一种用于激光切管机的卡盘装置的制作方法

1.本发明涉及激光切割机技术领域，具体地说是一种用于激光切管机的卡盘装置。


背景技术：

2.现有技术中，激光切管机通常都是对管件两端进行固定，再采用激光切割执行机构对管件侧壁进行切割作业，这种固定方式仅适用于对管件中段的切割加工，当需要对管件端部进行加工时，就需要让管件端部脱离固定装置，这时管件不能固定也难以加工，所以现有技术中的管件固定方式难以满足对管件端部的加工要求。


技术实现要素：

3.本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种用于激光切管机的卡盘装置，以解决激光切管机难以加工管件端部的问题。
4.本发明的目的是通过以下技术方案解决的：一种用于激光切管机的卡盘装置，其特征在于：该卡盘装置包括卡盘机架，在卡盘机架的卡盘导轨上滑动连接有动卡盘和空心卡盘且在卡盘导轨的一端外侧设有固定在卡盘机架上的定卡盘，动卡盘和定卡盘位于空心卡盘的两侧，动卡盘能够向空心卡盘送料且能够将加工完成的管件抽出空心卡盘，动卡盘向空心卡盘送料时、动卡盘和定卡盘相互配合能够准确定位管件在空心卡盘上的位置，空心卡盘能够固定管件且能够带动管件旋转进行加工。
5.所述动卡盘的旁侧设有能够与其联动的动卡盘驱动机构，动卡盘和动卡盘驱动机构皆固定设置在动卡盘滑板上、且动卡盘滑板通过滑块与卡盘导轨滑动连接，动卡盘驱动机构的输出端齿轮与卡盘导轨之间设置的导向齿条啮合相连，动卡盘驱动机构的输出端齿轮通过正反转动驱动动卡盘滑板带动动卡盘和动卡盘驱动机构沿卡盘导轨的设置方向往返线性滑动。
6.所述空心卡盘的旁侧设有能够与其联动的空心卡盘驱动机构，空心卡盘和空心卡盘驱动机构皆固定设置在空心卡盘滑板上、且空心卡盘滑板通过滑块与卡盘导轨滑动连接，空心卡盘驱动机构的输出端齿轮与卡盘导轨之间设置的导向齿条啮合相连，空心卡盘驱动机构的输出端齿轮通过正反转动驱动空心卡盘滑板带动空心卡盘和空心卡盘驱动机构沿卡盘导轨的设置方向往返线性滑动。
7.所述的空心卡盘包括空心卡盘底座、主动转盘，所述的空心卡盘底座固定设置在空心卡盘滑板上、且空心卡盘滑板通过滑块与卡盘导轨滑动连接，空心卡盘滑板通过空心卡盘底座带动主动转盘沿卡盘导轨的设置方向往返线性滑动；所述主动转盘的端面上设有围绕中空孔的管件定位机构，主动转盘与空心卡盘底座通过滚柱轴承连接，滚柱轴承的轴承内圈与空心卡盘底座固定连接、滚柱轴承的轴承外圈与主动转盘固定连接（一般采用螺栓固定连接），设置在空心卡盘底座内的转盘驱动机构的减速机输出端齿轮与轴承外圈圆周面上的齿轮啮合、以驱动轴承外圈带动主动转盘旋转。
8.所述的管件定位机构包括至少三个防滑卡爪，防滑卡爪环绕主动转盘的中空孔设置且防滑卡爪的前端设有防滑卡头或仿形块卡头，以更好的夹持固定管件。
9.所述的防滑卡爪包括固定卡爪和/或调节卡爪，固定卡爪通过卡爪固定块与主动转盘固定连接、调节卡爪通过卡爪滑块与主动转盘滑动连接，设置在卡爪气缸前端的调节卡爪能够沿主动转盘的径向在卡爪滑块限定的范围内移动、以适应不同管径管材的固定。
10.所述的空心卡盘还包括从动转盘，从动转盘的中心孔通过连接筒固定连接主动转盘的中心孔，主动转盘通过连接筒带动从动转盘同步旋转；所述从动转盘远离主动转盘的端面上设有围绕中空孔的管件辅助定位机构，管件辅助定位机构包括至少三个防滑卡爪，防滑卡爪环绕从动转盘的中空孔设置且防滑卡爪的前端设有滑轮卡头、以便于管件送料或退料时能更好的滑动且能够起到辅助夹持的作用。
11.所述的动卡盘包括动卡盘底座、送料组件、退料组件，动卡盘底座固定安装在动卡盘滑板上、且动卡盘滑板通过滑块与卡盘导轨滑动连接，动卡盘滑板在动卡盘驱动机构的驱动作用下能够带动动卡盘底座沿卡盘导轨往返运行；所述的送料组件能够向空心卡盘送料、所述的退料组件能够将加工完成的管件抽出空心卡盘。
12.所述的送料组件设置在动卡盘与空心卡盘相对的一侧，送料组件包括相对设置的送料夹持头，送料夹持头能够在对应气缸的带动下做开合运动、对管件的一端部进行夹持或放开，送料组件将管件的端部夹持后，动卡盘带动送料组件往靠近空心卡盘的方向运行，使管件的另一端穿过空心卡盘的中空孔至设定位置、完成送料。
13.所述的退料组件包括退料支架和退料夹持头，退料支架的一端与动卡盘固定连接且退料支架与动卡盘的端面垂直，退料支架的另一端设置有相对设置的退料夹持头，退料夹持头在相应气缸的带动下做开合运动、将管件的一端夹持或放开，退料组件将管件的端部夹持后，动卡盘带动退料组件往远离空心卡盘的方向运行，使管件的另一端从空心卡盘的中空孔退出至设定位置，完成退料。
14.所述的动卡盘上设有位于送料夹持头之间的动卡盘定位块和动卡盘定位推杆，动卡盘定位推杆设置在动卡盘推杆气缸的输出端、使得动卡盘定位推杆能够相对动卡盘底座伸缩；所述定卡盘的定卡盘底座上设有定卡盘定位块和定卡盘定位推杆，定卡盘定位推杆设置在定卡盘推杆气缸的输出端、使得定卡盘定位推杆能够相对定卡盘底座伸缩，该定卡盘定位块用于和动卡盘定位推杆配合定位、定卡盘定位推杆用于和动卡盘定位块配合定位。
15.本发明相比现有技术有如下优点：本发明的卡盘装置通过动卡盘、空心卡盘和定卡盘的配套使用，实现了空心卡盘对管件的精准定位固定，空心卡盘固定管件的中部，使管件两端完全脱离固定装置，激光切割执行机构可以对管件端部进行切割作业，解决了现有技术中难以对管件端部进行加工的问题。
附图说明
16.附图1为本发明的用于激光切管机的卡盘装置的结构示意图；附图2为本发明的动卡盘轴测图；附图3为本发明的空心卡盘轴测图；
附图4为本发明的主动转盘与空心卡盘底座连接关系图；附图5为本发明的空心卡盘右视图；附图6为本发明的空心卡盘左视图；附图7为本发明的定卡盘轴测图。
17.其中：1—动卡盘；10—动卡盘驱动机构；11—动卡盘底座；12—送料组件；121—送料夹持头；122—动卡盘定位块；123—动卡盘定位推杆；1231—动卡盘推杆气缸；13—退料组件；131—退料支架；132—退料夹持头；14—动卡盘滑板；2—空心卡盘；20—空心卡盘驱动机构；21—空心卡盘底座；210—转盘驱动机构；211—主动转盘；212—从动转盘；213—连接筒；214—固定卡爪；2141—卡爪固定块；215—调节卡爪；2151-卡爪滑块；216—防滑卡头；217—仿形块卡头；218—滑轮卡头；219—空心卡盘滑板；22—轴承内圈；23—轴承外圈；3—定卡盘；31—定卡盘底座； 311—定卡盘定位块；312—定卡盘定位推杆；3121—定卡盘推杆气缸；4—卡盘机架；41—卡盘导轨；42—导向齿条。
具体实施方式
18.下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。
19.如图1-7所示：一种用于激光切管机的卡盘装置，该卡盘装置包括卡盘机架4，在卡盘机架4的卡盘导轨41上滑动连接有动卡盘1和空心卡盘2且在卡盘导轨41的一端外侧设有固定在卡盘机架4上的定卡盘3，动卡盘1和定卡盘3位于空心卡盘2的两侧，动卡盘21能够向空心卡盘22送料且能够将加工完成的管件抽出空心卡盘2，动卡盘21向空心卡盘22送料时、动卡盘1和定卡盘3相互配合能够准确定位管件在空心卡盘2上的位置，空心卡盘2能够固定管件且能够带动管件旋转进行加工。在动卡盘1的旁侧设有能够与其联动的动卡盘驱动机构10，动卡盘1和动卡盘驱动机构10皆固定设置在动卡盘滑板14上、且动卡盘滑板14通过滑块与卡盘导轨41滑动连接，动卡盘驱动机构10的输出端齿轮与卡盘导轨41之间设置的导向齿条42啮合相连，动卡盘驱动机构10的输出端齿轮通过正反转动驱动动卡盘滑板14带动动卡盘1和动卡盘驱动机构10沿卡盘导轨41的设置方向往返线性滑动；在空心卡盘2的旁侧设有能够与其联动的空心卡盘驱动机构20，空心卡盘2和空心卡盘驱动机构20皆固定设置在空心卡盘滑板219上、且空心卡盘滑板219通过滑块与卡盘导轨41滑动连接，空心卡盘驱动机构20的输出端齿轮与卡盘导轨41之间设置的导向齿条42啮合相连，空心卡盘驱动机构20的输出端齿轮通过正反转动驱动空心卡盘滑板219带动空心卡盘2和空心卡盘驱动机构20沿卡盘导轨41的设置方向往返线性滑动。
20.如图2所示：动卡盘1包括动卡盘底座11、送料组件12和退料组件13，动卡盘底座11固定设置在动卡盘滑板14上、且动卡盘滑板14通过滑块与卡盘导轨41滑动连接，动卡盘滑板14在动卡盘驱动机构20的驱动作用下可以带动动卡盘底座11沿卡盘导轨41直线往返运行。送料组件12设置在动卡盘1上与空心卡盘2相对的一侧，送料组件12包括两个相对设置的送料夹持头121，两个送料夹持头121在相应气缸的带动下可以做开合运动、对管件的端部进行夹持或放开，送料组件12将管件的端部夹持后，动卡盘1推动送料组件12往空心卡盘2方向运行，使管件的另一端穿过空心卡盘2的中空孔至设定位置，完成送料；退料组件13通过长条状的退料支架131与动卡盘1固定连接且退料支架131与动卡盘1的端面垂直，退料支架131端部设置有两个相对设置的退料夹持头132，两个退料夹持头132在相应气缸的带动
下可以做开合运动、将管件的一端夹持或放开，退料组件13将管件的端部夹持后，动卡盘1带动送料组件13往远离空心卡盘2的方向运行，使管件的另一端从空心卡盘2的中空孔退出来，完成退料。
21.如图3-6所示：空心卡盘2包括空心卡盘底座21、转盘组件和转盘驱动机构210，其中空心卡盘底座21固定设置在空心卡盘滑板219上、且空心卡盘滑板219通过滑块与卡盘导轨41滑动连接，空心卡盘滑板219可以通过空心卡盘底座21带动转盘组件沿卡盘导轨41直线往返运行；转盘组件包括主动转盘211和从动转盘212，卡盘底座21的主体部分以及主动转盘211和从动转盘212均为盘状圆环；转盘驱动机构210包括驱动电机和减速机。主动转盘211与卡盘底座21通过滚柱轴承连接，滚柱轴承的轴承内圈22的圆环侧面与空心卡盘底座21的内侧圆环侧面通过螺栓固定连接、滚柱轴承的轴承外圈23的圆环侧面与主动转盘211的圆环侧面外缘通过螺栓固定连接，滚柱轴承的轴承外圈23为齿轮结构，转盘驱动机构210（安装位置如图4中的下方圆形通孔位置）的减速机输出端齿轮与轴承外圈23圆周面上的齿轮啮合、以驱动轴承外圈23带动主动转盘211旋转；从动转盘212与主动转盘211通过连接筒213固定连接，主动转盘211通过连接筒213带动从动转盘212同步旋转。
22.如图3、6所示：主动转盘211上设置有四个卡爪，四个卡爪分为上下、左右两组，每组两个卡爪相对设置，每组中都有一个固定卡爪214和一个调节卡爪215，固定卡爪214通过卡爪固定块2141与主动转盘211固定连接、调节卡爪215通过卡爪滑块2151与主动转盘211滑动连接，调节卡爪215可以沿主动转盘211的径向在卡爪滑块限定的范围内移动，以适应不同管径管材的固定，调节卡爪215的滑动和固定由气缸控制。进一步的，卡爪端部可以设置防滑卡头216或仿形块217，以更好的夹持固定管件。
23.如图3、5所示：从动转盘212上的卡爪设置方式与主动转盘相似，从动转盘212上设置有四个卡爪，四个卡爪分为上下、左右两组，每组两个卡爪相对设置，每组中都有一个固定卡爪214和一个调节卡爪215，固定卡爪214通过卡爪固定块2141与从动转盘212固定连接、调节卡爪215通过卡爪滑块2151与从动转盘212滑动连接，调节卡爪215可以沿从动转盘212的径向在卡爪滑块限定的范围内移动，以适应不同管径管材的固定，调节卡爪215的滑动和固定由气缸控制。不同的部分主要在于卡爪端部的卡头，从动转盘212上的卡爪的卡头为滑轮卡头218，以便于在管件送料或退料时能更好的滑动，减少卡头和管件之间的摩擦，使送料和退料更顺畅，同时滑轮卡头218在卡爪夹紧时也能起到辅助夹持的作用。
24.如图1、2、7所示，定卡盘3设置在机床的一端与机床本体固定连接，定卡盘3包括定卡盘底座31。进一步的，在动卡盘1和定卡盘3上还设置有定位装置，定位装置包括定位块和定位推杆，定位推杆在气缸的带动下可以沿管件轴向运行一小段距离，作用是推动管件使其另一端抵触到对方定位块的定位面上。具体如下：在动卡盘送料组件12的两个送料夹持头121之间设置有一个动卡盘定位块122和动卡盘定位推杆123，在定卡盘底座31上也对应设置有同样的定卡盘定位块311和定卡盘定位推杆312，动卡盘1和定卡盘3上的定位块及定位推杆两两相对配合使用，即动卡盘1上的动卡盘定位块122与定卡盘3上的定卡盘定位推杆312配合使用、定卡盘3上的定卡盘定位块311与动卡盘1上的动卡盘定位推杆123配合使用，具体定位过程如下：（1）当选择用定卡盘3上的定卡盘定位块311作为定位基准时，动卡盘1将管件往定卡盘3方向推送，管件穿过空心卡盘2逐步接近定卡盘3，当靠近定卡盘3一端的管件端部与
定卡盘定位块311之间的距离小于动卡盘定位推杆123的最大行程时，动卡盘1的推送停止，随之启动动卡盘1上的动卡盘定位推杆123，将管件进一步推向定卡盘定位块311，当管件端部抵触到定卡盘定位块311的定位面时、动卡盘定位推杆123停止运行，管件定位完成。
25.（2）当选择用动卡盘1上的动卡盘定位块122作为定位基准时，动卡盘1将管件往定卡盘3方向推送，管件穿过空心卡盘2逐步接近定卡盘3，当靠近定卡盘3一端的管件端部与定卡盘定位块311之间的距离小于定卡盘定位推杆312的最大行程时，动卡盘1的推送停止，随之启动定卡盘3上的定卡盘定位推杆312，将管件进一步推向动卡盘定位块122，当管件端部抵触到动卡盘定位块122的定位面时、定卡盘定位推杆312停止运行，管件定位完成。
26.上述两种定位方式选择其一即可，不需要同时采用两种方式定位。
27.本发明提供的用于激光切管机的卡盘装置使用时，运行步骤如下：管件送料：两个送料夹持头121在相应气缸的带动下可以做开合运动、对管件的端部进行夹持，送料组件12将管件的端部夹持后，动卡盘1推动送料组件12往空心卡盘2方向运行，使管件的另一端穿过空心卡盘2的中空孔至设定位置，完成送料；管件定位夹持：选用动卡盘1或定卡盘3上的定位块作为定位基准对管件的位置进行调节定位，具体定位方式在动卡盘1或定卡盘3的定位部分已描述，在此不再赘述，管件定位完成后，由空心卡盘2对管件进行固定夹持，接着动卡盘1退回原位，留出空间给激光切割执行机构对管件进行激光切割作业。
28.激光切割：激光切割执行机构对空心卡盘2夹持的管件进行切割作业，机床通过x轴驱动装置、y轴驱动装置和z轴驱动装置带动激光切割执行机构对管件进行切割，同时空心卡盘2的转盘组件带动管件绕空心卡盘2的中轴线旋转，控制中心通过对机床的x轴驱动装置、y轴驱动装置、z轴驱动装置以及空心卡盘2的转盘组件的联动控制，使激光切割执行机构与管件相对运动，完成系统设定的异形轨迹切割；管件退料：完成切割作业的管件由动卡盘1上的退料组件13执行退料操作，退料组件13将管件的端部夹持后，动卡盘1带动送料组件13往远离空心卡盘2的方向运行，使管件的另一端从空心卡盘2的中空孔退出来，完成退料。
29.本发明的卡盘装置通过动卡盘1、空心卡盘2和定卡盘3的配套使用，实现了空心卡盘3对管件的精准定位固定，空心卡盘3固定管件的中部，使管件两端完全脱离固定装置，激光切割执行机构可以对管件端部进行切割作业，解决了现有技术中难以对管件端部进行加工的问题。
30.以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内；本发明未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。