CN114714433A - 一种裁断机刀模自动更换装置及更换方法 - Google Patents

一种裁断机刀模自动更换装置及更换方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种裁断机刀模自动更换装置及更换方法，装置包括刀库、齿条、松夹器、换刀电机、驱动齿轮，所述刀库安装在机体的侧面，刀库内安装有多个不同的刀模，刀模包括切裁刀、座板，切裁刀固定在座板下表面，座板上表面安装有齿条，所述齿条两端超出座板；刀模通过松夹器安装在压板上，松夹器可松开和夹紧刀模，压板下部设置有沟槽用于容纳齿条。所述驱动齿轮与换刀电机的输出轴连接，驱动齿轮可由移动组件带动靠近与避让齿条，结合处为齿条超出压板的部位，驱动齿轮与齿条啮合后可将刀模从压板或刀库内水平移出与移入。本发明自动完成刀模更换，换刀造成的停机时间短，工作效率较高。

Description

一种裁断机刀模自动更换装置及更换方法
技术领域
本发明属于裁断机领域，具体涉及一种裁断机刀模自动更换装置及更换方法。
背景技术
裁断机是一些轻工行业不可缺少的设备，借助于机器运动的作用力加压于刀模，对非金属材料进行冲型加工的机器。适合发泡材、纸板、纺织物、塑胶材料、皮革、橡胶、包装材料、地板材料、地毯、玻璃纤维、软木等非金属物料通过刀模借助机器产生的冲压力实现物料的冲切裁断。
部分名贵的物料，如真皮材料，为了节省材料，当冲裁不同图案与形状时，往往将刀模较为集约地摆放后，通过大吨位裁断机进行冲裁，需要的裁断机采购价格达数百万甚至上千万。而若采用机器编程，除了冲裁头可以回转，还需要频繁手工更换刀模，工作效率较低。因此亟待设计一种能够自动进行刀模更换的装置，提高工作效率，节省物料。
发明内容
针对现有技术所存在的上述不足，本发明要解决的技术问题是现有的裁断机在冲裁多种不同形状产品时，要么通过大吨位裁断机冲裁摆好的多个刀模，要么手工频繁更换刀模，生产成本与工作效率较低。
本发明的技术方案是：本发明提供一种裁断机刀模自动更换装置，包括刀库、齿条、松夹器、换刀电机、驱动齿轮，
所述刀库安装在机体的侧面，刀库内安装有多个不同的刀模，刀模包括切裁刀、座板，切裁刀固定在座板下表面，座板上表面安装有齿条，所述齿条两端超出座板；刀模通过松夹器安装在压板上，松夹器可松开和夹紧刀模，压板下部设置有沟槽用于容纳齿条，
所述驱动齿轮与换刀电机的输出轴连接，驱动齿轮可由移动组件带动靠近与避让齿条，结合处为齿条超出压板的部位，驱动齿轮与齿条啮合后可将刀模从压板或刀库内水平移出与移入，
所述齿条与刀模连接方式为以下之一：
A.齿条的齿部水平设置，在压板移动至换刀位置或刀库内的刀模升降时，驱动齿轮避让齿条；刀模从压板、刀库移出时，驱动齿轮由气缸驱动与齿条啮合；
B.齿条的齿部竖直向上设置，驱动齿轮、换刀电机安装有水平与竖直移动组件，竖直移动组件使驱动齿轮与齿条啮合与避让，水平移动组件带动刀模移动，移动组件包括气缸或电动缸。
进一步地，所述刀库包括支架、电动缸、刀架，电动缸安装在支架上部，刀架安装在支架内部，刀架上存放多层刀模，刀模从刀架水平进出，电动缸可带动刀架升降。
进一步地，所述压板由裁断机的上机架通过液压油缸带动升降，或由伺服电机、行星滚柱丝杠带动升降，由行星滚柱丝杠带动时机体的侧支撑架开有开模进出的缺口。
进一步地，所述齿条有一根，位于刀模座板的上表面中心。
进一步地，所述松夹器包括弹簧、夹板，夹板固定在压板两侧，通过气缸带动，克服弹簧力松开刀模，所述气缸固定在机体或压板上。
进一步地，所述机体上固定有导轨，刀模水平移动时通过导轨限位。
进一步地，还包括回转电机、回转齿轮，回转齿轮与压板固连且中心通过轴承与冲裁头连接，回转电机通过啮合的小齿轮带动回转齿轮与压板的转动。
相应地，公开一种裁断机刀模自动更换方法，包括以下步骤：
S1.控制器给出换刀信号，压板回转回零位，移动至机体侧面的换刀位置，靠近刀库，气缸推动松夹器松开刀模，开始换刀；
S2.驱动齿轮移动至与齿条超出压板的部分啮合，驱动齿轮转动或移动，带动齿条、刀模从压板移出；
S3.刀模在导向下进入刀库刀架的空刀位；
S4.刀库的电动缸带动刀架升降，驱动齿轮避让各刀模的齿条，新刀模到达换刀位置；
S5.驱动齿轮移动后与新刀模的齿条啮合，驱动齿轮转动或移动，带动齿条、刀模从刀库移出；
S6.新刀模进入压板，
S7.新刀模到位后，松夹器锁定刀模，驱动齿轮离开齿条，换刀完成。
进一步地，所述齿条水平设置时，S2、S5步骤中，驱动齿轮与凸轮轴承随动器有两组，通过两个对称的气缸从左侧或右侧贴紧与远离齿条。
进一步地，所述齿条竖直设置时，S2、S5步骤中，驱动齿轮从上方靠近齿条，且通过水平移动组件拉动齿条。
进一步地，所述刀库和压板上安装有接近开关或传感器，探测刀模到位后发出信号。
本发明的有益效果：
本发明所述的裁断机刀模自动更换装置及更换方法，刀模通过松夹器固定在压板上，刀模上设置有齿条，通过驱动齿条使刀模从压板内移出，并通过刀库进行刀模的替换，自动完成刀模更换。相比较传统的按压式、锁合式刀模，换刀造成的停机时间短，工作效率较高。
附图说明
图1为本发明所述的刀模自动更换装置与裁断机的立体示意图；
图2为本发明所述的裁断机刀模自动更换装置的放大立体示意图；
图3为本发明所述的刀库的放大立体示意图；
图4为刀模拆除前松夹器、刀模、驱动机构(实施例一)的放大俯视示意图；
图5为刀模拆除前松夹器、刀模、驱动机构(实施例一)的放大立体示意图；
图6为刀模拆除后松夹器、刀模、驱动机构(实施例一)的放大仰视示意图；
图7为更换新刀模时松夹器、刀模、驱动机构(实施例二)的放大仰视示意图；
图8为本发明所述的回转机构与刀模的放大立体示意图。
图中：1、机体；2、侧支撑架；3、刀模；301、齿条；4、刀库；5、电动缸；6、刀架；7、驱动齿轮；8、松夹器；9、压板；901、沟槽；10、换刀电机；11、回转电机；12、回转齿轮。
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、完整的描述，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。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的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。
实施例一：
如图1所示，一种裁断机刀模自动更换装置，包括刀库4、齿条301、松夹器8、换刀电机10、驱动齿轮7。所述刀库4安装在机体1的侧面，刀库4内安装有多个不同的刀模3。如图3所示，所述刀库4包括支架、电动缸5、刀架6，电动缸5安装在支架上部，刀架6安装在支架内部，刀架6上存放多层刀模3，刀模3从刀架6水平进出，电动缸5可带动刀架6升降。
如图2、4所示，刀模3包括切裁刀、座板，切裁刀固定在座板下表面，座板上表面安装有齿条301，所述齿条301两端超出座板；刀模3通过松夹器8安装在压板9上，松夹器8可松开和夹紧刀模3。如图6所示，压板9下部设置有沟槽901用于容纳齿条301。所述齿条301有一根，位于刀模3座板的上表面中心。当正常工作时，松夹器8锁定刀模3，当需要换刀时，松夹器8受力松开刀模3。所述松夹器8包括弹簧、夹板，夹板固定在压板9两侧，通过气缸带动，克服弹簧力松开刀模3，所述气缸固定在机体1或压板9上。
如图4所示，所述驱动齿轮7与换刀电机10的输出轴连接，驱动齿轮7可由移动组件带动靠近与避让齿条301，结合处为齿条301超出压板9的部位，驱动齿轮7与齿条301啮合后可将刀模3从压板9或刀库4内水平移出与移入。所述机体1上固定有导轨，刀模3水平移动时通过导轨限位。如图5所示，齿条301的齿部水平设置，在压板9移动至换刀位置或刀库4内的刀模3升降时，驱动齿轮7避让齿条301；刀模3从压板9、刀库4移出时，驱动齿轮7由气缸驱动与齿条301啮合。
如图8所示，在其中一个实例中，还包括回转电机11、回转齿轮12，回转齿轮12与压板9固连且中心通过轴承与冲裁头连接，回转电机11通过啮合的小齿轮带动回转齿轮12与压板9的转动。
实施例二：
如图7所示，其他特征与实施例一相同，除了齿条301的齿部竖直向上设置，驱动齿轮7、换刀电机10安装有水平与竖直移动组件，竖直移动组件使驱动齿轮7与齿条301啮合与避让，水平移动组件带动刀模3移动，移动组件包括气缸或电动缸5。
实施例三：
裁断机为四柱液压裁断机，所述压板9由裁断机的上机架通过液压油缸带动升降，即上机架由两柱或四柱液压油缸带动升降，上机架整体升降时带动冲裁头冲裁。
实施例四：
裁断机为纯电动裁断机，本公司申请了一种伺服驱动行星滚柱丝杠裁断机，移动冲裁头的冲裁压力由伺服电机、行星滚柱丝杠提供，机体1的侧支撑架2开有开模进出的缺口。
公开一种裁断机刀模自动更换方法，包括以下步骤：
S1.控制器给出换刀信号，压板9回转回零位，移动至机体1侧面的换刀位置，靠近刀库4，气缸推动松夹器8松开刀模3，开始换刀；如图5所示，
S2.驱动齿轮7移动至与齿条301超出压板9的部分啮合，驱动齿轮7转动或移动，带动齿条301、刀模3从压板9移出；
S3.刀模3在导向下进入刀库4刀架6的空刀位；如图2、6所示，
S4.刀库4的电动缸5带动刀架6升降，驱动齿轮7避让各刀模3的齿条301，新刀模3到达换刀位置；
S5.驱动齿轮7移动后与新刀模3的齿条301啮合，驱动齿轮7转动或移动，带动齿条301、刀模3从刀库4移出，新刀模3进入压板9，
S6.新刀模3到位后，松夹器8锁定刀模3，驱动齿轮7离开齿条301，换刀完成。
在其中一个实例中，所述齿条301水平设置时，S2、S5步骤中，驱动齿轮7与凸轮轴承随动器有两组，通过两个对称的气缸从左侧或右侧贴紧与远离齿条301。
在其中一个实例中，所述齿条301竖直设置时，S2、S5步骤中，驱动齿轮7从上方靠近齿条301，且通过水平移动组件拉动齿条301。
在其中一个实例中，所述刀库4和压板9上安装有接近开关或传感器，探测刀模3到位后发出信号。
本发明的工作原理：
传统裁断机的刀模3，安装在压板9上，或通过提升锥形块涨压刀模3板。本发明通过创新的方法，在刀模3的座板上表面安装有齿条301，齿条301两端从座板伸出。刀模3通过松夹器8与压板9连接，当需要换刀时，松开刀模3，换刀电机10带动驱动齿轮7与齿条301啮合，驱动齿轮7转动从而带动刀模3从压板9移出，进入刀库4。刀库4内通过编程工具如PLC控制刀架6升降，使新刀模3进入换刀位置，驱动齿轮7带动新刀模3进入压板9，松夹器8再锁定刀模3，换刀完成。
本发明的齿条301与刀模3座板的结合方式有两种，对应的驱动方式也有两种。如图4、5、6所示，一种是齿条301的齿部水平设置，驱动齿轮7与凸轮轴承随动器张开后，刀模3到达换刀位置，驱动齿轮7与凸轮轴承随动器再夹住齿条301的突出部，将刀模3从压板9移出。这种结构的好处是结构更为稳定，驱动齿轮7与凸轮轴承随动器有两组，分别靠近压板9与刀库4，可自对中齿条301。刀模3从压板9、刀库4的移出与移入，均通过驱动齿轮7转动带动齿条301移动。
如图7所示，还有一种是齿条301的齿部竖直向上设置，驱动齿轮7需通过换刀电机10自转，且通过水平移动组件避让与贴合齿条301，通过水平移动组件拉拽齿条301在压板9与刀库4之间快速移动，换刀电机10带动刀模3进出刀库4、压板9。这种方式的好处是缩短刀库4与压板9的位置，驱动齿轮7在压板9上方，压板9可在换刀位置回转至零位，而不必担心碰撞驱动齿轮7。而第一种方式驱动齿轮7与压板9位置齐平，必须先在远离驱动齿轮7处回转，再移动至换刀位置，无法同步进行，增加了一些时间。同时，第二种方式，除了驱动齿轮7转动带动齿条301移动，还可以驱动齿轮7啮合后部转动，通过水平移动组件(如电动缸5或气缸)直接拉动齿条301与刀模3的移动。
本发明适用于现有的四柱裁断机，其结构特点时上部座板随液压油缸整体升降，带动移动头冲裁。移动头通过丝杠水平移动。本发明也适用于本公司另案申请的纯电动裁断机，移动冲裁头的压板9由伺服电机、行星滚柱丝杠驱动升降，伺服电机、行星滚柱丝杠由水平移动电机带动水平移动。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种裁断机刀模自动更换装置，其特征在于：包括刀库(4)、齿条(301)、松夹器(8)、换刀电机(10)、驱动齿轮(7)，
所述刀库(4)安装在机体(1)的侧面，刀库(4)内安装有多个不同的刀模(3)，刀模(3)包括切裁刀、座板，切裁刀固定在座板下表面，座板上表面安装有齿条(301)，所述齿条(301)两端超出座板；刀模(3)通过松夹器(8)安装在压板(9)上，松夹器(8)可松开和夹紧刀模(3)，压板(9)下部设置有沟槽(901)用于容纳齿条(301)，
所述驱动齿轮(7)与换刀电机(10)的输出轴连接，驱动齿轮(7)可由移动组件带动靠近与避让齿条(301)，结合处为齿条(301)超出压板(9)的部位，驱动齿轮(7)与齿条(301)啮合后可将刀模(3)从压板(9)或刀库(4)内水平移出与移入，
所述齿条(301)与刀模(3)连接方式为以下之一：
A.齿条(301)的齿部水平设置，在压板(9)移动至换刀位置或刀库(4)内的刀模(3)升降时，驱动齿轮(7)避让齿条(301)；刀模(3)从压板(9)、刀库(4)移出时，驱动齿轮(7)由气缸驱动与齿条(301)啮合；
B.齿条(301)的齿部竖直向上设置，驱动齿轮(7)、换刀电机(10)安装有水平与竖直移动组件，竖直移动组件使驱动齿轮(7)与齿条(301)啮合与避让，水平移动组件带动刀模(3)移动，移动组件包括气缸或电动缸(5)。
2.根据权利要求1所述的一种裁断机刀模自动更换装置，其特征在于：所述刀库(4)包括支架、电动缸(5)、刀架(6)，电动缸(5)安装在支架上部，刀架(6)安装在支架内部，刀架(6)上存放多层刀模(3)，刀模(3)从刀架(6)水平进出，电动缸(5)可带动刀架(6)升降。
3.根据权利要求1所述的一种裁断机刀模自动更换装置，其特征在于：所述压板(9)由裁断机的上机架通过液压油缸带动升降，或由伺服电机、行星滚柱丝杠带动升降，由行星滚柱丝杠带动时机体(1)的侧支撑架(2)开有开模进出的缺口。
4.根据权利要求1所述的一种裁断机刀模自动更换装置，其特征在于：所述齿条(301)有一根，位于刀模(3)座板的上表面中心。
5.根据权利要求1所述的一种裁断机刀模自动更换装置，其特征在于：所述松夹器(8)包括弹簧、夹板，夹板固定在压板(9)两侧，通过气缸带动，克服弹簧力松开刀模(3)，所述气缸固定在机体(1)或压板(9)上。
6.根据权利要求1所述的一种裁断机刀模自动更换装置，其特征在于：所述机体(1)上固定有导轨，刀模(3)水平移动时通过导轨限位。
7.根据权利要求1所述的一种裁断机刀模自动更换装置，其特征在于：还包括回转电机(11)、回转齿轮(12)，回转齿轮(12)与压板(9)固连且中心通过轴承与冲裁头连接，回转电机(11)通过啮合的小齿轮带动回转齿轮(12)与压板(9)的转动。
8.一种裁断机刀模自动更换方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.控制器给出换刀信号，压板(9)回转回零位，移动至机体(1)侧面的换刀位置，靠近刀库(4)，气缸推动松夹器(8)松开刀模(3)，开始换刀；
S2.驱动齿轮(7)移动至与齿条(301)超出压板(9)的部分啮合，驱动齿轮(7)转动或移动，带动齿条(301)、刀模(3)从压板(9)移出；
S3.刀模(3)在导向下进入刀库(4)刀架(6)的空刀位；
S4.刀库(4)的电动缸(5)带动刀架(6)升降，驱动齿轮(7)避让各刀模(3)的齿条(301)，新刀模(3)到达换刀位置；
S5.驱动齿轮(7)移动后与新刀模(3)的齿条(301)啮合，驱动齿轮(7)转动或移动，带动齿条(301)、刀模(3)从刀库(4)移出，新刀模(3)进入压板(9)，
S6.新刀模(3)到位后，松夹器(8)锁定刀模(3)，驱动齿轮(7)离开齿条(301)，换刀完成。
9.根据权利要求8所述的一种裁断机刀模自动更换方法，其特征在于：所述齿条(301)水平设置时，S2、S5步骤中，驱动齿轮(7)与凸轮轴承随动器有两组，通过两个对称的气缸从左侧或右侧贴紧与远离齿条(301)。
10.根据权利要求8所述的一种裁断机刀模自动更换方法，其特征在于：所述齿条(301)竖直设置时，S2、S5步骤中，驱动齿轮(7)从上方靠近齿条(301)，且通过水平移动组件拉动齿条(301)。
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