空心卡盘，如图1所示，包括平行的卡盘一1和卡盘二2，卡盘一1和卡盘二2间设置有用于切割管材的激光发生器11，卡盘一1外设置有用于收集切割好的管材的收料箱12，卡盘一1和卡盘二2间设置有用于收集尾料的废料箱13，卡盘一1和卡盘二2的间距小于成品管材长度。卡盘二2外设置有用于支撑待加工管材的导轨3，导轨3上设置有两组用于夹送管材的夹送组4，导轨3外设置有将待加工的管材送到导轨3上的送料组5。
[0029]
送料组5将待加工的管材放置在导轨3上，夹送组4来回移动管材，将管材穿过卡盘一1和卡盘二2，由于每次夹送组4的移动距离可控，因此控制程序能算出管材的具体位置，当管材移动到加工位置时，激光发生器11产生激光来切割管材，切割完成后，夹送组4继续推送管材，切割好的管材穿过卡盘一1并落入收料箱12，重复切割一根管材，到管材的端部位于两个夹送组4间时，送料组5将新的一根管材放在导轨3上，当前一根管材无法被夹送组4继续推动时，第二根管材会在夹送组4的推送下将前一根管材继续推到工作位置，加工完成后，尾料在第二根管材的推动下落入废料箱13，实现了管材的连续送料和自动收集成品管材，不需要人工参与，提高了工作效率。
[0030]
如图2所示，夹送组4包括两个分别位于导轨3两边的夹爪41，夹送组4设置有两根位于导轨3下方并共线的螺杆42，每根螺杆42可沿自身轴线原地自转，每根螺杆42上螺纹连接有滑块43，夹爪41固定在滑块43上，夹送组4设置有用于固定两根螺杆42的箱体44，箱体44的上表面开设有供滑块43贴合滑移的条形孔，条形孔与箱
·
体44长度方向平行，两根螺杆42靠近的一端分别设置有从动锥齿轮45，箱体44内设置有同时与两个从动锥齿轮45啮合的主动锥齿轮46，箱体44外设置有带动主动锥齿轮46自转的伺服电机47。
[0031]
如图1所示，夹送组4设置有驱动箱体44沿导轨3长度方向滑移的滚珠丝杠机构48。通过伺服电机47带动两根螺杆42反向自转，控制两个夹爪41相互靠近或远离，根据管材的直径，设定好夹爪41的移动距离，保证夹爪41刚好夹紧管材，借助滚珠丝杠机构48来移动箱体44，实现了管材的推送，借助两组夹送组4交替夹紧管材来实现管材的连续推送。借助从动锥齿轮45和主动锥齿轮46的配合，实现了两个夹爪41的同步运动，保证管材被对中夹紧，提高了加工准确性。
[0032]
如图1和图3所示，送料组5包括用于放置待加工管材的储料箱51，储料箱51内设置有两个用于升起管材的抬料杆52，储料箱51下方设置有将两根抬料杆52升起的气缸，抬料杆52的上表面开设有管材半径相同的半圆槽，送料组5设置有位于储料箱51上方并用于夹紧管材的伸缩爪53，送料组5设置有带动伸缩爪53竖直升降和沿导轨3宽度方向滑移的驱动件54。需要将管材放入导轨3时，气缸将抬料杆52升起，卡在半圆槽内的管材会被抬料杆52升起，同时其余管材由于自重落回储料箱51内，伸缩爪53将半圆槽内的管材抓起并放置到导轨3上，借助控制程序来设定好移动参数，即可实现管材的自动上料，进一步提高了自动化程度。
[0033]
如图1所示，滚珠丝杠机构48的行程大于成品管材的长度。每次夹送组4移动的距离可以与成品管材的长度相同，最后只会剩下短于成品管材的尾料，降低了材料浪费，减轻了生产成本。
[0034]
如图1所示，导轨3靠近卡盘二2的一端开设有缺口，夹送组4设置有位于缺口内的定位挡块31，通过气缸带动定位挡块31贴合缺口竖直升降，滚珠丝杠机构48的驱动电机上设置有扭矩传感器，当滚珠丝杠机构48的驱动电机扭矩大于正常值时，定位挡块31降下。管材放入导轨3后，外面的一组夹送组4先将管材向前推送，当管材抵接定位挡块31时，由于管材无法继续前进，滚珠丝杠机构48的驱动电机负载变大，扭矩比正常工作时大，控制程序接受到扭矩传感器反馈的信号后，停止夹送组4，并降下定位挡块31，根据定位挡块31到卡盘一1和卡盘二2的距离，确定夹送组4的每次送料距离，重新启动夹送组4，当外面的夹送组4到位后，前一组夹送组4的夹爪41夹紧管材，后一组的夹送组4松开管材，前一组开始推送管材，保证了管材一直处于夹紧状态，避免管材晃动，保证了管材移动精度。
[0035]
如图1所示，定位挡块31的上表面设置有用于检测管材的位移传感器。位移传感器检测到上方没有管材时，定位挡块31就会升起，将第二根管材重新定位，实现了加工精度高的自动化生产。