CN108213479A - 一种四爪自动对中气动卡盘 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种四爪自动对中气动卡盘，包括回转基座以及安设于回转基座上的两组两爪夹紧机构；所述两组两爪夹紧机构相对于所述回转基座的中心正交布置，二者不在一个平面上；两组两爪夹紧机构的结构形式相同，工件穿过所述两组两爪夹紧机构。本发明提供的一种全新结构的四爪自动对中气动卡盘，解决了现有的普通气动四爪卡盘夹持范围小、夹持精度不够和现有的电动四爪卡盘结构复杂、没有夹持补偿功能的问题，实现了对不同尺寸的圆形或矩形管件的装夹，夹持范围大、速度快，定位精度高。
Description
技术领域
本发明属于机加工技术领域，涉及管料激光切割机床，具体涉及一种四爪自动对中气动卡盘。
背景技术
四爪自动对中气动卡盘是管料激光切割机床的主要部件。管料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四爪自动对中气动卡盘夹紧并定位，管料工件要求穿过四爪自动对中气动卡盘然后被夹持住并可在该卡盘夹持状态中旋转和移动，然后激光通过切割头聚焦后对管料工件切割下料。
现有技术中存在下列问题：(1)普通的气动四爪卡盘：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)为了解决上述气动四爪卡盘的问题，工程师们研制出了伺服(或步进)电机四爪卡盘，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，加工工程中，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，该间隙使得工件的加工废品量加大。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种全新结构的四爪自动对中气动卡盘，解决了现有的普通气动四爪卡盘夹持范围小、夹持精度不够和现有的电动四爪卡盘结构复杂、没有夹持补偿功能的问题，实现了对不同形状工件的装夹，夹持范围大、速度快，定位精度高。
为此，本发明采用了以下技术方案：
一种四爪自动对中气动卡盘，包括回转基座以及安设于回转基座上的两组两爪夹紧机构；所述两组两爪夹紧机构相对于所述回转基座的中心正交布置，二者不在一个平面上；两组两爪夹紧机构的结构形式相同，工件穿过所述两组两爪夹紧机构。
优选地，每组两爪夹紧机构相对于回转基座的中心直径线对称布置；回转基座中间部分是空的，用于穿过和夹持工件。
优选地，所述两爪夹紧机构包括两个气缸、两个活塞杆及连接件、两个回转夹爪、四根连杆和两组滑块及导轨；第一气缸对应第一活塞杆及连接件，第一活塞杆及连接件上装有第一回转夹爪；第二气缸对应第二活塞杆及连接件，第二活塞杆及连接件上装有第二回转夹爪；第一气缸、第一活塞杆及连接件和第一回转夹爪分别与第二气缸、第二活塞杆及连接件和第二回转夹爪相对于回转基座的中心线对称布置；两组滑块及导轨均位于上述两个气缸相对的对称轴(回转基座中心线)上；每根连杆的两端分别与活塞杆及连接件和滑块及导轨上的滑块铰接，相对于回转基座的中心线，四根连杆铰接成完全对称的结构。
优选地，四根连杆的两端均开有铰接孔，孔距相等；活塞杆及连接件上的铰接点也开有铰接孔，与连杆的铰接孔大小对应；滑块及导轨上的滑块上也开有铰接孔，与连杆的铰接孔大小对应。
优选地，所述活塞杆及连接件上的铰接点，包括一个或两个；铰接成的框架相对于回转基座的中心对称。
优选地，所述滑块上的铰接点，包括一个或两个；铰接成的框架相对于回转基座的中心对称。
优选地，每组四杆铰接的对称框架上，只保留位于两个气缸轴线同边的连杆和滑块，去掉另一边的连杆和滑块。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)四个卡爪在气缸的驱动下两两运动同时向中间同步收缩或同步离开，夹持长宽比大的矩形工件的效果和质量明显提升。
(2)能够实现对正方形、长方形和圆形工件的装夹，工件被夹紧时也可在回转基座中间移动和穿过。
(3)夹持范围大、速度快，定位精度高。
(4)提高了生产效率，降低了工件的加工废品量。
附图说明
图1是本发明所提供的一种四爪自动对中气动卡盘的结构组成图。
图2是本发明所提供的一种四爪自动对中气动卡盘中两爪夹紧机构的结构组成图。
附图标记说明：1、回转基座；2、两爪夹紧机构；2-1、第一气缸；2-2、第一活塞杆及连接件；2-3、第一回转夹爪；2-4、第一连杆；2-5、第二连杆；2-6、第一滑块及导轨；2-7、第二滑块及导轨；2-8、第三连杆；2-9、第四连杆；2-10、第二回转夹爪；2-11、第二活塞杆及连接件；2-12、第二气缸。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，其中的具体实施例以及说明仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
如图1所示，本发明公开了一种四爪自动对中气动卡盘，包括回转基座1以及安设于回转基座上的两组两爪夹紧机构2；所述两组两爪夹紧机构2相对于所述回转基座1的中心正交布置，二者不在一个平面上；两组两爪夹紧机构2的结构形式相同，工件穿过所述两组两爪夹紧机构2。
具体地，每组两爪夹紧机构2相对于回转基座1的中心直径线对称布置；回转基座1中间部分是空的，用于穿过和夹持工件。
如图2所示，所述两爪夹紧机构2包括两个气缸2-1和2-12、两个活塞杆及连接件2-2和2-11、两个回转夹爪2-3和2-10、四根连杆2-4、2-5、2-8、2-9和两组滑块及导轨2-6和2-7；第一气缸2-1对应第一活塞杆及连接件2-2，第一活塞杆及连接件2-2上装有第一回转夹爪2-3；第二气缸2-12对应第二活塞杆及连接件2-11，第二活塞杆及连接件2-11上装有第二回转夹爪2-10；第一气缸2-1、第一活塞杆及连接件2-2和第一回转夹爪2-3分别与第二气缸2-12、第二活塞杆及连接件2-11和第二回转夹爪2-10相对于回转基座1的中心线对称布置；两组滑块及导轨2-6和2-7均位于上述两个气缸2-1和2-12相对的对称轴(回转基座中心线)上；每根连杆的两端分别与活塞杆及连接件和滑块及导轨上的滑块铰接，相对于回转基座1的中心线，四根连杆铰接成完全对称的结构。
具体地，四根连杆的两端均开有铰接孔，孔距相等；活塞杆及连接件上的铰接点也开有铰接孔，与连杆的铰接孔大小对应；滑块及导轨上的滑块上也开有铰接孔，与连杆的铰接孔大小对应。
具体地，所述活塞杆及连接件上的铰接点，包括一个或两个；铰接成的框架相对于回转基座的中心对称。
具体地，所述滑块上的铰接点，包括一个或两个；铰接成的框架相对于回转基座的中心对称。
优选地，每组四杆铰接的对称框架上，只保留位于两个气缸轴线同边的连杆和滑块，去掉另一边的连杆和滑块。
实施例
一种全新结构的四爪自动对中气动卡盘，包括回转基座1以及安设于回转基座1上的两组两爪夹紧机构2，下面以一组两爪夹紧机构2为例来说明实现原理，因为另一组夹紧机构和这组夹紧机构形式一样，只不过是互为90度(不在同一个平面)布置而已。
一组两爪夹紧机构2相对于回转基座1的中心直径线对称布置，两爪夹紧机构2包括两个气缸2-1和2-12、两个对应的活塞杆及连接件2-2和2-11，两个活塞杆及连接件2-2和2-11分别装有两个回转夹爪2-3和2-10，还包括四根连杆2-4、2-5、2-8、2-9和两组滑块及导轨2-6和2-7。第一气缸2-1和第一活塞杆及连接件2-2和第一回转夹爪2-3相对于第二气缸2-12和第二活塞杆及连接件2-11和第二回转夹爪2-10对称布置在回转基座1的中心线上，第一滑块及导轨2-6和第二滑块及导轨2-7布置在回转基座1的中心线上(也即上述两个气缸相对的对称轴)，第一连杆2-4、第二连杆2-5、第三连杆2-8和第四连杆2-9四根连杆一样，要求每根连杆上的两个孔距完全相等。第一连杆2-4的一端和第一活塞杆及连接件2-2铰接，另一端和第二滑块及导轨2-7上的滑块铰接；第二连杆2-5的一端和第一活塞杆及连接件2-2铰接，另一端和第一滑块及导轨2-6上的滑块铰接；第三连杆2-8的一端和第二活塞杆及连接件2-11铰接，另一端和第二滑块及导轨2-7上的滑块铰接；第四连杆2-9的一端和第二活塞杆及连接件2-11铰接，另一端和第一滑块及导轨2-6上的滑块铰接；相对于回转基座1上的中心线，四杆铰接成完全对称的结构。当第一气缸2-1和第二气缸2-12通气时，由于四杆布置是相对于回转基座1的中心O点完全对称，所以驱动第一活塞杆及连接件2-2和第二活塞杆及连接件2-11精确地要么同步向中心线方向作夹紧工件运动，要么同步离开中心线方向作松开工件运动。第一气缸2-1和第二气缸2-12的行程均在A与B之间，如图2所示。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则范围之内所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种四爪自动对中气动卡盘，包括回转基座以及安设于回转基座上的两组两爪夹紧机构，其特征在于：所述两组两爪夹紧机构相对于所述回转基座的中心正交布置，二者不在一个平面上；两组两爪夹紧机构的结构形式相同，工件穿过所述两组两爪夹紧机构。
2.根据权利要求1所述的一种四爪自动对中气动卡盘，其特征在于：每组两爪夹紧机构相对于回转基座的中心直径线对称布置；回转基座中间部分是空的，用于穿过和夹持工件。
3.根据权利要求2所述的一种四爪自动对中气动卡盘，其特征在于：所述两爪夹紧机构包括两个气缸、两个活塞杆及连接件、两个回转夹爪、四根连杆和两组滑块及导轨；第一气缸对应第一活塞杆及连接件，第一活塞杆及连接件上装有第一回转夹爪；第二气缸对应第二活塞杆及连接件，第二活塞杆及连接件上装有第二回转夹爪；第一气缸、第一活塞杆及连接件和第一回转夹爪分别与第二气缸、第二活塞杆及连接件和第二回转夹爪相对于回转基座的中心线对称布置；两组滑块及导轨均位于上述两个气缸相对的对称轴(回转基座中心线)上；每根连杆的两端分别与活塞杆及连接件和滑块及导轨上的滑块铰接，相对于回转基座的中心线，四根连杆铰接成完全对称的结构。
4.根据权利要求3所述的一种四爪自动对中气动卡盘，其特征在于：四根连杆的两端均开有铰接孔，孔距相等；活塞杆及连接件上的铰接点也开有铰接孔，与连杆的铰接孔大小对应；滑块及导轨上的滑块上也开有铰接孔，与连杆的铰接孔大小对应。
5.根据权利要求4所述的一种四爪自动对中气动卡盘，其特征在于：所述活塞杆及连接件上的铰接点，包括一个或两个；铰接成的框架相对于回转基座的中心对称。
6.根据权利要求4所述的一种四爪自动对中气动卡盘，其特征在于：所述滑块上的铰接点，包括一个或两个；铰接成的框架相对于回转基座的中心对称。
7.根据权利要求3至6任一项所述的一种四爪自动对中气动卡盘，其特征在于：每组四杆铰接的对称框架上，只保留位于两个气缸轴线同边的连杆和滑块，去掉另一边的连杆和滑块。
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