1.本实用新型涉及激光切管机配套工器具技术领域，具体涉及一种用于激光切管机的卡盘。
背景技术：2.卡盘是激光切管机对管材进行切割等加工时必备的辅助器具，卡盘用于加工时将管材夹持固定。现有的卡盘，一般采用气缸作为动力，通过传动机构驱动安装在作为安装基础的基盘（业内俗称前盖）上的两组夹爪运动以夹紧被加工的管件，2组夹爪中，一组为上下运动的2只夹爪，另一组为左右向运动的2只夹爪，2组夹爪在夹管过程中，各自同步夹紧管件的同步精度对于激光切割加工管件的精度有着重要的影响，两组夹爪的同步精度越高越好。为此，近年来的卡盘一般均设有两组夹爪运动的同步机构，以提高两组夹爪卡夹管材的同步性，现有卡盘夹爪同步机构一般采用连杆式结构，如公开号为cn101439454a、名称为“一种用于激光切管机的连杆式卡盘”以及授权公告号为cn106984842b、名称为“轻型割管卡盘”的中国专利文献分别公开一种利用2连杆和4连杆同步机构以提高夹爪卡夹管材同步性的卡盘。前述2连杆或4连杆的同步机构提高夹管同步性精度的效果有限，且使用过程中连接销磨损松动产生间隙会严重影响同步精度；目前市场上也出现了链条式同步机构，其同样存在同步精度需要提高的问题，此外使用过程中易产生卡涩现象。
技术实现要素：3.本实用新型的目的是：为提高现有卡盘2组夹爪夹管同步精度，提供一种利用齿轮齿条实现2组夹爪同步的用于激光切管机的卡盘，其在使用过程中同步精度高，运行平滑可靠。
4.为实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案是：一种用于激光切管机的卡盘，包括作为安装基础的基盘，可分别上下向和左右向活动地设于基盘前端的2组共4只夹爪，设于基盘后端用于相应驱动4只夹爪运动的分为上下向和左右向2组且每组各2套的驱动装置，上述基盘的中间处设有管件通过孔，基盘上设有上下向和左右向的各2个滑槽，其结构特点是：还包括分别用于对2组驱动装置中同一组中的2套驱动装置的运动同步性进行刚性约束的2套齿轮齿条式的同步机构，上述同步机构包括分别与同一组的2套驱动装置固定连接的2根同步驱动齿条，可转动地设于基盘上且分别与2根同步驱动齿条对应啮合的2个同步齿轮，以及两端分别与2个同步齿轮啮合的同步连接件。该卡盘通过设置2套同步机构，其中1套同步机构通过对驱动上下向2只夹爪运动的2套驱动装置的运动同步性进行刚性约束，另1套同步机构通过对驱动左右向2只夹爪运动的2套驱动装置的运动同步性进行刚性约束，从而能够使得上下向2只夹爪以及左右向2只夹爪在做夹紧和松开被加工管件的运动过程中实现精确同步。
5.进一步的方案是：上述同步机构的同步连接件包括连接板，分别与上述连接板的两端固定连接的第一齿条和第二齿条；上述同步齿轮为由齿轮轴、分别设于上述齿轮轴前
端和后端外侧的主动齿部和从动齿部一体组成的异形齿轮，2个同步齿轮分别由其主动齿部与上述2根同步驱动齿条对应啮合，2个同步齿轮分别由其从动齿部分别与上述同步连接件的第一齿条和第二齿条啮合。
6.进一步的方案是：上述卡盘还包括固定设于上述基盘后端面中间处的连接座，上述连接座为前后两端开口的中空结构件，连接座的中空部分与上述基盘的管件通过孔相通；作为优选方式，上述同步机构的同步连接件还包括固定设于上述连接座上的同步滑轨，固定设于上述连接板上且与上述同步滑轨滑动配合的同步滑块。同步滑轨和同步滑块起着导向和支承作用，能够保证第一齿条和第二齿条与2个同步齿轮啮合更为准确，进一步提高同步精度。
7.进一步的方案是：上述基盘的管件通过孔为方孔；上述连接座的前后开口的端面呈方形。
8.进一步的方案是：上述驱动装置包括固定设于基盘上的气缸，在上述基盘上位于气缸两侧各固定设置1根的驱动板滑轨，可滑动地设于上述驱动板滑轨上的驱动板滑块，后端面与上述驱动板滑块固定连接且前端面斜向设有一条驱动沉孔的驱动板，前后两端分别与上述驱动板以及气缸具有的活塞杆固定连接的活塞杆连接件，可转动地设于上述驱动板的驱动沉孔内的传动轴承，可活动地设于基盘的滑槽内且与1只夹爪固定的传动滑块，以及后端与传动轴承套接、前端与传动滑块固定连接的传动轴；同一组的2套驱动装置各自的气缸的活塞杆安装方向相反；上述同步机构的2根同步驱动齿条在同一组的2套驱动装置各自的驱动板上各固定安装1根。驱动装置采用如此的结构设计，能够使其在工作时运行平稳无干涉，驱动响应快，效率高。
9.本实用新型具有积极的效果：（1）本实用新型的用于激光切管机的卡盘，其通过同步机构的结构设计以及同步机构与驱动装置间的配合设计，分别利用1套同步机构对同1组的2套驱动装置的运动同步性进行刚性约束，使得由2组驱动装置分别驱动的2组夹爪在做相向运动夹紧管件以及相背运动松开管件的过程中，能够做到精确同步，较之于现有技术卡盘的同步机构，能够大幅提高同步精度，利于提升激光切割加工管件的精度。（2）本实用新型的用于激光切管机的卡盘，相对于现有技术，其通过同步机构和驱动装置各自的结构设计，使其在工作过程中运行平稳无干涉，驱动响应快，效率高，工作可靠性好。
附图说明
10.图1为本实用新型的立体结构示意图；
11.图2为从图1的右后方观察时的平面结构示意图；
12.图3为图2的立体结构示意图；
13.图4为去掉图2中的4个气缸后的结构示意图；
14.图5为图4的立体结构示意图；
15.图6为图1中驱动装置的传动滑块、传动轴和传动轴承的立体结构示意图；
16.图7为图2中驱动装置的驱动板从后端面观察时的平面结构示意图；
17.图8为图7的后视图；
18.图9为驱动板的立体结构示意图；
19.图10为图2中同步机构的同步齿轮的立体结构示意图；
5，驱动板44的结构如图7至图9所示。驱动板44由其第一滑块连接部44-1和第二滑块连接部44-2分别与2根驱动板滑轨42上的驱动板滑块43的前端固定连接；驱动板44由其气缸动力连接部44-3与活塞杆连接件45的前端固定连接，活塞杆连接件45的后端与气缸41的活塞杆固定连接，从而在气缸41的驱动和活塞杆连接件45的传动作用下，使得驱动板44依托2根驱动板滑轨42及其上的驱动板滑块43可平稳顺滑地运动。
35.参见图6，传动滑块46为与基盘1的滑槽12相配合的结构件，传动轴47的前端与传动滑块46固定连接，传动轴47的后端套接传动轴承48；传动轴承48可活动地设于驱动板44的驱动沉孔44-5内。
36.仍见图1，4套驱动装置4各由其传动滑块46与基盘1的1个滑槽12滑动配合连接，4只夹爪2在每个传动滑块46上各固定设置1只。
37.工作时，气缸41的驱动力使得驱动板44运动，传动轴承48在驱动板44斜向的驱动沉孔44-5内滚动通过传动轴47的传动，使得传动滑块46在基盘1的滑槽12内做直线运动，进而使得固定安装在传动滑块46上的夹爪2做上下向或左右向的直线运动。
38.本实施例的驱动装置4的上述结构设计，使其在工作时运行平稳无干涉，驱动响应快，效率高。
39.见图2至图5，同步机构5在基盘1的后端设有结构相同的2套，其中1套同步机构5用于实现上下向2套驱动装置4的同步驱动进而实现上下向的2只夹爪间的同步运动；另1套同步机构5用于实现左右向2套驱动装置4的同步驱动进而实现左右向的2只夹爪2间的同步运动。
40.同步机构5主要由2根同步驱动齿条51、2个同步齿轮52和同步连接件53组成。2根同步驱动齿条51在同一组2套驱动装置4各自的驱动板44的同步驱动齿条连接部44-4处各固定设置1根，2根同步驱动齿条51向同一方向伸出于相应的驱动板44，且2根同步驱动齿条51的齿部相对设置。同步齿轮52为异形结构的齿轮，其结构如图10所示，同步齿轮52由齿轮轴52-1、设于齿轮轴52-1前端外侧的主动齿部52-2和设于齿轮轴52-1后端外侧的从动齿部52-3一体组成，2个同步齿轮52分别与2根同步驱动齿条51位置配合可转动地设于基盘1上，2根同步驱动齿条51各与1个同步齿轮52的主动齿部52-2啮合，从而在驱动装置4的驱动板44运动时带动同步驱动齿条51运动使得同步齿轮52转动。
41.同步连接件53用于实现2个同步齿轮52的动配合连接，同步连接件53的结构参见图11，其主要由连接板53-1、分别与连接板53-1的两端固定连接的第一齿条53-2和第二齿条53-3、设于连接板53-1内侧的同步滑轨53-4、固定设于连接板53-1上且与同步滑轨53-4滑动配合的同步滑块53-5组成。同步连接件53的同步滑轨53-4固定设于连接座3的外端面上，同步连接件53的第一齿条53-2和第二齿条53-3各与1个同步齿轮52的从动齿部52-3啮合。同步滑轨53-4和同步滑块53-5作为优选方式设置，同步滑轨53-4和同步滑块53-5起着导向和支承作用，保证第一齿条53-2和第二齿条53-3与2个同步齿轮52啮合更为准确。
42.工作时，通过同步连接件53的约束，使得2个同步齿轮52同步转动，再通过2根同步驱动齿条51的约束，使得与2根同步驱动齿条51分别固定连接的同一组2套驱动装置4各自的驱动板44的运动同步，进而使得受同一组2套驱动装置4分别驱动的2只夹爪2做同步运动。
43.由前述可见，本实施例的同步机构5的上述结构设计，使其在工作时能够有效保证
同一组2套驱动装置4的运动精确同步，进而使得受同一组2套驱动装置4分别驱动的2只夹爪2做精确同步运动，较之于现有技术的卡盘的同步机构，其同步精度更高；并且其采用齿轮齿条配合加之同步滑轨53-4和同步滑块53-5的辅助，使同步机构5在工作时运行平滑无干涉，工作可靠性高。
44.本实施例的用于激光切管机的卡盘工作原理和过程简述如下：
45.以上下向运动的2只夹爪2为例，工作时，为同一组的上下向的2套驱动装置4各自的气缸41同时进气，2个气缸41的活塞杆向相反方向伸出，分别通过相应的活塞杆连接件45使得相应的驱动板44依托相应的驱动板滑块43和驱动板滑轨42运动，且2块驱动板44的运动方向相反，2块驱动板44的反向运动各通过传动轴承48和传动轴47的传动，使得相应的2个传动滑块46在基盘1的上下向2个滑槽12内均作向心的直线滑动从而带动上下向2只夹爪2做相向运动以夹紧插入基盘1的管件通过孔11内的被加工管件；在2套驱动装置4驱动2只夹爪2做相向夹紧动作的同时，2块反向运动的驱动板44一推一拉，使得固定设于2块驱动板44上的2根同步驱动齿条51做反向运动，2根同步驱动齿条51的运动使得2个同步齿轮52做同向转动，两端分别与2个同步齿轮52啮合的同步连接件53对2个同步齿轮52的同向转动的同步性进行刚性约束，从而通过同步机构5对2块反向运动的驱动板44的运动同步性进行刚性约束，进而保证上下向2只夹爪2在做相向夹紧运动过程中的精确同步。而当上下向的2套驱动装置4各自的气缸41同时出气时，2套驱动装置4、同步机构5以及2只夹爪2的动作则与进气时相反，2只夹爪2做相背离运动以松开被加工管件，运动过程中同步机构5同理保证2只夹爪2做上下向相背离运动过程中的同步性。同理，左右向运动的2只夹爪2工作原理和过程基本相同，不作赘述。
46.以上实施例是对本实用新型的具体实施方式的说明，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变换和变化而得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应该归入本实用新型的专利保护范围。
技术特征：1.一种用于激光切管机的卡盘，包括作为安装基础的基盘，可分别上下向和左右向活动地设于基盘前端的2组共4只夹爪，设于基盘后端用于相应驱动4只夹爪运动的分为上下向和左右向2组且每组各2套的驱动装置，所述基盘的中间处设有管件通过孔，基盘上设有上下向和左右向的各2个滑槽，其特征在于：还包括分别用于对2组驱动装置中同一组中的2套驱动装置的运动同步性进行刚性约束的2套齿轮齿条式的同步机构，所述同步机构包括分别与同一组的2套驱动装置固定连接的2根同步驱动齿条，可转动地设于基盘上且分别与2根同步驱动齿条对应啮合的2个同步齿轮，以及两端分别与2个同步齿轮啮合的同步连接件。2.根据权利要求1所述的用于激光切管机的卡盘，其特征在于：所述同步机构的同步连接件包括连接板，分别与所述连接板的两端固定连接的第一齿条和第二齿条；所述同步齿轮为由齿轮轴、分别设于所述齿轮轴前端和后端外侧的主动齿部和从动齿部一体组成的异形齿轮，2个同步齿轮分别由其主动齿部与所述2根同步驱动齿条对应啮合，2个同步齿轮分别由其从动齿部分别与所述同步连接件的第一齿条和第二齿条啮合。3.根据权利要求2所述的用于激光切管机的卡盘，其特征在于：所述卡盘还包括固定设于所述基盘后端面中间处的连接座，所述连接座为前后两端开口的中空结构件，连接座的中空部分与所述基盘的管件通过孔相通；所述同步机构的同步连接件还包括固定设于所述连接座上的同步滑轨，固定设于所述连接板上且与所述同步滑轨滑动配合的同步滑块。4.根据权利要求3所述的用于激光切管机的卡盘，其特征在于：所述基盘的管件通过孔为方孔；所述连接座的前后开口的端面呈方形。5.根据权利要求1～4任一所述的用于激光切管机的卡盘，其特征在于：所述驱动装置包括固定设于基盘上的气缸，在所述基盘上位于气缸两侧各固定设置1根的驱动板滑轨，可滑动地设于所述驱动板滑轨上的驱动板滑块，后端面与所述驱动板滑块固定连接且前端面斜向设有一条驱动沉孔的驱动板，前后两端分别与所述驱动板以及气缸具有的活塞杆固定连接的活塞杆连接件，可转动地设于所述驱动板的驱动沉孔内的传动轴承，可活动地设于基盘的滑槽内且与1只夹爪固定的传动滑块，以及后端与传动轴承套接、前端与传动滑块固定连接的传动轴；同一组的2套驱动装置各自的气缸的活塞杆安装方向相反；所述同步机构的2根同步驱动齿条在同一组的2套驱动装置各自的驱动板上各固定安装1根。
技术总结本实用新型提供一种用于激光切管机的卡盘，包括基盘和2组共4只夹爪，设于基盘后端用于驱动2组夹爪运动的2组共4套的驱动装置，分别用于对2组驱动装置中同一组中的2套驱动装置的运动同步性进行刚性约束的2套齿轮齿条式的同步机构，同步机构包括分别与同一组的2套驱动装置固定连接的2根同步驱动齿条，可转动地设于基盘上且分别与2根同步驱动齿条对应啮合的2个同步齿轮，以及两端分别与2个同步齿轮啮合的同步连接件。该卡盘通过设置2套同步机构分别对2组中各2套驱动装置的运动同步性进行刚性约束，能够使得上下向2只夹爪和左右向2只夹爪在做夹紧和松开被加工管件的运动过程中实现精确同步，且其工作时运行平滑无干涉，工作可靠。工作可靠。工作可靠。
技术研发人员：牟燕峰 汪建敏 朱其楚
受保护的技术使用者：常州比优特机械科技有限公司
技术研发日：2021.11.26
技术公布日：2022/7/4
