一种带有卡爪位移监测功能的双侧卡盘和卡盘位移监测系统的制作方法

1.本实用新型涉及夹装设备领域，尤其是涉及一种带有卡爪位移监测功能的双侧卡盘。


背景技术：

2.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前后障碍物上，损坏卡盘。
3.另外，现在传统卡盘通常为单侧卡盘，当需要夹装的管件需要前后对齐时，通常需要两个单侧卡盘来实现。采用两个单侧卡盘时，其同步性和一致性较差，管件对接时经常会发生难以校正的情况，使用麻烦。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是提供一种带有卡爪位移监测功能的双侧卡盘。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：
6.一种带有卡爪位移监测功能的双侧卡盘，包括：对称的两个芯部组件，设置于所述芯部组件之间的轴承座，分别设置于所述轴承座两侧的外套，通过所述外套与所述轴承座固定连接的卡盘本体，所述外套与所述芯部组件之间设有气缸组件，所述卡盘本体外侧设有由所述气缸组件驱动的卡爪组件；
7.所述轴承座外设有移动检测支架，所述移动检测支架端部固定有位移传感器，所述位移传感器检测所述卡爪组件开度以及所述轴承座的位移量。
8.进一步地，所述芯部组件包括轴向固定设置的内套、气密封盘、密封压盖以及连接盘，所述芯部组件之间通过所述连接盘固定，所述内套外侧还设有齿盘。
9.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。
10.进一步地，所述卡盘本体表面开设有槽道；
11.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；
12.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；
13.所述位移传感器与所述滑动块相对应，感应与所述滑动块之间的距离。
14.进一步地，所述卡盘本体外表面上还设有风琴护罩，所述风琴护罩设置于所述卡爪最大开度的终点的后侧。
15.进一步地，所述卡爪与所述滑动块之间还设有防尘挡板
16.进一步地，所述轴承座一侧还设有减速机，所述减速机包括包括齿轮罩、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一侧，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，所述从动齿轮套设于所述外套外，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。
17.进一步地，所述从动齿轮与所述主动齿轮及从动齿轮外圈啮合的齿部为斜齿。
18.本实用新型还将公开一种利用该双侧卡盘的一种卡盘位移监测系统，其特征在于，包括上位机、导轨、依次设置于所述导轨上的且可沿导轨移动的前卡盘、双侧卡盘、后卡盘，所述双侧卡盘外侧设有与所述上位机电连接的位移传感器，所述位移传感器感应所述双侧卡盘的开度以及其位移量。
19.进一步地，所述位移传感器端部与所述卡爪的后端面垂直，所述位移传感器采用的是电感式传感器。
20.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：
21.1.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。
22.2.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。
23.3.本实用新型的双侧卡盘将两个单侧卡盘相结合，使其保持充足的一致性和同步性，需要两侧装架管件时使用方便。
24.4.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。
25.5.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。
附图说明
26.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。
27.图1为本实用新型的一种带有卡爪位移监测功能的双侧卡盘的总装立体结构示意图；
28.图2为图1侧面结构示意图；
29.图3为本实用新型隐藏卡盘本体和卡爪组件的主视结构示意图；
30.图4为本实用新型的芯部组件及卡盘本体连接结构示意图；
31.图5为本实用新型的气缸组件与齿盘连接结构示意图；
32.图6为本实用新型的卡爪组件与齿盘配合的示意图；
33.图7为本实用新型的齿轮罩结构示意图；
34.图8为本实用新型的主动齿轮和从动齿轮啮合示意图；
35.图9为本实用新型的一种卡盘位移监测系统的工作原理示意图。
36.其中：1.上位机、2.导轨、3.前卡盘、4.双侧卡盘、5.后卡盘、6. 位移传感器；
37.41.芯部组件、411.内套、412.气密封盘、413.密封压盖、414.连接盘、415.齿盘；
38.42.轴承座、421.移动检测支架；
39.43.外套；
40.44.卡盘本体、441.槽道、442.风琴护罩、443.防尘挡板；
41.45.气缸组件、451.固定销、452.连接气缸、453.导向销、454.侧耳；
42.46.卡爪组件、461.滑动块、462.齿条、463.过桥齿轮、464.卡爪；
43.47.减速机、471.齿轮组、472.主动齿轮、473.从动齿轮、474.调节套、475.第一罩室、476.第二罩室。
具体实施方式
44.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。
45.参考下列附图，对本实用新型进行进一步地说明：
46.一种带有卡爪位移监测功能的双侧卡盘，包括：对称的两个芯部组件41，设置于所述芯部组件41之间的轴承座42，分别设置于所述轴承座42两侧的外套43，通过所述外套43与所述轴承座42固定连接的卡盘本体44，所述外套43与所述芯部组件41之间设有气缸组件45，所述卡盘本体44外侧设有由所述气缸组件45驱动的卡爪组件46；
47.所述轴承座42外设有移动检测支架，所述移动检测支架端部固定有位移传感器6，所述位移传感器6检测所述卡爪组件46开度以及所述轴承座42的位移量。
48.所述芯部组件41包括轴向固定设置的内套411、气密封盘412、密封压盖413以及连接盘414，所述芯部组件41之间通过所述连接盘414固定，所述内套411外侧还设有齿盘415。
49.在上述的一种双侧卡盘4中，对称的芯部组件41的连接盘414 互相连接构成其内撑，轴承座42设置于连接盘414外侧，在实际的实施过程中，轴承座42外侧设置有轴承座42外罩，方便于检修芯部组件41。轴承座42左右两侧分别固定有外套43，外套43设置于内套411之外，并与内套411之间形成环形腔体，该环形腔体内可放置、保护气缸组件45。
50.气缸组件45由外部气源供气以驱动内套411上的齿盘415转动。在实际使用中，齿盘415一般分为外齿盘及内齿盘，分别由两组气缸组件45驱动，以保证卡爪组件46的稳定性，减少检修的麻烦。同时，采用双层的齿盘415设计也方便于分别对相对的两组卡爪464进行控制，使其能夹装更多截面形状的管件。轴承座42套设于内套411之外，为该前卡盘3提供稳定的工作支撑，防止倾倒。
51.在本实施例中，上述的一种带位移监测功能的单侧卡盘中，位移传感器6设置在顶部卡爪464外侧以及右侧卡爪464外侧，当卡爪 464的滑动块461逐步打开时，滑动块461逐渐接近位移传感器6。在实际使用中，当滑块达到最大开度时，位移传感器6将启动信号传输至上位机1中，由上位机1允许轴承座42，即卡盘整体前后移动，并由位移传感器6检测其前后移动位移量，防止其撞击前后障碍物。
52.所述卡盘本体44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。
53.所述轴承座42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42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。
54.芯部组件41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。
55.齿盘415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。
56.气缸组件45包括气缸固定销451、连接气缸452、导向销453以及侧耳454，所述气缸固定销451固定于所述气密封盘412前表面，所述侧耳454通过螺钉固定于所述齿盘415外缘上，所述导向销453 及所述气缸固定销451分别与所述连接气缸452两端铰接。
57.在上述的气缸组件45中，本实施例采用四组气缸组件45，每两组分别对应前述的外齿盘及内齿盘，及侧耳454分别与外齿盘内齿盘相连接。当连接气缸452运动时，由于气缸固定销451固定于气密封盘412上，故而连接气缸452推动前述导向销453运动，由于导向销 453设置于侧耳454上，侧耳454仅可随内外齿盘做圆周运动，故而连接气缸452推动内外齿盘转动。
58.卡盘本体44表面开设有槽道441；所述卡爪组件46包括设置于所述槽道441内且可沿其移动的滑动块461，所述滑动块461侧边设有齿条462，所述卡盘本体44后侧表面设有过桥齿轮463，所述过桥齿轮463一侧与所述齿条462配合，另一侧与所述齿盘415相配合；所述卡爪组件46还包括卡爪464，所述卡爪464与所述滑动块461 固定连接。
59.在上述的卡爪组件46中，过桥齿轮463一侧与齿盘415相啮合，另一侧与滑动块461的齿条462相啮合，其顶端与卡盘本体44通过轴承连接，可自由转动。当前述的气缸组件45驱动齿盘415旋转时，齿盘415带动过桥齿轮463转动，从而驱动齿条462的前后移动，进而带动卡爪464的前后移动。
60.所述卡盘本体44外表面上还设有风琴护罩442，所述风琴护罩442设置于所述卡爪464最大开度的终点的后侧。所述卡爪464与所述滑动块461之间还设有防尘挡板443
61.在实际的使用中，卡爪组件46在远离卡盘轴心一端固定设置有风琴护罩442，风琴护罩442用于防止灰尘落入前卡盘3内。
62.为了达到更好的使用效果，卡爪464两侧设有防尘挡板443，随卡爪464一起移动，工作时，起到防尘作用。
63.所述轴承座42一侧还设有减速机47，所述减速机47包括包括齿轮罩、主动齿轮472、从动齿轮473、调节套474，所述齿轮罩通过螺钉固定设置于所述轴承座42一侧，所述齿轮罩包括一体成型的第一罩室475和第二罩室476，所述第二罩室476设置于所述第一罩室475外缘上，所述从动齿轮473固定设置于所述第一罩室475内，所述从动齿轮473套设于所
述外套43外，所述主动齿轮472设置于所述第二罩室476内，所述主动齿轮472与所述从动齿轮473相啮合，所述主动齿轮472后端与所述调节套474固定连接。所述从动齿轮 473与所述主动齿轮472及从动齿轮473外圈啮合的齿部为斜齿。
64.在上述的减速机47中，减速机47通过直径较小的主动齿轮472 带动直径较大的从动齿轮473从而实现了减速效果。在实际的实施过程中，齿轮罩与轴承座42的连接面上设置有多个螺丝孔，其意义在于：在不同的安装场合下，第二罩室476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47、密封盖板、齿轮罩，另一种则是进行一体式的销售，将卡盘及减速机47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47以满足客户个性化的定制要求。
65.在具体实施过程中，轴承座42后端面上设有个接近开关，分别设置在轴承座42两侧，主动齿轮472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 47时(即分体式销售时)，采用轴承座42上的接近开关工作，当销售时配套有减速机47时(即一体式销售时)，则采用主动齿轮472 后端面上的接近开关。
66.主动齿轮472及从动齿轮473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。
67.从动齿轮473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。
68.在前述的一种带有卡爪位移监测功能的双侧卡盘中，本实施例中还将展示一种利用该双侧卡盘的一种卡盘位移监测系统，包括上位机 1、导轨2、依次设置于所述导轨2上的且可沿导轨2移动的前卡盘3、双侧卡盘4、后卡盘5，所述双侧卡盘4外侧设有与所述上位机1电连接的位移传感器6，所述位移传感器6感应所述双侧卡盘4的开度以及其位移量。所述位移传感器6端部与所述卡爪的后端面垂直，所述位移传感器6采用的是红外传感器或超声传感器。
69.参考图9，本实用新型首先公开了一种卡盘安全系统，其中，上位机1与位移传感器6电连接。位移传感器6设置于双侧卡盘4上，其中位移传感器6一方面检测双侧卡盘4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1禁止前卡盘 3、后卡盘5以及双侧卡盘4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6也实时监测双侧卡盘4的位移量和路径，并将信号实时传送至上位机1并由其作出判断，防止双侧卡盘4撞击前卡盘3或者后卡盘5而导致其损坏。
70.在上述的一种卡盘位移监测系统中，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。