CN103161061B - 大负压吸附物料的自动裁剪机 - Google Patents

Abstract

一种大负压吸附物料的自动裁剪机，包括机架、移动桥架、桥架滑轨、数控伺服机电系统、裁切机头、机头滑轨、刀盘、刀片和负压箱。机架与负压箱为各自独立的结构，负压箱设在机架上部的框架内。本发明的优点是：把主机的机架采用整体铸造加工，机架与负压箱分开制造，再组合在一起，这样既保证了机床平台的强度又保证了机床的精度，与机架分体的负压箱即使频繁地受到超负压的压缩和释放而小量变形，也不会对主机架产生变形而影响加工精度和损坏机床，使机床始终保持着制造设计的精度要求。设置了可补偿热胀冷缩的移动桥架，不会因为热胀冷缩而引起导轨的变形卡滞。把刀片夹紧轮安装在刀盘的下方，提高切割精度，避免刀片变形和折断。

Description

大负压吸附物料的自动裁剪机

技术领域

本发明涉及一种能够大负压吸附物料（工件）的自动裁剪机，俗称电脑裁床，主要用于各种布（面）料的裁割。

背景技术

现在的电脑裁剪机主机架都是采用钢管和钢板焊接而成，而且是把抽真空（负压）箱同主框架整体焊接的，这种结构首先带来的问题是：采用钢管焊接做机床的主机架，使得机器的整体结构强度不够，在实际的使用中会带来刀具与机床面的垂直度偏差，导致精度下降，产生误差；存在另一主要问题是：由于负压箱是用钢板与主框架焊接成的一个整体，在工作时要对负压箱抽真空，以便把要切割的面料吸附到机床的工作面上。由于经常性的让机床处于吸、放的循环中，使机床不断的处于受压和放松之间来回转换，长此以往，负压箱的金属构件不可避免的产生疲劳而发生变形，导致机器加工精度的下降，裁切的物料的尺寸精度也相应下降。对于一些难吸附的物料，必须要采用高（或超高）真空吸附才能实现，这样会造成上述一体式的机床框架的变形更加严重，甚至导致机床损坏。因此，大多的机床不能做超负压的吸附，对于那些难吸附的物料只能采用传统的手工裁剪，大大降低了生产效率，丧失了电脑裁床应有的高速高精度裁剪的特性。

另外，现有电脑裁床上承载裁切机头的移动桥架没有热胀冷缩的补偿机构，当温度变化时，机床材质的不同，相互之间的收缩率也是不一样的，导致承载移动桥架的滑轨变形异响甚至卡住，阻力变大，影响伺服系统的正常工作，同时也严重影响着机床的切割精度。

此外，现有的电脑自动裁床刀片的滑动夹紧轮都是安装在（旋转）刀盘的刀槽内的上部，而刀盘的厚度一般是30-50mm，刀片从刀槽内穿过到达裁床工作面时，长度会超过100mm，由于裁切的精度要求，刀片又不能做得太厚太宽，这样在裁切时，刀片的受力程度又是比较大的，尤其在转角时的扭力就更大了，可以想象又窄又长的刀片在裁切物料里，如果超过100mm的长度在那个被负压压紧的物料里转弯扭动时，刀片难免会产生弯曲和上下偏移，受力大的时候还会发生断刀造成机件和物料的损坏。为了保护和支撑刀片，在刀槽内的上部两侧安装一套滑动夹紧轮，刀片从两个滑动夹紧轮之间穿过，在一定程度上支撑和保护了刀片，但是由于滑动夹紧轮距离工作面较远，对刀片的保护和支撑力度较差。

发明内容

本发明目的是提供一种大负压吸附物料的自动裁剪，以解决现有技术存在的高真空吸附物料而导致的机架产生疲劳而变形，导致精度不准，裁切物料不准；移动桥架没有热胀冷缩的补偿机构，当温度变化时导致承载移动桥架的滑轨变形甚至卡住，阻力变大，影响伺服系统的正常工作，同时也严重影响着机床的切割精度；以及刀片容易损坏的问题。

本发明的技术方案是：一种大负压吸附物料的自动裁剪机，包括机架、移动桥架、桥架滑轨、数控伺服机电系统、裁切机头、刀盘、刀片和负压箱，在机架的上端两边设有桥架滑轨，移动桥架的两端分别滑动安装在两边的桥架滑轨上；裁切机头滑动安装在移动桥架上，移动桥架和裁切机头由数控伺服机电系统驱动作往复直线运动；在裁切机头的下端安装可旋转的刀盘，在该刀盘的刀槽内装有一套滑动夹紧轮，刀片的上端与裁切机头的刀座连接，由电机驱动刀片作上下往复运动实现对物料的切割；刀片的下端穿过刀槽内的两侧的滑动夹紧轮之间，其特征在于，所述的机架与负压箱为各自独立的结构，负压箱安装在机架上部的框架内。

所述的负压箱包括箱体、支撑杆和带毛刷输送带，该箱体上端敞开，在靠近箱体内的两端上部的两侧之间各转动安装一根滚轴，至少一根滚轴由电机驱动；在两个滚轴之间装有闭环的带毛刷输送带，该带毛刷输送带的上面作为裁切面料的工作面；在箱体的一端设有用于与抽真空设备连接的抽气口，在箱体的另一端设有缷压阀；在两根滚轴之间焊接有多根横向和纵向支撑杆，该支撑杆的上面支撑在该带毛刷输送带的上部下面。

在所述的带毛刷输送带的内周面与每一纵向支撑杆的上面之间分别设有环绕所述的两根滚轴的传送带，在该传送带的内侧与滚轴之间设有与带毛刷输送带转动速度一样的带轮，使该传送带的传送速度与带毛刷输送带的速度保持同步。

所述的机架包括上矩形框、下矩形框和至少四根立柱，上矩形框的四角各与一根立柱的顶端连接；下矩形框与上矩形框平行，下矩形框的四角与四根立柱的中下部连接；在下矩形框的两个长边之间连接有数根等距分布的横梁；所述的负压箱放置在由该下矩形框、四根立柱与上矩形框组成的所述框架内。

所述的机架和负压箱由金属材料焊接而成或整体铸造成型，这样能够减少因机械长期工作振动而造成用螺栓拼接所引起的松动以致精度误差和结构连接的松动。

在所述的移动桥架的一端或两端设有补偿端，在该补偿端的下部设有热胀冷缩的补偿机构。

所述的热胀冷缩的补偿机构由相互滑动插接在一起的一组或两组的槽轨结构组成，槽与轨相对滑动方向与移动桥架的长方向相同。

所述的热胀冷缩的补偿机构由滑套、滑轴和U形底座组成，滑轴的两端连接制成在U形底座的口内，补偿端的主体下部嵌入滑套，滑套滑动套装在滑轴上；

所述的滑套与滑轴的相对滑动方向与移动桥架的长方向相同。

所述的刀盘的刀槽内的一套滑动夹紧轮设在刀槽的下部，该滑动夹紧轮的下边接近刀盘的下面或与刀盘的下面平齐。

所述的裁刀机头的柜架由金属材料整体铸造而成，这样能够减少因机械长期工作振动而造成用螺栓拼接所引起的松动以致精度误差和结构连接的松动。

本发明的优点是：与现有的电脑裁剪机最大的区别就是主机床的结构不同。本发明把主机的机架采用整体铸造加工，机架与负压箱分开制造，然后再把二个分别制造的机床框架和负压箱组合在一起，这样既保证了机床平台的强度又保证了机床的精度，与机架分体的负压箱，即使频繁地受到超负压的压缩和释放而小量变形，也不会对主机架产生变形而影响加工精度和损坏机床，使机床始终保持着制造设计时的精度要求。而设置了可补偿热胀冷缩的移动桥架，即使机床和桥架的材质材料不同，也不会因为热胀冷缩而引起导轨的变形卡滞，不会影响机床的精度和因此而产生的其他故障。把刀片夹紧轮安装在刀盘的下方，更靠近被切割物体的一面时，对刀片的固定和受力就完全不同了，因为这个夹紧轮就是刀片的支点，刀片一端固定在刀座上，然后是上下振动产生切割物料的作用的，而这个夹紧轮就是刀片的支点，这个支点越靠近被切割的物料时就越稳定，刀片在切割物料时产生的受力偏移也得到很大的限制，从而提高切割精度，也不易使刀片变形和折断。

附图说明

图1是本发明的总体(侧面)结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1的A-A剖视图；

图4是本发明机架侧面的结构示意图；

图5是图4的俯视图；

图6是图4的B-B剖视图；

图7是本发明负压箱的侧面结构示意图；

图8是图7的俯视图（不含带毛刷输送带24）；

图9是图8的C-C剖视图；

图10是图1中移动桥架的左视图；

图11是图1中移动桥架的右视图（热胀冷缩补偿机构之一）；

图12是本发明移动桥架的热胀冷缩补偿机构之二的结构示意图；

图13是图12的左（右）视图；

图14是本发明移动桥架的热胀冷缩补偿机构之三的结构示意图；

图15是图14的左视图；

图16是本发明刀盘的仰视图；

图17是图12的D-D剖视图；

图18是本发明刀盘的俯视图。

具体实施方式

参见图1～图18，本发明一种大负压吸附物料的自动裁剪机，包括机架1、移动桥架3、桥架滑轨11、裁切机头5、机头滑轨17、刀盘4、刀片16和负压箱2，在机架1的上端两边设有桥架滑轨11，移动桥架3的两端的底端分别通过滑动轴承322滑动安装在两边的桥架滑轨11上。裁切机头5滑动安装在移动桥架3顶端的滑轨17上，由数控伺服电机驱动通过传动机构作Y方向移动，这样可以由移动桥架3和裁切机头5在机床工作面上构成X、Y任意方向的移动。在裁切机头5的下端安装刀盘4，在该刀盘4的刀槽41的两侧的凹槽42内装有一套（至少一对）滑动夹紧轮43，刀片16的上端与裁切机头5的刀座连接，刀片16的下端穿过刀槽41内两侧的滑动夹紧轮43之间。移动桥架3通过安装在机架一端的数控伺服电机6和传动机构驱动沿着桥架滑轨11作X方向往复移动。裁切机头5由驱动装置（未图示）驱动沿着移动桥架3上的滑轨17作Y方向（横向）往复移动。刀盘4由驱动装置驱动转动，为刀片16导向。在负压箱2的一端设有排气口，并通过管道与抽真空设备7连接。各电器设备均由控制箱8内的控制器控制。上述内容均为现有技术，

其特征在于：所述的机架1与负压箱2为各自独立的结构，负压箱2放置在机架1上部的框架内，四周和底部可以用橡胶块或者用可调节机构（如螺栓）顶紧即可。这样就可以调节负压箱2在机架1内的高低左右的位置了，因为抽真空的时候如果负压箱2的箱体即使变形的话也是向内压缩而不会向外膨胀影响和损坏机架1，对于机床的切割精度不会带来任何的影响。

参见图4-图6，所述的机架1包括上矩形框13、下矩形框12和若干根立柱14，上矩形框13的四角及长边的中间各与一根立柱14的顶端连接。下矩形框2与上矩形框13平行，下矩形框12的四角及长边的中间与四根立柱14的中下部连接。在下矩形框12的两个长边之间连接有数根等距分布的横梁15。所述的负压箱2设在由该下矩形框（包括横梁15）、多根立柱14与上矩形框13组成的框架内。

参见图7-图9，所述的负压箱2由箱体22、横向支撑杆25、纵向支撑杆26、带毛刷输送带（作为栽床的工作面）24、覆盖在纵向支撑杆26上的传送带27等组成，该箱体22为上端敞开的箱体，在箱体22的一端设有用于与抽真空设备7连接的抽气口21，在箱体22的另一端设有缷压阀28。在靠近箱体22内两端的两侧面之间分别转动安装一个滚轴（筒）23，在两个滚轴23之间装有数根闭环的传送带27（在每一纵向支撑杆26上对应一根传送带27），在传送带27的外面环绕设置带毛刷输送带24（滚轴23上装有多个链轮，链轮带动带毛刷输送带24转动，在相邻的两个链轮之间设有传送带27的带轮）。在该传送带27的两端驱动轮安装在滚轴23之上，使该传送带27与带毛刷输送带24的传送速度同步运转。

在两个滚轴23之间焊接有与其平行的多根等距的横向支撑杆25，在横向支撑杆25的上面设有多根与其垂直的纵向支撑杆26，并使上部的传送带27的下面覆盖在纵向支撑杆26的上面。一端的滚轴23通过链传动机构30与驱动电机29传动连接，用以驱动带毛刷输送带24和传送带27。带毛刷输送带24作为裁床的工作面，也用作传动装置，将放置在该带毛刷输送带24上的物料被裁切后输送到捡料台上。传送带27用于辅助驱动带毛刷输送带24的输送转动。以上技术除了在纵向支撑杆26上设置了辅助带毛刷的输送带24作同步传动功能的传送带27外，其他技术为现在技术。

在每根纵向支撑杆26的上面设置有可随着带毛刷输送带24同步转动的传输带27，避免载有物料的带毛刷输送带24的金属链条与纵向支撑杆26表面的硬磨擦而产生噪音和磨损，尤其是在机床物料移动时为了保证物料不移位而作负压传送时产生成倍的压力，传输带27采用橡胶带起到隔离作用，防止损坏机床。

所述的机架1、负压箱2和裁刀机头5由金属材料焊接而成或整体铸造成型，这样能够减少因机械长期工作振动而造成用螺栓拼接所引起的松动以致精度误差和结构连接的松动。

参见图11-图15，在所述的移动桥架3的两端分别设有固定端31和补偿端32（整体为n形结构，参见图3），在移动桥架3的补偿端32（图3所示的右端）设有热胀冷缩的补偿机构，该热胀冷缩的补偿机构可以由相互滑动插接在一起的一组槽轨结构321组成（如图11所示）；也可以由两组槽轨结构321并列组成（如图12和图13所示）；还可以由滑套323、滑轴324和U形底座325组成，滑轴324的两端连接制成在U形底座325的口内，补偿端32的主体下部嵌入滑套323，滑套323滑动套装在滑轴324上（如图14和图15所示）。补偿端32底端均设有滑动轴承322。

所述的槽轨结构321中的槽与轨、滑套323与滑轴324的相对滑动方向与移动桥架3的长方向相同，从而补偿移动桥架3与机架1之间的热胀冷缩量。

而图10所示的固定端31是移动桥架3的另一端（图3中左端）为一体结构的。当然本发明中的固定端31和补偿端32可以互换，两端也可以都是补偿端32。

参见图16-图18，所述的刀盘4的刀槽41的两侧的凹槽42内的下部装有一对滑动夹紧轮43，该滑动夹紧轮43的下边与刀盘4的下面平齐或不超出下平面。

Claims (8)

1.一种大负压吸附物料的自动裁剪机，包括机架、移动桥架、桥架滑轨、数控伺服机电系统、裁切机头、刀盘、刀片和负压箱，在机架的上端两边设有桥架滑轨，移动桥架的两端分别滑动安装在两边的桥架滑轨上；裁切机头滑动安装在移动桥架上，移动桥架和裁切机头由数控伺服机电系统驱动作往复直线运动；在裁切机头的下端安装可旋转的刀盘，在该刀盘的刀槽内装有一套滑动夹紧轮，刀片的上端与裁切机头的刀座连接，由电机驱动刀片作上下往复运动实现对物料的切割；刀片的下端穿过刀槽内的两侧的滑动夹紧轮之间，其特征在于，所述的机架与负压箱为各自独立的结构，负压箱安装在机架上部的框架内；

所述的负压箱包括箱体、支撑杆和带毛刷输送带，该箱体上端敞开，在靠近箱体内的两端上部的两侧之间各转动安装一根滚轴，至少一根滚轴由电机驱动；在两个滚轴之间装有闭环的带毛刷输送带，该带毛刷输送带的上面作为裁切面料的工作面；在箱体的一端设有用于与抽真空设备连接的抽气口，在箱体的另一端设有缷压阀；在两根滚轴之间焊接有多根横向和纵向支撑杆，该支撑杆的上面支撑在该带毛刷输送带的上部下面；

在所述的带毛刷输送带的内周面与每一纵向支撑杆的上面之间分别设有环绕所述的两根滚轴的传送带，在该传送带的内侧与滚轴之间设有与带毛刷输送带转动速度一样的带轮，使该传送带的传送速度与带毛刷输送带的速度保持同步。

2.根据权利要求1所述的大负压吸附物料的自动裁剪机，其特征在于，所述的机架包括上矩形框、下矩形框和至少四根立柱，上矩形框的四角各与一根立柱的顶端连接；下矩形框与上矩形框平行，下矩形框的四角与四根立柱的中下部连接；在下矩形框的两个长边之间连接有数根等距分布的横梁；所述的负压箱放置在由该下矩形框、四根立柱与上矩形框组成的所述框架内。

3.根据权利要求1所述的大负压吸附物料的自动裁剪机，其特征在于，所述的机架和负压箱由金属材料焊接而成或整体铸造成型，这样能够减少因机械长期工作振动而造成用螺栓拼接所引起的松动以致精度误差和结构连接的松动。

4.根据权利要求1所述的大负压吸附物料的自动裁剪机，其特征在于，在所述的移动桥架的一端或两端设有补偿端，在该补偿端的下部设有热胀冷缩的补偿机构。

5.根据权利要求4所述的大负压吸附物料的自动裁剪机，其特征在于，所述的热胀冷缩的补偿机构由相互滑动插接在一起的一组或两组的槽轨结构组成，槽与轨相对滑动方向与移动桥架的长方向相同。

6.根据权利要求4所述的大负压吸附物料的自动裁剪机，其特征在于，所述的热胀冷缩的补偿机构由滑套、滑轴和U形底座组成，滑轴的两端连接制成在U形底座的口内，补偿端的主体下部嵌入滑套，滑套滑动套装在滑轴上；

所述的滑套与滑轴的相对滑动方向与移动桥架的长方向相同。

7.根据权利要求1所述的大负压吸附物料的自动裁剪机，其特征在于，所述的刀盘的刀槽内的一套滑动夹紧轮设在刀槽的下部，该滑动夹紧轮的下边接近刀盘的下面或与刀盘的下面平齐。

8.根据权利要求1所述的大负压吸附物料的自动裁剪机，其特征在于，所述的裁切机头的柜架由金属材料整体铸造而成，这样能够减少因机械长期工作振动而造成用螺栓拼接所引起的松动以致精度误差和结构连接的松动。