本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)夾頭技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自動對中電動旋轉(zhuǎn)夾頭。

背景技術(shù)：
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旋轉(zhuǎn)夾頭是切管機最重要的部件之一，管件型材加工時通常由兩個夾頭夾持切割,切割時兩夾頭進行同步旋轉(zhuǎn),其中一個夾頭可延軸向平移,與激光切割頭配合完成X、Y、Z三軸聯(lián)動，滿足我們所需要的切割形狀,現(xiàn)有切管機基本都是采用上述工作原理?，F(xiàn)有切管機采用的兩個夾頭分別為旋轉(zhuǎn)夾頭和滑動夾頭，旋轉(zhuǎn)夾頭通常為四爪盲孔旋轉(zhuǎn)夾頭，滑動夾頭為通孔夾頭，滑動夾頭上設(shè)有切割管材的激光頭，采用四爪盲孔旋轉(zhuǎn)夾頭存在以下不足，一是必然導(dǎo)致切管機機身的增長，其長度必然大于管件長度；其二現(xiàn)有四爪盲孔旋轉(zhuǎn)夾頭不能自動對中，需要人工對中，對中難度大，這就導(dǎo)致工件安裝時間遠遠大于一根管件加工時間，加工效率低；三是現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)夾頭為了擴大變徑行程通常設(shè)有輔助夾具，因夾頭變徑行程不能一次到位，通常還需要調(diào)整輔助夾具，對中難度進一步增大；四是現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)夾頭內(nèi)部設(shè)有電路或氣路的夾頭一般不能整圈旋轉(zhuǎn)，其主要原因是無法解決內(nèi)部線路或氣路因整圈旋轉(zhuǎn)造成的纏繞問題；五是現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)夾頭由于四個爪是同步進行夾緊，因此主要適于夾緊圓形、方形等管件，對于矩形、不規(guī)則的管件不適于夾緊。

針對上述問題，不少科研工作人員投入其中，其中做出了一些成果，例如專利名稱為旋轉(zhuǎn)夾頭及激光切管機(申請?zhí)枺?01510513625.2)的專利公開了一種旋轉(zhuǎn)夾頭，該旋轉(zhuǎn)夾頭是通孔旋轉(zhuǎn)夾頭，其對管件的夾緊主要是依靠卷簧的彈力帶動夾爪塊轉(zhuǎn)動對管件進行夾緊，雖然在一定程度上解決了盲孔旋轉(zhuǎn)夾頭存在的一些問題，但不足之處也非常明顯，由于采用卷簧作為驅(qū)動夾緊動力，這必然導(dǎo)致夾緊不可控制，而且由于管件自身重力的原因?qū)е孪虏康木砘墒芰Υ?，很容易?dǎo)致對中不準或偏心，加工精度難以保證；還有卷簧長時間使用后很容易疲勞，導(dǎo)致夾緊力下降，偏心問題會更加嚴重，而且管件旋轉(zhuǎn)過程中由于離心作用，導(dǎo)致加工精度進一步降低，該專利還是沒有徹底解決管件自動對中的問題，因此有必要設(shè)計一種可控的自動對中通孔旋轉(zhuǎn)夾頭。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的就是為了彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種自動對中電動旋轉(zhuǎn)夾頭，它具有通孔夾緊、兩組夾爪、自動對中、對中可靠、整圈旋轉(zhuǎn)等優(yōu)點。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種自動對中電動旋轉(zhuǎn)夾頭，包括底座，底座上設(shè)有軸承座，軸承座內(nèi)設(shè)有軸承，軸承內(nèi)圈與滾芯連接，滾芯一端連接有滾芯驅(qū)動裝置，另一端滾芯端壁上設(shè)有呈十字形設(shè)置的兩組夾爪機構(gòu)，上下對稱設(shè)置的兩個夾爪機構(gòu)為第一組夾爪機構(gòu)，左右對稱設(shè)置的兩個夾爪機構(gòu)為第二組夾爪機構(gòu)，每組夾爪機構(gòu)中的至少一個夾爪機構(gòu)上設(shè)有傳感器，滾芯中心設(shè)有通孔，滾芯壁內(nèi)設(shè)有第一空腔和第二空腔，第一空腔內(nèi)設(shè)有導(dǎo)電滑環(huán)，第二空腔內(nèi)設(shè)有兩套分別驅(qū)動第一組夾爪機構(gòu)和第二組夾爪機構(gòu)的夾爪驅(qū)動機構(gòu)，導(dǎo)電滑環(huán)通過導(dǎo)線與夾爪驅(qū)動機構(gòu)連接。

所述夾爪機構(gòu)包括夾爪底座，夾爪底座上設(shè)有軌道，軌道上設(shè)有滑塊，滑塊側(cè)面設(shè)有齒條，滑塊端部轉(zhuǎn)動設(shè)有夾爪，每組夾爪機構(gòu)中的兩個夾爪機構(gòu)上的齒條安裝位置相同。

所述夾爪驅(qū)動機構(gòu)包括驅(qū)動電機、同步齒圈和傳動齒輪，驅(qū)動電機與活動設(shè)置在第二空腔內(nèi)壁上的同步齒圈連接，同步齒圈上對稱設(shè)有兩個傳動齒輪，每個傳動齒輪再通過設(shè)置在滾芯端壁上的傳動軸與夾爪齒輪連接，夾爪齒輪與夾爪機構(gòu)中的齒條連接，每一套夾爪驅(qū)動機構(gòu)對應(yīng)連接一組夾爪機構(gòu)，驅(qū)動電機通過導(dǎo)線與導(dǎo)電滑環(huán)連接，驅(qū)動電機和傳感器通過導(dǎo)線分別與控制器連接。

所述驅(qū)動電機與蝸桿連接，蝸桿與渦輪連接，渦輪通轉(zhuǎn)軸與驅(qū)動齒輪連接，驅(qū)動齒輪與同步齒圈連接。

所述滾芯驅(qū)動裝置包括設(shè)置在滾芯一端的同步帶輪，同步帶輪通過同步帶與外部伺服電機連接。

所述導(dǎo)電滑環(huán)包括定子和轉(zhuǎn)子，定子安裝在軸承座上，轉(zhuǎn)子安裝在滾芯上，定子通過導(dǎo)線與外部電源連接，轉(zhuǎn)子通過導(dǎo)線與驅(qū)動電機連接。

所述夾爪底座上設(shè)有刻度尺。

所述第一組夾爪機構(gòu)和第二組夾爪機構(gòu)沿軸向方向錯位設(shè)置。

兩套所述夾爪驅(qū)動機構(gòu)對稱設(shè)置在滾芯第二空腔內(nèi)。

所述傳感器為接觸傳感器或壓力傳感器。

所述驅(qū)動電機為伺服電機。

所述軸承沿軸向設(shè)有兩個。

所述控制器設(shè)置在軸承座外部，通過無線信號與驅(qū)動電機和傳感器連接。

所述控制器設(shè)置在滾芯內(nèi)，通過導(dǎo)電滑環(huán)與控制器連接供電，控制器通過導(dǎo)線與驅(qū)動電機和傳感器連接。

本發(fā)明采用上述方案，針對現(xiàn)有切管機旋轉(zhuǎn)夾頭使用時存在的技術(shù)問題，設(shè)計了一種自動對中電動旋轉(zhuǎn)夾頭，通過設(shè)計軸承、軸承內(nèi)設(shè)有滾芯、導(dǎo)電滑環(huán)、夾爪驅(qū)動機構(gòu)和夾爪機構(gòu)，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)夾頭為通孔夾頭，能夠精確快速的實現(xiàn)自動對中；通過設(shè)計導(dǎo)電滑環(huán)解決滾芯內(nèi)部電機、控制器的用電問題；通過設(shè)計兩組夾爪機構(gòu)，且兩組夾爪機構(gòu)錯位設(shè)置，實現(xiàn)兩組夾爪機構(gòu)獨立夾緊，能夠夾緊更多類型的管件，同時獨立夾緊控制更加方便快捷；通過設(shè)計夾爪驅(qū)動機構(gòu)，實現(xiàn)一套夾爪驅(qū)動機構(gòu)精確控制一組夾爪機構(gòu)的相向運動或背向運動；通過設(shè)計渦輪蝸桿傳動方式，具有單級速比大、噪音小、振動小、可以垂直設(shè)置有效節(jié)約空間，更重要的是能夠防止逆轉(zhuǎn)，從而保證夾爪夾緊的可靠性；通過設(shè)計齒輪齒條傳動，確保夾爪機構(gòu)運動的準確；通過設(shè)計齒圈，實現(xiàn)一個驅(qū)動輪能夠同時帶動兩個夾爪機構(gòu)同時做相向運動或背向運動，同步性能好。

附圖說明：

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明圖1的A-A方向的剖視圖；

圖3是本發(fā)明部分結(jié)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1、底座，2、軸承座，3、軸承，4、滾芯，5、同步帶輪，6、夾爪機構(gòu)，7、第一組夾爪機構(gòu)，8、第二組夾爪機構(gòu)，9、通孔，10、第一空腔，11、第二空腔，12、導(dǎo)電滑環(huán)，13、夾爪驅(qū)動機構(gòu)，14、驅(qū)動電機，15、同步齒圈，16、傳動齒輪，17、滾芯端壁，18、傳動軸，19、夾爪齒輪，20、齒條，21、同步帶，22、外部伺服電機，23、蝸桿，24、渦輪，25、轉(zhuǎn)軸，26、驅(qū)動齒輪，27、夾爪底座，28、軌道，29、滑塊，30、夾爪，31、刻度尺，32、傳感器，33、機架，34、滑動夾頭，35、驅(qū)動機構(gòu)。

具體實施方式：

下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明做進一步說明：

如圖1-3所示，一種自動對中電動旋轉(zhuǎn)夾頭，包括底座1，底座1上設(shè)有軸承座2，軸承座2內(nèi)設(shè)有軸承3，軸承3內(nèi)圈與滾芯4連接，滾芯4一端連接有滾芯驅(qū)動裝置，另一端滾芯端壁上設(shè)有呈十字形設(shè)置的兩組夾爪機構(gòu)6，上下對稱設(shè)置的兩個夾爪機構(gòu)6為第一組夾爪機構(gòu)7，左右對稱設(shè)置的兩個夾爪機構(gòu)6為第二組夾爪機構(gòu)8，每組夾爪機構(gòu)中的至少一個夾爪機構(gòu)6上設(shè)有傳感器32，滾芯4中心設(shè)有通孔9，滾芯4壁內(nèi)設(shè)有第一空腔10和第二空腔11，第一空腔10內(nèi)設(shè)有導(dǎo)電滑環(huán)12，第二空腔11內(nèi)設(shè)有兩套分別驅(qū)動第一組夾爪機構(gòu)7和第二組夾爪機構(gòu)8的夾爪驅(qū)動機構(gòu)13，導(dǎo)電滑環(huán)12通過導(dǎo)線與夾爪驅(qū)動機構(gòu)13連接，通過設(shè)計軸承3、軸承3內(nèi)設(shè)有滾芯4、導(dǎo)電滑環(huán)12、夾爪驅(qū)動機構(gòu)13和夾爪機構(gòu)6，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)夾頭為通孔夾頭，能夠精確快速的實現(xiàn)自動對中。

夾爪機構(gòu)6包括夾爪底座27，夾爪底座27上設(shè)有軌道28，軌道28上設(shè)有滑塊29，滑塊29側(cè)面設(shè)有齒條20，滑塊29端部轉(zhuǎn)動設(shè)有夾爪30，每組夾爪機構(gòu)中的兩個夾爪機構(gòu)6上的齒條20安裝位置相同。

夾爪驅(qū)動機構(gòu)13包括驅(qū)動電機14、同步齒圈15和傳動齒輪16，驅(qū)動電機14與活動設(shè)置在第二空腔內(nèi)壁上的同步齒圈15連接，同步齒圈15上對稱設(shè)有兩個傳動齒輪16，每個傳動齒輪16再通過設(shè)置在滾芯端壁17上的傳動軸18與夾爪齒輪19連接，夾爪齒輪19與夾爪機構(gòu)6中的齒條20連接，每一套夾爪驅(qū)動機構(gòu)13對應(yīng)驅(qū)動一組夾爪機構(gòu)6，驅(qū)動電機14通過導(dǎo)線與導(dǎo)電滑環(huán)12連接，驅(qū)動電機14和傳感器32通過導(dǎo)線分別與控制器連接，通過設(shè)計齒圈15，實現(xiàn)一個傳動齒輪16能夠同時帶動兩個夾爪機構(gòu)6同時做相向運動或背向運動，同步性能好。

驅(qū)動電機14與蝸桿23連接，蝸桿23與渦輪24連接，渦輪24通轉(zhuǎn)軸25與驅(qū)動齒輪26連接，驅(qū)動齒輪26與同步齒圈15連接，通過設(shè)計渦輪蝸桿傳動方式，具有單級速比大、噪音小、振動小、可以垂直設(shè)置有效節(jié)約空間，更重要的是能夠防止逆轉(zhuǎn)，從而保證夾爪30夾緊的可靠性。

滾芯驅(qū)動裝置包括設(shè)置在滾芯一端的同步帶輪5，同步帶輪5通過同步帶21與外部伺服電機22連接。

滾芯驅(qū)動裝置包括設(shè)置在滾芯一端的鏈輪，鏈輪通過鏈條與外部伺服電機22連接。

導(dǎo)電滑環(huán)12包括定子和轉(zhuǎn)子，定子安裝在軸承座2上，轉(zhuǎn)子安裝在滾芯4上，定子通過導(dǎo)線與外部電源連接，轉(zhuǎn)子通過導(dǎo)線與驅(qū)動電機14連接，通過設(shè)計導(dǎo)電滑環(huán)解決滾芯4內(nèi)部供電問題。

夾爪底座27上設(shè)有刻度尺31。

第一組夾爪機構(gòu)7和第二組夾爪機構(gòu)8沿軸向方向錯位設(shè)置，通過錯位設(shè)置，實現(xiàn)對管材夾緊更加可靠，同時能夠夾緊直徑更小的管材，進一步擴大夾緊對中范圍。

兩套所述夾爪驅(qū)動機構(gòu)13對稱設(shè)置在滾芯4第二空腔11內(nèi)，對稱設(shè)計運轉(zhuǎn)更加平穩(wěn)。

傳感器32為接觸傳感器或壓力傳感器。

驅(qū)動電機14為伺服電機。

軸承3沿軸向設(shè)有兩個，支撐效果更好。

控制器設(shè)置在軸承座2外部，通過無線信號與驅(qū)動電機26和傳感器32連接；或者控制器設(shè)置在滾芯4內(nèi)，通過導(dǎo)電滑環(huán)12與控制器連接供電，控制器通過導(dǎo)線與驅(qū)動電機26和傳感器32連接。

本發(fā)明的工作原理如下：

首先，將待加工管件一端放置在本發(fā)明旋轉(zhuǎn)夾頭的通孔9內(nèi)，另一端放置在滑動夾頭上，啟動旋轉(zhuǎn)夾頭上的兩套夾爪驅(qū)動機構(gòu)13，驅(qū)動電機14通過蝸桿渦輪傳動將動力傳遞給同步齒圈15，同步齒圈15在通過傳動齒輪16將動力傳遞給夾爪齒輪19，夾爪齒輪19轉(zhuǎn)動帶動齒條20移動，從而帶動同一組上的夾爪機構(gòu)7做相向運動，使夾爪30對待加工管件自帶對中，對中完成后，傳感器32將檢測信號發(fā)送給控制器，驅(qū)動電機14停止工作，然后外部伺服電機22通過同步帶21帶動同步帶輪5轉(zhuǎn)動，同步帶輪5在帶動滾芯4轉(zhuǎn)動，進而帶動待加工管件轉(zhuǎn)動，滑動夾頭上的激光切割頭對待加工管件進行加工，加工完成后通過驅(qū)動電機14反正，帶動同一組夾頭機構(gòu)6背向運動，然后卸載加工完成的管件，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)夾頭具有自動對中，縮短機身長度，對中可靠等優(yōu)點。

上述具體實施方式不能作為對本發(fā)明保護范圍的限制，對于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，對本發(fā)明實施方式所做出的任何替代改進或變換均落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。

本發(fā)明未詳述之處，均為本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。