一种三维激光切割机的管件工装夹具的制作方法

本实用新型涉及一种工装夹具，特别涉及一种三维激光切割机的管件工装夹具。

背景技术：

三维激光切割机是一种多方位立体切割机，能够对工件实现全自由度的切割。三维激光切割机要配合工装夹具使用，通过夹具将工件夹紧，之后再进行校准才能实现准确切割的功能。

现有的三维激光切割机的工装夹具一般为安装板和夹具，安装板的上表面为平面，安装板上表面上开设有多道互相平行的安装槽，夹具上设置有与安装槽滑动配合滑移部，将工件置于安装板上后，通过多个夹具将工件压紧固定在安装板上。

上述现有技术的不足之处在于，工件固定在安装板上之后便不能发生移动和转动，三维激光切割机只能切割工件的上半部分，下半部分位于三维激光切割机的死角。而需要使用三维切割机在管件的周面上进行切割得到相关产品时，必须在上半部分切割完毕后，再将产品上下翻转再次固定后进行切割，这样就就存在切割效率低下的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种三维激光切割机的管件工装夹具，实现了无需更换工件就能够全面加工管件周面的目的，提高了切割效率。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种三维激光切割机的管件工装夹具，包括基座、基台、步进电机、卡盘和辅助支撑装置，基座和基台放置于地面上，步进电机固定在基台上方，卡盘与基台转动连接且卡盘的回转轴线水平，步进电机带动卡盘转动；基座上设置有两条互相平行的轨道，轨道的延伸方向平行于卡盘的回转轴线，辅助支撑装置包括机架和辅助卡盘，机架下方设置有与轨道配合的移动组件，辅助卡盘与机架转动连接且辅助卡盘的回转轴线与卡盘的回转轴线重合。

通过采用上述技术特征，首先将管件的一端放置在卡盘内，之后再沿轨道移动移动组件，移动组件带动机架和辅助卡盘移动，将管件的另一端插入辅助卡盘内，最后拧紧卡盘和辅助卡盘；此时，在切割的过程中需要管件旋转时，启动步进电机，步进电机带动卡盘旋转，从而带动工件转动，提高了切割效率。

较佳地，移动组件包括底座和四组滑轮，底座的下表面开设有两个互相平行的安装槽，每个安装槽内转动连接有两组滑轮，并且四组滑轮分别与两条轨道配合。

通过采用上述技术特征，当沿轨道推动移动组件时，通过滑轮与轨道的滑动配合，能够大大降低移动组件与轨道之间的摩擦力，便于移动组件相对轨道移动。

较佳地，轨道截面的上端呈正置的三角形，滑轮的轮面上开设有与轨道上端配合的轮槽。

通过采用上述技术特征，经过滑轮的轮槽与轨道配合，能够防止滑轮脱离轨道。

较佳地，底座上设置有用于相对固定底座和基座的止动组件。

通过采用上述技术特征，通过止动组件能够在管件被夹紧后相对固定底座和基座，避免移动组件相对轨道移动。

较佳地，止动组件包括呈L型的固定块以及紧定螺栓，固定块固定设置在底座的一端端面上，紧定螺栓与固定块螺纹连接并且紧定螺栓能够穿过固定块与基座抵接。

通过采用上述技术特征，拧紧紧定螺栓使紧定螺栓与基座抵接，通过紧定螺栓与基座的摩擦力使止动组件与基座相对固定，从而保证移动组件与基座相对固定。

较佳地，机架包括固定架和调节架，固定架固定在底座上，调节架包括一体设置的水平板和竖直板；辅助卡盘转动连接在竖直板上，水平板上开设有至少四个长圆孔，长圆孔的拉伸方向垂直于轨道，水平板通过穿过长圆孔的螺栓与固定架固接。

通过采用上述技术特征，松动水平板与固定架之间的连接螺栓，由于螺栓能够改变在长圆孔内的位置，因此水平板与固定架之间能够在垂直于轨道的方向上移动一段位置，从而调整连接在竖直板上的辅助卡盘的位置，以保证辅助卡盘与卡盘的同轴度。

较佳地，固定架沿垂直于轨道的两端处的上表面分别固接有定位块，定位块上螺纹连接有抵紧螺栓，抵紧螺栓穿过定位块与水平板抵接。

通过采用上述技术特征，当辅助卡盘位置调整好之后，拧紧抵紧螺栓，使两个抵紧螺栓分别抵接水平板的两端，从而进一步固定水平板与固定架，防止水平板相对固定架发生移动。

较佳地，固定架的上表面沿垂直于轨道的方向上开设有定位槽，水平板位于定位槽内并与定位槽配合。

通过采用上述技术特征，将水平板置于定位槽内之后，水平板在定位槽的阻挡下不会沿轨道的方向移动，只能沿定位槽的开设方向移动，能够进一步防止水平板与固定架之间产生相对移动。

综上所述，本实用新型具有以下技术效果：通过转动连接在基台上的卡盘以及辅助支撑装置上的辅助卡盘，能够将管件的两端分别夹紧，当需要加工工件下半部分时转动管件即可，实现了无需更换工件就能够全面加工管件周面的目的，提高了切割效率。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是突出辅助支撑装置的局部示意图。

图中，1、基座；11、轨道；2、基台；3、步进电机；4、卡盘；5、辅助支撑装置；51、机架；511、固定架；5111、定位块；5112、抵紧螺栓；5113、定位槽；512、调节架；5121、水平板；5122、竖直板；5123、长圆孔；513、螺栓；52、辅助卡盘；53、移动组件；531、底座；532、滑轮；6、止动组件；61、固定块；62、紧定螺栓；9、管件。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“底面”和“顶面”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1所示，一种三维激光切割机的管件工装夹具，包括基座1、基台2、步进电机3、卡盘4和辅助支撑装置5，基座1和基台2放置于地面上，步进电机3固定在基台2上方，卡盘4与基台2转动连接且卡盘4的回转轴线水平，步进电机3能够带动卡盘4转动，辅助支撑装置5设置在基座1上方。安装管件9时，将管件9的一端置于卡盘4内，另一端置于辅助支撑装置5上，之后通过卡盘4卡紧管件9，对管件9进行加工；当管件9的上半部分加工完毕后，启动步进电机3，步进电机3转动会带动卡盘4转动，卡盘4转动会带动管件9回转，使管件9原来的下半部分转动至上半部分，从而对管件9进行连续加工，提高了加工效率。

如图1和图2所示，辅助支撑装置5包括机架51、辅助卡盘52和移动组件53，基座1上设置有两条互相平行的轨道11，移动组件53与轨道11滑动配合，机架51固定在移动组件53的上方，辅助卡盘52与机架51转动连接且辅助卡盘52 的回转轴线与卡盘4的回转轴线重合。这样，固定管件9时，管件9远离卡盘4的一端置于辅助卡盘52内并通过辅助卡盘52夹紧，由于辅助卡盘52与卡盘4的回转轴线重合，因此能够保证管件9转动时不会发生扭转变形。

移动组件53与轨道11采用滑动配合时摩擦力较大，不利于推动移动组件53移动，因此可以将移动组件53与轨道11之间转换成滚动摩擦。如图2所示，移动组件53包括底座531和四组滑轮532，底座531的下表面开设有两个互相平行的安装槽（图中未示出），每个安装槽内转动连接有两组滑轮532，并且四组滑轮532分别与两条轨道11配合。这样，通过滑轮532与轨道11的滚动配合，能够大大降低移动组件53与轨道11之间的摩擦力。

另外，如图2所示，可以将轨道11截面的上端加工成正置的三角形，滑轮532的轮面上开设有与轨道11上端配合的轮槽，通过滑轮532的轮槽与轨道11上端的配合，轨道11能够对滑轮532提供一个垂直于轨道11延伸方向的力，这个力能够阻止滑轮532脱离轨道11。

为保证管件9被夹紧后辅助支撑装置5不会相对基座1再发生相对移动，以免影响管件9的加工，如图2所示，底座531上可设置用于相对固定底座531和基座1的止动组件6，止动组件6的结构有很多种，以能够实现相对固定底座531和基座1为准。

以下简单列举了止动组件6的一种形式。如图2所示，止动组件6包括呈L型的固定块61以及紧定螺栓62，固定块61固定设置在底座531的一端端面上，紧定螺栓62与固定块61螺纹连接并且紧定螺栓62能够穿过固定块61与基座1抵接。当拧紧紧定螺栓62使紧定螺栓62与基座1抵接时，通过紧定螺栓62与基座1支架间的摩擦力，能够相对固定紧定螺栓62和基座1，即移动组件53相对基座1固定。

当将辅助支撑装置5置于基座1上的过程中，首先需要将移动组件53中的滑轮532放置于轨道11上方并且与轨道11滚动配合，由于滑轮532与轨道11之间的配合存在间隙，每次移动完移动组件53后辅助卡盘52与卡盘4的同轴度都需要进行调整，为了便于调整辅助卡盘52与卡盘4的同轴度，可以对机架51的结构进行改进。如图2所示，机架51包括固定架511和调节架512，固定架511固定在底座531上，调节架512包括一体设置的水平板5121和竖直板5122；辅助卡盘52转动连接在竖直板5122上，水平板5121上开设有至少四个长圆孔5123，长圆孔5123的拉伸方向垂直于轨道11，水平板5121通过穿过长圆孔5123的螺栓513与固定架511固接。松动水平板5121与固定架511之间的连接螺栓513，由于螺栓513能够改变在长圆孔5123内的位置，因此水平板5121与固定架511之间能够在垂直于轨道11的方向上移动一段位置，从而调整连接在竖直板5122上的辅助卡盘52的位置，以保证辅助卡盘52与卡盘4的同轴度。

由于管件9自身重力以及卡盘4与辅助卡盘52同轴度等因素的影响，管件9在转动的过程中会产生轻微的晃动，如调节架512与固定架511之间固定不紧密的话会使调节架512相对固定架511产生相对移动，这样会导致卡盘4与辅助卡盘52的同轴度降低，管件9得到晃动更大，因此要加强固定架511与调节架512的固定强度。

如图2所示，固定架511沿垂直于轨道11的两端处的上表面分别固接有定位块5111，定位块5111上螺纹连接有抵紧螺栓5112，抵紧螺栓5112穿过定位块5111与水平板5121抵接。当辅助卡盘52位置调整好之后，拧紧抵紧螺栓5112，使两个抵紧螺栓5112分别抵接水平板5121的两端，从而进一步固定水平板5121与固定架511，防止水平板5121相对固定架511发生移动。

如图2所示，固定架511的上表面沿垂直于轨道11的方向上开设有定位槽5113，水平板5121位于定位槽5113内并与定位槽5113配合。将水平板5121置于定位槽5113内之后，水平板5121在定位槽5113的阻挡下不会沿轨道11的延伸方向移动，只能沿定位槽5113的开设方向移动，能够进一步防止水平板5121与固定架511之间产生相对移动。

本实用新型的工作过程为：

首先将管件9的一端置于卡盘4内，之后将管件9的另一端置于辅助卡盘52内，通过调整调节架512的水平板5121在固定架511上表面上的位置，调整辅助卡盘52与卡盘4的同轴度，之后通过卡盘4和辅助卡盘52固定管件9，对管件9进行加工；随着三维激光切割机对管件9的上半部分加工完毕后，启动步进电机3，步进电机3带动卡盘4转动，卡盘4转动带动管件9转动，使管件9的未加工部分置于管件9的上部分，三维激光切割机对管件9继续进行加工。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，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，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。