一种激光方管切割机的中心架的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种管材激光加工用的中心架，用于支撑装夹方形管材工件，并且随主轴电机同步转动，其主要包括四个机构部分：同步夹紧支撑机构、同步旋转控制机构、中空中心架结构、管材轴向移动机构，上述四个机构互相配合实现对方形管材进行高精度，高准确性，高稳定性的夹紧与支撑，并轴向进给激光加工。通过同步夹紧支撑机构，可以实现精确地同步装夹与支撑工件的动作；同时利用同步旋转控制机构，可以实现旋转电机带动卡爪及被夹紧工件同步旋转。通过中空中心架结构，并配合管材轴向移动机构，可以完成方形管材轴向移动加工。通过本发明，中心架可以实现对方形管材工件精确地装夹与支撑，随主轴电机同步转动，并且是可以进行轴向移动加工，从而提高了加工范围，加工效率与加工精度。
【专利说明】 一种激光方管切割机的中心架
【技术领域】
[0001]本发明属于激光方管切割机设备【技术领域】，涉及一种用于激光方管切割机的中心架，尤其是涉及一些方形管材类加工夹持的中心架结构。
【背景技术】
[0002]在机械加工和激光加工中，都会有装夹固定工件的步骤，中心架是在加工中径向支承旋转工件的辅助装置。传统的中心架一般采用三点定圆的原理对轴状工件进行装夹与支撑，但是对方形管状的工件就无能为力了。对于方形管状工件的装夹一直没有明确而有效的方案，导致加工范围局限于轴类工件。而且在加工过程中，传统的中心架结构与工件无相对轴向移动，这样就无法配合激光头或机械刀头进行高精度，高准确性，高稳定性的轴向进给加工。另外，现在一般中心架很难保证与主轴箱精准的同步运动(即同方向，同速度)，从而导致加工精度不高，加工效率过低。
【发明内容】
[0003]针对现有技术的缺陷和技术需求，本发明的目的在于提供一种方形管状加工用中心架。通过对中心卡爪，同步夹紧机构，中空中心架结构，同步旋转机构的设计，实现高速，高效，高精度自动同步夹紧支撑方管激光加工的中心架。
[0004]为实现上述目的，所采用的技术方案如下:
[0005]一种用于激光方管切割机的中心架，主要包括四个机构部分:同步夹紧支撑机构、同步旋转控制机构、中空中心架结构、管材轴向移动机构；
[0006]所述中空中心架机构包括:中空前圆形盖板，中空后圆形盖板，通过圆柱导轨固连的中空内、外圆盘，中空旋转圆盘，中空主轴，外轴套、内轴套以及齿轮，其中所述外轴套与齿轮采用螺栓连接，用以传递旋转运动，所述内轴套与后圆形盖板用螺栓固定连接，所述内、外轴套通过2个轴承连接；
[0007]所述的同步夹紧支撑机构，包括:均匀分布在前圆形盖板上的四个带滚轮的卡爪；四个气缸，每个气缸控制一个卡爪，并且每两个配对，在中心架上下各安装一对，分别控制水平和垂直的两对卡爪，通过四个气缸同时动作、圆柱导轨定位固连以及由轴向齿条、第二齿轮、第三齿轮、以及水平齿条组成的齿轮齿条传动机构，同步控制水平和垂直的两对带滚轮的卡爪，实现上下或水平一对卡爪同时夹紧或松开；
[0008]所述的同步旋转控制机构由旋转伺服电机、内、外轴套、轴承套、滚珠轴承、包括第一齿轮、齿轮、过渡齿轮的多级齿轮传动机构、圆柱导轨、前圆形盖板、后圆形盖板、中空主轴、旋转圆盘、固定在内、外圆盘上的齿轮齿条传动机构，以及带滚轮的卡爪，所述齿轮齿条传动机构由所述轴向齿条、所述第二齿轮、所述第三齿轮、以及所述水平齿条构成；所述内外轴套安装在所述中空主轴上，中空主轴用于管材的放置，第一齿轮通过过渡轮与旋转伺服电机间接相连，并和安装在内外轴套上的齿轮啮合，外圆盘通过圆柱导轨与内圆盘定位固连，圆柱导轨一端固定在齿轮上，另一端固定在旋转圆盘以及前圆形盖板上，从而实现旋转伺服电机带动卡爪同步旋转，所述管材轴向移动机构，主要由四个卡爪上面的滚轮实现。
[0009]本发明的技术方案的有益效果有:
[0010]中空结构的中心架保证管材可以穿过中心架，以便加工细长形工件。伺服电机和多级齿轮传动机构可以保证中心架与主轴电机同步运动(同方向，同速度运动)。四个气缸与四个均匀分布在圆周上的带滚轮的卡爪，在齿轮齿条传动机构的作用下，可以完成精确地装夹与支撑工件的动作，并且实现轴向运动。
[0011]通过同步夹紧支撑机构，实现精确地同步装夹与支撑工件的动作。同时利用同步旋转控制机构，实现旋转电机带动卡爪及被夹紧工件同步旋转。中空中心架结构，配合管材轴向移动机构，完成方形管材轴向移动加工。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]为了更清楚地说明本发明实施例及技术方案，下面将对该发明实例及技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0013]图1是本发明中心架的总体主视图；
[0014]图2是图1所示中心架沿着轴向中心水平方向所获得的剖面俯视图。
[0015]在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中:
[0016]I 一气缸2—气缸推杆3—第一齿轮4 一外圆盘5 —内圆盘6—轴向齿条7—第二齿轮8 一第二齿轮9 一水平齿条10 —旋转圆盘11 一前圆形盖板12 —卡爪13 —滚轮14 一外轴套15 —外壳16 —滚珠轴承17 —内轴套18 —后圆形盖板19 一中空主轴20 —齿轮21 —旋转伺服电机22 —过渡齿轮23 —圆柱导轨
【具体实施方式】
[0017]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0018]如图1-2所示，本发明的中心架包括四个主要机构:同步夹紧支撑机构，同步旋转控制机构，中空中心架结构和管材轴向移动机构。其中，同步夹紧支撑机构为:均匀分布在前圆形盖板11上的四个带滚轮13的卡爪12 ;均匀分布在后圆形盖板18上的四个气缸1，每个气缸控制一个卡爪，并且每2个配对，在中心架上下各安装一对，分别控制水平和垂直的2对卡爪。通过发送抓夹控制信号，四个气缸I接到控制信号后，同时使气缸推杆2推动外圆盘4动作，在圆柱导轨23定位固连下，将外圆盘4与内圆盘5固连，外圆盘4带动内圆盘5动作，内圆盘5与齿条6用螺栓固连，从而齿轮齿条传动机构(由轴向齿条6、第二齿轮
7、第三齿轮8、以及水平齿条9组成)运动，同步控制水平和垂直的两对带滚轮的卡爪，实现上下或水平一对卡爪同时夹紧或松开。
[0019]所述的同步旋转控制机构:由旋转伺服电机21、内外轴套14、17、轴承套、滚珠轴承16、多级齿轮传动机构(包括第一齿轮3、齿轮20、过渡齿轮22)、前后圆形盖板11、18、中空主轴19、旋转圆盘10、外圆盘4通过圆柱导轨23与内圆盘5定位固连，固定在内圆盘5上的双边齿轮齿条机构(轴向齿条6、第二齿轮7、第三齿轮8、以及水平齿条9)，以及带滚轮的卡爪12。内外轴套14、17安装在中空主轴19上，中空主轴19用于管材的放置，第一齿轮3通过过渡轮22与旋转伺服电机21间接相连，并和安装在内外轴套14、17上的齿轮20啮合，圆柱导轨一端固定在齿轮20上，另一端固定在旋转圆盘10以及前圆形盖板11上，从而实现旋转伺服电机21带动卡爪12同步旋转。
[0020]所述中空中心架机构包括:中空前圆形盖板11，中空后圆形盖板18，通过圆柱导轨23固连的中空内、外圆盘4、5，中空旋转圆盘10，中空主轴19，外轴套14、内轴套17以及齿轮20，其中所述外轴套14与齿轮20采用螺栓连接，用以传递旋转运动，所述内轴套17与后圆形盖板18用螺栓固定连接，所述内、外轴套通过2个轴承连接；
[0021]中空结构可以使方形管材穿过中心架，配合管材轴向移动机构，实现轴向移动加工。
[0022]所述管材轴向移动机构:主要包括四个卡爪12上面的滚轮13，分布在圆周上的四个滚轮可以稳定、精确地固定夹紧支撑方形管材，并且在主轴箱电机的配合下实现轴向运动。
[0023]上述四个机构互相配合实现对方形管材进行高精度，高准确性，高稳定性的夹紧与支撑，并轴向进给激光加工。通过同步夹紧支撑机构，可以实现精确地同步装夹与支撑工件的动作。同时利用同步旋转控制机构，可以实现旋转电机带动卡爪及被夹紧工件同步旋转。通过中空中心架结构，并配合管材轴向移动机构，可以完成方形管材轴向移动加工。
[0024]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明保护的范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种用于激光方管切割机的中心架，其特征在于，其包括同步夹紧支撑机构、同步旋转控制机构、中空中心架结构和管材轴向移动机构；其中， 所述中空中心架机构包括:中空前圆形盖板(11)，中空后圆形盖板(18)，通过圆柱导轨(23)固连的中空内、外圆盘(4、5)，中空旋转圆盘(10)，中空主轴(19)，外轴套(14)，内轴套(17)以及齿轮(20)，其中所述外轴套(14)与所述齿轮(20)采用螺栓连接，用以传递旋转运动，所述内轴套(17)与后圆形盖板(18)用螺栓固定连接，所述内、外轴套通过2个轴承连接; 所述同步夹紧支撑机构包括:均匀分布在所述前圆形盖板(11)上的四个带滚轮(13)的卡爪(12);四个气缸(I )，每个气缸控制一个卡爪，并且每两个配对，在中心架上下各安装一对，分别控制水平和垂直的两对卡爪，通过四个气缸同时动作、圆柱导轨定位固连以及由轴向齿条(6)、第二齿轮(7)、第三齿轮(8)、以及水平齿条(9)组成的齿轮齿条传动机构，同步控制水平和垂直的两对带滚轮的卡爪，实现上下或水平一对卡爪同时夹紧或松开； 所述的同步旋转控制机构包括旋转伺服电机(21)、内、外轴套(14、17)、轴承套、滚珠轴承(16)、包括第一齿轮(3)、齿轮(20)、过渡齿轮(22)的多级齿轮传动机构、圆柱导轨、前圆形盖板(11)、后圆形盖板(18)、中空主轴(19)、旋转圆盘(10)、固定在内圆盘(5)上的双边齿轮齿条机构以及带滚轮的卡爪(12)，所述齿轮齿条传动机构由所述轴向齿条(6)、所述第二齿轮(7)、所述第三齿轮(8)、以及所述水平齿条(9)构成；所述内外轴套(14、17)安装在所述中空主轴(19)上，中空主轴(19)用于管材的放置，第一齿轮(3)通过过渡齿轮(22)与所述旋转伺服电机(21)间接相连，并和安装在所述内、外轴套(14、17)上的所述齿轮(20)哨合,外圆盘(4)通过圆柱导轨(23)与内圆盘(5)定位固连，圆柱导轨一端固定在所述齿轮(20)上，另一端固定在所述旋转圆盘(10)以及前圆形盖板(11)上，从而实现所述旋转伺服电机(21)带动所述卡爪(12)同步旋转； 所述管材轴向移动机构，包括所述四个卡爪(12)上的滚轮(13)。
【文档编号】B23K26/70GK103659006SQ201310616350
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年11月27日 优先权日:2013年11月27日
【发明者】邵新宇, 李斌, 郭平华, 段正澄, 黄禹, 王征, 张雅飞, 王玉姣, 范大鹏, 张臻, 李建 申请人:武汉法利莱切割系统工程有限责任公司, 华中科技大学