高精度管材夹持旋转装置的制作方法

本实用新型涉及管材加工技术领域，尤其涉及一种高精度管材夹持旋转装置。

背景技术：

在小幅面精密光纤激光切割领域，加工出高精度的圆管产品如开孔、切槽、切花纹等，对激光切割机的夹持旋转装置的运动轨迹要求十分严格，运动轨迹精度主要是靠旋转驱动机构保证的，夹持旋转装置的设计理念、结构特点直接决定了管材的实际切割精度和夹持旋转装置的使用寿命。

现有的夹持旋转装置普遍存在以下不足之处：

1)采用步进电机作为动力源，步进电机的转速有限，速度过快会丢步；通过同步带传动，精度有损耗，如此仅能提供基础精度的管材加工，无法加工更高精度的零件，因为同步带与步进电机的精度决定了最终生产出来的产品精度有限；

2)切割管材的废料容易卡在同步带上；

3)卡盘机构、旋转驱动机构的安装稳定性差，检修周期短；

4)步进电机与卡盘设计在同一侧，操作不方便。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种高精度管材夹持旋转装置，通过其旋转驱动机构可以极大提升控制精度，提升负载能力和旋转精度；同时，安装机架的结构有效增强旋转时装置的稳定性和侧向承载力，增强机械强度。

为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种高精度管材夹持旋转装置，包括防尘套管、安装机架、卡盘机构，以及旋转驱动机构；所述旋转驱动机构包括旋转驱动电机及中空减速机；所述旋转驱动电机与中空减速机分别设于安装机架的两侧，且旋转驱动电机的输出轴穿过安装机架与中空减速机的输入端连接；所述卡盘机构与中空减速机的输出端连接，卡盘机构用于夹持管材，旋转驱动电机用于经中空减速机驱动卡盘机构旋转；所述防尘套管的第一端穿过中空减速机并安装在卡盘机构中部，第二端穿过安装机架延伸至外部。

较佳地，所述安装机架包括基座、垂直设于基座顶部的支架，以及设于基座顶部并用于加固支架的两直角支撑块；所述中空减速机可拆卸式安装在支架一侧，旋转驱动电机设于支架的另一侧，直角支撑块设于旋转驱动电机所在的支架一侧。

较佳地，所述基座长度方向的相对两侧分别设有直线排布的若干调节安装孔。

较佳地，所述旋转驱动电机所在的支架一侧设有防护罩，该防护罩与支架、基座三者围合形成容纳空腔，两直角支撑块及旋转驱动电机内置于该容纳空腔布置；所述防尘套管的第二端穿过防护罩向外延伸布置。

较佳地，所述支架朝向中空减速机的一侧底部两端分别设有一承载凸台，中空减速机的底部两端抵接在承载凸台布置。

较佳地，所述旋转驱动电机采用交流伺服电机。

较佳地，所述卡盘机构包括卡盘，以及用于连接卡盘与中空减速机的转接盘。

较佳地，所述转接盘的两端面分别设有第一圆形凸台、第二圆形凸台；所述中空减速机的端面设有与第一圆形凸台相配合的第一圆形凹槽，卡盘的端面设有与第二圆形凸台相配合的第二圆形凹槽。

较佳地，所述转接盘中部设有螺纹孔，防尘套管的第一端设有与该螺纹孔相配合的外螺纹。

采用上述方案，本实用新型的有益效果是：

1)旋转驱动电机采用交流伺服电机提供旋转动力，极大提升了控制精度；采用中空减速机作为传动，提升了负载能力和旋转精度；

2)直角支撑块的强化设计，增强旋转时装置的稳定性和侧向承载力，增强机械强度；基座上设计两排调节安装孔，可随时适当调节装置的安装位置，也可安装在其他类似设备上使用，极其方便快捷；

3)防尘套管加长外置，有效排除废料卡住内部旋转驱动机构的隐患；旋转驱动电机的外侧，通过防护罩保护起来，防止机械伤害，保证操作的安全性；

4)卡盘、转接盘可根据需求灵活更换，方便夹持各种类型的产品；同时，圆形凸台及圆形凹槽的设计，可实现快速安装，且能达到高度的同心度；

5)旋转驱动电机与卡盘机构布置于支架的两侧，为卡盘机构的夹持提升了大量空间。

附图说明

图1为本实用新型的立体图；

图2为本实用新型省却防护罩的立体图；

图3为本实用新型省却卡盘机构的立体图；

图4为本实用新型的旋转驱动电机与安装机架的立体图；

图5为本实用新型的a-a方向的剖面结构示意图；

其中，附图标识说明：

1—防尘套管，2—安装机架，

3—卡盘机构，4—旋转驱动机构，

5—防护罩，21—基座，

22—支架，23—直角支撑块，

24—调节安装孔，25—承载凸台，

31—卡盘，32—转接盘，

33—第一圆形凸台，34—第二圆形凸台，

41—旋转驱动电机，42—中空减速机。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明。

参照图1至5所示，本实用新型提供一种高精度管材夹持旋转装置，包括防尘套管1、安装机架2、卡盘机构3，以及旋转驱动机构4；所述旋转驱动机构4包括旋转驱动电机41及中空减速机42；所述旋转驱动电机41与中空减速机42分别设于安装机架2的两侧，且旋转驱动电机41的输出轴穿过安装机架2与中空减速机42的输入端连接；所述卡盘机构3与中空减速机42的输出端连接，卡盘机构2用于夹持管材，旋转驱动电机41用于经中空减速机42驱动卡盘机构2旋转；所述防尘套管1的第一端穿过中空减速机42并安装在卡盘机构3中部，第二端穿过安装机架2延伸至外部。

其中，所述安装机架2包括基座21、垂直设于基座21顶部的支架22，以及设于基座21顶部并用于加固支架22的两直角支撑块23；所述中空减速机42可拆卸式安装在支架22一侧，旋转驱动电机41设于支架22的另一侧，直角支撑块23设于旋转驱动电机41所在的支架22一侧。所述基座21长度方向的相对两侧分别设有直线排布的若干调节安装孔24，调节安装孔24设计成圆柱孔，用于调节安装机架2的位置。

所述旋转驱动电机41所在的支架22一侧设有防护罩5，该防护罩5与支架22、基座21三者围合形成容纳空腔，两直角支撑块23及旋转驱动电机41内置于该容纳空腔布置；所述防尘套管1的第二端穿过防护罩5向外延伸布置。旋转驱动电机41的外侧，通过防护罩5保护起来，防止机械伤害。所述支架22朝向中空减速机42的一侧底部两端分别设有一承载凸台25，中空减速机42的底部两端抵接在承载凸台25布置。

所述卡盘机构3包括卡盘31，以及用于连接卡盘31与中空减速机42的转接盘32。卡盘31可采用手动卡盘或气动卡盘，根据实际需求灵活更换。所述转接盘32的两端面分别设有第一圆形凸台33、第二圆形凸台34；所述中空减速机42的端面设有与第一圆形凸台33相配合的第一圆形凹槽，卡盘31的端面设有与第二圆形凸台34相配合的第二圆形凹槽。

转接盘32的端面上设计有第一圆形凸台33、第二圆形凸台34，能保证卡盘31与中空减速机42安装时在不用调整的情况下，达到高度同心度。为了应对多种装夹场合，将转接盘32作为可更换的模块化设计，在不需要重新设计旋转驱动机构4的情况下，只需要针对具体的卡盘31的安装孔位去做转接盘32，即可快速实现各种不同卡盘31与旋转驱动机构4的对接，这种设计极大扩展了产品装夹范围，十分方便。

旋转轴为中空减速机42驱动结构，中空减速机42通过支架22垂直安装在基座21上方，通过四个角的过孔固定在精加工的支架22上，支架22的一侧为了增强机械强度，由两块直角支撑块23支撑，结构稳定，安装分布均衡简洁，在中空减速机42的输入端，安装有交流伺服电机提供旋转原动力，交流伺服电机采用750w大惯量的电机。

所述转接盘32中部设有螺纹孔，可与防尘套管1前端(第一端)的外螺纹对接。在切割管材时产生的废渣，通过防尘套管1从尾部(第二端)排出，不会因为废渣或尘残留在中空减速机42与转接盘32接触处，以及转接盘32与卡盘31接触处，导致旋转轴承的损坏。

一具体实施例中，中空减速机42的内孔设计为75mm，这比之前的同步带传动有非常大的提升，能夹持市面大部分上常规管材。由于中空减速机42有提升扭矩的能力，在不改变外形尺寸的情况下，只要选择合适的减速比，就能针对速度或者负载的侧重点，搭配出合适的高精度管材夹持旋转装置，非常灵活方便，节省成本，中空减速机42内部是密封的齿轮传动机构，比之前的同步带传动稳定性更高，精度更高。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。