CN109940288A - 卡盘 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种卡盘。该卡盘包括主架、主轴、夹持机构及驱动机构，主轴安装在主架上且内设轴向通孔以供待夹持件穿设，夹持机构包括底板及夹持组件，底板套设于主轴上，夹持组件滑动安装于底板上，夹持组件设有多个，驱动机构包括转盘、驱动件及传动件，转盘转动设置于主轴上，传动件连接转盘及夹持组件，驱动件能驱动转盘转动以带动传动件传动夹持组件，使夹持组件靠近或远离待夹持件。上述卡盘中，操作驱动件驱动转盘转动，转盘将带动传动件传动多个夹持组件相对底板滑动，使多个夹持组件靠近或者远离待夹持件，以进行夹持或者松懈，整个过程只需控制驱动件便能完成对待夹持件的夹持，可以较为方便的实现待夹持件的夹持操作或松懈操作。

Description

卡盘

技术领域

本发明涉及激光切管领域，特别是涉及卡盘。

背景技术

采用激光切割管材时，通常激光头相对于管材轴向不做运动，管材需要通过卡盘进行夹持同时实现相对激光头的轴向运动及相对激光头的转动，实现连续加工送料的目的。

常规的卡盘通过电机驱动滚珠丝杠来控制卡爪对管材靠近或远离，从而实现对管材的夹紧或松开，操作步骤复杂，使用起来尤为不便。

发明内容

基于此，有必要提供一种操作简单，使用方便的卡盘。

一种卡盘，其特征在于，包括：

主架；

主轴，内设轴向通孔以供待夹持件穿设，所述主轴安装在所述主架上；

夹持机构，包括底板及夹持组件，所述底板套设于所述主轴上，所述夹持组件滑动安装于所述底板上，所述夹持组件设有多个且间隔设置；及

驱动机构，包括转盘、驱动件及传动件，所述转盘套设于所述主轴上且能相对所述主轴转动，所述传动件连接所述转盘及所述夹持组件，所述驱动件能驱动所述转盘转动，所述转盘转动将带动所述传动件传动所述夹持组件，以使所述夹持组件相对所述底板滑动，以靠近或远离所述待夹持件。

上述卡盘中，将待夹持件送料到主轴中后，操作驱动件驱动转盘转动，转盘将带动传动件传动多个夹持组件相对底板滑动，使得多个夹持组件靠近或者远离待夹持件，从而相互配合将待夹持件进行夹持或者松懈。整个过程只需控制驱动件便能完成对待夹持件的夹持，卡盘中对待夹持件的固定不涉及电机滚珠丝杠等复杂的传动结构，结构较为简单，可以较为方便的实现待夹持件的夹持操作或松懈操作。

在其中一个实施例中，所述转盘上开设有第一滑动槽，所述底板上开设有与所述第一滑动槽相对的第二滑动槽，所述传动件的一端穿设所述第一滑动槽与所述夹持组件连接，另一端设于所述第二滑动槽中，所述传动件的一端沿所述第二滑动槽滑动时，所述传动件的另一端能于所述第一滑动槽沿靠近或远离所述待夹持件的方向滑动。

在其中一个实施例中，所述第一滑动槽呈长条状，所述第二滑动槽相对所述第一滑动槽倾斜设置，所述传动件具有位于所述第二滑动槽内的第一行程末端及与所述第一行程末端相对的第二行程末端，从所述第一行程末端向所述第二行程末端运动时，设于所述第一滑动槽中的所述传动件的一端逐渐靠近所述待夹持件，以带动所述夹持组件逐渐靠近所述待夹持件。

在其中一个实施例中，所述转盘设有多个，多个所述转盘均套设于所述主轴上，所述驱动件的数量对应所述转盘的数量设置，多个所述驱动件与多个所述转盘一一对应连接，所述夹持组件的数量对应所述转盘上开设的所述第二滑动槽的数量设置，多个所述夹持组件与多个所述转盘通过所述传动件与所述第一滑动槽及所述第二滑动槽配合一一对应连接。

在其中一个实施例中，所述夹持组件包括第一滚筒、第二滚筒、卡爪及滑块，所述卡爪上靠近所述底板的轴线的一端开设有夹持腔，所述第一滚筒及所述第二滚筒安装于所述夹持腔的相对侧壁上且位置对应设置，所述卡爪安装于所述滑块上，所述滑块与所述底板滑动连接，所述传动件的一端与所述滑块连接，相邻所述夹持组件之间设有高度差，所述夹持组件夹持所述待夹持件时，相邻所述夹持组件中的所述第一滚筒、所述第二滚筒在轴向上相互交叉排列。

在其中一个实施例中，所述卡爪包括第一支架、第二支架及连接块，所述第一支架与所述第二支架相对设置且通过所述连接块连接，以围成所述夹持腔，所述第一滚筒安装于所述第一支架上，所述第二滚筒安装于所述第二支架上，所述第二支架上开设有腰型孔，所述连接块的一端与所述腰型孔配合，以对所述第二支架沿径向方向进行调节。

在其中一个实施例中，还包括压板，所述底板上开设有凹槽，所述压板安装于所述底板上，且部分压板与所述凹槽的侧壁围成导向槽，所述滑块滑动设置于所述导向槽中，所述第一滑动槽与所述凹槽连通，以使传动件穿设所述凹槽与所述滑块连接，所述压板及所述滑块相接触的配合面上均开设有导油槽。

在其中一个实施例中，还包括电磁阀、诱导止回阀及配气环，所述主轴上开设有气道，所述配气环安装于所述主轴上且与所述气道连通，所述电磁阀与所述配气环连接，所述诱导止回阀的进气口与所述气道的出口连接，所述诱导止回阀的出气口与所述驱动件连接，所述驱动件为气缸。

在其中一个实施例中，所述主架开设有安装孔，所述主轴转动设置于所述安装孔中，所述卡盘还包括旋转机构，所述主架开设有安装腔，所述旋转机构通过所述安装腔安装于所述主架上，以驱动所述主轴相对所述安装腔转动，以带动所述夹持机构转动。

在其中一个实施例中，所述旋转机构包括第一齿轮、第二齿轮及动力件，所述动力件安装于所述安装腔中，所述第一齿轮安装于所述动力件上的输出轴上，所述第二齿轮套设且固定于所述主轴上，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合。

在其中一个实施例中，所述旋转机构还包括减速机及偏心套，所述偏心套套设于所述减速机上，且与所述减速机共同安装于所述安装腔中，所述减速机的一端与所述动力件连接，另一端与所述第一齿轮连接。

附图说明

图1为一实施方式卡盘的结构示意图；

图2为如图1所示卡盘的***示意图；

图3为如图1所示卡盘另一视角的结构示意图；

图4为如图2所示卡盘中夹持机构与驱动机构的装配示意图；

图5为如图4所示夹持机构中卡爪的结构示意图；

图6为如图4所示夹持机构中压板的剖视图；

图7为如图2所示卡盘中主轴与配气环的装配示意图；

图8为如图1所示卡盘的保压气路原理图；

图9为如图1所示卡盘中主轴的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参见图1，一实施方式的卡盘10用于激光切割中对待夹持件进行夹持固定以及旋转，并与送料装置进行配合，以实现待夹持件的连续加工送料。具体地，待夹持件可以为管材。再参见图2，卡盘10包括主架100、主轴200、夹持机构300及驱动机构400。主轴200安装于主架100上，夹持机构300及驱动机构400通过主轴200安装于主架100上。

其中，主架100开设有安装孔110。主轴200为中空结构，主轴200安装于安装孔110中，以穿设于主架100。夹持机构300包括底板310及夹持组件320。底板310套设于主轴200上且与主轴200的开口齐平，从而避免夹持组件320与主轴200发生干涉，影响夹持组件320对穿设于主轴200中的待夹持件的夹持效果。夹持组件320滑动安装于底板310上，夹持组件320设有多个，且多个夹持组件320绕主轴200的开口210间隔设置。驱动机构400包括转盘410、驱动件420及传动件430。转盘410套设于主轴200上且能相对主轴200转动，传动件430连接转盘410及夹持组件320。驱动件420能驱动转盘410转动，转盘410转动将带动传动件430传动夹持组件320，以使夹持组件320相对底板310滑动，以靠近或远离待夹持件。

上述卡盘10中，将待夹持件送料到主轴200中后，操作驱动件420驱动转盘410转动，转盘410将带动传动件430传动多个夹持组件320相对底板310滑动，使得多个夹持组件320靠近或者远离待夹持件，从而相互配合将待夹持件进行夹持或者松懈。整个过程只需控制驱动件420便能完成对待夹持件的夹持，卡盘10中对待夹持件的固定不涉及电机滚珠丝杠等复杂的传动结构，结构较为简单，可以较为方便的实现待夹持件的夹持操作或松懈操作。

同时参见图2至图4，在一个实施例中，转盘410上开设有第一滑动槽411。底板310上开设有与第一滑动槽411相对的第二滑动槽311。传动件430的一端设于第一滑动槽411中，第一滑动槽411中设有轴承，以实现传动件430与第一滑动槽411的滑动连接。传动件430的另一端穿设第二滑动槽311与夹持组件320连接，具体地，传动件430与夹持组件320可以为螺纹连接或者通过紧固件进行固定。传动件430的一端沿第一滑动槽411滑动时，传动件430的另一端能于第二滑动槽311中沿靠近或远离待夹持件的方向滑动。

在一个实施例中，第二滑动槽311呈长条状，第一滑动槽411相对第一滑动槽411倾斜设置。传动件430具有位于第一滑动槽411内的第一行程末端及与第一行程末端相对的第二行程末端，从第一行程末端向第二行程末端运动时，设于第二滑动槽311中的传动件430的一端逐渐靠近待夹持件，以带动夹持组件320逐渐靠近待夹持件。具体地，第一滑动槽411呈圆弧状，第一滑动槽411的相对两端分别到转盘410圆心的距离不同，使得驱动件420驱动转盘410绕主轴200旋转，设置在第一滑动槽411内的传动件430的一端沿着第一滑动槽411滑动时，传动件430从第一行程末端滑动到第二行程末端的过程中逐渐靠近转盘410的圆心，同时，设置在第二滑动槽311内的传动件430的一端逐渐靠近待夹持件，从而带动与传动件430连接的夹持组件320靠近待夹持件，进而将待夹持件夹持固定。

在一个实施例中，转盘410设有多个，多个转盘410均套设于主轴200上。驱动件420的数量对应转盘410的数量设置，多个驱动件420与多个转盘410一一对应连接。夹持组件320的数量对应转盘410上开设的第一滑动槽411的数量设置，多个夹持组件320与多个转盘410通过传动件430与第一滑动槽411及第二滑动槽311配合一一对应连接。如此设置，能分别控制夹持组件320靠近或远离待夹持件的距离，对粗细不均匀的待夹持件能够根据具体的尺寸更好的进行夹持。

具体在本实施例中，将转盘410的数量设为两个，两个转盘410重叠套设于主轴200上，且相互垂直。转盘410相对的两侧分别各开设有一个第一滑动槽411。驱动件420设有两个，驱动件420的一端均固定于底板310上，驱动件420的输出端与转盘410连接以驱动转盘410转动。底板310上设有四个夹持组件320，底板310呈圆形。底板310上开设有四个第二滑动槽311，四个第二滑动槽311两两相对设置，且两两相对设置的第二滑动槽311的连线将底板310的面积四等分。同时，滑动设于第二滑动槽311中的夹持组件320也设有四个，四个夹持组件320绕底板310的周长均匀设置，且夹持组件320两两相对设置，以从四个方向对待夹持件进行夹持，稳定性更好。

参见图4及图5，在一个实施例中，夹持组件320包括第一滚筒321、第二滚筒322、卡爪323及滑块324。卡爪323上靠近底板310的轴线的一端开设有夹持腔3231，第一滚筒321及第二滚筒322安装于夹持腔3231的相对侧壁上且位置对应设置，以使第一滚筒321及第二滚筒322形成高度差。卡爪323安装于滑块324上，滑块324与底板310滑动连接，传动件430的一端与滑块324连接，以驱动夹持组件320相对第二滑动槽311滑动。设置高度不同且间隔设置的第一滚筒321及第二滚筒322能使得与待夹持件呈双线接触，定位精度高，同时刚性更好，有效防止细长类型的待夹持件大幅度摆动。

在一个实施例中，相邻夹持组件320之间设有高度差，夹持组件320夹持待夹持件时，相邻夹持组件320中的第一滚筒321、第二滚筒322在轴向上相互交叉排列。如此设置，可以使得在待夹持件的轴向上能与夹持组件320有着更多的接触，以提高夹持的稳定性。需要说明的是，夹持组件320中的第一滚筒321及第二滚筒322可以与相对设置的夹持组件320中的第一滚筒321及第二滚筒322可以平行设置，也可以不平行设置，具体在本实施例中为平行设置，能够使得待夹持件两侧的夹持受力更为均衡。

在一个实施例中，卡爪323包括第一支架325、第二支架326及连接块327。第一支架325与第二支架326相对设置且通过连接块327连接，以围成夹持腔3231。第一滚筒321安装于第一支架325上，第二滚筒322安装于第二支架326上。第二支架326上开设有腰型孔328，连接块327的一端设有开孔，且与腰型孔328配合，以对第二支架326沿径向方向进行调节。某些情况下，由于待夹持件的管径发生变化，导致第二滚筒322无法与待夹持件接触。设计第二滚筒322可相对第一滚筒321径向微调，使待夹持件在被夹持状态下第一滚筒321及第二滚筒322均能与管材接触，从而防止待夹持件旋转甩动，有效提高激光切管机切割精度。

在一个实施例中，第一支架325上远离主轴200的一端开设有螺纹孔3251。滑块324上安装有调节件3241，调节件3241包括安装板3242及螺杆3243。安装板3242固定于滑块324上，螺杆3243的一端与螺纹孔3251螺纹连接，另一端通过轴承与安装板3242转动连接。调节螺杆3243，能实现卡爪323相对待夹持件的径向微调，以获得更稳定的夹持效果。

再参见图4，在一个实施例中，夹持组件320还包括压板329。底板310上开设有凹槽3291，压板329安装于底板310上，且部分压板329与凹槽3291的侧壁围成导向槽3292。滑块324滑动设置于导向槽3292中，第二滑动槽311与凹槽3291连通，以使传动件430穿设凹槽3291与滑块324连接。

另同时参见图6，压板329及滑块324相接触的配合面上均开设有导油槽330。导油槽330可储存润滑油及排屑，能使滑块324在第二滑动槽311的滑动更为顺畅，并防止激光切割产生的残渣、金属粉尘落入滑块324与压板329及第一导向槽3292配合面中造成卡死。

参见图7及图8，在一个实施例中，卡盘10还包括电磁阀(图未示)、诱导止回阀(图未示)及配气环500。主轴200上开设有气道(图未示)，配气环500安装于主轴200上且与气道连通，电磁阀与配气环500连接，诱导止回阀的进气口与气路的出口连接，诱导止回阀的出气口与驱动件420连接，驱动件420为气缸。

电磁阀、诱导止回阀、配气环500及气道共同构成保压气路，通过一个开关按钮控制电池阀即可能实现一键控制夹持机构300对待夹持件的夹持或松懈，操作简单。同时设置的保压气路中，诱导止回阀在其诱导口无气压时，诱导止回阀的进气口与出气口单向导通，驱动件420腔体中的气流无法排出，得以保压，使得夹持组件320能长时间对待夹持件进行夹持。另外，诱导止回阀出气口与驱动件420进气口之间还串联有压力表，用于实时监测保压气路的气压。诱导止回阀的诱导口有气压时，诱导止回阀的进气口与出气口双向导通，夹持组件320松开对待夹持件的夹持。实现了夹持动作可长时间保持，有效提高卡盘10夹持带夹持件的旋转可靠性的效果。

同时参见图9，具体地，主轴200上间隔开设有第一气槽210及第二气槽220。配气环500对应第一气槽210及第二气槽220设置两个气流槽510，配气环500套设于主轴200上，两个气流槽510分别与第一气槽210及第二气槽220相对应，以形成主轴200中的气道，配气环500与主轴200之间还增设有密封圈以提升气密性。气体通过主轴200中设置的气道通入驱动件420中，与气管连接方式相比，在对待夹持件进行转动调节时能避免气管发生缠绕。

再参见图2，在一个实施例中，安装孔110中固定有轴承，主轴200通过轴承转动设于安装孔110中，以相对安装孔110转动。卡盘10还包括旋转机构600，主架100开设有安装腔(图未示)，旋转机构600通过安装腔安装于主架100上，以驱动主轴200相对安装腔转动，夹持机构300中的底板310套设于主轴200上且固定连接，以带动夹持机构300转动。

需要说明的是，主架100上的安装孔110提供了主轴200的安装位，夹持机构300及驱动机构400通过主架100的侧壁与主轴200的配合安装于主架100上，同时，旋转机构600通过主架100上开设的安装腔，使得卡盘10的整体结构紧凑，稳定性较高。进一步地，主架100为一体成型设计，以保证尺寸精度及位置精度，进而保证与夹持机构300、驱动机构400及旋转机构600安装连接的精度。

同时参见图2及图3，在一个实施例中，旋转机构600包括第一齿轮610、第二齿轮620及动力件630。动力件630安装于安装腔中，具体地，动力件630可以为电机。第一齿轮610安装于动力件630上的输出轴上，第二齿轮620套设且通过平键与主轴200固定连接，第一齿轮610与第二齿轮620啮合。操作动力件630，即可通过第一齿轮610及第二齿轮620的传动带动主轴200的转动，从而在激光加工中实现待夹持件周向上的切割。

在一个实施例中，旋转机构600还包括减速机640及偏心套650。偏心套650套设于减速机640上，并通过螺栓紧固。偏心套650与减速机640共同安装于安装腔中，调节偏心套650可以改变第一齿轮610与第二齿轮620的啮合间隙。减速机640的一端与动力件630连接，另一端与第一齿轮610通过法兰连接，设置减速机640可以根据加工需要调节驱动件420的转速及扭矩。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种卡盘，其特征在于，包括：

主架；

主轴，内设轴向通孔以供待夹持件穿设，所述主轴安装在所述主架上；

夹持机构，包括底板及夹持组件，所述底板套设于所述主轴上，所述夹持组件滑动安装于所述底板上，所述夹持组件设有多个且间隔设置；及

驱动机构，包括转盘、驱动件及传动件，所述转盘套设于所述主轴上且能相对所述主轴转动，所述传动件连接所述转盘及所述夹持组件，所述驱动件能驱动所述转盘转动，所述转盘转动将带动所述传动件传动所述夹持组件，以使所述夹持组件相对所述底板滑动，以靠近或远离所述待夹持件。

2.根据权利要求1所述的卡盘，其特征在于，所述转盘上开设有第一滑动槽，所述底板上开设有与所述第一滑动槽相对的第二滑动槽，所述传动件的一端穿设所述第一滑动槽与所述夹持组件连接，另一端设于所述第二滑动槽中，所述传动件的一端沿所述第二滑动槽滑动时，所述传动件的另一端能于所述第一滑动槽沿靠近或远离所述待夹持件的方向滑动。

3.根据权利要求2所述的卡盘，其特征在于，所述第一滑动槽呈长条状，所述第二滑动槽相对所述第一滑动槽倾斜设置，所述传动件具有位于所述第二滑动槽内的第一行程末端及与所述第一行程末端相对的第二行程末端，从所述第一行程末端向所述第二行程末端运动时，设于所述第一滑动槽中的所述传动件的一端逐渐靠近所述待夹持件，以带动所述夹持组件逐渐靠近所述待夹持件。

4.根据权利要求2所述的卡盘，其特征在于，所述转盘设有多个，多个所述转盘均套设于所述主轴上，所述驱动件的数量对应所述转盘的数量设置，多个所述驱动件与多个所述转盘一一对应连接，所述夹持组件的数量对应所述转盘上开设的所述第二滑动槽的数量设置，多个所述夹持组件与多个所述转盘通过所述传动件与所述第一滑动槽及所述第二滑动槽配合一一对应连接。

5.根据权利要求4所述的卡盘，其特征在于，所述夹持组件包括第一滚筒、第二滚筒、卡爪及滑块，所述卡爪上靠近所述底板的轴线的一端开设有夹持腔，所述第一滚筒及所述第二滚筒安装于所述夹持腔的相对侧壁上且位置对应设置，所述卡爪安装于所述滑块上，所述滑块与所述底板滑动连接，所述传动件的一端与所述滑块连接，相邻所述夹持组件之间设有高度差，所述夹持组件夹持所述待夹持件时，相邻所述夹持组件中的所述第一滚筒、所述第二滚筒在轴向上相互交叉排列。

6.根据权利要求5所述的卡盘，其特征在于，所述卡爪包括第一支架、第二支架及连接块，所述第一支架与所述第二支架相对设置且通过所述连接块连接，以围成所述夹持腔，所述第一滚筒安装于所述第一支架上，所述第二滚筒安装于所述第二支架上，所述第二支架上开设有腰型孔，所述连接块的一端与所述腰型孔配合，以对所述第二支架沿径向方向进行调节。

7.根据权利要求5所述的卡盘，其特征在于，还包括压板，所述底板上开设有凹槽，所述压板安装于所述底板上，且部分压板与所述凹槽的侧壁围成导向槽，所述滑块滑动设置于所述导向槽中，所述第一滑动槽与所述凹槽连通，以使传动件穿设所述凹槽与所述滑块连接，所述压板及所述滑块相接触的配合面上均开设有导油槽。

8.根据权利要求1所述的卡盘，其特征在于，还包括电磁阀、诱导止回阀及配气环，所述主轴上开设有气道，所述配气环安装于所述主轴上且与所述气道连通，所述电磁阀与所述配气环连接，所述诱导止回阀的进气口与所述气道的出口连接，所述诱导止回阀的出气口与所述驱动件连接，所述驱动件为气缸。

9.根据权利要求1所述的卡盘，其特征在于，所述主架开设有安装孔，所述主轴转动设置于所述安装孔中，所述卡盘还包括旋转机构，所述主架开设有安装腔，所述旋转机构通过所述安装腔安装于所述主架上，以驱动所述主轴相对所述安装腔转动，以带动所述夹持机构转动。

10.根据权利要求9所述的卡盘，其特征在于，所述旋转机构包括第一齿轮、第二齿轮及动力件，所述动力件安装于所述安装腔中，所述第一齿轮安装于所述动力件上的输出轴上，所述第二齿轮套设且固定于所述主轴上，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合。

11.根据权利要求10所述的卡盘，其特征在于，所述旋转机构还包括减速机及偏心套，所述偏心套套设于所述减速机上，且与所述减速机共同安装于所述安装腔中，所述减速机的一端与所述动力件连接，另一端与所述第一齿轮连接。