CN103192421B - 具有变化的切割区域的切割机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种切割机，其具有刀夹（1），切割刀（2）保持在该刀夹中。切割刀（2）具有在刀刃长度（L）上延伸的刀刃（3）。在多个切割过程期间，切割刀（2）分别沿各个切刀运动轨迹（5）引导穿过各个待切开的材料（4），从而切割刀（2）利用其刀刃（3）的切割区域（9）切开各个待切开的材料（4）。切割区域（9）具有切割区域长度（l），该切割区域长度仅为刀刃长度（L）的一小部分。在多个切割过程期间由控制装置（6）通过电动控制将刀夹（1）这样定位在不同的位置（p）处，即切割区域（9）的位置在多个切割过程期间沿着刀刃（3）在调节区域（10）上变化。调节区域（10）比切割区域（9）大。

Description

具有变化的切割区域的切割机
技术领域
本发明涉及一种用于由控制装置控制的切割机的运行方法，
-其中该切割机具有刀夹，切割刀保持在该刀夹上，该切割刀具有在刀刃长度上延伸的刀刃，
-其中在多个切割过程期间，切割刀分别沿各个切刀运动轨迹引导穿过各个待切开的材料，从而切割刀利用其刀刃的切割区域切开各个待切开的材料，
-其中切割区域具有切割区域长度，该切割区域长度仅为刀刃长度的一小部分，
-其中在多个切割过程期间由控制装置通过电动控制将刀夹这样定位在不同的位置处，即切割区域的位置在多个切割过程期间沿着刀刃在调节区域上变化，该调节区域比切割区域大。
本发明还涉及一种用于切割机的控制装置的控制程序，其中该控制程序包括机器代码，该机器代码能由控制装置直接执行，并且通过控制装置执行机器代码导致了，控制装置根据前述运行方法控制切割机。
本发明还涉及一种用于切割机的控制装置，其中利用这样一种控制程序对控制装置进行编程，从而该控制装置在运行中基于对控制程序的机器代码的执行实施这种运行方法。
本发明还涉及一种切割机，
-其中该切割机具有刀夹，切割刀保持在该刀夹中，该切割刀具有在刀刃长度上延伸的刀刃，
-其中切割机具有这种控制装置。
背景技术
切割刀用于切割很多不同的材料，例如用于切割纺织物、金属或食品。为了切割各种材料，亦即为了使切割刀沿着切刀运动轨迹运动，需要切割力。在现有技术中已知的是，在切割过程期间利用超声波激励刀夹进行振动，从而在多个切割过程期间使切割区域的位置沿着刀刃以振幅振荡。通过这种做法可以减小切割力，通常甚至显著减小切割力。切割力的减小可以达到75％。
在现有技术中，切割区域在切割过程期间通常保持不变。这样导致，切割刀始终以相同位置接合。在现有技术中，当在切割区域中磨损达到或超出预定的程度时，切割刀被认为损坏。
由DE102004061117A1已知了前述类型的运行方法。在该方法中，刀片可旋转地布置在支架中并连续地或不连续地电动地旋转，以便使出现的磨损分布在刀片的整个圆周上。
由DE10220166A1已知了一种用于机床的基于计算机的控制方法。在该控制方法的范畴中，为控制计算机预先给定一种控制指令，基于该控制指令应该在相关的区域内以切削加工的方式处理工件。控制计算机根据控制指令自动地确定多个移动运动，基于该移动运动在所述区域中分别越过部分高度以及整体越过期望的总高度处理工件。控制计算机这样确定移动运动，即部分高度改变。
发明内容
本发明的目的在于，实现多种可能性，借助于这些可能性可以通过极其简单的方式延长切割刀的寿命。寿命是切割刀可以使用-从新的切割刀安装开始-直至切割刀损坏的运行时间。
该目的通过一种运行方法实现。
根据本发明设计为，这样设计前述类型的运行方法，即由控制装置交替地改变刀夹的位置。
可能的是，在多个切割过程期间除了电动定位之外还利用超声波激励刀夹进行振动，从而在多个切割过程期间使切割区域的位置沿着刀刃以振幅振荡。在这种情况下，本发明的优点(磨损分布在调节区域上)和现有技术的优点(减小所需的切割力)结合起来。通常振幅小于-大多数情况下甚至显著小于-切割区域长度。
刀夹的电动定位的方向可以根据需要确定。刀夹的电动定位优选沿着刀刃的走向进行。
因为在这种情况下，当刀夹定位不同时，切割点相对于待切开的材料不移动。
可以根据需要确定用于改变刀夹的位置的精确的做法。例如，刀夹的位置在各个切割过程期间可以由控制装置保持不变，但是在切割过程之间改变。可替换地，在各个切割过程期间也可以由控制装置改变刀夹的位置。
当在各个切割过程期间改变刀夹的位置时，刀夹的位置可以由控制装置连续改变。可替换地，刀夹的位置也可以由控制装置阶梯式(stufenweise)改变。
可以根据需要确定调节区域。可能的是，控制装置的调节区域可以固定地预先给定。优选由使用者将控制装置的调节区域预先给定为参数。
可能的是，由控制装置不断地改变刀夹的位置。可替换地，也可能仅当使用者为控制装置预先给定释放指令时，控制装置才改变刀夹的位置。
此外，该目的还通过前述类型的控制程序实现，其中通过控制装置处理机器代码导致了，控制装置按照根据本发明的运行方法控制切割机。
此外，该目的还通过前述类型的控制装置实现，其中利用根据本发明的控制程序对控制装置进行编程。
此外，该目的还通过前述类型的切割机实现，其中控制装置根据本发明设计。
附图说明
联系下文结合附图对实施例的详细描述，使本发明的上述特性、特征和优点以及实现它们的方式和方法变得更明白和更容易理解。附图示意性示出：
图1示出切割机和待切开的材料；
图2以侧视图示出图1中的一部分；
图3示出待切开的材料；
图4示出切割区域的位置的振荡的可能的时间曲线；以及
图5至7示出切割区域的位置的可能的电动的变化。
具体实施方式
根据图1，切割机具有刀夹1。切割刀2保持在刀夹1中。根据图2，切割刀2具有刀刃3。刀刃3在刀刃长度L上延伸。应借助于切割刀2沿切刀运动轨迹5-参见图3-切开待切开的材料。切割机例如可设计为机床。
切割机由作为切割机的组成部分的控制装置6控制。控制装置6设计为可由软件编程的控制装置、例如设计为数字控制装置(CNC)。利用控制程序7对控制装置6进行编程。控制程序7包括机器代码8，可由控制装置6直接执行该机器代码。通过控制装置6执行机器代码8导致了，控制装置6在运行中按照随后仍将详述的运行方法控制切割机。
根据图3，由控制装置6控制的切割刀2沿着切刀运动轨迹5引导穿过待切开的材料4。由此切割刀2利用其刀刃3的切割区域9切开待切开的材料4。切割区域9具有切割区域长度l。根据图3，该切割区域长度l仅为刀刃长度L的一小部分。
在这种情况下，概念“一小部分”并不表示，切割区域长度l和刀刃长度L的比例为1：n，其中n是大于1的整数。相反，概念“一小部分”更多地表示，切割区域长度l仅为刀刃长度L的一个小的部分，即刀刃长度L是切割区域长度l的多倍，例如5倍、8.3倍或9.7倍。当然所述的数值仅应理解为纯粹示例性的。
在切开图1至3中示出的材料4之后，借助于切割刀2切开另一种材料，随后切开再另一种材料，随后切开又另一种材料，等等。这种情况一直持续，直至切割刀2损坏且必须更换。分别被切开的材料4可以根据类型和厚度是分别相同的材料，例如始终是厚度为d＝1.0mm的铜片。然而，上述给出的材料无论是类型(铜)还是厚度(1.0mm)都应理解为纯粹示例性的。然而，与具体的切开的材料4无关，通过待切开的材料4的厚度d结合刀刃3与待切开的材料4形成的角度α得到切割区域长度l。
对应于图1和2的图示，在现有技术中常见的是，在切割过程期间利用超声波US激励刀夹1进行振动。通常对应于图2的图示-参见那里竖直的双箭头-这种激励与切割刀2的各个移动方向x正交地进行。此外，振动方向通常与待切开的材料4的横向延展正交。与激励的准确类型无关地，切割区域9的位置在切割过程期间由于超声波激励沿着刀刃3以振幅A振荡。图4-和图5至7一样-示出切割区域9的中心位置。对应于图4的图示，振幅A无论如何都显著小于切割区域长度l。通常振幅A仅为若干微米，例如10微米至20微米。
振荡也可以在本发明的范畴中实现。与切割区域9的位置是否由于利用超声波US的激励以振幅A振荡无关，在多个切割过程期间由控制装置6通过相应的电动控制使刀夹1这样定位在不同的位置p处，即在多个切割过程期间使切割区域9的位置沿着刀刃3在调节区域10上变化。在此根据图5至7，调节区域10比切割区域9大。
也就是说通过控制装置6有针对性地以调节位置的方式控制刀夹1，即借助于切割机的相应的调节位置的驱动装置实现刀夹1的电动定位。该驱动装置可以是一种驱动装置，利用该驱动装置无论如何、也就是说即使在现有技术中，也可调节刀夹1。相反地，绝对地激励超声波振动。无论是其相位还是其精确的振幅A通常都不是精确已知的且重要性低。
对于电动地改变刀夹1的位置p来说，多种不同的策略都是可行的。例如根据图5可以在各个切割过程期间由控制装置6使刀夹1的位置p保持不变，但是在单个切割过程之间变化。可替换地，根据图6和7也可以在各个切割过程期间由控制装置6改变刀夹1的位置p。
当在各个切割过程期间改变刀夹1的位置p时，可以由控制装置6根据图6中的曲线K1和K2连续改变刀夹1的位置p。可替换地，也可以由控制装置6根据图7中的曲线K3阶梯式改变刀夹1的位置p。在这种情况下，概念“阶梯式”表示，在相对较短的时间段期间，刀夹1的位置p严格地单调改变且随后在显著较长的时间段期间保持不变。可以根据需要确定阶梯高度H。阶梯高度优选至少和切割区域长度l一样大，优选略大于切割区域长度l，参见图7中的相应图示。
-参见图5和7中的相应图示以及图6中的曲线K1-，可以由控制装置6单调地改变刀夹1的位置p。可替换地，可以由控制装置6交替地改变刀夹1的位置p。这在图6中以曲线K2示出。涉及图5的类似的做法也是可能的。当然，图6中示出的刀夹1的位置p的正弦形变化仅是纯粹示例性的。也可以是其它变化，例如根据三角曲线或根据锯齿形的变化。
可以固定地预先给定控制装置6的调节区域10。然而，优选由使用者11为控制装置6预先给定参数P，该参数P确定了调节区域10。在这种情况下，在确定调节区域10时以及进而确定刀夹1的位置p时，考虑控制装置6的预先给定的参数P。
可以始终根据上述根据本发明的做法由控制装置6控制切割机。可替换地，控制装置6也可以检查，是否根据图1中的图示由使用者11为控制装置6预先给定了释放指令F。在这种情况下，仅当使用者11为控制装置预先给定了释放指令F时，控制装置6才改变刀夹1的位置p。
可以根据需要选择刀夹1的定位的方向。例如，可以沿刀夹1的超声波振动被激励的同一个方向进行定位。同样还可以与待切开的材料4正交地进行刀夹1的定位。必要时该方向还可以与超声波振动的方向相符。优选地，刀夹1的电动定位-参见图2中的箭头12-沿着刀刃3的走向进行。然而，原则上其它方向也是可以的。
本发明具有显著的优点。刀具2的寿命尤其可以由于本发明而显著延长。这是由于基本上完全充分利用了刀刃长度L来切开材料4。
尽管通过优选的实施例进一步详细阐释并描述了本发明，但是本发明不受公开的例子的限制，且只要不离开本发明的保护范围，本领域技术人员可以从中推导出其它变型。

Claims (22)

1.一种用于由控制装置(6)控制的切割机的运行方法，
-其中所述切割机具有刀夹(1)，切割刀(2)保持在所述刀夹中，所述切割刀具有在刀刃长度(L)上延伸的刀刃(3)，
-其中在多个切割过程期间，所述切割刀(2)分别沿各个切刀运动轨迹(5)引导穿过各个待切开的材料(4)，从而所述切割刀(2)利用其刀刃(3)的切割区域(9)切开所述各个待切开的材料(4)，
-其中所述切割区域(9)具有切割区域长度(l)，所述切割区域长度仅为所述刀刃长度(L)的一小部分，
-其中在所述多个切割过程期间由所述控制装置(6)通过电动控制将所述刀夹(1)这样定位在不同的位置(p)处，即所述切割区域(9)的位置在所述多个切割过程期间沿着所述刀刃(3)在调节区域(10)上变化，所述调节区域比所述切割区域(9)大，
-其中由所述控制装置(6)交替地改变所述刀夹(1)的所述位置(p)。
2.根据权利要求1所述的运行方法，其特征在于，在所述多个切割过程期间除了电动定位之外还利用超声波激励所述刀夹(1)进行振动，从而在所述多个切割过程期间使所述切割区域(9)的位置沿着所述刀刃(3)以振幅(A)振荡。
3.根据权利要求2所述的运行方法，其特征在于，所述振幅(A)小于所述切割区域长度(l)。
4.根据权利要求1，2或3所述的运行方法，其特征在于，所述刀夹(1)的所述电动定位沿着所述刀刃(3)的走向进行。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的运行方法，其特征在于，所述刀夹(1)的所述位置(p)在各个所述切割过程期间由所述控制装置(6)保持不变，但是在所述切割过程之间改变。
6.根据权利要求4所述的运行方法，其特征在于，所述刀夹(1)的所述位置(p)在各个所述切割过程期间由所述控制装置(6)保持不变，但是在所述切割过程之间改变。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的运行方法，其特征在于，所述刀夹(1)的所述位置(p)在所述各个切割过程期间由所述控制装置(6)改变。
8.根据权利要求4所述的运行方法，其特征在于，所述刀夹(1)的所述位置(p)在所述各个切割过程期间由所述控制装置(6)改变。
9.根据权利要求7所述的运行方法，其特征在于，所述刀夹(1)的所述位置(p)由所述控制装置(6)连续改变。
10.根据权利要求8所述的运行方法，其特征在于，所述刀夹(1)的所述位置(p)由所述控制装置(6)连续改变。
11.根据权利要求7所述的运行方法，其特征在于，所述刀夹(1)的所述位置(p)由所述控制装置(6)阶梯式改变。
12.根据权利要求8所述的运行方法，其特征在于，所述刀夹(1)的所述位置(p)由所述控制装置(6)阶梯式改变。
13.根据权利要求1至3中任一项所述的运行方法，其特征在于，由使用者(11)将所述控制装置的所述调节区域(10)预先给定为参数(P)。
14.根据权利要求6所述的运行方法，其特征在于，由使用者(11)将所述控制装置的所述调节区域(10)预先给定为参数(P)。
15.根据权利要求10所述的运行方法，其特征在于，由使用者(11)将所述控制装置的所述调节区域(10)预先给定为参数(P)。
16.根据权利要求12所述的运行方法，其特征在于，由使用者(11)将所述控制装置的所述调节区域(10)预先给定为参数(P)。
17.根据权利要求13所述的运行方法，其特征在于，仅当所述使用者(11)为所述控制装置(6)预先给定释放指令(F)时，所述控制装置(6)才改变所述刀夹(1)的所述位置(p)。
18.根据权利要求14所述的运行方法，其特征在于，仅当所述使用者(11)为所述控制装置(6)预先给定释放指令(F)时，所述控制装置(6)才改变所述刀夹(1)的所述位置(p)。
19.根据权利要求15所述的运行方法，其特征在于，仅当所述使用者(11)为所述控制装置(6)预先给定释放指令(F)时，所述控制装置(6)才改变所述刀夹(1)的所述位置(p)。
20.根据权利要求16所述的运行方法，其特征在于，仅当所述使用者(11)为所述控制装置(6)预先给定释放指令(F)时，所述控制装置(6)才改变所述刀夹(1)的所述位置(p)。
21.一种用于切割机的控制装置，其中利用控制程序(7)对所述控制装置进行编程，从而所述控制装置在运行中基于对机器代码的执行，按照根据权利要求1至20中任一项所述的运行方法控制所述切割机。
22.一种切割机，
-其中所述切割机具有刀夹(1)，切割刀(2)保持在所述刀夹中，所述切割刀具有在刀刃长度(L)上延伸的刀刃(3)，
-其中所述切割机具有控制装置(6)，
-其中所述控制装置(6)根据权利要求21所述地设计。
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