CN113414798A

CN113414798A - 一种薄膜物料裁切机构及其裁切方法

Info

Publication number: CN113414798A
Application number: CN202010429505.5A
Authority: CN
Inventors: 祝磊; 李远鹏; 徐贵阳
Original assignee: Wuhan DR Llaser Technology Corp Ltd
Current assignee: Wuhan DR Llaser Technology Corp Ltd
Priority date: 2020-05-20
Filing date: 2020-05-20
Publication date: 2021-09-21

Abstract

一种薄膜物料裁切机构，包括视觉定位组件与裁切组件，所述裁切组件包括上切刀、下切刀及两者之间夹成的裁切口，裁切口内穿经而过有待切割的薄膜物料，裁切组件旁设置有视觉定位组件，在裁切口前方设置的底座板的左、右两端各与一个转动件的顶端进行转动连接，底座板的前侧面与下切刀的侧部相连接，下切刀的正上方设置有上切刀，上切刀的前侧面与切刀连接梁的侧部相连接，切刀连接梁的两端各与一个切刀气缸的驱动端相连接，切刀气缸的固定端与支撑座的顶部相连接，支撑座的底部与底座板的顶面相连接。本设计不仅矫正对位的效率较高，精度较高，而且可调性较强，应用范围较广。

Description

一种薄膜物料裁切机构及其裁切方法

技术领域

本发明涉及一种薄膜物料加工设备，属于电子材料加工技术领域，尤其涉及一种薄膜物料裁切机构及其裁切方法，具体适用于对薄膜物料进行加工后的幅面裁切。

背景技术

在对薄膜物料（如EVA）进行加工时，采用将薄膜料卷进行上料，完成打孔加工后，再切割成合适大小的幅面，最后进行下料的方法进行连续加工。

采用这种方法，料卷上料、加工过程中，薄膜物料在进给的过程中，由于材质特性，难免会出现薄膜物料的偏移，影响切割，尤其是对于打孔完成的薄膜物料来说，幅面切割时需要保证高的精度，以便和后段工序的产品紧密配合。为实现这点，在以往的裁切机构中，采用裁切刀固定，对薄膜物料进行矫正的方案，但是，由于薄膜物料比较轻薄，硬度低，强度弱，矫正的过程中会造成薄膜的弯曲及下垂，无法达到预期的效果，导致需要人工干预或者二次矫正，浪费了时间及人力。

为了保证产品质量及效率，提高设备整体稳定性，需要一种能够快速实现、高精度矫正对位的薄膜物料裁切机构。

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本专利申请的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的矫正对位的效率较低的缺陷与问题，提供一种矫正对位的效率较高的薄膜物料裁切机构及其裁切方法。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种薄膜物料裁切机构，包括视觉定位组件与裁切组件，所述裁切组件包括上切刀、下切刀及两者之间夹成的裁切口，该裁切口内穿经而过有待切割的薄膜物料，且在裁切组件旁设置有视觉定位组件；

所述薄膜物料裁切机构还包括位于裁切口前方的底座板，该底座板的左、右两端各与一个转动件进行转动连接，底座板的前侧面与下切刀的侧部相连接，下切刀的正上方设置有上切刀，该上切刀与切刀气缸的驱动端相连接，切刀气缸的固定端与底座板的顶面相连接。

所述上切刀、下切刀的类型为以下任意一种：长条形裁切刀、圆形滚切刀或者竖直安装的直立型短裁切刀；

所述上切刀的前侧面与切刀连接梁的侧部相连接，切刀连接梁的两端各与一个切刀气缸的驱动端相连接，切刀气缸的固定端与支撑座的顶部相连接，支撑座的底部与底座板的顶面相连接，且两个支撑座的底部都夹在两个转动件的顶端之间。

所述转动件为圆柱交叉滚子轴承，该圆柱交叉滚子轴承的顶端与底座板的左、右两端相连接，圆柱交叉滚子轴承的侧围嵌入在支撑转台内开设的轴承孔内，支撑转台的底部与直线驱动机构的顶部相连接。

所述直线驱动机构包括直线驱动平台、丝杆螺母、驱动丝杆、直线驱动电机与联轴器，所述直线驱动电机的输出端经联轴器与驱动丝杆的一端相连接，驱动丝杆的另一端与丝杆螺母的内部进行螺纹配合，丝杆螺母的顶端与直线驱动平台的底部相连接，直线驱动平台的顶部与支撑转台的底部相连接。

所述支撑转台的两端的底部沿左直线滑轨、右直线滑轨的顶部进行滑动配合，左直线滑轨、右直线滑轨的底部与直线驱动机构的顶部相连接；

所述支撑转台沿左直线滑轨、右直线滑轨的滑动方向与直线驱动机构的驱动方向相互垂直。

所述底座板上夹于两个支撑座之间的区域的顶面与裁切垫板的底面相连接，裁切垫板的上方悬空设置有与底座板相平行的压板，该压板位于裁切口的后方。

所述压板的两端与下压气缸的输出端相连接，下压气缸的缸体经下压连接板与支撑座内的支撑竖板相连接，支撑竖板的上下两端分别与切刀连接板、支撑底板相连接，切刀连接板与切刀气缸的固定端相连接，支撑底板与底座板上近转动件的部位相连接。

所述切刀连接板的前端与切刀气缸的固定端相连接，切刀连接板的后端与视觉支撑梁的端部相连接，视觉支撑梁的中部与至少一个CCD定位组件相连接。

一种上述薄膜物料裁切机构的裁切方法，所述裁切方法包括以下步骤：

S1定位步骤:先由视觉定位组件对张紧的薄膜物料上的标记点进行抓取拍照，再将该抓取拍照的数据与预设位置进行对比，然后由视觉算法得出薄膜物料现位置与标准位置的偏差，再根据该偏差对底座板的位置进行调整，以对裁切口的位置进行调整，调整完毕后，再依次进行抓取拍照、对比、计算偏差、调整裁切口位置的操作，依次循环，直至前述偏差合格；所述标记点为预先设置在薄膜物料上的标记点；

S2裁切步骤:先驱动上切刀下行，直至上切刀与下切刀的刀刃啮合，从而利用剪切完成对薄膜物料的裁切动作。

所述对裁切口的位置进行调整包括以下任意一种调整方式：

第一种，驱动底座板的两端进行同步的直线往复运动，以带动上切刀、下切刀、支撑座一并作直线往复运动，从而实现裁切口的直线运行；

第二种，驱动底座板的两端进行不同步的直线往复运动，以使底座板的两端绕各自连接的转动件进行转动，从而带动上切刀、下切刀、支撑座一并作转动操作，从而实现裁切口的转动运行。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明一种薄膜物料裁切机构及其裁切方法中，在裁切口的前方设置有底座板，该底座板的左、右两端各自可以进行直线运动或转动运行，以使上切刀、下切刀一并进行直线运行或转动运行，从而在不改变薄膜物料位置的基础上，通过调整裁切口来矫正对位，不仅能够确保裁切的精度，而且能够避免现有技术中对薄膜物料位置进行调整所造成的薄膜弯曲变形或者需要多次调整浪费时间的缺陷，大大提高了裁切效率。因此，本发明的矫正对位的效率较高。

2、本发明一种薄膜物料裁切机构及其裁切方法中，裁切口的位置调整依赖于对底座板两端进行驱动，而底座板两端的驱动方式包括直线运动与转动运动两种，且各自相互独立、互不干扰，从而提高了底座板的位置调整范围，进而提高了裁切口的位置调整范围，使得即使薄膜进给中造成偏差过大，切刀位置也可以进行大幅度、宽范围的调整，以匹配到要求的位置精度，适用性强。因此，本发明的可调性较强，应用范围较广。

3、本发明一种薄膜物料裁切机构及其裁切方法中，底座板的左、右两端各与一个转动件的顶端进行转动连接，转动件优选为圆柱交叉滚子轴承，圆柱交叉滚子轴承绕支撑转台内开设的轴承孔进行转动，支撑转台的底部与直线驱动机构的顶部相连接，利于实现底座板及裁切口的X、R向自由度，即前后移动、角度偏转，稳定性好，矫正精度更高，在此基础之上，支撑转台的底部还可以经左、右直线滑轨与直线驱动机构的顶部相连接，进一步丰富底座板的运动自由度，使其具备Y向自由度，从而提升裁切口的调整范围与调整效率。因此，本发明的调整范围较广，精度较高。

4、本发明一种薄膜物料裁切机构及其裁切方法中，底座板上夹于两个支撑座之间的区域的顶面与裁切垫板的底面相连接，裁切垫板的上方悬空设置有与底座板相平行的压板，该压板位于裁切口的后方，应用时，压板在裁切前将薄膜物料紧密的压紧在裁切垫板上，保证了裁切过程中薄膜的张紧及充分固定，进一步保证了裁切的精度。因此，本发明具备裁切压紧功能，裁切精度较高。

5、本发明一种薄膜物料裁切机构及其裁切方法中，底座板、支撑座的连接结构能够将切刀组件、视觉定位组件、下压组件连接为一个整体，不仅利于相互协作，而且便于同时进行位置调整，包括直线运动与角度偏移的转动，此外，结构紧凑，节省了设备空间。因此，本发明不仅功能较多，而且占据空间较小。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1中去除视觉定位组件之后的结构示意图。

图3是图2中去除裁切垫板之后的结构示意图。

图4是图2中压板的结构示意图。

图5是本发明中底座板的运行方向示意图。

图6是本发明中支撑转台与直线驱动机构的连接示意图。

图7是本发明中支撑转台与左直线滑轨、右直线滑轨的配合示意图。

图8是本发明中直线驱动机构的结构示意图。

图中：视觉定位组件2、视觉支撑梁21、CCD定位组件22、裁切组件3、裁切口30、上切刀31、下切刀32、切刀连接梁33、切刀气缸34、底座板4、转动件41、支撑座42、支撑竖板421、切刀连接板422、支撑底板423、支撑转台43、轴承孔431、左直线滑轨44、右直线滑轨45、直线驱动机构5、直线驱动平台51、丝杆螺母52、驱动丝杆53、直线驱动电机54、联轴器55、裁切垫板6、压板7、下压气缸71、下压连接板72。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1—图8，一种薄膜物料裁切机构，包括视觉定位组件2与裁切组件3，所述裁切组件3包括上切刀31、下切刀32及两者之间夹成的裁切口30，该裁切口30内穿经而过有待切割的薄膜物料，且在裁切组件3旁设置有视觉定位组件2；

所述薄膜物料裁切机构还包括位于裁切口30前方的底座板4，该底座板4的左、右两端各与一个转动件41进行转动连接，底座板4的前侧面与下切刀32的侧部相连接，下切刀32的正上方设置有上切刀31，该上切刀31与切刀气缸34的驱动端相连接，切刀气缸34的固定端与底座板4的顶面相连接。

所述上切刀31、下切刀32的类型为以下任意一种：长条形裁切刀、圆形滚切刀或者竖直安装的直立型短裁切刀；

所述上切刀31的前侧面与切刀连接梁33的侧部相连接，切刀连接梁33的两端各与一个切刀气缸34的驱动端相连接，切刀气缸34的固定端与支撑座42的顶部相连接，支撑座42的底部与底座板4的顶面相连接，且两个支撑座42的底部都夹在两个转动件41的顶端之间。

所述转动件41为圆柱交叉滚子轴承，该圆柱交叉滚子轴承的顶端与底座板4的左、右两端相连接，圆柱交叉滚子轴承的侧围嵌入在支撑转台43内开设的轴承孔431内，支撑转台43的底部与直线驱动机构5的顶部相连接。

所述直线驱动机构5包括直线驱动平台51、丝杆螺母52、驱动丝杆53、直线驱动电机54与联轴器55，所述直线驱动电机54的输出端经联轴器55与驱动丝杆53的一端相连接，驱动丝杆53的另一端与丝杆螺母52的内部进行螺纹配合，丝杆螺母52的顶端与直线驱动平台51的底部相连接，直线驱动平台51的顶部与支撑转台43的底部相连接。

所述支撑转台43的两端的底部沿左直线滑轨44、右直线滑轨45的顶部进行滑动配合，左直线滑轨44、右直线滑轨45的底部与直线驱动机构5的顶部相连接；

所述支撑转台43沿左直线滑轨44、右直线滑轨45的滑动方向与直线驱动机构5的驱动方向相互垂直。

所述底座板4上夹于两个支撑座42之间的区域的顶面与裁切垫板6的底面相连接，裁切垫板6的上方悬空设置有与底座板4相平行的压板7，该压板7位于裁切口30的后方。

所述压板7的两端与下压气缸71的输出端相连接，下压气缸71的缸体经下压连接板72与支撑座42内的支撑竖板421相连接，支撑竖板421的上下两端分别与切刀连接板422、支撑底板423相连接，切刀连接板422与切刀气缸34的固定端相连接，支撑底板423与底座板4上近转动件41的部位相连接。

所述切刀连接板422的前端与切刀气缸34的固定端相连接，切刀连接板422的后端与视觉支撑梁21的端部相连接，视觉支撑梁21的中部与至少一个CCD定位组件22相连接。

S1定位步骤:先由视觉定位组件2对张紧的薄膜物料上的标记点进行抓取拍照，再将该抓取拍照的数据与预设位置进行对比，然后由视觉算法得出薄膜物料现位置与标准位置的偏差，再根据该偏差对底座板4的位置进行调整，以对裁切口30的位置进行调整，调整完毕后，再依次进行抓取拍照、对比、计算偏差、调整裁切口30位置的操作，依次循环，直至前述偏差合格；所述标记点为预先设置在薄膜物料上的标记点；

S2裁切步骤:先驱动上切刀31下行，直至上切刀31与下切刀32的刀刃啮合，从而利用剪切完成对薄膜物料的裁切动作。

所述对裁切口30的位置进行调整包括以下任意一种调整方式：

第一种，驱动底座板4的两端进行同步的直线往复运动，以带动上切刀31、下切刀32、支撑座42一并作直线往复运动，从而实现裁切口30的直线运行；

第二种，驱动底座板4的两端进行不同步的直线往复运动，以使底座板4的两端绕各自连接的转动件41进行转动，从而带动上切刀31、下切刀32、支撑座42一并作转动操作，从而实现裁切口30的转动运行。

本发明的原理说明如下：

本发明中提及的各种气缸，其主要功能是提供往复的伸缩运动，因而，其也可以为具备类似功能的零部件，如液压缸。

本发明中的视觉定位组件2优选为沿一根视觉支撑梁21上间隔设置的两个CCD定位组件22，两个CCD定位组件22都位于裁切垫板6的上方，用以对裁切垫板6上的薄膜物料上的标记物进行拍摄，两个CCD定位组件22分别连接后台控制终端。

实施例1：

参见图1—图8，一种薄膜物料裁切机构，包括视觉定位组件2与裁切组件3，所述裁切组件3包括上切刀31、下切刀32及两者之间夹成的裁切口30，该裁切口30内穿经而过有待切割的薄膜物料，且在裁切组件3旁设置有视觉定位组件2；所述薄膜物料裁切机构还包括位于裁切口30前方的底座板4，该底座板4的左、右两端各与一个转动件41的顶端进行转动连接，底座板4的前侧面与下切刀32的侧部相连接，下切刀32的正上方设置有上切刀31，该上切刀31的前侧面与切刀连接梁33的侧部相连接，切刀连接梁33的两端各与一个切刀气缸34的驱动端相连接，切刀气缸34的固定端与支撑座42的顶部相连接，支撑座42的底部与底座板4的顶面相连接，且两个支撑座42的底部都夹在两个转动件41的顶端之间。

随后，可在裁切机构前端的送料装置及后端的拉料装置动作下，完成下一步的薄膜物料的进给及循环。

实施例2：

参见图5、图6与图8，直线驱动电机54依次经联轴器55、驱动丝杆53、丝杆螺母52以带动直线驱动平台51做前后直线位移，直线驱动平台51上锁固的为支撑转台43，同时，转动件41（优选为圆柱交叉滚子轴承）水平安装在支撑转台43中的轴承孔431内，圆柱交叉滚子轴承的外圈与支撑转台43锁紧，而内圈可以转动，从而使得与其相连接的底座板4的一端具有X，R两个方向的自由度。

实施例3：

参见图5、图7与图8，基本内容同实施例2，不同之处在于直线驱动平台51的顶面上设置有左直线滑轨44、右直线滑轨45，而在左直线滑轨44、右直线滑轨45的上方才设置有支撑转台43，同时，支撑转台43沿左直线滑轨44、右直线滑轨45进行相对滑动，且滑动方向与直线驱动机构5的驱动方向相互垂直，从而使得与其相连接的底座板4的一端具有具有X，Y，R三个方向的自由度。

具体应用时，底座板4两端的自由端可以都为X，Y，R三个方向，也可以都为X，R两个方向，也可以一端为X，R两个方向，另一端为X，Y，R三个方向。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。

Claims

1.一种薄膜物料裁切机构，包括视觉定位组件（2）与裁切组件（3），所述裁切组件（3）包括上切刀（31）、下切刀（32）及两者之间夹成的裁切口（30），该裁切口（30）内穿经而过有待切割的薄膜物料，且在裁切组件（3）旁设置有视觉定位组件（2），其特征在于：

所述薄膜物料裁切机构还包括位于裁切口（30）前方的底座板（4），该底座板（4）的左、右两端各与一个转动件（41）进行转动连接，底座板（4）的前侧面与下切刀（32）的侧部相连接，下切刀（32）的正上方设置有上切刀（31），该上切刀（31）与切刀气缸（34）的驱动端相连接，切刀气缸（34）的固定端与底座板（4）的顶面相连接。

2.根据权利要求1所述的一种薄膜物料裁切机构，其特征在于：所述上切刀（31）、下切刀（32）的类型为以下任意一种：长条形裁切刀、圆形滚切刀或者竖直安装的直立型短裁切刀；

所述上切刀（31）的前侧面与切刀连接梁（33）的侧部相连接，切刀连接梁（33）的两端各与一个切刀气缸（34）的驱动端相连接，切刀气缸（34）的固定端与支撑座（42）的顶部相连接，支撑座（42）的底部与底座板（4）的顶面相连接，且两个支撑座（42）的底部都夹在两个转动件（41）的顶端之间。

3.根据权利要求1或2所述的一种薄膜物料裁切机构，其特征在于：所述转动件（41）为圆柱交叉滚子轴承，该圆柱交叉滚子轴承的顶端与底座板（4）的左、右两端相连接，圆柱交叉滚子轴承的侧围嵌入在支撑转台（43）内开设的轴承孔（431）内，支撑转台（43）的底部与直线驱动机构（5）的顶部相连接。

4.根据权利要求3所述的一种薄膜物料裁切机构，其特征在于：所述直线驱动机构（5）包括直线驱动平台（51）、丝杆螺母（52）、驱动丝杆（53）、直线驱动电机（54）与联轴器（55），所述直线驱动电机（54）的输出端经联轴器（55）与驱动丝杆（53）的一端相连接，驱动丝杆（53）的另一端与丝杆螺母（52）的内部进行螺纹配合，丝杆螺母（52）的顶端与直线驱动平台（51）的底部相连接，直线驱动平台（51）的顶部与支撑转台（43）的底部相连接。

5.根据权利要求3所述的一种薄膜物料裁切机构，其特征在于：所述支撑转台（43）的两端的底部沿左直线滑轨（44）、右直线滑轨（45）的顶部进行滑动配合，左直线滑轨（44）、右直线滑轨（45）的底部与直线驱动机构（5）的顶部相连接；

所述支撑转台（43）沿左直线滑轨（44）、右直线滑轨（45）的滑动方向与直线驱动机构（5）的驱动方向相互垂直。

6.根据权利要求1或2所述的一种薄膜物料裁切机构，其特征在于：所述底座板（4）上夹于两个支撑座（42）之间的区域的顶面与裁切垫板（6）的底面相连接，裁切垫板（6）的上方悬空设置有与底座板（4）相平行的压板（7），该压板（7）位于裁切口（30）的后方。

7.根据权利要求6所述的一种薄膜物料裁切机构，其特征在于：所述压板（7）的两端与下压气缸（71）的输出端相连接，下压气缸（71）的缸体经下压连接板（72）与支撑座（42）内的支撑竖板（421）相连接，支撑竖板（421）的上下两端分别与切刀连接板（422）、支撑底板（423）相连接，切刀连接板（422）与切刀气缸（34）的固定端相连接，支撑底板（423）与底座板（4）上近转动件（41）的部位相连接。

8.根据权利要求7所述的一种薄膜物料裁切机构，其特征在于：所述切刀连接板（422）的前端与切刀气缸（34）的固定端相连接，切刀连接板（422）的后端与视觉支撑梁（21）的端部相连接，视觉支撑梁（21）的中部与至少一个CCD定位组件（22）相连接。

9.一种权利要求1或2所述的薄膜物料裁切机构的裁切方法，其特征在于所述裁切方法包括以下步骤：

S1 定位步骤:先由视觉定位组件（2）对张紧的薄膜物料上的标记点进行抓取拍照，再将该抓取拍照的数据与预设位置进行对比，然后由视觉算法得出薄膜物料现位置与标准位置的偏差，再根据该偏差对底座板（4）的位置进行调整，以对裁切口（30）的位置进行调整，调整完毕后，再依次进行抓取拍照、对比、计算偏差、调整裁切口（30）位置的操作，依次循环，直至前述偏差合格；所述标记点为预先设置在薄膜物料上的标记点；

S2 裁切步骤:先驱动上切刀（31）下行，直至上切刀（31）与下切刀（32）的刀刃啮合，从而利用剪切完成对薄膜物料的裁切动作。

10.根据权利要求9所述的一种薄膜物料裁切机构的裁切方法，其特征在于：所述对裁切口（30）的位置进行调整包括以下任意一种调整方式：

第一种，驱动底座板（4）的两端进行同步的直线往复运动，以带动上切刀（31）、下切刀（32）、支撑座（42）一并作直线往复运动，从而实现裁切口（30）的直线运行；

第二种，驱动底座板（4）的两端进行不同步的直线往复运动，以使底座板（4）的两端绕各自连接的转动件（41）进行转动，从而带动上切刀（31）、下切刀（32）、支撑座（42）一并作转动操作，从而实现裁切口（30）的转动运行。