CN108526501A - 四爪自动对中卡盘以及机床 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机床装夹，提供一种四爪自动对中卡盘，包括回转基座，回转基座具有安装孔，还包括两组两爪夹紧机构，每一两爪夹紧机构均包括两组卡爪组件以及螺杆，两组两爪夹紧机构的螺杆之间相互交叉，卡爪组件包括回转夹爪以及驱动件，各回转夹爪均分布于安装孔处，每一两爪夹紧机构的两个回转夹爪相对设置且两者的移动路径位于同一直线上，且在每一两爪夹紧机构中，其中一回转夹爪与螺杆正旋螺纹连接，另一回转夹爪与螺杆反旋螺纹连接；还提供一种机床，包括上述卡盘。本发明的各个回转夹爪在驱动件的作用下同步闭合或者张开，夹紧力恒定，当然可以根据进行调整，工件被夹紧时也可在回转基座中间移动和穿过，夹持范围大、速度快，定位精度高。
Description
技术领域
本发明涉及机床装夹，尤其涉及一种四爪自动对中卡盘以及机床。
背景技术
中通四爪自动对中气动卡盘是管料激光切割机床的主要部件。工件一端由机床主轴上的后卡夹紧，另一端通过安装在机床尾端的气动卡盘夹紧并定位，工件按要求在气动卡盘中旋转和移动，然后激光通过切割头聚焦后对工件切割下料。
现在状况：
1)现在的中通气动四爪卡盘结构太复杂，容易卡死；夹持范围小；夹持范围内的夹紧力不一致并且容易松动；不能直接夹持长方比值较大的长方形工件，严重影响了生产效率和加工质量。
2)为了解决上述中通气动四爪卡盘的问题，工程师们研制出了伺服(或步进)电机中通四爪卡盘，电机卡盘能够满足夹持范围和精度要求，但是结构也复杂，降低了卡盘使用的可靠性，致命的问题是工件夹紧后由于没有位置补偿，加工过程中，一旦工件在该卡盘中移动时，当工件尺寸变小时(型材拉制时尺寸公差变化)，该卡盘和工件之间产生间隙，进而加大了工件的加工废品量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种四爪自动对中卡盘，旨在用于解决现有的四爪卡盘夹持范围小、夹持精度不够或者结构复杂、没有夹持力补偿功能等问题。
本发明是这样实现的：
本发明实施例提供一种四爪自动对中卡盘，包括回转基座，所述回转基座具有供工件穿过的安装孔，还包括分别位于所述回转基座两个端面的两组两爪夹紧机构，每一所述两爪夹紧机构均包括两组卡爪组件以及用于连接两组所述卡爪组件的螺杆，两组所述两爪夹紧机构的所述螺杆之间相互交叉，所述卡爪组件包括用于夹紧工件的回转夹爪以及用于驱使所述回转夹爪直线移动的驱动件，各所述回转夹爪均分布于所述安装孔处，每一所述两爪夹紧机构的两个所述回转夹爪相对设置且两者的移动路径位于同一直线上，且在每一所述两爪夹紧机构中，其中一所述回转夹爪与所述螺杆正旋螺纹连接，另一所述回转夹爪与所述螺杆反旋螺纹连接。
优选地，所述卡爪组件还包括连接杆，所述回转夹爪安设于所述连接杆上，所述连接杆沿垂直于所述螺杆的方向延伸，所述连接杆与所述螺杆正旋螺纹连接或者反旋螺纹连接。
优选地，每一所述两爪夹紧机构中所述螺杆为两根且两根所述螺杆平行间隔设置，所述连接杆与两根所述螺杆均螺纹连接，且其中一所述连接杆与两根所述螺杆均正旋螺纹连接，另一所述连接杆与两根所述螺杆均反旋螺纹连接。
优选地，所述两爪夹紧机构还包括滑杆，且所述螺杆为一根，所述螺杆与所述滑杆平行间隔设置，两根所述连接杆均与所述滑杆滑动连接。
优选地，每一所述螺杆的两个端部分别设置有正旋螺纹套与反旋螺纹套，所述连接杆通过所述正旋螺纹套或者所述反旋螺纹套与所述螺杆连接。
优选地，所述螺杆的两个端部均通过轴承座安设于所述回转基座的端面上。
优选地，两组所述两爪夹紧机构的所述螺杆之间相互垂直。
优选地，每一所述两爪夹紧机构中，两个所述回转夹爪的中心连线经过所述安装孔对应位置处的轴截面圆心。
优选地，所述驱动件为气缸，每一所述两爪夹紧机构的两个所述气缸位于同一直线上。
本发明实施例还提供一种机床，包括床体，还包括上述的四爪自动对中卡盘，所述四爪自动对中卡盘安设于所述床体的尾端。
本发明具有以下有益效果：
本发明的卡盘中，在回转基座的两个端面均安装有两爪夹紧机构，两爪夹紧机构的两个回转夹爪之间通过螺杆连接，且其中一个为正旋螺纹连接，另一个是反旋螺纹连接，进而在驱动件的作用下，两个回转夹爪可以同步闭合或者张开，夹紧力恒定，当然可以根据进行调整，工件被夹紧时也可在回转基座中间移动和穿过，夹持范围大、速度快，定位精度高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的四爪自动对中卡盘的结构示意图；
图2为图1的四爪自动对中卡盘的两爪夹紧机构安设于回转基座上的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1以及图2，本发明实施例提供一种四爪自动对中卡盘，包括回转基座1，回转基座1为环形结构，在外力作用下可绕自身轴线旋转，回转基座1上设置有安装孔11，该安装孔11位于回转基座1的轴线上，工件可沿该安装孔11穿过回转基座1，卡盘还包括两组两爪夹紧机构2，两组两爪夹紧机构2分别位于回转基座1的两个端面处，当然两爪夹紧机构2应绕安装孔11设置，当工件穿过安装孔11后，通过两组两爪夹紧机构2可以起到夹紧定位工件的作用，细化两爪夹紧机构2的结构，其包括两组卡爪组件21以及用于连接两组卡爪组件21的螺杆22，而两组两爪夹紧机构2的螺杆22之间相互交叉，具有一定的夹角，卡爪组件21包括用于夹紧工件的回转夹爪211以及用于驱使回转夹爪211直线移动的驱动件212，则其中一两爪夹紧机构2的两个回转夹爪211之间的连线与另一两爪夹紧机构2的两个回转夹爪211之间的连线交叉，各回转夹爪211均分布于安装孔11处，则四个回转夹爪211可以从四个方向夹紧穿过安装孔11的工件，每一两爪夹紧机构2的两个回转夹爪211相对设置且两者的移动路径位于同一直线上，两者的移动方向相反，且当两者相向移动时，两个回转夹爪211用于对工件夹紧，当两者背向移动时，两个回转夹爪211松开工件，另外在每一两爪夹紧机构2中，其中一回转夹爪211与螺杆22正旋螺纹连接，另一回转夹爪211与螺杆22反旋螺纹连接，一般来说螺杆22的两个端部分别与两个回转夹爪211连接，即螺杆22的其中一端设置有正旋螺纹，另一端设置有反旋螺纹，中间部分采用光轴。本发明中，将工件穿过安装孔11后，驱动件212工作以驱使对应的回转夹爪211移动，且在每一两爪夹紧机构2中，两个回转夹爪211相向移动，由于螺杆22的两端的螺纹旋向相反，且与对应的回转夹爪211之间形成螺纹连接，则在回转夹爪211移动的过程中，螺杆22绕自身轴线旋转，两个回转夹爪211夹紧工件，反之当工件加工完成后，驱动件212再次驱动对应的回转夹爪211反向移动，且两个回转夹爪211反向移动，螺杆22绕自身轴线方向旋转，两个回转夹爪211松开工件，工件可由安装孔11移出。在上述过程中，每一两爪夹紧机构2的两个回转夹爪211采用螺纹同步器的方式连接，进而可以保证两者的同步以及夹持力的一致性，而且夹持力恒定，当然在必要的情况下可以根据自己的需要调整夹持力的大小，工件被夹紧时也可在回转基座1中间移动和穿过，夹持范围大、速度快，定位精度高，能够形成有效的夹持力补偿，而且整体结构来说，比较简单。
参见图2，优选地，继续细化卡爪组件21的结构，其还包括连接杆213，回转夹爪211安设于连接杆213上，驱动件212驱使连接杆213直线移动，进而由连接杆213带动对应的回转夹爪211同步移动，每一两爪夹紧机构2中螺杆22为两根，两者平行间隔设置，连接杆213与两根螺杆22均螺纹连接，且其中一连接杆213与两根螺杆22均正旋螺纹连接，另一连接杆213与两根螺杆22均反旋螺纹连接，由此表明两根螺杆22位于同一侧的端部的螺纹旋向相同。两根螺杆22分别位于安装孔11的相对两侧，当驱动件212驱使连接杆213直线移动后，两根螺杆22同步旋转，进而使得两个回转夹爪211同步相向或者背向移动，一方面保证螺杆22传动的平稳性，另一方面使得螺杆22能够与安装孔11错开，避免螺杆22影响工件穿过安装孔11。一般来说，连接杆213与螺杆22之间呈垂直连接，则在每一两爪夹紧机构2中，两根连接杆213与两根螺杆22之间围合形成方形，且该方形绕安装孔11设置，回转夹爪211位于该方形内侧。在方形结构中，两根螺杆22对应的相对两边位置保持恒定，而两根连接杆213对应的相对两边则相对移动，当两爪夹紧机构2松开工件时，两根连接杆213也位于安装孔11的外侧，其与两根螺杆22围合形成正方形，当需要夹紧工件时，两根连接杆213相向移动，此时其与两根螺纹围合形成长方形。在优选方案中，每一两爪夹紧机构2中，两个回转夹爪211的中心连线经过安装孔11对应位置处的轴截面圆心。由此，表明两个回转夹爪211沿轴截面的直径方向夹紧工件，一方面可以保证夹持范围，另一方面更利于控制定位精度。
在另一种优选方式中，两爪夹紧机构2还包括滑杆(图中未示出)，而螺杆22只有一根，滑杆与螺杆22相互平行间隔设置，且分别位于安装孔11的相对两侧，两根连接杆213其中一端与螺杆22正旋螺纹或者反旋螺纹连接，而另一端则与滑杆滑动连接，螺杆22、滑杆以及两根连接杆213也围合形成绕安装孔11设置的方形结构。由此，驱动件212驱使连接杆213直线移动后，连接杆213驱使螺杆22绕自身轴线旋转且沿螺杆22长度方向移动，同时连接杆213还沿滑杆滑动，滑杆可以平衡与导向连接杆213的直线移动。
再次参见图1，进一步地，螺杆22与连接杆213之间的螺纹连接方式可以通过正旋螺纹套221与反旋螺纹套222来实现，即在每一螺杆22的两个端部分别设置有正旋螺纹套221与反旋螺纹套222，连接杆213通过正旋螺纹套221或者反旋螺纹套222与螺杆22连接。具体地，将正旋螺纹套221与反旋螺纹套222分别固定于螺杆22的两个端部位置，连接杆213的两个端部则分别套设于两根螺杆22的正旋螺纹套221或者反旋螺纹套222上，在驱动件212的作用下，连接杆213沿正旋螺纹套221或者反旋螺纹套222移动，且由正旋螺纹套221或者反旋螺纹套222带动螺杆22整体移动，而正旋螺纹套221与反旋螺纹套222之间的部分为光杆结构，以分隔正旋螺纹与反旋螺纹，且能够根据正旋螺纹与反旋螺纹的长度来确定两个回转夹爪211的夹持范围。另外，螺杆22在安装时，其两个端部均采用轴承座223安设于回转基座1的端面上，对此螺杆22的两个端部应为光杆结构，其与轴承座223之间为可转动连接，进而可以保证在回转夹爪211直线移动的情况下，螺杆22可绕自身轴线旋转。
再次参见图1以及图2，进一步地，两组两爪夹紧机构2的螺杆22之间相互垂直，则表明两组两爪夹紧机构2的两个回转夹爪211之间的连线相互垂直，即两组两爪夹紧机构2对工件的夹持力相互垂直，可以保证夹持稳定性，提高夹持精度。继续优化实施例，每一两爪夹紧机构2中，驱动件212均采用气缸，且两个气缸位于同一直线上，具体是气缸的活塞杆位于同一直线上，活塞杆与连接杆213连接固定，通过活塞杆推动连接杆213沿螺杆22直线移动，以保证两个回转夹爪211的作用力大小一致，方向相反。而且由于是气缸驱动回转夹爪211直线移动，夹持或者松开速度比较快。
本发明实施例还提供一种机床，包括床体以及上述的卡盘，卡盘安设于床体的尾端。本发明中，将上述的卡盘应用于机床中，工件一端由床体的后卡夹紧，另一端则穿过卡盘的安装孔11，驱动件212启动后，各回转夹爪211同步移动夹紧定位工件的对应端部，能够形成有效的夹持补偿，保证夹持精度，而且由于回转夹爪211具有一定的移动范围，进而可以适应一定尺寸范围的工件夹持，结构简单，实现方便。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种四爪自动对中卡盘，包括回转基座，所述回转基座具有供工件穿过的安装孔，其特征在于：还包括分别位于所述回转基座两个端面的两组两爪夹紧机构，每一所述两爪夹紧机构均包括两组卡爪组件以及用于连接两组所述卡爪组件的螺杆，两组所述两爪夹紧机构的所述螺杆之间相互交叉，所述卡爪组件包括用于夹紧工件的回转夹爪以及用于驱使所述回转夹爪直线移动的驱动件，各所述回转夹爪均分布于所述安装孔处，每一所述两爪夹紧机构的两个所述回转夹爪相对设置且两者的移动路径位于同一直线上，且在每一所述两爪夹紧机构中，其中一所述回转夹爪与所述螺杆正旋螺纹连接，另一所述回转夹爪与所述螺杆反旋螺纹连接。
2.如权利要求1所述的四爪自动对中卡盘，其特征在于：所述卡爪组件还包括连接杆，所述回转夹爪安设于所述连接杆上，所述连接杆沿垂直于所述螺杆的方向延伸，所述连接杆与所述螺杆正旋螺纹连接或者反旋螺纹连接。
3.如权利要求2所述的四爪自动对中卡盘，其特征在于：每一所述两爪夹紧机构中所述螺杆为两根且两根所述螺杆平行间隔设置，所述连接杆与两根所述螺杆均螺纹连接，且其中一所述连接杆与两根所述螺杆均正旋螺纹连接，另一所述连接杆与两根所述螺杆均反旋螺纹连接。
4.如权利要求2所述的四爪自动对中卡盘，其特征在于：所述两爪夹紧机构还包括滑杆，且所述螺杆为一根，所述螺杆与所述滑杆平行间隔设置，两根所述连接杆均与所述滑杆滑动连接。
5.如权利要求2所述的四爪自动对中卡盘，其特征在于：每一所述螺杆的两个端部分别设置有正旋螺纹套与反旋螺纹套，所述连接杆通过所述正旋螺纹套或者所述反旋螺纹套与所述螺杆连接。
6.如权利要求1所述的四爪自动对中卡盘，其特征在于：所述螺杆的两个端部均通过轴承座安设于所述回转基座的端面上。
7.如权利要求1所述的四爪自动对中卡盘，其特征在于：两组所述两爪夹紧机构的所述螺杆之间相互垂直。
8.如权利要求1所述的四爪自动对中卡盘，其特征在于：每一所述两爪夹紧机构中，两个所述回转夹爪的中心连线经过所述安装孔对应位置处的轴截面圆心。
9.如权利要求1所述的四爪自动对中卡盘，其特征在于：所述驱动件为气缸，每一所述两爪夹紧机构的两个所述气缸位于同一直线上。
10.一种机床，包括床体，其特征在于：还包括如权利要求1-9任一项所述的四爪自动对中卡盘，所述四爪自动对中卡盘安设于所述床体的尾端。
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