CN108838810A - 天然竹杯自动加工设备及其工作流程 - Google Patents

Abstract

天然竹杯自动加工设备及其工作流程，其中，杯底斜切装置中的外圆车刀能够自适应地根据竹杯毛坯的外圆轮廓进行切削，且滚轮、第二丝杆、第四滑台以及第一压紧装置等部件的配合，使外圆车刀完成了杯底的斜切工作；杯口磨削装置或杯底磨削装置中，相应的磨头始终与杯底或杯口边缘接触，第三弹簧与第四弹簧保证对应的磨头能够自适应地根据竹杯毛坯的外圆轮廓进行磨削。本发明创造性地采用刚性自适应加工的概念来实现天然竹杯的加工，在尊重每个竹杯所特有截面轮廓的前提下，对竹杯的底部即外竹节部分进行仿形斜切，对杯口和杯底棱边进行自适应磨削，从而在最大程度保留竹杯天然性的基础上，出于使用安全性的要求，进行最恰当的加工。

Description

天然竹杯自动加工设备及其工作流程

技术领域

本发明涉及一种天然竹杯自动加工设备及其工作流程，属于加工设备技术领域。

背景技术

随着市场经济的发展以及人们对生态旅游和户外运动及户外生活的重视，天然竹杯越来越受到人们的喜爱。目前市场上的竹杯为顶部敞口、竹节做底的结构，现有的竹杯均是人工使用电动工具进行打磨，造成了人力成本的增加和生产率低下的问题，并且在打磨过程中，电动工具存在使用安全隐患，再者打磨产生的粉尘也会对操作者产生严重的危害。因此，需要提供一种天然竹杯自动加工设备。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种天然竹杯自动加工设备及其工作流程。

本发明的技术方案如下：

天然竹杯自动加工设备，其特征是，包括底座以及安装于底座的电机、竹杯定位夹紧装置、杯口磨削装置、杯底磨削装置、杯底斜切装置，所述底座上表面设有第一滑台、第二滑台，第一滑台、第二滑台相对设置，并分别通过纵向导轨滑动连接于底座之上，均可实现在底座上纵向位移；所述杯口磨削装置、杯底磨削装置并排设置于第一滑台之上，所述杯底斜切装置设置于第二滑台之上，所述竹杯定位夹紧装置可通过电机驱动旋转，且竹杯定位夹紧装置位于第一滑台与第二滑台之间；

所述杯底斜切装置包括第三滑台、第四滑台、第五滑台，所述第三滑台通过横向导轨滑动置于第二滑台之上，所述第四滑台通过纵向导轨滑动置于第三滑台之上，所述第五滑台通过纵向导轨滑动设置于第四滑台之上；所述第五滑台上连接有用于贴紧竹杯杯体的滚轮，所述第四滑台上横向在靠近竹杯杯底的一侧设有外圆车刀，该外圆车刀在横向上置于滚轮一侧；

所述第三滑台上表面外侧设有第一压紧装置，该第一压紧装置包括固定于第三滑台上的壳体以及置于壳体内的第一弹簧和第一压紧块，所述第一弹簧纵向设置，并置于第三滑台纵向方向的外侧，所述第一压紧块挤压第一弹簧，且第一压紧块的顶部与第四滑台底部固定连接；

所述杯口磨削装置、杯底磨削装置分别通过横向导轨滑动设置于第一滑台之上，所述杯口磨削装置、杯底磨削装置结构相同，均包括第六滑台、第七滑台、第八滑台，所述第六滑台通过横向导轨滑动置于第一滑台之上，所述第七滑台通过横向导轨滑动设置于第六滑台之上，所述第八滑台通过纵向导轨滑动置于第七滑台之上，所述第八滑台上设有磨头，所述杯口磨削装置、杯底磨削装置的磨头刃口相向设置。

进一步地，所述杯口磨削装置、杯底磨削装置中，相应的第六滑台上表面外侧设有第二压紧装置，该第二压紧装置包括固定于第六滑台上的壳体以及置于该壳体内的第二弹簧和第二压紧块，所述第二弹簧横向设置，并置于第六滑台横向方向的外侧，所述第二压紧块挤压第二弹簧，且第二压紧块的顶部与第七滑台底部固定连接。

进一步地，所述杯口磨削装置、杯底磨削装置中，相应的第七滑台上设有磨头弹性归位装置，该弹性归位装置包括固定于第七滑台上的壳体以及置于该壳体内的第三弹簧、第四弹簧、归位块，第三弹簧、第四弹簧纵向设置，且第三弹簧、第四弹簧之间夹持归位块，所述归位块与第八滑台底部固定连接。

进一步地，所述第一滑台、第二滑台之间通过对中运动丝杆相连，所述对中运动丝杆的两端分别设有旋向相反的螺纹，该对中运动丝杆两端分别与第一滑台、第二滑台相连，并通过电机驱动旋转，使第一滑台、第二滑台的运动方向相反。

进一步地，所述第二滑台上横向设有第一丝杆，该第一丝杆与第三滑台相连，可使第三滑台沿横向导轨进行横向位移；所述第四滑台之上纵向设有第二丝杆，该第二丝杆连接第五滑台，可使第五滑台沿纵向导轨进行纵向位移；

所述第一滑台之上分别设有横向设置的第三丝杆、横向设置的第四丝杆，所述第三丝杆、第四丝杆分别连接杯口磨削装置的第六滑台、杯底磨削装置的第六滑台，分别可使相应的第六滑台沿横向导轨进行横向位移。

进一步地，该设备还设有电气控制传动装置，包括控制器、主轴、第一中间轴、第二中间轴、多个电磁离合器、对中运动输出轴、第一输出轴、第二输出轴、第三输出轴、第四输出轴；所述主轴、第一中间轴分别与所述电机的转子传动连接，所述主轴连接竹杯定位夹紧装置，驱动竹杯定位夹紧装置旋转，所述第一中间轴与第二中间轴传动连接，且第一中间轴与第二中间轴的转动方向相反；

所述对中运动输出轴、第一输出轴、第二输出轴、第三输出轴、第四输出轴的其中一端分别通过电磁离合器与第一中间轴传动连接，对中运动输出轴、第一输出轴、第二输出轴、第三输出轴、第四输出轴的另一端分别通过电磁离合器与第二中间轴传动连接，对中运动输出轴、第一输出轴、第二输出轴、第三输出轴、第四输出轴分别连接对中运动丝杆、第一丝杆、第二丝杆、第三丝杆、第四丝杆，该设备通过控制器保证相应输出轴两端的电磁离合器处于一离一合或同时分离的状态。

进一步地，该电气控制传动装置还包括若干接近开关和若干行程开关；

在所述杯底斜切装置中，所述底座上设有第二滑台复位行程开关，用于控制第二滑台及第一滑台复位时的停止；

所述第二滑台靠近杯底的一侧设有第三滑台到位行程开关，用于控制第三滑台及第五滑台到位时的停止；所述第二滑台靠近杯口的一侧设有第三滑台复位行程开关，用于控制第三滑台复位时的停止；所述第三滑台纵向方向的外侧设有第四滑台接近开关，用于控制第四滑台到位时的停止；所述第四滑台纵向方向的内侧设有第五滑台复位行程开关，用于控制第五滑台复位时的停止；

在所述杯口磨削装置、杯底磨削装置中，所述第一滑台横向方向的外侧分别设有第六滑台复位行程开关，用于控制相应的第六滑台复位时的停止；所述第六滑台横向方向的外侧分别设有第七滑台接近开关，用于控制第七滑台到位时的停止。

进一步地，该电气控制传动装置还包括磨头工作定时器。

进一步地，所述竹杯定位夹紧装置由三爪自定心卡盘加装延伸内卡爪构成，延伸内卡爪表面覆盖弹性介质层，用于避免夹紧时给竹杯留下划痕以及增大夹持竹杯的摩擦力，竹杯被延伸内卡爪定心并夹紧，相对于底座水平设置。

上述天然竹杯自动加工设备的工作流程，其特征是，该设备的工作流程包括五个步骤：

1）步骤一

将竹杯毛坯于三爪自定心卡盘及延伸内卡爪上定心并夹紧，竹杯毛坯相对底座横向水平设置；按下启动按钮，电机通过主轴驱动竹杯毛坯旋转，同时，电机驱动对中运动丝杆旋转，使第一滑台、第二滑台分别在纵向导轨的作用下向竹杯毛坯位移，这时杯底斜切装置在第二滑台的带动下沿纵向朝竹杯毛坯靠近，滚轮开始接触到竹杯毛坯外表面，随着运动的继续，第四滑台相对于第三滑台产生纵向后退运动，使第一压紧块向后挤压第一弹簧，第一弹簧被压缩，其反作用力通过第四滑台使滚轮贴紧于竹杯毛坯外表面；

同时，杯底磨削装置及杯口磨削装置在第一滑台的带动下沿纵向朝竹杯毛坯靠近；

2）步骤二

第四滑台相对于第三滑台纵向后退运动的持续，使得第四滑台逐渐向第四滑台接近开关靠近，当达到触发距离后，第四滑台接近开关发出信号至控制器；控制器控制对中运动丝杆停止转动，并控制第一丝杆旋转，使第三滑台沿横向朝竹杯毛坯杯底运动；

同时控制器还控制第二丝杆旋转，使第五滑台在纵向导轨作用下相对于第四滑台产生纵向后退运动，因为滚轮与第五滑台是固定连接，外圆车刀与第四滑台是固定连接，所以外圆车刀就相对于滚轮产生了纵向前进运动；滚轮在第一弹簧的作用下保持贴紧于竹杯毛坯外表面，所以外圆车刀对竹杯毛坯纵向的切削深度会逐渐增大，结合前述第三滑台的横向运动，外圆车刀完成了竹杯毛坯的杯底斜切工作；

整个步骤2）过程中，杯底磨削装置、杯口磨削装置处于静止状态；

3）步骤三

当第三滑台朝竹杯毛坯杯底运动，直至触碰第三滑台到位行程开关，第三滑台到位行程开关发出信号至控制器；控制器控制第一丝杆停止旋转，使第三滑台停止运动，控制器控制第二丝杆停止转动，使第五滑台停止运动，即杯底斜切工作停止；

同时，在杯底磨削装置中，控制器控制第四丝杆旋转，第六滑台在第四丝杆及横向导轨的作用下朝杯底运动，磨头开始接触到杯底边缘，随着运动继续，第七滑台相对于第六滑台产生横向后退运动，使第二压紧块向后挤压第二弹簧，第二弹簧被压缩，其反作用力通过第七滑台使磨头紧靠于杯底边缘；

同时，在杯口磨削装置中，控制器控制第三丝杆旋转，第六滑台在第三丝杆及横向导轨的作用下朝杯口运动，磨头开始接触到杯口边缘，随着运动继续，第七滑台相对于第六滑台产生横向后退运动，这时杯口磨削装置中的第二压紧块向后挤压第二弹簧，第二弹簧的反作用力通过第七滑台使磨头紧靠于杯口边缘；

4）步骤四

这一步骤中，杯底斜切装置处于静止状态；

杯底磨削装置中，第七滑台相对于第六滑台横向后退运动的持续，使得第七滑台逐渐向第七滑台接近开关靠近，当达到触发距离时，第七滑台接近开关发出信号至控制器；控制器控制第四丝杆停止转动，此时，磨头在第二弹簧作用力下紧靠于杯底边缘，对杯底进行磨削工作；

同时，杯口磨削装置中，第七滑台相对于第六滑台横向后退运动的持续，使得第七滑台逐渐向相应的第七滑台接近开关靠近，当达到触发距离时，该第七滑台接近开关发出信号至控制器；控制器控制第三丝杆停止转动，此时，磨头在相应的第二弹簧作用力下紧靠于杯口边缘，对杯口进行磨削工作；

杯底斜切装置、杯口磨削装置中的第七滑台接近开关均被触发发出信号时，控制器中的磨头工作定时器开始计时；

5）步骤五

当磨头工作定时器达到设定值后，该定时器计时结束，发出信号至控制器；

杯底斜切装置中，控制器控制对中运动丝杆、第一丝杆、第二丝杆反转复位：当第二滑台触碰第二滑台复位行程开关时，对中运动丝杆复位结束，当第三滑台触碰第三滑台复位行程开关时，第一丝杆复位结束，当第五滑台触碰位于第四滑台内侧的第五滑台复位行程开关时，第二丝杆复位结束；

杯底磨削装置中，控制器控制第四丝杆反转复位，当第六滑台触碰第六滑台复位行程开关时，复位结束；

杯口磨削装置中，控制器控制第三丝杆反转复位，当第六滑台触碰相应的第六滑台复位行程开关时，复位结束；

杯底斜切装置、杯底磨削装置、杯口磨削装置均复位结束时，控制器控制电机停转，设备工作流程结束。

本发明中，竹杯定位夹紧装置采用三爪自定心卡盘，其卡爪作了延伸设置，竹杯毛坯被延伸内卡爪从内部夹持以后，形成粗略的定心定位，同时竹节内部紧靠卡爪的端面，从而形成轴向的定位。杯底斜切装置中，由于第一压紧装置的设置，使斜切过程中，外圆车刀能够自适应地根据竹杯毛坯的外圆轮廓进行切削；且滚轮、第二丝杆、第四滑台以及第一压紧装置等部件的配合，使外圆车刀完成了杯底的斜切工作。杯口磨削装置或杯底磨削装置中，由于第二压紧装置的设置，使加工过程中，相应的磨头始终与杯底或杯口边缘紧靠，实现磨削；弹性归位装置中，第三弹簧与第四弹簧保证对应的磨头能够自适应地根据竹杯毛坯的外圆轮廓进行磨削，并保证当设备复位时对应的磨头在纵向能够保持在既定位置。

本发明创造性地采用刚性自适应加工的概念来实现天然竹杯的加工，在尊重每个竹杯所特有截面轮廓的前提下，对竹杯的底部即外竹节部分进行仿形斜切，对杯口和杯底棱边进行自适应磨削，从而在保留竹杯天然特性的基础上，出于使用安全性的要求，进行最恰当的加工，并且能够完成在一定范围内不同直径和长度的竹杯毛坯的加工。本发明使得竹杯加工产业实现了自动化，替代了传统的人工手持电动工具打磨，使得加工成本和安全性大大优化。本发明避免采用数控系统及多台控制电机的结构方案，而采用通用电气控制系统与机械结构巧妙搭配的方案，实现了针对竹杯不同粗细长短及不同截面形状的自适应加工，降低设备成本，减小后期使用的故障率。

附图说明

图1为本发明天然竹杯自动加工设备的结构示意图；

图2为本发明中杯底斜切装置的结构示意图；

图3为本发明中杯底磨削装置的结构示意图；

图4为本发明中杯口磨削装置的结构示意图；

图5为本发明中电气控制装置的连接示意图；

图6为本发明所制得的天然竹杯的剖视图；

图中：1对中运动丝杆、2滚轮、3第一弹簧、4第四滑台、5第四滑台接近开关、6第三滑台、7第一丝杆、8第二丝杆、9第五滑台、10外圆车刀、11第三滑台到位行程开关、12第四丝杆、13第六滑台、14第三丝杆、15第六滑台、16杯底磨头、17杯口磨头、18第二弹簧、19第七滑台、20第七滑台、21第七滑台接近开关、22第二滑台复位行程开关、23第三滑台复位行程开关、24第六滑台复位行程开关、25第二滑台、26第八滑台、27第八滑台、28第一压紧块、29第二压紧块、30底座、31第三弹簧、32第四弹簧、33归位块、34电机、35第一滑台、36主轴、37三爪自定心卡盘、38第一中间轴、39第二中间轴、40第一输出轴、41第二输出轴、42第三输出轴、43第四输出轴、44竹杯定位夹紧装置、45杯底斜切装置、46杯口磨削装置、47杯底磨削装置、48电磁离合器、49对中运动输出轴、50齿轮、51延伸内卡爪。

具体实施方式

一、天然竹杯自动加工设备

该设备包括底座30以及安装于底座的电机34、竹杯定位夹紧装置44、杯口磨削装置46、杯底磨削装置47、杯底斜切装置45，底座上表面设有第一滑台35、第二滑台25，第一滑台、第二滑台相对设置，并分别通过纵向导轨滑动连接于底座之上，均可实现在底座上纵向位移；杯口磨削装置、杯底磨削装置并排设置于第一滑台之上，杯底斜切装置设置于第二滑台之上，竹杯定位夹紧装置可通过电机驱动旋转，且竹杯定位夹紧装置位于第一滑台与第二滑台之间。

第一滑台、第二滑台之间通过对中运动丝杆1相连，对中运动丝杆的两端分别设有旋向相反的螺纹，该对中运动丝杆分别与第一滑台、第二滑台相连，并通过电机驱动旋转，使第一滑台、第二滑台的运动方向相反。

1）竹杯定位夹紧装置采用三爪自定心卡盘，其卡爪作了延伸设置，竹杯毛坯被延伸内卡爪从内部夹持以后，形成粗略的定心定位，同时竹节内部紧靠卡爪的端面，从而形成轴向的定位。

2）杯底斜切装置包括第三滑台6、第四滑台4、第五滑台9，第三滑台通过横向导轨滑动置于第二滑台之上，第四滑台通过纵向导轨滑动置于第三滑台之上，第五滑台通过纵向导轨滑动设置于第四滑台之上；第五滑台上连接有用于紧贴竹杯杯体的塑料滚轮2（滚轮通过转轴安装于第五滑台，该转轴可在一定范围内自由转动，防止塑料滚轮与竹杯表面发生滑动摩擦，从而擦伤竹杯表面），第四滑台上横向在靠近竹杯杯底的一侧设有外圆车刀（10），该外圆车刀在横向上置于滚轮一侧，并位于同一高度。

第三滑台上表面外侧设有第一压紧装置，该第一压紧装置包括固定于第三滑台上的壳体以及置于壳体内的第一弹簧3和第一压紧块28，第一弹簧纵向设置，并置于第三滑台纵向方向的外侧，第一压紧块挤压第一弹簧，且第一压紧块的顶部与第四滑台底部固定连接。

第二滑台上横向设有第一丝杆7，该第一丝杆与第三滑台相连，可使第三滑台沿横向导轨进行横向位移；第四滑台之上纵向设有第二丝杆8，该第二丝杆连接第五滑台，可使第五滑台沿纵向导轨进行纵向位移。

3）杯底磨削装置通过横向导轨滑动设置于第一滑台35之上，包括第六滑台13、第七滑台19、第八滑台27，第六滑台通过横向导轨滑动置于第一滑台之上，第七滑台通过横向导轨滑动设置于第六滑台之上，第八滑台通过纵向导轨滑动置于第七滑台之上，第八滑台上设有磨头16。

第六滑台13上表面外侧设有第二压紧装置，该第二压紧装置包括固定于第六滑台上的壳体以及置于该壳体内的第二弹簧18和第二压紧块29，第二弹簧横向设置，并置于第六滑台横向方向的外侧，第二压紧块挤压第二弹簧，且第二压紧块的顶部与第七滑台底部固定连接。

第七滑台19上设有磨头弹性归位装置，该弹性归位装置包括固定于第七滑台上的壳体以及置于该壳体内的第三弹簧31、第四弹簧32、归位块33，第三弹簧、第四弹簧纵向设置，且第三弹簧、第四弹簧之间夹持归位块，归位块与第八滑台底部固定连接。

4）杯口磨削装置通过横向导轨滑动设置于第一滑台35之上，包括第六滑台15、第七滑台20、第八滑台26，第六滑台通过横向导轨滑动置于第一滑台之上，第七滑台通过横向导轨滑动设置于第六滑台之上，第八滑台通过纵向导轨滑动置于第七滑台之上，第八滑台上设有磨头17。

第六滑台15上表面外侧设有第二压紧装置，该第二压紧装置包括固定于第六滑台上的壳体以及置于该壳体内的第二弹簧和第二压紧块，第二弹簧横向设置，并置于第六滑台横向方向的外侧，第二压紧块挤压第二弹簧，且第二压紧块的顶部与第七滑台底部固定连接（图中未标出，与杯底磨削装置中的第二压紧装置结构相同）。

第七滑台20上设有磨头弹性归位装置，该弹性归位装置包括固定于第七滑台上的壳体以及置于该壳体内的第三弹簧、第四弹簧、归位块，第三弹簧、第四弹簧纵向设置，且第三弹簧、第四弹簧之间夹持归位块，归位块与第八滑台底部固定连接（图中未标出，与杯底磨削装置中的弹性归位装置结构相同）。

第一滑台之上分别设有横向设置的第三丝杆14、横向设置的第四丝杆12，第三丝杆、第四丝杆分别连接杯口磨削装置、杯底磨削装置的第六滑台，分别可使相应的第六滑台沿横向导轨进行横向位移。杯口磨削装置、杯底磨削装置的磨头均为圆弧形刃口，且两者的刃口相向设置，圆弧形刃口可保证在磨头自适应磨削过程中，杯口或杯底边缘始终处于磨头的圆弧形结构内，便于锐边的磨钝。

5）电气控制传动装置包括控制器、主轴36、第一中间轴38、第二中间轴39、多个电磁离合器48、对中运动输出轴49、第一输出轴40、第二输出轴41、第三输出轴42、第四输出轴43。主轴、第一中间轴分别与所述电机的转子传动连接（可通过皮带传动连接），主轴连接竹杯定位夹紧装置（即三爪自定心卡盘37加装延伸内卡爪51构成），驱动竹杯定位夹紧装置旋转，第一中间轴与第二中间轴传动连接，且第一中间轴与第二中间轴的转动方向相反（可通过一对啮合的齿轮50进行传动连接，达到使第一、第二中间轴运动方向相反的目的）。控制器可采用继电-接触器电气控制电路实现，也可采用单片机、PLC实现。该控制器可控制电机的启停、所有电磁离合器的通断，可接收并处理所有接近开关、行程开关、定时器的控制信号。

对中运动输出轴、第一输出轴、第二输出轴、第三输出轴、第四输出轴的其中一端分别通过电磁离合器与第一中间轴传动连接（可通过皮带传动连接），对中运动输出轴、第一输出轴、第二输出轴、第三输出轴、第四输出轴的另一端分别通过电磁离合器与第二中间轴传动连接（可通过皮带传动连接），对中运动输出轴、第一输出轴、第二输出轴、第三输出轴、第四输出轴分别一一对应连接对中运动丝杆、第一丝杆、第二丝杆、第三丝杆、第四丝杆，该设备通过控制器保证相应输出轴两端的电磁离合器处于一离一合或同时分离的状态。

该电气控制装置还包括磨头工作定时器以及若干接近开关和若干行程开关。

在杯底斜切装置中，底座上设有第二滑台复位行程开关22，用于控制第二滑台及第一滑台复位时的停止。第二滑台靠近杯底的一侧设有第三滑台到位行程开关11，用于控制第三滑台及第五滑台到位时的停止，第二滑台靠近杯口的一侧设有第三滑台复位行程开关23，用于控制第三滑台复位时的停止。第三滑台纵向方向的外侧设有第四滑台接近开关5，用于控制第四滑台到位时的停止。第四滑台纵向方向的内侧设有第五滑台复位行程开关（图中未标出），用于控制第五滑台复位时的停止。

在杯底磨削装置中，第一滑台横向方向的外侧设有第六滑台复位行程开关24，用于控制相应的第六滑台复位时的停止。第六滑台横向方向的外侧设有第七滑台接近开关21, 用于控制相应第七滑台到位时的停止。

在杯口磨削装置中，第一滑台横向方向的外侧设有第六滑台复位行程开关（图中未标出），用于控制相应的第六滑台复位时的停止。第六滑台横向方向的外侧设有第七滑台接近开关（图中未标出）, 用于控制相应第七滑台到位时的停止。

二、天然竹杯自动加工设备的工作流程

该设备的工作流程包括五个步骤：

1）步骤一

将竹杯毛坯装夹于三爪自定心卡盘，竹杯毛坯相对底座30水平设置；按下设备启动按钮，电机转子通过主轴驱动竹杯毛坯旋转，第一中间轴通过对中运动输出轴49控制对中运动丝杆1旋转（此时，对中运动输出轴49一端的电磁离合器与第一中间轴相结合，另一端的电磁离合器与第二中间轴处于分离状态），使第一滑台35、第二滑台25分别向竹杯毛坯位移。

这时杯底斜切装置45在对中运动丝杆以及纵向导轨的作用下向竹杯毛坯靠近，随即滚轮2开始接触到竹杯毛坯外表面，随着运动的继续，第四滑台4相对于第三滑台6产生纵向后退运动，使第一压紧块28向后挤压第一弹簧3，第一弹簧被压缩，其反作用力通过第四滑台使滚轮贴紧于竹杯毛坯外表面。

同时，杯底磨削装置47及杯口磨削装置46在第一滑台35的带动下沿纵向朝竹杯毛坯靠近。

2）步骤二

当第二滑台25在对中运动丝杆作用下继续向竹杯毛坯靠近，滚轮压紧竹杯毛坯，第四滑台4逐步向第四滑台接近开关5靠近，当达到触发距离后，第四滑台接近开关发出信号至控制器；控制器控制对中运动丝杆停止转动（此时，输出轴49两端的电磁离合器分别与第一、第二中间轴处于分离状态），并通过第一输出轴40控制第一丝杆7旋转（此时，输出轴40一端的电磁离合器与第一中间轴相结合，另一端的电磁离合器与第二中间轴处于分离状态），使第三滑台6沿横向朝竹杯毛坯杯底运动。

同时控制器还通过第二输出轴41控制第二丝杆8旋转（此时，该输出轴41一端的电磁离合器与第一中间轴相结合，另一端的电磁离合器与第二中间轴处于分离状态），使第五滑台9在纵向导轨作用下相对于第四滑台4产生纵向后退运动，因为滚轮与第五滑台是固定连接，外圆车刀10与第四滑台是固定连接，所以外圆车刀就相对于滚轮产生了纵向前进运动；滚轮在第一弹簧3的作用下保持贴紧于竹杯毛坯外表面，所以外圆车刀对竹杯毛坯纵向的切削深度会逐渐增大，结合前述第三滑台6的横向运动，外圆车刀完成了竹杯毛坯的杯底斜切工作。

整个步骤2）过程中，杯底磨削装置、杯口磨削装置处于静止状态。

3）步骤三

当第三滑台6朝竹杯毛坯杯底运动，直至触碰第三滑台到位行程开关11，第三滑台到位行程开关发出信号至控制器；控制器通过第一输出轴40控制第一丝杆7停止旋转（此时，输出轴40两端的电磁离合器分别与第一、第二中间轴处于分离状态），使第三滑台6停止运动，控制器通过第二输出轴41控制第二丝杆8停止转动（此时，输出轴41两端的电磁离合器分别与第一、第二中间轴处于分离状态），使第五滑台9停止运动，即杯底斜切工作停止。

同时，在杯底磨削装置中，控制器通过第四输出轴43控制第四丝杆12旋转（此时，该输出轴43一端的电磁离合器与第一中间轴相结合，另一端的电磁离合器与第二中间轴处于分离状态），第六滑台13在第四丝杆及横向导轨的作用下朝杯底运动，磨头16开始接触到杯底边缘，随着运动继续，第七滑台19相对于第六滑台产生横向后退运动，使第二压紧块29向后挤压第二弹簧18，第二弹簧被压缩，其反作用力通过第七滑台使磨头紧靠于杯底边缘。

同时，在杯口磨削装置中，控制器通过第三输出轴42控制第三丝杆14旋转（此时，该输出轴42一端的电磁离合器与第一中间轴相结合，另一端的电磁离合器与第二中间轴处于分离状态），第六滑台15在第三丝杆及横向导轨的作用下朝杯口运动，磨头17开始接触到杯口边缘，随着运动继续，第七滑台20相对于第六滑台产生横向后退运动，这时杯口磨削装置中的第二压紧块向后挤压第二弹簧，第二弹簧的反作用力通过第七滑台使磨头紧靠于杯口边缘。

4）步骤四

这一步骤中，杯底斜切装置处于静止状态；

杯底磨削装置中，第七滑台19相对于第六滑台13横向后退运动的持续，使得第七滑台逐渐向第七滑台接近开关21靠近，当达到触发距离时，第七滑台接近开关发出信号至控制器；控制器通过第四输出轴43控制第四丝杆12停止转动（第四输出轴43两端的电磁离合器分别与第一、第二中间轴处于分离状态），此时，磨头16在第二弹簧18作用力下紧靠于杯底边缘，对杯底进行磨削工作。

同时，杯口磨削装置中，第七滑台20相对于第六滑台15横向后退运动的持续，使得第七滑台逐渐向相应的第七滑台接近开关靠近，当达到触发距离时，该第七滑台接近开关发出信号至控制器；控制器通过第三输出轴42控制第三丝杆14停止转动（第三输出轴42两端的电磁离合器分别与第一、第二中间轴处于分离状态），此时，磨头17在相应的第二弹簧作用力下紧靠于杯口边缘，对杯口进行磨削工作。

杯底斜切装置、杯口磨削装置中的第七滑台接近开关均被触发发出信号时，控制器中的磨头工作定时器开始计时。

5）步骤五

当磨头工作定时器达到设定值后，该定时器计时结束，发出信号至控制器；

杯底斜切装置中，控制器控制对中运动丝杆1、第一丝杆7、第二丝杆8反转复位：当第二滑台25触碰第二滑台复位行程开关22时，对中运动丝杆复位结束，当第三滑台6触碰第三滑台复位行程开关23时，第一丝杆复位结束，当第五滑台9触碰位于第四滑台内侧的第五滑台复位行程开关时，第二丝杆复位结束。

杯底磨削装置中，控制器控制第四丝杆12反转复位，当第六滑台13触碰第六滑台复位行程开关24时，复位结束。

杯口磨削装置中，控制器控制第三丝杆14反转复位，当第六滑台15触碰相应的第六滑台复位行程开关时，复位结束。

杯底斜切装置、杯底磨削装置、杯口磨削装置均复位结束时，控制器控制电机停转，设备工作流程结束。

反转复位是指使相应的输出轴，其一端的电磁离合器与第一中间轴分离，另一端的电磁离合器与第二中间轴结合；复位结束指使相应输出轴两端的电磁离合器均处于分离状态。

Claims (10)

1.一种天然竹杯自动加工设备，其特征是，包括底座（30）以及安装于底座的电机（34）、竹杯定位夹紧装置（44）、杯口磨削装置（46）、杯底磨削装置（47）、杯底斜切装置（45），所述底座上表面设有第一滑台（35）、第二滑台（25），第一滑台、第二滑台相对设置，并分别通过纵向导轨滑动连接于底座之上，均可实现在底座上纵向位移；所述杯口磨削装置、杯底磨削装置并排设置于第一滑台之上，所述杯底斜切装置设置于第二滑台之上，所述竹杯定位夹紧装置可通过电机驱动旋转，且竹杯定位夹紧装置位于第一滑台与第二滑台之间；

所述杯底斜切装置包括第三滑台（6）、第四滑台（4）、第五滑台（9），所述第三滑台通过横向导轨滑动置于第二滑台之上，所述第四滑台通过纵向导轨滑动置于第三滑台之上，所述第五滑台通过纵向导轨滑动设置于第四滑台之上；所述第五滑台上连接有用于贴紧竹杯杯体的滚轮（2），所述第四滑台上横向在靠近竹杯杯底的一侧设有外圆车刀（10），该外圆车刀在横向上置于滚轮一侧；

所述第三滑台上表面外侧设有第一压紧装置，该第一压紧装置包括固定于第三滑台上的壳体以及置于壳体内的第一弹簧（3）和第一压紧块（28），所述第一弹簧纵向设置，并置于第三滑台纵向方向的外侧，所述第一压紧块挤压第一弹簧，且第一压紧块的顶部与第四滑台底部固定连接；

所述杯口磨削装置、杯底磨削装置分别通过横向导轨滑动设置于第一滑台之上，所述杯口磨削装置、杯底磨削装置结构相同，均包括第六滑台、第七滑台、第八滑台，所述第六滑台通过横向导轨滑动置于第一滑台之上，所述第七滑台通过横向导轨滑动设置于第六滑台之上，所述第八滑台通过纵向导轨滑动置于第七滑台之上，所述第八滑台上设有磨头，所述杯口磨削装置、杯底磨削装置的磨头刃口相向设置。

2.根据权利要求1所述的天然竹杯自动加工设备，其特征是，所述杯口磨削装置、杯底磨削装置中，相应的第六滑台上表面外侧设有第二压紧装置，该第二压紧装置包括固定于第六滑台上的壳体以及置于该壳体内的第二弹簧（18）和第二压紧块（29），所述第二弹簧横向设置，并置于第六滑台横向方向的外侧，所述第二压紧块挤压第二弹簧，且第二压紧块的顶部与第七滑台底部固定连接。

3.根据权利要求1所述的天然竹杯自动加工设备，其特征是，所述杯口磨削装置、杯底磨削装置中，相应的第七滑台上设有磨头弹性归位装置，该弹性归位装置包括固定于第七滑台上的壳体以及置于该壳体内的第三弹簧、第四弹簧、归位块，第三弹簧、第四弹簧纵向设置，且第三弹簧、第四弹簧之间夹持归位块，所述归位块与第八滑台底部固定连接。

4.根据权利要求1所述的天然竹杯自动加工设备，其特征是，所述第一滑台、第二滑台之间通过对中运动丝杆（1）相连，所述对中运动丝杆的两端分别设有旋向相反的螺纹，该对中运动丝杆两端分别与第一滑台、第二滑台相连，并通过电机驱动旋转，使第一滑台、第二滑台的运动方向相反。

5.根据权利要求4所述的天然竹杯自动加工设备，其特征是，所述第二滑台上横向设有第一丝杆（7），该第一丝杆与第三滑台相连，可使第三滑台沿横向导轨进行横向位移；所述第四滑台之上纵向设有第二丝杆（8），该第二丝杆连接第五滑台，可使第五滑台沿纵向导轨进行纵向位移；

所述第一滑台之上分别设有横向设置的第三丝杆（14）、横向设置的第四丝杆（12），所述第三丝杆、第四丝杆分别连接杯口磨削装置的第六滑台、杯底磨削装置的第六滑台，分别可使相应的第六滑台沿横向导轨进行横向位移。

6.根据权利要求5所述的天然竹杯自动加工设备，其特征是，该设备还设有电气控制传动装置，包括控制器、主轴（36）、第一中间轴（38）、第二中间轴（39）、多个电磁离合器（48）、对中运动输出轴（49）、第一输出轴（40）、第二输出轴（41）、第三输出轴（42）、第四输出轴（43）；所述主轴、第一中间轴分别与所述电机的转子传动连接，所述主轴连接竹杯定位夹紧装置，驱动竹杯定位夹紧装置旋转，所述第一中间轴与第二中间轴传动连接，且第一中间轴与第二中间轴的转动方向相反；

所述对中运动输出轴、第一输出轴、第二输出轴、第三输出轴、第四输出轴的其中一端分别通过电磁离合器与第一中间轴传动连接，对中运动输出轴、第一输出轴、第二输出轴、第三输出轴、第四输出轴的另一端分别通过电磁离合器与第二中间轴传动连接，对中运动输出轴、第一输出轴、第二输出轴、第三输出轴、第四输出轴分别连接对中运动丝杆、第一丝杆、第二丝杆、第三丝杆、第四丝杆，该设备通过控制器保证相应输出轴两端的电磁离合器处于一离一合或同时分离的状态。

7.根据权利要求6所述的天然竹杯自动加工设备，其特征是，该电气控制传动装置还包括若干接近开关和若干行程开关；

在所述杯底斜切装置中，所述底座上设有第二滑台复位行程开关（22），用于控制第二滑台及第一滑台复位时的停止；

所述第二滑台靠近杯底的一侧设有第三滑台到位行程开关（11），用于控制第三滑台及第五滑台到位时的停止；所述第二滑台靠近杯口的一侧设有第三滑台复位行程开关（23），用于控制第三滑台复位时的停止；所述第三滑台纵向方向的外侧设有第四滑台接近开关（5），用于控制第四滑台到位时的停止；所述第四滑台纵向方向的内侧设有第五滑台复位行程开关，用于控制第五滑台复位时的停止；

在所述杯口磨削装置、杯底磨削装置中，所述第一滑台横向方向的外侧分别设有第六滑台复位行程开关（24），用于控制相应的第六滑台复位时的停止；所述第六滑台横向方向的外侧分别设有第七滑台接近开关（21），用于控制第七滑台到位时的停止。

8.根据权利要求7所述的天然竹杯自动加工设备，其特征是，该电气控制传动装置还包括磨头工作定时器。

9.根据权利要求1所述的天然竹杯自动加工设备，其特征是，所述竹杯定位夹紧装置由三爪自定心卡盘（37）加装延伸内卡爪（51）构成，延伸内卡爪表面覆盖弹性介质层，用于避免夹紧时给竹杯留下划痕以及增大夹持竹杯的摩擦力，竹杯被延伸内卡爪定心并夹紧，相对于底座水平设置。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的天然竹杯自动加工设备的工作流程，其特征是，该设备的工作流程包括五个步骤：

1）步骤一

将竹杯毛坯于三爪自定心卡盘（37）及延伸内卡爪（51）上定心并夹紧，竹杯毛坯相对底座横向水平设置；按下启动按钮，电机通过主轴驱动竹杯毛坯旋转，同时，电机驱动对中运动丝杆（1）旋转，使第一滑台（35）、第二滑台（25）分别在纵向导轨的作用下向竹杯毛坯位移，这时杯底斜切装置（45）在第二滑台（25）的带动下沿纵向朝竹杯毛坯靠近，滚轮（2）开始接触到竹杯毛坯外表面，随着运动的继续，第四滑台（4）相对于第三滑台（6）产生纵向后退运动，使第一压紧块（28）向后挤压第一弹簧（3），第一弹簧被压缩，其反作用力通过第四滑台（4）使滚轮（2）贴紧于竹杯毛坯外表面；

同时，杯底磨削装置（47）及杯口磨削装置（46）在第一滑台（35）的带动下沿纵向朝竹杯毛坯靠近；

2）步骤二

第四滑台（4）相对于第三滑台（6）纵向后退运动的持续，使得第四滑台（4）逐渐向第四滑台接近开关（5）靠近，当达到触发距离后，第四滑台接近开关（5）发出信号至控制器；控制器控制对中运动丝杆（1）停止转动，并控制第一丝杆（7）旋转，使第三滑台（6）沿横向朝竹杯毛坯杯底运动；

同时控制器还控制第二丝杆（8）旋转，使第五滑台（9）在纵向导轨作用下相对于第四滑台（4）产生纵向后退运动，因为滚轮（2）与第五滑台（9）是固定连接，外圆车刀（10）与第四滑台（4）是固定连接，所以外圆车刀（10）就相对于滚轮（2）产生了纵向前进运动；滚轮（2）在第一弹簧（3）的作用下保持贴紧于竹杯毛坯外表面，所以外圆车刀（10）对竹杯毛坯纵向的切削深度会逐渐增大，结合前述第三滑台（6）的横向运动，外圆车刀（10）完成了竹杯毛坯的杯底斜切工作；

整个步骤2）过程中，杯底磨削装置、杯口磨削装置处于静止状态；

3）步骤三

当第三滑台（6）朝竹杯毛坯杯底运动，直至触碰第三滑台到位行程开关（11），第三滑台到位行程开关发出信号至控制器；控制器控制第一丝杆（7）停止旋转，使第三滑台（6）停止运动，控制器控制第二丝杆（8）停止转动，使第五滑台（9）停止运动，即杯底斜切工作停止；

同时，在杯底磨削装置中，控制器控制第四丝杆（12）旋转，第六滑台（13）在第四丝杆（12）及横向导轨的作用下朝杯底运动，磨头（16）开始接触到杯底边缘，随着运动继续，第七滑台（19）相对于第六滑台（13）产生横向后退运动，使第二压紧块（29）向后挤压第二弹簧（18），第二弹簧（18）被压缩，其反作用力通过第七滑台（19）使磨头（16）紧靠于杯底边缘；

同时，在杯口磨削装置中，控制器控制第三丝杆（14）旋转，第六滑台（15）在第三丝杆（14）及横向导轨的作用下朝杯口运动，磨头（17）开始接触到杯口边缘，随着运动继续，第七滑台（20）相对于第六滑台（15）产生横向后退运动，这时杯口磨削装置中的第二压紧块向后挤压第二弹簧，第二弹簧的反作用力通过第七滑台（20）使磨头（17）紧靠于杯口边缘；

4）步骤四

这一步骤中，杯底斜切装置处于静止状态；

杯底磨削装置中，第七滑台（19）相对于第六滑台（13）横向后退运动的持续，使得第七滑台（19）逐渐向第七滑台接近开关（21）靠近，当达到触发距离时，第七滑台接近开关（21）发出信号至控制器；控制器控制第四丝杆（12）停止转动，此时，磨头（16）在第二弹簧（18）作用力下紧靠于杯底边缘，对杯底进行磨削工作；

同时，杯口磨削装置中，第七滑台（20）相对于第六滑台（15）横向后退运动的持续，使得第七滑台（20）逐渐向相应的第七滑台接近开关靠近，当达到触发距离时，该第七滑台接近开关发出信号至控制器；控制器控制第三丝杆（14）停止转动，此时，磨头（17）在相应的第二弹簧作用力下紧靠于杯口边缘，对杯口进行磨削工作；

杯底斜切装置、杯口磨削装置中的第七滑台接近开关均被触发发出信号时，控制器中的磨头工作定时器开始计时；

5）步骤五

当磨头工作定时器达到设定值后，该定时器计时结束，发出信号至控制器；

杯底斜切装置中，控制器控制对中运动丝杆（1）、第一丝杆（7）、第二丝杆（8）反转复位：当第二滑台（25）触碰第二滑台复位行程开关（22）时，对中运动丝杆（1）复位结束，当第三滑台（6）触碰第三滑台复位行程开关（23）时，第一丝杆（7）复位结束，当第五滑台（9）触碰位于第四滑台（4）内侧的第五滑台复位行程开关时，第二丝杆（8）复位结束；

杯底磨削装置中，控制器控制第四丝杆（12）反转复位，当第六滑台（13）触碰第六滑台复位行程开关（24）时，复位结束；

杯口磨削装置中，控制器控制第三丝杆（14）反转复位，当第六滑台（15）触碰相应的第六滑台复位行程开关时，复位结束；

杯底斜切装置、杯底磨削装置、杯口磨削装置均复位结束时，控制器控制电机停转，设备工作流程结束。