[发明专利]钻夹头夹持装置及方法

说明书

本发明公开了一种钻夹头夹持装置及方法。钻夹头夹持装置包括底板、钻夹头、固定套、夹持伺服电机、旋转伺服电机、第一齿轮传动机构及第二齿轮传动机构；钻夹头包括钻夹头外壳、钻夹头本体及三爪，固定套的前端与钻夹头本体同轴连接，固定套通过第二齿轮传动机构与旋转伺服电机输出轴连接，固定套由旋转伺服电机驱动带动钻夹头夹持工件旋转；钻夹头外壳通过第一齿轮传动机构与夹持伺服电机输出轴连接，夹持伺服电机驱动钻夹头外壳旋转。本申请的钻夹头夹持装置体积小、重量轻，工作效率高，夹持可靠，适用于工作场地有限，夹持工件直径在20mm以内，工件直径变化较大，对夹持力要求不高，以及希望夹持机构轻量化的设备上。

技术领域

本发明涉及工件加工技术领域，具体涉及一种钻夹头夹持装置及方法。

背景技术

在连续定长切割一根较长的圆柱形工件时，工件先从夹持机构的尾部穿入，在夹持机构的前端伸出一定长度后，夹持机构自动定心，并做夹持和旋转两个动作等待工件被切割。切割完成后，夹持机构松开工件，工件被从夹持机构的后端向前端移动一定的长度后，夹持机构再次夹紧工件并旋转，依次循环直到一根工件被切割完。

目前能够实现自动定心、夹持并旋转的机构通常采用的是气动卡盘，液压卡盘和电动卡盘。电动卡盘无法让长工件从卡盘的中心孔穿过。气动卡盘和液压卡盘的使用存在如下问题：1、气动卡盘和液压卡盘需要气源和液压站，安装气源和液压站需要一定的工作场地，且气源和液压站的后期维护成本较高；2、气动卡盘和液压卡盘的三爪移动范围比较小，约为5mm～8mm，在频繁变换切割直径相差较大的工件时，需要手动调节可移动卡爪的夹持范围，操作较繁琐；3、气动卡盘和液压卡盘的重量很重，需要刚性较强的支撑机构支撑，相应的体积也会较大。

因此，在工作场地有限，夹持工件直径在20mm以内，工件直径变化较大，对夹持力要求不高，以及希望夹持机构轻量化的设备上，现有卡盘技术便不再适用。

发明内容

为此，本发明的第一目的是提供一种钻夹头夹持装置，采用旋转电机及夹持电机控制钻夹头的夹紧与旋转，该装置体积小、重量轻，工作效率高，夹持可靠，适用于工作场地有限，夹持工件直径在20mm以内，工件直径变化较大，对夹持力要求不高，以及希望夹持机构轻量化的设备上。

本发明的第二目的是提供一种钻夹头夹持方法，用于上述钻夹头夹持装置中。

为实现本发明的第一目的，本发明采用的技术方案是：

一种钻夹头夹持装置，包括底板、钻夹头、固定套、夹持伺服电机、旋转伺服电机、第一齿轮传动机构及第二齿轮传动机构；钻夹头包括钻夹头外壳、钻夹头本体及三爪，钻夹头外壳套在钻夹头本体上与钻夹头本体可转动连接，三爪设于钻夹头本体的滑动槽中，三爪尾部与钻夹头外壳螺旋传动连接，钻夹头外壳正向旋转时驱动三爪从钻夹头本体中伸出夹紧工件，钻夹头外壳反向旋转时驱动三爪回缩放松工件；旋转伺服电机通过底座设于底板上，固定套通过轴承座可转动设于底板上，固定套的前端与钻夹头本体同轴连接，固定套通过第二齿轮传动机构与旋转伺服电机输出轴连接，固定套由旋转伺服电机驱动带动钻夹头夹持工件旋转；夹持伺服电机通过底座设于底板上，钻夹头外壳通过第一齿轮传动机构与夹持伺服电机输出轴连接，夹持伺服电机驱动钻夹头外壳旋转。

为了保证了钻夹头在旋转时三爪不会松开，进一步地，优选在钻夹头夹持工件旋转的状态下，钻夹头的旋转方向与驱使三爪伸出时钻夹头外壳的旋转方向相反。

钻夹头在连续旋转状态下，钻夹头外壳上的第三齿轮与第一齿轮处于一直啮合的状态，夹持伺服电机轴处于自由旋转状态，由于第一齿轮存在自重，会对第三齿轮施加一定的径向力，该径向力和钻夹头需要锁紧时的钻夹头外壳旋转方向一致，保证了夹紧力的持续、可靠。

进一步地，所述第二齿轮传动机构包括第二齿轮、第二齿轮轴及第四齿轮；第四齿轮套装在固定套上，第二齿轮轴通过轴承座可转动设于底板上，第二齿轮轴上套装第二齿轮，第二齿轮与第四齿轮组成齿轮副。