CN109115571B - 切片机 - Google Patents

Abstract

本发明属于电缆设备技术领域，特别是一种切片机，包括机架、驱动电机、夹持机构和切削机构，驱动电机带动夹持机构旋转；还包括送料机构和落料座，送料机构包括不完全齿轮、推板和横向滑动的横向齿条，横向齿条与不完全齿轮啮合，推板固定连接在横向齿条的左端；落料座设有送料孔和切孔，切孔贯穿送料孔；夹持机构上设有夹持盘，夹持盘连接有周向均匀分布的若干夹持块，夹持块和夹持盘间连接有第一弹簧；切削机构从上到下有依次互相连接的第二弹簧、刀架和切片刀，切片刀固定在刀架上，刀架上设有与不完全齿轮啮合的竖向齿条。本发明提供了一种能实现切片切口光滑且切片厚度均匀，使得切片效率提高、人工及设备成本降低的切片机。

Description

切片机

技术领域

本发明属于电缆设备技术领域，特别涉及一种切片机。

背景技术

在人们的生活环境中，电缆被广泛的使用，在电缆的制造过程中，制造出的电缆需要按照GB/T2951.11-2008《电缆和光缆绝缘和护套材料通用试验方法第11部分：通用试验方法-厚度和外形尺寸测量-机械性能试验》的要求检查电缆各部分的同轴度及橡胶外皮的质量。该国标要求：厚度和外形尺寸的测量试件制备要求每一试件由一层薄片组成，应用适当的工具沿着与导体轴线相垂直的平面切取薄片，并且制作的样品厚度一致，有平滑的切口表面。

为了满足国标对于电缆的同轴度及橡胶外皮的质量的检测要求，传统的电缆切片方式为手动切片，对切片人员技术要求较高，且需要多次切片找出相对合适的电缆片，此方式容易造成电缆材料的浪费；而人工所切电缆片在测试过程中由于电缆片厚度不均匀及切口不平滑，导致测试结果不准确甚至错误，严重影响对电缆的合格性判定。

现有技术中已经对电缆牵引过程中的金属丝断裂情况做出解决方案，如公开号为CN104614646B的中国发明专利就公开了一种挤包绝缘电力电缆的绝缘层同轴旋转切片机装置，包括：相对设置且通过卡盘同步机构相连的电缆主卡盘和电缆副卡盘，还包括PLC控制器和切削刀具，电力电缆样品固定设置于电缆主卡盘和电缆副卡盘之间且位于切削机构的上方，驱动机构分别与电缆主卡盘和切削机构相连；通过PLC控制器控制电缆主卡盘、电缆副卡盘的旋转和切削刀具步进距离，从而实现绝缘层的均匀切削，获得绝缘切片的均匀厚度；该技术改善了传统手工切片的切口不平滑问题，并通过PLC程序来控制每次切削的厚度。

该现有技术仅解决了电缆切片的切口平滑问题，但对于切片的厚度均匀性，还是需要工人重新调整电缆的夹持位置并调整PLC程序才能切出厚度相对均匀的切片，人工调整电缆需要耗费人力，人工成本高；而采用PLC控制切削厚度，设备成本昂贵。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能实现切片切口光滑且切片厚度均匀，使得切片效率提高、人工及设备成本降低的切片机。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种切片机，包括机架、驱动电机、夹持机构和切削机构，所述驱动电机、夹持机构和切削机构均固定在机架上，所述驱动电机带动夹持机构旋转；所述夹持机构上设有夹持盘，所述夹持盘周向均匀分布有若干夹持块，所述夹持块沿夹持盘径向滑动，所述若干夹持块形成电缆的夹持空间，所述夹持块与夹持盘之间连接有第一弹簧；所述切削机构包括沿机架竖向滑动的刀架和切片刀，所述刀架和机架间连接有第二弹簧，所述刀架上设有竖向齿条；

还包括夹持机构上方的送料机构，所述送料机构包括不完全齿轮、推板和沿机架横向滑动的横向齿条，所述横向齿条位于不完全齿轮的上方，所述推板固定连接在横向齿条的一端，所述不完全齿轮能够与竖向齿条和横向齿条啮合。

采用上述技术方案时，将电缆夹持在若干夹持块形成的夹持空间内，并在第一弹簧的作用下电缆被夹紧，假设步进电机带动不完全齿轮顺时针转动时，不完全齿轮与竖向齿条啮合，带动刀架垂直向下移动，与此同时驱动电机被启动，带动夹持机构旋转，电缆随着夹持机构绕进行转动，不完全齿轮继续带动刀架向下移动，直到切断电缆片。

电缆的切片完成后，不完全齿轮与竖向齿条脱离啮合，刀架在第一弹簧的作用下向上移动，切片刀随着刀架的向上移动而恢复到最初的位置，此时断开驱动电机的电源，驱动电机停止转动，夹持块也随之停止转动。

步进电机带动不完全齿轮继续转动，当不完全齿轮与横向齿条啮合时，横向齿条向电缆一侧移动，固定连接在横向齿条上的推板推动电缆向靠近刀架一端移动；在推板移动时，施加外力使得夹持块向外移动夹持空间变大，夹持在夹持机构的电缆可以移动，推板推动电缆伸出夹持块，等待下一次切片。

推杆推动电缆移动一段距离后，不完全齿轮与横向齿条脱离啮合，推板停止移动，撤离施加在夹持块上的外力，电缆通过第一弹簧夹紧，重新进入下一循环的切片。

采用本发明的切片机，夹持机构、切削机构和送料机构在驱动电机的带动作用下实现了联动，并在该联动过程中不完全齿轮、推板与两个齿条的配合使得切片机器自动完成，相比于传统的人工切片，切片切口更加光滑，且联动作用实现的自动切片使得切片的动作连续，大大减少了人工成本且提高了切片效率。

本发明夹持机构、切削机构和送料机构在驱动电机带动的联动方式下，使得推板在横向齿条与不完全齿轮的配合下实现等间歇推动，推板每次推动电缆前进的距离均相等，进而实现电缆每次切片宽度均相等的效果，相比于通过PLC控制器控制电缆主卡盘、电缆副卡盘的旋转和切削刀具步进距离，实现切片厚度的均匀切削相比，机械联动结构相比于PLC控制器的电控更加稳定。

此外，机械结构件实现的联动方式，其成本比PLC控制器的成本更低。且现有技术的PLC控制，虽能保证切片切口光滑且切片厚度均匀，但每切一次切片前都必须人工将电缆放在两个卡盘上，而本发明在电缆完成若干切片样品前，电缆一直放置在夹持空间中，被推板自动推动电缆移动，完成每一次的切片动作，无需人工调整，切片效率得到提升且节省了人工成本。

进一步地，还包括夹持块一侧的落料座，所述落料座设有横向的送料孔和竖向的切孔，所述送料孔的中心线与夹持机构旋转所绕轴线重合，所述切孔贯穿送料孔，所述切片刀位于切孔正上方，所述切孔孔壁上设有驱动电机的启动开关。

在需要切片时，电缆的首端穿进送料孔中，切片刀从切孔上方，从上往下对电缆进行垂直切片，送料孔被切孔分成的两段形成电缆切片位置两端的支撑；当刀架带动切片刀下移到刀架按压到启动开关时，启动开关因与驱动电机开关电源串联，使得驱动电机开始启动，带动夹持机构旋转，当刀架带动切片刀完成切片后，在第二弹簧的作用下，刀架向上移动；当刀架离开启动开关时，驱动电机停止，夹持机构停止转动，推杆受不完全齿轮的带动，推动电缆向落料座一侧移动。

相较于没有设置启动开关的情况，本改进需要人工动作来完成，自动触发的停止，能使得操作更有规律，节拍更好控制；此外也防止了因人为忘记关停而造成设备空转资源浪费的情况，且机器本身自动控制相较于人工更为安全。

进一步地，还包括连接在不完全齿轮上的曲柄滑块机构，所述曲柄滑块机构包括曲柄、连杆和滑块，所述曲柄一端偏心地铰接在齿轮上，曲柄另一端与连杆铰接，所述连杆远离曲柄的一端铰接滑块，所述滑块滑动连接在机架上，所述滑块能够与最上端的夹持块相抵。

当不完全齿轮啮合横向齿条向落料座一侧移动时，曲柄带动滑块向上移动，使得滑块与夹持块相抵，滑块继续向上移动，夹持块被滑块带动向远离夹持机构中心线的方向移动，此时推板推动电缆向落料座一侧移动；当不完全齿轮与横向齿条脱离啮合时，推板停止移动，滑块也在不完全齿轮的带动下脱离了与夹持块的相抵，驱动电机带动夹持机构转动，进行电缆的切片运动。

相比于人工调整夹持块的夹持空间，曲柄滑块机构顶开夹持块的动作是随不完全齿轮的转动得以同步实现的，相较于人工操作，机器操作更加安全。

进一步地，所述夹持机构还包括空心轴和滚动轴承，所述空心轴一端固定连接在机架上，空心轴另一端连接滚动轴承，所述滚动轴承的外圈与夹持盘过盈配合，所述夹持盘外壁设有周向均匀分布的轮齿，所述驱动电机的输出轴上连接有与夹持盘啮合的齿轮。

采用空心轴和滚动轴承，使得空心轴在起到夹持机构支撑作用的同时，能够确保夹持机构转动，而电缆也成伸出夹持机构远离落料座的一端，进而便于推板对电缆的推动；采用夹持盘外表面设有均匀分布的齿的作用在于，使得驱动电机能够带动夹持机构转动而又不占用电缆被推板的推动的空间。

进一步地，所述夹持块的数量为三个。

相对于两个夹持块的情况，两个夹持块不能保证夹持的电缆处于与落料座的同轴状态，且两点夹持稳定性不够，相较于采用四个夹持块的情况，能够达到相同效果，保证电缆夹紧及电缆夹紧后与落料座落料孔的同轴性，但少了一个夹持块，成本更低，切片机的结构更为简单。

进一步地，所述落料座设有收集框。收集框使得一次性切下的多个样品可以放在同一个收集框中，避免了切片的样品随意放置所造成的弄错、弄脏及弄坏等情况的发生。

进一步地，所述不完全齿轮由步进电机带动。步进电机带动的特点在于控制简单，成本较低，而伺服电机用在本发明的不完全齿轮的驱动上成本较高。

附图说明

图1为本发明切片机实施例的结构示意图；

图2为图1本发明切片机实施例中夹持机构的左视图；

图3为图1本发明切片机实施例中夹持机构的放大示意图；

图4为图1本发明切片机实施例中落料座的放大示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

附图中的附图标记为：机架1、伺服电机2、夹持机构3、切削机构4、落料座5、送料机构6、曲柄滑块机构7、电缆8、输出轴21、齿轮22、空心轴31、滚珠轴承32、夹持盘33、夹持块331、第一弹簧332、第二弹簧41、刀架42、圆形切片刀43、落料座本体51、按钮开关52、收集框53、送料孔511、切孔512、不完全齿轮61、横向齿条62、推板63、曲柄71、连杆72和滑块73，图中箭头所指方向为不完全齿轮的转动方向。

图1至图4所示为本发明切片机的实施例。

如图1所示，切片机包括机架1、伺服电机2、夹持机构3、切削机构4、落料座5、送料机构6和曲柄滑块机构7；伺服电机2驱动夹持机构3转动，夹持机构3、落料座5和切削机构4均固定在机架1上，落料座5位于夹持机构3的右方，送料机构6位于夹持机构3的上方，送料机构6位于切削机构4的左方，曲柄滑块机构7与送料机构连接。

伺服电机2包括输出轴21和与输出轴21平键连接的齿轮22。

如图2和图3所示，夹持机构3包括沿其中心线向外依次包括空心轴31、滚珠轴承32和夹持盘33；空心轴31左端固定连接在机架1上，右端连接滚珠轴承32，滚珠轴承32的外圈与夹持盘33过盈配合；夹持盘33上径向滑动连接有周向均匀分布的三个夹持块331，夹持盘33的外壁设有周向均匀分布的轮齿，伺服电机2驱动通过输出轴21带动齿轮22转动，齿轮22与夹持盘33的轮齿啮合，进而带动夹持盘33转动。

如图1所示，夹持块331和夹持盘33之间连接有第二弹簧41，三个夹持块331形成夹紧电缆8的夹持空间；

切削机构4包括刀架42和圆形切片刀43；切片刀43固定连接在刀架42下端，刀架42和机架1之间连接有第二弹簧41，刀架42左侧设有竖向均匀分布的齿条。

如图4所示，落料座5包括落料座本体51、按钮开关52和收集框53；落料座本体51上设有横向的送料孔511和竖向的切孔512，送料孔511的中心线与夹持机构3的中心轴线重合，切孔512可供圆形切片刀43通过，按钮开关52串联伺服电机2的开关电源，收集框53位于送料孔511下方，用于接住电缆8的切片。

如图1所示，送料机构6包括不完全齿轮61、横向齿条62、推板63和步进电机(图中未示出)；横向齿条62滑动连接在机架1上且位于不完全齿轮61上方，步进电机带动不完全齿轮61转动，使得不完全齿轮61能够与横向齿条62和竖向齿条421进行外啮合，推板63固定连接在横向齿条62的左端。

曲柄滑块机构7包括曲柄71、连杆72和滑块73；曲柄71右端偏心地铰接在齿轮22的轮盘上，曲柄71左端与连杆72的上端铰接，连杆72下端与滑块73铰接，滑块73沿竖直方向滑动连接在机架1上，当滑块73向上移动一定距离时，滑块能够与最上方的夹持块331相抵。

本装置的工作如原理如下：

初始状态时，工人得将电缆8夹持在夹持盘33上，在夹持块331上第一弹簧332的作用下电缆8被夹紧，电缆8伸出夹持块331的右端伸进落料座5的送料孔511中，左端穿过空心轴31抵在推板63上；第一步，不完全齿轮61顺时针转动，不完全齿轮61与刀架42上的竖向齿条421啮合，带动刀架42垂直向下移动，移动到挤压按下落料座5的启动按钮时，伺服电机2被启动，带动电缆8随着夹持盘33绕中心轴线进行转动，不完全齿轮61继续带动刀架42向下移动，直到切断电缆8片，即电缆8的一次切片完成。

第二步，电缆8的一次切片完成后，不完全齿轮61与竖向齿条421脱离啮合，刀架42在第二弹簧41的弹性形变作用下，将第二弹簧41的弹性势能转化为带动刀架42向上移动的机械能，圆形切片刀43随着刀架42的向上移动而恢复到最初的位置，在刀架42随着第二弹簧41向上移动的过程中，刀架42原本挤压按下的按钮开关52被松开，伺服电机2的电路断开，伺服电机2停止转动，夹持电缆8的夹持块331也随之停止转动。

第三步，步进电机带动不完全齿轮61继续转动，当转动到不完全齿轮61与横向齿条62啮合时，横向齿条62向右移动，固定连接在横向齿条62左侧的推板63推动电缆8向右移动；在推板63向右移动时，连接在不完全齿轮61上的曲柄滑块机构7通过曲柄71、连杆72和滑块73，带动处于夹持机构3顶部的夹持块331向上移动，使得夹持空间变大，夹持在夹持机构3的电缆8可以向右移动，推板63推动电缆8向右移动一段距离，使得电缆8右端进入到落料座5的送料孔511中，而已切好的切片被推落到收集框53中。

第四步，推杆向右移动一段距离后，不完全齿轮61与横向齿条62脱离啮合，推板63停止移动，曲柄滑块机构7的滑块滑动到与夹持块331离开，夹持块331在第一弹簧332作用下夹紧电缆8。

第五步，不完全齿轮61再次与刀架42上的竖向齿条421啮合，切片机将循环第一步至第五步的动作，推板因受不完全齿轮61的间歇推动，因而每次推动推板63移动的距离均相等，进而使得每次电缆8切片的宽度也相等。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以对其作出种种变化。比如采用带传动来代替伺服电机与夹持盘的齿轮传动，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本发明所省略描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (4)

1.切片机，包括机架、驱动电机、夹持机构和切削机构，所述驱动电机、夹持机构和切削机构均固定在机架上，所述驱动电机带动夹持机构旋转；其特征在于：所述夹持机构上设有夹持盘，所述夹持盘周向均匀分布有若干夹持块，所述夹持块沿夹持盘径向滑动，所述若干夹持块形成电缆的夹持空间，所述夹持块与夹持盘之间连接有第一弹簧；所述切削机构包括沿机架竖向滑动的刀架和切片刀，所述切片刀固定连接在刀架下端，所述刀架和机架间连接有第二弹簧，所述刀架上设有竖向齿条；

还包括夹持机构上方的送料机构，所述送料机构包括不完全齿轮、推板和沿机架横向滑动的横向齿条，所述横向齿条位于不完全齿轮的上方，所述推板固定连接在横向齿条的一端，所述不完全齿轮用于与竖向齿条和横向齿条啮合；

还包括夹持块一侧的落料座，所述落料座设有横向的送料孔和竖向的切孔，所述送料孔的中心线与夹持机构旋转所绕轴线重合，所述切孔贯穿送料孔，所述切片刀位于切孔正上方，所述切孔孔壁上设有驱动电机的启动开关，刀架用于与启动开关相抵；

还包括连接在不完全齿轮上的曲柄滑块机构，所述曲柄滑块机构包括曲柄、连杆和滑块，所述曲柄一端偏心地铰接在齿轮上，曲柄另一端与连杆铰接，所述连杆远离曲柄的一端铰接滑块，所述滑块滑动连接在机架上，所述滑块能够与最上端的夹持块相抵；

所述夹持机构还包括空心轴和滚动轴承，所述空心轴一端固定连接在机架上，空心轴另一端连接滚动轴承，所述滚动轴承的外圈与夹持盘过盈配合，所述夹持盘外壁设有周向均匀分布的轮齿，所述驱动电机的输出轴上连接有与夹持盘啮合的齿轮。

2.根据权利要求1所述的切片机，其特征在于：所述夹持块的数量为三个。

3.根据权利要求1所述的切片机，其特征在于：所述落料座设有收集框。

4.根据权利要求1所述的切片机，其特征在于：所述不完全齿轮由步进电机带动。

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