CN105478884A - 自动化容器切割装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种切割工序自动化运行的容器切割装置。所述的切割装置包括三爪卡盘、切割单元、控制器、第一安装基座、第二安装基座，所述三爪卡盘包括卡爪、卡盘体，所述卡盘体通过第一驱动电机驱动实现旋转和变速，所述卡爪通过第二驱动电机驱动实现向内或向外移动，所述第一安装基座上设有直线导轨，所述切割单元可在第三驱动机驱动下沿直线导轨移动，所述第二安装基座上设有与切割单元相对应的顶紧机构，所述顶紧机构上设有用于与罐体容器相接触的接触元件，所述第二安装基座上设有直线导轨，所述顶紧机构可在第四驱动电机驱动下沿直线导轨移动，所述第一驱动电机、第二驱动电机、第三驱动电机、第四驱动电机均与控制器相连接。

Description

自动化容器切割装置

技术领域

本发明涉及一种容器切割装置，尤其涉及一种切割工序全自动化运行的容器切割装置。

背景技术

在对罐体容器进行切割时，一般采用人工切割和机械切割两种方式。其中，通过人工切割罐体容器，往往存在劳动强度大，切割效率低、对人体有伤害等缺陷。而采用机械切割罐体容器，则普遍存在自动化程度低，不可避免地需要人工参与的问题。而且当需要在全自动化操作平台内或真空环境内进行容器切割时，传统的半自动化机械切割根本无法适用，必须配备全自动化运行切割工序的容器切割装置。

另外，当需要被切割的罐体容器由塑料制成时，无论是人工切割，还是机械切割，都需要克服塑料罐体容器在切割过程中，由于容器易倾斜，而导致的切割断面不同心、容器切割不完全或切割效果较差的问题。

此外，现有切割单元的刀具更换工序，通常为：直接将切割单元进行拆卸后，再进行刀片更换。这种方式虽然亦能实现更换刀具的目的，但整体更换操作极为复杂，且需要耗费较长的时间，才能完成整个装置的拆卸及拆卸后的安装。在自动化容器切割装置中，若采用这种常规的更换操作，不仅会增加人力工作的劳动强度，且会严重影响容器切割的效率。

发明内容

为了克服传统的机械切割装置自动化程度低，不能应用于真空环境或全自动化平台内，且切割不完全的缺陷，本发明所要解决的技术问题是：提供一种整个切割工序全自动化运行、安全可靠、切割精确的自动化容器切割装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种自动化容器切割装置，包括用于放置罐体容器的三爪卡盘、切割单元、控制器、第一安装基座、第二安装基座，

所述三爪卡盘包括卡爪、卡盘体，所述卡盘体通过第一驱动电机驱动实现旋转和变速，所述卡爪通过第二驱动电机驱动实现向内或向外移动；

所述第一安装基座上设有直线导轨，所述切割单元可在第三驱动机驱动下沿直线导轨移动；

所述第二安装基座上设有与切割单元相对应的顶紧机构，所述顶紧机构上设有用于与罐体容器相接触的接触元件；

所述第二安装基座上设有直线导轨，所述顶紧机构可在第四驱动电机驱动下沿直线导轨移动；

所述第一驱动电机、第二驱动电机、第三驱动电机、第四驱动电机均与所述控制器相连接。在本发明所述的容器切割装置中，可通过机器人或人工将罐体容器放置于三爪卡盘上。在具体切割过程中，三爪卡盘用于夹紧/松开罐体容器并带动罐体容器旋转；顶紧机构用于与罐体容器外壁相接触，以免罐体容器在切割过程中产生倾斜；切割单元通过进给运动实现罐体容器的切割。切割完毕后，可利用机器人或人工将罐体容器的上、下两部分取走。

本发明所述的自动化容器切割装置中，三爪卡盘、顶紧机构、切割单元均由控制器控制，整个切割工序全自动化运行，既可以应用于普通操作环境中，也可应用于真空环境或全自动化操作平台内部。

在本发明所述的自动化容器切割装置中，当切割的罐体容器由塑料材料制成时，由于顶紧机构的设置，可以克服因罐体容器产生倾斜，而导致的切割不完全或难以切割的缺陷。但是，本发明所述的切割装置并不限于塑料罐体容器的切割，具体可以根据不同材质的容器类型，配备不同的切割刀具。

作为优选，所述容器切割装置还包括夹持组件，所述夹持组件包括用于与罐体容器相接触的第一夹持部和第二夹持部，所述第一夹持部安装于切割单元上，所述第二夹持部安装于顶紧机构上。其中，由于第一夹持部、第二夹持部分别安装于切割单元以及顶紧机构上，所以第一夹持部可由切割单元带动移动至与罐体容器相接触，第二夹持部可由顶紧机构带动移动至与罐体容器相接触。在切割过程中，第一夹持部以及第二夹持部可以夹持罐体容器上部分，以免切割完毕后，罐体容器上部分掉落。

作为优选，所述第一夹持部和第二夹持部中用于与罐体容器相接触的部件为滚轮，各个夹持部中滚轮的数量为2，所述顶紧机构上的接触元件为滚轮。其中，在切割过程中，滚轮与罐体容器相接触，并由罐体容器的旋转而被动转动，因而并不影响罐体容器本身的旋转。

进一步，所述切割单元包括刀杆安装座、刀杆，所述刀杆安装于刀杆安装座上，所述刀杆上安装切割刀片。

作为优选，所述切割单元还包括花键轴、弹簧，所述花键轴与刀杆相连接，所述刀杆内部套设刀杆芯轴，所述刀杆芯轴一端安装推杆，所述刀杆上设有滑槽，所述推杆通过滑槽延伸至刀杆外部，所述刀杆芯轴的另一端为钢珠定位弧形凹槽与锥度逐渐增大的锥面结构，所述钢珠定位弧形凹槽内设有数个钢珠，所述花键轴上设有多个钢珠定位孔，所述弹簧分别与花键轴以及刀杆芯轴相接触，当刀杆以及花键轴插入刀杆安装座时，所述弹簧推动刀杆芯轴，所述钢珠沿锥度逐渐增大的锥面结构滑动，并通过钢珠定位孔进入设置于刀杆安装座上的弧形凹槽内，形成锁定状态。

在本发明所述的自动化容器切割装置中，当切割刀片由于磨损需要进行更换时，只需推动延伸出滑槽的推杆，推杆便可带动刀杆芯轴压缩弹簧并向花键轴内运动，当设置于刀杆芯轴上的钢珠定位弧形凹槽移至与钢珠定位孔相对应时，位于钢珠定位孔内的钢珠可全部滑入钢珠定位弧形凹槽内。此时，刀杆、刀杆芯轴以及花键轴可整体从刀杆安装座中拔出。拔出后，可将预先准备好的用于替换刀杆、刀杆芯轴以及花键轴的刀具整体插入刀杆安装座。

进一步地，所述顶紧机构的底部设有与第二安装座上的直线导轨相互匹配的滑块，所述刀杆安装座底部设有与第一安装座上的直线导轨相互匹配的滑块。

作为优选，所述刀杆芯轴上设置径向或轴向通孔，所述推杆安装于径向或轴向通孔内，所述滑槽设置于刀杆一侧或两侧。

作为优选，所述弹簧与刀杆芯轴上的锥面结构相连接，所述锥面结构为圆台。

作为优选，所述刀杆上设有套环，所述套环上一体设置拨片，所述推杆贯穿套环。

本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：

1、本发明所述的自动化容器切割装置，通过设置与切割单元相互对应的顶紧机构，在切割刀具切割罐体容器的过程中，顶紧机构可以有效克服罐体容器的倾斜，消除由于罐体容器不同心而造成的过载扭矩及切割不完全或切割精度差的缺陷。

2、在本发明所述的容器切割装置中，顶紧机构的移动、切割单元的进给、三爪卡盘的夹紧/松开及转动均由控制器控制，整个容器切割工序可全自动化运行，无需任何人工操作的参与。

3、在本发明所述的容器切割装置中，夹持组件的设置，可以有效地避免切割过程中以及切割完成后，罐体容器上部分的脱落。

4、本发明所述的自动化容器切割装置，可实现刀片环割，整个工作过程平稳、振动小、自动化程度高，而且不需人工操作，节约大量人力，安全可靠。

5、本发明所述的自动化容器切割装置，既可以应用于普通操作环境中，也可应用于真空环境或全自动化操作平台内部。

6、在本发明所述的切割单元中，将安装切割刀片的刀杆、刀杆芯轴以及花键轴设计成一个刀具整体，在更换过程中，只需推动推杆，即可实现刀具整体与刀杆安装座的解锁，并将刀杆、刀杆芯轴以及花键轴整体拔出；拔出后，即可将备用的刀具整体插入刀杆安装座，完成换刀操作。整个操作过程，仅需几秒的时间即可完成，与现有的换刀工序相比，不仅缩短了换刀时间、简化了换刀工序，且有效地保证了自动化生产的工作效率、降低了劳动强度。

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为本发明所述自动化容器切割装置的结构示意图。

图2为本发明所述切割单元的结构示意图。

图3为本发明所述切割单元的剖面图。

图4为本发明所述刀杆芯轴的结构示意图。

标号说明：1、卡爪；2、卡盘体；3、第一驱动电机；4、第二驱动电机；5、第一安装基座；6、第二安装基座；7、第三驱动电机；8、第四驱动电机；9、顶紧机构；11、第一夹持部；12、接触元件；13、第二夹持部；14、切割单元；15、刀杆安装座；16、刀杆；17、切割刀片；18、套环；19、推杆；20、拨片；21、滑槽；22、花键轴；23、弹簧；24、刀杆芯轴；241、通孔；242、钢珠定位弧形凹槽；243、锥面结构；244、安装孔。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例1：如图1、图2所示，一种自动化容器切割装置，包括用于放置罐体容器的三爪卡盘、切割单元14、控制器、第一安装基座5、第二安装基座6，

所述三爪卡盘包括卡爪1、卡盘体2，所述卡盘体2通过第一驱动电机3驱动实现旋转和变速，所述卡爪1通过第二驱动电机4驱动实现向内或向外移动；

所述切割单元14包括刀杆安装座15、刀杆16，所述刀杆16安装于刀杆安装座15上，所述刀杆16上安装切割刀片17；

所述第一安装基座5上设有直线导轨，所述刀杆安装座15底部设有与直线导轨相互匹配的滑块，所述刀杆安装座15在第三驱动电机7驱动下通过滑块沿直线导轨移动；

所述第二安装基座6上设有与切割单元13相对应的顶紧机构9，所述顶紧机构9上设有用于与罐体容器相接触的接触元件12；

所述第二安装基座6上设有直线导轨，所述顶紧机构9底部设置与直线导轨相互匹配的滑块，所述顶紧机构9可在第四驱动电机8驱动下通过滑块沿直线导轨移动；

所述第一驱动电机3、第二驱动电机4、第三驱动电机7、第四驱动电机8均与所述控制器相连接。

在实施例1所述的自动化容器切割装置中，罐体容器可由人工或机器人放置于三爪卡盘上。

在具体切割过程中，首先，三爪卡盘的卡爪1在第二驱动电机4驱动下，向内移动夹持并卡紧罐体容器，卡紧后，第二驱动电机4关闭；同时，第四驱动电机8、第三驱动电机7启动，顶紧机构9沿直线导轨移动至接触元件12与罐体容器外壁相接触，切割单元14沿直线导轨移动至贴紧罐体容器并在第三驱动电机7驱动下提供进给运动；此时，第一驱动电机3启动，三爪卡盘的卡盘体2旋转，进而实现罐体容器的切割。切割完成后，关闭第一驱动电机3，三爪卡盘的卡盘体2停止旋转，第三驱动电机7以及第四驱动电机8分别驱动切割单元14与顶紧机构9沿直线导轨反向移动至合适位置后，关闭第三、第四驱动电机，切割完成的罐体容器上部分可由人工或机器人取走；最后，第二驱动电机4启动，三爪卡盘的卡爪1向外移动，取走罐体容器下部分，电机停止工作。在实施例1所述自动化容器切割装置中，第一驱动电机3、第二驱动电机4、第三驱动电机7以及第四驱动电机8的开启与关闭均由控制器控制。整个切割过程，如果辅以机器人抓取罐体容器，则可全自动化运行，不仅可以应用于普通操作环境内，且可以应用至全自动化操作平台或人工无法介入的真空环境内。如果采用人工放置/取走罐体容器，本实施例1所述的切割装置，则可以应用至普通操作环境中。无论采取何种方式放置/取走罐体容器，本实施例1所述的自动化容器切割装置，与传统机械切割装置相比，均具有自动化程度高、节约人力成本、安全可靠的优点。

此外，当本实施例1所述的容器切割装置切割的对象为塑料制成的罐体容器时，顶紧机构9的设置，可以有效消除罐体容器由于切割单元14的进给而产生的倾斜，继而避免了由于罐体容器不同心而导致的切割断面不同心，切割不完全的缺陷。因此，本实施例1所述的容器切割装置，尤其可以克服传统机械切割装置切割塑料容器时切割效果差的问题。

实施例2：如图1、图2所示，一种自动化容器切割装置，与实施例1的区别在于，所述容器切割装置还包括夹持组件，所述夹持组件包括用于与罐体容器相接触的第一夹持部11和第二夹持部13，所述第一夹持部11安装于切割单元14上，所述第二夹持部13安装于顶紧机构9上，所述第一夹持部11和第二夹持部13中用于与罐体容器相接触的部件为滚轮，各个夹持部中滚轮的数量为2，所述顶紧机构9上的接触元件12为滚轮。其中，各个夹持部以及顶紧机构9中滚轮的设置，使得罐体容器在旋转过程中的旋转阻力较小。第一夹持部11、第二夹持部13的设置，可以避免罐体容器上部分在切割过程中或切割完成后掉落。

本实施例2所述的自动化容器切割装置的工作原理同实施例1。

实施例3：如图1至图4所示，一种自动化容器切割装置，与实施例1或实施例2的区别在于，所述切割单元14还包括花键轴22、弹簧23，所述花键轴22与刀杆16相连接，所述刀杆16内部套设刀杆芯轴24，所述刀杆芯轴24一端安装推杆19，所述刀杆16上设有滑槽21，所述推杆19通过滑槽21延伸至刀杆16外部，所述刀杆芯轴24的另一端为钢珠定位弧形凹槽242与锥度逐渐增大的锥面结构243，所述钢珠定位弧形凹槽242内设有数个钢珠，所述花键轴22上设有多个钢珠定位孔，所述弹簧23分别与花键轴22以及刀杆芯24相接触，当刀杆16以及花键轴22插入刀杆安装座15时，弹簧23推动刀杆芯轴24，所述钢珠沿锥度逐渐增大的锥面结构243缓慢滑动，并通过钢珠定位孔进入设置于刀杆安装座15上的弧形凹槽内，形成锁定状态。

在本实施例3所述的自动化容器切割装置中，所述刀杆芯轴24上设置径向或轴向通孔241，所述推杆19安装于径向或轴向通孔内，所述滑槽21设置于刀杆16一侧或两侧，所述推杆19可在外力推动下，在滑槽21内滑动；所述锥面结构243为圆台，圆台内设置安装孔244，所述弹簧23与安装孔244相连接。

在本实施例3所述的自动化容器切割装置中，当切割刀片17因磨损需要更换时，只需推动推杆19，即可实现刀杆16、刀杆芯轴24以及花键轴22构成的刀具整体与刀杆安装座15的解锁，并将刀杆16与花键轴22整体拔出；拔出后，即可插入新的刀具整体，完成换刀操作。整个操作过程，仅需几秒的时间即可完成，与现有的换刀工序相比，不仅缩短了换刀时间、简化了换刀工序，且有效地保证了容器的切割效率、降低了劳动强度。

实施例4：如图1至图4所示，一种自动化容器切割装置，与实施例3的区别在于，所述刀杆16设有套环18，所述套环18上一体设置拨片20，所述推杆19贯穿套环18。其中，所述套环18滑动套设于刀杆16上，在实际操作过程中，只需推动拨片20便可带动刀杆芯轴24向花键轴22内部移动，压缩弹簧23，实现刀杆16、花键轴22与刀杆安装座15的解锁

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种自动化容器切割装置，其特征在于，包括用于放置罐体容器的三爪卡盘、切割单元(14)、控制器、第一安装基座(5)、第二安装基座(6)，

所述三爪卡盘包括卡爪(1)、卡盘体(2)，所述卡盘体(2)通过第一驱动电机(3)实现旋转和变速，所述卡爪(1)通过第二驱动电机(4)驱动实现向内或向外移动；

所述第一安装基座(5)上设有直线导轨，所述切割单元(14)可在第三驱动电机(7)驱动下沿直线导轨移动；

所述第二安装基座(6)上设有与切割单元(14)相对应的顶紧机构(9)，所述顶紧机构(9)上设有用于与罐体容器相接触的接触元件(12)；

所述第二安装基座(6)上设有直线导轨，所述顶紧机构(9)可在第四驱动电机(8)驱动下沿直线导轨移动；

所述第一驱动电机(3)、第二驱动电机(4)、第三驱动电机(7)、第四驱动电机(8)均与所述控制器相连接。

2.根据权利要求1所述的自动化容器切割装置，其特征在于，所述容器切割装置还包括夹持组件，所述夹持组件包括用于与罐体容器相接触的第一夹持部(11)和第二夹持部(13)，所述第一夹持部(11)安装于切割单元(14)上，所述第二夹持部(13)安装于顶紧机构(9)上。

3.根据权利要求2所述的自动化容器切割装置，其特征在于，所述第一夹持部(11)和第二夹持部(13)中用于与罐体容器相接触的部件为滚轮，各个夹持部中滚轮的数量为2，所述顶紧机构(9)上的接触元件(12)为滚轮。

4.根据权利要求1或2或3所述的自动化容器切割装置，其特征在于，所述切割单元包括刀杆安装座(15)、刀杆(16)，所述刀杆(16)安装于刀杆安装座(15)上，所述刀杆(16)上安装切割刀片(17)。

5.根据权利要求4所述的自动化容器切割装置，其特征在于，所述切割单元(14)还包括花键轴(22)、弹簧(23)，所述花键轴(22)与刀杆(16)相连接，所述刀杆(16)内部套设刀杆芯轴(24)，所述刀杆芯轴(24)一端安装推杆(19)，所述刀杆(16)上设有滑槽(21)，所述推杆(19)通过滑槽(21)延伸至刀杆(16)外部，所述刀杆芯轴(24)的另一端为钢珠定位弧形凹槽(242)与锥度逐渐增大的锥面结构(243)，所述钢珠定位弧形凹槽(242)内设有数个钢珠，所述花键轴(22)上设有多个钢珠定位孔，所述弹簧(23)分别与花键轴(22)以及刀杆芯轴(24)相接触，当刀杆(16)以及花键轴(22)插入刀杆安装座(15)时，所述弹簧(23)推动刀杆芯轴(24)，所述钢珠沿锥度逐渐增大的锥面结构(243)滑动，并通过钢珠定位孔进入设置于刀杆安装座(15)上的弧形凹槽内，形成锁定状态。

6.根据权利要求4所述的自动化容器切割装置，其特征在于，所述顶紧机构(9)的底部设有与第二安装座(6)上的直线导轨相互匹配的滑块，所述刀杆安装座(15)底部设有与第一安装座(5)上的直线导轨相互匹配的滑块。

7.根据权利要5所述的自动化容器切割装置，其特征在于，所述刀杆芯轴(24)上设置径向或轴向通孔(241)，所述推杆(19)安装于径向或轴向通孔内，所述滑槽(21)设置于刀杆(16)一侧或两侧。

8.根据权利要求7所述的自动化容器切割装置，其特征在于，所述弹簧(23)与刀杆芯轴(24)上的锥面结构(243)相连接，所述锥面结构(243)为圆台。

9.根据权利要求8所述的自动化容器切割装置，其特征在于，所述刀杆(16)上设有套环(18)，所述套环(18)上一体设置拨片(20)，所述推杆(19)贯穿套环(18)。