CN112192636A - 双工位移动式裁断机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双工位移动式裁断机，包括裁断台面、刀模架、裁断动力机构和给料机构，裁断台面包括第一裁断工位和第二裁断工位，所述第一裁断工位和第二裁断工位前端都设有给料机构；刀模架设置在裁断台面上端，所述刀模架设有移动机构，移动机构使得刀模架在第一裁断工位和第二裁断工位之间移动；裁断动力机构与刀模架连接，带动刀模架向下移动执行物料裁断动作；给料机构包括设置在进给路径上的第一辊子和第二辊子，所述第一辊子设置在第二辊子上端，第一辊子和第二辊子的同一端分别设有第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮和第二齿轮相互啮合，第二齿轮与驱动电机传动连接。采用本发明可以自动给料，节省人力成本，提高生产效率和产品质量。

Description

双工位移动式裁断机

技术领域

本发明涉及工业生产机械设备技术领域，特别涉及一种双工位移动式裁断机。

背景技术

裁断机是一些轻工行业不可缺少的设备，在工业生产中，裁断机用途非常广泛，其适用于加工各类皮革、布料、纺织物、塑胶、橡胶、纸板、毛毡、石棉、玻璃纤维、软木、其它合成材料等柔性片状物料。广泛应用于皮革及制鞋、手袋及箱包、手套及帽子、工艺及丝花、绣花、拼图及制卡、吸塑与包装、印刷与纸品、文具、塑胶化工、汽车和电子等及其它轻工产业。

申请号为201711139671.6的发明申请公开了一种双工位移动式裁断机，包括裁断机框架、驱动控制器、裁断台面、裁断动力机构和下压结构体，裁断台面包括三个工作区域，即第一工位裁断台面、中间停机区域、第二工位裁断台面，下压结构体可以通过按开关方式或红外传感器自动识别方式，在两个工位上实施裁断作业，在较小增加设备成本的情况下，实现提高两倍裁断效率。但是该裁断机需要人工给料及操作，且需要两个操作工人负责，人工成本仍然较大，生产效率仍然受到较大制约，产品质量还会受到人为因素的影响，导致质量发生波动，产品的品质不一。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种双工位移动式裁断机，包括裁断台面、刀模架、裁断动力机构和给料机构，其中

所述裁断台面包括第一裁断工位和第二裁断工位，所述第一裁断工位和第二裁断工位前端都设有给料机构；

所述刀模架设置在裁断台面上端，所述刀模架设有移动机构，所述移动机构使得刀模架在第一裁断工位和第二裁断工位之间移动；

所述裁断动力机构与刀模架连接，带动刀模架向下移动执行物料裁断动作；

所述给料机构包括设置在进给路径上的第一辊子和第二辊子，所述第一辊子设置在第二辊子上端，所述第一辊子和第二辊子的同一端分别设有第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮和第二齿轮相互啮合，所述第二齿轮与驱动电机传动连接。

可选的，所述裁断机还包括送料机构，所述送料机构设置在给料机构前端，所述送料机构包括输送辊道，输送辊道设有分岔辊，在分岔辊处输送辊道分为第一支辊和第二支辊两条支辊道，所述第一支辊延伸至第一裁断工位前端的给料机构，所述第二支辊延伸至第二裁断工位前端的给料机构。

可选的，所述第一裁断工位和第二裁断工位都设有物料裁断模具。

可选的，所述第一裁断工位和第二裁断工位前端给料机构的所述第一齿轮和第二齿轮设置在第一裁断工位和第二裁断工位的相邻侧，所述驱动电机的输出轴上固定有主动轮，所述主动轮与传动轮啮合，所述传动轮分别通过吸盘与第一裁断工位和第二裁断工位前端给料机构的第二齿轮连接，所述吸盘与控制系统连接。

可选的，所述裁断机还包括除尘组件，所述除尘组件包括吸尘口、风机、电机与外壳，所述外壳设有进气口与排气口，所述吸尘口与进气口通过管道连接，所述吸尘口设置在刀模架的两侧且对着刀模架的切割口，所述风机和电机安装在外壳形成的内腔中，所述风机与电机的输出轴传动连接。

可选的，所述裁断机还包括控制系统，所述控制系统包括PLC模块、数据采集模块和执行模块；

所述PLC模块分别与数据采集模块和执行模块连接，用于根据预先设定的物料信息和数据采集模块采集的加工数据，生成加工控制指令，并传输给执行模块；

所述数据采集模块连接有传感器，用于采集裁断工艺的加工数据；

所述执行模块分别与裁断动力机构2、移动机构5和驱动电机连接，用于接收PLC模块的加工控制指令，对裁断动力机构2、移动机构5和驱动电机进行运行控制。

可选的，所述控制系统包括输入模块和显示屏，所述输入模块与PLC模块连接，用于进行物料选择与数据设定；所述显示屏用于显示输入信息以及加工数据。

可选的，所述PLC模块采用以下公式计算裁断动力机构带动刀模架向下移动的最小速度：

上式中，V_min表示刀模架向下移动的最小速度；k₁表示物料的厚度系数，即实际厚度与标准厚度的比值，标准厚度与裁断机设备性能相关，标准厚度通过对裁断机实验测试得到；F表示物料耐受的最大剪切力；t表示刀模架向下移动的时间；t₀表示刀模架启动时间；M表示刀模架的质量；

然后再通过以下公式计算裁断加工时需要的刀模架向下移动速度：

V＝k₂V_min

上式中，V表示裁断加工时需要的刀模架向下移动速度；k₂表示保证裁断加工的保险系数，保险系数通过对裁断机实验测试得到；

所述PLC模块根据V的计算结果，生成对裁断动力机构的加工控制指令，并传输给执行模块对裁断动力机构进行控制。

可选的，建立刀模架的有限元模型，所述PLC模块采用以下公式进行刀模架有限元模型的磨损量分析：

上式中，V_i表示刀模架有限元模型i点的体积磨损量；n表示刀模架有限元模型的的载荷步数；k₃表示磨损因子，与刀模架的材质和温度相关，若采用H13钢则k₃＝(29.29Ln(T)-168.73)×10^-6，其中T表示刀模架工作时的温度；σ_ij表示j时刻i点的应力；v_ij表示j时刻i点相对的滑移速度；Y_ij表示j时刻i点硬度；dt表示时间微分；

若计算得到的刀模架的体积磨损量超过设定的磨损阈值，则更换刀模架。

可选的，所述控制系统包括故障报警器，所述故障报警器包括蜂鸣器和信号指示灯，所述蜂鸣器和信号指示灯都与PLC模块连接，用于根据PLC模块的控制发出报警信号。

本发明的双工位移动式裁断机，分别在两个裁断工位前端设置有给料机构，使得该工艺可以自动进行给料，无需人工操作，节省了人力成本，避免了人工因素对产品质量的不利影响，有利于提高生产效率和产品质量。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中一种双工位移动式裁断机结构立体示意图；

图2为本发明双工位移动式裁断机实施例采用的给料机构立面示意图；

图3为本发明双工位移动式裁断机实施例采用的控制系统示意图。

图中：1-刀模架，2-裁断动力机构，3-第一裁断工位，4-第二裁断工位，5-移动机构，6-第一辊子，7-第二辊子，8-第一齿轮，9-第二齿轮，10-驱动电机，11-主动轮，12-传动轮，13-吸盘。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明实施例提供了一种双工位移动式裁断机，包括裁断台面、刀模架1、裁断动力机构2和给料机构，其中

所述裁断台面包括第一裁断工位3和第二裁断工位4，所述第一裁断工位3和第二裁断工位4前端都设有给料机构；

所述刀模架1设置在裁断台面上端，所述刀模架1设有移动机构5，所述移动机构5使得刀模架1在第一裁断工位3和第二裁断工位4之间移动；

所述裁断动力机构2与刀模架1连接，带动刀模架1向下移动执行物料裁断动作；

所述给料机构包括设置在进给路径上的第一辊子6和第二辊子7，所述第一辊子6设置在第二辊子7上端，所述第一辊子6和第二辊子7的同一端分别设有第一齿轮8和第二齿轮9，所述第一齿轮8和第二齿轮9相互啮合，所述第二齿轮9与驱动电机10传动连接。

上述技术方案的工作原理为：使用时，启动设备，驱动电机通过第一齿轮和第二齿轮带动第一辊子和第二辊子不同方向旋转，物料由第一辊子和第二辊子之间送入裁断台面；裁断台面设有第一裁断工位和第二裁断工位，在第一裁断工位的物料输送到位后，第一裁断工位前端的给料机构停止运行，移动机构把刀模架移动到第一裁断工位，在裁断动力机构作用下对第一裁断工位的物料进行裁断；在第一裁断工位进行裁断的同时，第二裁断工位前端的给料机构工作把另一物料送入第二裁断工位，在第一裁断工位完成裁断后，由移动机构把刀模架移动到第二裁断工位进行物料裁断。

上述技术方案的有益效果为：本发明的双工位移动式裁断机，分别在两个裁断工位前端设置有给料机构，使得该工艺可以自动进行给料，无需人工操作，节省了人力成本，避免了人工因素对产品质量的不利影响，有利于提高生产效率和产品质量。

在一个实施例中，所述裁断机还包括送料机构，所述送料机构设置在给料机构前端，所述送料机构包括输送辊道，输送辊道设有分岔辊，在分岔辊处输送辊道分为第一支辊和第二支辊两条支辊道，所述第一支辊延伸至第一裁断工位前端的给料机构，所述第二支辊延伸至第二裁断工位前端的给料机构；所述第一裁断工位和第二裁断工位都设有物料裁断模具。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案在给料机构前端设置送料机构，送料机构包括输送辊道，输送辊道设有分岔辊，待加工物料在分岔辊处进行分开，交替式把待加工物料分别输送到第一裁断工位和第二裁断工位前端的给料机构，再由给料机构输送到第一裁断工位和第二裁断工位；在第一裁断工位和第二裁断工位设置物料裁断模具，用于精确控制待加工物料在第一裁断工位和第二裁断工位上的位置，从而使得物料裁断更准确。

在一个实施例中，如图2所示，所述第一裁断工位3和第二裁断工位4前端给料机构的所述第一齿轮8和第二齿轮9设置在第一裁断工位3和第二裁断工位4的相邻侧，所述驱动电机10的输出轴上固定有主动轮11，所述主动轮11与传动轮12啮合，所述传动轮12分别通过吸盘13与第一裁断工位3和第二裁断工位4前端给料机构的第二齿轮9连接，所述吸盘13与控制系统连接。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案通过控制第一裁断工位和第二裁断工位前端给料机构的吸盘，实现对第一裁断工位和第二裁断工位前端的给料机构采用同一驱动电机进行驱动，减少了驱动电机数据，降低了设备成本；通过对吸盘的吸合及分离控制，可以实现第一裁断工位和第二裁断工位前端的给料机构的交替运行与停止，让驱动电机每次最多只带其中一个工位前端的给料机构运行，减轻了其负载，降低了能耗及运行成本；另外还避免了给料失误。

在一个实施例中，所述裁断机还包括除尘组件，所述除尘组件包括吸尘口、风机、电机与外壳，所述外壳设有进气口与排气口，所述吸尘口与进气口通过管道连接，所述吸尘口设置在刀模架的两侧且对着刀模架的切割口，所述风机和电机安装在外壳形成的内腔中，所述风机与电机的输出轴传动连接。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案通过设置除尘组件，对物料裁断工序中产生的粉尘与固体废物进行处理，防止扩散对环境产生污染，把吸尘口设置于刀模架的两侧并对准刀模架的切割口，近距离在粉尘与固体废物产生的源头进行吸除，除尘效率更高、效果更好，优化了生产环境，提高了生产的环保性。

在一个实施例中，如图3所示，所述裁断机还包括控制系统，所述控制系统包括PLC模块200、数据采集模块100和执行模块300；

所述PLC模块200分别与数据采集模块100和执行模块300连接，用于根据预先设定的物料信息和数据采集模块100采集的加工数据，生成加工控制指令，并传输给执行模块300；

所述数据采集模块100连接有传感器101，用于采集裁断工艺的加工数据；

所述执行模块300分别与裁断动力机构2、移动机构5和驱动电机10连接，用于接收PLC模块200的加工控制指令，对裁断动力机构2、移动机构5和驱动电机10进行运行控制。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案对裁断机的控制系统进行了适应性设计，使得控制系统可以高效地对各运动部件的动作进行控制，提高了各运动部件的协调性，减少不必要的运动过程，降低设备能耗；控制系统实现了给料的自动化，无需人工操作，节省了人力成本，避免了人工因素对产品质量的不利影响，有利于提高生产效率、产品质量和产品品质的一致性。

在一个实施例中，所述控制系统包括输入模块和显示屏，所述输入模块与PLC模块连接，用于进行物料选择与数据设定；所述显示屏用于显示输入信息以及加工数据。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案通过设置输入模块，可以实现待加工物料参数的自主设定，以便控制系统根据物料的差异对裁断加工进行优化；设置显示屏在进行物料选择与数据设定时能够直观了解输入与设定是否正确，在加工过程中可以显示加工参数，有利于生产过程中的质量控制与监督管理。

在一个实施例中，所述PLC模块采用以下公式计算裁断动力机构2带动刀模架1向下移动的最小速度：

上式中，V_min表示刀模架向下移动的最小速度；k₁表示物料的厚度系数，即实际厚度与标准厚度的比值，标准厚度与裁断机设备性能相关，标准厚度通过对裁断机实验测试得到；F表示物料耐受的最大剪切力；t表示刀模架向下移动的时间；t₀表示刀模架启动时间；M表示刀模架的质量；

然后再通过以下公式计算裁断加工时需要的刀模架1向下移动速度：

V＝k₂V_min

上式中，V表示裁断加工时需要的刀模架向下移动速度；k₂表示保证裁断加工的保险系数，保险系数通过对裁断机实验测试得到；

所述PLC模块根据V的计算结果，生成对裁断动力机构的加工控制指令，并传输给执行模块对裁断动力机构进行控制。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案通过动量(冲量)守恒原理，结合不同材料品种及厚度尺寸所需要的裁断剪切力差异，确定裁断加工的刀模架速度计算公式；上述公式计算裁断加工工序中，对不同物料品种或者尺寸所需要的刀模架速度进行计算，一方面可以提高加工质量，避免裁断的断口不良；另一方面，可以避免速度过高耗能过大，形成部分能耗上的浪费，降低设备损耗，减少设备故障率，节省设备的维护成本，提高设备的使用寿命。

在一个实施例中，建立刀模架的有限元模型，所述PLC模块采用以下公式进行刀模架有限元模型的磨损量分析：

上式中，V_i表示刀模架有限元模型i点的体积磨损量；n表示刀模架有限元模型的的载荷步数；k₃表示磨损因子，与刀模架的材质和温度相关，若采用H13钢则k₃＝(29.29Ln(T)-168.73)×10^-6，其中T表示刀模架工作时的温度；σ_ij表示j时刻i点的应力；v_ij表示j时刻i点相对的滑移速度；Y_ij表示j时刻i点硬度；dt表示时间微分；

若计算得到的刀模架的体积磨损量超过设定的磨损阈值，则更换刀模架。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案引入有限元方法，对刀模架建立相应的有限元模型，采用上述公式进行有限元分析与计算，对设备中刀模架的磨损量进行量化分析，根据磨损量计算结果与预先设定的磨损阈值对比，评估和判断刀模架的状态，及时对刀模架进行更换，避免因刀模架的状态不良引起产品加工的质量问题，提高良品率，减少材料浪费，降低生产成本。

在一个实施例中，所述控制系统包括故障报警器，所述故障报警器包括蜂鸣器和信号指示灯，所述蜂鸣器和信号指示灯都与PLC模块连接，用于根据PLC模块的控制发出报警信号。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案通过设置报警器，故障报警器包括蜂鸣器和信号指示灯，在生产过程中，对裁断机设备的故障进行实时监视，若存在设备故障，通过蜂鸣器和信号指示灯分别发出声光报警信号，以便故障能够得到及时发现和处理，减轻设备故障对生产的不良影响。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种双工位移动式裁断机，其特征在于，包括裁断台面、刀模架、裁断动力机构和给料机构，其中，

所述裁断台面包括第一裁断工位和第二裁断工位，所述第一裁断工位和第二裁断工位前端都设有给料机构；

所述刀模架设置在裁断台面上端，所述刀模架设有移动机构，所述移动机构使得刀模架在第一裁断工位和第二裁断工位之间移动；

所述裁断动力机构与刀模架连接，带动刀模架向下移动执行物料裁断动作；

所述给料机构包括设置在进给路径上的第一辊子和第二辊子，所述第一辊子设置在第二辊子上端，所述第一辊子和第二辊子的同一端分别设有第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮和第二齿轮相互啮合，所述第二齿轮与驱动电机传动连接。

2.根据权利要求1所述的双工位移动式裁断机，其特征在于，所述裁断机还包括送料机构，所述送料机构设置在给料机构前端，所述送料机构包括输送辊道，输送辊道设有分岔辊，在分岔辊处输送辊道分为第一支辊和第二支辊两条支辊道，所述第一支辊延伸至第一裁断工位前端的给料机构，所述第二支辊延伸至第二裁断工位前端的给料机构。

3.根据权利要求1所述的双工位移动式裁断机，其特征在于，所述第一裁断工位和第二裁断工位都设有物料裁断模具。

4.根据权利要求1所述的双工位移动式裁断机，其特征在于，所述第一裁断工位和第二裁断工位前端给料机构的所述第一齿轮和第二齿轮设置在第一裁断工位和第二裁断工位的相邻侧，所述驱动电机的输出轴上固定有主动轮，所述主动轮与传动轮啮合，所述传动轮分别通过吸盘与第一裁断工位和第二裁断工位前端给料机构的第二齿轮连接，所述吸盘与控制系统连接。

5.根据权利要求1所述的双工位移动式裁断机，其特征在于，所述裁断机还包括除尘组件，所述除尘组件包括吸尘口、风机、电机与外壳，所述外壳设有进气口与排气口，所述吸尘口与进气口通过管道连接，所述吸尘口设置在刀模架的两侧且对着刀模架的切割口，所述风机和电机安装在外壳形成的内腔中，所述风机与电机的输出轴传动连接。

6.根据权利要求1所述的双工位移动式裁断机，其特征在于，所述裁断机还包括控制系统，所述控制系统包括PLC模块、数据采集模块和执行模块；

所述PLC模块分别与数据采集模块和执行模块连接，用于根据预先设定的物料信息和数据采集模块采集的加工数据，生成加工控制指令，并传输给执行模块；

所述数据采集模块连接有传感器，用于采集裁断工艺的加工数据；

所述执行模块分别与裁断动力机构2、移动机构5和驱动电机连接，用于接收PLC模块的加工控制指令，对裁断动力机构2、移动机构5和驱动电机进行运行控制。

7.根据权利要求6所述的双工位移动式裁断机，其特征在于，所述控制系统包括输入模块和显示屏，所述输入模块与PLC模块连接，用于进行物料选择与数据设定；所述显示屏用于显示输入信息以及加工数据。

8.根据权利要求6所述的双工位移动式裁断机，其特征在于，所述PLC模块采用以下公式计算裁断动力机构带动刀模架向下移动的最小速度：

上式中，V_min表示刀模架向下移动的最小速度；k₁表示物料的厚度系数，即实际厚度与标准厚度的比值，标准厚度与裁断机设备性能相关，标准厚度通过对裁断机实验测试得到；F表示物料耐受的最大剪切力；t表示刀模架向下移动的时间；t₀表示刀模架启动时间；M表示刀模架的质量；

然后再通过以下公式计算裁断加工时需要的刀模架向下移动速度：

V＝k₂V_min

上式中，V表示裁断加工时需要的刀模架向下移动速度；k₂表示保证裁断加工的保险系数，保险系数通过对裁断机实验测试得到；

所述PLC模块根据V的计算结果，生成对裁断动力机构的加工控制指令，并传输给执行模块对裁断动力机构进行控制。

9.根据权利要求6所述的双工位移动式裁断机，其特征在于，建立刀模架的有限元模型，所述PLC模块采用以下公式进行刀模架有限元模型的磨损量分析：

上式中，V_i表示刀模架有限元模型i点的体积磨损量；n表示刀模架有限元模型的的载荷步数；k₃表示磨损因子，与刀模架的材质和温度相关，若采用H13钢则k₃＝(29.29Ln(T)-168.73)×10^-6，其中T表示刀模架工作时的温度；σ_ij表示j时刻i点的应力；v_ij表示j时刻i点相对的滑移速度；Y_ij表示j时刻i点硬度；dt表示时间微分；

若计算得到的刀模架的体积磨损量超过设定的磨损阈值，则更换刀模架。

10.根据权利要求6所述的双工位移动式裁断机，其特征在于，所述控制系统包括故障报警器，所述故障报警器包括蜂鸣器和信号指示灯，所述蜂鸣器和信号指示灯都与PLC模块连接，用于根据PLC模块的控制发出报警信号。

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