CN104493860A - 一种打样机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种打样机，包括机架平台，X导轨设于机架平台上左右两侧，横梁设于X导轨上，X传动机构和X转动轴分别设于X导轨两侧，X同步带与X传动机构、横梁及X转动轴连接形成一个可往复运动的环形；Y导轨设于横梁上，Y传动机构和Y转动轴分别设于Y导轨两侧，切割机头通过安装板设于横梁上，Y同步带与Y传动机构、安装板及Y转动轴连接形成一个可往复运动的环形；透气真空台面设于机架平台上，透气真空台面与真空泵连接，真空反吹装置连接透气真空台面和真空泵。本发明提供的装置真空吸附强，实现了滚动进料连续加工，有利于在小幅面机器加工长样品，加工精度高，速度快，结构简单且调节方便，提高了工作效率，节能环保。

Description

一种打样机

技术领域

本发明涉及一种用于包装、广告、印刷、刀模、电子、垫圈、标识、服装行业使用的平台式打样机。

背景技术

目前，市场上的打样机适用于包装企业、瓦楞纸箱厂、彩盒厂、彩印厂、刀模厂等企业的打样及小批量生产需求，可切割瓦楞纸、硬纸板、泡沫板、塑料板、薄木板、皮革、布等材料，而包装、广告、印刷、刀模、电子、垫圈、标识、服装等行业切割适用需要吸附式平台打样机，打样机的工作原理是：经过专业包装结构软件处理过的文件图形包含有实际盒型所需的压痕线型，切割线型，以及可能还包括尺寸标注，文件注解等，根据实际的需要安装好不同的切割刀具、压线轮、绘图工具，经过网络或数据线以PLT格式传送到机器控制中心，机器就会自动识别图形中的各种线型而选用相应的工具(刀/压轮/笔)，同时根据对应的参数设置，如工作速度、工具类型、刀片切割的深度、压痕的深浅等进行工作，完成箱样或绘图。过去一些奇形怪状的卡通、拼图等过去一般只能用模切板来做，而一些三维立体的箱样、物品不可能一下子就设计出来，必须要经过反反复复的修改、组装，才能达到真实的效果；消费市场竞争日趋激烈快速变化的消费品正不断为各自的发展空间竞争。因此厂商更加频繁地改变包装设计以期掌握市场主动权，设计周期已由四五年前几周的设计周期缩短到几天时间是很正常的，包装产品的生产周期也变得越来越短，这样的背景下平台式打样机给众多生产企业的需求提供了选择。

在生产实践中经常发现平台打机上被切割材料存在吸附不稳定的情况，普通打样机采用铝板上打透气孔，由上下铝板夹片构成的真空腔台面，受铝板变形影响使得台面很难在一个平面上，特别是大尺寸机器平台拆散运输，安装复杂，调试也十分困难，小尺寸的机器在运输过程中也极容易变形，严重影响机器台面平整度，增加售后人员调试时间。真空腔台面与真空泵直连，抽真空时这种凹凸不平的台面容易漏气，在固定不同的切割材料时，会发生有些材料能被吸附固定，而一些较小透气较好的材料在切割不能被很好的吸附固定。甚至变形严重的台面，加工时会出现有些样片切割不断。

平板式打样机发展由来已久，由最开始的单片机时代到如今的高速运动控制卡时代，对机器结构同样也提出了更多的要求，上一代平板式打样机结构笨拙，机械零部件重量重、体积大，运动惯量大，精度差，以至于无形中做了很多的无用功，使打样机效率低下，切割样片精度不高，阻碍了生产，同时浪费了能源。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种性能优异，且能够高速高精度连续加工的平台打样机。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种打样机，其特征在于：包括机架平台，X导轨设于机架平台上左右两侧，横梁的两端分别设于两侧的X导轨上，X传动机构和X转动轴分别设于X导轨两侧，X同步带与X传动机构、横梁及X转动轴连接形成一个可往复运动的环形，横梁可沿X导轨前后运动；Y导轨设于横梁上，Y传动机构和Y转动轴分别设于Y导轨两侧，切割机头通过安装板设于横梁上，Y同步带与Y传动机构、安装板及Y转动轴连接形成一个可往复运动的环形，切割机头可沿Y导轨左右运动；透气真空台面设于机架平台上，透气真空台面与真空泵连接，真空反吹装置连接透气真空台面和真空泵。

优选地，所述机架平台两侧设有安全保护装置，安全保护装置通过带有弹性的可伸缩的支架设于所述机架平台两侧，安全保护装置为两对红外对射方式传感器。

优选地，所述Y传动机构由Y电机、Y第一齿轮组、Y第二齿轮组和Y主动轮组成，Y电机固定在所述横梁内，Y电机连接Y第一齿轮组，Y第一齿轮组与Y第二齿轮组相互配合形成减速比，Y主动轮连接Y第二齿轮组。

优选地，所述X传动机构由X电机、X第一齿轮组、X第二齿轮组和X主动轮组成，X电机设于所述机架平台上，X电机连接X第一齿轮组，X第一齿轮组与X第二齿轮组相互配合形成减速比，X主动轮连接X第二齿轮组。

优选地，所述Y第一齿轮组、X第一齿轮组均采用钢性斜齿轮，所述Y第二齿轮组、X第二齿轮组均采用复合胶木斜齿轮。

优选地，所述透气真空台面为铝蜂窝板，铝蜂窝板的正面设有透气孔，铝蜂窝板的背面设有背面气孔，铝蜂窝板正面存在多个分区，每一个分区分别通过一气阀与一背面气孔连接。

优选地，所述机架平台上前后两侧分别设有前滚动轮和后滚动轮，传送带与前滚动轮、后滚动轮配合形成环状的传送平台，并环绕于透气真空台面外周。

优选地，所述真空反吹装置包括进气口、限压阀、吸气口、行程气缸、反吹气口和出气口，限压阀设于行程气缸上方，吸气口连接行程气缸的行程段，进气口与行程气缸行程段的上方连接，反吹气口和出气口均与行程气缸行程段的下方连接；真空反吹装置进气口与所述真空泵进气口连接，反吹气口与所述真空泵出气口连接，吸气口通过气管与所述透气真空台面背面气孔连接；

当需要反吹时，关闭行程气缸，使得所述透气真空台面里的气流与真空反吹装置进气口隔离，在强负压的作用下，限压阀被打开，使得外部气流进入真空反吹装置，一部分气流由真空反吹装置出气口抽排出外部，另一部分气体由真空反吹装置吸气口进入所述透气真空台面背面气孔，及时消除所述透气真空台面内腔吸附时形成的负压，最后经过所述透气真空台面透气孔排出；

当需要吸附时，打开行程气缸，使得所述透气真空台面里的气体从透气真空台面背面气孔流经真空反吹装置吸气口，经过真空反吹装置进气口，经过所述真空泵出气口，再经过真空反吹装置反吹气口，最后由真空反吹装置出气口排出外部，所述透气真空台面内腔形成负压。

优选地，所述真空反吹装置出气口设有消音器。

优选地，所述Y同步带由皮带和钢带组成，皮带一端与所述安装板连接，皮带另一端绕过所述Y主动轮与钢带一端连接，钢带另一端绕过Y被动轮与所述安装板连接；钢带与Y被动轮配合处前侧设有自洁装置，自洁装置设于所述横梁上且与钢带内侧接触。

本发明提供的打样机使用时，横梁沿X导轨前后运动，切割机头通过安装板安装在横梁上，随横梁一同前后运动，Y导轨固定在横梁上，切割机头沿Y导轨在横梁上左右运动。透气真空台面可以获得更多更均匀的真空吸附力，通过真空反吹装置降低传送带与透气真空台面的摩擦阻力，实现连续加工功能。

本发明提供的装置克服了现有技术的不足，真空吸附更强，实现滚动进料连续加工，有利于在小幅面机器加工长样品，更适应工业生产需求，加工精度高，速度快，结构简单且调节方便，提高了工作效率，同时更加节能环保。

附图说明

图1为本发明提供的打样机立体结构示意图；

图2为本发明提供的打样机俯视结构示意图；

图3为Y传动结构局部放大结构示意图；

图4为X传动结构局部放大结构示意图；

图5为透气真空台面背面结构示意图；

图6为透气真空台面正面结构示意图；

图7为传送带侧面安装结构示意图；

图8为真空吹气结构反吹状态示意图；

图9为真空吸气结构吸附状态示意图；

图10为同步带安装结构示意图。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以一优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

图1和图2分别为本发明提供的打样机立体和俯视结构示意图，所述的打样机包括机架平台1、X导轨2、X传动机构3、X同步带4、X转动轴5、Y导轨6、Y传动机构7、Y同步带8、Y转动轴9、电气控制箱10、横梁11、安装板12、切割机头13、透气真空台面14和真空泵39。X导轨2固定在机架平台1上左右两侧，横梁11的两端分别设于两个X导轨2上，X传动机构3固定在X导轨2一侧，X转动轴5设于X导轨2另一侧，X同步带4与X传动机构3、横梁11及X转动轴5连接形成一个可往复运动的环形，横梁11沿X导轨2一同前后运动。Y导轨6固定在横梁11上，Y传动机构7固定在Y导轨6一侧，Y导轨6另一侧设有Y转动轴9，横梁11上设有安装板12，Y同步带8与Y传动机构7、安装板12及Y转动轴9连接形成一个可往复运动的环形，切割机头13安装在安装板12上，沿Y导轨6一同左右运动。透气真空台面14置于机架平台1上，透气真空台面14的背面通过气管与真空泵39进气端相连。

机架平台1两侧还设有安全保护装置16，使得机器在运行或使用过程中，保护操作人员的人生安全。安全保护装置16采出两对红外对射方式传感器，传感器设置于带有弹性的可伸缩的支架上。当机器在运动时，若有人员或异物接触到安全保护装置的支架，支架受到外部阻力内缩，红外对射传感器发射或接收被阻断，安保生效。移除阻碍物，支架自动复位。由于支架带有一定行程的弹性可伸缩度，所以不会伤害到被接触的人员，从而起到安全保护的目的。

结合图3，Y传动机构7由Y电机70、Y第一齿轮组71、Y第二齿轮组72、Y主动轮21组成，Y电机70固定在横梁11内，这样的结构紧凑，使得外包装美观。Y电机70连接Y第一齿轮组71，Y第一齿轮组71与Y第二齿轮组72相互配合形成减速比，提高机器加减速频率，减少机器运动惯量，增加机械精度。本实施例中，减带设置为1：27.826效果最佳。Y第一齿轮组71采用钢性斜齿轮，Y第二齿轮组72采用复合胶木斜齿轮，配合时噪声更小，齿轮耐磨性增加。Y主动轮21连接Y第二齿轮组72。

结合图4，X传动机构3由X电机40、X第一齿轮组41、X第二齿轮组42、X主动轮43组成，X电机40固定在机架平台1上，这样的结构紧凑，使得外包装美观。X电机40连接X第一齿轮组41，X第一齿轮组41与X第二齿轮组42相互配合形成减速比，提高机器加减速频率，减少机器运动惯量，增加机械精度。本实施例中，减带设置为1：10.30效果最佳。X第一齿轮组41采用钢性斜齿轮，X第二齿轮组42采用复合胶木斜齿轮，配合时噪声更小，齿轮耐磨性增加。X主动轮43连接X第二齿轮组42。

结合图5和图6，为了获得更多更均匀的真空吸附力，透气真空台面14采用了铝蜂窝板，在透气面打孔形成透气孔29，透气孔以队列均匀分布在透气真台面上，一般透气孔直径为1mm的透气真空台面效果较好。透气真空台面14铝蜂窝板存在多个分区，每一个分区通过气阀与透气真空台面背面气孔30相连，加工时可以通过控制软件设定气阀的通断来控制分区透气与否，这样减少不必要的泄漏，提高了真空吸附效力。

铝蜂窝板适用于民用建筑、车船装饰、航空、航天材料在民用建筑领域的应用。其面板主要选用优质的合金铝板或高锰合金铝板为基材，采用辊压成型技术完成正、背表皮的成型，全自动机器设备折边，正、背表皮在安装边紧紧咬合。整个加工过程全部在现代化工厂完成，采用热压成型技术，因铝皮和蜂窝间的高热传导值，内外铝皮的热胀冷缩同步；蜂窝铝皮上有小孔，使板内气体可以自由流动；可滑动安装扣系统在热胀冷缩时不会引起结构变形，因此可以保证极高的平整度。一般蜂窝铝不平整度＜0.2mm。

由于蜂窝材料具有抗高压、减震，隔音、保温、阻燃和比强度高等优良性能。铝蜂窝板以其质轻、强度高、刚度大等诸多优点，已被广泛应用。总厚度为15mm，面板底板均为1.0mm厚的铝蜂窝板只有6Kg/m²。具有相同刚度的蜂窝板重量仅为铝单板的1/5，钢板的1/10，相互连接的铝蜂窝芯就如无数个工字钢，芯层分布固定在整个板面内，使板块更加稳定，其抗压性能大大超于铝朔板和铝单板，并具有不易变形，平面度好的特点，即使蜂窝板的分格尺寸很大，也能达到极高的平面度。特别适合制作大尺寸打样机，同时保证打样机真空台面平面度。

结合图7，机架平台1上前后两侧分别设有前滚动轮51和后滚动轮52，透气真空台面14外周设有传送带15，传送带15为透气毛毡，透气毛毡选用复合胶粘结，与机架平台1上的前滚动轮51和后滚动轮52配合形成环状的传送平台，包覆于透气真空台面14外周，使打样机具备过窗连续裁剪、进料和出料功能，大大提高了生产效率。

透气毛毡既能保证使切割刀具的损伤降到最小，又能透气吸附住加工材料。使用复合胶把透气毛毡头尾连接起来形成一个可以连续转动的传送带，实现滚动进料连续加工，有利于在小幅面机器加工长样品，更加适应工业生产需求，如热气球样品。

为了让生产能实现连续加工，打样机增加了连续加工功能，为了使传送带能在透气真空台面上拖动，特别是在加工完上一版后，透气真空台面还存在负压的时候，传送带与透气真空台面的摩擦阻力很大，以至于拖不动传送带。因此，本发明设置了真空反吹装置31。

结合图8和图9，真空反吹装置31包括进气口32、限压阀33、吸气口34、行程气缸35、反吹气口36和出气口37，限压阀33设于行程气缸35上方，吸气口34连接行程气缸35的行程段，进气口32与行程气缸35行程段的上方连接，反吹气口36和出气口37均与行程气缸35行程段的下方连接。真空反吹装置进气口32与真空泵39进气口连接，反吹气口36与真空泵39出气口连接，吸气口34通过气管与透气真空台面14背面气孔30连接。为了减少打机样噪音，在真空反吹装置出气口37还包括含有消音器，能将抽真空噪音降到工业标准噪音以下。

图8所示为真空反吹装置反吹状态，当需要反吹时，关闭行程气缸35，使得透气真空台面14里的气流与真空反吹装置进气口32隔离，在强负压的作用下，真空反吹装置上的限压阀33被打开，使得外部气流进入真空反吹装置，经过真空泵进气口，经过真空泵出气口，经过真空反吹装置反吹气口36，一部分气流由真空反吹装置出气口37抽排出外部，另一部分气体由真空反吹装置吸气口34进入透气真空台面背面气孔30，及时消除透气真空台面内腔吸附时形成的负压，最后经过透气真空台面透气孔29排出。

图9所示为真空反吹装置吸附状态，当需要吸附时，打开行程气缸35，使得透气真空台面14里的气体从透气真空台面背面气孔30流经真空反吹装置吸气口34，经过真空反吹装置进气口32，经过真空泵出气口，再经过真空反吹装置反吹气口36，最后由真空反吹装置出气口37排出外部，透气真空台面内腔形成负压。

结合图10，Y同步带8由皮带81和钢带82组成，皮带81一端与安装板12连接，皮带81另一端与钢带82连接，皮带81与Y传动机构7的Y主动轮21配合，钢带82一端与安装板12连接，钢带82另一端与皮带81连接，钢带82与Y转动轴9的被动轮22配合，由于钢带82常期暴露在工作环境下，常吸附一些灰尘细小颗粒，在钢带82与Y转动轴9配合时，挤压在钢带与Y转动轴9之间的灰尘细小颗粒使钢带凹凸不平，时间一久，钢带被变型拉长，使用寿命大大缩短。本发明在钢带82与Y转动轴9配合处前边设置有自洁装置23，自洁装置23安装在横梁11上且与钢带82内侧形成接触面，清洁钢带82上残留的灰尘或杂物，使其不被带入到与Y转动轴配合面，保持清洁。实验发现自洁装置23为一排毛刷，在工业环境下使用效果具佳，结构简单，成本极低。

X同步带4与Y同步带8结构类似，也为皮带加钢带结构。

平台打样机，X、Y同步带一般采用皮带传动。经长期使用发现皮带柔性好，刚性不足，传导效率高，长时间使用抗疲劳性不好，易拉伸，后期精度难以保证。同时实验发现钢带钢性好，主动轮易爬齿，传导效率高，长时间使用抗疲劳性好，不易拉伸，精度有保证，但若出现爬齿则易拉断报废寿命低，同时存在制造成本偏高。经实验试制一半采用皮带别一半采用钢带的同步带方式，既能引入钢带的钢性，不易拉伸，又能引入皮带的柔性，保证精度的同时安装方便使用寿命大大增加。现实中发现长期使用存在钢带与转动轴配合时，钢带内侧上吸附的颗粒会在运动过程中一起带入转动轴，细小的颗粒受力会压迫钢带使钢带变得凹凸不平，传导效率下降，寿命也大打折扣。于是在钢带端入引了自洁装置，所谓自洁装置，在钢带内侧引入一排毛刷，钢带与转动轴配合时，钢带运动时毛刷会清洁来自钢带内侧上吸附的颗粒，让钢带洁净，增加与转动轴的配合面，提高传导效率，大大提高了使用寿命。

Claims (10)

1.一种打样机，其特征在于：包括机架平台(1)，X导轨(2)设于机架平台(1)上左右两侧，横梁(11)的两端分别设于两侧的X导轨(2)上，X传动机构(3)和X转动轴(5)分别设于X导轨(2)两侧，X同步带(4)与X传动机构(3)、横梁(11)及X转动轴(5)连接形成一个可往复运动的环形，横梁(11)可沿X导轨(2)前后运动；Y导轨(6)设于横梁(11)上，Y传动机构(7)和Y转动轴(9)分别设于Y导轨(6)两侧，切割机头(13)通过安装板(12)设于横梁(11)上，Y同步带(8)与Y传动机构(7)、安装板(12)及Y转动轴(9)连接形成一个可往复运动的环形，切割机头(13)可沿Y导轨(6)左右运动；透气真空台面(14)设于机架平台(1)上，透气真空台面(14)与真空泵(39)连接，真空反吹装置(31)连接透气真空台面(14)和真空泵(39)。

2.如权利要求1所述的一种打样机，其特征在于：所述机架平台(1)两侧还设有安全保护装置(16)，安全保护装置(16)通过带有弹性的可伸缩的支架设于所述机架平台(1)两侧，安全保护装置(16)为两对红外对射方式传感器。

3.如权利要求1所述的一种打样机，其特征在于：所述Y传动机构(7)由Y电机(70)、Y第一齿轮组(71)、Y第二齿轮组(72)和Y主动轮(21)组成，Y电机(70)固定在所述横梁(11)内，Y电机(70)连接Y第一齿轮组(71)，Y第一齿轮组(71)与Y第二齿轮组(72)相互配合形成减速比，Y主动轮(21)连接Y第二齿轮组(72)。

4.如权利要求3所述的一种打样机，其特征在于：所述X传动机构(3)由X电机(40)、X第一齿轮组(41)、X第二齿轮组(42)和X主动轮(43)组成，X电机(40)设于所述机架平台(1)上，X电机(40)连接X第一齿轮组(41)，X第一齿轮组(41)与X第二齿轮组(42)相互配合形成减速比，X主动轮(43)连接X第二齿轮组(42)。

5.如权利要求4所述的一种打样机，其特征在于：所述Y第一齿轮组(71)、X第一齿轮组(41)均采用钢性斜齿轮，所述Y第二齿轮组(72)、X第二齿轮组(42)均采用复合胶木斜齿轮。

6.如权利要求1所述的一种打样机，其特征在于：所述透气真空台面(14)为铝蜂窝板，铝蜂窝板的正面设有透气孔(29)，铝蜂窝板的背面设有背面气孔(30)，铝蜂窝板正面存在多个分区，每一个分区分别通过一气阀与一背面气孔(30)连接。

7.如权利要求1所述的一种打样机，其特征在于：所述机架平台(1)上前后两侧分别设有前滚动轮(51)和后滚动轮(52)，传送带(15)与前滚动轮(51)、后滚动轮(52)配合形成环状的传送平台，并环绕于透气真空台面(14)外周。

8.如权利要求6所述的一种打样机，其特征在于：所述真空反吹装置(31)包括进气口(32)、限压阀(33)、吸气口(34)、行程气缸(35)、反吹气口(36)和出气口(37)，限压阀(33)设于行程气缸(35)上方，吸气口(34)连接行程气缸(35)的行程段，进气口(32)与行程气缸(35)行程段的上方连接，反吹气口(36)和出气口(37)均与行程气缸(35)行程段的下方连接；真空反吹装置进气口(32)与所述真空泵(39)进气口连接，反吹气口(36)与所述真空泵(39)出气口连接，吸气口(34)通过气管与所述透气真空台面(14)背面气孔(30)连接；

当需要反吹时，关闭行程气缸(35)，使得所述透气真空台面(14)里的气流与真空反吹装置进气口(32)隔离，在强负压的作用下，限压阀(33)被打开，使得外部气流进入真空反吹装置，一部分气流由真空反吹装置出气口(37)抽排出外部，另一部分气体由真空反吹装置吸气口(34)进入所述透气真空台面背面气孔(30)，及时消除所述透气真空台面内腔吸附时形成的负压，最后经过所述透气真空台面透气孔(29)排出；

当需要吸附时，打开行程气缸(35)，使得所述透气真空台面(14)里的气体从透气真空台面背面气孔(30)流经真空反吹装置吸气口(34)，经过真空反吹装置进气口(32)，经过所述真空泵(39)出气口，再经过真空反吹装置反吹气口(36)，最后由真空反吹装置出气口(37)排出外部，所述透气真空台面(14)内腔形成负压。

9.如权利要求8所述的一种打样机，其特征在于：所述真空反吹装置出气口(37)设有消音器。

10.如权利要求1所述的一种打样机，其特征在于：所述Y同步带(8)由皮带(81)和钢带(82)组成，皮带(81)一端与所述安装板(12)连接，皮带(81)另一端绕过所述Y主动轮(21)与钢带(82)一端连接，钢带(82)另一端绕过Y被动轮(22)与所述安装板(12)连接；钢带(82)与Y被动轮(22)配合处前侧设有自洁装置(23)，自洁装置(23)设于所述横梁(11)上且与钢带(82)内侧接触。