CN113103362A - 一种纸管自动切口设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种纸管自动切口设备及方法，所述纸管自动切口设备包括工作台、在所述工作台上相对设置的两套冲压机构以及位于两套所述冲压机构之间的夹持机构，所述夹持机构用于对待切纸管进行夹持定位；所述冲压机构包括驱动装置、安装盘和一对冲压头，所述驱动装置带动一对所述冲压头同时反向往复运动，完成冲压作业；所述纸管自动切口设备还包括控制器，所述夹持机构和所述驱动装置在所述控制器的控制下有序运行。本方案能够对待切纸管进行自动夹持、定位，同时对纸管两端的预定位置进行预设形状的同步切口冲压加工，不仅切口位置精准、统一、齐整，而且切口效率高，自动化程度高，大大降低人工劳动强度，同时提升生产效率和切口质量。

Description

一种纸管自动切口设备及方法

技术领域

本发明涉及产品包装技术领域，尤其涉及一种纸管自动切口设备及方法。

背景技术

在玻璃纤维生产过程中，涉及纱团包装过程，其中有一些产品需要采用厚纸管进行打包与包装。前述使用的厚纸管在使用前，需要对其进行切口加工，一般需要对纸管两端加工四个对称的切口。

目前的生产中，前述切口操作主要是人工使用切割装置对纸管进行逐一切口，这样的操作过程繁琐、劳动强度大，而且生产效率低下。此外，由于人工操作时存在误差大、左右切口不对称的情况，因而纸管的切口作业质量差，对纱团产品包装的品质产生严重的不利影响。

发明内容

本发明旨在解决上面描述的问题。本发明的一个目的是提供一种解决以上问题中的任何一个的纸管自动切口设备及方法。具体地，本发明提供能够降低劳动强度、提升生产效率和切口精度的纸管自动切口设备及方法。

根据本发明的第一方面，本发明提供了一种纸管自动切口设备，所述纸管自动切口设备包括工作台、在所述工作台上相对设置的两套冲压机构以及位于两套所述冲压机构之间的夹持机构，所述夹持机构用于对待切纸管进行夹持定位；

所述冲压机构包括驱动装置、安装盘和一对冲压头，所述驱动装置和所述安装盘均固定在所述工作台上，所述冲压头与所述驱动装置的输出端连接、且与所述安装盘可转动连接，一对所述冲压头相对设置；所述驱动装置带动一对所述冲压头同时反向往复运动，完成冲压作业；

所述纸管自动切口设备还包括控制器，所述夹持机构和所述驱动装置在所述控制器的控制下有序运行。

其中，所述纸管自动切口设备还包括与所述控制器信号连接的送料机构、下料机构和移位机构，所述送料机构和所述下料机构分别位于所述夹持机构的两侧，所述移位机构固定在所述工作台上、且位于所述送料机构的输出端上方；所述移位机构可沿所述工作台在所述下料机构与所述送料机构之间移动，用于将所述送料机构输送的待切纸管移至所述夹持机构上，还用于将所述夹持机构上切口后的纸管移至所述下料机构上。

其中，所述送料机构包括传送装置和顶升装置，所述顶升装置位于所述传送装置的输出端下方、且位于所述移位机构与所述夹持机构之间；所述传送装置和所述顶升装置均在所述控制器的控制下有序运行；所述顶升装置用于将所述传送装置输出的待切纸管升至平齐于或者高于所述夹持机构的位置。

其中，所述移位机构的行程大于待切纸管的长度。

其中，所述顶升装置包括顶升气缸和托架，所述托架位于所述传送装置的输出端下方、且与所述顶升气缸的输出端固定连接。

其中，所述托架为弧形结构，且所述托架的内径大于或等于待切纸管的外径。

其中，所述传送装置上等间隔设置有若干纸管限位槽。

其中，所述驱动装置包括传动组件、限位块和推杆，所述传动组件和所述限位块均固定在所述工作台上，且所述限位块位于所述传动组件和所述安装盘之间；所述推杆的一端与所述传动组件连接，另一端穿过所述限位块与所述冲压头连接；所述推杆与所述限位块可滑动连接。

其中，所述传动组件为凸轮传动组件。

根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种纸管自动切口方法，所述纸管自动切口方法通过如上所述的纸管自动切口设备实现。

本发明的纸管自动切口设备能够对待切纸管进行自动夹持、定位，同时对纸管两端的预定位置进行预设形状的同步切口冲压加工，不仅切口位置精准、统一、齐整，而且切口效率高，自动化程度高，大大降低人工劳动强度，同时提升生产效率和切口质量。

参照附图来阅读对于示例性实施例的以下描述，本发明的其他特性特征和优点将变得清晰。

附图说明

并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与描述一起用于解释本发明的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本发明的一些实施例，而不是全部实施例。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，可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示例性地示出了本发明的纸管自动切口设备的一种侧面结构示意图；

图2示例性地示出了本发明的纸管自动切口设备的一种俯视图；

图3示例性地示出了本发明的冲压机构的一种结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

发明人设计了一种纸管自动切口设备，在工作台上相对设置两套同样的冲压机构，对夹持后的纸管两端同步冲压切口作业，确保每次切口形状和切口位置均相同，提升切口质量的同时，提升切口效率。该过程通过控制器自动控制实现，减少人工参与，降低人工劳动强度。进一步的，在工作台的一侧设置送料机构和下料机构，并且将夹持机构设置为可移动的，其移动行程的一端位于两套冲压机构中间的位置，移动行程到的另一端平齐与送料机构的输出端和下料机构的入口设置；同时还设置了移位机构，用以将待切纸管从送料机构的输出端移位到夹持机构上，还用以将切口后的纸管从夹持机构上移位到下料机构上，从而实现纸管切口过程的送料、夹持、冲压切口、下料输送的全自动化，大幅提升生产效率、降低人工劳动强度，利于工业化生产的推广和应用。

下面结合附图，对根据本发明所提供的纸管自动切口设备及方法进行详细描述。

图1示出了本发明的纸管自动切口设备的一种侧面结构示意图，图2示出了该纸管自动切口设备的一种俯视图，综合图1和图2所示，该纸管自动切口设备包括工作台1、在工作台1上相对设置的两套冲压机构2以及位于两套冲压机构2之间的夹持机构3，其中，夹持机构3用于对待切纸管进行夹持定位，然后由两套冲压机构2同时对待切纸管的两端进行切口冲压，形成预设形状的切口，可有效保证切口形状整齐、统一，确保切口位置精准。

图3示出了冲压机构2的一种具体实施例的结构示意图，综合参照图1-3所示，冲压机构2包括驱动装置21、安装盘22和一对冲压头23，其中，驱动装置21和安装盘22均固定在工作台1上，冲压头23与驱动装置21的输出端连接、且与安装盘22可转动连接，一对冲压头23相对设置；驱动装置21带动一对冲压头23同时反向往复运动，完成冲压作业。

示例性地，冲压头23的一端与驱动装置21的输出端可转动连接，冲压头23的中部与安装盘22可转动连接，驱动装置21可带动冲压头23绕安装盘22在一定角度范围内转动。由于一对冲压头23相对设置，因此，在驱动装置21的带动下，两个冲压头23可以同步相对或者相背离运行，完成冲压和释放动作，从而完成对纸管的切口作业。

为提升生产过程的自动化程度，本发明的纸管自动切口装置还包括控制器(图中未示出)，夹持机构3的夹紧定位和释放、驱动装置21的驱动方向和启停等均在控制器的控制下有序运行。

另外，本发明的纸管自动切口设备还可以包括与控制器信号连接的送料机构4、下料机构5和移位机构6，其中，送料机构4和下料机构5可以位于冲压机构的同一侧，也可以位于两套冲压机构2的不同侧。如图1和图2所示，在本实施例中，为节约生产空间，送料机构4和下料机构5位于两套冲压机构2的同一侧、且分别位于夹持机构3的两侧，移位机构6固定在工作台1上、且位于送料机构4的输出端上方。具体地，移位机构6可沿工作台1在下料机构5与送料机构4之间移动，用于将送料机构4输送的待切纸管移至夹持机构3上，还用于将夹持机构3上切口后的纸管移至下料机构5上。示例性地，移位机构6的前述对纸管的两次移位可以分别单独完成，也可以同步完成，例如，在将送料机构4上的待切纸管移位至夹持机构3上的过程中，利用待切纸管将夹持机构3上已经完成切口的纸管推送至下料机构5上。

送料机构4、下料机构5和移位机构6均在控制器的控制下有序运行。在控制器的控制下，送料机构4将待切纸管输送至夹持机构3的高度，由移位机构6将待切纸管从送料机构4上移至夹持机构3上，然后夹持机构3将待切纸管夹持至两套冲压机构2中间；控制器再控制冲压机构2同时对待切纸管的两端进行定位冲压，形成预设位置和预设形状的切口；再由夹持机构3将切口后的纸管输送至平齐于下料机构5的入口后释放，由移位机构6将切口后的纸管移至下料机构5上，再由下料机构5将切口后的纸管进行定位输送，完成纸管切口的全自动化作业。

在本实施例中，送料机构4包括传送装置41和顶升装置42，顶升装置42位于传送装置41的输出端下方、且位于移位机构6与夹持机构3之间。其中，传送装置41用于将待切纸管输送至顶升装置42上，顶升装置42用于将传送装置41输出的待切纸管升至平齐于或者高于夹持机构3的位置。

在图1和图2的实施例中，送料机构4还可以包括存储装置43，用于存储待切纸管、并将待切纸管输送至传送装置41上。该存储装置43位于传送装置41的入口处，且存储装置43的出口高于传送装置41的入口设置，存储装置43中的待切纸管可直接落于传送装置41上。

传送装置41和顶升装置42均与控制器电连接或信号连接，在控制器的控制下有序运行。控制器控制传送装置41对待切纸管进行匀速输送，并控制顶升装置42对于传送装置41传送来的待切纸管逐一顶高到可移送至夹持机构3上的高度。

在一个可选的实施例中，移位机构6的行程大于待切纸管的长度，例如，移位机构6的单向行程比纸管的长度长20cm。具体地，其运行过程为：移位机构6将顶升装置42上的待切纸管推送至夹持机构3上，然后恢复原位；夹持机构3将待切纸管移送到冲压机构2完成切口冲压，然后再带动切口后的纸管退回原位，此时顶升装置42将下一个待切纸管升高，然后移位机构6将下一个待切纸管推送至夹持机构3上，同时，利用此待切纸管将原来夹持机构3上已经完成切口的纸管推送至下料机构5上；然后下料机构5沿输送方向对完成切口的纸管进行输送(可以是匀速输送，也可以是定距离输送，例如输送行程与纸管的直径相等)，同时，夹持机构3将待切纸管移动至两套冲压机构2之间，同时，移位机构6恢复至原位，等待顶升装置42将下一个待切纸管升高。

当然，以上移位机构6的单项行程也可以比纸管的长度长15cm、25cm、30cm等其他数值，只要能实现利用移位机构6在推送待切口纸管至夹持机构3的过程中，使待切口纸管将夹持机构3上的完成切口的纸管推送至下料机构5上即可。

在另一个可选的实施例中，夹持机构3上的切口后的纸管需要移位机构6单独移送到下料机构5上，在此实施例中，移位机构6需朝向下料机构5的方向启动两次，然后再恢复原位。即移位机构6的运动过程包括：沿第一方向运行第一行程，以将顶升装置42上的待切纸管移位至夹持机构3上；沿第一方向继续运行第二行程，以将夹持机构3上切口后的纸管移位至下料机构5上；沿第一方向的反向运行第一行程与第二行程之和，以恢复原位。在此实施方式中，移位机构6的单向行程范围大于顶升装置42的宽度和顶升装置42与下料机构5之间的间距之和，以保证移位机构6不仅能够将顶升装置42上的待切纸管移送至夹持机构3上，还能够将夹持机构3上切口后的纸管充分移送至下料机构5上。

如图2所示结构布局的纸管自动切口设备，在其具体运行过程中，移位机构6的两次移位过程的移位方向相同，其具体运行过程为：控制器控制移位机构6运行第一行程，以将顶升装置42上的待切纸管移位至夹持机构3上；然后等两套冲压机构2对夹持机构3上的纸管完成冲压后，再继续控制移位机构6同向运行第二行程，以将切口后的纸管从夹持机构3上移位至下料机构5上；之后，再控制移位机构6反向持续运行第三行程以回归原位，等待将下一个待切纸管由顶升装置42上移位至夹持机构3上。其中，第三行程为第一行程与第二行程之和。

示例性地，移位机构6可以包括移位动力件61和挡板62，移位动力件61固定在工作台1上，其运行方向平行于顶升装置42朝向下料机构5的方向，在本实施例中为平行于两套冲压机构2之间的连线延伸方向；挡板62固定在移位动力件61的输出端，用以随着移位动力件61的运行而推动纸管移位。示例性地，移位动力件62可以为移位气缸。

在一个可选的实施例中，夹持机构3包括传输组件31和夹持组件32，传输组件31固定在工作台1上，其传输方向垂直于两套冲压机构2之间的连线方向；夹持组件32与传输组件31的输出端固定连接。具体地，传输组件31的行程为两套冲压机构2之间的位置到平齐于顶升装置42(或下料机构5的入口)之间的距离，即传输组件31用于在控制器的控制下，将夹持组件32从平齐于顶升装置42的位置传输至两套冲压机构2之间，还用于将夹持组件32从两套冲压机构2之间的位置传输至平齐于下料机构5的入口之间的位置。

夹持组件32则用于对待切纸管进行夹持、定位。示例性地，夹持组件32包括夹持气缸、固定件和夹爪，其中，夹持气缸与传输组件31的输出端固定连接、且与控制器信号连接，由控制器控制夹持气缸的启停和伸缩以及行程；固定件与传输组件31的输出端固定连接，夹爪则与夹持气缸的输出端固定连接、且与固定件在同一条直线上相对设置。控制器通过控制夹持气缸的伸缩带动夹爪相对于固定件平移，利用夹爪与固定件实现对待切纸管的夹持或释放。

在一个具体的实施例中，夹持气缸默认为缩回(或伸出)状态，保证夹爪与固定件之间的距离大于待切纸管的外径：当控制器控制移位机构6将待切纸管由顶升装置42上移位至夹持装置3上后，控制器控制夹持气缸伸出(或缩回)预设夹持行程，以带动夹爪向固定件移动，利用夹爪与固定件完成对待切纸管的夹持、定位；然后再控制传输组件31带动夹持组件32将待切纸管移送至两套冲压机构2之间的位置，再控制两套冲击机构2进行一次冲压操作，完成切口作业后，再控制传输组件31带动夹持组件32将纸管移送至平齐于下料机构5入口的位置后，控制夹持气缸缩回(或伸出)至初始位置，带动夹爪相对于固定件远离，对纸管进行释放；然后控制器控制移位机构6将切口后的纸管移位至下料机构5的入口处，再控制移位机构6恢复至初始位置、等待将下一个待切纸管移位至夹持组件32上。

在一个可选的实施例中，顶升装置42包括顶升气缸421和托架422，顶升气缸421固定在工作台1的侧面，托架422位于传送装置41的输出端下方、且与顶升气缸421的输出端固定连接。传送装置41上的待切纸管被直接输送掉落至托架422上，然后由顶升气缸421驱动托架422升高至平齐于或者高于夹持机构3的位置，以便于移位机构6能够将托架422上的待切纸管准确地移位至夹持机构3上。

由于纸管的外形为圆柱状结构，为保证待切纸管精准地掉落在托架422上，托架422为弧形结构，并且托架422的内径大于或等于待切纸管的外径。

为了精确判断待切纸管被输送至托架422上，可以在托架422上设置与控制器信号连接的压力传感器，也可以在托架422的一侧或者传送装置41的输出端下方的某一位置上设置光电传感器或距离传感器等检测器件，用以识别判断是否有待切纸管被输送至托架422上，并将信号实时发送至控制器。

进一步的，为了保证纸管在传送装置41上传送过程中的位置稳定性，在传送装置41上等间隔设置有若干纸管限位槽。示例性地，该纸管限位槽可以为凹槽状，也可以为其它可以对纸管进行限位的结构，例如在相邻两纸管之间设置挡块等结构。纸管限位槽的设置可以确保传送装置41处于平面输送或者倾斜输送等任意输送环境中时，纸管在传送装置41上的位置均能保持稳定。

在本发明的纸管自动切口设备中，其冲压机构2的一种具体实施例中，驱动装置21包括传动组件211、限位块212和推杆213，其中，传动组件211和限位块212均固定在工作台1上，并且限位块212位于传动组件211和安装盘22之间；推杆213的一端与传动组件211的输出端连接，另一端穿过限位块212与冲压头23连接；推杆213与限位块212可滑动连接。控制器通过驱动传动组件211运行，带动推杆213在限位块212上往复滑动运行，从而实现一对冲压头23相对或相背离运行，即交替完成冲压和释放操作，实现对纸管的切口作业。

示例性地，传动组件211可以简单选用伸缩原理的传动组件，例如，伸缩气缸或液压缸等结构件。在图2和图3所示的实施例中，传动组件211为凸轮传动组件。伸缩原理的传动组件在驱动冲压头23进行冲压和释放的过程中，是分别进行伸和缩两个方向的运行，即两个方向反复交替运行，对于传动组件211中的动力部件的局部耐磨性和使用寿命要求较高。而本实施例中的凸轮传动组件中，其动力部件只需持续、稳定地单向运行，利用凸轮结构，即可实现推杆213以预定频率持续进行往复移动，运行稳定性和寿命更为可靠。

相适应于上述纸管自动切口设备，本发明还提供了一种纸管自动切口方法，该纸管自动切口方法通过如以上内容所述的纸管自动切口设备实现。

本发明的纸管自动切口方法在控制器的控制下完成，可实现纸管切口的完全自动化作业，具体包括以下步骤：

控制器控制传送装置41将存储装置43释放出的待切纸管输送至顶升装置42上，控制顶升装置42升高到预设高度后，控制移位机构6运行将顶升装置42上的待切纸管移位至夹持机构3上，然后控制顶升装置42落回原位、移位机构6恢复原位，同时控制夹持机构3将待切纸管夹紧后移到两套冲压机构2之间的位置，再控制两套冲压机构2对纸管两端同步进行冲压切口；然后控制夹持机构3带动切口后的纸管退回至原位，即平齐于下料机构5的入口处、且平齐于顶升装置42的位置，在此过程中，控制顶升装置42带动下一个待切纸管升高至预设高度；再控制移位机构6启动将顶升装置42上下一个待切纸管移位至夹持机构3上，同时利用此待切纸管将切口后的纸管由夹持机构3上移位至下料机构5上，控制下料机构5对切口后的纸管进行输送，同时控制移位机构6和顶升装置42均恢复至起始位置，等待顶升装置42下一次升高后，再次将待切纸管移送至夹持机构3上。

其中，控制器对于顶升装置42、移位机构6、夹持机构3等装置或组件每次移位的行程可以按照程序中直接设定进行控制，也可以在各位置设置相应的检测器件进行识别判断控制。

上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本发明的保护范围之内。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包含一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种纸管自动切口设备，其特征在于，所述纸管自动切口设备包括工作台(1)、在所述工作台(1)上相对设置的两套冲压机构(2)以及位于两套所述冲压机构(2)之间的夹持机构(3)，所述夹持机构(3)用于对待切纸管进行夹持定位；

所述冲压机构(2)包括驱动装置(21)、安装盘(22)和一对冲压头(23)，所述驱动装置(21)和所述安装盘(22)均固定在所述工作台(1)上，所述冲压头(23)与所述驱动装置(21)的输出端连接、且与所述安装盘(22)可转动连接，一对所述冲压头(23)相对设置；所述驱动装置(21)带动一对所述冲压头(23)同时反向往复运动，完成冲压作业；

所述纸管自动切口设备还包括控制器，所述夹持机构(3)和所述驱动装置(21)在所述控制器的控制下有序运行。

2.如权利要求1所述的纸管自动切口设备，其特征在于，所述纸管自动切口设备还包括与所述控制器信号连接的送料机构(4)、下料机构(5)和移位机构(6)，所述送料机构(4)和所述下料机构(5)分别位于所述夹持机构(3)的两侧，所述移位机构(6)固定在所述工作台(1)上、且位于所述送料机构(4)的输出端上方；

所述移位机构(6)可沿所述工作台(1)在所述下料机构(5)与所述送料机构(4)之间移动，用于将所述送料机构(4)输送的待切纸管移至所述夹持机构(3)上，还用于将所述夹持机构(3)上切口后的纸管移至所述下料机构(5)上。

3.如权利要求2所述的纸管自动切口设备，其特征在于，所述送料机构(4)包括传送装置(41)和顶升装置(42)，所述顶升装置(42)位于所述传送装置(41)的输出端下方、且位于所述移位机构(6)与所述夹持机构(3)之间；

所述传送装置(41)和所述顶升装置(42)均在所述控制器的控制下有序运行；所述顶升装置(42)用于将所述传送装置(41)输出的待切纸管升至平齐于或者高于所述夹持机构(3)的位置。

4.如权利要求3所述的纸管自动切口设备，其特征在于，所述移位机构(6)的行程大于待切纸管的长度。

5.如权利要求3所述的纸管自动切口设备，其特征在于，所述顶升装置(42)包括顶升气缸(421)和托架(422)，所述托架(422)位于所述传送装置(41)的输出端下方、且与所述顶升气缸(421)的输出端固定连接。

6.如权利要求5所述的纸管自动切口设备，其特征在于，所述托架(422)为弧形结构，且所述托架(422)的内径大于或等于待切纸管的外径。

7.如权利要求3所述的纸管自动切口设备，其特征在于，所述传送装置(41)上等间隔设置有若干纸管限位槽。

8.如权利要求1所述的纸管自动切口设备，其特征在于，所述驱动装置(21)包括传动组件(211)、限位块(212)和推杆(213)，所述传动组件(211)和所述限位块(212)均固定在所述工作台(1)上，且所述限位块(212)位于所述传动组件(211)和所述安装盘(22)之间；所述推杆(213)的一端与所述传动组件(211)连接，另一端穿过所述限位块(212)与所述冲压头(23)连接；所述推杆(213)与所述限位块(212)可滑动连接。

9.如权利要求8所述的纸管自动切口设备，其特征在于，所述传动组件(211)为凸轮传动组件。

10.一种纸管自动切口方法，其特征在于，所述纸管自动切口方法通过如权利要求1-9中任一项所述的纸管自动切口设备实现。

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