CN103786178A - 一种高精度多条翅片滚齿裁断机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高精度多条翅片滚齿裁断机，包括机架部分，翅片推进机构和翅片切断部分；其特征在于：翅片推进机构包括固定在安装平台上的用于支承翅片的支撑板，支撑板的上方设有一能绕自身轴线旋转的滚齿轮轴，滚齿轮轴的轴向与翅片的移动方向垂直，滚齿轮轴与支撑板之间有供翅片穿过的间隙，滚齿轮轴上安装有多个间隔设置且能随滚齿轮轴一起旋转的滚齿轮，滚齿轮上的轮齿能与位于支撑板上的翅片上的节距齿部相啮合。同样是推动翅片前移，滚齿轮的外形尺寸比带有蜗杆齿的传动轴要小很多，同样尺寸大小的安装平台上，可以布置更多的滚齿轮，故能实现同步推动多条翅片向前移动，另外通过控制伺服电机的转动角度可精确控制翅片移动距离。

Description

一种高精度多条翅片滚齿裁断机

技术领域

本发明涉及一种裁断设备，尤其涉及一种高精度多条翅片滚齿裁断机。

背景技术

铝翅片是一种广泛用于汽车铝水箱散热器、平行流式冷凝器、平行流式蒸发器、散热器或者表冷器、变风量空调柜、风机盘管及热交换器等设备上的构件，其主要作用是起到散热的作用。现有的铝翅片成型机通常结构为，主要包括一个用于输送铝箔的放料机构，一个用于波形成型的成型机构，在板翅式翅片生产中，由于翅片的形状多样(翅片的形状有平直、错列和波纹形等)特点，翅片长度的精确切断一直是一个行业难题。现有裁断机裁断误差大、裁口质量差不能满足实际生产的需要，现急需一种精确、高质、高效的翅片专用切断机来满足生产需要。之前的翅片裁断都是采用人工裁断的方法，这种方法效率底、误差大、废品多。急需一种专用的自动裁断机解决翅片的裁断问题。如何平稳推进翅片移动，及与切断装置的布局是实现精确、高质、高效切断翅片的关键。

本申请人发明了一种专门用于板翅式换热器翅片成型机的高精度往复送料机构，如专利号为ZL201120557863.0(公告号为CN202387872U)的中国实用新型专利《一种高精度往复送料机构》就披露了这样一种高精度往复送料机构，采用两个凸轮作为动力源，凸轮每转动一周，送料机构实现一次往复送料，送料间歇位置由凸轮曲线保证，复位弹簧提供送料机构回程时的回复力，第一关节轴承实现了摆杆的滑动及转动，通过摆杆的摆动带动推料杆间歇高频率水平往复移动，实现间歇、高频率送料；另外还通过驱动结构带动关节轴承沿摆杆上下滑移，导致摆杆支点两端的长度变化，实现送料行程的调节。

前述送料机构通过推料杆带动的下刀座往复运动，翅片搁置在下刀座上，通过下刀座的往复运动，翅片通过与下刀座之间的摩擦力随下刀座往前运动，也就是说前述推进机构是间接推动翅片前移，众所周知，板翅式换热器翅片分为平直型、锯齿型、波纹型这三种基本类型，翅片整体可以看成一个半径无限大的一个蜗轮，当冲制的翅片向前移动时，由于摩擦力作用会使翅片有一定的节距收缩，翅片易变形，导致翅片推进距离无法精确保障。

为此，本申请人又发明了一种翅片自动切断机，专利号ZL201320292255.0(授权公告号为CN203356718U)的中国实用新型专利《一种翅片裁断机》就披露了这样一种翅片裁断机，包括机架部分，翅片推进机构和翅片切断部分；其特征在于：翅片推进机构包括托料板，托料板上方悬挂有至少一个能绕自身轴线旋转的传动轴，传动轴的外周壁上成型有用以与翅片上的节距齿部相啮合的蜗杆齿，机架部分上设有驱动传动轴绕自身轴线旋转的传动轴驱动结构；翅片切断部分包括设于机架部分上的裁断平台；用以裁断翅片的裁断装置，包括气缸、刀座和刀片，刀座固定在气缸的活塞杆上，刀片则安装在刀座上；裁断导向装置，包括导杆，气缸安装在导杆上；设置在机架部分上的驱动装置，用以驱动所述气缸沿导杆左右滑移。

然而在实际的翅片生产中，4条翅片以上的多条翅片在单台翅片成形设备上同时冲制的情况普遍存在，由此必须配备一种适应多条翅片同时裁断的高精度自动化裁断机。前述专利虽然解决了单条复杂翅片的自动定长裁断问题，但由于传动轴上的螺旋推齿的结构特点，传动轴在空间尺寸上不能缩小，无法实现多条翅片同时裁断。另外传动轴的驱动结构复杂，包括花键轴、花键锥齿轮、锥齿轮，花键轴的轴向与传动轴的轴向相互垂直，花键轴位于托料板的上方并由电机带动旋转，所述花键锥齿轮套装在花键轴上并能随花键轴旋转，所述锥齿轮安装在传动轴的后端并能随传动轴旋转，所述花键锥齿轮和锥齿轮相互传动啮合；所述机架部分上方设有呈L形的安装座，该安装座的竖直壁活动套设在花键轴，安装座的水平壁吊设固定在安装板的下方，所述安装板通过螺钉固定在机架部分上并位于托料板的上方，花键锥齿轮通过轴承安装在安装座的竖直壁上，传动轴的后端通过轴承安装在安装座的水平壁。花键轴的轴向与传动轴的轴向相互垂直，通过锥齿轮传动能量损失大。

另外翅片推进机构中的伺服电机及整个切断机构设置在机架上方，导致机架上方设备混乱，且导致整个设备整体高度大大增加，设备体积庞大而不方便运输、组装及安放，而且维修也不方便，而且整个切断机构的驱动源即有气缸又有伺服电机，控制部分既需要机械控制，又需要电气控制，整体结构复杂且成本高。

针对这种情况，迫切需要研发出一种适应多条翅片同时裁断的高精度自动化裁断机。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种适应多条翅片同时裁断的高精度多条翅片滚齿裁断机，该裁断机能使翅片的裁断更高效和精确。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种高精度多条翅片滚齿裁断机，包括机架部分，设置在机架部分上的翅片推进机构和翅片切断部分，翅片推进机构用以推动翅片前移至翅片切断部分进行切断；机架部分包括支架及位于支架上部的安装平台；其特征在于：所述翅片推进机构包括固定在安装平台上的用于支承翅片的支撑板，该支撑板的上方设有一能绕自身轴线旋转的滚齿轮轴，该滚齿轮轴的轴向与翅片的移动方向垂直，滚齿轮轴与支撑板之间有供翅片穿过的间隙，所述滚齿轮轴上安装有多个间隔设置且能随滚齿轮轴一起旋转的滚齿轮，滚齿轮上的轮齿能与位于支撑板上的翅片上的节距齿部相啮合以使滚齿轮的旋转能带动翅片前移，机架部分上设有驱动滚齿轮轴绕自身轴线旋转的滚齿轮轴驱动结构。

进一步改进，上述滚齿轮轴驱动结构包括安装在安装平台下方的第一伺服电机；由前述第一伺服电机带动旋转第一主动带轮，第一伺服电机通过第一减速器与所述第一主动带轮连接；安装座，固定在机架部分上部的一侧，安装座上安装有传动轴，传动轴上安装有能随传动轴同步旋转的第一从动带轮和第二主动带轮，所述第一主动带轮位于第一从动带轮的下方，第一主动带轮通过第一传动带与第一从动带轮连接；第二从动带轮，安装在滚齿轮轴一侧并能随滚齿轮轴旋转，所述第二从动带轮位于第二主动带轮的前方，第二主动带轮通过第二传动带与第二从动带轮连接。

该滚齿轮轴驱动结构基本位于机架的下方，机架上方的主要工作位置更显整洁，而且也大大降低设备整体高度，方便运输、组装、维修及安放。

上述安装平台的下端面上固定有第一电机安装座，所述第一伺服电机安装在该第一电机安装座上。

进一步改进，上述滚齿轮轴的两端通过轴承安装在位于安装平台上方左右两侧的转动板上，各转动板的一端通过转轴转动安装在固定于安装平台上的安装座上，转动板的中部螺纹连接有调节螺栓，调节螺栓的下端穿过转动板后与安装平台螺纹连接。通过转动调节螺栓，在调节螺栓与转动板螺纹传动原理，整个滚齿轮轴可通过转杆以转轴为支点抬起，方便翅片穿入到滚齿轮上。

上述支撑板上固定有两间隔设置的限位板，限位板的长度方向与翅片的移动方向平行。限位板两侧对翅片有辅助导向作用，避免翅片在推进过程前因横向偏移而破损。

上述支架的后侧固定有辊子安装架，辊子安装架上安装有过料辊。过料辊对翅片起一个辅助支撑和导向的作用，避免翅片在推进过程前因横向偏移而破损。

更进一步地改进，上述翅片切断部分包括安装在安装平台下方的第二伺服电机和偏心轴座，偏心轴座内通过轴承安装有偏心轴，所述偏心轴由所述第二伺服电机驱动旋转；摆杆，摆杆的下端转动套装在偏心轴上，摆杆的上端通过转销转动连接安装有支座；上刀支板，位于支架下方并通过限位结构约束而仅能上下移动，所述支座固定在上刀支板上；两上刀拉板，间隔固定在所述上刀支板两侧；上刀座，固定在两上刀拉板上，上刀座上固定有上刀；下刀，安装在安装平台上并位于支撑板的前方，下刀位于上刀的下方，上刀的上下移动会与该下刀配合以切断翅片。

伺服电机带动偏心轴，偏心轴的转动引起摆杆的摆动，此动作经上刀支板和上刀拉板传递到上刀座上就使得上刀座上下运动，加上限位结构的导向约束作用，实现切断过程，该整个翅片切断部分的动力部分位于机架的下方，机架上方的主要工作位置更显整洁，而且也大大降低设备整体高度，方便运输、组装、维修及安放。相对于对比专利而言，本翅片切断部分的结构更为简单，省掉气缸、传动链等结构，整个切断部分的动力源只有伺服电机，控制更为简单。

上述安装平台的下端面上固定有第二电机安装座，所述第二伺服电机和偏心轴座均安装在该第二电机安装座上。

上述限位结构包括平行间隔且竖向设置的两根导向杆，该两根导向杆位于支架下方，所述上刀支板背面的平行间隔固定有箱式直线轴承，所述箱式直线轴承套装在导向杆上并能上下滑移以对上刀支板进行上下移动导向。通过导向杆和箱式直线轴承的导向作用，确保上刀支板只能上下移动，即上刀只能上下移动，确保裁断精准。

上述下刀上开有多个沉孔，有定位螺钉穿过沉孔后与安装平台螺纹连接，所述定位螺钉能相对沉孔前后滑移，所述安装平台上固定有两个调节座，调节座位于下刀后方的左右两侧，调节座上螺纹连接有间隙调整螺钉，间隙调整螺钉的杆部穿过调节座后顶持在所述下刀的后端面上。当需要调整上刀与下刀之间的距离时，只需先拧松定位螺钉，再通过转动间隙调整螺钉，推动下刀前后移动，调节裁断时上刀与下刀之间的距离。

与现有技术相比，本发明的优点在于：推进结构通过滚齿轮轴的旋转带动其上的滚齿轮旋转，滚齿轮上的轮齿能与位于支撑板上的翅片上的节距齿部相啮合以使滚齿轮的旋转能带动翅片前移，同样是推动翅片前移，滚齿轮的外形尺寸比带有蜗杆齿的传动轴要小很多，同样尺寸大小的安装平台上，可以布置更多的滚齿轮，故能实现同步推动多条翅片向前移动，另外通过控制伺服电机的转动角度可精确控制翅片移动距离；另外滚齿轮的轴向与滚齿轮轴向相同，两者一般只需采用花键连接即可实现同步转动，即滚齿轮轴的旋转直接带动滚齿轮旋转，省掉一个传动级，能量损失少。

附图说明

图1为本发明实施例的主视图；

图2为本发明实施例的侧视图；

图3为本发明实施例的俯视图；

图4为一种翅片的立体结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1～4所示，为本发明的一个优选实施例。

一种高精度多条翅片滚齿裁断机，包括机架部分10，及设置在机架部分上的翅片推进机构20和翅片切断部分30，翅片推进机构20用以推动翅片4前移至翅片切断部分30进行切断。

机架部分10包括支架101及位于支架上部的安装平台102。支架101的后侧固定有辊子安装架103，辊子安装架103上安装有过料辊104。

翅片推进机构20包括固定在安装平台102上的用于支承翅片4的支撑板201，该支撑板201的上方设有一能绕自身轴线旋转的滚齿轮轴202，该滚齿轮轴202的轴向与翅片4的移动方向垂直，滚齿轮轴202与支撑板201之间有供翅片4穿过的间隙，滚齿轮轴202上安装有多个间隔设置且能随滚齿轮轴202一起旋转的滚齿轮203，滚齿轮203一般通过键槽结构安装在滚齿轮轴202上，滚齿轮203上的轮齿能与位于支撑板201上的翅片4上的节距齿部41相啮合以使滚齿轮203的旋转能带动翅片4前移，机架部分10上设有驱动滚齿轮轴202绕自身轴线旋转的滚齿轮轴驱动结构。

滚齿轮轴驱动结构包括安装在安装平台102下方的第一伺服电机204。

安装平台102的下端面上固定有第一电机安装座213，第一伺服电机204安装在该第一电机安装座213上。

由前述第一伺服电机204带动旋转第一主动带轮205，第一伺服电机204通过第一减速器219与第一主动带轮205连接；减速器用于对伺服电机的转动进行减速和增大扭矩。

安装座206，固定在机架部分10上部的一侧，安装座206上安装有传动轴207，传动轴207上安装有能随传动轴207同步旋转的第一从动带轮208和第二主动带轮209，第一主动带轮205位于第一从动带轮208的下方，第一主动带轮205通过第一传动带210与第一从动带轮208连接。

第二从动带轮211，安装在滚齿轮轴202一侧并能随滚齿轮轴202旋转，第二从动带轮211位于第二主动带轮209的前方，第二主动带轮209通过第二传动带212与第二从动带轮211连接。

滚齿轮轴202的两端通过轴承安装在位于安装平台102上方左右两侧的转动板214上，各转动板214的一端通过转轴215转动安装在固定于安装平台102上的安装座216上，转动板214的中部螺纹连接有调节螺栓217，调节螺栓217的下端穿过转动板214后与安装平台102螺纹连接。

支撑板201上固定有两间隔设置的限位板218，限位板218的长度方向与翅片(4)的移动方向平行。

翅片切断部分30包括

安装在安装平台302下方的第二伺服电机301和偏心轴座302，偏心轴座302内通过轴承安装有偏心轴303，偏心轴303由第二伺服电机301驱动旋转，第二伺服电机301通过第二减速器318与偏心轴303连接。

安装平台102的下端面上固定有第二电机安装座311，第二伺服电机301和偏心轴座302均安装在该第二电机安装座311上。

摆杆304，摆杆304的下端通过轴承转动套装在偏心轴303上，摆杆304的上端通过转销319转动连接有一支座305。

上刀支板306，位于支架101下方并通过限位结构约束而仅能上下移动，支座305固定在上刀支板306上。

两上刀拉板307，间隔固定在上刀支板306两侧。

上刀座308，固定在两上刀拉板307上，上刀座308上固定有上刀309。

下刀310，安装在安装平台102上并位于支撑板201的前方，下刀310位于上刀309的下方，上刀310的上下移动会与该下刀310配合以切断翅片。

限位结构包括平行间隔且竖向设置的两根导向杆312，该两根导向杆312位于支架101下方，上刀支板306背面的平行间隔固定有箱式直线轴承313，箱式直线轴承313套装在导向杆312上并能上下滑移以对上刀支板306进行上下移动导向。

下刀310上开有多个沉孔314，有定位螺钉315穿过沉孔314后与安装平台102螺纹连接，定位螺钉315的杆部直径小于沉孔314的孔径，故定位螺钉315能相对沉孔314前后滑移，安装平台102上固定有两个调节座316，调节座316位于下刀310后方的左右两侧，调节座316上螺纹连接有间隙调整螺钉317，间隙调整螺钉317的杆部穿过调节座316后顶持在所述下刀310的后端面上。

本裁断机的控制系统主要包括：PLC、触摸屏人机界面、伺服控制器、行程开关。PLC控制整个设备的动作过程，用户通过触摸屏可以设置切断位置、推进速度、切断长度等相关参数，伺服控制器用于控制伺服电机。

翅片推进机构20的工作原理及过程如下：

第一减速器205用于对第一伺服电机204的转动进行减速和增大扭矩，之后传递至滚齿轮轴202，驱动滚齿轮轴202及其上的滚齿轮203旋转，滚齿轮203上的轮齿能与位于支撑板201上的翅片4上的节距齿部41相啮合以使滚齿轮203的旋转能带动翅片4前移，由于滚齿轮203有多个，每个滚齿轮203可对应推动一个翅片4前移，故能同步多条翅片4前移。

翅片切断部分30的工作原理及过程如下：

第二减速器218用于对第二伺服电机301的转动进行减速和增大扭矩，之后传递至偏心轴303，偏心轴303的转动引起摆杆304的摆动，此动作经上刀支板306和上刀拉板307传递到上刀座308上就使得上刀座308上下运动，加上导向杆312和箱式直线轴承313的导向作用，实现切断过程。

Claims (10)

1.一种高精度多条翅片滚齿裁断机，包括机架部分(10)，及设置在机架部分上的翅片推进机构(20)和翅片切断部分(30)，翅片推进机构(20)用以推动翅片(4)前移至翅片切断部分(30)进行切断；机架部分(10)包括支架(101)及位于支架上部的安装平台(102)；

其特征在于：所述翅片推进机构(20)包括固定在安装平台(102)上的用于支承翅片(4)的支撑板(201)，该支撑板(201)的上方设有一能绕自身轴线旋转的滚齿轮轴(202)，该滚齿轮轴(202)的轴向与翅片(4)的移动方向垂直，滚齿轮轴(202)与支撑板(201)之间有供翅片(4)穿过的间隙，所述滚齿轮轴(202)上安装有多个间隔设置且能随滚齿轮轴(202)一起旋转的滚齿轮(203)，滚齿轮(203)上的轮齿能与位于支撑板(201)上的翅片(4)上的节距齿部(41)相啮合以使滚齿轮(203)的旋转能带动翅片(4)前移，机架部分(10)上设有驱动滚齿轮轴(202)绕自身轴线旋转的滚齿轮轴驱动结构。

2.根据权利要求1所述的高精度多条翅片滚齿裁断机，其特征在于：所述滚齿轮轴驱动结构包括安装在安装平台(102)下方的第一伺服电机(204)；

由前述第一伺服电机(204)带动旋转第一主动带轮(205)，第一伺服电机(204)通过第一减速器(219)与所述第一主动带轮(205)连接；

安装座(206)，固定在机架部分(10)上部的一侧，安装座(206)上安装有传动轴(207)，传动轴(207)上安装有能随传动轴(207)同步旋转的第一从动带轮(208)和第二主动带轮(209)，所述第一主动带轮(205)位于第一从动带轮(208)的下方，第一主动带轮(205)通过第一传动带(210)与第一从动带轮(208)连接；

第二从动带轮(211)，安装在滚齿轮轴(202)一侧并能随滚齿轮轴(202)旋转，所述第二从动带轮(211)位于第二主动带轮(209)的前方，第二主动带轮(209)通过第二传动带(212)与第二从动带轮(211)连接。

3.根据权利要求2所述的高精度多条翅片滚齿裁断机，其特征在于：所述安装平台(102)的下端面上固定有第一电机安装座(213)，所述第一伺服电机(204)安装在该第一电机安装座(213)上。

4.根据权利要求1所述的高精度多条翅片滚齿裁断机，其特征在于：所述滚齿轮轴(202)的两端通过轴承安装在位于安装平台(102)上方左右两侧的转动板(214)上，各转动板(214)的一端通过转轴(215)转动安装在固定于安装平台(102)上的安装座(216)上，转动板(214)的中部螺纹连接有调节螺栓(217)，调节螺栓(217)的下端穿过转动板(214)后与安装平台(102)螺纹连接。

5.根据权利要求1所述的高精度多条翅片滚齿裁断机，其特征在于：所述支撑板(201)上固定有两间隔设置的限位板(218)，限位板(218)的长度方向与翅片(4)的移动方向平行。

6.根据权利要求5所述的高精度多条翅片滚齿裁断机，其特征在于：所述支架(101)的后侧固定有辊子安装架(103)，辊子安装架(103)上安装有过料辊(104)。

7.根据权利要求1～6任一所述的高精度多条翅片滚齿裁断机，其特征在于：所述翅片切断部分(30)包括

安装在安装平台(102)下方的第二伺服电机(301)和偏心轴座(302)，偏心轴座(302)内通过轴承安装有偏心轴(303)，所述偏心轴(303)由所述第二伺服电机(301)驱动旋转；

摆杆(304)，摆杆(304)的下端转动套装在偏心轴(303)上，摆杆(304)的上端通过转销(319)转动连接有一支座(305)；

上刀支板(306)，位于支架(101)下方并通过限位结构约束而仅能上下移动，所述支座(305)固定在上刀支板(306)上；

两上刀拉板(307)，间隔固定在所述上刀支板(306)两侧；

上刀座(308)，固定在两上刀拉板(307)上，上刀座(308)上固定有上刀(309)；

下刀(310)，安装在安装平台(102)上并位于支撑板(201)的前方，下刀(310)位于上刀(309)的下方，上刀(310)的上下移动会与该下刀(310)配合以切断翅片。

8.根据权利要求7所述的高精度多条翅片滚齿裁断机，其特征在于：所述安装平台(102)的下端面上固定有第二电机安装座(311)，所述第二伺服电机(301)和偏心轴座(302)均安装在该第二电机安装座(311)上。

9.根据权利要求7所述的高精度多条翅片滚齿裁断机，其特征在于：所述限位结构包括平行间隔且竖向设置的两根导向杆(312)，该两根导向杆(312)位于支架(101)下方，所述上刀支板(306)背面的间隔固定有箱式直线轴承(313)，所述箱式直线轴承(313)套装在导向杆(312)上并能上下滑移以对上刀支板(306)进行上下移动导向。

10.根据权利要求7所述的高精度多条翅片滚齿裁断机，其特征在于：所述下刀(310)上开有多个沉孔(314)，有定位螺钉(315)穿过沉孔(314)后与安装平台(102)螺纹连接，所述定位螺钉(315)能相对沉孔(314)前后滑移，所述安装平台(102)上固定有两个调节座(316)，调节座(316)位于下刀(310)后方的左右两侧，调节座(316)上螺纹连接有间隙调整螺钉(317)，间隙调整螺钉(317)的杆部穿过调节座(316)后顶持在所述下刀(310)的后端面上。

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