CN111391002B - 一种隐式磁耦驱动阵列阀承台切割机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隐式磁耦驱动阵列阀承台切割机，涉及工业设备领域，包括机架、承台、X轴驱动模组、过渡柱、Y轴驱动模组、刀头、阀驱模组、抽风机和控制器，切割机的承台采用由顶板驱动的阀块阵列层、格栅、无纺布组成的复合构造将承台分隔成彼此相对独立开关的吸风格，在承台下方随Y轴驱动模组运动的阀驱模组通过磁力耦合驱动承台中的阀块驱动顶板随动刀头运动，进而控制承台中阀块的气门的开关实现承台中带状局部区域阀块与抽风机的动态选通，将承台的有效吸风截面限制在刀头附近的带状区域，从而以较低的抽风功率实现承台局部区域的负压吸附效果。本发明具有结构简单、制造成本低、负压吸附效果好、噪音小、生产运行耗能低等优点。

Description

一种隐式磁耦驱动阵列阀承台切割机

技术领域

本发明涉及工业设备领域，具体涉及一种隐式磁耦驱动阵列阀承台切割机。

背景技术

在服装、制鞋、家纺等行业，台式切割机广泛被用于切割布料、皮革、皮草等片状柔性材料。为保证柔性片材的切割质量，切割机一般利用抽风机在其承台下方产生的负压吸附效应将片材吸附在承台上，目前软性面材切割设备普遍采用开敞的格栅式承台并在承台下方设有半封闭的腔室，同时在格栅上覆盖透气性软性材料如无纺布，而该腔室的底部通过管道与大功率抽风机连接，切割机的切割刀头可以采用激光、线锯、振动刀等工具，这种设计利用负压吸附力将软性面材吸附在承台上以保证切割加工质量，但形状各异的面材通常不能将格栅承台覆盖严实而造成吸附过程中的漏气。即便面材能够将格栅承台覆盖严实，但面材切割后产生的切缝也将造成漏气而导致负压吸附效果降低。目前的切割机一般将格栅式承台下部的抽气腔室分隔成多个独立的隔仓并分别通过电磁阀与抽风机相连，在切割过程中控制系统根据切割刀头的当前位置动态开启承台下方与刀头邻近的隔仓连通的电磁阀，这种方式可以降低承台在负压吸附中的漏气从而降低抽风机的功率，但因此需要采用的数以百计的电磁阀必然带来控制系统复杂、设备制造和维护成本高、运行噪音大等缺点。

还有一类切割机设计方案采用随切割刀头运动而动态开合的遮罩帘，这种设计在一定程度上减小了切割过程中承台的漏气，有助于减少承台下部的独立隔舱数量，减少了电磁阀和抽风机功率因而降低了设备成本、控制系统复杂度、生产运行噪音和能耗，但是动态开合的遮罩帘设计仍然存在设备结构复杂的缺点。

为解决目前的柔性片材切割设备存在的上述不足，需要一种结构更简单、制造成本更低、负压吸附效果好、噪音低、生产运行耗能少的切割机。

发明内容

本发明实施例提供了一种隐式磁耦驱动阵列阀承台切割机，包括机架、承台、 X轴驱动模组、过渡柱、Y轴驱动模组、刀头、阀驱模组和抽风机。

X轴驱动模组包括X轴导轨、X轴电机、X轴联轴器、X轴主端座、X轴副端座、X轴螺杆和X轴螺纹滑块，X轴主端座和X轴副端座分设于X轴导轨的两端，X轴螺杆的两端分别通过轴承支撑于X轴主端座和X轴副端座上，套设于X轴螺杆上的X轴螺纹滑块可滑动地支撑于X轴导轨上，X轴电机固定于X轴主端座外侧并且电机轴通过X轴联轴器与X轴螺杆的驱动端连接；

Y轴驱动模组包括Y轴底座、Y轴导轨、Y轴电机、Y轴主同步轮、Y轴副同步轮、Y轴同步带、Y轴滑块和刀头法兰板，Y轴导轨固定于Y轴底座上，Y轴同步带环绕分别通过轴承设于Y轴底座两端的Y轴主同步轮和Y轴副同步轮，串接于Y轴同步带的Y轴滑块可滑动地设于Y轴导轨上，Y轴电机设于Y轴底座的一端且与Y轴主同步轮以共轴连接；

承台设于机架上方，X轴驱动模组分两套设于承台下方前后侧，Y轴驱动模组的前后两端分别借助过渡柱支撑于前后两侧的X轴驱动模组各自的X轴螺纹滑块上，刀头通过刀头法兰板设于Y轴滑块上。

进一步地，承台包括承台围板、阀块阵列层、格栅和无纺布，阀块阵列层、格栅和无纺布从下到上依次叠层组成并通过承台底板支撑后由承台围板包绕，阀块阵列层由阀块按二维阵列嵌入在阀块底板上组成，阀块阵列层和承台底板之间形成的集气通道通过集气管与抽风机连接；阀块的平面形状为矩形或正六边形且内部设有单层横向隔板，阀块之间上部横向隔离，球窝形的球堵座和疏气孔分别设于隔板的中部和外侧，阀块底板上设有与上部阀块的球堵座的位置一一对应的喇叭口形气门；球堵是外裹橡胶的铁磁性球体且被局限可游动于球堵座与气门之间。

进一步地，阀驱模组设于承台下方，包括阀驱座、阀驱磁铁、磁耦靴和阀驱顶板，阀驱磁铁嵌设于阀驱座并通过后者分两组分别设于前后两侧的X轴驱动模组的X轴螺纹滑块上，阀驱磁铁的顶端与承台底板之间设有-毫米的间隙。

进一步地，磁耦靴由耦靴导轨、耦靴滑块和耦靴磁铁组成，耦靴磁铁嵌设于滑动地支撑于耦靴导轨上的耦靴滑块中，磁耦靴分两组分别通过各自的耦靴导轨平行设于承台底板的前后侧且其位置设置保证耦靴磁铁与阀驱磁铁以磁力耦合；阀驱顶板沿Y轴方向设置且其前后两端分别支撑于前后磁耦靴的耦靴滑块上，而且阀驱顶板的横截面两侧设有-度的坡角。

进一步地，阀块中球堵座、阀块的横隔板与阀块底板的间距、阀块底板上的气门、球堵的直径以及阀驱顶板与阀块底板的间距设计须保证如下条件：当阀驱模组的阀驱顶板未滑动到某个阀块下方时，后者的球堵在其重力作用下驻留于气门中，此时球堵下缘凸出阀块底板下方的距离应保证当阀驱顶板滑动到该阀块下方时可靠地顶起球堵并使得气门被打开。

进一步地，X轴电机、Y轴电机、刀头、抽风机与控制器相连。

与现有技术相比，本发明实施例能够获得的有益效果如下：本发明中切割机的承台采用由底板、阀块阵列层、格栅层、无纺布层组成的复合构造将承台分隔成彼此相对独立开关的吸风格，阀驱模组随刀头运动对承台中阀块的气门的开关控制可以实现承台中局部区域与抽风机的动态选通，从而将承台的有效吸风截面限制在刀头当前位置附近的有限区域内以减少吸风过程中的漏气，从而以较低的功率实现承台局部区域的负压吸附效果。本发明具有结构简单、制造成本低、负压吸附效果好、噪音小、生产运行耗能低等优点。

附图说明

图1本发明实施例的整体构造示意图。

图2本发明实施例的X轴方向剖视图。

图3本发明实施例的Y轴方向剖视图。

图4是图1中A1处的局部详图。

图5是图2中A2处的局部详图。

图6是图2中A3处的局部详图。

图7是图3中A4处的局部详图。

图8本发明中承台的构造剖面详图。

图中：机架1，承台2，X轴驱动模组3，过渡柱4，Y轴驱动模组5，刀头6，阀驱模组7，抽风机8，控制器9。

承台围板20，阀块阵列层21，格栅22，无纺布23，集气管24，集气通道 25，承台底板210，阀块211，阀块底板212，球堵座2111，疏气孔2112，气门 2113，球堵2114。

X轴导轨31，X轴电机32，X轴联轴器33，X轴主端座34，X轴副端座35， X轴螺杆36，X轴螺纹滑块37。

Y轴底座50,Y轴导轨51,Y轴电机52,Y轴主同步轮53,Y轴副同步轮54, Y轴同步带55,Y轴滑块56,刀头法兰板57。

阀驱座71，阀驱磁铁72,磁耦靴73，阀驱顶板74。

耦靴导轨731，耦靴滑块732，耦靴磁铁733。

柔性面材100。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

本发明实施例参阅图1-8，本实施例包括机架1、承台2、X轴驱动模组3、过渡柱4、Y轴驱动模组5、刀头6、阀驱模组7、抽风机8和控制器9。

X轴驱动模组3包括X轴导轨31、X轴电机32、X轴联轴器33、X轴主端座 34、X轴副端座35、X轴螺杆36和X轴螺纹滑块37，X轴主端座34和X轴副端座35分设于X轴导轨31的两端，X轴螺杆36的两端分别通过轴承支撑于X轴主端座34和X轴副端座35上，套设于X轴螺杆36上的X轴螺纹滑块37可滑动地支撑于X轴导轨31上，X轴电机32固定于X轴主端座34外侧并且电机轴通过X轴联轴器33与X轴螺杆36的驱动端连接；

Y轴驱动模组5包括Y轴底座50、Y轴导轨51、Y轴电机52、Y轴主同步轮 53、Y轴副同步轮54、Y轴同步带55、Y轴滑块56和刀头法兰板57，Y轴导轨 51固定于Y轴底座50上，Y轴同步带55环绕分别通过轴承设于Y轴底座50两端的Y轴主同步轮53和Y轴副同步轮54，串接于Y轴同步带55的Y轴滑块56 可滑动地设于Y轴导轨51上，Y轴电机52设于Y轴底座50的一端且与Y轴主同步轮53以共轴连接；

承台2设于机架1上方，X轴驱动模组3分两套设于承台2下方前后侧，Y 轴驱动模组5的前后两端分别借助过渡柱4支撑于前后两侧的X轴驱动模组3 各自的X轴螺纹滑块37上，刀头6通过刀头法兰板57设于Y轴滑块56上。

承台2包括承台围板20、阀块阵列层21、格栅22和无纺布23，阀块阵列层21、格栅22和无纺布23从下到上依次叠层组成并通过承台底板210支撑后由承台围板20包绕，阀块阵列层21由阀块211按二维阵列嵌入在阀块底板212 上组成，阀块阵列层21和承台底板210之间形成的集气通道25通过集气管24 与抽风机8连接；阀块211的平面形状为矩形或正六边形且内部设有单层横向隔板，阀块之间上部横向隔离，球窝形的球堵座2111和疏气孔2112分别设于隔板的中部和外侧，阀块底板212上设有与上部阀块211的球堵座2111的位置一一对应的喇叭口形气门2113；球堵2114是外裹橡胶的铁磁性球体且被局限可游动于球堵座2111与气门2113之间。

阀驱模组7设于承台2下方，包括阀驱座71、阀驱磁铁72、磁耦靴73和阀驱顶板74，阀驱磁铁72嵌设于阀驱座71并通过后者分两组分别设于前后两侧的X轴驱动模组3的X轴螺纹滑块37上，阀驱磁铁72的顶端与承台底板210 之间设有3-10毫米的间隙。

磁耦靴73由耦靴导轨731、耦靴滑块732和耦靴磁铁733组成，耦靴磁铁 733嵌设于滑动地支撑于耦靴导轨731上的耦靴滑块732中，磁耦靴73分两组分别通过各自的耦靴导轨731平行设于承台底板210的前后侧且其位置设置保证耦靴磁铁733与阀驱磁铁72以磁力耦合；阀驱顶板74沿Y轴方向设置且其前后两端分别支撑于前后磁耦靴73的耦靴滑块732上，而且阀驱顶板74的横截面两侧设有5-10度的坡角。

阀块211中球堵座2111、阀块的横隔板与阀块底板212的间距、阀块底板 212上的气门2113、球堵2114的直径以及阀驱顶板74与阀块底板212的间距设计须保证如下条件：

当阀驱模组7的阀驱顶板74未滑动到某个阀块211下方时，后者的球堵2114 在其重力作用下驻留于气门2113中，此时球堵2114下缘凸出阀块底板212下方的距离应保证当阀驱顶板74滑动到该阀块下方时可靠地顶起球堵2114并使得气门2113被打开。

X轴电机32、Y轴电机52、刀头6、抽风机8与控制器9相连。

在上述实施例的构造中，X轴驱动模组3和Y轴驱动模组5可以采用标准件或定制件，刀头6根据需要可以采用激光切割头、线锯或振动刀头等标准件或定制件，控制器9可选用通用或专用的控制器平台开发制作，格栅22和阀驱座71 采用非导磁性铝合金制作，承台底板210和阀驱顶板74采用钢材制作，阀驱磁铁72和耦靴磁铁733采用永磁材料制作；球堵2114可采用铁磁性材料制作的圆球外裹橡胶做成，阀块211的本体可以采用工程塑料或非导磁性铝合金铸造，其他部件采用金属材料制作或采用定制件。

设备的工作过程如下：

参阅图1-8，在生产操作时，将柔性面材100展平铺在承台2上即可开始切割加工。此时抽风机8也开始抽风，承台2上方的空气通过面材100、无纺布23、格栅22、阀块阵列层21被吸入承台2底部的集气通道25并汇集到集气管24而被抽风机8抽走，从而在面材100与承台2之间产生负压而将面材吸附贴合在承台2上以避免面材在切割过程中发生移动。在加工过程中，阀驱模组7的阀驱磁铁72随刀头运动并通过磁力耦合带动磁耦靴73驱动阀驱顶板74随动刀头运动时，承台2中在刀头附近的阀块211中的球堵2114被阀驱模组7的阀驱顶板74 顶起而开启气门2113，此处阀块的上部通过疏气孔2112、气门2113与集气通道 25相通，此处穿越承台向下的空气流速最大，所以承台2上在刀头附近的带状局部区域的负压吸附力也最大，而承台2中远离刀头的阀块211中的球堵2114 在重力作用下驻留在气门2113中而堵塞气流通道，如此一来，承台2上的负压吸附主要局限于刀头附近正在被切割的带状区域，因此可以大幅降低抽风机的抽风功率能耗。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (3)

1.一种隐式磁耦驱动阵列阀承台切割机，其特征在于：包括机架（1）、承台（2）、X轴驱动模组（3）、过渡柱（4）、Y轴驱动模组（5）、刀头（6）、阀驱模组（7）和抽风机（8）；

承台（2）设于机架（1）上方，X轴驱动模组（3）分两套设于承台（2）下方前后侧，Y轴驱动模组（5）的前后两端分别借助过渡柱（4）支撑于前后两侧的X轴驱动模组（3）内各自的X轴螺纹滑块（37）上并通过X轴驱动模组（3）实现其X轴方向水平往复移动，刀头（6）通过Y轴驱动模组（5）内的刀头法兰板（57）设于Y轴驱动模组（5）内的Y轴滑块（56）上，刀头（6）能够通过Y轴驱动模组（5）实现Y轴方向水平往复移动；

承台（2）包括承台围板（20）、阀块阵列层（21）、格栅（22）和无纺布（23），阀块阵列层（21）、格栅（22）和无纺布（23）从下到上依次叠层组成并通过承台底板（210）支撑后由承台围板（20）包绕，阀块阵列层（21）由阀块（211）按二维阵列嵌入在阀块底板（212）上组成，阀块阵列层（21）和承台底板（210）之间形成的集气通道（25）通过集气管（24）与抽风机（8）连接；阀块（211）的平面形状为矩形或正六边形且内部设有单层横向隔板，阀块之间上部横向隔离，球窝形的球堵座（2111）和疏气孔（2112）分别设于隔板的中部和外侧，阀块底板（212）上设有与上部阀块（211）的球堵座（2111）的位置一一对应的喇叭口形气门（2113）；球堵（2114）是外裹橡胶的铁磁性球体且被局限可游动于球堵座（2111）与气门（2113）之间；

阀驱模组（7）设于承台（2）下方，包括阀驱座（71）、阀驱磁铁（72）、磁耦靴（73）和阀驱顶板（74），阀驱磁铁（72）嵌设于阀驱座（71）并通过后者分两组分别设于前后两侧的X轴驱动模组（3）的X轴螺纹滑块（37）上，阀驱磁铁（72）的顶端与承台底板（210）之间设有3-10毫米的间隙；

磁耦靴（73）由耦靴导轨（731）、耦靴滑块（732）和耦靴磁铁（733）组成，耦靴磁铁（733）嵌设于滑动地支撑于耦靴导轨（731）上的耦靴滑块（732）中，磁耦靴（73）分两组分别通过各自的耦靴导轨（731）平行设于承台底板（210）的前后侧且其位置设置保证耦靴磁铁（733）与阀驱磁铁（72）以磁力耦合；阀驱顶板（74）沿Y轴方向设置且其前后两端分别支撑于前后磁耦靴（73）的耦靴滑块（732）上，而且阀驱顶板（74）的横截面两侧设有5-10度的坡角；

X轴驱动模组（3）包括X轴导轨（31）、X轴电机（32）、X轴联轴器（33）、X轴主端座（34）、X轴副端座（35）、X轴螺杆（36）和X轴螺纹滑块（37），X轴主端座（34）和X轴副端座（35）分设于X轴导轨（31）的两端，X轴螺杆（36）的两端分别通过轴承支撑于X轴主端座（34）和X轴副端座（35）上，套设于X轴螺杆（36）上的X轴螺纹滑块（37）可滑动地支撑于X轴导轨（31）上，X轴电机（32）固定于X轴主端座（34）外侧并且电机轴通过X轴联轴器（33）与X轴螺杆（36）的驱动端连接；

阀块（211）中球堵座（2111）、阀块的横隔板与阀块底板（212）的间距、阀块底板（212）上的气门（2113）、球堵（2114）的直径以及阀驱顶板（74）与阀块底板（212）的间距设计须保证如下条件：

当阀驱模组（7）的阀驱顶板（74）未滑动到阀块（211）下方时，后者的球堵（2114）在其重力作用下驻留于气门（2113）中，此时球堵（2114）下缘凸出阀块底板（212）下方的距离应保证当阀驱顶板（74）滑动到该阀块下方时可靠地顶起球堵（2114）并使得气门（2113）被打开。

2.根据权利要求1所述的一种隐式磁耦驱动阵列阀承台切割机，其特征在于：Y轴驱动模组（5）包括Y轴底座（50）、Y轴导轨（51）、Y轴电机（52）、Y轴主同步轮（53）、Y轴副同步轮（54）、Y轴同步带（55）、Y轴滑块（56）和刀头法兰板（57），Y轴导轨（51）固定于Y轴底座（50）上，Y轴同步带（55）环绕分别通过轴承设于Y轴底座（50）两端的Y轴主同步轮（53）和Y轴副同步轮（54），串接于Y轴同步带（55）的Y轴滑块（56）可滑动地设于Y轴导轨（51）上，Y轴电机（52）设于Y轴底座（50）的一端且与Y轴主同步轮（53）以共轴连接。

3.根据权利要求2所述的一种隐式磁耦驱动阵列阀承台切割机，其特征在于：X轴电机（32）、Y轴电机（52）、刀头（6）、抽风机（8）与控制器（9）相连。