CN107971561B - 多刀头同步切割机及其切割方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多刀头同步切割机及其切割方法，包括机架以及设置在机架上的龙门架，龙门架上设有可沿Y方向水平移动的纵梁架，纵梁架上设有可沿Z方向竖直移动的背板架，背板架上设有可沿X方向水平移动的刀架；在所述刀架上设有呈直线排列的多个刀头。本发明的刀架上设有呈直线排列的多个刀头，能够在待切割物料上同时裁切出一排相同的切片，满足大批量生产切片的要求，极大提高了切片的生产效率。

Description

多刀头同步切割机及其切割方法

技术领域

本发明涉及一种切割机，特别是涉及一种多刀头同步切割机及其切割方法。

背景技术

切割机是一种对板材、纸张、布匹、复合材料等进行切割的加工设备。现有技术中的数控切割机，通过数字程序驱动切割机运动，随着切割机运动，随机配带的切割刀具对被切割材料进行切割。切割刀具根据被切割材料的要求进行选择，可以是普通刀片、电动振动刀、超声振动刀、激光中的一种。

有一类特殊的切割应用，要求将被切割材料切割成形状、尺寸相同的切片，例如切割为尺寸相同的圆形切片，同时又要求大批量的切割。因为一般的数控切割机只有一个切割刀具，所以要满足这种大批量的生产，就需要采购和装备很多台切割机。这样不仅增加设备采购的费用支出，而且增加后续使用和维护的费用。又因为设备安装也需要占用很大的空间，所以流水化作业难以实现。因此，单个切割刀具的数控切割机对于这种要求进行大批量切割相同形状、相同尺寸切片的应用，就存在生产效率低下的问题，不能满足大批量生产的要求。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种多刀头同步切割机及其切割方法，能够同时裁切大批量相同的切片。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种多刀头同步切割机，包括机架以及设置在机架上的龙门架，龙门架上设有可沿Y方向水平移动的纵梁架，纵梁架上设有可沿Z方向竖直移动的背板架，背板架上设有可沿X方向水平移动的刀架；在所述刀架上设有呈直线排列的多个刀头。

优选地，所述龙门架包括并排平行布置的第一横梁和第二横梁，所述纵梁架的两端分别移动设置在第一横梁和第二横梁上。

优选地，所述纵梁架上设有第一驱动装置，所述龙门架上设有沿Y方向延伸的齿条，第一驱动装置的驱动齿轮与所述齿条相啮合。

优选地，所述纵梁架上设有第二驱动装置，第二驱动装置的驱动端与第一丝杠相连接，第一丝杠竖直布置，且与设置在背板架上的第一螺母相配合。

优选地，所述背板架上设有第三驱动装置，第三驱动装置的输出端与第二丝杠相连接，第二丝杠沿X方向水平布置，且与设置在刀架上的第二螺母相配合。

优选地，所述龙门架的两侧对称设有压料组件，压料组件包括分布在机架两侧的两个承载座，每个承载座通过一连接杆与龙门架固定相连，承载座上设有上下伸缩器；两个承载座上的上下伸缩器的下端均与一根压料杆相连。

优选地，所述承载座上还固定有垫板，垫板与所述压料杆上下对齐。

本发明还提供上述多刀头同步切割机的一种切割方法，包括如下步骤：

S1，将待切割物料放置在机架上，且位于刀头的下方；

S2，驱动背板架向下移动到设定高度，以至所有刀头能够裁切位于机架上的待切割物料；

S3，按照设定的切割轨迹分别驱动纵梁架和刀架移动，使所有刀头在待切割物料上同步裁切出一排相同的切片；

S4，驱动背板架向上移动到初始高度；

S5，驱动纵梁架沿Y方向移动一个设定的步距，每移动一个步距，则重复S2至S4的步骤；直至在Y方向上将待切割物料切割完毕。

优选地，所述机架上设有可沿X方向水平移动的切割平台；在切割过程中，所述龙门架、切割平台以及待切割物料均沿X方向直线运动。

本发明还提供上述多刀头同步切割机的另一种切割方法，龙门架上设有两个所述纵梁架，包括如下步骤：

S1，将待切割物料放置在机架上，且位于刀头的下方；

S2，驱动两个背板架同步向下移动到设定高度，以至两个刀架上的所有刀头能够裁切位于机架上的待切割物料；

S3，按照设定的切割轨迹驱动两个纵梁架和两个刀架移动，两个刀架上的所有刀头在待切割物料上同步裁切出两排相同的切片；

S4，驱动两个背板架同步向上移动到初始高度；

S5，分别驱动两个纵梁架沿Y方向移动一个设定的步距，每移动一个步距，则重复S2至S4的步骤；直至在Y方向上将待切割物料切割完毕。

如上所述，本发明的多刀头同步切割机及其切割方法，具有以下有益效果：本发明的刀架上设有呈直线排列的多个刀头，能够在待切割物料上同时裁切出一排相同的切片，满足大批量生产切片的要求，极大提高了切片的生产效率。

附图说明

图1显示为本发明的多刀头同步切割机的第一实施例；

图2显示为本发明的多刀头同步切割机的第二实施例；

图3显示为装有进料输送带的机架的示意图；

图4显示为未装有进料输送带的机架的示意图；

图5显示为装有压料组件的龙门架的示意图；

图6显示为图5中A区域的局部放大图；

图7显示为龙门架的示意图；

图8显示为纵梁架、背板架和刀架装配后的前侧示意图；

图9显示为纵梁架、背板架和刀架装配后的后侧示意图；

图10显示为一种切割方法的优选实施例的示意图；

图11显示为另一种切割方法的优选实施例的示意图；

图12显示为在Y方向上已经完成切割的待切割物料的示意图。元件标号说明

1 机架

1a 进料侧

1b 出料侧

2 切割平台

3 龙门架

3a 第一横梁

3b 第二横梁

3c 立柱

3d 底座

3e 纵梁

4 刀头

5 纵梁架

6 背板架

7 刀架

8 第一驱动装置

9 齿条

10 第二驱动装置

11 第三驱动装置

12 压料组件

12a 承载座

12b 上下伸缩器

12c 压料杆

12d 垫板

13 连接杆

14 待切割物料

14a 切片

15 进料输送带

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图中所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1、图2所示，本发明提供一种多刀头同步切割机，包括机架1以及设置在机架1上的龙门架3，龙门架3上设有可沿Y方向水平移动的纵梁架5，纵梁架5上设有可沿Z方向竖直移动的背板架6，背板架6上设有可沿X方向水平移动的刀架7；在刀架7上设有呈直线排列的多个刀头4。进一步的，上述X方向为机架1的长度方向，待切割物料(板状物料)14沿X方向进料，刀架7上的上述多个刀头沿X方向排列。

本发明的刀架7上设有呈直线排列的多个刀头4，能够在待切割物料14上同时裁切出一排相同的切片14a，满足大批量生产切片14a的要求，极大提高了切片14a的生产效率。

由于机架1的长度方向(X方向)远远大于机架1的宽度方向(Y方向)，刀架7上的上述多个刀头沿X方向排列，这样能够在刀架7沿X方向延伸的长度上设置更多的刀头4，从而同时裁切出更多的切片14a。具体地，可以根据生产要求，在龙门架3上可以设置一个纵梁架5(参见图2)，也可以设置多个纵梁架5(参见图1)。当在龙门架3上设置多个纵梁架5时，所有纵梁架5沿Y方向排列，所有刀架7上的刀头4能够同步裁切出相同的切片14a，进一步提高了切片14a的生产效率。

如图7所示，为了提高纵梁架5在龙门架3上移动时的平稳性，上述龙门架3包括并排平行布置的第一横梁3a和第二横梁3b，纵梁架5的两端分别移动设置在第一横梁3a和第二横梁3b上。具体的，第一横梁3a的两端分别通过一纵梁3e与第二横梁3b的两端对应固连；第一横梁3a的两端垂直设有用于支撑的立柱3c，第二横梁3b的两端也垂直设有立柱3c，位于龙门架同一端的两根立柱3c均与一底座3d相连，这样的结构提高了整个龙门架3的刚度，保证了纵梁架5、背板架6以及刀架7不会倾斜，从而保证了所有刀头4在待切割物料14上能够同时裁切出质量合格的切片14a。第一横梁3a和第二横梁3b的间距与背板架6在Y方向上的宽度相适配，这样不会干涉背板架6的竖向移动。另外，为了调整龙门架3在机架长度方向上的位置，分别位于龙门架两端的底座3d可以在机架1上沿X方向水平滑动。

如图8、图9所示，上述纵梁架5、背板架6以及刀架7的移动原理如下：

为了实现上述纵梁架5在龙门架3上沿Y方向水平移动，纵梁架5上设有第一驱动装置8，龙门架3上设有沿Y方向延伸的齿条9，第一驱动装置8的驱动齿轮与齿条9相啮合。该齿条9可以设置在上述第一横梁3a或第二横梁3b上。

为了实现上述背板架6在纵梁架5上沿Z方向竖直移动，纵梁架5上设有第二驱动装置10，第二驱动装置10的驱动端与第一丝杠相连接，第一丝杠竖直布置，且与设置在背板架6上的第一螺母相配合。

为了实现上述刀架7在背板架6上沿X方向水平移动，背板架6上设有第三驱动装置11，第三驱动装置11的输出端与第二丝杠相连接，第二丝杠沿X方向水平布置，且与设置在刀架7上的第二螺母相配合。

如图5、图6所示，上述龙门架3的两侧对称设有压料组件12，压料组件12包括分布在机架两侧的两个承载座12a，每个承载座12a通过一连接杆13与龙门架3固定相连，承载座12a上设有上下伸缩器12b；两个承载座12a上的上下伸缩器12b的下端均与一根压料杆12c相连。压料杆12c能够将待切割物料14压在位于机架1上的切割平台2(参见图4)上，防止待切割物料14在裁切时相对切割平台2窜动，从而保证了切片14a的裁切质量。进一步的，压料杆12c可以与X方向平行布置，也可以与Y方向平行布置；当两个压料组件12中的压料杆12c均与Y方向平行布置时，将待切割物料14固定在切割平台2上的效果更佳。每个承载座12a通过一连接杆13与龙门架3固定相连，这样能够随龙门架3沿X方向同步移动；承载座12a还可以滑动设置机架1上，一方面减轻上述连接杆13的负载，另一方面提高了压料杆12c的压料平稳性。

由于上述切割平台2在X方向上的长度有限，承载座12a上还固定有垫板12d(参见图6)，垫板12d与压料杆12c上下对齐，这样设置，即使压料杆12c不能将待切割物料14固定在切割平台2上，压料杆12c也能将待切割物料14固定在垫板12d上。使用时，先将待切割物料14放置在垫板12d上，然后，压料杆12c在上下伸缩器12b的带动下，将待切割物料14紧压在垫板12d上。

如图2、图3、图12所示，本发明还提供上述多刀头同步切割机的一种切割方法，包括如下步骤：

S1，将待切割物料14放置在机架1上，且位于刀头4的下方；

S2，驱动背板架6向下移动到设定高度，以至所有刀头4能够裁切位于机架1上的待切割物料14；

S3，按照设定的切割轨迹分别驱动纵梁架5和刀架7移动，使所有刀头4在待切割物料14上同步裁切出一排相同的切片14a；

S4，驱动背板架6向上移动到初始高度；

S5，驱动纵梁架5沿Y方向移动一个设定的步距，每移动一个步距，则重复S2至S4的步骤；直至在Y方向上将待切割物料14切割完毕。

本切割方法在待切割物料14上沿Y方向逐步裁切出成排切片14a，极大提高切片14a的生产效率。在本切割方法中，机架1还包括用于输送待切割物料14的进料输送带15，将待切割物料14从机架1的进料侧1a输送至切割平台2，并且将裁切好的切片14a从切割平台2输送至机架1的出料侧1b。此外，当刀头4选用振动刀头时，切片14a的质量更佳。

如图10所示，作为上述一种切割方法的优选实施例：先将纵梁架5调整至龙门架3的一端，在待切割物料14上的一侧裁切出一排切片14a；然后驱动纵梁架5沿Y方向、且向龙门架3的另一端移动一个设定的步距，在待切割物料14上裁切出第二排切片14a；最后驱动纵梁架5沿Y方向、且向龙门架3的另一端移动一个设定的步距，在待切割物料14上裁切出第三排切片14a，直至在Y方向上将待切割物料14切割完毕。

为了进一步提高切割效率，上述机架1上设有可沿X方向水平移动的切割平台2；在切割过程中，上述龙门架3、切割平台2以及待切割物料14均沿X方向直线运动。具体地，在龙门架3、切割平台2和待切割物料14从机架1的进料侧1a同步移至机架1的出料侧1b的过程中，刀架7上的所有刀头4已经裁切完在Y方向上的待切割物料14。随后，裁切好的切片14a被进料输送带15输送出机架1，而龙门架3和切割平台2同步返回至进料侧1a，重新对未被裁切的待切割物料14进行裁切，如此反复裁切。当然，该反复裁切的过程也可以在机架1的一段长度上进行。

为了保证切割平台2与龙门架3同步移动，切割平台2与龙门架3相连；为了保证待切割物料14与切割平台2同步移动，通过压料组件12将待切割物料14固定在切割平台2上，或者将待切割物料14夹持在上述压料杆12c和垫板12d之间。

如图1、图3、图12所示，本发明还提供上述多刀头同步切割机的另一种切割方法，龙门架3上设有两个所述纵梁架5，包括如下步骤：

S1，将待切割物料14放置在机架1上，且位于刀头4的下方；

S2，驱动两个背板架6同步向下移动到设定高度，以至两个刀架7上的所有刀头4能够裁切位于机架1上的待切割物料14；

S3，按照设定的切割轨迹驱动两个纵梁架5和两个刀架7移动，两个刀架7上的所有刀头4在待切割物料14上同步裁切出两排相同的切片14a；

S4，驱动两个背板架6同步向上移动到初始高度；

S5，分别驱动两个纵梁架5沿Y方向移动一个设定的步距，每移动一个步距，则重复S2至S4的步骤；直至在Y方向上将待切割物料14切割完毕。

本切割方法一次能够同步裁切出两排切片14a，进一步提高了切片的生产效率。

如图11所示，作为上述另一种切割方法的优选实施例：先将两个纵梁架5分别调整至龙门架3的两端，在待切割物料14上的两侧分别裁切出一排切片14a；然后分别驱动两个纵梁架5沿Y方向、且向龙门架的中心移动一个设定的步距，在待切割物料14上裁切出另外二排切片14a；最后分别驱动两个纵梁架5沿Y方向、且向龙门架的中心移动一个设定的步距，在待切割物料14上裁切出另外两排切片14a，直至在Y方向上将待切割物料14切割完毕。当然也可以先将两个纵梁架5调整到龙门架的中心，从待切割物料14的中间处开始裁切切片14a，再分别驱动两个纵梁架5分别朝龙门架3的两端逐步移动，直至在Y方向上将待切割物料14切割完毕。

综上所述，本发明的刀架上设有呈直线排列的多个刀头，能够在待切割物料上同时裁切出一排相同的切片，满足大批量生产切片的要求，极大提高了切片的生产效率。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.一种多刀头同步切割机，包括机架(1)以及设置在机架(1)上的龙门架(3)，其特征在于：龙门架(3)上设有可沿Y方向水平移动的纵梁架(5)，纵梁架(5)上设有可沿Z方向竖直移动的背板架(6)，背板架(6)上设有可沿X方向水平移动的刀架(7)；在所述刀架(7)上设有呈直线排列的多个刀头(4)；所述X方向为机架(1)的长度方向，待切割物料(14)沿X方向进料，刀架(7)上的多个刀头(4)沿X方向排列；

所述纵梁架(5)上设有第一驱动装置(8)，所述龙门架(3)上设有沿Y方向延伸的齿条(9)，第一驱动装置(8)的驱动齿轮与所述齿条(9)相啮合；所述纵梁架(5)上设有第二驱动装置(10)，第二驱动装置(10)的驱动端与第一丝杠相连接，第一丝杠竖直布置，且与设置在背板架(6)上的第一螺母相配合；所述背板架(6)上设有第三驱动装置(11)，第三驱动装置(11)的输出端与第二丝杠相连接，第二丝杠沿X方向水平布置，且与设置在刀架(7)上的第二螺母相配合；

所述多刀头同步切割机的切割方法包括如下步骤：

S1，将待切割物料(14)放置在机架(1)上，且位于刀头(4)的下方；

S2，驱动背板架(6)向下移动到设定高度，以至所有刀头(4)能够裁切位于机架(1)上的待切割物料(14)；

S3，按照设定的切割轨迹分别驱动纵梁架(5)和刀架(7)移动，使所有刀头(4)在待切割物料(14)上同步裁切出一排相同的切片(14a)；

S4，驱动背板架(6)向上移动到初始高度；

S5，驱动纵梁架(5)沿Y方向移动一个设定的步距，每移动一个步距，则重复S2至S4的步骤；直至在Y方向上将待切割物料(14)切割完毕；

所述机架(1)上设有可沿X方向水平移动的切割平台(2)；在切割过程中，所述龙门架(3)、切割平台(2)以及待切割物料(14)均沿X方向直线运动。

2.根据权利要求1所述的多刀头同步切割机，其特征在于：所述龙门架(3)包括并排平行布置的第一横梁(3a)和第二横梁(3b)，所述纵梁架(5)的两端分别移动设置在第一横梁(3a)和第二横梁(3b)上。

3.根据权利要求1所述的多刀头同步切割机，其特征在于：所述龙门架(3)的两侧对称设有压料组件(12)，压料组件(12)包括分布在机架两侧的两个承载座(12a)，每个承载座(12a)通过一连接杆(13)与龙门架(3)固定相连，承载座(12a)上设有上下伸缩器(12b)；两个承载座(12a)上的上下伸缩器(12b)的下端均与一根压料杆(12c)相连。

4.根据权利要求3所述的多刀头同步切割机，其特征在于：所述承载座(12a)上还固定有垫板(12d)，垫板(12d)与所述压料杆(12c)上下对齐。

5.一种权利要求1至权利要求4任一项所述多刀头同步切割机的切割方法，其特征在于：龙门架(3)上设有两个所述纵梁架(5)，包括如下步骤：

S1，将待切割物料(14)放置在机架(1)上，且位于刀头(4)的下方；

S2，驱动两个背板架(6)同步向下移动到设定高度，以至两个刀架(7)上的所有刀头(4)能够裁切位于机架(1)上的待切割物料(14)；

S3，按照设定的切割轨迹驱动两个纵梁架(5)和两个刀架(7)移动，两个刀架(7)上的所有刀头(4)在待切割物料(14)上同步裁切出两排相同的切片(14a)；

S4，驱动两个背板架(6)同步向上移动到初始高度；

S5，分别驱动两个纵梁架(5)沿Y方向移动一个设定的步距，每移动一个步距，则重复

S2至S4的步骤；直至在Y方向上将待切割物料(14)切割完毕。

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