專利名稱：集成薄壁管材氣動夾持機構的旋轉軸裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及薄壁管材激光微加工技術領域，具體涉及一種集成薄壁管材氣體夾持機構的旋轉軸裝置。
背景技術：
隨著激光微加工技術的不斷發展，為追求高速高精度的加工效果，許多關鍵核心元器件被運用在激光微加工設備領域。而精密旋轉軸作為數控加工設備必不可少的核心元器件，被大量應用于高精密激光加工設備中。目前，激光微加工使用的精密旋轉軸多依靠國外進口。這些引進的精密旋轉軸價格高、供貨周期長、結構復雜、元器件損壞后維修不便，并且由于它們都是作為標準件被引進，難以根據具體的應用場合進行靈活變更設計并符合具體的應用場合，這些都大大制約了自主項目的順利推進。因此，亟需自主研發一種集成薄壁管材氣動夾持機構的高精密旋轉軸裝置。
實用新型內容本實用新型旨在解決旋轉軸裝置夾持管材高精度旋轉、兼容管材自動進料以及防水密封性等技術問題。為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種集成薄壁管材氣動夾持機構的旋轉軸裝置。該旋轉軸裝置是內部中空的結構，以實現管材輸送和進行濕切割作業。旋轉軸裝置包括旋轉軸外殼模塊，其具有安裝底座以將旋轉軸裝置安裝并固定在直線軸平臺上，其中利用定位銷實現旋轉軸裝置的初步定位；拉桿模塊，包括拉桿、管材和直驅電機，其中拉桿由中空的薄壁無縫管形成，拉桿的內徑大于管材外徑以容納待加工的管材，且拉桿被固定地耦合在直驅電機的動子上；以及夾頭模塊，用于輔助拉桿模塊實現管材的夾緊和松開，其中夾頭模塊被設置成迷宮式的密封形式。本實用新型提出的旋轉軸裝置具有能夠夾持管材高精度旋轉、兼容管材自動進料、防水密封性好、支持管材濕切加工及多種導水方式等優點。
圖I是根據本實用新型一個實施例的旋轉軸裝置的剖面結構示意圖；以及圖2是根據本實用新型一個實施例的旋轉軸裝置的結構示意圖。附圖標記I.拉桿旋鈕，2.拉桿蓋，3.活塞套，4.拉桿座，5.活塞內套，6.滾動軸承，7.軸套，
8.拉桿，9.管材，10.直驅電機，11.連接柱，12.活塞住，13.彈簧14.圓端蓋，15.端內蓋，16.銷軸，17.夾頭安裝環，18.端卡圈，19.夾頭，20.后端蓋，21.薄壁端蓋，22.旋轉軸外壁，23.右端蓋，24.安裝底座，25.傳感器
具體實施方式
[0011]以下將討論本實用新型的各個較佳實施例。但本領域技術人員應當理解，此處的詳細說明并不作為對本實用新型保護范圍的限制，本實用新型還可通過以下各實施例的變型或其它等同方式得以實現。在本實用新型的一個實施例中，用于集成薄壁管材氣動夾持機構的旋轉軸裝置包括拉桿模塊、旋轉軸外殼模塊和夾頭模塊。作為示例，如圖I所示，拉桿模塊可包括1.拉桿旋鈕，2.拉桿蓋，3.活塞套，4.拉桿座，5.活塞內套，6.滾動軸承，7.軸套，8.拉桿，9.管材，10.直驅電機。拉桿模塊的作用是實現管材的夾緊和松開。拉桿模塊夾緊和松開管材的過程是通過氣缸原理來實現的。如圖所示，拉桿模塊被固定地耦合在旋轉軸裝置內的直驅電機的動子上，能隨動子一起進行旋轉運動。而夾頭則通過從旋轉軸左端擰入拉桿模塊的右端螺紋孔中。當圖示左氣腔充氣時，高壓氣體會推著拉桿模塊朝右運動，從而帶動拉桿將夾頭朝右端拉緊，直到夾頭的外圓錐面與旋轉軸裝置左端的端卡圈的內圓錐面貼死為止，由于所配的夾頭為彈性夾頭，該夾頭被端卡圈的內圓錐面卡死，同時承受朝右的拉力，導致彈性夾頭收緊，將管材抱住，保持該狀態，管材將一直被夾頭抱緊。需要松開管材時，給右氣腔充氣，左氣腔放氣，高壓氣體推 動活塞柱朝左側運動，從而帶動拉桿朝左側運動，進而使得彈性夾頭的外圓錐面與端卡圈的內圓錐面相脫離，保持松開狀態，此時彈性夾頭依靠自身的彈性回復力保持松開狀態，管材將被松開。為了保證氣密性各個部分之間采用O形密封圈密封。在一個示例中，可采用高性能免維護的直驅電機，其優勢在于可實現旋轉軸的高速進給、高加速及高精度。電機采取直接驅動連接柱的設計，可省略減速齒輪，因此可以達到旋轉軸的高加速度及高精度。同時，由于直驅電機內置，可以與旋轉軸直接結合而不需使用機械附加裝置。連接柱通過螺釘與直驅電機連接，電機轉子的高速旋轉軸帶動與連接柱過盈配合的拉桿的高速旋轉，拉桿夾緊管材，從而實現管材的高精度旋轉。當拉桿被直驅電機轉子帶動高精度旋轉時，滾動軸承用于支撐拉桿。油脂供應潤滑軸承可支持到20000轉/每分鐘。旋轉軸是內部中空的結構，能讓拉桿從中間通過，同時中空的旋轉軸能夠實現管材輸送功能和濕切割作業功能。拉桿為中空的薄壁無縫管且拉桿內徑大于管材外徑以容納待加工的管材。拉桿內部可形成密封腔。當進行濕切加工時，采用后置導水方式，此時整根管材浸入導水管中，一旦導水管泄露，水流也是在拉桿的中空密封腔內，不會泄露到旋轉軸內部影響電機的正常工作。夾頭模塊，用于輔助拉桿模塊實現管材的夾緊和松開。如圖I所示，夾頭模塊包括11.連接柱，12.活塞柱，13.彈簧14.圓端蓋，15.端內蓋，16，銷軸，17.夾頭安裝環，18.端卡圈，19.夾頭。夾頭部分采取迷宮式的密封形式，使得在濕切加工時，加工區域的水霧不會進入到旋轉軸內部。旋轉軸外殼模塊包括20.后端蓋，21.薄壁端蓋，22.旋轉軸外壁，23.右端蓋，24.安裝底座。外殼上有兩個外接口 一個是編碼器引出線，另一個是電機電源引出線。在一個示例中，旋轉軸外殼可采用防水材料制作，防水等級IP65，以便有效地抗灰塵和水濺。通過安裝底座，旋轉軸裝置可以非常方便的安裝并固定在直線軸平臺上。從而便于裝置整體的安裝(安裝到直線軸平臺上)、定位。另外，還可利用定位銷，實現旋轉軸裝置的定位。在一個示例中，可在拉桿內部形成的密封腔內安裝傳感器25。這樣，在進行濕切加工工藝時，如果有水流泄露時可提供安全報警。例如，當加工區域內導水管斷裂或者導水管與管材尾部連接處有水滲漏時，所述傳感器發出安全警報以停止操作。其次，該傳感器還可識別金屬材料和非金屬材料，從而便于管材計數，實現自動進料功能。
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權利要求1.一種集成薄壁管材氣動夾持機構的旋轉軸裝置，所述旋轉軸裝置是內部中空的結構以實現管材輸送和進行濕切割作業，所述旋轉軸裝置包括 旋轉軸外殼模塊，其具有安裝底座以將旋轉軸裝置安裝并固定在直線軸平臺上，其中利用定位銷實現旋轉軸裝置的初步定位； 拉桿模塊，包括拉桿、管材和直驅電機，其中拉桿由中空的薄壁無縫管形成，拉桿的內徑大于管材外徑以容納待加工的管材，且拉桿被固定地耦合在直驅電機的動子上；以及 夾頭模塊，用于輔助拉桿模塊實現管材的夾緊和松開，其中夾頭模塊被設置成迷宮式的密封形式。
2.如權利要求I所述的旋轉軸裝置，其特征在于，拉桿內部形成密封腔。
3.如權利要求2所述的旋轉軸裝置，其特征在于，所述密封腔內設置有傳感器，所述傳感器識別金屬材料和非金屬材料以便于管材計數并實現自動進料。
4.如權利要求3所述的旋轉軸裝置，其特征在于，所述傳感器還被配置成當加工區域內導水管斷裂或者導水管與管材尾部連接處有水滲漏時發出安全警報。
5.如權利要求I所述的旋轉軸裝置，其特征在于，旋轉軸外殼模塊采用防水材料密封，以防止水從外部進入旋轉軸裝置內部。
專利摘要本實用新型公開了一種集成薄壁管材氣動夾持機構的旋轉軸裝置。該旋轉軸裝置是內部中空的結構，以實現管材輸送和進行濕切割作業。旋轉軸裝置包括旋轉軸外殼模塊，其具有安裝底座以將旋轉軸裝置安裝并固定在直線軸平臺上，其中利用定位銷實現旋轉軸裝置的初步定位；拉桿模塊，包括拉桿、管材和直驅電機，其中拉桿由中空的薄壁無縫管形成，拉桿的內徑大于管材外徑以容納待加工的管材，且拉桿被固定地耦合在直驅電機的動子上；以及夾頭模塊，用于輔助拉桿模塊實現管材的夾緊和松開，其中夾頭模塊被設置成迷宮式的密封形式。
文檔編號B23K26/42GK202506997SQ20122002353
公開日2012年10月31日 申請日期2012年1月19日 優先權日2012年1月19日
發明者夏發平, 寧軍, 馬秀云, 魏志凌 申請人:昆山思拓機器有限公司