CN103224161A - 一种自动开槽切角机 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种自动开槽切角机，包括：人机交互模块、反馈模块、控制模块和工作单元；人机交互模块与控制模块相连接，反馈模块与控制模块相连接，工作单元与控制模块相连接，工作单元与反馈模块相连接。工作单元包括开槽刀机构、槽深调整机构、刀座横移机构和送纸台机构。通过上述方案，提供了一种自动开槽切角机，利用主电机、槽深电机、横移电机和侧挡板电机四种电机，在控制模板的控制下进行自动对瓦楞纸板进行开槽，大大提高了纸板开槽工作的工作效率，相比于传统手动调整开槽深度、手动调整开槽间距、手动调整侧挡板与开槽的间距的加工机器，工作效率提高了5到6倍，适应了现代化企业加工的需要。

Description

一种自动开槽切角机

技术领域

本发明涉及包装机械领域，特别是指一种自动开槽切角机。

背景技术

我国纸箱机械发展至今，市场上现有的开槽切角机生产效率依然不高，产量低，质量差，不能满足市场发展的需要。近几年来，纸箱包装领域向个性化定制化发展，传统的开槽机难以满足这种小批量个性化生产的需要，企业遇到了前所未有的市场变化和行业变化。市场的需求量扩大，质量要求更高。而普通生产线加工出来的产品，质量跟不上市场的需求。为了既提高产量，又提高质量，必须将现有设备进行革新，使之适应市场的需求。现有技术中，制约纸箱加工效率的主要因素就是纸箱机械自动化程度低。因此，有必要提出一种自动开槽机用以适应市场针对小批量定制化纸箱的需要。

发明内容

本发明提出一种自动开槽切角机，解决了现有技术中瓦楞纸板开槽切角的加工自动化程度低的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种自动开槽切角机，其特征在于，包括：人机交互模块、反馈模块、控制模块和工作单元；人机交互模块与控制模块电连接，反馈模块与控制模块电连接，工作单元与控制模块电连接，工作单元与反馈模块电连接；

工作单元包括机械部分和电部分，机械部分包括：机架、设于机架上的主电机、设于机架上并与主电机相连接的主传动机构、设置于机架上并与主传动机构连接的至少一个开槽刀机构，开槽刀机构可沿竖直z轴方向往复运动从而开槽；开槽刀机构上设有刀座横移机构，刀座横移机构与机架活动连接，开槽刀机构可沿水平x轴方向运动；开槽刀机构上还设有槽深调整机构，槽深调整机构与机架活动连接，槽深调整机构可沿水平y轴方向运动。

进一步，所述机架包括横移钢梁、相对设置的左墙板和右墙板，横移钢梁水平设置于左墙板和右墙板之间，主传动机构包括一根偏心轴，偏心轴水平设置于横移钢梁上方，所述开槽刀机构与偏心轴相连接。

进一步，所述开槽刀机构包括连杆、上刀座、开槽上刀片、开槽下刀片、下刀座和下刀座压块，连杆通过连杆座套设于偏心轴上并可绕偏心轴轴线转动，且可沿偏心轴轴线方向移动，下刀座设于所述横移钢梁上方且同横移钢梁滑动连接，连杆与上刀座活动连接，开槽上刀片与上刀座固定连接，下刀座与上刀座活动连接，偏心轴、连杆、上刀座组成曲柄摇杆机构，使得上刀座可与下刀座形成连续的闭合与开启状态。

进一步，所述刀座横移机构包括：横移电机、横移减速箱、横移齿轮轴、横移齿轮和齿条，横移电机和横移减速箱驱动连接，横移齿轮轴和横移减速箱驱动连接，横移齿轮轴连接在下刀座上，横移齿轮固定连接在横移齿轮轴上并与齿条相啮合，齿条固定连接于横移钢梁上。

进一步，所述槽深调整机构包括：槽深滑块、槽深调整轴、槽深调整螺杆、槽深电机、编码器、减速箱、槽深主动斜齿轮和槽深被动斜齿轮，槽深电机设置于所述右墙板外表面并与减速箱驱动连接，减速箱与槽深调整轴驱动连接，编码器与减速箱固定连接，槽深主动斜齿轮套设于槽深调整轴上并与槽深被动斜齿轮相啮合，槽深被动斜齿轮套设于槽深调整螺杆上，槽深调整螺杆与所述下刀座固定连接，槽深调整螺杆上还套设有槽深调整螺母，槽深调整螺母上设有槽深滑块，槽深滑块与槽深调整螺母固定连接，并可沿槽深调整螺杆轴线方向运动。

进一步，所述工作单元还设有一个送纸台机构，包括：工作台机架、侧挡板、侧挡板调整螺杆和送纸侧挡板电机，工作台机架水平设置于所述左、右墙板之间，工作台机架设于开槽刀机构一侧，送纸侧挡板电机设于工作台机架上，侧挡板调整螺杆与送纸侧挡板电机驱动连接，侧挡板调整螺杆上套设有侧挡板调整螺母，侧挡板调整螺母与侧挡板固定连接，侧挡板为工作台机架上表面竖直设置的挡板，可沿侧挡板调整螺杆轴线方向移动。

进一步，所述控制模块包括一个PLC控制芯片，所述人机交互模块发出的信号由PLC控制芯片进行数据处理再将指令发给工作单元，所述反馈模块发出的反馈信号由PLC控制芯片进行处理再将信号发给人机交互模块。

进一步，所述人机交互模块包括触摸屏和控制面板，控制面板包括用以对各电机发出指令的按钮，触摸屏为用于人机对话的窗口，用于实时显示各电机的状态。

进一步，所述横移电机和送纸侧挡板电机均为步进电机。

本发明的有益效果是：通过上述方案，提供了一种自动开槽切角机，利用主电机、槽深电机、横移电机和送纸侧挡板电机四种电机，在控制模板的控制下进行自动对瓦楞纸板进行开槽，大大提高了纸板开槽工作的工作效率，相比于传统手动调整开槽深度、手动调整开槽间距、手动调整侧挡板与开槽的间距的加工机器，工作效率提高了5到6倍，适应了现代化企业加工的需要。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种自动开槽切角机一个实施例的模块结构示意图；

图2为图1所示自动开槽切角实施例的平面结构示意图；

图3为图2所示自动开槽切角实施例的A-A剖视结构示意图；

图4为图3所示自动开槽切角实施例的E-E剖视放大结构示意图；

图5为图4所示自动开槽切角实施例的右视局部放大结构示意图；

图6为图5所示自动开槽切角实施例的G-G剖视放大结构示意图；

图7为图3所示自动开槽切角实施例的H-H剖视放大结构示意图。

具体实施方式

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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1至图7所示本发明一种自动开槽切角机的一个实施例，包括：人机交互模块10、反馈模块30、控制模块20和工作单元70；人机交互模块10与控制模块20相电连接，反馈模块30与控制模块20相电连接，工作单元70与控制模块20相电连接，工作单元70与反馈模块30相电连接。

人机交互模块10，包括：操作面板1及触摸屏2。操作面板1上的按钮是根据机器操作而设置。触摸屏2是用户进行人机对话的窗口，所有的操作界面都是编程人员根据机器操作设计完成的。控制模块20为可编程控制器PLC，它不仅对外部输入信号进行逻辑处理，而且对内部数据进行存储、比较、计算。其控制部分主要包括：输入控制单元11、CPU12、寄存器13、输出控制单元14。输入控制单元11分别与CPU12和输入单元10电连接，寄存器13分别与反馈模块30和CPU12电连接，输出控制单元14分别与CPU12和工作单元70电连接。反馈模块30，包括零位信号21、限位信号22、编码器23。工作单元70包括机械部分和电部分。电部分包括步进驱动器组40、电机组50和控制对象60。步进驱动器组40，包括第一开槽刀驱动器31、第二开槽刀驱动器32、第三开槽刀驱动器33、送纸侧挡板驱动器34。电机组50，包括第一开槽刀横移电机41、第二开槽刀横移电机42、第三开槽刀横移电机43、送纸侧挡板步进电机44、主电机45、槽深电机46。各开槽刀横移电机驱动器、主电机45和槽深电机46分别与输出控制单元14电连接。控制对象60，包括第一开槽刀横向移动51、第二4开槽刀横向移动52、第三开槽刀横向移动53、送纸侧挡板横向移动54、各开槽刀切纸运动55、槽深挡板纵向移动56。步进驱动器组40在控制模块20的控制下可对电机组50发出指令，使电机组50工作或者停止，从而使控制对象60的运动得以实现。

工作单元中的机械部分包括：机架、设于机架上的主电机45、设于机架上并与主电机45相连接的主传动机构450、设置于机架上并与主传动机构450连接的至少一个开槽刀机构，开槽刀机构可沿竖直z轴方向往复运动从而开槽；开槽刀机构上设有刀座横移机构，刀座横移机构与机架活动连接从而可沿水平x轴方向运动；开槽刀机构上还设有槽深调整机构，槽深调整机构与机架活动连接并可沿水平y轴方向运动。

在本实施例中，所述主传动机构包括一个皮带传动机构、第一链轮传动机构、第二链轮传动机构、一个齿轮传动机构和一根偏心轴451，皮带传动机构和主电机45驱动连接，第一链轮传动机构和皮带传动机构驱动连接，第二链轮传动机构和第一链轮传动机构驱动连接，齿轮传动机构和第二链轮传动机构驱动连接，偏心轴451和齿轮传动机构驱动连接。

所述机架包括水平设置的横移钢梁103、相对竖直设置的左墙板101和右墙板102，横移钢梁103设置于左墙板101和右墙板102之间，横移钢梁103与左墙板101、右墙板102通过螺纹连接，,偏心轴451水平设置于横移钢梁103上方，偏心轴451与左墙板101、右墙板102通过轴承连接。

下面以第三开槽刀机构为例，进行详细说明。所述第三开槽刀机构包括连杆452、上刀座453、开槽上刀片454、开槽下刀片455、下刀座456和下刀座压块457，连杆452通过连杆座套设于偏心轴451上，连杆452可绕偏心轴451轴线转动，并可沿偏心轴451轴线方向移动。下刀座456与下刀座压块457通过螺纹连接，下刀座456与横移钢梁103滑动连接，使得下刀座456可沿横移钢梁103轴线方向移动。连杆452与上刀座453通过销连接，开槽上刀片454与上刀座453通过螺纹连接，下刀座456与上刀座453通过销连接，开槽下刀片455与下刀座456通过螺纹连接。偏心轴451、连杆452、上刀座453组成曲柄摇杆机构，使得开槽上刀片454可与开槽下刀片455形成连续的闭合与开启状态。

本实施例中，开槽刀机构数量为三个，也可以为两个、四个、五个或者更多，以需要加工的槽数决定需要配装的开槽刀机构数量，这种结构变化依旧落入本发明的保护范围之内。

下面以第三开槽刀刀座横移机构为例，对刀座横移机构进行详细说明。所述第三开槽刀刀座横移机构包括：第三开槽刀横移电机43、横移减速箱431、横移齿轮轴432、横移齿轮433和齿条434，横移电机43和横移减速箱431驱动连接，横移齿轮轴432和横移减速箱431通过键连接，横移齿轮轴432两端设有轴承，轴承设于横移传动轴承座内，横移传动轴承座螺纹连接在下刀座456上，横移齿轮433通过键连接在横移齿轮轴432上并与齿条434相啮合，齿条434通过螺纹连接于横移钢梁103上。

所述槽深调整机构包括：槽深滑块468、槽深调整轴463、槽深调整螺杆466、槽深电机46、编码器23、减速箱462、槽深主动斜齿轮464和槽深被动斜齿轮465，槽深电机46设置于所述右墙板102外表面并与减速箱462驱动连接，减速箱462与槽深调整轴463驱动连接，编码器23与减速箱462通过编码器座螺纹连接，编码器23还与槽深调整轴463通过联轴器连接。槽深主动斜齿轮464套设于槽深调整轴463上并与槽深调整轴463通过键连接，槽深主动斜齿轮464与槽深被动斜齿轮465相啮合，槽深调整轴463与左墙板101、右墙板102通过轴承连接。槽深被动斜齿轮465套设于槽深调整螺杆466上并与槽深调整螺杆466通过键连接，槽深调整螺杆466的两端安装轴承，轴承安装在横移传动轴承座。

槽深调整螺杆466上还套设有槽深调整螺母467，槽深调整螺母467上设有槽深滑块468，槽深滑块468与槽深调整螺母467通过螺纹连接，并可沿槽深调整螺杆466轴线方向运动。

所述工作单元还设有一个送纸台机构440，送纸台机构440设于所述开槽刀机构一侧。所述送纸台机构440包括：工作台机架、侧挡板443、侧挡板调整螺杆441和送纸侧挡板步进电机44。工作台机架由台面钢板、槽钢及支撑钢板焊接而成，工作台机架通过螺纹连接左墙板101、右墙板102。侧挡板轴承座通过螺纹联接工作台机架,侧挡板轴承座的孔内装有轴承，侧挡板调整螺杆441两端安装轴承，侧挡板调整螺杆441通过螺纹连接侧挡板调整螺母442，侧挡板调整螺母442通过螺纹连接侧挡板443，侧挡板调整螺杆441与送纸侧挡板步进电机44通过联轴器连接，侧挡板443为工作台机架上表面竖直设置的挡板，可沿侧挡板调整螺杆441轴线方向移动。

所述人机交互模块10为触摸屏，触摸屏相比于传统按钮型控制台视觉效果更为直观，且操作更简便。而且，也可通过触摸屏对控制模块20进行设定，使各电机按照预定的程序进行启动工作，从而实现自动开槽切角机的自动化工作。

所述横移电机43、和送纸侧挡板步进电机44均为步进电机，步进电机的工作更为平稳，且不会像普通电机在横移座卡死后导致电机发热而烧坏。

在本实施例中，以横移钢梁103所在直线为x轴，以横移齿轮轴432所在直线为y轴，以同时垂直于x轴和y轴方向的竖直方向为z轴，本发明一种自动开槽切角机对于上述三个方向均可以实现进给。

在工作状态下，根据所需要加工的纸板参数，如纸板开槽数量、开槽深度、开槽距离和开槽速度，在人机交互模块10输入各所述参数，将待加工纸板放置于送纸台机构上。人机交互模块10发出指令，控制模块20接受指令后将指令编码为信号发送给各电机驱动器，各电机驱动器接收信号驱动各电机启动工作：各横移电机43根据自身收到的信号启动，横移电机43将动力通过减速箱传递给横移齿轮轴432，横移齿轮轴432带动横移齿轮433转动，横移齿轮433通过与齿条434的啮合实现横向移动，从而可以调整各开槽之间的距离；槽深电机46收到信号后启动，将动力通过减速箱462传递给槽深调整轴463，槽深调整轴463带动槽深主动斜齿轮464，槽深主动斜齿轮464带动槽深被动斜齿轮465转动，槽深被动斜齿轮465带动槽深调整螺杆466，槽深调整螺杆466带动槽深调整螺母467运动，因为槽深调整螺母467与槽深滑块468固定连接，槽深滑块468从而可以挡住纸箱，从而实现调整开槽的深度；主电机45将动力通过主传动机构450传递给开槽刀机构，开槽刀机构形成上下往复开槽运动，从而形成一次加工。

编码器23同时收集槽深调整轴463的转动情况信号反馈给控制模块20，控制模块20将信号编码反馈给人机交互模块10。若需要多次不同槽深、不同开槽数量和不同开槽距离的开槽工序，则可以预先在人机交互模块10编程，设定不同的零位信号21和限位信号22，使槽深调整机构、刀座横移机构和送纸台机构在预定的程序支配下运作。

综上所述，通过四种电机的联合动作，可以轻松实现瓦楞纸板的开槽深度和各开槽位置之间的距离，且全部为机械自动完成，无需手推横移，实现了生产的自动化，提高了生产效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种自动开槽切角机，其特征在于，包括：人机交互模块、反馈模块、控制模块和工作单元；人机交互模块与控制模块电连接，反馈模块与控制模块电连接，工作单元与控制模块电连接，工作单元与反馈模块电连接；

工作单元包括机械部分和电部分，机械部分包括：机架、设于机架上的主电机、设于机架上并与主电机相连接的主传动机构、设置于机架上并与主传动机构连接的至少一个开槽刀机构，开槽刀机构可沿竖直z轴方向往复运动从而开槽；开槽刀机构上设有刀座横移机构，刀座横移机构与机架活动连接，开槽刀机构可沿水平x轴方向运动；开槽刀机构上还设有槽深调整机构，槽深调整机构与机架活动连接，槽深调整机构可沿水平y轴方向运动。

2.根据权利要求1所述的一种自动开槽切角机，其特征在于：所述机架包括横移钢梁、相对设置的左墙板和右墙板，横移钢梁水平设置于左墙板和右墙板之间，主传动机构包括一根偏心轴，偏心轴水平设置于横移钢梁上方，所述开槽刀机构与偏心轴相连接。

3.根据权利要求2所述的一种自动开槽切角机，其特征在于：所述开槽刀机构包括连杆、上刀座、开槽上刀片、开槽下刀片、下刀座和下刀座压块，连杆通过连杆座套设于偏心轴上并可绕偏心轴轴线转动，且可沿偏心轴轴线方向移动，下刀座设于所述横移钢梁上方且同横移钢梁滑动连接，连杆与上刀座活动连接，开槽上刀片与上刀座固定连接，下刀座与上刀座活动连接，偏心轴、连杆、上刀座组成曲柄摇杆机构，使得上刀座可与下刀座形成连续的闭合与开启状态。

4.根据权利要求3所述的一种自动开槽切角机，其特征在于：所述刀座横移机构包括：横移电机、横移减速箱、横移齿轮轴、横移齿轮和齿条，横移电机和横移减速箱驱动连接，横移齿轮轴和横移减速箱驱动连接，横移齿轮轴连接在下刀座上，横移齿轮固定连接在横移齿轮轴上并与齿条相啮合，齿条固定连接于横移钢梁上。

5.根据权利要求4所述的一种自动开槽切角机，其特征在于：所述槽深调整机构包括：槽深滑块、槽深调整轴、槽深调整螺杆、槽深电机、编码器、减速箱、槽深主动斜齿轮和槽深被动斜齿轮，槽深电机设置于所述右墙板外表面并与减速箱驱动连接，减速箱与槽深调整轴驱动连接，编码器与减速箱固定连接，槽深主动斜齿轮套设于槽深调整轴上并与槽深被动斜齿轮相啮合，槽深被动斜齿轮套设于槽深调整螺杆上，槽深调整螺杆与所述下刀座固定连接，槽深调整螺杆上还套设有槽深调整螺母，槽深调整螺母上设有槽深滑块，槽深滑块与槽深调整螺母固定连接，并可沿槽深调整螺杆轴线方向运动。

6.根据权利要求5所述的一种自动开槽切角机，其特征在于：所述工作单元还设有一个送纸台机构，包括：工作台机架、侧挡板、侧挡板调整螺杆和送纸侧挡板电机，工作台机架水平设置于所述左、右墙板之间，工作台机架设于开槽刀机构一侧，送纸侧挡板电机设于工作台机架上，侧挡板调整螺杆与送纸侧挡板电机驱动连接，侧挡板调整螺杆上套设有侧挡板调整螺母，侧挡板调整螺母与侧挡板固定连接，侧挡板为工作台机架上表面竖直设置的挡板，可沿侧挡板调整螺杆轴线方向移动。

7.根据权利要求6所述的一种自动开槽切角机，其特征在于：所述控制模块包括一个PLC控制芯片，所述人机交互模块发出的信号由PLC控制芯片进行数据处理再将指令发给工作单元，所述反馈模块发出的反馈信号由PLC控制芯片进行处理再将信号发给人机交互模块。

8.根据权利要求7所述的一种自动开槽切角机，其特征在于：所述人机交互模块包括触摸屏和控制面板，控制面板包括用以对各电机发出指令的按钮，触摸屏为用于人机对话的窗口，用于实时显示各电机的状态。

9.根据权利要求8所述的一种自动开槽切角机，其特征在于：所述横移电机和送纸侧挡板电机均为步进电机。

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