
所谓激光“精密卡盘”和“简易卡盘”,孰优孰劣?
——摘自《激光学报》
概述:目前在激光切管机上用的气动卡盘主要有两种类型,分别是常说的所谓“精密卡盘”和“简易卡盘”,现就简单分析一下二者在结构和性能上有哪些不同,在通常认识上有哪些误区,供激光切割客户在选购激光切管机时参考。

精密卡盘 简易卡盘
1、所谓“精密”,其实二者精度上基本一致
激光切管机厂家最有发言权,这两种卡盘的切管机切割精度上没多大差别,都在10丝左右,关键看卡盘和管机的安装调试,个别卡盘厂家视频展示的夹持样棒跳动精度在5丝以内,达三两丝的,应该属于单个试验室调试产品,不属于经济型指标,故不能代表出厂的所有产品,更不能代表切管机安装后前后卡配合的最终切割精度。 之所以行业称之为“精密卡盘”,是由于卡盘发展中,基于其外观多为机加件,相比于简易卡盘钣金的外观形象要好看些,感观品质确实占优,因此,行业对这两类结构的卡盘对比一下取名。另外,卡盘厂家依据自家主打主推产品类型,为提升产品竞争力,也在所谓的“精密”和“简易”上有重点的宣传,进一步强化市场对这两类卡盘的区分印象。综合来讲,仅就实际应用使用,两类卡盘在精度上确实没有差别!
如果非得探讨一下决定“精度”的卡盘结构细节,那就详细了解一下决定卡盘精度的机械原理结构。目前,卡盘对中精度和重复定位精度基本都是由齿轮齿条机构、齿圈齿轮机构、八字连杆机构、多连杆机构、链条链轮机构和双头螺杆螺母机构实现的(感兴趣的可以在网上随便搜索学习)。不同卡盘生产厂家的产品使用的机构不同,造成卡盘精度和后期的精度稳定性有差距,机械工程师都明白,这几类机械结构中,齿轮齿条、齿圈齿轮的机构是传动中精度和稳定性较好的,这也是我们切管机后卡送料移动和平板机X轴、y轴移动都采用齿轮齿条的原因。目前市场上精密卡盘和简易卡盘多为齿轮齿条机构,所以,精度上基本一致。只是其中链条链轮机构和连杆机构稍差一下,新机也是没问题的,只是后期会精度下降快点而已。
2、外观形象、感观品质,“精密卡”占优
精密卡外观部件多为机械加工件,尤其是前面板上,滑块、滚轮架等,从事机械行业的人士对此类CNC加工而成的部件好感强,认可度高。相比较简易卡外观为钣金护罩类,比较一下落下风。
3、卡盘承重方面,气缸直推来提供夹持力的“简易卡”要占优势
精密卡盘的动力气缸在卡盘内部,而夹持工件的滚轮在前面板之外,中间通过齿轮、杠杆等把力传递到外面,产生力损耗,卡盘承重降低。夹持力和气缸动力不在一个平面内,中间传动部件,如滑块滑轨等承担力矩,摩擦损耗不少,还增加了故障点。简易卡盘由气缸直接推动滚轮架,简单直接,夹紧松开动作灵活。
4、“封闭”和“不封闭”的争论,卡盘性能上二者不分伯仲
此争论主要集中在两类卡盘的销售过程中,“精密卡盘”厂家强调卡盘封闭后灰尘等进入不了卡盘内部,从而减少了卡盘故障,其实这也是片面的看法。灰尘对卡盘的危害不仅仅在卡盘内部,而是卡盘的所有运动部件,精密卡盘的前面板上不论是T型滑块滑轨,还是直线导轨滑块,都会被灰尘侵害,虽然厂家也采用风琴护罩类等各种防护措施,但灰尘造成的滑块导轨磨损依然无法避免。简易卡盘灰尘可以进入卡盘内部,影响当然存在,厂家也是采取防护措施,对齿轮齿条、双头螺杆等进行防护,防护性能等级依然可达精密卡盘的水平。客观讲精密卡盘防护了卡盘内部所以部件,简易卡盘防护的功能部件少一些,但简易卡盘由于是气缸直推,本身动力传递机构少而简单。所以综合评定一下,就灰尘对两个类型卡盘影响造成的故障率其实是相当的,所以说精密卡盘厂家宣传的全封闭结构优势强于简易卡盘的观点没有太多依据,只是在应付终端激光机使用客户时,利用终端客户不太明白卡盘原理的情况下去宣传,影响一下客户的选择而已,比较精密卡盘的价格要高。
5、体积小、重量轻,简易卡占尽优势
简易卡盘结构紧凑,内部传递力部件少,因此卡盘整体体积小,具体好处是卡盘高度低一些,方便激光整机的设计和安装;卡盘厚度薄一些,切割小件、前卡避让等都有益处。卡盘重量轻,转动惯量就小,匹配的伺服电机和减速机降低要求,相同功率伺服下,加速度、切割速度可提升。
6、卡盘及后期维修成本,精密卡大于简易卡,简易卡性价比占优
显而易见,精密卡盘的结构复杂,卡盘零部件数量多,传动机构多,因此价格成本要高一些,市场售价就高。后期使用中,由于机械加工的专用部件多,一旦卡盘损坏维修,部件更换、拆装等方面较简易卡盘成本肯定要高一些,简易卡盘外观防护罩打开,里面气缸等几个传动、对中机构拆装简单,标准件多,市场采购也较容易,价格自然便宜些。因此,此两类卡盘来说,简易卡盘的性价会高一些。但追求所谓的切割机外观大气、注重形象的终端客户除外。
结论:气缸直推夹持,全密封卡盘应是接下来激光卡盘改型升级的方向
综上所述,目前无论是所谓的精密卡盘亦或简易卡盘,在结构和性能上都存在着优势和不足,抛开非技术因素,仅从卡盘功能满足的纯技术角度出发,气缸直推直夹避免力的损耗、卡盘外观实现全密封减少切割粉尘对卡盘的损害是激光卡盘研发改型的方向,通俗讲,就是在现有简易卡盘的基础上,实现卡盘的全密封防护。需要激光卡盘厂家和切割机厂家共同努力完成。