CN1117420A - 经改进的用于逐张切割半刚性纸张，特别是切割纸板的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种逐张切割半刚性纸张(21)，特别是切割瓦楞纸板的装置(4)，它包括一个固定在夹具板(10)上长度为1的切割工具(16)、一个支撑圆筒(9)、使纸张在夹具板(10)上定位和把纸张送到圆筒下面的起动设备(8)、驱动夹具板(10)作往复运动的双向旋转他激伺服电机(11)、驱动起动设备的另一电机，测定纸张预定部分位置的测位系统(26)、支撑圆筒旋转控制设备(23)和装有工作参数输入设备(25)的操纵电路(24)，可以对该电路进行编程，因此能修正纸张预定部分的理论位置和实际位置之偏差，并能防止切割机的部件过早磨损。

Description

经改进的用于逐张切割半刚性 纸张，特别是切割纸板的装置
本发明涉及的是逐张切割半刚性纸张，特别是切割纸板，尤其是切割瓦楞纸板的装置。更准确地说，涉及的是改进了的装置，该装置根据待切割纸张的规格和机器的运动状况以最佳的速度进行切割。
半刚性纸张，尤其是瓦楞纸板的切割是在传统的切割机上由切
割工具和支撑面完成的。切割工具包括与支撑面垂直的刀片或刀管，而纸张在支撑面和切割工具之间受压，以便刀管传送纸张并完成相应的切割。
在第一种切割机中，切割工具平贴在夹具板上，支撑面为平的表面。在这种情况下，通过支撑面对夹具板的作用完成切割，而待切割的纸张则位于该夹具板上。在这种切割机中所加的压力是很高的，它可以高达几千牛顿。
在第二种切割机中，切割工具装在一个圆筒的周边上，支撑面本身是圆筒表面。在将纸张送入两个受驱动作旋转运动的圆筒之间时进行切割。因为沿着两个圆筒之间的切线作线性切割，所以所加的压力较小。但是为了使切割工具与圆筒的外表面配合，该切割工具的成形是很精密的。此外，由于切割刀管是径向安装的，当待切割的纸张很厚时就会出现一些问题，两个相邻刀管的上部和下部之间的周边就有距离误差。
根据第三种切割机，例如美国专利US3765286所公开的切割机，把切割工具装在夹具板上，而支撑面是圆筒表面。这种特有的配置可以解决前两种缺陷。但是在这种情况下，必然会引起夹具板往-返地作往复运动，这就可能一张接一张地把每一张纸从支撑圆筒上或下由待切割纸张的位置移动到已切割纸张的排放位置上。此外，由于待切割纸张来自前一个设备，即或来自印刷机，或来自续页机，所以切割机还有供应设备，当支撑圆筒向下移动时，该供应设备准确地将所述纸张送到切割工具上。因此，一方面必须将纸张准确地装在切割工具上，另一方面在支撑圆筒下通过时不应使纸张有滑动的可能。在文件FR.2527573中，供应设备由两个纸张传送系统构成。第一个系统为传送箱，它接收从上游机器(例如该机器可以是续页机或印刷机)送来的纸张。它的速纺等于这些机器的恒定线速设。第二个系统为起动箱，它接收从传送箱送来的纸张并将该纸张送入夹具板和支撑圆筒之间。因此它们的初始速率等于传送箱的速率，然后它使纸张加速，以便使纸张的速率等于支撑圆筒的速率，支撑圆筒具有与夹具板相同的加速规律。
在已知的第三种切割机中，支撑圆筒、上面固定着切割工的夹具板的运动系统以及供应设备的移动均是靠连接所有切割机组件的凸轮、齿轮和齿板获得的，这就可以保证这些组件系统准确无误地同步动作。
人们知道在一些情况下，这种切割机的运行始终为重复动作，基本上不需要变动建造者所提供的机构，尤其是根据切割机的最大规格所确定的夹具板的移动行程是不变的。如果不能根据纸张的规格使切割机的生产速度达到最佳，这就构成了不足。此外，由机械系统所提供的运动是按照夹具板在往-返行程中的运动规律是相同的这一原则进行的，所以这对生产造成了不利影响。
第三种切割机所遇到的另一个问题是：根据文献FR2527573，当来自前一设备的待切割纸张在起动箱和传送箱的作用下进入切割机时，相对于正常位置来讲，该纸张或偏前，或偏后。将纸张在切割工具上定位时出现偏差：对于纸张来讲，切割没有精确地调整到位，这样就有可能遭到顾客的拒绝。
因而，本发明的第一个目的是提供克服上述缺陷，具有上述第三种形式的切割机，也就是说对于该切割机而言，支撑板的行程可以根据纸张的规格而变，并当纸张在切割工具上定位时可完全避免偏差。
从公知的角度来看，所涉及的用以逐张切割半刚性纸张，特别是切割瓦楞纸板的装置包括一个固定在夹具板上的切割工具和一个支撑圆筒；所述夹具板受驱动在第一位置和第二位置间作往-返往复运动，第一位置时夹具板在支撑圆筒的前方，第二位置时它在支撑圆筒的后方。先由传送设备供应来自前一设备的纸张，再将纸张置于夹具板上并由起动设备在夹具板离开第一位置时将纸张送到支撑圆筒的下面和切割工具的上面，当纸张在支撑圆筒下通过时即被切割，再当夹具板处于第二位置时纸张就从切割工具中移出。本发明的特征在于它与一个装有工作参数输入设备(25)的操纵电路(24)相连，所述的工作参数中至少包括切割工具(16)的长度，本发明的装置包括：
a)至少一个双向旋转他激伺服电机(11)，该电机带动夹具板(10)作往复运动；
b)驱动起动设备(8)的他激伺服电机(28)；
c)控制支撑圆筒(9)旋转的设备(23)
d)纸张(21)预定部分的测位系统(26)，该系统位于支撑圆筒(9)的上游。
此外，对所述操纵电路(24)编程，致使一方面使往复运动的快慢为参数1的函数。第二方面当切割工具(16)与所述支撑圆筒(9)接触时，夹具板(10)的线速度等于支撑圆筒(9)的周边线速度。第三方面，通过对配备起设备(8)的电机(28)的驱动力作相应的改变来修正纸张(21)预定部分的理论位置和测位系统(26)所测到的实际位置之间存在的差距。
因此，按照本发明，当要切割的纸张尺寸和切割工具长度1小于设计者所设定的最大尺寸L时，就可减小夹具板的行程。反之，可以提高切割机的生产速度，或者保持同样的速度而减少电力消耗。
此外，当自前一设备送来纸张时，或偏前或偏后的纸张的供应速度就会减慢或加快，这样可以根据所要求的条件把纸张很准确地送到切割工具上。这样也就可以对来自前一设备的正负偏差进行自动校正。
根据第一种变型，预定部分是纸张的前边或后边，在这种情况下，最好测位系统为位置传感器。
根据第二种变型，预定部分是纸张给定印刷区，在此情况下，最好测位系统为适于探测所述印刷区的摄象机。
在第三种切割机的常规运行中，当把切割后的纸张排出时有时会出现一些问题。切割工具有一个可以在切割时将纸张定位的系统，当夹具板位于第二位置时该系统把纸张排出。该系统利用软管工作，在作去程移动时，软管就象吸盘一样工作，而当夹具板在第二位置时，它的工作就象喷管一样输送压缩空气，被送出的已经切割的纸张再由排出装置加速。
所遇到的难题是经切割的纸张被送出时和被排出装置再加速排出时的时间差，这就造成待切割纸张在加速系统上分布不佳，因而造成在外堆放不整齐。
本发明的另一个目的是提供一种克服上述缺陷的切割装置，其特征在于对操纵电路编程，以便在确定的时间t内，夹具板能停在第二位置中，而该时间t作为工作参数被送入输入设备中。
这样，由切割工具管中压缩空气作用所产生的排放和由排放系统产生的加速运行就会在停止时间t内同时发生。应当看到的是，在传统切割机中不可能有这种停止时间。
最好停止时间为百分之几秒。
第三种切割机中所遇到的又一个困难在于某些部件在切割机进行空转时，即当夹具板从第一位置移动到第二位置而在切割工具上没有纸张时会过早磨损。因为切割力造成了支撑圆筒和夹具板的轻度变形，通常要补偿由此造成的变形，以使夹具板和支撑圆筒之间的距离稍小于切割刀的高度。为此，当切割机空转时，使造成这种变形所产生的力均匀地传给切割刀，这样又造成切割刀的磨损。当在支撑圆筒内衬以柔性内衬时，因为切割刀的作用，受到过早磨损的是柔性内衬。
本发明的再一个目的是提供一种克服该缺陷的切割装置。
其特征在于对置于支撑圆筒前方并与操纵电路相连的测位系统编程，以便测位系统未探测到纸张时能使夹具板保持在第一位置。
这样，由于有了如此特有的配置，当无任何纸张被所述圆筒前方的测位系统探测到时，切割工具就不与支撑圆筒接触。
第三种切割机通常都是组装在包括续页机和印刷机的成套系统中的。在此情况下，切割机的传动机构仅是成套系统传动机构组的一部分。因此实际上不可能在成套系统中安装不与系统其他设备一起运行的切割机。
提供克服上述缺陷的切割装置是本发明的又一目的。
其特征在于传送设备装有他激伺服电机，该电机与所述电路相连。此外，把控制设备装在前一设备的纸张移动机构上，所述控制设备与所述电路相连。对该电路编程，以便使传送设备的速率恒定地等于出自前一设备移动机构的纸张的速率，另外根据所述速率操纵起动设备，从而使纸张在到达切割工具上时的速率与支撑圆筒周边的线速度相同。
因此就可以把经改善的本发明的切割机装在现有的系统中。切割机以由前一设备规定的线速度接收纸张，这并不影响切割机所希望的速度。
通过阅读对一个自动运行的经改进的切割机实例的描述可以更好地理解本发明，描述将结合附图进行，其中：
图1为包括改进了的切割机的系统示意图；
图2A到2D表示根据图1的部分说明所作的切割机的各工作步骤，图2E表示用常规切割机时对应于图2D的步骤；
图3为夹具板处于切割纸张排出位置时切割机的局部视图。
图1所示的系统1是一个逐张压平和切割瓦楞纸板的系统。该系统1沿着纸张移动的方向从上游到下游依次包括续页机2、印刷机3、切割机4、切割废料排放箱5和堆放收集站6。
切割机包括传送箱7、起动箱8、支撑圆筒9、夹具板10，该夹具板被驱动作往-返往复运动，沿箭头F作去程移动，而沿箭头F′作回程移动。
夹具板10纵向上有未示出的齿板，由于齿轮的旋转而使它作往复运动，齿轮与齿板相啮合。所述齿轮至少由一个无刷伺服电机11驱动。
废料排放箱5包括离圆筒9输出很近的吸气管12和衬垫传送装置13，该传送装置在吸气管12的外面，它由滚筒14构成，这些滚筒相对于纸张移动方向横向设置，它们彼此间隔开一段距离。在箱5中，有依靠第一电路连到吸气管12的吸气设备，所述第一电路与切割废料15的排放相适应，还有一个通到衬垫传送装置13的第二电路。滚筒14由未示出的设备驱动作旋转运动。这种旋转在后面的描述中将作更深入的介绍，这种旋转可以将衬垫排放到准放接收站6。
图2A到2D示出了夹具板10从其第一前部(图2A)到第二后部(图2D)时切割机4的各工作步骤。把切割工具16固定在夹具板10上。切割管或切割刀17根据待切型材的形状垂直地装在切割工具16上。该切割工具16还有吸气管道18和排出盒19，该盒分布在对应于衬垫20的各个区域内。换句话说，这些区域就是开始对纸张切割时所引起的各个纸张部位。
当夹具板10位于第一位置时，它就如同切割工具16一样处在传送箱7的下面和起动箱8的下面，它们在切割机的最上游。待切割的纸张21从前一个设备，例如图1所示实例的印刷机3处送来。该纸张21跨在传送箱7和起动传送带8上。该纸张务必被引向圆筒9的下表面。
在图2B所示的步骤中，夹具板10开始沿着箭头F的方向作去程移动，纸张21本身也在起动箱8的作用下移动，而圆筒9本身则旋转某一角度。所有这些运动同步进行，以便所述纸张21与圆筒9的外表面接触时，纸张21的前边21a准确地贴到切割工具16的前边16a上。
在图2A所示的第一位置和图2B所示的中间位置之间的该第一步骤构成了夹具极10的起动步骤。当到达图2B所示的位置时，夹具板10应达到的速率必须等于与纸张21接触的圆筒9的外表面的线速度。由于有起动箱8，所以纸张也应获得相同的移动速率。
夹具板10应当把此同一移动速率保持到图2C所示的位置，也就是说切割工具16的后边16b离开圆筒9外表面时的位置。
夹具板10作去程移动的最后一个步骤结束于图2D所示的第二位置，在访该位置中，切割工具16在通过吸气管12下面以后就处于衬垫传送装置13的滚筒14的下方。这种状况对应于夹具板10减速并一直到它停止，以及在沿着箭头F′作回程运动之前为止。与切割切成直角的切割工具16的高度等于支撑圆筒9外表面和夹具板10之间的间隔距离，这样当纸张21平稳地通过圆筒9的旋转轴22时逐步进入切割刀。
让支撑切割了的纸张21的切割工具16从吸气管12下面通过，可以将切割废料15由所述管12排走。当夹具板10位于图2D所示的第二位置时，位于切割工具16上的经切割的纸张由排放筒19吹出的压缩空气从该切割工具16排出，而由管道18进行的吸气则被中断。这种与传送装置13中所进行的吸气相结合的排放可以使衬垫20平贴在滚轮14上。滚轮14旋转而将所述衬垫20排向堆放接收站6。
本发明的特征在于，通过至少一个双向旋转他激伺服电机11带动夹具板10作往复运动。此外，切割机4包括支撑圆筒9旋转的控制设备23。无刷电机11，控制设备23均与操纵电路24相连，该电路有输入设备25，例如键盘式输入设备。
控制设备23例如可以由装在圆筒9旋转轴上的编码器组成。在投入运行以前，操作人员把工作参数输入输入设备中。在这些参数中，至少要有切割工具16的长度1，事实上该长度就是待切割纸张的规格尺寸。
将操纵电路24编程，以便循缩下面的条件。夹具板的线速度应当恒定地等于支撑圆筒9的周边线速度，同时切割工具16与支撑圆筒9相接触。由于借助控制设备23可以保证支撑圆筒9连续快速旋转，还由于可以识别割工具的长度1，所以上述条件可以实现。
此外，对操纵电路24编程，以便根据切割工具16的长度1来改变夹具板10往一返运动距离。由于待切割纸张长度1与机器所允许的最大切割长度L有差距，所以往-返运动的距离相对于机器所具有的最大尺寸来讲很小。
在传统的切割机中，由于有凸轮、齿轮和齿板这样的构件，所以所有运动部件，即支撑圆筒、夹具板、传送箱和起动箱均由单一传动件驱动。夹具板的行程是为待切割纸张的最大规格准备的。因此如图2E所示，当夹具板10的后边10b位于传送装置13以下时只到达夹具板的第二位置。
从图2D和2E的比较就更清楚地看到如何根据切割工具16的长度来减少夹具板10的往-返移动距离。
由于减少了移动距离，就可以在减少所施加的功率的同时保持相同的生产速度，反之可以加快生产速度。
最好对操纵电路24进行编程，以便夹具板10按加速后立即减速这样的基本规律作返回运动时，驱动电机11驱动该夹具板，从而使返回移动的时间低于去程移动所花的时间。因此就可加快生产速度，而且在夹具板10作去程移动时也不会改变切割条件。
切割机4还设有纸张21预定部分的测位系统，它位于支撑圆筒9的上游。例如该测位系统是一个能探测待切割纸张21前边21a或后边的位置传感器26。传送箱7以及起动箱8分别由无刷伺服电机27、28驱动。这两个电机27、28也与操纵电路24相连。
为了使纸张21、传送箱7、起动箱8、圆筒9和夹具板10的运动能按图2B所示的那样同步进行，重要的是在工作循环确切的瞬间中使纸张21的前边21a到达传感器26的下面。如果操纵电路24根据传感器26传送给它的信息发现前边21a的理论位置和实际位置之间存在正负误差时，电路24则相应地操纵驱动起动箱8的电机28运转。从而修正这种偏差，使前边21a根据图2B的构型与夹具板10和很好地保持同步。
这就可以确保纸张21在夹具板10上的正确位置处，因而保证使切割移动的重复性很佳。
最好对操纵电路24编程，以便夹具板10处于图2D所示的第二位置时有一段停止时间。在停止期间，一方面由管18的吸气停止，另一方面由排出盒19开始供应压缩空气。切割工具16在衬垫传送装置13的滚轮14下停止时输送压缩空气确保了所述衬垫20的排放，并保证由传送装置加速排放。最好将作为工作参数被操作人员输入输入设备25中的停止时间t选择在百分之几秒的量级。
虽然，传统切割机中不存在的停止时间增加了夹具板10在往-返循环中所需的时间，但由于缩短了根据尺寸所定的行程，所以这种时间增加不会产生不利影响，特别是考虑到应保证让衬垫顺利加速带走并把它们堆在外面时更无任何不利。
此外，对操纵电路24进行编程，以便在传感器26未探测到有纸张存在时使夹具板10保持在图2A所示的第一位置。因此，当没有纸张或中断供应来自印刷机3的纸张时，夹具板10停在第一位置，不作往-返运动。这样就避免了空切工作，这样空切工作会导致切割刀过早磨损，也有可能使构成圆筒9外表面的柔性材料过早磨损。
最好位于切割机4前部的设备中的纸张21的移动构件具有控制设备31，该控制设备与操纵电路24相连。传送箱7和起动箱8分别由无刷伺服电机27、28驱动，这两个电机本身又与操纵电路24相连。将所述电路编程，以使出自前一设备并被控制设备31探测到的纸张速率等于传送箱7上的纸张速率。此外，根据上述速率操纵驱动起动箱8的电机28，以便将纸张送往支撑圆筒9，这样当纸张到达图2B所示的位置时，纸张速率等于支撑圆筒9的周边线速度。
在图1所示的实例中，前一设备是印刷机3，而控制设备31例如是由装在锌版筒32旋转轴上的编码器构成的。
这种特有配置完全可以使切割机4的运行与前一设备出来的纸张21的速率无关。
如果该速率当时不会发生变化，在不需要控制设备31的情况下，足可以将工作参数输入输入设备25，该参数与来自前-设备的纸张移动速率有关。在此情况下，可根据所述参数值自动调节传送箱7和起动箱8的速率。

Claims (6)

1.逐张切割半刚性纸张(21)，特别是切割瓦楞纸板的装置(4)，该装置包括一个固定在夹具板(10)上的切割工具(16)和一个支撑圆筒(9)，夹具板(10)受驱动在第一位置和第二位置之间作往-返往复运动，第一位置时切割工具(16)位于支撑圆筒(9)的前方，第二位置时它在支撑圆筒(9)的后方，当夹具板离开第一位置时把纸张(21)送到切割工具(16)的上方，当纸张在支撑圆筒(9)下通过时即被切割，最后当夹具板(10)处于第二位置时纸张就从切割工具(16)中排出，其特征在于先由传送设备(7)供应来自前一设备(3)的纸张(21)，再将纸张置于夹具板(10)上，并由起动设备(8)将纸张送到支撑圆筒(9)的下面，它与一个装有工作参数输入设备(25)的操纵电路(24)相连，所述参数中至少包括切割工具(16)的长度，它还包括：
a)至少一个双向旋转他激伺服电机(11)，该电机带动夹具板(10)作往复运动；
b)驱动起动设备(8)的他激伺服电机(28)；
C)控制支撑圆筒(9)旋转的控制设备(23)；
D)纸张(21)预定部分的测位系统(26)，该系统位于支撑圆筒(9)的上游，
其特征还在于对操纵电路(24)进行编程，从而一方面使往复运动的距离是参数1的函数，第二方面当切割工具(16)与所述圆筒(9)接触时，使夹具板(10)的线速度等于支撑圆筒(9)的周边线速度，第三方面通过对配备的起动设备(8)的电机(28)的驱动力作相应的改变来校正纸张(21)预定部分的理论位置和测位系统(26)所测的实际位置之间存在的差距。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述预定部分是纸张的前边(21a)或后边，测位系统由位置传感器(26)组成。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述预定部分是纸张预定印刷区，测位系统由摄象机构成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于对操纵电路(24)编程，以便在测位系统未探测到纸张时把夹具板(10)保持在第一位置。
5.根据权利要求1至4中任项所述的装置，其特征在于对操纵电路(24)编程，以便在确定的时间t内，夹具板(10)能停在第二位置中，而该时间t作为工作参数被送入输入设备中。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于传送设备(7)装有他激伺服电机(27)，该电机与所述电路(24)相连，其特征还在于控制设备(31)被装在前一设备(3)的纸张(21)移动机构(32)上，所述控制设备(31)与所述电路(24)相连，特征还在于对所述电路编程，以便使传送设备(7)的速率恒定地等于出自前一设备(3)移动机构(32)的纸张的速率，同时根据所述速率操纵起动设备(8)，从而使纸张(21)在到达夹具板(16)上时的速率与支撑圆筒的周边线速度相同。
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