一种用于激光切割机的自平衡气动卡盘传动机构的制作方法

1.本发明涉及激光切割机的自平衡气动卡盘传动机构，具体涉及一种自动定心，能实现x、y轴夹紧力自平衡作用，外形尺寸小，结构紧凑的传动机构。


背景技术：

2.现有的激光切割机的后卡盘传动机构存在结构尺寸大，零部件种类多，维护复杂等弊端。
3.cn 208644415 u公开的激光切管机后卡盘，包括上卡板，所述上卡板的顶端左侧设置有第一同步带轮，所述第一同步带轮与所述上卡板卡合固定，所述上卡板的顶端右侧卡合固定设置有第二同步带轮，所述第一同步带轮与所述第二同步带轮的外侧设置有同步皮带。利用正反丝杆螺母的机械方式夹取管材，通过卡板的内侧壁上固定丝杆螺母，可用于传动双头丝杆，保证传动的稳定性，令上卡板和下卡板之间具有自锁性能，对管材夹紧可靠，保证管材前进和后退时不松动。
4.cn 206824685 u公开的外卡式切管机卡盘结构，包括，固定套筒内装设有可转动的转筒，机架装设有用于驱动转筒转动的第一驱动机构，转筒的前端固定有转盘，该转盘装设有环形均匀布置的至少三个卡爪装置，该卡爪装置包括固定于转盘的安装板、活动装设于安装板的径向移动爪、与径向移动爪连接的丝杠及固定于丝杠外端的张紧齿轮，第一电机驱动转筒转动带动装盘和安装在装盘上的卡爪装置一同转动，然后第二电机驱动转筒前端的冠齿轮同时与卡爪装置中的张紧齿轮啮合传动，致使全部移动爪同时径向移动夹紧，实现高对中性夹紧。
5.以上cn 208644415 u公开的激光切管机后卡盘采取丝杆和同步带传递运动和力，在实际切管机工作过程中由于会产生激光切割飞溅，而丝杆是精密传动部件，若防飞溅保护不当会造成丝杆受损和烧蚀同步带影响使用，这样会增加后卡盘的保护结构，该卡盘描述了卡盘的一个方向的夹紧，但实际应用中需x、y双向夹紧，若为满足使用需配置两套该装置，从而结构尺寸加大；cn 206824685 u公开的外卡式切管机卡盘结构中电机驱动转筒转动带动装盘和安装在装盘上的卡爪装置一同转动，从径向结构除了要考虑丝杆螺母运动空间，还需考虑导向装置，这就使得径向尺寸加大，造成外形尺寸大、自重和体积都大。


技术实现要素：

6.本发明是为了克服上述背景技术中的技术缺陷，提出在卡盘有限空间范围内优化力的传递和几何尺寸的匹配，改善卡盘内部受力状况，利用一套气动机构可使卡盘在x、y轴两个方向夹紧力相同，有效缩小体积和增加集成度。
7.本发明的实现方式为一种激光切割机的自平衡气动卡盘传动机构，包括内弹簧气管、后弹簧气管、二路旋转接头、十字滑槽筒体、滑爪、滑块、外齿爪、菱形架、旋筒体、内齿叉通盖、后闷盖、活塞、活塞杆、滑筒、轴承、固定筒，x、y方向都布置有相同的外齿爪，外齿爪前部与滑块在滑块滑槽内滑动连接，外齿爪后部与菱形架周向活铰连接，通过双向气缸两端
独立同步轴向运动的内齿和外齿条带动x、y方向外齿爪作角度旋转运动，从而带动与滑块固定连接的滑爪完成工件在x、y方向夹持和松开。
8.内齿叉通盖前端除了与外齿爪啮合部位保留内齿之外，其余沿周向圆柱面制出缺口以留出与之正交的外齿爪活动空间。
9.在此运动过程中在卡盘内部轴向方向气缸的直线运动转换为外齿爪的旋转运动，未占用卡爪的径向运动空间，保证了卡爪最大的有效行程。
10.内齿叉通盖前端内齿和活塞杆前端外齿条作独立轴向移动同时完成与之啮合的外齿爪作同步旋转，保证了外齿爪对的同步运动，起到定心夹持工件的作用，而且结构紧凑。
附图说明
11.图1是本气动卡盘传动机构轴测示意图：图2是本气动卡盘传动机构前滑爪夹紧示意图：图3是本气动卡盘传动机构后滑爪夹紧示意图：图4是本气动卡盘传动机构前滑爪松开示意图：图5是本气动卡盘传动机构后滑爪松开示意图：图6是本气动卡盘传动机构卡盘爪部细节图：图7是本气动卡盘传动机构卡盘尾部细节图：图中：2-内弹簧气管、3-后弹簧气管、4-二路旋转接头、7-滑筒、8-活塞杆、9-前滑槽、10-前滑爪、11-前滑块、12-内齿叉通盖、13-十字滑槽筒体、14-固定筒、15-后滑槽、16-后滑爪、17-后滑块、18-后闷盖、23-旋筒体、24-活塞、25-菱形架、26-前轴承、27-后轴承、28-外齿爪。
具体实施方式
12.下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。
13.实施例1如图1、图2和图3所示一种激光切割机的自平衡气动卡盘传动机构，包括十字滑槽筒体13、沿十字滑槽筒体13径向前滑槽9的前滑爪10、沿十字滑槽筒体13径向后滑槽15的后滑爪16、前滑块11、后滑块17；与十字滑槽筒体13轴向固定的旋筒体23，由内齿叉通盖12、后闷盖18、活塞24、活塞杆8及滑筒7、旋筒体23组成的双向气缸，在固定筒14内通过前轴承26、后轴承27支撑旋筒体23，在旋筒体23头部内侧固定菱形架25，正交布置的两对外齿爪28与菱形架25周向铰接，一对外齿爪28与内齿叉通盖12内啮合，另一对外齿爪28与活塞杆8端部齿条外啮合，双向气缸气室由三部分气室构成：滑筒内齿叉通盖12与活塞24间形成前气室，滑筒内后闷盖18与活塞24间形成中气室，旋筒体23内后闷盖18与密封的旋筒体23尾部间形成后气室；气路系统由二路旋转接头4、后弹簧气管3、内弹簧气管2组成，旋筒体23尾部同轴连接二路旋转接头4，分别与后弹簧气管3和后气室相通实现对中气室的充排气，活塞24和后闷盖18之间通过内弹簧气管2连接，将后气室与前气室连通，通过对前、后气缸充气与中气缸排气带动x、y方向外齿爪28旋转，外齿爪28通过滑槽带动前滑块11和后滑块17在前滑槽9和后滑槽15内沿径向向内滑动，从而带动前滑爪10和后滑爪16也作相应滑动，完成夹持
工件动作；两对外齿爪28是以旋筒体23轴为基准正交布置，所以相应前滑爪10与后滑爪16也是正交布置，共同实现同步夹紧工件。
14.实施例2如图1、图4和图5所示一种激光切割机的自平衡气动卡盘传动机构，当通过对前、后气缸排气与中气缸充气带动外齿爪28旋转，x、y方向外齿爪28通过滑槽带动前滑块11和后滑块17在前滑槽9和后滑槽15内沿径向向外滑动，从而带动前滑爪10和后滑爪16也作相应滑动，完成松开工件动作。
15.综上所述，通过双向气缸推动外齿爪28、前滑块11、后滑块17、前滑爪10、后滑爪16组成的曲柄滑块机构共同完成双向气动卡盘传动。


技术特征：
1.一种用于激光切割机的自平衡气动卡盘传动机构，包括十字滑槽筒体（13）、沿十字滑槽筒体（13）径向前滑槽（9）的前滑爪（10）、沿十字滑槽筒体（13）径向后滑槽（15）的后滑爪（16）、前滑块（11）、后滑块（17）；与十字滑槽筒体（13）轴向固定的旋筒体（23）；由内齿叉通盖（12）、后闷盖（18）、活塞（24）、活塞杆（8）及滑筒（7）、旋筒体（23）组成的自平衡双向气缸；在固定筒（14）内通过前轴承（26）、后轴承（27）支撑旋筒体（23）；在旋筒体（23）头部内侧固定菱形架（25），正交布置的两对外齿爪（28）与菱形架（25）周向铰接；一对外齿爪（28）与内齿叉通盖（12）内啮合；另一对外齿爪（28）与活塞杆（8）端部齿条外啮合；其特征在于，分别在所述的十字滑槽筒体（13）和固定筒（14）轴向空间布置前滑块（11）、后滑块（17）、旋筒体（23）、菱形架（25）、外齿爪（28）以及由活塞杆（8）、活塞（24）、内齿叉通盖（12）、后闷盖（18）、固定筒（14）组成的自平衡双向气缸，气路系统由二路旋转接头（4）、后弹簧气管（3）、内弹簧气管（2）组成。2.根据权利要求1所述的激光切割机的自平衡双向气动卡盘传动机构，其特征在于，所述的活塞杆（8）和内齿叉通盖（12）在所述的自平衡双向气缸作用下分别可作轴向移动。3.根据权利要求1所述的激光切割机的自平衡双向气动卡盘传动机构，其特征在于，所述的一对外齿爪（28）与活塞杆（8）端部齿条外啮合组成内同步机构，另一对外齿爪（28）与内齿叉通盖（12）端部内齿啮合组成外同步机构。4.根据权利要求1所述的激光切割机的自平衡双向气动卡盘传动机构，其特征在于，所述的外齿爪（28）与固定在旋筒体（23）内部的菱形架（25）周向铰接。5.根据权利要求1所述的激光切割机的自平衡双向气动卡盘传动机构，其特征在于，所述的活塞杆（8）、活塞（24）、内齿叉通盖（12）、后闷盖（18）组成的自平衡双向气缸内筒可在固定筒（14）内作轴向移动。6.根据权利要求1所述的激光切割机的自平衡双向气动卡盘传动机构，其特征在于，所述的前滑爪（10）、后滑爪（16）、前滑块（11）、后滑块（17）在十字滑槽筒体（13）径向滑槽内滑动连接。7.根据权利要求1所述的激光切割机的自平衡双向气动卡盘传动机构，其特征在于，在所述的正交布置的两对外齿爪（28）与菱形架（25）周向铰接，并可分别以菱形架（25）铰接轴处作独立角度变换运动。8.根据权利要求1所述的激光切割机的自平衡双向气动卡盘传动机构，其特征在于，在所述的旋筒体（23）尾部同轴连接二路旋转接头（4），分别与后弹簧气管（3）和后气室相同。9.根据权利要求1所述的激光切割机的自平衡双向气动卡盘传动机构，其特征在于，在所述的旋筒体（23）尾部内端和后闷盖（18）之间通过后弹簧气管（3）连接。10.根据权利要求1所述的激光切割机的自平衡双向气动卡盘传动机构，其特征在于，在所述的活塞（24）和后闷盖（18）之间通过内弹簧气管（2）连接，将后气室与前气室连通。

技术总结
本发明公开了一种激光切割机自平衡气动卡盘传动机构，包括：十字滑槽筒体结构、自平衡双向气缸结构和菱形架卡爪驱动机构。十字滑槽筒体结构包括：沿十字滑槽筒体滑动的前、后滑爪；与滑爪固定的前、后滑块；与十字滑槽筒体固定的旋筒体；双向气缸结构包括：与旋筒体滑动的内齿叉通盖；连接内齿叉通盖和后闷盖的滑筒；滑筒内移动的活塞及活塞杆；菱形架卡爪驱动机构包括：与旋筒体固定连接的菱形架；通过对前、后气缸充气与中气缸排气带动外齿爪旋转，外齿爪带动前、后滑爪做夹持工件动作；反之对前、后气缸排气与中气缸充气带动前、后滑爪做松开动作；该机构利用双向气缸平衡前、后滑爪夹紧力和最大限度利用轴向尺寸达到夹持不同大小的工件。同大小的工件。同大小的工件。


技术研发人员：周旅明 周逸林
受保护的技术使用者：武汉长乘智造科技有限公司
技术研发日：2022.03.20
技术公布日：2022/5/16