一種激光方管切割機的中心架的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種管材激光加工用的中心架，用于支撐裝夾方形管材工件，并且隨主軸電機同步轉動，其主要包括四個機構部分：同步夾緊支撐機構、同步旋轉控制機構、中空中心架結構、管材軸向移動機構，上述四個機構互相配合實現對方形管材進行高精度，高準確性，高穩定性的夾緊與支撐，并軸向進給激光加工。通過同步夾緊支撐機構，可以實現精確地同步裝夾與支撐工件的動作；同時利用同步旋轉控制機構，可以實現旋轉電機帶動卡爪及被夾緊工件同步旋轉。通過中空中心架結構，并配合管材軸向移動機構，可以完成方形管材軸向移動加工。通過本發明，中心架可以實現對方形管材工件精確地裝夾與支撐，隨主軸電機同步轉動，并且是可以進行軸向移動加工，從而提高了加工范圍，加工效率與加工精度。
【專利說明】 一種激光方管切割機的中心架
【技術領域】
[0001]本發明屬于激光方管切割機設備【技術領域】，涉及一種用于激光方管切割機的中心架，尤其是涉及一些方形管材類加工夾持的中心架結構。
【背景技術】
[0002]在機械加工和激光加工中，都會有裝夾固定工件的步驟，中心架是在加工中徑向支承旋轉工件的輔助裝置。傳統的中心架一般采用三點定圓的原理對軸狀工件進行裝夾與支撐，但是對方形管狀的工件就無能為力了。對于方形管狀工件的裝夾一直沒有明確而有效的方案，導致加工范圍局限于軸類工件。而且在加工過程中，傳統的中心架結構與工件無相對軸向移動，這樣就無法配合激光頭或機械刀頭進行高精度，高準確性，高穩定性的軸向進給加工。另外，現在一般中心架很難保證與主軸箱精準的同步運動(即同方向，同速度)，從而導致加工精度不高，加工效率過低。
【發明內容】
[0003]針對現有技術的缺陷和技術需求，本發明的目的在于提供一種方形管狀加工用中心架。通過對中心卡爪，同步夾緊機構，中空中心架結構，同步旋轉機構的設計，實現高速，高效，高精度自動同步夾緊支撐方管激光加工的中心架。
[0004]為實現上述目的，所采用的技術方案如下:
[0005]一種用于激光方管切割機的中心架，主要包括四個機構部分:同步夾緊支撐機構、同步旋轉控制機構、中空中心架結構、管材軸向移動機構；
[0006]所述中空中心架機構包括:中空前圓形蓋板，中空后圓形蓋板，通過圓柱導軌固連的中空內、外圓盤，中空旋轉圓盤，中空主軸，外軸套、內軸套以及齒輪，其中所述外軸套與齒輪采用螺栓連接，用以傳遞旋轉運動，所述內軸套與后圓形蓋板用螺栓固定連接，所述內、外軸套通過2個軸承連接；
[0007]所述的同步夾緊支撐機構，包括:均勻分布在前圓形蓋板上的四個帶滾輪的卡爪；四個氣缸，每個氣缸控制一個卡爪，并且每兩個配對，在中心架上下各安裝一對，分別控制水平和垂直的兩對卡爪，通過四個氣缸同時動作、圓柱導軌定位固連以及由軸向齒條、第二齒輪、第三齒輪、以及水平齒條組成的齒輪齒條傳動機構，同步控制水平和垂直的兩對帶滾輪的卡爪，實現上下或水平一對卡爪同時夾緊或松開；
[0008]所述的同步旋轉控制機構由旋轉伺服電機、內、外軸套、軸承套、滾珠軸承、包括第一齒輪、齒輪、過渡齒輪的多級齒輪傳動機構、圓柱導軌、前圓形蓋板、后圓形蓋板、中空主軸、旋轉圓盤、固定在內、外圓盤上的齒輪齒條傳動機構，以及帶滾輪的卡爪，所述齒輪齒條傳動機構由所述軸向齒條、所述第二齒輪、所述第三齒輪、以及所述水平齒條構成；所述內外軸套安裝在所述中空主軸上，中空主軸用于管材的放置，第一齒輪通過過渡輪與旋轉伺服電機間接相連，并和安裝在內外軸套上的齒輪嚙合，外圓盤通過圓柱導軌與內圓盤定位固連，圓柱導軌一端固定在齒輪上，另一端固定在旋轉圓盤以及前圓形蓋板上，從而實現旋轉伺服電機帶動卡爪同步旋轉，所述管材軸向移動機構，主要由四個卡爪上面的滾輪實現。
[0009]本發明的技術方案的有益效果有:
[0010]中空結構的中心架保證管材可以穿過中心架，以便加工細長形工件。伺服電機和多級齒輪傳動機構可以保證中心架與主軸電機同步運動(同方向，同速度運動)。四個氣缸與四個均勻分布在圓周上的帶滾輪的卡爪，在齒輪齒條傳動機構的作用下，可以完成精確地裝夾與支撐工件的動作，并且實現軸向運動。
[0011]通過同步夾緊支撐機構，實現精確地同步裝夾與支撐工件的動作。同時利用同步旋轉控制機構，實現旋轉電機帶動卡爪及被夾緊工件同步旋轉。中空中心架結構，配合管材軸向移動機構，完成方形管材軸向移動加工。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]為了更清楚地說明本發明實施例及技術方案，下面將對該發明實例及技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。
[0013]圖1是本發明中心架的總體主視圖；
[0014]圖2是圖1所示中心架沿著軸向中心水平方向所獲得的剖面俯視圖。
[0015]在所有附圖中，相同的附圖標記用來表示相同的元件或結構，其中:
[0016]I 一氣缸2—氣缸推桿3—第一齒輪4 一外圓盤5 —內圓盤6—軸向齒條7—第二齒輪8 一第二齒輪9 一水平齒條10 —旋轉圓盤11 一前圓形蓋板12 —卡爪13 —滾輪14 一外軸套15 —外殼16 —滾珠軸承17 —內軸套18 —后圓形蓋板19 一中空主軸20 —齒輪21 —旋轉伺服電機22 —過渡齒輪23 —圓柱導軌
【具體實施方式】
[0017]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0018]如圖1-2所示，本發明的中心架包括四個主要機構:同步夾緊支撐機構，同步旋轉控制機構，中空中心架結構和管材軸向移動機構。其中，同步夾緊支撐機構為:均勻分布在前圓形蓋板11上的四個帶滾輪13的卡爪12 ;均勻分布在后圓形蓋板18上的四個氣缸1，每個氣缸控制一個卡爪，并且每2個配對，在中心架上下各安裝一對，分別控制水平和垂直的2對卡爪。通過發送抓夾控制信號，四個氣缸I接到控制信號后，同時使氣缸推桿2推動外圓盤4動作，在圓柱導軌23定位固連下，將外圓盤4與內圓盤5固連，外圓盤4帶動內圓盤5動作，內圓盤5與齒條6用螺栓固連，從而齒輪齒條傳動機構(由軸向齒條6、第二齒輪
7、第三齒輪8、以及水平齒條9組成)運動，同步控制水平和垂直的兩對帶滾輪的卡爪，實現上下或水平一對卡爪同時夾緊或松開。
[0019]所述的同步旋轉控制機構:由旋轉伺服電機21、內外軸套14、17、軸承套、滾珠軸承16、多級齒輪傳動機構(包括第一齒輪3、齒輪20、過渡齒輪22)、前后圓形蓋板11、18、中空主軸19、旋轉圓盤10、外圓盤4通過圓柱導軌23與內圓盤5定位固連，固定在內圓盤5上的雙邊齒輪齒條機構(軸向齒條6、第二齒輪7、第三齒輪8、以及水平齒條9)，以及帶滾輪的卡爪12。內外軸套14、17安裝在中空主軸19上，中空主軸19用于管材的放置，第一齒輪3通過過渡輪22與旋轉伺服電機21間接相連，并和安裝在內外軸套14、17上的齒輪20嚙合，圓柱導軌一端固定在齒輪20上，另一端固定在旋轉圓盤10以及前圓形蓋板11上，從而實現旋轉伺服電機21帶動卡爪12同步旋轉。
[0020]所述中空中心架機構包括:中空前圓形蓋板11，中空后圓形蓋板18，通過圓柱導軌23固連的中空內、外圓盤4、5，中空旋轉圓盤10，中空主軸19，外軸套14、內軸套17以及齒輪20，其中所述外軸套14與齒輪20采用螺栓連接，用以傳遞旋轉運動，所述內軸套17與后圓形蓋板18用螺栓固定連接，所述內、外軸套通過2個軸承連接；
[0021]中空結構可以使方形管材穿過中心架，配合管材軸向移動機構，實現軸向移動加工。
[0022]所述管材軸向移動機構:主要包括四個卡爪12上面的滾輪13，分布在圓周上的四個滾輪可以穩定、精確地固定夾緊支撐方形管材，并且在主軸箱電機的配合下實現軸向運動。
[0023]上述四個機構互相配合實現對方形管材進行高精度，高準確性，高穩定性的夾緊與支撐，并軸向進給激光加工。通過同步夾緊支撐機構，可以實現精確地同步裝夾與支撐工件的動作。同時利用同步旋轉控制機構，可以實現旋轉電機帶動卡爪及被夾緊工件同步旋轉。通過中空中心架結構，并配合管材軸向移動機構，可以完成方形管材軸向移動加工。
[0024]以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明保護的范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種用于激光方管切割機的中心架，其特征在于，其包括同步夾緊支撐機構、同步旋轉控制機構、中空中心架結構和管材軸向移動機構；其中， 所述中空中心架機構包括:中空前圓形蓋板(11)，中空后圓形蓋板(18)，通過圓柱導軌(23)固連的中空內、外圓盤(4、5)，中空旋轉圓盤(10)，中空主軸(19)，外軸套(14)，內軸套(17)以及齒輪(20)，其中所述外軸套(14)與所述齒輪(20)采用螺栓連接，用以傳遞旋轉運動，所述內軸套(17)與后圓形蓋板(18)用螺栓固定連接，所述內、外軸套通過2個軸承連接; 所述同步夾緊支撐機構包括:均勻分布在所述前圓形蓋板(11)上的四個帶滾輪(13)的卡爪(12);四個氣缸(I )，每個氣缸控制一個卡爪，并且每兩個配對，在中心架上下各安裝一對，分別控制水平和垂直的兩對卡爪，通過四個氣缸同時動作、圓柱導軌定位固連以及由軸向齒條(6)、第二齒輪(7)、第三齒輪(8)、以及水平齒條(9)組成的齒輪齒條傳動機構，同步控制水平和垂直的兩對帶滾輪的卡爪，實現上下或水平一對卡爪同時夾緊或松開； 所述的同步旋轉控制機構包括旋轉伺服電機(21)、內、外軸套(14、17)、軸承套、滾珠軸承(16)、包括第一齒輪(3)、齒輪(20)、過渡齒輪(22)的多級齒輪傳動機構、圓柱導軌、前圓形蓋板(11)、后圓形蓋板(18)、中空主軸(19)、旋轉圓盤(10)、固定在內圓盤(5)上的雙邊齒輪齒條機構以及帶滾輪的卡爪(12)，所述齒輪齒條傳動機構由所述軸向齒條(6)、所述第二齒輪(7)、所述第三齒輪(8)、以及所述水平齒條(9)構成；所述內外軸套(14、17)安裝在所述中空主軸(19)上，中空主軸(19)用于管材的放置，第一齒輪(3)通過過渡齒輪(22)與所述旋轉伺服電機(21)間接相連，并和安裝在所述內、外軸套(14、17)上的所述齒輪(20)哨合,外圓盤(4)通過圓柱導軌(23)與內圓盤(5)定位固連，圓柱導軌一端固定在所述齒輪(20)上，另一端固定在所述旋轉圓盤(10)以及前圓形蓋板(11)上，從而實現所述旋轉伺服電機(21)帶動所述卡爪(12)同步旋轉； 所述管材軸向移動機構，包括所述四個卡爪(12)上的滾輪(13)。
【文檔編號】B23K26/70GK103659006SQ201310616350
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月27日 優先權日:2013年11月27日
【發明者】邵新宇, 李斌, 郭平華, 段正澄, 黃禹, 王征, 張雅飛, 王玉姣, 范大鵬, 張臻, 李建 申請人:武漢法利萊切割系統工程有限責任公司, 華中科技大學