CN109475952B - 切割单独的管的装置和方法及包括该装置的机器 - Google Patents
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Abstract
一种用于从连续的管状产品切割单独的管的装置,该连续的管进行不间断的平移运动并且由生产机器形成,其包括至少一个相对于机器固定的框架,相对于框架平移运动并且支撑进行往复线性平移和旋转的切割头的组件,移动所述切割头以进行往复平移的第一机构,用于旋转所述切割头的第二机构,以及致动切割操作的起始和结束的第三机构,其中,这些机构相对于装置的框架固定。
Description
对应申请
本申请要求2016年7月26日提交的、申请人为AISAPACK HOLDING S.A.的在先欧洲申请No.EP16181260.7的优先权,该在先申请的内容通过引用整体结合到本申请中。
技术领域
本发明涉及用于生产包装(例如管)的机器的旋转刀具系统的领域。
背景技术
这种用于生产包装,特别是管,的机器是现有技术中已知的。
在这种机器中,当生产管形式的包装时,通常产生连续的管状产品,其需要切割成所需的尺寸(长度)以形成所需的单独包装,例如管。因此,需要在机器的输出处将切割装置结合到机器中,以获得所确定的(根据所述管的目的)长度的各个管。然而,因为管状产品在不停止的情况下连续形成以允许切割各个管,所以必须构造一种切割系统,其能够以管状产品的速度与其一起移动,并且同时从连续的管状产品切割单独的管,而不停止连续的管状产品。
管切割系统在现有技术中是已知的,例如从作为技术背景的公开物EP2085169、EP2008749、WO2015/052338、GB 2120591和KR 20120062045。
例如,公开物EP 2085169描述了一种管道切割系统。更具体地,从该文献中已知的系统包括在管状产品的行进方向上线性移动的工作台,具体地,该工作台支撑具有切割工具的切割臂,切割臂安装在包括驱动小齿轮的枢轴上,所述小齿轮由驱动装置致动以命令臂旋转到用于将管状产品切割成管段的位置。然而,所描述的系统是复杂的,并且包括在工作台上的许多元件,从而赋予其高惯性并且限制在线性方向上的加速度和减速度,因此限制了可以生产从管状产品切割的各个管的速率。
因此,由于产生高加速度的往复线性运动所产生的应力,已知的旋转切割装置在生产速率方面受到限制。减小板上质量并由此减小惯性力是允许提高生产率的决定因素。
公开物US 3843758描述了一种制造用于灌溉的波纹管的方法。连续形成的管被传送到切割台,在切割台中施加伴随着管的运动的切割装置。因此,在该公开物中,移动的是切割装置的整体,从必须被移动、加速和减速的系统的惯性的角度来看不是最佳的,并且因此不利于生产率。
公开物CH633742描述了一种使用圆形刀具的管切割设备,该刀具容纳有围绕它们各自的轴线自由旋转的能力并且围绕待切削的管被驱动。每个刀具容纳在能够径向移动的刀具轴承支架中,通过直角支架关节连接到到能够在流体的压力(即液压液体)的影响下实现轴向运动的中心圆柱体,使得当圆柱体轴向移动时,支架径向移动。然而,该系统是复杂的并且使用液压液体来致动它,这在生产的管的某些应用(例如用于食品和其它类似产品)中可能存在问题,或者甚至是禁止的。
公开物FR2972670描述了用于生产零件的方法和装置,例如呈现旋转对称的细长零件。所描述的系统包括支撑整个加工和切割装置的门式框架。因此,在平行于加工/切割装置的旋转轴线的运动中,也就是说在加工产品的行进方向上,必须移动门式框架,并且因此移动整个加工/切割装置。因此,惯性尽可能地大,并且这对所描述的装置的生产率有影响。
发明内容
本发明的目的是提出一种用于从连续形成的管状产品中切割各个管的系统,其改进了已知的方法和装置。
本发明的另一个目的是提出一种比已知系统更好地执行的管切割系统,特别是限制承载在板上的元件的数量,以减少其惯性,特别是在管状产品的行进方向上,并且因此允许高生产率。
本发明的另一个目的是提出一种切割系统,该切割系统能够被容易地操作并适应于管状产品的直径和切割的管的长度,所述管在不对生产机器进行重大干预的情况下被切割。
本发明的另一个目的是提出一种切割系统,其能够比拟当今机器的生产率,即高生产率。
本发明的另一个目的是提出一种系统,其可以容易地补偿切割刀片的磨损,而不需要改变系统。
本发明的另一个目的是提出一种用于在不间断的线性运动或行进中从连续的管状产品切割各个管的方法。
在一个实施例中,本发明涉及一种用于从连续的管状产品切割单独的管的装置,该连续的管进行不间断的平移运动并由生产机器形成,所述装置至少包括:
相对于所述机器固定的框架,
一种组件,所述组件相对于所述框架平移地移动并且支撑以往复线性平移运动和旋转运动驱动的切割头,所述切割头包括安装在摇臂上的至少一个切割刀片,
第一机构,所述第一机构至少包括用于驱动所述切割头的往复平移运动的第一马达,
第二机构,所述第二机构至少包括用于驱动所述切割头的旋转运动的第二马达,
第三机构,所述第三机构至少包括第三马达,所述第三马达用于利用所述切割刀片致动所述切割操作的开始和结束。
在切割装置中,机构相对于装置的框架在管状产品的行进方向上固定,以便限制承载在板上的元件的数量和重量,并因此限制惯性。优选地,至少三个机构中的马达相对于装置的框架固定。
在一个实施例中,第三机构的致动装置相对于框架在管状产品的行进方向上固定。
在一个实施例中,切割头的摇臂包括至少一个枢轴和致动点;所述枢轴通过所述第一机构被驱动为作往复线性平移运动中,并且通过所述第二机构被驱动为作旋转运动;所述致动点由所述第三机构被驱动为作旋转运动。
在一个实施例中,所述装置包括连接所述枢轴和所述第一机构和所述第二机构的至少一个驱动传动柱。
在一个实施例中,第二机构和第三机构之间的旋转相移驱动摇臂和切割刀片绕枢轴的旋转运动。
在一个实施例中,第二机构包括由第二马达驱动以作旋转运动的至少一个切割头驱动柱,摇臂和切割刀片通过枢轴连接到驱动柱。
在一个实施例中,第一机构包括齿条小齿轮组件,小齿轮由第一马达驱动。
在一个实施例中,驱动柱通过第二马达经由滑轮和驱动带被驱动以作旋转运动。
在一个实施例中,所述致动点由所述第三马达经由滑轮和传动带而被驱动以作旋转运动。
在一个实施例中,本发明涉及用于由连续管状产品生产单个管的机器,该机器包括至少一个如在本申请中描述的装置。
在一个实施例中,本发明涉及一种用于从处于不间断平移运动中的连续管状产品切割各个管的方法,在该方法中:
移动一种移动组件,该移动组件支撑切割头,所述切割头被驱动为作往复线性平移运动中被驱动和旋转运动,所述切割头包括在摇臂上的至少一个切割刀片,所述至少一个切割刀片能够绕着枢轴自由旋转,
驱动致动点作旋转运动,
通过切割头和致动点的旋转相移来致动切割刀片的切割操作的开始和结束,
使移动组件返回到起点以进行下一切割循环。
在该方法的一个实施例中,平移驱动由齿条-小齿轮组件实现。
在该方法的一个实施例中,通过经由齿形带作用在滑轮上的马达来实现旋转驱动。
在该方法的一个实施例中,相移使得能够改变切割刀片上的切割点并且补偿所述刀片的磨损。
因此,根据本发明的原理,在根据本发明的方法中,以下元件不被承载在板上,这意味着它们不进行沿着管的行进轴线的往复线性运动中并且因此不被移位:
-)旋转驱动装置;
-)致动装置;
-)线性驱动装置。
这些驱动或致动装置特别地包括马达。
相比之下,板载传动装置具有低惯性,特别是在轴向方向上,也就是在往复线性运动的方向上。这些板载装置将平移和旋转驱动运动传递到切割头。它们还允许致动运动的切割头的传动。
附图说明
通过描述本发明的实施例和附图,将更好地理解本发明:
图1示出了本发明的示意图;
图2示出了根据本发明的切割系统的正面示意性剖视图。
具体实施方式
根据本发明的装置特别地由固定部件和移动部件形成,所述固定部件包括笨重且不能移动的元件,所述移动部件质轻且易于加速和减速以对所生产的管状产品执行切割操作。
根据本发明的装置包括固定的平移驱动装置和移动的用于传递平移运动的装置。传动装置被设计成具有可能的最低惯性。
更具体地,根据本发明并且如图1和图2中所示的装置包括能够相对于生产机器平移移动的传动支撑件9。这种平移运动通过例如齿条10和小齿轮10’的系统来获得,其它等同的装置是可能的。优选地,小齿轮10’由第一马达直接或间接驱动,所述马达相对于生产机器固定。支撑件9的平移运动是线性的,以伴随以相同速度在机器中形成的管状产品的运动,并且允许管状产品在沿方向26的管状产品的纵向轴线13的不间断平移运动期间以旋转方式被切割为单独的管。一旦进行了旋转切割,就撤回切割装置,如将在本说明书中稍后解释的,并且将支撑件9返回到起始位置以执行另外的管切割循环。
根据本发明的切割装置还包括:作为驱动装置的第一旋转驱动机构,其特别地由安装在机器上的第二马达16(例如伺服马达)以及滑轮7(例如通过连接到马达16的带14或其它等同装置旋转)形成,滑轮7驱动至少一个驱动传动柱5,所述驱动传动柱5在滑轮7的引导件18中滑动,从而允许其沿着管状产品的轴线13作平移运动。这然后允许将固定到机器的驱动机构14脱离,而旋转驱动的驱动传动柱5与移动组件一起移动。有可能提供若干驱动传动柱5,例如两个传动柱或更多的传动柱,以便稳定切割系统。
驱动传动柱5承载切割头1形式的切割装置,切割头1包括承载切割刀片2的摇臂25,臂25通过枢轴3安装在驱动传动柱5上,从而允许臂和刀片2朝向管的轴线13枢转或远离所述轴线枢转,以便执行从连续生产的管状产品切割单独的管的操作。在切割过程中,管状产品在管状体11中被引导。
该装置包括:作为驱动装置的第二驱动机构15,其在下文中也被定义为致动机构,第二驱动机构15包括安装在机器上的第三致动马达17(例如伺服马达)、致动滑轮8,所述滑轮8由马达17可旋转地驱动,例如借助于带或其他等同装置,所述致动滑轮8旋转地驱动臂25的致动点4。此致动点4被固定到致动杆6,并用于使臂25和切割刀片2按下述方式围绕其枢轴3旋转:致动点4相对于枢轴3偏移,这是由于致动点4相对于枢轴3的相对旋转运动将引起摇臂25围绕轴4旋转,并且因此更靠近(或远离)管13的轴线移动。因为两个滑轮7和8具有与管13的轴线相同的旋转轴,所以致动点相对于枢轴3的相对偏移可以通过滑轮7和8的相对相移来获得。因此,在马达16和17处命令的相移允许切割刀片2通过将其移向轴线13而移动到用于切割管状产品的位置中,或者通过将其移离轴线13(通过简单地改变滑轮7和8的相移和随后的臂25的摇动)而从切割位置撤回。
图2示意性地示出了在切割头1的水平面处的管状产品切割装置。摇臂25安装在枢轴3上,并且在一端支承切割刀片2。臂25的另一端连接到致动点4,并且随着系统旋转,枢轴3将描画圆27,而枢转点4将描画圆28。如上所述,致动点4和枢轴之间的相对相移将具有使臂25旋转的效果,由此,取决于相移的方向,允许刀片2更靠近轴线13以切割管,或允许其远离轴线移动。
根据本发明,切割头工作的方式可以总结如下:
-枢轴和致动点围绕管13的轴线被旋转地驱动。为了实现管与切割刀片2的环形切割,需要这种移动。
-枢轴3和致动点4被分开地控制。
如果它们的相对位置保持恒定,则不存在切割刀片2的径向运动。如果它们的相对位置改变,则产生切割刀片2的径向移动,从而允许在以管状产品的行进速率进行的平移运动期间环形切割单个管。
优选地按如下方式进行切割头调整:
-切割刀片2的初始径向位置(根据管的直径):初始位置根据致动点4和枢轴3之间的相对距离(即,角相移)来调节。
-使用用于致动点4和枢轴3之间的角相移的另一值来调节切割深度。
-可以在任何时候改变切割的开始和结束的角位置,因为枢轴3的角位置和致动点4的角位置在每个时刻都是已知的。因此,相移总是能够被改变。因此,容易使根据本发明的系统适应不同的管直径或厚度。
-驱动传动柱5将线性运动和旋转运动传输到切割头。
-致动轴6传递致动点的相对位置的控制。
-校准套筒12在切割过程中保持管,并使管相对于理论轴线居中。校准套筒12使得能够提供用于切割深度(刀片的径向位置相对于套筒改变)的基准。校准套筒12还可以通过优化套筒12和叶片2之间的轴向间隙来获得更清洁的切割。
元件18至23是导向装置,具体地:
元件18是纵向引导滑轮7中的驱动传动柱5的导向轴承,用于在切割期间驱动传动柱5的纵向运动;
元件19是用于引导驱动传动柱5在管的轴线13上的旋转的引导轴承,
元件20是导向轴承,其引导滑轮7在管的轴线13上的旋转;
元件21是用于引导滑轮8在管的轴线13上的旋转的引导轴承;
元件22是用于引导驱动机构14的导向轴承;
元件23是用于引导致动机构15的导向轴承。
参考标号26指示管状产品的行进方向。
在机器中实施并且根据本发明的方法使得可以在不中断管状产品的形成的情况下切割单独的管,其中单独的管是从管状产品切割而成的。
在根据本发明的方法中,通过执行以下步骤,从具有连续形式并且处于不间断平移运动中的管状产品切割各个管:
-使移动组件进行平移移动,
-驱动具有切割刀片的摇臂,使其进行围绕管状产品的轴线的旋转运动,
-驱动所述致动点以进行旋转运动,
-通过切割头和致动点的旋转相移来致动切割操作的开始和/或结束;
-一旦切割完成,移动组件就返回到起始点。
优选地,平移驱动是通过齿条-小齿轮组件10、10’来实现的,小齿轮被固定到机器并且齿条被固定到移动组件。
根据本发明的方法允许在沿着管状产品的行进轴线的重复序列中参照标记或印迹切割单个印刷的管状本体。
该方法允许在沿轴线13最远下游的位置处非常精确地结束单个管状体的切割。本发明提供了简化将所述管状体转移到位于下游的机构或结构上的操作的优点。
旋转驱动通过经由齿形带作用在滑轮上的马达来实现。
根据该方法,相移还使得能够改变切割刀片上的切割点并且补偿所述刀片的磨损。
本发明的实施例是作为示例给出的,并且不应当被认为是限制性的。在所要求保护的保护的范围内,变化是可能的,特别是通过采用等同的方式。
Claims (14)
1.一种用于从连续的管状产品切割单独的管的装置,该连续的管进行不间断的平移运动并且由生产机器形成,所述装置至少包括:
相对于所述机器固定的框架,
一种组件,所述组件相对于所述框架平移地移动并且支撑以往复线性平移运动和旋转运动驱动的切割头(1),所述切割头包括安装在摇臂(25)上的至少一个切割刀片(2),
第一机构,所述第一机构包括用于驱动所述切割头的往复平移运动的至少一个第一马达,
第二机构,所述第二机构包括用于驱动所述切割头的旋转运动的至少一个第二马达(16),
第三机构,所述第三机构包括至少一个第三马达(17),所述第三马达用于利用所述切割刀片致动所述切割操作的开始和结束,
所述装置的特征在于,所述第一机构、所述第二机构和所述第三机构相对于所述装置的所述框架在所述管状产品的行进方向上固定。
2.根据权利要求1所述的装置,其中所述第三机构(6、8、21、15、23、17)的致动装置相对于所述框架在所述管状产品的行进方向上固定。
3.如前述权利要求中任一项所述的装置,其中,所述切割头的所述摇臂包括至少一个枢轴(3)和致动点(4);所述枢轴通过所述第一机构被驱动为进行往复线性平移运动,并且通过所述第二机构被驱动为进行旋转运动;所述致动点由所述第三机构被驱动为进行旋转运动。
4.如权利要求3所述的装置,包括连接所述枢轴和所述第一机构和所述第二机构的至少一个驱动传动柱(5)。
5.根据权利要求3所述的装置,其中,所述第二机构和所述第三机构之间的旋转相移驱动所述摇臂(25)和所述切割刀片(2)围绕所述枢轴(3)的旋转运动。
6.根据权利要求4所述的装置,其中,所述至少一个驱动传动柱(5)由第二马达(16)驱动以进行旋转运动,所述摇臂和所述切割刀片通过枢轴(3)连接至所述驱动柱。
7.如权利要求1所述的装置,其中,所述第一机构包括齿条-小齿轮组件(10,10’),所述小齿轮(10’)由第一马达驱动。
8.如权利要求6所述的装置,其特征在于,所述至少一个驱动传动柱(5)由所述第二马达(16)经由滑轮(7)和传动带(1)驱动以进行旋转运动。
9.如权利要求3所述的装置,其中,所述致动点(4)由所述第三马达(17)经由滑轮和传动带驱动以进行旋转运动。
10.一种用于从连续管状产品生产单个管的机器,所述机器包括至少一个如前述权利要求之一所述的装置。
11.一种用于使用如权利要求1至9中的任一项所述的装置或使用如权利要求10所述的机器从处于不间断的平移运动中的连续的管状产品切割单独的管的方法,其中:
移动所述组件,该组件支撑切割头,所述切割头被驱动为进行往复线性平移运动和旋转运动,所述切割头包括在摇臂上的至少一个切割刀片,所述至少一个切割刀片能够绕着枢轴自由旋转,所述摇臂包括致动点,
驱动所述致动点进行旋转运动,
通过切割头和致动点的旋转相移来致动切割刀片的切割操作的开始和结束,
使移动组件返回到起点以进行下一切割循环。
12.如权利要求11所述的方法,其特征在于,平移驱动是通过齿条-小齿轮组件实现的。
13.如权利要求11和12中任一项所述的方法,其特征在于,旋转驱动是通过经由齿形带作用在滑轮上的马达来实现的。
14.如权利要求11所述的方法,其中,所述相移使得能够改变所述切割刀片上的切割点并且补偿所述刀片的磨损。
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