CN103372875A - 具有刀片间隙槽的切割绘图机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了具有刀片间隙槽的切割绘图机，切割绘图机具有响应于切割命令在Y方向上牵引介质片材同时在Y方向上来回移动片材的进给辊。该切割绘图机包括响应于切割命令在X方向上往复运动并与进给辊协作以将片材切割成所希望的形状的切割装置。基板具有在其中形成的通道。所述通道被设定尺寸并被配置为当所述刀片啮合所述片材时接收所述切割装置的刀片的一部分，并且所述刀片能沿着所述通道的横向地移动。

Description

具有刀片间隙槽的切割绘图机

技术领域

本发明实施方式总体涉及切割绘图机，并特别涉及可安装到切割绘图机以延长切割刀片的寿命的板。

背景技术

除了用切割刀片来代替笔头以外，在商业界中有时被称为数码乙烯刻字机的切割绘图机类似于笔式绘图机。由滚花辊/惰转辊的组合使如乙烯（vinyl）、纸或其他材料的片材沿处理方向来回移动。沿交叉处理方向的运动是通过滑架使所述切割刀片移动而实现的。来自切割刀片的片材相对侧上的背部通常是在平的金属片材切割表面的顶部的聚四氟乙烯或PTFE（通常以商标

出售，并可从美国特拉华州威尔明顿的杜邦公司获得）的带材或其他柔软的牺牲材料。

带材的用途是提供相对较软的牺牲表面以用于当切割刀片完全切割穿过介质时切割刀片进入。如果没有

这种牺牲层，当切割刀片完全切割穿过介质时，切割刀片将接触金属片材切割表面，从而损坏或至少钝化切割刀片并降低切割刀片的寿命。随着使用，

带材磨损，并需要相当频繁地更换。对这个问题的解决方案之一是暂时连接塑料背衬片材到待切割的介质。然而，这是费时的处理，对于操作员方面而言需要一些技巧，并且会增加用于切割刀接触的额外的材料，从而造成切割刀寿命额外的损失。另外，塑料背衬片材也严重危害数控切割机自动进给的能力。

发明内容

鉴于上述情况，本发明公开了实施方式，其建议引入凹槽以解脱线性切割头下方的压力点。这种“解脱槽”让刀片只接触被切割的介质，从而延长切割刀片的寿命，并在切割机的整个使用寿命期间保证精密切割，导致切割表面的无磨损。本发明的系统和方法提供了延长所述切割刀片的寿命、减少停机时间、并减少切割机的定位失准（由于减少时间变化和减少错误的机会）的机会。

根据本发明的一种实施方式公开了一种切割绘图机。该切割绘图机包括进给辊，该进给辊响应于切割命令沿Y方向牵引介质片材同时沿Y方向来回移动片材。该切割绘图机包括切割装置，该切割装置响应于切割命令在X方向上往复运动并与进给辊协作以将片材切割成所希望的形状。基板沿X方向设置于该切割装置的下方。该基板具有在其中形成的多个通道。每个通道被设定尺寸并被配置为当刀片啮合片材时接收切割装置的刀片的一部分。

根据另一种实施方式，公开了材料切割组件。该切割组件包括切割头。螺线管和弹簧安装于所述切割头中。切割工具可拆卸地固定到螺线管。该切割工具具有设置在其尖端的锋利的尖，所述切割工具是能在啮合位置和非啮合位置之间移动的，在该啮合位置所述螺线管通电以延展所述切割工具，在该非啮合位置螺线管断电，并且所述弹簧使所述切割工具缩回。细长的基板设置在该切割工具的下方。该基板具有在其中形成的多个通道。每个通道被设定尺寸并被配置为当切割工具在该啮合位置时接收切割工具的尖。

根据另一种实施方式，公开了用于刻划介质片材的装置。该装置包括底盘、马达和能操作地固定到该底盘的滑架，该滑架由所述马达驱动以相对于所述底盘往复运动。切割装置能操作地固定到所述滑架。该切割装置包括在啮合位置和非啮合位置之间能移动的机械刻划结构，在该啮合位置所述刻划结构能操作地啮合所述介质片材，在非啮合位置所述刻划结构不啮合所述介质片材。细长的基板设置在所述滑架的下方。该基板具有在其中形成的多个通道。每个通道被设定尺寸并被配置为当该机械刻划结构在啮合位置时接收该机械刻划结构的刀片的一部分。

在以下的详细的描述中描述了或从以下的详细描述中能明显得出这些特征和其他特征。

附图说明

图1是根据本发明的实施方式所述的切割机的横截面示意图；

图2是根据本发明的实施方式所述的切割机的立体图；

图3是根据本发明的实施方式所述的基板的端视图；

图4是根据本发明的实施方式所述的替代的示例性槽端视剖面图；

图5是根据本发明的实施方式所述的切割装置的横截面示意图。

具体实施方式

近来，一直努力开发自动进给介质切割机，使得能够有利润地生产如盒之类小体积的介质结构。通常情况下，使用相对昂贵的模切设备从片材切割出盒。这种成本抑制了适应小批量订单的能力。但是，也有不那么昂贵的商售的介质切割机。这些切割机的设计类似于在20世纪80年代广泛使用的笔式绘图机，不同之处在于，这些切割绘图机使用的是刀片，而不是笔头。这种类型的切割绘图机通常使用滚花轴和部分滚花的轴及惰转辊，以在切割作业期间保持片材的控制并沿处理方向来回移动片材。其他轴通过其上安装刀片组件的带驱动或电缆驱动的滑架容纳。该刀片组件包括当要切割时放低刀片抵靠片材的基于螺线管的机构。一旦螺线管通电被切断时，回位弹簧抬高刀片离开片材。轴和螺线管的控制由切割文件支配，切割文件是由计算机应用程序产生的并下载到切割绘图机。

典型的乙烯切割机产品是位于纸张的下方的所有沿刀片经过的路径上的牺牲的切割表面。当为了“割断”，行驶的刀片完全穿透纸张时，刀片继续向下进入通常是软塑料型材料的牺牲层。该层有时简单地是“特氟隆类”带材，或嵌入切割表面结构中柔软的塑料片，切割表面结构通常是金属或一些其他的结构材料。所述牺牲层必须定期更换。

除了牺牲层以外，一些绘图机制造公司还建议使用粘性背衬片材，以进一步帮助保护切割表面免受刀片的损伤。用户将待切割的片材压到背衬片材上，将片材定位在切割绘图机内，然后执行切割文件。切割印刷片材后，剥离背衬片材。在操作此过程时，背衬片材很快就会失去其粘附性，并需要频繁地更换。此外，为了能使用自动进给功能提供的切割容量，用户通常会简单地切割覆盖切割表面的

带材。虽然这极大地方便了多个片材的切割，但随着时间的推移刀片的末端在带材划出槽。这最终会导致片材的不均匀的切割，需要带材的更换。此外，如果刀片穿透到牺牲表面往下太多，切割刀片可能在牺牲层的下方接触较少宽容（forgiving）的结构，并更迅速变钝或甚至永久折断刀片，因此需要立即更换。

无论用或不用背衬片材，或在牺牲的切割表面中使用的具有任何高科技的塑料材料进行切割，切割刀片与除了纸以外的任何其他物体的任何物理接触显著降低刀片的寿命，从而导致价格昂贵和频繁的更换。

参照附图，本发明的实施方式提供了具有多个凹槽以解脱线性切割机头下方的压强点的基板。这种“解脱槽”让切割刀片只接触被切割的介质。切割基板包括提供刀片尖端和切割基板材料之间的间隙的槽。该槽的长度大于或等于所述刀片滑架交叉处理方向上的行程，该槽的宽度足以提供刀片尖端和切割基板之间的足够的间隙。切割基板可以由寿命可达切割绘图机的寿命时间的材料制造，从而消除了对背衬片材和

带材的需求。这减少了切割机的运行成本并改善了可操作性。由于这种切割表面上的空隙或槽，刀片寿命极大地延长，因为切割刀片的磨损的唯一的源会是被切割的介质。

图1示出了概括表示为50的切割绘图机的横截面图。切割绘图机50包括具有切割刀片56的切割机构53。基板59放置于切割机构53的下方。进给辊62、63啮合并牵引如纸或卡片之类介质片材66沿Y方向（有时也被称为“处理方向”）到切割绘图机50中。响应于来自控制器的切割命令，辊62、63沿如由箭头68所示的Y方向来回移动片材。响应于切割命令，切割机构53沿X-方向（有时也被称为“交叉处理方向”）往复运动并配合进给辊62、63将片材66切割成所需的形状，X方向垂直于由箭头68所示的方向。因此，在响应于一系列的切割命令沿Y方向进给片材66的同时，在切割刀片56被放下的状态下切割机构53沿X方向来回移动，从而可利用切割绘图机50获得所需的图形。

如图2中所示，基板59沿X方向放置在切割机构53的下方。基板59具有形成在其中的通道70。通道70被设定尺寸并被配置为当切割刀片56啮合片材66和刀片56沿通道70的长度穿过时接收切割机构53的切割刀片56的一部分。即，基板59是静止的，刀片56相对于介质66的平面中的通道70移动。

基板59包括通道70，通道70提供切割刀片56的尖端73和切割基板59之间的间隙。参考图3，在一些实施方式中，针对被切割的材料的类型，用户可以定位基板59以选择合适的通道70。在某些情况下，对于被切割的特定的材料，具有通道70的优选形状可能是合乎期望的。根据本发明的实施方式，切割基板59可以是能移动的，使具有不同的几何形状的槽的板能如所希望或需要地进行调换。图4示出了通道70的槽的形状的一些非限制性示例。通道的长度大于或等于所述切割刀片滑架交叉处理方向上的行程，通道70的宽度足以提供的刀片尖端73和切割基板59之间的间隙。切割基板59可以由寿命可达切割绘图机50的寿命时间的材料制造。

根据本发明的实施方式，切割组件75包括切割头78。螺线管81和弹簧82安装于切割头78中。切割刀片56可拆卸地固定到螺线管81。切割刀片56在尖端73具有锋利的尖，并在啮合位置和非啮合位置之间是能移动的。当螺线管81被通电以伸展切割刀片56时，切割刀片56啮合片材66。当螺线管81断电时切割刀片56脱离，且弹簧82使切割刀片56从片材66缩回。细长的基板59设置在切割组件75的下方。基板59包括通道70，通道70提供切割刀片56的尖端73和切割基板59之间的间隙。

根据本发明的实施方式，切割组件75包括底盘84、马达87和滑架90，滑架90能操作地固定到底盘84并由马达87驱动以相对于底盘84往复运动。通常情况下，切割组件75通过绞盘类型的驱动器在X方向上来回移动，该驱动器的马达可隐藏在切割绘图机50中。切割刀片56能操作地固定到滑架90。

因此，如上所示，为了提供一种不会损坏刀片并延长刀片寿命的耐用的切割表面，绘图机的切割区可修改成包含带槽的板。当刀片突出通过被切割的片材时，该槽提供刀片尖端的间隙。这种结构的一个特征是带槽的板是廉价的且寿命可达切割机的寿命时间。另一个特征是带槽的板允许相对于设置刀片的切割深度有更较大容差。当使用背衬片材或牺牲的切割表面时，必须精确地设置刀片深度以使牺牲的切割表面或背衬片材的损伤降到最低。因此，不管什么时候使用具有不同的基准重量的介质，刀片的深度设置是必需的。相比而言，本文所公开的带槽的板允许一些过穿透，这又大大减少了当从一种介质切换到另一种介质时对刀片深度设置的需要。此外，本文所述的系统允许用户选择用于待切割的特定介质的通道的优选形状。在一些实施方式中，如图3所示，基板包括多个通道，可以从该多个通道中选择优选的形状。可以调整基板以在切割组件下方对齐所选的通道。此外，根据本发明的实施方式，切割基板是能移动的，使得用户能够用如所需要或要求的具有不同的槽形状的板交换该基板。

图4示出了带槽的基板59的一部分的端视剖面图，并显示了可能是合乎期望的一些可能的槽的横截面形状。虽然通道70的形状可对应于任何几何形状，但通道70的宽度应该足以提供刀片尖端73和切割基板59之间的足够的间隙。已经发现，较宽的通道70工作较好，其较稳固地防止由于切割机容差叠加而引起的切割刀片56与通道70的不对准。在图4中所示的示例仅用于说明的目的，而不是为了限制根据本发明的实施方式可使用的各种几何结构。不同的材料也可用于基板59，如铝、钢、塑料和在切割板上常见的高密度聚氨酯。

根据本发明的实施方式，可以将基板59安装在圆柱体上，该圆柱体具有多个围绕该圆柱体成形的通道，使得用户旋转该圆柱体以在切割组件的下方对齐所选的通道。

图5示出可以在本发明的实施方式使用的切割装置204。切割装置204包括控制器/处理器224和通信接口（输入/输出）226，通信接口226能操作地连接到处理器224并连接到切割装置204的外部的计算机化的网络。另外，切割装置204可以包括至少一个附属的功能构件，如图形用户接口组件206，图形用户接口组件206也在从由外部电源228（通过电源222）供给的电力下工作。

切割装置204包括能操作地连接到处理器224的至少一个切割装置（切割引擎）210、定位以使介质片材从片材供给器214供应到切割装置210的介质通路216、等等。在从切割引擎进行各种切割之后，介质片材能可选地通到输出部208，输出部208可对各种切割的片材进行堆叠、排序等操作。

输入/输出装置226用于与切割装置204进行互相通信。处理器224控制切割装置的各种动作。非暂时性的计算机存储介质设备220（它可以是基于光学的、电磁的、电容的、等等）通过处理器224是可读的，并存储由处理器224执行以允许切割装置执行如本文所述的那些各种功能的指令。因此，如图5所示，主体外壳204具有一个或多个功能构件，其由交变电流（AC）228通过电源222供给电力而工作。电源222可以包括蓄电元件（例如，电池），并连接到外部的交流电源228并且由各种构件转换外部电源成所需要的电源类型。

应当理解的是，本文所用术语“控制器”包括适于执行（即，被编程以执行，配置为执行，等等）上述系统操作（例如，控制清洁辊运动，控制清洁辊旋转，等等）的计算机化的装置。优选地，该控制器包括可编程的、自包含的、专用的迷你计算机，该迷你计算机具有中央处理单元（CPU）、电子存储和显示器或用户界面（UI），并且该控制器对于模块化文档生产系统内的独立的文档生产系统或多个模块（例如，供给器模块、堆栈模块、接口模块、印刷模块、清洁模块、粘接模块等）可以运行作为主控制系统。包括基于芯片的中央处理单元（CPU）、输入/输出设备（包括图形用户界面（GUI）、存储器、比较器、处理器等）的计算机化设备是公知的并易于获取的设备，这些设备由如戴尔(Dell)计算机、美国Round Rock TX、以及美国加利福尼亚州Cupertino的苹果(Apple)电脑公司等制造商制造。这些计算机化的设备通常包括输入/输出设备、电源、处理器、电子存储记忆体、接线等，它们的细节被省略以让读者能专注于本文所述的实施方式的突出方面。同样为了简洁和读者专注的目的，本文不对从美国CT诺瓦克的施乐(Xerox)公司获得的扫描仪和其他类似的外围设备和这些设备的细节进行讨论。

应该理解的是，上述公开的特征和功能以及其他的特征和功能，或其替代的特征和功能可以根据需要组合成许多其他不同的系统或应用。意图由随附权利要求所涵盖的各种目前未预见或未预料到的替代方案、修改、变化或改进可随后由本领域技术人员作出。权利要求可以涵盖硬件、软件、和/或它们的组合中的实施方式。除非在特定的权利要求本身有特别限定，否则不应根据任何上面的示例将本发明的实施方式中的步骤或部件隐含或暗示为限于任何特定的顺序、数目、位置、尺寸、形状、角度、颜色或材料。

因此，上面公开了用于刻划介质片材的装置的实施方式。该装置包括底盘、马达和能操作地固定到该底盘的滑架，该滑架由所述马达驱动以相对于所述底盘往复运动。切割装置能操作地固定到所述滑架。该切割装置包括在啮合位置和非啮合位置之间能移动的机械刻划结构，在该啮合位置所述刻划结构能操作地啮合所述介质片材，在非啮合位置所述刻划结构不啮合所述介质片材。细长的基板设置在所述滑架的下方。该基板具有在其中形成的通道。所述通道被设定尺寸并被配置为当该机械刻划结构在啮合位置时接收该机械刻划结构的刀片的一部分。

Claims (3)

1.一种切割绘图机，其包括：

进给辊，其响应于切割命令在Y方向上牵引介质片材同时在所述Y方向上来回移动所述片材；

切割装置，其响应于所述切割命令在X方向上往复运动并与所述进给辊协作以将所述片材切割成所希望的形状；以及

基板，其沿所述X方向放置于所述切割装置的下方，所述基板具有在其中形成的至少一个通道，每个通道被设定尺寸并被配置为当所述切割装置的刀片啮合所述片材时接收所述刀片的一部分,

所述刀片能沿着所述通道的一部分横向地移动。

2.一种材料切割组件，其包括：

切割头，其包括：

安装在所述切割头中的螺线管和弹簧；以及

切割工具，其可拆卸地固定到所述螺线管并具有设置在其尖端的锋利的尖，所述切割工具是能在啮合位置和非啮合位置之间移动的，在该啮合位置时所述螺线管通电以延展所述切割工具，在该非啮合位置时所述螺线管断电，并且所述弹簧使所述切割工具缩回；以及

细长的基板，其设置在所述切割工具的下方，所述基板具有在其中形成的至少一个通道，每个通道被设定尺寸并被配置为当所述切割工具在所述啮合位置时接收所述切割工具的所述尖，

所述切割工具能沿着所述通道的一部分横向地移动。

3.一种用于刻划介质片材的装置，其包括：

底盘；

马达；

滑架，其能操作地固定到所述底盘上，并由所述马达驱动以相对于所述底盘往复运动；

切割装置，其能操作地固定到所述滑架，所述切割装置包括在啮合位置和非啮合位置之间能移动的机械刻划结构，在该啮合位置所述刻划结构能操作地啮合所述介质片材，在该非啮合位置所述刻划结构不啮合所述介质片材；以及

细长的基板，其配置在所述滑架的下方，所述基板具有在其中形成的至少一个通道，每个通道被设定尺寸并被配置为当所述机械刻划结构在所述啮合位置时接收所述机械刻划结构的刀片的一部分，

所述刀片能沿着所述通道的一部分横向地移动。

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