一种电动卡盘及其使用方法与流程

本发明涉及一种电动卡盘及其使用方法，属于工件夹持。

背景技术：

1、对管类工件进行焊接时通常需要先将工件夹紧在三爪卡盘上，三爪卡盘是机床上一种常见的夹紧工具，如公告号为cn210702644u的中国实用新型专利公开了一种电机驱动的三爪卡盘，主要包括主盘体及设置在主盘体顶部的三个卡爪，该卡盘可通过电机控制卡爪实现对工件的自动夹紧及松开。但是对于要进行焊接作业的管类工件来说，采用现有的三爪卡盘进行夹紧，当工件焊接完成后，由于工件在焊接加工作业过程中受热膨胀变形，会将卡盘的卡爪胀死，若焊接完成后直接使用驱动电机驱动卡盘将工件松开，驱动电机较容易出现过载现象，长时间使用会对卡盘的整体寿命造成影响。

2、目前，常见的解决办法是待工件完全冷却后再驱动电机控制卡盘的卡爪将工件松开，这种解决方式对于工件整体的焊接作业效率影响较大，很难适用于大批量工件的连续焊接作业。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术存在的不足，提供一种电动卡盘及其使用方法。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种电动卡盘，包括机座及设置在机座上的卡盘组件，所述卡盘组件包括卡盘基座及设置在卡盘基座上且能够径向进给的三个卡爪组件，所述卡盘基座上设有用于所述卡爪组件径向移动的卡盘滑道；

3、所述卡爪组件包括卡爪座及设置在卡爪座上的卡爪，所述卡爪通过防胀死组件设置在所述卡爪座上，所述卡爪座上设有供所述卡爪径向移动的卡爪滑道，所述卡爪在所述防胀死组件的作用下能够沿所述卡爪滑道径向移动；

4、所述防胀死组件包括调节螺杆、调节螺母及用于驱动调节螺杆转动的旋转气缸，所述调节螺母与所述调节螺杆螺纹连接，所述调节螺杆转动设置在所述卡爪座上，所述调节螺母与所述卡爪连接。

5、本发明的有益效果是：在所夹持的工件加工完成后通过防胀死组件对其进行预松开，提前释放工件的热变形量，有效的改善由于工件受热变形后卡盘松不开工件的问题，避免驱动电机在松开工件过程中出现过载现象，极大的提高卡盘在使用过程中的稳定性并延长其使用寿命，此外该电动卡盘操作简单，能够有效提高工件整体的焊接作业效率。

6、在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

7、进一步的，所述卡盘组件还包括卡盘安装板、卡盘盘丝及用于驱动卡盘盘丝转动的夹紧驱动机构，所述卡盘基座设置在所述卡盘安装板上，所述卡盘盘丝转动设置在所述卡盘安装板与所述卡盘基座之间，所述卡盘盘丝的上表面上设有平面螺纹，所述卡爪座的底部设有与所述平面螺纹相配合的螺纹槽，所述卡盘盘丝在所述夹紧驱动机构的作用下转动。

8、采用上述进一步方案的有益效果是，卡盘基座安装在卡盘安装板上，卡盘基座与卡盘安装板之间形成容纳卡盘盘丝的活动空间，卡盘盘丝在夹紧驱动机构的作用下可在活动空间内转动。卡盘盘丝转动，与卡盘盘丝的平面螺纹配合的卡爪座会沿卡盘滑道径向朝中心方向移动或朝远离中心方向移动，从而实现卡爪夹紧工件或松开工件。

9、进一步的，所述夹紧驱动机构包括夹紧电机、夹紧减速机及夹紧齿轮，所述卡盘盘丝上设有与所述夹紧齿轮啮合的盘丝齿圈，所述夹紧减速机与所述夹紧齿轮之间还设有用于切断或接合所述夹紧减速机与夹紧齿轮之间动力传递的离合器。

10、采用上述进一步方案的有益效果是，夹紧电机及夹紧减速机设置在机座上，夹紧电机的输出轴与夹紧减速机的输入轴连接。夹紧电机动作，夹紧齿轮转动，与其啮合的盘丝齿圈转动，由于卡盘盘丝的顶面有与卡爪座底部螺纹槽相配合的平面螺纹，故能实现驱动卡爪组件沿卡盘滑道径向进给移动的目的；该夹紧驱动机构还设置了离合器，可根据实际需要选择离合器的状态，如在需要动力传递时离合器接合夹紧减速机与夹紧齿轮之间的动力传递，用于驱动卡爪组件径向进给夹紧或松开工件；在不需要夹紧驱动机构时，如在工件加工时，为了避免加工过程影响夹紧驱动机构，可以通过离合器切断夹紧减速机与夹紧齿轮之间的动力传递；如工件需要旋转时，为了避免夹紧驱动机构影响卡盘组件的转动，可以通过离合器切断夹紧减速机与夹紧齿轮之间的动力传递。

11、进一步的，所述卡盘组件通过回转支撑设置在所述机座上，所述回转支撑包括支撑内圈及转动设置在支撑内圈外侧的支撑外圈，所述支撑内圈与所述机座连接，所述卡盘组件设置在所述支撑外圈上，所述支撑外圈在旋转驱动机构的作用下转动。

12、采用上述进一步方案的有益效果是，卡盘组件通过回转支撑设置在机座上，使得该卡盘不仅具有夹紧功能，而且能适用于工件有旋转需求的场合。

13、进一步的，所述旋转驱动机构包括旋转电机、旋转减速机及旋转齿轮，所述支撑外圈上设有与所述旋转齿轮相啮合的支撑齿圈，所述旋转齿轮设置在所述旋转减速机的输出轴上。

14、采用上述进一步方案的有益效果是，旋转电机及旋转减速机设置在所述机座上，旋转电机的输出轴与旋转减速机的输入轴连接。如当工件需要旋转时，通过旋转电机提供动力，驱动旋转齿轮转动，支撑齿圈随之旋转，实现回转支撑的支撑外圈的旋转，从而带动卡盘组件及夹持在卡盘组件上的工件的转动。

15、进一步的，所述卡爪设置在滑动块上，所述调节螺母与所述滑动块连接，所述滑动块能够在所述卡爪滑道内移动。

16、采用上述进一步方案的有益效果是，卡爪可通过紧固件安装在滑动块上，滑动块与卡爪座配合，长时间使用可直接更换滑动块，维护方便成本低。

17、进一步的，所述防胀死组件还包括传动机构，所述传动机构包括主动齿轮及与主动齿轮啮合的从动齿轮，所述旋转气缸通过气缸安装板设置在所述卡爪座上，所述旋转气缸的活塞杆与所述主动齿轮的轮轴连接，所述从动齿轮设置在所述调节螺杆上。

18、采用上述进一步方案的有益效果是，旋转气缸可直接驱动调节螺杆，当然也可以通过传动机构与调节螺杆连接，传动机构的设置一方面可以实现动力传递，传动方便，另一方面调试方便，也便于旋转气缸的安装定位。

19、本发明还涉及一种电动卡盘使用方法，步骤如下：

20、1)所述夹紧驱动机构的离合器通电吸合，所述夹紧驱动机构的离合器接合所述夹紧驱动机构的夹紧减速机与所述夹紧驱动机构的夹紧齿轮之间的动力传递，所述夹紧驱动机构的夹紧电机动作，所述夹紧驱动机构的夹紧齿轮带动所述卡盘组件的卡盘盘丝转动，所述卡爪组件沿所述卡盘滑道径向朝中心方向移动夹紧工件；

21、2)在所述卡爪夹紧工件后，所述离合器断电，切断所述夹紧驱动机构的夹紧齿轮与所述夹紧驱动机构的夹紧减速机之间的动力传递，然后对工件进行相应加工；

22、3)工件加工完成后，所述旋转气缸转动，驱动所述卡爪相对于所述卡爪座朝远离中心方向移动，预先通过所述卡爪后移将工件松开；所述离合器通电吸合，所述夹紧电机反向动作，所述夹紧齿轮带动所述卡盘盘丝反向转动，所述卡爪组件沿所述卡盘滑道径向朝远离中心方向移动松开工件；

23、4)取下工件后，所述旋转气缸转动，所述卡爪复位，等待下一个工件。

24、本发明的有益效果是：在卡爪组件松开工件之前，预先通过防胀死组件将工件松开，该防胀死组件可有效的改善由于工件受热变形后卡盘松不开工件的问题，极大的提高了电动卡盘的稳定性并延长其使用寿命，同时极大的提高了工件的焊接效率，适用于大批量工件的连续焊接作业。

25、在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

26、进一步的，在上述步骤2)中，在加工作业中，当被夹持工件需要旋转时，所述离合器断电后，用于驱动所述卡盘组件转动的旋转驱动机构的旋转电机动作，所述旋转驱动机构的旋转齿轮带动回转支撑转动，所述卡盘组件随之旋转，被夹持在所述卡爪组件之间的工件随之旋转。

27、采用上述进一步方案的有益效果是，夹持后工件加工过程还需要旋转，则可以在工件夹紧后，通过离合器切断夹紧减速机与夹紧齿轮之间的动力传递，避免干涉旋转驱动机构对工件的旋转驱动。卡盘不仅增设了回转支撑及旋转驱动机构，使得该卡盘能应用于工件有旋转需求的场合；而且充分利用了夹紧驱动机构的离合器，避免干涉卡盘组件的旋转。