CN111283789A - 环形切割系统及具有该环形切割系统的全自动泡沫薄切机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环形切割系统及具有该环形切割系统的全自动泡沫薄切机。该环形切割系统包括带刀支架、安装于带刀支架上的环形带刀装置、带刀运行精度控制装置以及点动进料控制装置；环形带刀装置利用带刀切割材料，带刀运行精度控制装置用于控制切割时的带刀稳定性和精度，点动进料控制装置用于控制带刀切割刃的切割位置。本发明的环形切割系统采用连续运转的环形带刀装置对材料进行切割，并且在切割过程中可调节环形带刀装置的运行速度、切割刃切割角度，切片均匀且可切片厚度可调，切割面光滑平整，通过带刀运行精度控制装置对带刀运行稳定性和精度进行控制，实现精确匀速匀厚切割，本发明提供的全自动泡沫薄切机尤其适用PMI泡沫件的薄切。

Description

环形切割系统及具有该环形切割系统的全自动泡沫薄切机

技术领域

本发明涉及材料切割装置，尤其涉及环形切割系统及具有该环形切割系统的全自动泡沫薄切机。

背景技术

具有一定厚度和硬度的材料在应用于具体产品或结构时，往往需要先对其按规格切割成片或成条。如硬质泡沫(例如聚甲基丙烯酰亚胺泡沫，以下简称PMI泡沫)，因其分子量大且硬度好，是目前综合性能最优的新型高分子结构泡沫材料，具有轻质、高强、耐高/低温等特点，但在应用于航空芯材等领域时，往往需要先将其切割成具有特定层厚度的泡沫片，

通常情况下，厚泡沫块通过锯条往复锯切以切割成片，但泡沫块硬度大，采用锯切会产生大量泡沫渣，并且会导致切割面不平整，而且由锯条与泡沫块之间的摩擦力大，刀具的损耗大。此外，现有的切割装置无法实现泡沫材料的切割尺寸的精确调节和控制，切割效率低，难以满足薄切泡沫片材的利用需求。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种环形切割系统及具有该环形切割系统的全自动泡沫薄切机，该环形切割系统采用环形带刀装置连续平稳地实现材料薄切，并且可以随时调节带刀与材料的切割面之间的相对夹角和相对距离。整个设备结构简单、操作控制方便，极大地提高了切割效率，刀具磨损小，更换频率低。

具体的，本发明提供的环形切割系统，其包括带刀支架、均安装于所述带刀支架上的环形带刀装置、带刀运行精度控制装置以及点动进料控制装置；

其中环形带刀装置利用带刀进行切割，所述带刀运行精度控制装置用于控制切割时的带刀稳定性和精度，所述点动进料控制装置用于控制带刀切割刃的切割位置。

本发明的环形切割系统其采用连续运转的环形带刀装置进行材料切割，尤其可应用于对泡沫件(例如PMI泡沫件)的切割，并且在切割过程中可根据泡沫件厚度、送料速度调整环形带刀装置的运行速度、切割刃切割角度，切片均匀且可切片厚度可调，并且切割面光滑平整，切割过程碎屑少，环保健康，切割快速且高效。

进一步的，所述环形带刀装置还包括主动带轮、从动带轮，所述带刀绕设于该主动带轮以及从动带轮上。

随着主动带轮的转动，带刀被主动带轮驱动，同时带刀拉动从动带轮转动，由此共同形成环形带刀运动系统。在张紧力的作用下，主从动带轮与带刀之间分别存在着一定的摩擦力，同时，带刀位于主动带轮和从动带轮之间的部分近似处于水平面内。具体的，主动带动可采用变频电机驱动。

进一步的，环形带刀装置其采用的带刀长度为3-20米，例如8米、10 米。在实际应用中，带刀刀长根据需要切割的材料长度来限定。长的带刀可以保证切割速度并降低切割阻力，同时还能避开带刀接缝处的抖动。具体的，带刀为钢制带刀。

进一步的，所述带刀运行精度控制装置包括用于防止带刀偏移的定位机构和/或防止带刀抖动的夹刀机构。

通过定位机构和夹刀机构的设置，能从带刀运行方向的上下左右前后方位对带刀防偏移和/或抖动控制，保证带刀运行的稳定性和切割时的切割精度。

进一步的，所述定位机构包括成对设置的定位件，成对的所述定位件分设于所述带刀的切割刃侧和与该切割刃侧相对的背侧。

具体的，所述定位件为定位轮或定位板，若为定位轮结构，该定位轮的轮轴垂直于带刀运行平面设置。

进一步的，所述夹刀机构包括有夹刀座，设于所述夹刀座上的挡刀定位板，该挡刀定位板上设置有与所述带刀切割刃接触的挡刀件，和/或设于所述夹刀座上的顶刀件，该顶刀件与所述挡刀件分设于所述带刀运行方向的两侧，和/或设于夹刀座上的夹刀板，该夹刀板具有用于夹持带刀以防止带刀在运行方向上抖动的夹缝。

作为夹刀板的具体实施方式之一，其可包括成对设置于夹刀座上的第一夹刀板和第二夹刀板，两夹刀板之间形成夹持带刀的夹缝，从而防止带刀在运行过程中的抖动。

当然，在具体实施过程中，在带刀运行路径中可以对夹刀板的设置位置和数量进行适应性的改变，夹刀板不限于两块以上，也可以一块整板，其上设有夹缝。

而挡刀件在带刀运行过程中可控制并防止带刀的位移偏转，从而保证带刀处于近似平面的状态。具体的，该挡刀件可以为挡刀轮或挡刀板。

成对定位件的设置能固定带刀，以控制并防止带刀沿泡沫件运行方向的偏移。具体的，定位件可以为定位轮或定位板。

进一步的，所述带刀运行精度控制装置还包括有带刀调节机构，该带刀调节机构包括角度调节杆，所述角度调节杆一端与用于安装所述带刀支架的机架铰接，另一端与所述带刀支架铰接。

通过角度调节杆调节带刀支架相对于机架的倾斜角度，从而实现带刀整体倾斜角度的变化，保证切割刃与厚度不断变化的泡沫件能刚好接触，以实现不间断匀速匀厚切割。

进一步的，所述带刀运行精度控制装置还包括有带刀收紧机构，其用于放松和收紧带刀。

进一步的，所述带刀运行精度控制装置还包括带轮仰角张力调节机构，用于实现带轮的可变角度控制，从而调节两带轮的仰角张力。

进一步的，所述带刀运行精度控制装置还包括用于控制磨刀角度的精磨刀机构和/或粗磨刀机构；

所述精磨刀机构包括成对设置的上精磨轮和下精磨轮；

所述粗磨刀机构包括成对设置的上粗磨轮和下粗磨轮。

精磨刀机构和粗磨刀机构是各自独立控制的，具体的，各磨轮均采用金刚石砂轮，并且采用不对称刃角切削。高速运动的钢制带刀与高速运动的金刚石砂轮接触，钢制带刀的切割刃刃面会被磨削成光滑曲面，从而与钢制带刀背面形成较小角度的锋利刃口，满足切割厚薄均匀泡沫片的要求。

具体的，各磨轮分别通过独立的磨刀电机驱动，且具体的，所述磨刀电机安装于电机安装板上。精磨轮与粗磨轮的砂轮目数、转速、硬度不同。

进一步的，所述精磨刀机构和粗磨刀机构均包括用于控制磨轮位置移动的位置调节机构。

特别的，所述精磨刀机构和粗磨刀机构各自均包括用于调节成对的精磨轮之间和成对的粗磨轮之间相对垂直距离的第一位置调节机构，以此实现磨轮与带刀之间间隙的调节，以及均包括用于调节粗磨轮与精磨轮之间相对距离的第二位置调节机构，以实现对带刀打磨段的调节。

实际应用中，为精确控制各磨轮的移动位置，可以通过位置传感器进行位置感测。

进一步的，所述点动进料控制装置包括传感器装置，该传感器装置用于感测运行中的带刀接缝位置，以控制带刀切割刃的切割位置，从而避开该带刀接缝在泡沫件一次完整切割过程中处于切割面内，从而避免接缝在泡沫切片上产生不必要的切痕。

进一步的，点动进料控制装置还包括控制电路板，其用于控制环形带刀装置的主动带轮的运行速度和/或泡沫件的送料速度，实现带刀运行与泡沫件运行速度与位置的配合，以避开带刀接缝在泡沫件切割面上留下切痕。

具体的，该传感器装置可以但不限于为红外传感器。

本发明还提供一种全自动泡沫薄切机，其包括前述提及的环形切割系统，还包括泡沫进给机构以及控制柜。所述泡沫进给机构送进带切割的泡沫件，所述控制柜控制对环形切割系统和泡沫进给机构。

相较于现有技术，本发明的环形切割系统及具有该环形切割系统的全自动泡沫薄切机具有如下优点：

环形切割系统采用环形带刀装置，带刀在主从动带轮的带动下稳定运转，既能保证切割速度，又能降低切割阻力，采用长带刀切割，能避开带刀接缝处的抖动；

通过带刀运行精度控制装置全方位地对带刀进行运行稳定性和精度的控制，避免带刀产生任何不必要的抖动或偏移，进一步提高了切割稳定性和均匀性，同时环形带刀装置其整体倾斜角度可调，保证了切割刃与待切割材料的合适接触，提高了切割精度；

此外，采用独立可控的精磨刀机构和粗磨刀机构对带刀磨刀角度进行控制，保证合适的磨刀角度，降低刀具在切割过程中的钝化磨损，提高了切割速度和切割质量，降低了刀具的更换频率与，也实现了整个切割过程的平稳运行，泡沫件切割面光滑平整；

全自动泡沫薄切机切割精度高，运行稳定，尤其可适用于PMI泡沫的切割,可切出厚度在0.04-5毫米内的泡沫薄片。

附图说明

图1为本发明环形切割系统的结构示意图；

图2为图1中A处放大示意图；

图3为本发明环形切割系统另一角度下的结构示意图；

图4为本发明的全自动泡沫薄切机一角度下的结构示意图；

图5为图1中B处放大示意图；

图6为图1中C处放大示意图；

图7为本发明的全自动泡沫薄切机的一角度下的结构示意图；

图8为本发明的全自动泡沫薄切机的另一角度下的结构示意图；

附图图示说明：

1、环形切割系统；2、泡沫进给机构；3、机架；10、控制柜；11、主动带轮；12、从动带轮；13、带刀；14、带刀支架；15、夹刀座；16、挡刀定位板；161、挡刀件；111、导向轮；112、带轮支架；113、张紧丝杆； 101、上精磨轮；102、下精磨轮；103、上粗磨轮；104、下粗磨轮；105、第一定位轮；106、第二定位轮；107、吸尘板；131、角度调节杆；20、泡沫件；21、送料基座；22、预热装置；23、第一导柱；24、滑动套筒；25、减速电机；26、导向滑轨；27、滚珠丝杆；28、驱动电机；211、第一活动底座；212、第二活动底座。

具体实施方式

为了更好地理解和实施，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。

实施例1

结合图1图示，本发明提供的环形切割系统1其包括带刀支架14、安装于该带刀支架14上的环形带刀装置、带刀运行精度控制装置和点动进料控制装置。环形带刀装置具体包括安装于该带刀支架上的主动带轮11和从动带轮12、绕设于主从带轮上的带刀13、若干导向带刀的导向轮111，以及设于带刀13运行平面上下两侧的吸尘板107，导向轮111沿带刀13运行方向均匀布置。

本发明的带刀运行精度控制装置包括定位机构和夹刀机构。定位机构如图1和2图示，包括成对的定位件。本实施例中，该成对的定位件包括分设于带刀13运行平面左右两侧的第二定位轮106和第一定位轮105。本实施例中定位机构沿带刀13运行方向设置有两组，但不限于两组。

夹刀机构如图2图示，其包括夹刀座15，该夹刀座15上设有上下两块夹刀板，两夹刀板之间形成夹持带刀13的夹缝，夹刀座15上还设有挡刀定位板16以及设于该挡刀定位板16上的挡刀件161，该挡刀件161具体设于带刀13的切割刃侧。本实施例中，挡刀件161为挡刀轮，当然，也可为挡刀板。在此基础上，夹刀机构还包括顶刀件，该顶刀件同样设置于夹刀座15上，该顶刀件设置于带刀13的背侧，即切割刃的相对侧。

夹刀机构和定位机构的设置从带刀运行方向的上下左右前后全方位地对带刀进行控制，实现带刀运行的稳定性和精度控制。

为适应材料厚度变化和切片厚度变化，带刀运行精度控制装置还包括有带刀调节机构，如图3-4图示，该带刀调节机构包括与带刀支架14铰接的角度调节杆131，该角度调节杆131还铰接于用于安装带刀支架14的机架3上，由此通过对带刀支架14的倾斜度调整实现对环形带刀装置整体倾斜角度的调整。前述提及的吸尘板107、导向轮111、带刀运行精度控制装置等均通过相应的固定板设于带刀支架14上。

进一步的，带刀运行精度控制装置还包括带刀收紧机构，其用于收紧和放松带刀，如图1图示，包括带轮支架112以及张紧丝杆113，该张紧丝杆113通过张紧螺母与所述带轮支架112连接。当然，为更完整地实现对带刀运行稳定性和精度控制，该带刀运行精度控制装置还包括带轮仰角张力调节机构，用于实现带轮的可变角度控制，从而调节两带轮的仰角张力。

带刀运行精度控制装置还包括精磨刀机构和粗磨刀机构，结合图5图示，其示意的是精磨刀机构，具体包括分设于带刀13运行平面上下两侧的上精磨轮101和下精磨轮102；结合图6图示，其示意的是粗磨刀机构，具体包括分设于带刀13运行平面上下两侧的上粗磨轮103和下粗磨轮104，为控制带刀13的切割刃角打磨质量，两精磨轮和两粗磨轮各自对应设有独立的位置调节机构，以单独可控地方式实现对各磨轮的位置调节。

两精磨轮和两粗磨轮各自均通过独立的磨刀电机单独驱动，磨刀电机安装于电机安装板上；本实施例中，所述精磨刀机构和粗磨刀机构均包括用于控制磨轮位置移动的位置调节机构，具体的，所述精磨刀机构和粗磨刀机构各自均包括用于调节成对的精磨轮之间和成对的粗磨轮之间相对垂直距离的第一位置调节机构，以此实现磨轮与带刀之间间隙的调节，以及均包括用于调节粗磨轮与精磨轮之间相对距离的第二位置调节机构；结合本实施例1的图示方位，第一位置调节机构和第二位置调节机构可采用伺服电机驱动丝杆以带动电机安装板位置移动的结构。

点动进料控制装置包括用于感测带刀接缝运行位置的传感器装置，本实施例中具体采用红外传感器，点动进料控制装置还包括控制电路板，其用于根据带刀接缝位置控制带刀切割刃侧与待切割材料的接触位置。该控制电路板可与驱动主动带轮的变频电机和驱动送料基座送料的减速电机控制连接并进行控制配合。

本发明提供的环形切割系统在带刀运行时，带刀运行精度控制装置能从带刀运行方向的前后上下左右对带刀进行防偏移和防抖动控制，保证带刀运行的稳定性和精度。

具体为：设于夹刀座15上的两夹刀板固定带刀13，防止带刀13上下抖动，设于带刀支架14上的成对定位件在前后方向上固定带刀13，防止带刀13偏移，以及相对设置挡刀件和顶刀件的设置防止带刀往后和往前的偏移。

实施例2

本发明提供的全自动泡沫薄切机，如图7-8图示，包括机架3、设置于机架3上的具有如实施例1所述的环形切割系统1、泡沫进给机构2，还包括控制柜10。

进一步的，如图7-8图示，全自动泡沫薄切机其泡沫进给机构2包括送料基座21以及驱动该送料基座21移动的驱动装置；具体的，该送料基座21上具有真空吸附端，形成真空吸附工作台，用以吸附并定位置于该送料基座 21上的泡沫件20；为方便具有较高厚度和硬度的泡沫件的切割，在该送料基座21上方设有预热装置22，该预热装置22包括若干并列设置的红外线发热管。在此基础上，作为辅助的，还可以设置加湿装置，以对泡沫件加湿软化。

驱动送料基座21移动的驱动装置包括第一驱动机构，如图2图示，所述升降驱动结构包括通过若干固定支架与所述送料基座21固定的第二活动底座212、与该第二活动底座212连接的第一导柱23、以及与该第一导柱 23连接的且设于所述第二活动底座212下方的第一活动底座211、与所述第一导柱23螺纹连接的滑动套筒24，该滑动套筒24通过减速电机25驱动转动，由此带动第二活动底座212和第一活动底座211的位置移动，实现对送料基座21移动位置的调节，机架3上还设有位移定位光栅。通过精密丝杆、伺服电机和定位光栅的配合控制送料基座的每次位移，让每一次移动误差达到μ级，再配合带刀运行精度控制装置，稳定控制泡沫件的切割精度和表面光洁度。

驱动送料基座21移动的驱动装置还包括第二驱动机构，进一步的参见图2图示，该第二驱动机构包括与第一活动底座211通过滑座(图中未加以附图标记)连接的滚珠丝杆27以及驱动该滚珠丝杆27转动的驱动电机 28，特别地，该第二驱动机构还包括设于机架3底座上的导向滑轨26以及设于该第一活动底座211上的且与该导向滑轨26滑动配合的导向滑块。

本发明的全自动泡沫薄切机其工作过程如下：

首先，启动变频电机，驱动主动带轮11转动，带刀13在主动带轮11 带动下开始逆时针转动，通过第一位置调节机构和第二位置调节机构调节各磨轮的位置，使各磨轮接触带刀13的切割刃并开始磨刀，以磨出合适的切割刃角；

待切割刃磨锋利后，把泡沫件20放置在送料基座21上的合适位置，启动抽真空设备，真空吸附端吸附固定泡沫件20；

启动减速电机25，调节送料基座21的位置，使泡沫件20切割面(也即上表面)和切割刃刚好接触；

开始切割时，泡沫件20上方的预热装置22通电，开始加热软化泡沫件20，达到设定温度后，送料基座21在滚珠丝杆27带动下向靠近切割刃方向运动，完成一次切割后送料基座21返回，根据设定的切割厚度将送料基座21移动到规定位置，根据位移定位光栅读数精确校正高度误差，然后送料基座21在滚珠丝杆27的带动下重又向靠近切割刃方向运动，开始下一次切割；必要时开启加湿装置加湿软化泡沫件；

在带刀13运行中，点动进料控制装置的传感器装置感测带刀接缝运行位置，并通过控制电路板控制带刀切割刃的切割位置，避免带刀接缝在泡沫件切割面上留下切痕。

本发明的环形切割系统及全自动泡沫薄切机切割运行稳定，带刀可调可控，运行稳定性和精度能得到全方位的有效控制，尤其适合薄切要求，切片厚度可在0.04-5毫米内。

当然，本发明所公开的全自动泡沫薄切机其环形切割系统1和泡沫进给机构2的布置位置不限于本实施例所限定的位置；例如，环形切割系统1 和泡沫进给机构2位置可以对调，或者两者也可以侧向布置，任何可能的布置方式均可。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.环形切割系统，其特征在于，包括带刀支架(14)、安装于所述带刀支架(14)上的环形带刀装置、带刀运行精度控制装置以及点动进料控制装置；

其中环形带刀装置利用带刀(13)进行切割，所述带刀运行精度控制装置用于控制切割时带刀(13)的稳定性和精度，所述点动进料控制装置用于控制带刀(13)切割刃的切割位置。

2.根据权利要求1所述的环形切割系统，其特征在于，所述环形带刀装置还包括主动带轮(11)、从动带轮(12)，所述带刀绕设于该主动带轮(11)以及从动带轮(12)上。

3.根据权利要求2所述的环形切割系统，其特征在于，所述带刀运行精度控制装置包括防止带刀偏移的定位机构和/或防止带刀抖动的夹刀机构。

4.根据权利要求3所述的环形切割系统，其特征在于，所述定位机构包括成对设置的定位件，成对的所述定位件分设于所述带刀的(13)切割刃侧和与该切割刃侧相对的背侧。

5.根据权利要求3或4所述的环形切割系统，其特征在于，所述夹刀机构包括有夹刀座(15)，设于所述夹刀座(15)上的挡刀定位板(16)，该挡刀定位板(16)上设置有与所述带刀(13)的切割刃接触的挡刀件(161)，和/或设于所述夹刀座(15)上的顶刀件，该顶刀件设置于与所述带刀(13)切割刃侧相对的背侧，和/或设于夹刀座(15)上的夹刀板，该夹刀板具有用于夹持带刀(13)以防止带刀(13)抖动的夹缝。

6.根据权利要求5所述的环形切割系统，其特征在于，所述带刀运行精度控制装置还包括有带刀调节机构，该带刀调节机构包括角度调节杆(131)，所述角度调节杆(131)一端与用于安装带刀支架(14)的机架铰接，另一端与所述带刀支架(14)铰接。

7.根据权利要求6所述的环形切割系统，其特征在于，所述带刀运行精度控制装置还包括用于控制磨刀角度的精磨刀机构和/或粗磨刀机构；

所述精磨刀机构包括成对设置的上精磨轮(101)和下精磨轮(102)；

所述粗磨刀机构包括成对设置的上粗磨轮(103)和下粗磨轮(104)。

8.根据权利要求7所述的环形切割系统，其特征在于，所述精磨刀机构和粗磨刀机构均包括用于控制磨轮位置移动的位置调节机构。

9.根据权利要求6-8中任一项所述的环形切割系统，其特征在于，所述点动进料控制装置包括传感器装置，该传感器装置用于感测运行中的带刀接缝位置。

10.一种全自动泡沫薄切机，其包括权利要求1-9中任一项所述的环形切割系统。

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