CN102126231A - Cnc四轴全自动泡沫免模成型机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种泡沫成型机,特别涉及一种CNC四轴全自动免模成型机,它包括数控电脑,还包括电热丝变压器(54)和电热丝(64),还包括床身(5)、工作台(42)、立柱(6)和横梁(8)及Z向滑动装置(73),横梁(8)上设置X向滑动装置(71),还包括有Y向滑动装置(72)和电热丝旋转工作组件(74),还包括设置在工作台(42)上的被加工件固定装置(67)。本发明不但实现了被加工件沿Y轴方向的前后直线运动,实现了电热丝(64)沿X轴方向的左右直线运动和Z轴方向的上下直线运动,还实现了电热丝(64)的转动。本发明结构简单,实现各种复杂形状的泡沫加工,加工质量好,成本低,适用范围广。

Description

CNC四轴全自动泡沬免模成型机
技术领域
[0001] 本发明涉及一种泡沫成型机,特别涉及一种CNC四轴全自动免模成型机。CNC即计 算机数字控制,CNC成型机即计算机数控成型机,CNC成型机是通过程序控制实现多轴联动 加工,使刀具按设定的形状对被加工件进行自动成形。主要适用于包装行业泡沫材料的矩 形、圆形、三角形等单一或综合几何形状的通孔或盲孔的加工,属于泡沫加工装备与设备技 术领域。
背景技术
[0002] 由于泡沫材料具有轻巧和抗压性好等优点,可以有效防止在运输和搬运过程中产 品的损坏及磕碰,对被包装产品起到固定和保护的作用,且成本低,因此在运输和搬运过程 中,经常使用泡沫做为包括物对灯具、家电等各类产品进行包装,泡沫目前在包装行业中使 用量非常大。泡沫材料需要在包装前通过泡沫成型机将泡沫加工成型,达到被包装产品包 装要求形状才能满足包装使用要求,成型加工时需要在泡沫上加工通孔或盲孔等。目前泡 沫成型有几种形式:一种是通过专用模具进行泡沫成型,但是这种泡沫成型存在的问题是 适用于大批量的生产,对于被包装产品处在开发试制或小批量生产阶段,亦或是定制产品, 生产数量不是很大的情况下,如果对其泡沫包装材料通过专用模具来制作,必定会产生相 对高额的包装成本,而且一旦被包装产品终止生产或变更生产品种或产品更新换代后,更 会因专用模具的无法使用造成极大的浪费和成本的大增,因此这种专用模具成型已逐渐被 第二种成型机即免模成型机所取代;第二种是目前普遍使用的两种免模成型机,不需要专 用模具,通过与电热丝变压器相连接的电热丝发热完成对泡沫进行加工成型,其中一种泡 沫免模成型机是简单的手动泡沫免模成型机,这种手动泡沫免模成型机只能实现装有电热 丝的加工头的Z向上下移动,需要人工操作被加工泡沫使其在工作台上移动,这种手动泡 沫免模成型机只能加工比较单一的矩形形状或直线切割,而且人工操作成型精度比较低, 加工出的包装泡沫质量比较差,劳动效率低,工人劳动强度大,同时由于人工成本的提高而 造成整个生产成本的增加,而且也无法适应现代化和规模化的要求;其中另一种泡沫免模 成型机是二维CNC免模成形机,即二维计算机数控免模成型机,包括数控电脑,还包括电热 丝变压器和电热丝,还包括有床身、工作台、立柱和横梁,还包括有Z向滑动装置,工作台设 置在床身上,横梁通过立柱悬置在工作台上方,横梁上设置有X向滑动装置,这种二维计算 机数控免模成型机的Z向滑动装置是设置在立柱上的,工作台是固定不动的,通过电脑程 序控制实现二维成型,只有X向和Z向两个方向的轴向直线运动,因此这种CNC免模成形机 存在的缺陷是它的发热丝必须穿过泡沫材料,只能做外形几何尺寸的通孔加工,不能满足 包装行业的复杂几何形状的加工。
发明内容
[0003] 本发明的目的是克服现有技术的不足,提供一种结构简单、能实现各种复杂形状 的泡沫加工、加工质量好、成本低、适用范围广的CNC四轴全自动泡沫免模成型机。[0004] 实现上述目的技术方案是:一种CNC四轴全自动泡沫免模成型机,包括数控电脑, 还包括有电热丝变压器和电热丝,还包括有床身、工作台、立柱和横梁,还包括有Z向滑动 装置,工作台设置在床身上,横梁通过立柱悬置在工作台上方,横梁上设置有X向滑动装 置,电热丝变压器与电热丝相连接,还包括有Y向滑动装置和电热丝旋转工作组件,还包括 有设置在工作台上的被加工件固定装置,其中:
[0005] Y向滑动装置包括有Y向电机、Y向滑板、Y向滑块、Y向园导轨、Y向同步带轮、Y 向同步带和Y向同步带轮轴,Y向电机通过Y向同步带轮与Y向同步带相连接,Y向同步带 与Y向滑板相连接,Y向滑板与Y向滑块相连接,Y向滑块与Y向园导轨之间为滑动连接,Y 向园导轨设置在床身上;
[0006] X向滑动装置包括有X向电机、中拖板、X向滑块、X向园导轨、X向同步带轮、X向 同步带和X向同步带轮轴,X向电机通过X向同步带轮与X向同步带相连接,X向同步带与 中拖板相连接,中拖扳与X向滑块相连接,X向滑块与X向园导轨之间为滑动连接,X向园导 轨设置在横梁上;
[0007] Z向滑动装置包括有Z向电机、Z向同步带轮、Z向同步带、Z向丝杆、Z向丝杆螺 母、Z向丝杆螺母座、Z向丝杆座、拖板、Z向滑块、Z向园导轨,Z向电机通过Z向同步带轮与 Z向同步带相连接,Z向同步带与Z向丝杆相连接,Z向丝杆上设置Z向丝杆螺母,Z向丝杆 螺母与Z向丝杆螺母座相连接,丝杆螺母座与拖板相连接,Z向园导轨设置在拖板上,Z向滑 块与Z向园导轨之间为滑动连接,Z向丝杆座与中拖板相连接,Z向滑块设置在中拖板上;
[0008] 电热丝旋转工作组件包括有主电机座、主轴电机、旋转轴和电热丝接线板,主电机 座与拖板相连接,主轴电机设置在主电机座上,主轴电机的输出端与旋转轴相连接,电热丝 接线板设置在旋转轴的底端,电热丝设置在电热丝接线板上。
[0009] 进一步,还包括有X向感应开关、Y向感应开关和Z向感应开关。
[0010] 进一步,还包括有X向同步带调节装置和Y向同步带调节装置。
[0011] 进一步,所述的电热丝旋转工作组件还包括有感应调整圈和主轴感应开关,感应 调整圈设置在旋转轴外径上,主轴感应开关设置在主电机座下部,感应调整圈与主轴感应 开关相对应。
[0012] 进一步,所述的被加工件固定装置包括有气缸、夹紧靠山、挡板、夹紧方管和滑轮, 夹紧靠山与挡板相垂直设置,夹紧靠山与夹紧方管相平行设置,夹紧方管的一端与气缸的 活塞头相连接,滑轮活动设置在夹紧方管的另一端。
[0013] 进一步,所述的主轴电机、X向电机、Y向电机和Z向电机均为步进电机或均为伺服 电机。
[0014] 采用上述技术方案后,具有很多好处:(1)结构简单,实现各种复杂形状的泡沫加 工。本发明是在现有CNC免模成型机基础上进行的改进创新,最大的创新之处在于本发明 具有X向、Y向、Z向三个方向的轴向运动以及具有设置电热丝的第四轴旋转轴的周向转动 运动。本发明通过数控电脑与各驱动部件和工作部件建立联系,对机床进行程序控制,本发 明不但实现了被加工件沿Y轴方向的前后直线运动,实现了电热丝沿X轴方向的左右直线 运动和Z轴方向的上下直线运动,还实现了电热丝的全方位周向转动。通过第四轴旋转轴 上的发热丝做出复杂的几何图形的运动轨迹,实现对泡沫的盲孔和通孔等各种复杂形状加 工,本发明结构简单;(2)加工质量好,成本低,适用范围广。本发明自动送料,自动加工,实现了全自动加工,因此加工精准到位,加工精度高,加工质量好,本发明不但适用于大批量 包装泡沫的加工生产,满足了规模化、现代化的生产,也适用小批量包装泡沫的加工生产, 适用范围广,本发明不需要专用模具,转产快,加工效率高,成本低。
附图说明
[0015] 图1为本发明的主视结构示意图;
[0016] 图2为图1的俯视结构示意图;
[0017] 图3为图1的侧视结构示意图;
[0018] 图4为图3的俯视结构示意图;
[0019] 图5为图1的I部放大图;
[0020] 图6为图4的II部放大图。
具体实施方式
[0021] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。
[0022] 实施例一
[0023] 如图1至6所示,一种CNC四轴全自动泡沫免模成型机,包括数控电脑,还包括电 热丝变压器54和电热丝64,还包括有床身5、工作台42、立柱6和横梁8,还包括有Z向滑 动装置73,工作台42设置在床身5上,横梁8通过其两端的两根立柱6悬置在工作台42上 方,横梁8通过横梁底板7与立柱6相连接,横梁8上设置有X向滑动装置71,电热丝变压 器54与电热丝64相连接,使电热丝64发热,还包括有Y向滑动装置72和电热丝旋转工作 组件74,还包括有设置在工作台42上的被加工件固定装置67,其中:
[0024] Y向滑动装置72包括有Y向电机62、Y向滑板38、Y向滑块36、Y向园导轨37、Y 向同步带轮1、γ向同步带51、γ向同步带轮轴56、Υ向同步带轮支架31和Y向同步带轮压 板32,还包括有Y向同步带轮座33和Y向电机座35。Y向同步带轮1套装在Y向同步带轮 轴56的中间,位于Y向同步带轮1两端的Y向同步带轮轴56上均套装有深沟球轴承52,Υ 向电机62通过Y向同步带轮1与Y向同步带51相连接,Y向同步带51通过Y向同步带轮 支架31和Y向同步带轮压板32与Y向滑板38相固定连接,工作台42通过工作台42下方 的Y向滑板38设置在床身5上,Y向滑板38与Y向滑块36相固定连接,Y向滑块36与Y 向园导轨37之间为滑动连接,Y向园导轨37固定设置在床身5的支撑梁5-1上。工作时Y 向电机62带动Y向同步带51运动,从而带动Y向滑板38上的Y向滑块36沿Y向园导轨 37做Y向直线滑动,这种滑动使得工作台42和Y向滑板38均随着Y向滑块36做同步Y向 直线滑动,实现了放置在工作台42上被加工件沿Y轴方向的前后直线运动。
[0025] X向滑动装置71包括有X向电机48、中拖板9、X向滑块69、X向园导轨70、X向 同步带轮2、X向同步带47、X向同步带轮轴28、X向同步带轮支架29和X向同步带轮压板 30,还包括有X向电机座25、X向同步带轮座26和同步带轮轴承盖27。X向电机48通过X 向同步带轮2与X向同步带47相连接,X向同步带47通过X向同步带轮支架29和X向同 步带轮压板30与中拖板9相固定连接,中拖板9与X向滑块69相固定连接,X向滑块69 与X向园导轨70之间为滑动连接,X向园导轨70固定设置在横梁8上。工作时X向电机 48带动X向同步带2运动,从而带动中拖板9上的X向滑块69沿X向园导轨70做X向直
6线滑动,这种滑动使得中拖板9随着做X向滑动,实现了与中拖板9相连接的Z向滑动装置 73以及电热丝64沿X轴方向的左右直线运动。
[0026] Z向滑动装置73包括有Z向电机49、Z向同步带轮3、Z向同步带50、Z向丝杆4、 Z向丝杆螺母68、Z向丝杆螺母座13、Z向丝杆座14、拖板10、Z向滑块12、Z向园导轨11, 还包括有Z向轴承座15、Z向轴承夹圈16、Z向轴承盖17和Z向电机板18。Z向丝杆4为 滚珠丝杆,Z向电机49通过Z向同步带轮3与Z向同步带50相连接,Z向同步带50与Z向 丝杆4相连接,Z向丝杆4上套装设置Z向丝杆螺母68,Z向丝杆螺母68与Z向丝杆螺母 座13相固定连接,丝杆螺母座13与拖板10相固定连接,Z向园导轨11固定设置在拖板10 上,Z向滑块12与Z向园导轨11之间为滑动连接,Z向丝杆座14与Z向丝杆4上部之间设 置有角接触球轴承53,Z向丝杆座14与中拖板9相固定连接,Z向滑块12固定设置在中拖 扳9上。工作时Z向电机49带动Z向同步带50运动,Z向同步带50运动带动Z向丝杆4 转动,Z向丝杆4转动带动与其螺纹连接的Z向丝杆螺母68做Z向直线运动,丝杆螺母座 13随Z向丝杆螺母68做同步运动,拖板10随丝杆螺母座13做同步运动,从而带动拖板10 上的ζ向园导轨11相对于中拖板9上的Z向滑块12做Z向的上下直线滑动运动,实现了 电热丝64沿Z轴方向的上下直线运动。
[0027] 电热丝旋转工作组件74包括有主电机座19、主轴电机59、旋转轴20和电热丝接 线板21,主电机座19与拖板10相固定连接,主轴电机59设置在主电机座19上,主轴电机 59的输出端与旋转轴20相固定连接,电热丝接线板21固定设置在旋转轴20的底端,电热 丝64固定设置在电热丝接线板21上。电热丝旋转工作组件74还包括有感应调整圈57和 主轴感应开关58,感应调整圈57套装设置在旋转轴20外径上,主轴感应开关58设置在主 电机座19下部,感应调整圈57与主轴感应开关58相对应。通过主轴感应开关58和感应 调整圈57,可以对设置在旋转轴20上的电热丝64的旋转角度进行调整,使电热丝64旋转 角度在360°范围均可调整,即可控制电热丝64周向转至360°内的任意角度对被加工件 进行加工。通过电热丝旋转工作组件74实现了电热丝64的周向转动。
[0028] 还包括有X向感应开关66、Y向感应开关60和Z向感应开关61。X向感应开关66 用以限定X向滑块69沿X向园导轨70滑动做X向直线运动的行程,Y向感应开关60用以 限定Y向滑块36沿Y向园导轨37滑动做Y向直线运动的行程,Z向感应开关61用以限定 Z向园导轨11相对于Z向滑块12滑动做Z向的上下直线运动的行程。
[0029] 还包括有X向同步带调节装置24和Y向同步带调节装置34。X向同步带调节装 置24用以调节X向同步带47的松紧程度;Y向同步带调节装置34用以调节Y向同步带51 的松紧程度。
[0030] 所述的被加工件固定装置67包括有气缸63、夹紧靠山44、挡板45、夹紧方管40和 滑轮41,夹紧靠山44与挡板45相垂直设置,夹紧靠山44与夹紧方管40相平行设置,夹紧 方管40的一端与气缸63的活塞头63-1相固定连接,滑轮41活动设置在夹紧方管40的另 一端。气缸63动作,带动与缸63的活塞头63-1相连接的夹紧方管40沿X向左右平行移 动。放置在工作台42上的被加工件的两侧面分别与夹紧靠山44和挡板45相靠,还有一面 侧面通过气缸63的动作由夹紧方管40将被加工件牢固地固定在工作台42上。
[0031] 所述的主轴电机59、Χ向电机48、Υ向电机62和Z向电机49均为步进电机。即X 向、Y向、Z向三个方向的轴向运动以及设置电热丝64的第四轴旋转轴20转动的驱动均采用的是步进电机驱动。
[0032] 实施例二
[0033] 如图1至6所示,一种CNC四轴全自动泡沫免模成型机,本实施例与实施例一基本 相同,不同的是所述的主轴电机59、X向电机48、Y向电机62和Z向电机49均为伺服电机, 伺服电机为交流伺服电机。即X向、Y向、Z向三个方向的轴向运动以及设置电热丝64的第 四轴旋转轴20转动的驱动电机均采用的是伺服电机驱动。
[0034] 本发明不限于上述实施例,凡采用等同替换或等效替换形成的技术方案均属于本 发明要求保护的范围。

Claims (6)

1. 一种CNC四轴全自动泡沫免模成型机,包括数控电脑,还包括有电热丝变压器(54) 和电热丝(64),还包括有床身(5)、工作台(42)、立柱(6)和横梁(8),还包括有Z向滑动装 置(73),工作台0¾设置在床身(¾上,横梁(8)通过立柱(6)悬置在工作台0¾上方, 横梁(8)上设置有X向滑动装置(71),电热丝变压器(54)与电热丝(64)相连接,其特征在 于:还包括有Y向滑动装置(7¾和电热丝旋转工作组件(74),还包括有设置在工作台02) 上的被加工件固定装置(67),其中:Y向滑动装置(72)包括有Y向电机(62)、Y向滑板(38)、Y向滑块(36)、Y向园导轨 (37)、Y向同步带轮(1)、Υ向同步带(51)和Y向同步带轮轴(56),Υ向电机(62)通过Y向 同步带轮(1)与Y向同步带(51)相连接,Y向同步带(51)与Y向滑板(38)相连接,Y向滑 板(38)与Y向滑块(36)相连接,Y向滑块(36)与Y向园导轨(37)之间为滑动连接,Y向 园导轨(37)设置在床身(5)上;X向滑动装置(71)包括有X向电机08)、中拖板(9)、Χ向滑块(69)、Χ向园导轨(70)、 X向同步带轮O)、X向同步带G7)和X向同步带轮轴08),X向电机(48)通过X向同步 带轮⑵与X向同步带G7)相连接,X向同步带G7)与中拖板(9)相连接,中拖板(9)与 X向滑块(69)相连接,X向滑块(69)与X向园导轨(70)之间为滑动连接,X向园导轨(70) 设置在横梁(8)上;Z向滑动装置(73)包括有Z向电机09)、Z向同步带轮(3)、Z向同步带(50)、Z向丝 杆⑷、Z向丝杆螺母(68)、Z向丝杆螺母座(13)、Z向丝杆座(14)、拖板(10)、Z向滑块 (12),Z向园导轨(11),Ζ向电机09)通过Z向同步带轮(3)与Z向同步带(50)相连接,Z 向同步带(50)与Z向丝杆(4)相连接,Z向丝杆(4)上设置Z向丝杆螺母(68),Z向丝杆 螺母(68)与Z向丝杆螺母座(1¾相连接,丝杆螺母座(1¾与拖板(10)相连接,Z向园导 轨(11)设置在拖板(10)上,Z向滑块(12)与Z向园导轨(11)之间为滑动连接,Z向丝杆 座(14)与中拖板(9)相连接,Z向滑块(12)设置在中拖板(9)上;电热丝旋转工作组件(74)包括有主电机座(19)、主轴电机(59)、旋转轴00)和电热 丝接线板(21),主电机座(19)与拖板(10)相连接,主轴电机(59)设置在主电机座(19) 上,主轴电机(59)的输出端与旋转轴00)相连接,电热丝接线板设置在旋转轴00) 的底端,电热丝(64)设置在电热丝接线板上。
2.根据权利要求1所述的CNC四轴全自动泡沫免模成型机,其特征在于:还包括有X向 感应开关(66)、Y向感应开关(60)和Z向感应开关(61)。
3.根据权利要求1所述的CNC四轴全自动泡沫免模成型机,其特征在于:还包括有X向 同步带调节装置04)和Y向同步带调节装置(34)。
4.根据权利要求1所述的CNC四轴全自动泡沫免模成型机,其特征在于:所述的电热 丝旋转工作组件(74)还包括有感应调整圈(57)和主轴感应开关(58),感应调整圈(57)设 置在旋转轴OO)外径上,主轴感应开关(58)设置在主电机座(19)下部,感应调整圈(57) 与主轴感应开关(58)相对应。
5.根据权利要求1所述的CNC四轴全自动泡沫免模成型机,其特征在于:所述的被 加工件固定装置(67)包括有气缸(63)、夹紧靠山(44)、挡板(45)、夹紧方管00)和滑轮 (41),夹紧靠山04)与挡板0¾相垂直设置,夹紧靠山G4)与夹紧方管GO)相平行设置, 夹紧方管GO)的一端与气缸(6¾的活塞头(63-1)相连接,滑轮Gl)活动设置在夹紧方管(40)的另一端。
6.根据权利要求1所述的CNC四轴全自动泡沫免模成型机,其特征在于:所述的主轴 电机(59)、X向电机08)、Y向电机(6¾和Z向电机09)均为步进电机或均为伺服电机。
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