[发明专利]三爪自定心卡盘夹紧装置

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三爪自定心卡盘夹紧装置，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固定，人工进行切割、开孔、焊接等，这种固定方式由于施力不均匀，有可能在加工过程中意外脱落，而且使得工件的中心精度无法保证，加工出的工件质量差，并且加工效率低，成本高。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种三爪自定心卡盘夹紧装置，能够对工件进行中心精确定位，实现对于工件的自动夹紧与松开；提高工件的有效夹持率和生产效率。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种三爪自定心卡盘夹紧装置，该装置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，实现自定心功能。

以下是本发明对上述方案的进一步优化：

三个定心卡盘位于同一平面上间隔120度均匀分布。可很好的保证定心卡盘的可靠性，且使三个定心卡盘的定心精度达到很高的程度。

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。

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。

进一步优化：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。

进一步优化：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，传动杆齿轮与减速机齿轮啮合。

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，该气扳机齿轮与传动杆齿轮啮合。

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，从而带动卡爪移动，实现对于工件的自动夹紧与松开；

当伺服电机带动夹紧杆夹紧工件之后，再由气扳机通过气扳机齿轮冲击卡盘传动杆，依靠冲击力实现夹紧杆可靠的夹紧工件,可保证工件的有效夹持率在99%以上。

定心卡盘具有自锁功能，因此当夹紧杆夹紧工件之后便会保持夹紧，可有效防止定心卡盘夹持住工件之后工件意外脱落。

本发明采用上述方案，其工作原理是：

夹紧杆向外打开，放入工件，气缸将卡盘传动杆推动插入伞齿轮，伺服电机驱动传动杆齿轮旋转，从而带动伞齿轮转动，驱动卡爪运动，从而使夹紧杆夹紧工件，然后由气扳机冲击传动，驱使夹紧杆将工件夹持更加牢靠。

本发明采用定心卡盘，因此特别适合一些两边均具有法兰的接管与法兰的自动打底焊接，该类工件在焊接完成后可沿着该卡盘的直接吊离。

也很适合一些较长的圆形工件的自动焊接、开孔、切割等，避免了将较长工件在中心具有通孔的回转卡盘设备上作业时必须从一端插入的工作模式，采用该设备可直接将较长工件自上而下的放置在设备上，可减少不必要的工时浪费，提高设备的工作效率，以及减少设备的整体长度。

本发明采用上述方案，三爪卡盘夹紧工件旋转的径向跳动可达到Φ300直径上跳动0.2mm。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

附图说明

附图1为本发明实施例中的自定心卡盘装置的结构示意图；

附图2为附图1的主视图；

附图3为附图2中的A-A向剖视图；

附图4为附图2中的B-B向剖视图。