CN112109121A - 橡胶垫自动化切割装置及切割方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出的橡胶垫自动化切割装置，包括支撑机构、旋转机构、半径定位机构、切割机构、控制机构，旋转机构包括主电机、锁盘、锁杆、锁母，半径定位机构包括横梁、横向导轨、横向丝杠、横向滑块、横向驱动电机，切割机构包括安装板、竖向导轨、竖向丝杠、竖向滑块、竖向驱动电机、连接杆、切刀，控制机构内部设置控制器，控制器与横向丝杠、竖向丝杠连接，以控制其动作，本发明替代人工切割橡胶垫，通过旋转机构带动胶带圆周旋转，通过半径定位机构确定待切割的尺寸，通过切割机构将胶垫按照尺寸切割形成圆形。采用该方案，圆周运动能够保证切割后的胶垫形状规则整齐、精确度高，采用切割机构切割操作省力。

Description

橡胶垫自动化切割装置及切割方法

技术领域

本发明涉及机械技术领域，尤其涉及一种橡胶垫自动化切割装置及切割方法。

背景技术

橡胶垫是变压器内部的易损件，由于其密封性要求极高，所以需要经常更换，之前我司采用外购方式买回需要尺寸的胶垫，这无疑增加了成本，之后改进为人工切割，但是由于胶垫的厚度至少为10mm，厚度较厚，人工切割不仅难度大、劳动效率低，重要的是切割后的尺寸很难控制，圆边规整性精确度低，使用后密封性不好，无法满足生产所需。

发明内容

有必要提出一种自动确定胶垫尺寸、精确切割的橡胶垫自动化切割装置及切割方法。

一种橡胶垫自动化切割装置，包括支撑机构、旋转机构、半径定位机构、切割机构、控制机构，所述支撑机构为底座，旋转机构包括主电机、锁盘、锁杆、锁母，所述主电机设置于底座下方，主电机的输出端连接穿过底座，连接锁盘，锁盘固定于底座上，锁杆与锁盘固定连接，锁母旋拧于锁杆上方，所述半径定位机构包括横梁、横向导轨、横向丝杠、横向滑块、横向驱动电机，所述横梁沿着水平方向固定于底座上方，横向导轨平行且靠近横梁一侧，横向滑块的一侧与横向导轨滑动连接，另一端用于横向丝杠穿过，且与横向丝杠螺纹连接，切割机构包括安装板、竖向导轨、竖向丝杠、竖向滑块、竖向驱动电机45、连接杆、切刀，安装板与横向滑块固定连接，竖向导轨沿着安装板竖直设置，竖向丝杠平行于竖向导轨设置，竖向滑块与竖向丝杠螺纹配合，竖向驱动电机45固定于横向滑块内部，竖向驱动电机45的输出端连接竖向丝杠，带动竖向丝杠转动，连接杆的上端与竖向滑块固定连接，下端连接切刀，切刀的下端用于与橡胶垫接触，控制机构内部设置控制器，控制器与横向丝杠、竖向丝杠连接，以控制其动作。

优选的，横向驱动电机和竖向驱动电机45为伺服电机。

优选的，还在横梁与横向驱动电机相对的端部设置基准板，还在基准板上设置限位器。

优选的，旋转机构的锁杆设置于锁盘的圆心处，锁杆的竖直位置位于横向丝杠的正下方，且与横向丝杠的中点在同一竖直线上，以使切刀运动时，锁杆与切刀的距离始终不变。

优选的，还在连接杆的上端设置传感器，在安装板上设置接收器，所述传感器与接收器均与控制器连接。

一种橡胶垫自动化切割方法，包括以下步骤：

横向丝杠转动，带动横向滑块移动，确定橡胶垫的半径；

竖向丝杠转动，带动竖向滑块移动，使切刀与橡胶垫接触；

主电机转动，带动锁盘及橡胶垫旋转，实现切割。

优选的，通过限位器检测切割机构的安装板的位置，为切割机构找原点。

优选的，还利用传感器实时检测橡胶垫的半径。

本发明替代人工切割橡胶垫，通过旋转机构带动胶带圆周旋转，通过半径定位机构确定待切割的尺寸，通过切割机构将胶垫按照尺寸切割形成圆形。采用该方案，圆周运动能够保证切割后的胶垫形状规则整齐、精确度高，采用切割机构切割操作省力。

附图说明

图1为本装置不同角度的示意图。

图2为本装置的主视图。

图3为另一种较佳实施方式的示意图。

图4为模块控制图。

图中：底座11、主电机21、锁盘22、锁杆23、锁母24、横梁31、横向导轨32、横向丝杠33、横向滑块34、横向驱动电机35、安装板41、竖向导轨42、竖向丝杠43、竖向滑块44、竖向驱动电机45、连接杆46、切刀47、限位器51、传感器52、接收器53、控制器61、显示器62、橡胶垫100。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

参见图1、2，一种橡胶垫自动化切割装置，包括支撑机构、旋转机构、半径定位机构、切割机构、控制机构，所述支撑机构为底座11，旋转机构包括主电机21、锁盘22、锁杆23、锁母24，所述主电机21设置于底座11下方，主电机21的输出端连接穿过底座11，连接锁盘22，锁盘22固定于底座11上，锁杆23与锁盘22固定连接，锁母24旋拧于锁杆23上方，所述半径定位机构包括横梁31、横向导轨32、横向丝杠33、横向滑块34、横向驱动电机35，所述横梁31沿着水平方向固定于底座11上方，横向导轨32平行且靠近横梁31一侧，横向滑块34的一侧与横向导轨32滑动连接，另一端用于横向丝杠33穿过，且与横向丝杠33螺纹连接，切割机构包括安装板41、竖向导轨42、竖向丝杠43、竖向滑块44、竖向驱动电机45、连接杆46、切刀47，安装板41与横向滑块34固定连接，竖向导轨42沿着安装板41竖直设置，竖向丝杠43平行于竖向导轨42设置，竖向滑块44与竖向丝杠43螺纹配合，竖向驱动电机45固定于横向滑块34内部，竖向驱动电机45的输出端连接竖向丝杠43，带动竖向丝杠43转动，连接杆46的上端与竖向滑块44固定连接，下端连接切刀47，切刀47的下端用于与橡胶垫100接触，控制机构内部设置控制器61，控制器与横向丝杠33、竖向丝杠43连接，以控制其动作。

本发明替代人工切割橡胶垫，通过旋转机构带动胶带圆周旋转，通过半径定位机构确定待切割的尺寸，通过切割机构将胶垫按照尺寸切割形成圆形。采用该方案，圆周运动能够保证切割后的胶垫形状规则整齐、精确度高，采用切割机构切割操作省力。本方案通过半径定位机构确定橡胶垫的半径尺寸，在通过切割机构自动控制切刀47下移，实现切割，由于竖向丝杠43带动切割做竖直运动，所以运动轨迹精确，能够精确的按照横向丝杠33确定的半径进行切割，且竖向丝杠43由竖向电机带动动作，无需人工操作。将切割机构设置于半径定位机构上，使半径定位机构作为主驱动、主定位，使切割机构作为辅助驱动，二者协作动作。若将切割机构制作成为独立的驱动和定位，即脱离本发明的半径定位机构，则切割机构容易跑位，不能延续保持半径定位机构的半径位置。

进一步，横向驱动电机35和竖向驱动电机45为伺服电机。用于接收控制器的指令来动作。

进一步，还在横梁31与横向驱动电机35相对的横梁的端部设置基准板，还在基准板上设置限位器51。

进一步，旋转机构的锁杆23设置于锁盘22的圆心处，锁杆23的竖直位置位于横向丝杠33的正下方，且与横向丝杠33的中点在同一竖直线上，以使切刀47运动时，锁杆23与切刀47的距离始终不变。即胶垫圆周运动时，锁杆23与切刀之间的距离即为半径，始终不变。

一种橡胶垫自动化切割方法，包括以下步骤：

横向丝杠33转动，带动横向滑块34移动，确定橡胶垫的半径；

竖向丝杠43转动，带动竖向滑块44移动，使切刀47与橡胶垫接触；

主电机21转动，带动锁盘22及橡胶垫旋转，实现切割。

进一步，通过限位器51检测切割机构的安装板41的位置，为切割机构找原点。

控制器内部检测到限位器51的信号，则将横向驱动电机35的转动位置归零，便于计算横向丝杠33带动横向滑块34移动的距离。横向驱动电机35的转矩为0.2mm，横向丝杠33的外螺纹的螺距行程为0.2mm，即横向驱动电机35带动横向丝杠33转动一个螺距，横向滑块34移动的距离为0.2mm，在确定胶垫半径尺寸时，先将切割机构与基准板接触，使横向驱动电机35转数归零，然后启动横向驱动电机35，横向丝杠33转动，带动横向滑块34远离基准板移动，移动的距离为L1，再用丝杠的总行程L/2-L1，即得到胶垫被切割后的半径r。本方案以基准板为准，采用限位器51找原点，检测灵敏度高。且L1的距离为横向驱动电机35执行控制器指令来实现，无需人工调整，精确度很高。

切刀47切割时，下刀深度也是由竖向驱动电机45控制的，无需人工调整。

参见图3、4，作为一种优选方式，将连接杆向上延伸，至其高度高于横向滑块34，再将安装板的高度也向上延伸，此时在连接杆的上端安装能够检测长度或距离的传感器52，将限位器改进为与传感器配装的接收器53，例如超声波传感器或红外传感器，目的在于通过传感器与接收器之间的距离，实时检测连接杆与横梁端部基准板之间的距离L1，从而实现切割橡胶垫的同时，实时检测被切割橡胶垫的半径。

传感器52和接收器53均与控制器连接，用于将检测到的信息实时传输至控制器，控制器将接受到的L1的信号进行运算，运算方式为L/2-L1=r，进而通过实时检测L1的方式来实时检测橡胶垫半径r的目的。控制机构还包括显示器62，显示器与控制器连接，控制器将实时检测的r数据发送至显示器显示，使工作人员实时观察到半径信息。

当出现半径r与设计数据偏差较大时，及时停机，调整半径定位机构或切割机构的位置。

使用本装置时，先将锁母24旋拧下来，将待切割胶垫的中心冲孔，套设在锁杆23上，然后锁紧锁母24，是胶垫与锁盘22紧密接触，启动电机，带动胶垫圆周旋转，调整横向滑块34的位置，使切刀42距离胶垫中心位置的距离为半径长度，转动手柄43下压切刀42，使切刀42切割胶垫，形成圆形胶垫。

本发明实施例装置中的模块或单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

以上所揭露的仅为本专利文件较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，而且在不背离本发明的精神或 基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。因此，无论从哪一点来看，均应将 实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说 明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明 内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种橡胶垫自动化切割装置，其特征在于：包括支撑机构、旋转机构、半径定位机构、切割机构、控制机构，所述支撑机构为底座，旋转机构包括主电机、锁盘、锁杆、锁母，所述主电机设置于底座下方，主电机的输出端连接穿过底座，连接锁盘，锁盘固定于底座上，锁杆与锁盘固定连接，锁母旋拧于锁杆上方，所述半径定位机构包括横梁、横向导轨、横向丝杠、横向滑块、横向驱动电机，所述横梁沿着水平方向固定于底座上方，横向导轨平行且靠近横梁一侧，横向滑块的一侧与横向导轨滑动连接，另一端用于横向丝杠穿过，且与横向丝杠螺纹连接，切割机构包括安装板、竖向导轨、竖向丝杠、竖向滑块、竖向驱动电机、连接杆、切刀，安装板与横向滑块固定连接，竖向导轨沿着安装板竖直设置，竖向丝杠平行于竖向导轨设置，竖向滑块与竖向丝杠螺纹配合，竖向驱动电机固定于横向滑块内部，竖向驱动电机的输出端连接竖向丝杠，带动竖向丝杠转动，连接杆的上端与竖向滑块固定连接，下端连接切刀，切刀的下端用于与橡胶垫接触，控制机构内部设置控制器，控制器与横向丝杠、竖向丝杠连接，以控制其动作。

2.如权利要求1所述的橡胶垫自动化切割装置，其特征在于：横向驱动电机和竖向驱动电机为伺服电机。

3.如权利要求2所述的橡胶垫自动化切割装置，其特征在于：还在横梁与横向驱动电机相对的端部设置基准板，还在基准板上设置限位器。

4.如权利要求2所述的橡胶垫自动化切割装置，其特征在于：旋转机构的锁杆设置于锁盘的圆心处，锁杆的竖直位置位于横向丝杠的正下方，且与横向丝杠的中点在同一竖直线上，以使切刀运动时，锁杆与切刀的距离始终不变。

5.如权利要求2所述的橡胶垫自动化切割装置，其特征在于：还在连接杆的上端设置传感器，在安装板上设置接收器，所述传感器与接收器均与控制器连接。

6.一种橡胶垫自动化切割方法，其特征在于包括以下步骤：

横向丝杠转动，带动横向滑块移动，确定橡胶垫的半径；

竖向丝杠转动，带动竖向滑块移动，使切刀与橡胶垫接触；

主电机转动，带动锁盘及橡胶垫旋转，实现切割。

7.如权利要求6所述的橡胶垫自动化切割方法，其特征在于：通过限位器检测切割机构的安装板的位置，为切割机构找原点。

8.如权利要求6所述的橡胶垫自动化切割方法，其特征在于：还利用传感器实时检测橡胶垫的半径。

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