[发明专利]开口式三爪自定心回转装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于圆形工件的自动焊接以及火焰开孔下料等的工装工具，特别是一些较长的管件以及管件两端都带有法兰的工件的自动焊接使用的开口式三爪自定心回转装置，属于机械加工工艺工装技术领域。

背景技术

在石油、天然气、化工等行业中，需要对圆形工件进行加工，如管子的切割、开孔、焊接等。由于需要加工的工件种类规格较多，尺寸不一，给加工带了诸多不便。一般来说是采用滚轮架等简单工装，人工进行切割、开孔、焊接等，这种方式精度无法保证，加工出的工件质量差，并且加工效率低，成本高。

专利申请文件201010221148.X，就公开了一种环缝自动焊管钳，包括箱体、驱动和旋转机构、夹紧机构，夹紧机构采用拨叉结构，其优点是，由于三爪卡盘夹紧法兰面，三爪卡盘旋转过程中带动弯管／法兰件旋转，法兰内外两侧的焊缝由于离夹持的三爪卡盘非常接近，基本忽略了工件的径向跳动，另外，三爪卡盘夹紧的是法兰面（法兰是机加件，精度高），内外两条焊缝和三爪卡盘在平行面上，如果将一把自动焊枪移到弯管／法兰的外角焊缝上，另一把焊枪从三爪卡盘中伸入到内角焊缝上，就能够实现两条焊缝的同时自动化焊接，焊接过程中基本不用人工调整焊枪到焊缝的位置，效率提高了至少两倍。但是这种结构比较复杂，成本很高，由于各拨叉结构之间通过多个部件进行中间动力传动，使得加工精度较低。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种可有效防止工件在连续旋转过程中的轴向窜动，避免工件在连续旋转作业过程中因轴向窜动而造成的不合格率的开口式三爪自定心回转装置。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种开口式三爪自定心回转装置，该装置包括组装在一起的自定心卡盘部分和自定心回转部分，自定心卡盘部分用于夹紧工件，自定心回转部分带动工件进行回转加工。

以下是本发明对上述方案的进一步优化：

自定心卡盘部分由呈三角形排布的三个定心卡盘组成，三个定心卡盘由同一动力驱动并同步联动，实现开口自定心卡盘部分自定心功能。

进一步优化：三个定心卡盘位于同一平面上间隔120度均匀分布。

进一步优化：其中一个定心卡盘为主卡盘，另外两个为副卡盘，主卡盘与两个副卡盘之间分别通过连接杆传动连接；通过同一动力驱动，用于驱动主卡盘和两个副卡盘上的卡爪进行同步松紧。

进一步优化：主卡盘内还设置有与卡爪相啮合并用于驱动卡爪动作的伞齿轮，该伞齿轮与卡盘动力装置传动连接。

卡盘动力装置包括一可上下移动的卡盘传动杆，所述卡盘传动杆靠近主卡盘的端部设置有可与伞齿轮进行插接并啮合传动的传动杆连接头。

卡盘传动杆上连接有用于驱动卡盘传动杆进行上下位移的推进装置和用于驱动卡盘传动杆转动的紧固装置，推进装置与紧固装置配合动作。

进一步优化：推进装置包括安装在卡盘传动杆端部的气缸，该气缸与外部动力气源连通。

进一步优化：紧固装置包括预紧装置，该预紧装置包括一体连接的伺服电机和减速机，所述减速机的动力输出轴上安装有减速机齿轮，所述卡盘传动杆上与减速机齿轮相对应的位置安装有传动杆齿轮，减速机齿轮与传动杆齿轮始终啮合。

进一步优化：紧固装置还包括深紧装置，深紧装置包括安装在卡盘传动杆一侧的气扳机，气扳机上安装有气扳机齿轮，气扳机齿轮与传动杆齿轮始终啮合。

工作时，由气缸带动卡盘传动杆上下移动实现与主卡盘的伞齿轮的连接与脱开，当传动杆连接头与伞齿轮连接上后由伺服电机驱动减速机旋转，通过减速机齿轮和传动杆齿轮带动卡盘传动杆连续旋转，从而带动开口自定心卡盘部分的卡爪移动，实现开口自定心卡盘部分对于工件的自动夹紧与松开；

当伺服电机带动开口自定心卡盘部分的卡爪夹紧工件之后，再由气扳机通过气扳机齿轮冲击卡盘传动杆，依靠冲击力实现开口自定心卡盘部分的卡爪可靠的夹紧工件,可保证工件的有效夹持率在99%以上，超过其他定心回转装置及工装。

自定心卡盘具有自锁功能，因此当开口自定心卡盘部分的卡爪夹紧工件之后便会保持夹紧，可有效防止开口式的自定心卡盘夹持住工件之后工件意外脱落。

且自定心卡盘的自定心精度高，将自定心卡盘作为开口自定心卡盘部分的功能部件可很好的保证开口自定心卡盘部分工作的可靠性，且使开口自定心卡盘部分自定心精度达到很高的程度。

另一种优化：自定心回转部分包括其中一个具有开口的开口盘支撑座，所述开口盘支撑座上安装有可与开口盘支撑座相对转动的开口圆盘，自定心卡盘部分的三个定心卡盘安装在开口圆盘上并可随开口圆盘同步转动。