專利名稱：集成薄壁管材氣動夾持機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及薄壁管材激光微加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種集成薄壁管材氣體夾持機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸裝置。
背景技術(shù)：
隨著激光微加工技術(shù)的不斷發(fā)展，為追求高速高精度的加工效果，許多關(guān)鍵核心元器件被運(yùn)用在激光微加工設(shè)備領(lǐng)域。而精密旋轉(zhuǎn)軸作為數(shù)控加工設(shè)備必不可少的核心元器件，被大量應(yīng)用于高精密激光加工設(shè)備中。目前，激光微加工使用的精密旋轉(zhuǎn)軸多依靠國外進(jìn)口。這些引進(jìn)的精密旋轉(zhuǎn)軸價格高、供貨周期長、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、元器件損壞后維修不便，并且由于它們都是作為標(biāo)準(zhǔn)件被引進(jìn)，難以根據(jù)具體的應(yīng)用場合進(jìn)行靈活變更設(shè)計并符合具體的應(yīng)用場合，這些都大大制約了自主項(xiàng)目的順利推進(jìn)。 因此，亟需自主研發(fā)一種集成薄壁管材氣動夾持機(jī)構(gòu)的高精密旋轉(zhuǎn)軸裝置。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型旨在解決旋轉(zhuǎn)軸裝置夾持管材高精度旋轉(zhuǎn)、兼容管材自動進(jìn)料以及防水密封性等技術(shù)問題。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種集成薄壁管材氣動夾持機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸裝置。該旋轉(zhuǎn)軸裝置是內(nèi)部中空的結(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)管材輸送和進(jìn)行濕切割作業(yè)。旋轉(zhuǎn)軸裝置包括旋轉(zhuǎn)軸外殼模塊；拉桿模塊，包括拉桿、管材和直驅(qū)電機(jī)，其中拉桿由中空的薄壁無縫管形成，拉桿的內(nèi)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(qū)電機(jī)的動子上；以及夾頭模塊，包括圓端蓋、端內(nèi)蓋、端卡圈和夾頭，其中圓端蓋與端內(nèi)蓋、端內(nèi)蓋與端卡圈、以及端卡圈與夾頭之間互相嵌套形成迷宮式密封形式，且這些部件的連接處用橡膠O形圈密封。旋轉(zhuǎn)軸外殼模塊采用防水材料密封，以防止水從外部進(jìn)入旋轉(zhuǎn)軸裝置內(nèi)部。本實(shí)用新型提出的旋轉(zhuǎn)軸裝置具有能夠夾持管材高精度旋轉(zhuǎn)、兼容管材自動進(jìn)料、防水密封性好、支持管材濕切加工及多種導(dǎo)水方式等優(yōu)點(diǎn)。

圖I是根據(jù)本實(shí)用新型一個實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)軸裝置的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；以及圖2是根據(jù)本實(shí)用新型一個實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)軸裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記I.拉桿旋鈕，2.拉桿蓋，3.活塞套，4.拉桿座，5.活塞內(nèi)套，6.滾動軸承，7.軸套，
8.拉桿，9.管材，10.直驅(qū)電機(jī)，11.連接柱，12.活塞住，13.彈簧14.圓端蓋，15.端內(nèi)蓋，
16.銷軸，17.夾頭安裝環(huán)，18.端卡圈，19.夾頭，20.后端蓋，21.薄壁端蓋，22.旋轉(zhuǎn)軸外壁，23.右端蓋，24.安裝底座，25.傳感器具體實(shí)施方式
以下將討論本實(shí)用新型的各個較佳實(shí)施例。但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，此處的詳細(xì)說明并不作為對本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，本實(shí)用新型還可通過以下各實(shí)施例的變型或其它等同方式得以實(shí)現(xiàn)。在本實(shí)用新型的一個實(shí)施例中，用于集成薄壁管材氣動夾持機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸裝置包括拉桿模塊、旋轉(zhuǎn)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(nèi)套，6.滾動軸承，7.軸套，8.拉桿，9.管材，10.直驅(qū)電機(jī)。拉桿模塊的作用是實(shí)現(xiàn)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(shí)現(xiàn)的。如圖所示，拉桿模塊被固定地耦合在旋轉(zhuǎn)軸裝置內(nèi)的直驅(qū)電機(jī)的動子上，能隨動子一起進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。而夾頭則通過從旋轉(zhuǎn)軸左端擰入拉桿模塊的右端螺紋孔中。當(dāng)圖示左氣腔充氣時，高壓氣體會推著拉桿模塊朝右運(yùn)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(zhuǎn)軸裝置左端的端卡圈的內(nèi)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(nèi)圓錐面卡死，同時承受朝右的拉力，導(dǎo)致彈性夾頭收緊，將管材抱住，保持·該狀態(tài)，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(cè)運(yùn)動，從而帶動拉桿朝左側(cè)運(yùn)動，進(jìn)而使得彈性夾頭的外圓錐面與端卡圈的內(nèi)圓錐面相脫離，保持松開狀態(tài)，此時彈性夾頭依靠自身的彈性回復(fù)力保持松開狀態(tài)，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(hù)的直驅(qū)電機(jī)，其優(yōu)勢在于可實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)軸的高速進(jìn)給、高加速及高精度。電機(jī)采取直接驅(qū)動連接柱的設(shè)計，可省略減速齒輪，因此可以達(dá)到旋轉(zhuǎn)軸的高加速度及高精度。同時，由于直驅(qū)電機(jī)內(nèi)置，可以與旋轉(zhuǎn)軸直接結(jié)合而不需使用機(jī)械附加裝置。連接柱通過螺釘與直驅(qū)電機(jī)連接，電機(jī)轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)軸帶動與連接柱過盈配合的拉桿的高速旋轉(zhuǎn)，拉桿夾緊管材，從而實(shí)現(xiàn)管材的高精度旋轉(zhuǎn)。當(dāng)拉桿被直驅(qū)電機(jī)轉(zhuǎn)子帶動高精度旋轉(zhuǎn)時，滾動軸承用于支撐拉桿。油脂供應(yīng)潤滑軸承可支持到20000轉(zhuǎn)/每分鐘。旋轉(zhuǎn)軸是內(nèi)部中空的結(jié)構(gòu)，能讓拉桿從中間通過，同時中空的旋轉(zhuǎn)軸能夠?qū)崿F(xiàn)管材輸送功能和濕切割作業(yè)功能。拉桿為中空的薄壁無縫管且拉桿內(nèi)徑大于管材外徑以容納待加工的管材。拉桿內(nèi)部可形成密封腔。當(dāng)進(jìn)行濕切加工時，采用后置導(dǎo)水方式，此時整根管材浸入導(dǎo)水管中，一旦導(dǎo)水管泄露，水流也是在拉桿的中空密封腔內(nèi)，不會泄露到旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)部影響電機(jī)的正常工作。如圖I所示，夾頭模塊可包括11.連接柱，12.活塞柱，13.彈簧14.圓端蓋，15.端內(nèi)蓋，16，銷軸，17.夾頭安裝環(huán)，18.端卡圈，19.夾頭。在本實(shí)用新型的一個實(shí)施例中，圓端蓋、端內(nèi)蓋、端卡圈與夾頭形成迷宮式密封形式。如圖所示，圓端蓋與端內(nèi)蓋、端內(nèi)蓋與端卡圈、以及端卡圈與夾頭之間互相嵌套。另外，還可將上述部件的各個連接處采用橡膠O形圈密封。如此，可防止水從這些危險區(qū)域進(jìn)入到旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)部。通過采取迷宮式的密封形式，可以使得在濕切加工時，加工區(qū)域的水霧不會進(jìn)入到旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)部。作為示例，旋轉(zhuǎn)軸外殼模塊可包括20.后端蓋，21.薄壁端蓋，22.旋轉(zhuǎn)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(jī)電源引出線。在一個示例中，旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)軸裝置的定位。在一個示例中，可在拉桿內(nèi)部形成的密封腔內(nèi)安裝傳感器25。這樣，在進(jìn)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(dāng)加工區(qū)域內(nèi)導(dǎo)水管斷裂或者導(dǎo)水管與管材尾部連接處有水滲漏時，所述傳感器發(fā)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(shù) ，實(shí)現(xiàn)自動進(jìn)料功能。
權(quán)利要求1.一種集成薄壁管材氣動夾持機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸裝置，所述旋轉(zhuǎn)軸裝置是內(nèi)部中空的結(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)管材輸送和進(jìn)行濕切割作業(yè)，所述旋轉(zhuǎn)軸裝置包括 旋轉(zhuǎn)軸外殼模塊； 拉桿模塊，包括拉桿、管材和直驅(qū)電機(jī)，其中拉桿由中空的薄壁無縫管形成，拉桿的內(nèi)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(qū)電機(jī)的動子上；以及 夾頭模塊，包括圓端蓋、端內(nèi)蓋、端卡圈和夾頭，其中圓端蓋與端內(nèi)蓋、端內(nèi)蓋與端卡圈、以及端卡圈與夾頭之間互相嵌套形成迷宮式密封形式，且這些部件的連接處用橡膠O形圈密封。
2.如權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)軸裝置，其特征在于，拉桿內(nèi)部形成密封腔。
3.如權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)軸裝置，其特征在于，所述密封腔內(nèi)設(shè)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(shù)并實(shí)現(xiàn)自動進(jìn)料。
4.如權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)軸裝置，其特征在于，旋轉(zhuǎn)軸外殼模塊采用防水材料密封，以防止水從外部進(jìn)入旋轉(zhuǎn)軸裝置內(nèi)部。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種集成薄壁管材氣動夾持機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸裝置。該旋轉(zhuǎn)軸裝置是內(nèi)部中空的結(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)管材輸送和進(jìn)行濕切割作業(yè)。旋轉(zhuǎn)軸裝置包括旋轉(zhuǎn)軸外殼模塊；拉桿模塊，包括拉桿、管材和直驅(qū)電機(jī)，其中拉桿由中空的薄壁無縫管形成，拉桿的內(nèi)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(qū)電機(jī)的動子上；以及夾頭模塊，包括圓端蓋、端內(nèi)蓋、端卡圈和夾頭，其中圓端蓋與端內(nèi)蓋、端內(nèi)蓋與端卡圈、以及端卡圈與夾頭之間互相嵌套形成迷宮式密封形式，且這些部件的連接處用橡膠O形圈密封。
文檔編號B23K26/42GK202684338SQ201220023430
公開日2013年1月23日 申請日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月19日
發(fā)明者魏志凌, 寧軍, 夏發(fā)平, 馬秀云 申請人:昆山思拓機(jī)器有限公司