CN112932024B - 一种数控多功能集成式刀座的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数控多功能集成式刀座的加工方法，设置升降组件、安装座、转向轴组件、气动刀杆、汇流组件、平料组件、冲孔组件和集屑组件，所述升降组件下端与安装座连接，所述转向轴组件、汇流组件、平料组件、冲孔组件均设置在安装座上，所述气动刀杆套接在转向轴组件上，所述集屑组件与冲孔组件通过气管连接。本发明可完成切割、画线、冲孔等动作功能，通过集料道和集屑组件对冲切下来的废料进行集料清理，防止废料分散到工作区域，影响产品质量。

Description

一种数控多功能集成式刀座的加工方法

技术领域

本发明涉及皮革加工技术领域，具体为一种数控多功能集成式刀座的加工方法。

背景技术

制鞋行业当前大多数基于震动刀片切断材料的数控切割系统所使用的切割刀头都具备数控走刀功能，在材料上裁切指定的图案。随着行业发展，部分高级产品附带有画线、冲孔功能，无需单独配置画线设备、冲孔设备，但产品结构较为简单，不同功能模块在组装时仅仅是简单横向排列，结构尺寸较大。虽然这种结构优于传统柔性材料裁切行业的刀模裁切方案，简化了工艺流程，但由于认识不足和技术限制。在行业朝高速化、智能化、小型化发展的大背景下，其分列式的结构在生产应用中暴露出以下不足：第一，结构尺寸较大，整体重量较重，在整个切割系统高速运转过程中的产生较大的惯性，在裁切较为复杂的图案时，反复急停导致的冲击载荷较大，影响了裁切精度和零部件的使用寿命。分列式结构同时导致了所配套的定位系统的行程加大，无形中提高了衍生产品的成本。第二，所附带的冲孔、画线等功能模块大都仅由气缸驱动，通过气缸向下顶出，冲刀(画笔)接触材料，完成冲孔(画线)工序、气缸在运动到下限止位时带动冲孔刀柄或画笔产生的冲击，同样会影响裁切成品质量和零部件寿命。冲击传递至整个结构所产生噪声较大，对人体有潜在危害，不符合行业发展理念。冲孔产生的碎屑散布在成品表面，机器台面，浪费收料工序的时间、并且影响设备的清理维护以及工作区域的卫生环境。

发明内容

本发明的目的在于提供一种数控多功能集成式刀座的加工方法，具备结构紧凑的优点，在保证切割、画线、冲孔等功能的前提下，克服上述现有技术的不足。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种数控多功能集成式刀座的加工方法，包括：

冲切加工，气动刀杆套接在转向轴组件后下端固定安装气动刀刃，升降组件安装在机械臂上，由机械臂带动升降组件和安装座移动，转动电机带动套接在转向轴组件上的气动刀杆以及气动刀刃旋转，然后升降组件控制安装座向下移动，气动刀刃与切割材料接触，对材料进行切割，机械臂带动的移动位置为切割轨迹；

冲孔加工，选取一组安装有合适尺寸冲刀的冲孔组件控制，转动电机带动转向轴组件、同步转杆以及冲刀杆转动，冲压气缸控制冲刀杆向下位移，冲刀与材料接触，对材料进行冲孔，冲切下来的废料从刃口进入集料道，集屑组件将集料道内的废料抽出；

冲针加工，通过机械臂将刀座位移预设位置，下压气缸控制冲针下压，冲针对材料进行针孔冲压；

画笔加工，下压气缸控制画笔下压，机械臂按照预设的路径移动，画笔在加工材料上描绘出与预设路径相适配的标记。

本发明中，数控多功能集成式刀座包括升降组件、安装座、转向轴组件、气动刀杆、汇流组件、平料组件、冲孔组件和集屑组件，所述升降组件下端与安装座连接，所述转向轴组件、汇流组件、平料组件、冲孔组件均设置在安装座上，所述气动刀杆套接在转向轴组件上，所述集屑组件与冲孔组件通过气管连接。

本发明中，所述转向轴组件包括转向电机、同步轮、深沟球轴承、转向轴和角接触球轴承，所述同步轮下端依次连接深沟球轴承、转向轴和角接触球轴承，所述转向电机设置在转向轴后方，所述同步轮和转向电机均与转向轴联动连接，所述气动刀杆下端可安装气动刀刃。

本发明中，所述汇流组件包括封板、封垫、三个电磁阀，所述封垫嵌设在封板内，三个所述电磁阀设置在封板背面，且三个电磁阀与气缸腔通过气管连接，且汇流组件的数量为两组。

本发明中，所述平料组件包括活塞杆以及连接在活塞杆下端的平料盘，所述活塞杆设置在刀座底部，所述活塞杆两侧设置有平料导杆，该平料导杆可在刀座上下滑动，两侧平料导杆下端与平料盘连接，所述平料导杆上套接有弹簧，且活塞杆与电磁阀连接。

本发明中，所述刀座上设置有四组冲孔组件，每组所述冲孔组件包括冲压气缸和冲刀杆，所述冲压气缸上端连接有连接块，所述连接块下端与冲刀杆可转动连接，所冲压气缸下端通过连接杆连接有压料脚，所述冲刀杆外侧活动连接有同步转杆，该同步转杆通过传动带与同步轮联动连接，且同步转杆可带动冲刀杆转动，所述连接块与同步转杆之间设置有第一压缩弹簧，且第一压缩弹簧套接在冲刀杆上，所述冲压气缸与压料脚之间设置有第二压缩弹簧，且第二压缩弹簧套接在连接杆上，所述冲刀杆下端安装有冲刀，所述冲刀与冲刀杆内部纵向贯穿形成集料道，该集料道贯穿连接块通过气管与集屑组件连接。

本发明中，所述集屑组件上设置有四个真空发生器、四个电磁阀和控制板，四个电磁阀、四个真空发生器均与控制板电连接，所述电磁阀两端分别与真空发生器和冲孔组件通过气管连接。

一种带集成式刀座的切割设备，所述数控多工能集成式刀座安装在切割机上，所述切割机可以是平面式切割机或龙门式切割机任意一种。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明通过设置多组冲孔组件，同步转杆下端可分别安装不同规格尺寸的集屑式冲刀，四组冲孔组件，每次只能有一组冲孔组件下降，其余在第一压缩弹簧和第二压缩弹簧的作用下保持原位，随后升降组件带动刀座下降到指定距离，该下降距离可通过升降组件调节，使伸出的冲刀与材料接触，通过微调升降组件的下降距离，使材料完全被冲刀冲透，对产品加工成不同规范的冲孔。

2、本发明通过设置转向轴组件与气动刀杆，气动刀杆下端安装气动刀刃，转向电机转动，为转向轴组件以及气动刀杆提供精准的转角变化，使气动刀刀刃与分片曲线相切，保证切割图案一致；当冲刀工作时，转向电机提供高速持续转动，使冲刀有足够的相对速度冲穿材料，通过单个转向电机控制多组冲孔组件，达到节省成本的效果。

3、本发明通过设置集屑组件，冲刀下压对皮革材料冲切，吸料式冲刀产生的碎屑通过冲刀杆冲刀形成的集料道在真空发生器的负压作用下将碎屑收集到集屑盒，使冲孔过程中加工材料表面整洁，无需人工清理材料表面，节省准备作业工时和人力成本，提高材料加工质量。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的部分结构示意图；

图3为本发明升降组件的结构示意图；

图4为本发明转向轴组件的结构示意图；

图5为本发明冲孔组件的结构剖视图；

图6为本发明汇流组件的结构示意图；

图7为发明的部分剖视图一；

图8为图7中A处局部放大图；

图9为本发明的部分剖视图二；

图10为本发明的集屑组件结构示意图；

图11为本发明的其中一种实施例；

图12为本发明的另一种实施例。

具体实施方式

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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图10，一种数控多功能集成式刀座，包括升降组件、刀座1、转向轴组件、气动刀杆28、汇流组件、平料组件和冲孔组件，升降组件包括上设置有伺服电机2和移动座3，升降组件前侧设有滑轨4，移动座3在滑轨4上滑动连接，且移动座3与伺服电机2联动连接，刀座1固定安装在移动座3前侧，多组冲孔组件贯穿刀座1安装，气动刀杆28自上而下插入转向轴组件上，并与转向轴组件固定安装，汇流组件设置在刀座1后侧，平料组件设置在刀座1下方，汇流组件用于控制平料组件和冲孔组件，冲孔组件可通过上部接头与外接的集屑组件31连接。

具体的，转向轴组件包括转向电机7、同步轮8、深沟球轴承9、转向轴10和角接触球轴承11，同步轮8下端依次连接深沟球轴承9、转向轴10和角接触球轴承11，转向电机7设置在转向轴10后方，同步轮8和转向电机7均与转向轴10联动连接，转向电机7带动转向轴10、同步轮8旋转，且旋转状态下的同步轮8通过传动带带动四条同步转杆24旋转。

具体的，汇流组件包括封板12、封垫13、三个电磁阀14，封垫13嵌设在封板14内，三个电磁阀14设置在封板12背面，且三个电磁阀14与气缸腔6通过气管连接，且汇流组件的数量为两组，电磁阀14外接气泵，电磁阀14开启阀门时，可供四组冲孔组件内的冲压气缸19输入气体，使冲压气缸19向下推动的动作，阀门关闭时，通过第二压缩弹簧26弹力进行复位。

具体的，刀座1上设置有四组冲孔组件，每组冲孔组件包括冲压气缸19和冲刀杆20，冲压气缸19上端连接有连接块21，连接块21下端与冲刀杆20可转动连接，连接块21上端装有接头，可外接集屑组件31的真空发生器34，冲压气缸19下端通过连接杆22连接有压料脚23，冲刀杆20外侧活动连接有同步转杆24，该同步转杆24通过传动带(图未示)与同步轮8联动连接，连接块21与同步转杆24之间设置有第一压缩弹簧25，且第一压缩弹簧25套接在冲刀杆20上，冲压气缸19与压料脚23之间设置有第二压缩弹簧26，且第二压缩弹簧26套接在连接杆22上。

具体的，冲刀杆24下端可以冲刀29，冲刀杆24下端可分别安装不同规格尺寸的冲刀29，四组冲孔组件，每次只能有一组冲孔组件下降，其余在第一压缩弹簧25和第二压缩弹簧26的作用下保持原位，且冲刀29的位置高于气动刀刃。

具体的，真空发生器34下端还连接有可拆卸式集屑盒35，控制板33用于控制电磁阀32，每个电磁阀32单独控制一个真空发生器34，冲刀杆24和冲刀29形成的集料道30通过气管与真空发生器34连接，电磁阀32开启，真空发生器34对集料道30抽气，在真空发生器34的负压作用下，将碎屑从集屑式冲刀中经导料腔和外接管路，导出到集屑组件中。

具体的，所述刀座1上还设置有两个下压气缸5，该两个下压气缸5分别位于转向轴组件两侧，两个下压气缸5下端分别安装画笔和冲针。其中，其中一个下压气缸5带动画笔向下移动，画笔可跟随刀座1的移动，在产品上留下标记；冲针可跟随刀座1的移动，另一下压气缸29带动冲针向下移动，对产品进行定位冲针孔。

其中，带有冲刀的冲孔组件工作时，该冲孔组件向下移动，其余三组保持不动，转向电机7高速转动带动该冲孔组件上的同步转杆24以及冲刀旋转，达到冲孔效果；安装有气动刀刃的气动刀杆28工作时，转向电机7精准转动，转向轴组件以及安装在气动刀杆28下端的气动刀刃跟随旋转，气动刀刃的刀口朝向转动，可进行曲线切割。

进一步的，数控多功能集成式刀座的加工方法，包括：

冲切加工，气动刀杆28套接在转向轴组件后下端固定安装气动刀刃，升降组件安装在切割机上，由切割机带动升降组件和安装座1移动，转动电机7带动套接在转向轴组件上的气动刀杆以及气动刀刃旋转，然后升降组件控制安装座1向下移动，气动刀刃与切割材料接触，对材料进行切割，切割机带动的移动位置为切割轨迹；

冲孔加工，选取一组安装有合适尺寸冲刀29的冲孔组件控制，转动电机7带动转向轴组件、同步转杆24以及冲刀杆20转动，冲压气缸19控制冲刀杆20向下位移，冲刀29与材料接触，对材料进行冲孔，冲切下来的废料从刃口进入集料道30，集屑组件31将集料道30内的废料抽出；

冲针加工，通过切割机将刀座1位移预设位置，下压气缸5控制冲针下压，冲针对材料进行针孔冲压；

画笔加工，下压气缸5控制画笔下压，切割机按照预设的路径移动，画笔在加工材料上描绘出与预设路径相适配的标记。

请参考图11至12，为本发明的其中一种实施例：两个数控多功能集成式刀座安装在切割机上，其中图11的数控多功能集成式刀座安装在平面式切割设备上，图12的数控多功能集成式刀座安装在龙门式切割机。

具体的，数控多功能集成式刀座可在一次切割中同时冲5种不同规格的孔，并同时兼顾画线、走刀切割。因刀具损耗而换刀具时(包含冲刀和切刀)，所述平面式切割机和龙门式切割机可通过软件调节完成快速换刀，对刀所需时间更少。

具体的，数控多功能集成式刀座在冲孔时所产生的废料可从冲刀29收集到集屑组件31中去，使得冲孔后材料表面更为整洁，缩短上下料时间和减小后续设备清理维护频次。

具体的，数控多功能集成式刀座对皮革类材料的切割和冲孔，其精度更高，并且工作过程中可提供更安静友好的工作环境。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，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。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附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (7)

1.一种数控多功能集成式刀座的加工方法，其特征在于：包括：

冲切加工，气动刀杆套接在转向轴组件后下端固定安装气动刀刃，升降组件安装在机械臂上，由机械臂带动升降组件和安装座移动，转动电机带动套接在转向轴组件上的气动刀杆以及气动刀刃旋转，然后升降组件控制安装座向下移动，气动刀刃与切割材料接触，对材料进行切割，机械臂带动的移动位置为切割轨迹；

冲孔加工，转动电机同时带动转向轴组件以及四条同步转杆转动，选取一组安装有合适尺寸冲刀的冲孔组件控制，相对应的冲压气缸控制冲刀杆向下位移，冲刀与材料接触，对材料进行冲孔，冲切下来的废料从刃口进入集料道，集屑组件将纵向贯穿形成集料道内的废料抽出；

冲针加工，通过机械臂将刀座位移预设位置，下压气缸控制冲针下压，冲针对材料进行针孔冲压；

画笔加工，下压气缸控制画笔下压，机械臂按照预设的路径移动，画笔在加工材料上描绘出与预设路径相适配的标记。

2.一种数控多功能集成式刀座，包括升降组件、安装座、转向轴组件、气动刀杆、汇流组件、平料组件、冲孔组件和集屑组件，其特征在于：所述升降组件下端与安装座连接，所述转向轴组件、汇流组件、平料组件、冲孔组件均设置在安装座上，所述气动刀杆套接在转向轴组件上，所述集屑组件与冲孔组件通过气管连接，所述刀座上设置有四组冲孔组件，每组所述冲孔组件包括冲压气缸和冲刀杆，所述冲压气缸上端连接有连接块，所述连接块下端与冲刀杆可转动连接，所冲压气缸下端通过连接杆连接有压料脚，所述冲刀杆外侧活动连接有同步转杆，该同步转杆通过传动带与同步轮联动连接，且同步转杆可带动冲刀杆转动，所述连接块与同步转杆之间设置有第一压缩弹簧，且第一压缩弹簧套接在冲刀杆上，所述冲压气缸与压料脚之间设置有第二压缩弹簧，且第二压缩弹簧套接在连接杆上，所述冲刀杆下端安装有冲刀，所述冲刀与冲刀杆内部纵向贯穿形成集料道，该集料道贯穿连接块通过气管与集屑组件连接。

3.根据权利要求2所述的一种数控多功能集成式刀座，其特征在于：所述转向轴组件包括转向电机、同步轮、深沟球轴承、转向轴和角接触球轴承，所述同步轮下端依次连接深沟球轴承、转向轴和角接触球轴承，所述转向电机设置在转向轴后方，所述同步轮和转向电机均与转向轴联动连接，所述气动刀杆下端可安装气动刀刃。

4.根据权利要求2所述的一种数控多功能集成式刀座，其特征在于：所述汇流组件包括封板、封垫、三个电磁阀，所述封垫嵌设在封板内，三个所述电磁阀设置在封板背面，且三个电磁阀与气缸腔通过气管连接，且汇流组件的数量为两组。

5.根据权利要求2所述的一种数控多功能集成式刀座，其特征在于：所述平料组件包括活塞杆以及连接在活塞杆下端的平料盘，所述活塞杆设置在刀座底部，所述活塞杆两侧设置有平料导杆，该平料导杆可在刀座上下滑动，两侧平料导杆下端与平料盘连接，所述平料导杆上套接有弹簧，且活塞杆与电磁阀连接。

6.根据权利要求2所述的一种数控多功能集成式刀座，其特征在于：所述集屑组件上设置有四个真空发生器、四个电磁阀和控制板，四个电磁阀、四个真空发生器均与控制板电连接，所述电磁阀两端分别与真空发生器和冲孔组件通过气管连接。

7.一种带集成式刀座的切割设备，其特征在于：包括权利要求2-6任一项所述的数控多功能集成式刀座，所述数控多功能集成式刀座安装在切割机上，所述切割机可以是平面式切割机或龙门式切割机任意一种。

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