发明内容
为克服现有技术的缺陷,本发明提供一种全自动泡沫薄切装置,其通过环形带刀装置实现泡沫件的薄切,并且可以随时调节带刀与泡沫件切割面之间的相对夹角和相对距离,同时还能对带刀进行稳定性和精度控制。
整个设备结构简单、操作控制方便,极大地提高了泡沫切割效率。
具体的,本发明提供的全自动泡沫薄切装置,其包括机架、设于机架上的泡沫进给机构、切割机;
所述泡沫进给机构包括送料基座、驱动送料基座移动的驱动装置;
所述切割机构包括带刀支架,以及安装于该带刀支架上的环形带刀装置、带刀运行精度控制装置以及点动进料控制装置;
其中环形带刀装置用于切割定位于所述送料基座上的泡沫件,所述带刀运行精度控制装置用于控制切割时带刀的稳定性和精度,点动进料控制装置用于控制带刀切割刃的切割位置。
本发明的全自动泡沫薄切装置,其采用连续运转的环形带刀装置对移动的泡沫件进行切割,并且在运行过程中通过带刀运行精度控制装置对带刀进行精度和稳定性控制,同时结合点动进料控制装置对带刀和送料基座的配合进行控制,实现带刀精准切割。
进一步的,所述环形带刀装置还包括主动带轮、从动带轮,所述带刀绕设于该主动带轮以及从动带轮上。
进一步的,所述环形带刀装置还包括吸尘板,以及时清除带刀表面的切割碎屑,保证带刀切割质量。
随着主动带轮的转动,带刀被主动带轮驱动,同时带刀拉动从动带轮转动,由此共同形成环形带刀运动机构。在张紧力的作用下,主从动带轮与带刀之间分别存在着一定的摩擦力;同时,带刀位于主动带轮和从动带轮之间的部分近似处于水平面内。
具体的,主动带轮采用变频电机驱动,以方便根据工作状态调整主动带轮转速。
具体的,本发明的全自动泡沫薄切装置其采用的带刀长度为3-20米,例如8米、10米。在实际应用中,带刀刀长根据需要切割的材料长度来限定。长的带刀可以保证切割速度并降低切割阻力,同时还能避开带刀接缝处的抖动。具体的,带刀为钢制带刀。
进一步的,所述环形带刀装置还包括设于带刀运行平面上下两侧的吸尘板,以及时清除带刀表面的切割碎屑,保证带刀切割质量。
进一步的,所述带刀运行精度控制装置包括控制带刀在运行方向上的偏移定位机构和/或控制带刀在运行方向上的抖动的夹刀机构。
通过定位机构和/或夹刀机构的设置,能控制并防止带刀在运行平面的任何方向上的偏移或抖动,实现带刀运行稳定性和精度的控制,保证带刀的切割精度。
进一步的,所述定位机构包括成对设置的定位件,成对的所述定位件分设于所述带刀的切割刃侧和与该切割刃侧相对的背侧。
具体的,所述定位件为定位轮或定位板,若为定位轮结构,该定位轮的轮轴垂直于带刀运行平面设置。
进一步的,所述夹刀机构包括有夹刀座,设于所述夹刀座上的挡刀定位板,该挡刀定位板上设置有与所述带刀切割刃接触的挡刀件,和/或设于所述夹刀座上的顶刀件,该顶刀件与所述挡刀件分设于所述带刀运行方向的两侧,和/或设于夹刀座上的夹刀板,该夹刀板具有用于夹持带刀以防止带刀在运行方向上抖动的夹缝。
作为夹刀板的具体实施方式之一,其可包括成对设置于夹刀座上的第一夹刀板和第二夹刀板,两夹刀板之间形成夹持带刀的夹缝,从而防止带刀在运行过程中的抖动。
当然,在具体实施过程中,在带刀运行路径中可以对夹刀板的设置位置和数量进行适应性的改变,夹刀板不限于两块以上,也可以一块整板,其上设有夹缝。
而挡刀件在带刀运行过程中可控制并防止带刀的位移偏转,从而保证带刀处于近似平面的状态。具体的,该挡刀件可以为挡刀轮或挡刀板,顶刀件可以为顶刀轮或顶刀板。
顶刀件和挡刀件分设于带刀两侧,即切割刃侧以及与切割刃侧相对的背侧,用于防止带刀偏移或抖动。
进一步的,所述带刀运行精度控制装置还包括有带刀调节机构,该带刀调节机构包括角度调节杆,所述角度调节杆一端与机架铰接,另一端与所述带刀支架铰接。
通过角度调节杆调节带刀支架相对于机架的倾斜角度,从而实现带刀整体倾斜角度的变化,保证切割刃与厚度不断变化的泡沫件能刚好接触,以实现不间断匀速匀厚切割。
进一步的,所述带刀运行精度控制装置还包括有带刀收紧机构,其用于放松和收紧带刀。
进一步的,所述带刀运行精度控制装置还包括带轮仰角张力调节机构,用于实现带轮的可变角度控制,从而调节两带轮的仰角张力。
进一步的,所述带刀运行精度控制装置还包括用于控制磨刀角度的精磨刀机构和/或粗磨刀机构;
所述精磨刀机构包括成对设置的上精磨轮和下精磨轮;
所述粗磨刀机构包括成对设置的上粗磨轮和下粗磨轮。
精磨刀机构和粗磨刀机构是各自独立控制的,具体的,各磨轮均采用金刚石砂轮,并且采用不对称刃角切削。高速运动的钢制带刀与高速运动的金刚石砂轮接触,钢制带刀的切割刃刃面会被磨削成光滑曲面,从而与钢制带刀背面形成较小角度的锋利刃口,满足切割厚薄均匀泡沫片的要求。
具体的,精磨轮与粗磨轮的砂轮目数、转速、硬度不同。
具体的,各磨轮分别通过独立的磨刀电机驱动,且具体的,所述磨刀电机安装于电机安装板上。
进一步的,所述精磨刀机构和粗磨刀机构均包括用于控制磨轮位置移动的位置调节机构。
具体的,所述精磨刀机构和粗磨刀机构各自均包括用于调节成对的精磨轮之间和成对的粗磨轮之间相对垂直距离的第一位置调节机构,以此实现磨轮与带刀之间间隙的调节,以及均包括用于调节粗磨轮与精磨轮之间相对距离的第二位置调节机构,以实现对带刀打磨段的调节。
具体的,所述第一位置调节机构与第二位置调节机构的结构可以相同。例如,可以包括与上述电机安装板连接的滑座、与该滑座连接的丝杆以及伺服电机。伺服电机通过联轴器与丝杆连接,在伺服控制器控制下带动伺服电机带动丝杆旋转,进而带动滑座移动,从而对对应的磨轮进行位置移动控制。
实际应用中,为精确控制各磨轮的移动位置,可以通过位置传感器进行位置感测,并且精磨刀机构和/或粗磨刀机构在对带刀进行打磨时,定位机构和/或夹刀机构同时对带刀进行控制,以保证磨刀时带刀也同样处于稳定状态。
进一步的,所述点动进料控制装置包括传感器装置,该传感器装置用于感测运行中的带刀接缝位置,以控制带刀切割刃的切割位置,从而避开该带刀接缝在泡沫件一次完整切割过程中处于切割面内,从而避免接缝在泡沫切片上产生不必要的切痕。
进一步的,点动进料控制装置还包括控制电路板,其用于控制环形带刀装置的主动带轮的运行速度和/或泡沫件的送料速度,实现带刀运行与泡沫件运行速度与位置的配合,以避开带刀接缝在泡沫件切割面上留下切痕。
具体的,该传感装置可以但不限于为红外传感器。
进一步的,所述送料基座上设有用于吸附并定位泡沫件的真空吸附端。
真空吸附端的设置能保证泡沫件在送料基座上的稳定定位,在切割过程中保持相对稳定,不致于与切割刃之间产生不必要的相对便宜,避免切割面的偏移或者打滑。
进一步的,所述驱动装置包括第一驱动机构和第二驱动机构;
该第一驱动机构用于控制所述送料基座沿垂直于送料方向的位移;
该第二驱动机构用于控制所述送料基座沿泡沫件送料方向的位移。
所述第一驱动机构包括与所述送料基座连接的第一导柱、与该第一导柱螺纹连接的滑动套筒以及驱动该滑动套筒旋转的减速电机。
进一步的,所述第一驱动机构还包括设于所述机架上的位移定位光栅,用以对滑动套筒的移动位置进行定位。
通过精密丝杆、伺服电机和定位光栅的配合控制送料基座的每次位移,让每一次移动误差达到μ级,再配合带刀运行精度控制装置,稳定控制泡沫件的切割精度和表面光洁度。
进一步的,所述第二驱动机构包括滚珠丝杆、带动该滚珠丝杆转动的驱动电机以及沿该滚珠丝杆直线移动的滑块,所述滑块带动送料基座直线移动。
通过第一驱动机构调节送料基座沿垂直于泡沫件送料方向的位移位置,使泡沫件的上表面和带刀切割刃刚好接触,通过第二驱动机构驱动送料基座匀速向带刀靠近。
进一步的,所述泡沫进给机构还包括预热装置,所述预热装置设于机架上,且用于对待切割的泡沫件进行预热软化。
此外,所述泡沫进给机构还包括加湿装置,其用于增加待切割的泡沫件湿度,以使得其适当软化并利于后续切割,同时也利于降低带刀与泡沫件之间的切割阻力。
预热装置可以是电热丝,也可以是红外线发热管,通过预热使泡沫件软化。加湿装置可以是蒸汽式加湿装置。
本发明的全自动泡沫薄切装置还包括有控制柜。
相较于现有技术,本发明的全自动泡沫薄切装置具有如下优点:
采用环形的带刀进行泡沫件切割,既能保证切割速度,又能降低切割阻力,采用长带刀切割,能避开带刀接缝处的抖动;
通过带刀运行精度控制装置全方位地对带刀进行运行稳定性和精度的控制,避免带刀在运行平面产生任何不必要的抖动或偏移,进一步提高了切割稳定性和均匀性,同时环形带刀装置其整体倾斜角度可调,保证了切割刃与泡沫件的合适接触,提高了切割精度;
此外,采用独立可控的精磨刀机构和粗磨刀机构对带刀磨刀角度进行控制,降低刀具在切割过程中的钝化磨损,提高了切割速度和切割质量,降低了刀具的更换频率与,也实现了整个切割过程的平稳运行,泡沫件切割面光滑平整;
全自动泡沫薄切装置可随时调整送料基座与环形带刀装置之间的相对垂直距离,以保证带刀切割刃与泡沫件切割表面的接触,并通过位移定位光栅闭环控制,消除高度调节的机械误差,提高匀切薄切质量的稳定性;
同时,在切割前采用预热装置和加湿装置对泡沫件进行预热软化和加湿软化,减小带刀与泡沫件之间的切割阻力,提高切割精度。
具体实施方式
为了更好地理解和实施,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在限制本发明。
实施例1
如图1图示,本发明公开的全自动泡沫薄切装置,其包括机架3、设置于机架3上的切割机构1、泡沫进给机构2,还包括控制柜10,该控制柜10用于控制切割机构1和泡沫进给机构2的运行。
进一步的,如图2图示,全自动泡沫薄切装置其泡沫进给机构2包括送料基座21以及驱动该送料基座21移动的驱动装置;具体的,该送料基座21上具有真空吸附端,形成真空吸附工作台,用以吸附并定位置于该送料基座21上的泡沫件20;为方便具有较高厚度和硬度的泡沫件的切割,在该送料基座21上方设有预热装置22,该预热装置22包括若干并列设置的红外线发热管。
驱动送料基座21移动的驱动装置包括第一驱动机构,如图2图示,所述第一驱动机构包括通过若干固定支架与所述送料基座21固定的第二活动底座212、与该第二活动底座212连接的第一导柱23、以及与该第一导柱23连接的且设于所述第二活动底座212下方的第一活动底座211、与所述第一导柱23螺纹连接的滑动套筒24,该滑动套筒24通过减速电机25驱动转动,由此带动第二活动底座212和第一活动底座211的位置移动,实现对送料基座21位置的调节;为保证对移动位置实现精确调节,机架3上还设有位移定位光栅。通过精密丝杆、伺服电机和定位光栅的配合控制送料基座的每次位移,让每一次移动误差达到μ级,再配合带刀运行精度控制装置,稳定控制泡沫件的切割精度和表面光洁度。
驱动送料基座21移动的驱动装置还包括第二驱动机构,参见图2图示,该第二驱动机构包括与第一活动底座211通过滑座(图中未加以附图标记)连接的滚珠丝杆27以及驱动该滚珠丝杆27转动的驱动电机28。特别的,该水平驱动机构还包括设于机架3底座上的导向滑轨26以及设于第一活动底座211上的且与该导向滑轨26滑动配合的导向滑块。
本发明的全自动泡沫薄切装置其切割机构1包括带刀支架14、设于带刀支架14上的环形带刀装置、带刀运行精度控制装置和点动进料控制装置。
如图3图示,环形带刀装置包括主动带轮11、从动带轮12、绕设于主从动带轮上的带刀13、以及若干对带刀13进行导向的导向轮111,以及设于带刀13运行平面上下两侧的吸尘板107。在本实施例中,吸尘板107在带刀13的运行路径中可设置多组。
带带刀运行精度控制装置包括定位机构和夹刀机构。定位机构如图3图示,包括成对的定位件。本实施例中,该成对的定位件包括分设于带刀13运行平面左右两侧的第二定位轮106和第一定位轮105。本实施例中定位机构沿带刀13运行方向设置有两组。
夹刀机构如图4图示,其包括夹刀座15以及设于该该夹刀座15上的上下两块夹刀板,两夹刀板之间形成夹持带刀13的夹缝,还包括设于夹刀座15上的挡刀定位板16以及设于该挡刀定位板16上的挡刀件161,该挡刀件161具体设于带刀13的切割刃侧。本实施例中,挡刀件161为挡刀轮,当然,也可为挡刀板。当然,夹刀板的数量不限于两块,也可以为多块,或者也可为一整块,其上设置夹持带刀的夹缝即可。
在此基础上,夹刀机构还包括顶刀件(图中未标示示意),该顶刀件同样设置于夹刀座15上,该顶刀件设置于带刀13的背侧,即切割刃的相对侧。
上述夹刀机构和定位机构能全面对带刀进行控制,防止带刀运行时在前后左右上下方向上产生偏移或抖动,实现带刀运行的稳定性和精度控制。
为根据泡沫件的厚度变化和切片厚度变化,带刀运行精度控制装置还包括有角度调节机构,如图5-6图示,该角度调节机构包括与带刀支架14铰接的角度调节杆131,该角度调节杆131还铰接于机架3上,由此通过对带刀支架14的倾斜度调整实现对环形带刀装置整体倾斜角度的调整。前述提及的吸尘板107、导向轮111、带刀运行精度控制装置等均通过相应的固定板设于带刀支架14上。
进一步的,带刀运行精度控制装置还包括带刀收紧机构,其用于收紧和放松带刀,如图3图示,包括带轮支架112以及张紧丝杆113,该张紧丝杆113通过张紧螺母与所述带轮支架112连接。当然,为更完整地实现对带刀运行稳定性和精度控制,所述带刀运行精度控制装置还包括带轮仰角张力调节机构,用于实现带轮的可变角度控制,从而调节两带轮的仰角张力。
带刀运行精度控制装置还包括精磨刀机构和粗磨刀机构,结合图7图示,其示意的是精磨刀机构,具体包括分设于带刀13运行平面上下两侧的上精磨轮101和下精磨轮102;结合图8图示,其示意的是粗磨刀机构,具体包括分设于带刀13运行平面上下两侧的上粗磨轮103和下粗磨轮104。
两精磨轮和两粗磨轮各自均通过独立的磨刀电机单独驱动,磨刀电机安装于电机安装板上;特别的,结合本实施例1的图示方位,第一位置调节机构和第二位置调节机构可采用伺服电机驱动丝杆结构,电机安装板上安装有与丝杆滑动配合的滑座,伺服电机驱动丝杆转动并通过滑座带动电机安装板位置移动。
所述的点动进料控制装置包括用于感测带刀接缝运行位置的传感器装置,本实施例中具体采用红外传感器,点动进料控制装置还包括控制电路板,其用于根据带刀接缝位置控制带刀切割刃侧与待切割泡沫件的接触位置,也即控制带刀切割刃的切割位置。
以本实施例的图示方向为例,本发明的全自动泡沫薄切装置其工作过程如下:
首先,启动变频电机驱动主动带轮转动,带刀13在主动带轮11带动下开始逆时针转动,通过精磨刀机构的位置调节机构和粗磨刀机构的位置调节机构,分别独立地控制对应的精磨轮与带刀13之间、以及粗磨轮与带刀13之间保持合适的间隙,并接触带刀13的切割刃并开始磨刀,磨出合适的切割刃角;
夹刀机构的夹刀座15固定带刀13,防止带刀13上下振动,成对的定位件在前后方向上固定带刀13,防止带刀13前后抖动,分设的挡刀件161和顶刀件能进一步防止带刀前后偏移;
待切割刃磨锋利后,把泡沫件20放置在送料基座21上的合适位置,启动抽真空设备,真空吸附端吸附固定泡沫件20;
启动减速电机25,调节送料基座21与所述环形切割装置之间的相对距离,使泡沫件20切割面(也即上表面)和切割刃刚好接触;
开始切割时,泡沫件20上方的预热装置22通电,开始加热软化泡沫件20,达到设定温度后,送料基座21在滚珠丝杆27带动下向靠近切割刃方向运动,完成一次切割后送料基座21返回,根据设定的切割厚度将送料基座21移动到规定位置,根据位移定位光栅读数精确校正高度误差,然后送料基座21在滚珠丝杆27的带动下重又向靠近切割刃方向运动,开始下一次切割;必要时可启动加湿装置对泡沫件加湿软化。
在带刀运行中,当带刀13转动至带刀接缝接近点动进料控制装置的传感器装置时,该传感器装置感应到该带刀接缝,并通过控制电路板控制使该带刀接缝避开运行的泡沫件切割面以及控制送料基座的移动,实现环形带刀装置与送料基座的配合,从而控制泡沫件的进料切割位置,保证带刀接缝不会在泡沫切片上留下切痕,保持泡沫件切割面光洁平滑。
本发明提供的全自动泡沫薄切装置,通过对环形带刀装置整体倾斜角度控制以及对送料基座位置调节控制,保证环形运转的带刀能匀速且匀厚地切割泡沫件,带刀与泡沫件之间的阻力小,且切割面平整光滑;同时通过带刀运行精度控制装置对带刀在上下左右方向进行精确控制,避免带刀在切割运行过程中产生任何不必要的偏移或抖动。
本发明的全自动泡沫薄切装置尤其适用于PMI泡沫件的切割,可切割出厚度为0.04-5毫米的泡沫薄片。
当然,本发明所公开的全自动泡沫薄切装置其切割机构1和泡沫进给机构2的布置位置不限于本实施例所限定的位置;例如,切割机构1和泡沫进给机构2位置可以对调,或者两者可以侧向布置,任何可能的布置方式均可。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段,还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。