具体实施方式
图1至图12表示的刃磨机,包括刀刃400、砂轮组件100、刀夹组件200以及传动组件300,当然还有用于安装它们的机台900,刀刃400包括刀刃削磨直线a,刀刃削磨直线a预先设定,刀刃削磨直线a是指削磨好后的刀刃400所形成的刃口直线,不同刀具由于其造型不同,定位于刀夹组件的角度和位置都不尽相同,所以刀刃削磨直线a都需要预先确定好。
砂轮组件100包括砂轮101、刀刃感应器102,砂轮101具有砂轮削磨位b,砂轮削磨位b是砂轮101直接接触刀刃400的部位,可以将其视为砂轮101整体外圈上的某个点,砂轮削磨位b作用于削磨刀刃400。
砂轮组件100包括作为基础安装物的砂轮架190和砂轮电机191。
砂轮组件100具有砂轮组件摆动路径n,砂轮组件摆动路径n呈弧线,砂轮组件摆动路径n的两端包括砂轮组件抵触位e和砂轮组件分离位p,砂轮组件100包括砂轮组件推动件120,砂轮组件推动件120始终使刀刃感应器102沿着砂轮组件摆动路径n靠向刀夹组件200,砂轮组件摆动路径n可以看成是刀刃感应器102绕着砂轮电机191转轴中心所在的直线转动,砂轮组件100处于砂轮组件分离位p时刀刃400和砂轮101脱开抵靠,可以从刀夹组件200上装卸刀刃400。
刀刃感应器102的整体通过如下结构实现在砂轮组件摆动路径n的摆动,并且刀刃感应器102的整体摆动是由人工扳动实现的,以下结构就是前段所述的砂轮组件推动件120的详细结构:砂轮组件100包括中心轴套170、轴套延伸杆171以及轴套拉簧172,而轴套拉簧172始终作用于中心轴套170和砂轮架190。这样在轴套拉簧172的作用下,刀刃感应器102始终有靠向刀夹组件200的趋势,仅能通过手动扳动中心轴套170,才能克服轴套拉簧172作用,使其脱开与刀夹组件200的抵靠到达砂轮组件分离位p,从而可对刀夹组件200上的刀具拆卸。
刀刃感应器102的整体是可以调节相对于砂轮架190所处位置的,但是在调节完毕后是会固定定位在砂轮架190。刀刃感应器102可以通过砂轮前后轨道117和砂轮前后调节块118配合来完成相对于砂轮架190的前后调节并定位,刀刃感应器102可以通过砂轮上下轨道127和砂轮上下调节块128配合来完成相对于砂轮架190的上下调节并定位。由砂轮电机191带动砂轮101运转。
砂轮组件抵触位e取决于砂轮101和刀刃400抵靠时,此时砂轮组件抵触位e与刀刃感应器削磨位c重合,削磨时砂轮组件抵触位e、刀刃感应器削磨位c以及砂轮削磨位b同时抵靠突出于刀夹组件200的刀刃400。
刀夹组件200具有刀夹组件进给路径f,刀夹组件进给路径f呈直线,刀夹组件200沿着刀夹组件进给路径f进给和复位,随着刀夹组件200的进给,刀刃400也沿着刀刃削磨直线a进给而在砂轮削磨位b削磨。
刀夹组件200相对于以刀夹组件进给路径f为圆心的径向圆静止,刀夹组件200具有刀夹组件抵触位h,所处的静止含义是特定的,是指削磨作业进行时刀夹组件200不可绕刀夹组件进给路径f的直线转动,但是在空闲时或在作业前期准备阶段,刀夹组件200是可调节相对于砂轮组件100的间距并定位的,不然是无法实现精确削磨作业的。
类似于前述的砂轮组件抵触位e,刀夹组件抵触位h也取决于砂轮101和刀刃400抵靠时,此时的刀夹组件抵触位h与刀刃感应器削磨位c以及砂轮组件抵触位e同时重合,刀刃400突出于刀夹组件200而同时抵靠在砂轮组件抵触位e、砂轮削磨位b和刀刃感应器削磨位c。
对上述提及部件运行时的相互关系总结是刀夹组件200沿着刀夹组件进给路径f进给时:刀刃400和刀夹组件200定位装配;刀刃400和刀刃感应器削磨位c定位装配;刀夹组件200和砂轮组件100相互抵靠装配;刀夹组件抵触位h、砂轮组件抵触位e、刀刃感应器削磨位c重合装配;刀刃削磨直线a、刀刃感应器削磨位c和砂轮削磨位b处于同一直线。
刀刃感应器102包括刀刃感应器削磨位c和刀刃感应器浮动位d,刀刃400需经过刀刃感应器浮动位d才能到达刀刃感应器削磨位c,这样才可以精确限定刀刃削磨作业,其具体结构是:刀刃感应器102包括调节块103、刀刃感应拉簧104、限位件105、摆动件106以及引导件107,刀刃感应拉簧104始终作用于摆动件106和调节块103,限位件105固定安装在调节块103上,摆动件106包括摆动支点108,摆动支点108可转动地安装在调节块103之中,引导件107固定安装在摆动件106上,刀刃感应器削磨位c位于引导件107和摆动件106的交界处,摆动支点108位于刀刃感应器削磨位c和刀刃感应拉簧104之间。
刀刃感应器102在自然状态下,摆动件106因刀刃感应拉簧104处于刀刃感应器浮动位d,在刀刃400抵靠时摆动件106连同刀刃400一起绕着摆动支点108转动,最终到达刀刃感应器削磨位c,此时的刀刃400将会同时抵靠在砂轮削磨位b和刀刃感应器削磨位c,换句话说削磨作用是由砂轮削磨位b和刀刃感应器削磨位c两者共同决定的,而限位件105的存在使得刀刃400的削磨厚度被限定,因此刀刃削磨厚度量即为刀刃感应器削磨位c和开始削磨作业时刀刃感应器浮动位d之间的最短直线距离。
为了方便刀刃400自动被引导至所需要的配合处,以及消除削磨时因刀刃表面不平整导致的跳动,刀刃感应器102增设的结构是:引导件107设有引导直线109,摆动件106设有摆动直线110,引导直线109和摆动直线110相交获得交点,刀刃感应器削磨位c位于交点,引导直线109和摆动直线110相交获得夹角,夹角为60度至120度之间的任一角度。
前述的夹角在处于适当的角度会有利于保持削磨时的稳定性,以及更有利于引导作用,优选夹角为100度。
刀刃感应器102除了调节块103之外,还具有第一基准块180和第二基准块181,调节块103可相对于第一基准块180直线调节距离并定位的,而第一基准块180可相对于第二基准块181转动调节角度并定位的,由此灵活调节调节块103乃至刀刃感应器102相对于砂轮101的方位。
出于维护的需要,在砂轮101磨损时,因其外圈变小,会需要对砂轮101的砂轮削磨位b进行补偿,而且由于刀刃400是从砂轮101一侧向着其另一侧进给,与刀刃感应器102产生的摩擦,会给刀刃感应器102带来与刀夹组件200进给方向同向的作用力,为减弱上述不利影响而采用的结构是:砂轮组件100包括砂轮指示器111,砂轮指示器111可调节相对于砂轮101的间距并定位,砂轮指示器111包括指示件112和抵触件113,指示件112位于砂轮指示器111的边缘,砂轮指示器111包括指示位j和分离位k,砂轮指示器111处于指示位j时指示件112接触砂轮削磨位b,砂轮指示器111处于分离位k时指示件112离开砂轮削磨位b,刀夹组件200沿着刀夹组件进给路径f进给时:砂轮指示器111处于分离位k,抵触件113抵接在摆动件106上,抵触件113对摆动件106的作用力方向和刀夹组件200的进给方向相反。
在砂轮101削磨之前就被确定的砂轮削磨位b,即为此时与之重合的指示位j,由此被指示件112所记录,然后指示件112离开指示位j使削磨作业进行,指示件112的存在是为了给砂轮101的磨损以一个原始参照特征,并且可以将指示件112设置为与刀刃感应器102是联动结构,那么调节指示件112即可回复砂轮101相对于刀刃感应器102和指示件112两者的原始位置。而抵触件113和指示件112通常是同体设置的,不论是砂轮指示器111处于哪个状态抵触件113始终是抵在摆动件106上,由此可以抵消刀刃400进给时带来刀刃感应器102的摩擦力。
本发明特别开发了刀夹组件200对刀具的定位夹具,用以自动适应各种不同形状的刀刃,避免因其形状各异导致的定位不稳,其结构是:刀夹组件200包括刀夹基座201、快速夹202、下刀夹203、上刀夹204、连接块205以及球头206,快速夹202固定安装在刀夹基座201,下刀夹203固定安装在刀夹基座201,下刀夹203和上刀夹204中心对齐,上刀夹204和球头206固定安装,连接块205设有球套207,球套207固定安装在连接块205上,球套207与球头206形状相吻合,球头206可活动地安装在球套207之中,球套207包括球套环208,球套环208和球头206挡接配合,使球头206不至于脱离球套207,球头206设有限位环209,限位环209固定安装在球头206上,限位环209和球套环208之间具有摆动间隙210,连接块205和快速夹202固定安装,连接块205可调节相对于下刀夹203的上下间距并定位。
对前述刀具的定位夹具进一步改进是:下刀夹203包括朝向上刀夹204的下圆环面211和下凹槽212,上刀夹204包括朝向下刀夹203的上圆环面213和上凹槽214。使用上下圆环面213、211对刀具进行定位是可以认为更能有利于定位效果的一种方案,而且上下凹槽214、212可以用来定位剪刀两刀刃的铰接部,尤其适用于削磨剪刀类的刀具结构。
刀夹组件200除了前述的作为刀具的夹具,本发明还特地附加了对刀具的调平功能,刀夹基座201包括刀刃调平块215,刀刃调平块215可转动地固定安装在刀夹基座201上,刀刃调平块215包括调平平面216,刀刃调平块215包括调平位l和复原位m,刀刃调平块215处于调平位l时刀刃400和调平平面216相抵触,刀刃调平块215处于复原位m时刀刃削磨直线a和调平平面216相互平行,每当刀具初步定位在刀夹组件200后,通过调平平面216的参考性挡接作用可以进一步将刀刃400对齐,而确保刀刃400上的刀刃削磨直线a在刀夹组件200沿着刀夹组件进给路径f进给时准确无误经过刀刃感应器削磨位c和砂轮削磨位b。
刀刃调平块215以刀夹基座201绕着旋转的形式在调平位l和复原位m之间变换,其收纳原理通过两个磁体来完成:刀夹基座201包括第一磁体217和第二磁体218,刀刃调平块215处于调平位l时刀刃调平块215和第一磁体217相互吸附,刀刃调平块215处于复原位m时刀刃调平块215和第二磁体218相互吸附。
本发明的传动组件300也是特制的:刀夹组件200包括纵杆219和横杆220,纵杆219套接在横杆220上,纵杆219可相对横杆220滑动,前述的刀夹基座201可调节相对纵杆219的上下间距并定位,也可以调节相对纵杆219的前后间距并定位,传动组件300包括伺服电机301、螺杆302、套筒303,套筒303具有内螺纹,螺杆302具有外螺纹,伺服电机301驱动螺杆302,套筒303和螺杆302螺纹配合,从而带动与套筒303联动并固定装配的纵杆219在横杆220沿着刀夹组件进给路径f直线活动,套筒303和螺杆302之间存在离合关系,具体来说是当削磨作业时套筒303和螺杆302螺纹配合,而套筒303可受人工干预地脱离螺杆302,从而可以让纵杆219及其刀夹组件200复位。
刀夹组件进给路径f是虚拟的,也可以认为是横杆220的轴心线来代替。特别补充说明的是本发明中所有以英文字母表示的技术名词都可以认为是空间中虚拟的部件或部位,为便于理解而将其标示出来。
伺服电机301作为传动组件300的动力,可以有人工操作和自动操作两种方式:人工操作只需操作伺服电机301,刀夹组件200即可自动进给;而自动操作需要依据刀夹组件200和砂轮组件100的相对位置反馈信号的指示来操作伺服电机301。
需要补充的是伺服电机301的启动都需要刀刃400经过刀刃感应器浮动位d到达刀刃感应器削磨位c,换句话说刀刃感应器浮动位d开始直至刀刃感应器削磨位c的过程中刀刃400被削磨,刀刃的前部被削磨后伺服电机301才会继续带动刀夹组件200进给以便削磨刀刃的后部,但是刀刃感应器浮动位d的浮动量并非全是在削磨,更大幅度的浮动可以是冗余浮动,当然也可以调整成正好从刀刃感应器浮动位d最大幅度处就开始削磨,此时的刀刃感应器浮动位d和刀刃感应器削磨位c的最短直线距离正好等于刀刃400的削磨厚度。
同理刀夹组件抵触位h、砂轮组件抵触位e也是指刀刃400到达刀刃感应器削磨位c时与其重合,而不是指刀刃400处于刀刃感应器浮动位d时。
但不论是人工操作还是自动操作,本发明的刀夹组件200在完成单次进给削磨作业后,复位都必须是由人工完成的,既手动扳动砂轮组件100使其脱离与刀夹组件200的相互抵靠,以及手动使套筒303和螺杆302脱开啮合,并手动沿着横杆220将刀夹组件200送回原位。
上述工作原理如下:确定刀刃400需要被削磨的厚度后,手动扳开中心轴套170和刀刃感应器102,推动刀夹组件200回到刀夹组件进给路径f的起始位,然后将刀刃400定位于刀夹组件200,调整刀刃400朝向砂轮101的仰角或俯角,以确定通过砂轮削磨位b的刀刃削磨直线a,可通过刀刃调平块215对其辅助对齐,砂轮组件100也对砂轮101和刀刃感应器102进行相应的方位调整,确保使刀刃削磨直线a、砂轮削磨位b、刀刃感应器削磨位c在削磨时满足同一直线,此时的刀刃400的刀刃削磨直线a的端头处是同时抵靠在砂轮组件抵触位e和刀刃感应器削磨位c,通过前述手动或自动启动伺服电机301,其带动螺杆302转动,进而带动刀夹组件200进给,使得刀刃400完成削磨。刀夹组件200进给完毕后,再次扳动中心轴套170和刀刃感应器102,反向推动刀夹组件200即可使其回到原位。
对其余结构的补充说明如下:
1、本实施例中涉及到的部件,当其具备调节相对于另一部件的间距并定位的作用时,都可以通过在轨道上滑动结合螺纹紧固的结构得以实现的;
2、关于指示件112的指示作用,根据其离开指示位j时的活动方式大致可以分为两种:直线调节间距并定位或是转动调节角度并定位,不论是哪一种都必须是指示件112处在指示位j时其边缘接触砂轮削磨位b,指示件112相对于砂轮101仅有两个位置可被定位,即是指示位j和分离位k,还可以对指示件112增设刻度来加以记录其位移量。