專利名稱：集成薄壁管材氣動(dòng)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(jià)格高、供貨周期長(zhǎng)、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(chǎng)合進(jìn)行靈活變更設(shè)計(jì)并符合具體的應(yīng)用場(chǎng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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且拉桿的內(nèi)徑大于管材外徑以容納待加工的管材；以及用于輔助拉桿模塊實(shí)現(xiàn)管材的夾緊和松開的夾頭模塊，所述夾頭模塊被設(shè)置成迷宮式的密封形式。其中，拉桿被固定地耦合在采取直接驅(qū)動(dòng)連接柱設(shè)計(jì)的直驅(qū)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上，連接柱通過螺釘與直驅(qū)電機(jī)連接且拉桿與連接柱過盈配合，使得電機(jī)轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)拉桿以及管材高速旋轉(zhuǎn)。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(dòng)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(gè)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(gè)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(dòng)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
[0011]以下將討論本實(shí)用新型的各個(gè)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(duì)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(gè)實(shí)施例中，用于集成薄壁管材氣動(dòng)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(dòng)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(dòng)子上，能隨動(dòng)子一起進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。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(shí)，高壓氣體會(huì)推著拉桿模塊朝右運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)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(shí)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(shí)，給右氣腔充氣，左氣腔放氣，高壓氣體推動(dòng)活塞柱朝左側(cè)運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)拉桿朝左側(cè)運(yùn)動(dòng)，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(shí)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(gè)部分之間采用0形密封圈密封。在一個(gè)示例中，可采用高性能免維護(hù)的直驅(qū)電機(jī)，其優(yōu)勢(shì)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(dòng)連接柱的設(shè)計(jì)，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(shí)，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(dòng)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(dòng)高精度旋轉(zhuǎn)時(shí)，滾動(dòng)軸承用于支撐拉桿。油脂供應(yīng)潤(rùn)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(shí)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(shí)，采用后置導(dǎo)水方式，此時(shí)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(huì)泄露到旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)部影響電機(jī)的正常工作。夾頭模塊，用于輔助拉桿模塊實(shí)現(xiàn)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(nèi)蓋，16，銷軸，17.夾頭安裝環(huán)，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(shí)，加工區(qū)域的水霧不會(huì)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(gè)外接口 一個(gè)是編碼器引出線，另一個(gè)是電機(jī)電源引出線。在一個(gè)示例中，旋轉(zhuǎn)軸外殼可采用防水材料制作，防水等級(jí)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(tái)上。從而便于裝置整體的安裝(安裝到直線軸平臺(tái)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。[0019]在一個(gè)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(shí)，如果有水流泄露時(shí)可提供安全報(bào)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(shí)，所述傳感器發(fā)出安全警報(bào)以停止操作。其次，該傳感器還可識(shí)別金屬材料和非金屬材料，從而便于管材計(jì)數(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)料功能。
權(quán)利要求1.一種集成薄壁管材氣動(dòng)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且拉桿的內(nèi)徑大于管材外徑以容納待加工的管材；以及 用于輔助拉桿模塊實(shí)現(xiàn)管材的夾緊和松開的夾頭模塊，所述夾頭模塊被設(shè)置成迷宮式的密封形式， 其中，拉桿被固定地耦合在采取直接驅(qū)動(dòng)連接柱設(shè)計(jì)的直驅(qū)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上，連接柱通過螺釘與直驅(qū)電機(jī)連接且拉桿與連接柱過盈配合，使得電機(jī)轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)拉桿以及管材高速旋轉(zhuǎn)。
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(shí)別金屬材料和非金屬材料以便于管材計(jì)數(shù)并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)料。
4.如權(quán)利要求3所述的旋轉(zhuǎn)軸裝置，其特征在于，所述傳感器還被配置成當(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(shí)發(fā)出安全警報(bào)。
5.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(dòng)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且拉桿的內(nèi)徑大于管材外徑以容納待加工的管材；以及用于輔助拉桿模塊實(shí)現(xiàn)管材的夾緊和松開的夾頭模塊，所述夾頭模塊被設(shè)置成迷宮式的密封形式。其中，拉桿被固定地耦合在采取直接驅(qū)動(dòng)連接柱設(shè)計(jì)的直驅(qū)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上，連接柱通過螺釘與直驅(qū)電機(jī)連接且拉桿與連接柱過盈配合，使得電機(jī)轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)拉桿以及管材高速旋轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)B23K26/42GK202506992SQ20122002348
公開日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月19日
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