CN114985520A - 刀片整平系统 - Google Patents

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CN114985520A CN202210671352.4A CN202210671352A CN114985520A CN 114985520 A CN114985520 A CN 114985520A CN 202210671352 A CN202210671352 A CN 202210671352A CN 114985520 A CN114985520 A CN 114985520A
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郑雷
申文伟
周明
段道超
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Abstract

本发明涉及一种割草机刀片生产设备。目的是提供一种刀片整平系统，该系统应具有生产效率高、产品质量好的特点。技术方案是刀片整平系统，其特征在于：该系统包括分别设置在机架上用于运送刀片的输送装置、固定刀片的压紧装置、与压紧机构配合调整刀片平整度的整平装置以及分别电连接上述各装置的控制器；所述压紧装置包括用于支撑刀片的托台、设置在托台上方的压紧块、用于驱动压紧块向下移动从而压紧刀片的压紧气缸；所述整平装置包括可竖直滑动地定位机架上并且对称布置在输送机两侧的连接架、设置在每个连接架上且上下布置的上矫正板与下矫正板、分别驱动各连接架竖直移动的升降机构。

Description

刀片整平系统
技术领域
本发明涉及一种割草机刀片生产设备，具体是一种割草机刀片的整平系统。
背景技术
刀片的整平工序是割草机刀片生产过程中的重要一步，其目的是调整刀片的平整度，避免刀片在工作过程中撞击地面，导致刀片损坏及人员受伤。目前刀片的整平工序主要是通过使用重锤锤击刀片来实现的，但由于每把刀片的弯曲程度不同，重锤在刀片上敲击的位置也不同，因此采用机械重锤锤击的方式难以符合制造要求，大部分的企业还是依靠人工操作重锤的方式来敲击刀片，这样的话不仅对于工人有较高的要求，而且生产速度慢，难以保证统一的生产质量，同时敲击产生的噪音也极易导致工人发生职业病。
发明内容
本发明的目的是克服上述背景技术中的不足，提供一种刀片整平系统，该系统应具有生产效率高、产品质量好的特点。
本发明的技术方案是：
刀片整平系统，其特征在于：该系统包括分别设置在机架上用于运送刀片的输送装置、固定刀片的压紧装置、与压紧机构配合调整刀片平整度的整平装置以及分别电连接上述各装置的控制器；所述输送装置包括输送机、设置在输送机承载面上用于运送刀片的若干输送板；所述压紧装置包括用于支撑刀片的托台、设置在托台上方的压紧块、用于驱动压紧块向下移动从而压紧刀片的压紧气缸；所述整平装置包括可竖直滑动地定位机架上并且对称布置在输送机两侧的连接架、设置在每个连接架上且上下布置的上矫正板与下矫正板、分别驱动各连接架竖直移动的升降机构。
所述输送板的顶面设有定位轴以及对称布置在定位轴两侧布置的挡块；所述挡块的间距与刀片的宽度相适合；所述输送机的侧面设有用于检测输送板的传感器。
所述上矫正板包括与连接架固定的上固定板、通过连接块可转动地定位在上固定板上的上压板、两端分别连接上固定板与上压板的一对上平衡弹簧；所述下矫正板包括与连接架固定的下固定板、可转动地定位在下固定板上的上压板、两端分别连接下固定板与下压板的一对下平衡弹簧。
所述上固定板与连接块之间的转动轴线垂直于上压板与连接块之间的转动轴线，两个上平衡弹簧分别设置在上压板与连接块之间的转动轴线的两侧；所述上固定板与连接块之间的转动轴线垂直于下压板与下固定板之间的转动轴线，两个下平衡弹簧分别设置在下压板与下固定板之间的转动轴线的两侧。
所述升降机构包括升降电机、可绕竖直轴线转动的丝杆、与丝杆啮合并与连接架固定的螺母。
所述压紧装置还包括对称布置在压紧块两侧的两个锁紧机构；所述锁紧机构包括楔形的锁紧块以及用于驱动锁紧块水平移动至压紧块上方的锁紧气缸。
所述托台为两个固定在托架上并且平行布置的托板，每个托板上设有倾斜布置的抬升面；所述压紧块的底面设有两个平行布置并且分别位于各托板上方的压条，压紧块的顶面设有与各锁紧块配合且倾斜布置的夹紧面。
该系统还包括用于检查刀片平整度的视觉检测装置以及用于从输送机构上取出刀片的出料装置；所述视觉检测机构包括一对分别对准被压紧装置固定的刀片两侧的摄像机；所述出料机构包括抓取刀片的夹爪、驱动夹爪竖直移动的出料升降机构、驱动出料升降机构水平移动的出料平移机构。
所述出料平移机构、出料升降机构均为直线滑台模组；所述夹爪包括与出料升降机构的滑块固定的旋转电机、与旋转电机转轴固定的双向气缸、由双向气缸驱动的夹臂、固定在双向气缸底面的伸缩套筒。
所述机架包括第一底座、与第一底座固定的第二底座、通过两个支座水平固定在第一底座上方的顶架、固定在第二底座上的立柱；所述输送机为链式输送机；所述控制器分别电连接输送机、传感器、压紧气缸、锁紧气缸、升降电机、摄像机、出料平移机构、出料升降机构、旋转电机、双向气缸。
本发明的有益效果是：
本发明的刀具整平工序依次包括输送装置运送刀片、压紧装置固定刀片、整平装置调整刀片平整度、视觉检测装置检测刀片平整度、出料装置取出刀片；本发明提高了刀片整平工序的自动化程度，提高了生产效率，降低了生产成本，有效保证了产品质量。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图之一。
图2是本发明的立体结构示意图之二。
图3是本发明的主视结构示意图。
图4是本发明的俯视结构示意图。
图5是本发明的左视结构示意图。
图6是本发明的输送装置的立体结构示意图。
图7是本发明的压紧装置与整平装置的立体结构示意图。
图8是本发明的出料装置的立体结构示意图。
图9是本发明的压紧装置的立体结构示意图。
图10是本发明的压紧装置的左视结构示意图。
图11是图10中A-A向的剖面结构示意图。
图12是本发明的压紧块、压紧气缸与锁紧机构的主视结构示意图。
图13是本发明的压紧块与压紧气缸的立体结构示意图。
图14是本发明的锁紧机构的立体结构示意图。
图15是本发明的压紧块的立体结构示意图之一。
图16是本发明的压紧块的立体结构示意图之二。
图17是本发明的托台的立体结构示意图。
图18是本发明的压紧块与托台的工作状态示意图。
图19是本发明的整平装置的立体结构示意图。
图20是本发明的整平装置的剖面结构示意图。
图21是本发明的连接架的立体结构示意图。
图22是本发明的上矫正板的立体结构示意图。
图23是本发明的下矫正板的立体结构示意图。
图24是本发明的夹爪的剖面结构示意图。
图25是本发明的夹爪的工作状态结构示意图。
图26是本发明的输送板的立体结构示意图之一。
图27是本发明的输送板的立体结构示意图之二。
图28是本发明的输送板的工作状态示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图，对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。
如图1所示，刀片整平系统，包括机架、输送装置、压紧装置、整平装置、视觉检测装置、出料装置、控制器。所述输送装置用于运送刀片，压紧装置用于对输送装置上的刀片进行固定，整平装置用于对固定在压紧装置中的刀片进行平整度调整，视觉检测装置用于检查刀片平整度，控制器用于控制上述机构。
所述机架、输送装置、压紧装置、整平装置、视觉检测装置、出料装置、控制器均固定在机架上。所述机架包括第一底座31、第二底座32、支座33、顶架34、立柱35。所述第一底座与第二底座固定，两个支座竖直固定在第一底座上，顶架水平固定在两个支座的顶端，立柱固定在第二底座上。
所述输送装置包括输送机1、输送板2。所述输送机通过输送机安装板36固定在第一底座上，输送机的承载面上固定若干输送板2，每个输送板上摆放一个刀片，输送机通过输送板带动刀片水平移动(图3中的箭头表示移动方向)。所述输送机为链式输送机，链式输送机由输送电机1.1及减速器1.2提供动力，输送板固定在链式输送机的链条上，链条的侧面还设有用于检测输送板的传感器22，传感器通过传感器安装板23与链式输送机固定。
所述输送板的顶面设有定位轴2.1，定位轴穿过刀片的中心孔，输送板的顶面还设有对称布置在定位轴两侧布置的挡块2.2，挡块的间距与刀片的宽度相适合。如图28所示，刀片放置在两侧的挡块之间。如图26所示，输送板为长条形，输送板的宽度与输送机链条的宽度相适合，定位轴的两侧各布置两个挡块。如图27所示，输送板的两侧设有水平延伸的翼板2.3，翼板的宽度大于输送机链条的宽度，定位轴的两侧各布置一个挡块。
所述压紧装置包括托台、压紧块4、压紧气缸5、锁紧机构。
如图17所示，所述托台包括两个托板3，这两个托板平行布置并且分别设置在输送机链条的两侧，托板的顶面3.1水平布置并且位于刀片移动轨迹的上方，托板上还设有两个与顶面连接并且倾斜布置的抬升面3.2，其中一个抬升面设置在托板面向输送机进料口的一侧(图3的左侧为进料口)，另一个抬升面设置在托板面向输送机出料口的一侧(图3的右侧为出料口)。所述托板的顶面还设有挡边3.3。所述托板通过托架3.4固定在第一底座上。
若输送装置采用如图26的输送板时运送刀片，当刀片经过托台时，刀片沿着抬升面向上滑动到托板的顶面(此时输送板的定位轴仍然穿过刀片的中心孔)，刀片通过顶面后再沿着抬升面向下滑动并完全下落到输送板上。若输送装置采用如图27的输送板时运送刀片，当刀片经过托台时，输送板带动刀片一起沿着抬升面向上滑动到托板的顶面，并且在通过顶面带动刀片一起沿着抬升面向下滑动。
所述压紧气缸与顶架固定，压紧气缸的活塞杆竖直向下布置。所述顶架的底面设有压紧块支架37，压紧气缸固定在压紧块支架中，压紧块设置在托台的上方以及压紧块支架的下方，压紧块还通过导杆4.3可竖直滑动地定位在压紧块支架上，并且压紧块与压紧气缸的活塞杆固定。所述压紧块的底面设有两个压条4.1，这两个压条平行布置并且分别设置在输送板链条的两侧，压条还与托板上下对应(每个托板的顶面上方设置一个压条)，压紧气缸的活塞杆伸出时压紧块向下移动，压紧块通过压条将刀片压紧固定在托板上。
两个锁紧机构对称于压紧块布置，两个锁紧机构分别设置在压紧块面向输送机的进料口与出料口的两侧。所述锁紧机构包括锁紧块12以及锁紧气缸13，锁紧气缸通过锁紧气缸支架38固定在压紧块支架的侧面，锁紧气缸的活塞杆水平布置，锁紧块为楔形并且与锁紧气缸的活塞杆固定，锁紧气缸用于驱动锁紧块水平移动，托板的顶面设有分别与两侧锁紧块配合并且倾斜布置的抬升面4.2。
当压紧块将刀片压紧固定在托板上时，两个锁紧机构同时启动，锁紧块在锁紧气缸驱动下相向运动并水平插入压紧块与压紧块支架之间，通过锁紧块与抬升面的配合将压紧块在竖直方向上锁定，并且在刀片被固定期间锁紧气缸持续工作，保证刀片被紧紧固定住，避免整平装置工作时刀片发生晃动。
所述整平装置包括连接架6、上矫正板、下矫正板、升降机构。所述连接架的数量为两个，两个连接架分别设置在输送机链条的两侧，每个连接架均竖直滑动地定位在机架的支座上，每个支座上均设有竖直布置的滑轨33.1以及与滑轨滑动配合的滑台33.2，连接架与滑台固定。
所述连接架为C字形，每个连接架上设有上矫正板与下矫正板，上矫正板与下矫正板上下布置，上矫正板设置在连接架的上架体6.1底面，下矫正板设置在连接架的下架体6.2顶面。
所述上矫正板包括与上架体固定的上固定板7.1、可转动地定位在上固定板上的连接块7.2、可转动地定位在连接块上的上压板7.3(用于顶推刀片)、一对上平衡弹簧(图中省略)。所述上固定板与连接块之间的转动轴线平行于刀片的移动方向(图3中的箭头表示移动方向)，上固定板与连接块之间的转动轴线垂直于上压板与连接块之间的转动轴线，两个上平衡弹簧分别设置在上压板与连接块之间的转动轴线的两侧，上平衡弹簧的两端分别与上固定板及上压板固定，上平衡弹簧可使上压板保持对中状态，防止连接架移动时上压板压伤刀片。
所述下矫正板包括与下架体固定的下固定板8.1、可转动地定位在下固定板上的上压板8.2(用于顶推刀片)、一对下平衡弹簧(图中省略)。所述上固定板与连接块之间的转动轴线垂直于于下压板与下固定板之间的转动轴线，两个下平衡弹簧分别设置在下压板与下固定板之间的转动轴线的两侧，下平衡弹簧的两端分别与下固定板及下压板固定，下平衡弹簧可使下压板保持对中状态，防止连接架移动时下压板压伤刀片。所述下压板顶面的内侧(靠近输送机的一侧)还设有条形凸出部8.2，条形凸出部用于顶推刀片。
每个连接架均配有一个升降机构。所述升降机构包括与第一底座固定的升降电机9、可绕竖直轴线转动地定位在支座上的丝杆10、与丝杆啮合并与连接架固定的螺母11。当刀片被压紧块与托板固定时，刀片的两侧刚好位于下矫正板与下矫正板之间；若升降机构驱动连接架上升时，下矫正板通过条形凸出部向上顶推刀片的内侧(靠近中心孔的部位)，可摆动的下压板使得证条形凸出部紧贴刀片表面，避免刀片因受力不均而损坏；若升降机构驱动连接架下降时，上矫正板通过上压板向下顶推刀片，可摆动的上压板紧贴刀片表面，避免刀片因受力不均而损坏。
所述视觉检测装置用于检查刀片平整度。所述视觉检测装置包括两个摄像机14，这两个摄像机分别通过摄像机支架39与输送机两侧的支座固定，并且这两个摄像机分别对准位于两侧上矫正板与上矫正板之间的刀片。
所述出料装置用于从输送机构上取出整平后的刀片。所述出料装置包括夹爪、出料升降机构15、出料平移机构16。所述夹爪用于从输送机构的输送板上抓取刀片，出料升降机构用于驱动夹爪竖直移动，料平移机构用于驱动出料升降机构水平移动。所述出料平移机构与出料升降机构均为直线滑台模组。所述出料平移机构与立柱固定，出料升降机构与出料平移机构的滑块固定，夹爪与出料升降机构的滑块固定。
所述夹爪包括旋转电机17、双向气缸18、夹臂19、伸缩套筒。所述旋转电机与出料升降机构的滑块固定，旋转电机的转轴竖直向下布置，双向气缸与旋转电机的转轴固定，双向气缸的伸缩杆水平布置，夹臂与双向气缸的活塞杆固定，夹臂底端设有用于抓取刀片的L形弯钩19.1，伸缩套筒的外壳20与双向气缸的底部固定，伸缩套筒的内筒21可沿着竖直方向向下滑动，伸缩套筒的内腔还设有用于向下顶推内筒的伸缩弹簧(图中省略)。
所述出料装置抓取刀片的步骤为：出料平移机构带动夹爪水平移动至输送板上方；出料升降机构带动刀片下降，伸缩套筒的内筒顶住刀片的表面(输送板的定位轴则伸入内筒内腔)；双向气缸带动夹臂收缩使得弯钩移动至刀片下方；出料升降机构带动夹爪上升将刀片从输送板上取出，此时刀片被伸缩套筒的内筒与弯钩紧紧固定；出料升降机构带动夹爪水平移动到指定位置的上方；旋转电机转动一定角度，同时出料升降机构带动夹爪下降，夹爪将刀片释放到指定位置，刀片呈螺旋状叠放。
所述控制器分别电连接输送机、传感器、压紧气缸、锁紧气缸、升降电机、摄像机、出料平移机构、出料升降机构、旋转电机、双向气缸。所述控制器为PLC控制器。本发明的各部件均可外购获得。
本发明的工作步骤如下：
1、工人站在输送机的进料口将刀片放到输送板上(也可使用外部设备摆放刀片)，刀片的正面向下(刀片在割草时向上的一面为正面)，刀片垂直于输送机的链条，刀片的两端向输送机的两侧水平伸出；
2、控制器向输送机发出启动信号，输送机带动刀片水平移动，在经过压紧装置时刀片会沿着抬升面上升到托板的顶面，或者输送板带动刀片一起沿着抬升面上升到托板的顶面，此时，已完成整平的刀片刚好经过传感器，传感器检测到输送板时向控制器发送信号，控制器向输送机发出停止信号，输送机暂停工作，刀片停留在压紧装置中；
3、控制器向压紧气缸发出启动信号，压紧气缸驱动压紧板向下运动将刀片紧紧压在托板上(或者将刀片与输送板紧紧压在托板上)，控制器向锁紧气缸发生启动信号，锁紧气缸将锁紧块水平推入压紧块与压紧块支架之间，以使刀片保持压紧状态；
4、摄像机获取刀片两侧图像，控制器根据图像信号判断刀片两侧的平整度，若平整度不满足要求进入步骤5，若平整度满足要求进入步骤6；
5、根据刀片的弯曲程度，控制器向对应升降电机发出启动信号，升降电机根据刀片驱动连接架向上或向下运动对刀片进行调整，调整完成后返回步骤4；
6、控制器向输送机发出启动信号，输送机带动刀片继续水平移动，当刀片移动到出料装置下方时，出料装置从输送机上取出刀片。

Claims (10)

1.刀片整平系统，其特征在于：该系统包括分别设置在机架上用于运送刀片的输送装置、固定刀片的压紧装置、与压紧机构配合调整刀片平整度的整平装置以及分别电连接上述各装置的控制器；所述输送装置包括输送机(1)、设置在输送机承载面上用于运送刀片的若干输送板(2)；所述压紧装置包括用于支撑刀片的托台、设置在托台上方的压紧块(4)、用于驱动压紧块向下移动从而压紧刀片的压紧气缸(5)；所述整平装置包括可竖直滑动地定位机架上并且对称布置在输送机两侧的连接架(6)、设置在每个连接架上且上下布置的上矫正板与下矫正板、分别驱动各连接架竖直移动的升降机构。
2.根据权利要求1所述的刀片整平系统，其特征在于：所述输送板的顶面设有定位轴(2.1)以及对称布置在定位轴两侧布置的挡块(2.2)；所述挡块的间距与刀片的宽度相适合；所述输送机的侧面设有用于检测输送板的传感器(22)。
3.根据权利要求2所述的刀片整平系统，其特征在于：所述上矫正板包括与连接架固定的上固定板(7.1)、通过连接块(7.2)可转动地定位在上固定板上的上压板(7.3)、两端分别连接上固定板与上压板的一对上平衡弹簧；所述下矫正板包括与连接架固定的下固定板(8.1)、可转动地定位在下固定板上的上压板(8.2)、两端分别连接下固定板与下压板的一对下平衡弹簧。
4.根据权利要求3所述的刀片整平系统，其特征在于：所述上固定板与连接块之间的转动轴线垂直于上压板与连接块之间的转动轴线，两个上平衡弹簧分别设置在上压板与连接块之间的转动轴线的两侧；所述上固定板与连接块之间的转动轴线垂直于下压板与下固定板之间的转动轴线，两个下平衡弹簧分别设置在下压板与下固定板之间的转动轴线的两侧。
5.根据权利要求4所述的刀片整平系统，其特征在于：所述升降机构包括升降电机(9)、可绕竖直轴线转动的丝杆(10)、与丝杆啮合并与连接架固定的螺母(11)。
6.根据权利要求5所述的刀片整平系统，其特征在于：所述压紧装置还包括对称布置在压紧块两侧的两个锁紧机构；所述锁紧机构包括楔形的锁紧块(12)以及用于驱动锁紧块水平移动至压紧块上方的锁紧气缸(13)。
7.根据权利要求6所述的刀片整平系统，其特征在于：所述托台为两个固定在托架(3.4)上并且平行布置的托板(3)，每个托板上设有倾斜布置的抬升面(3.2)；所述压紧块的底面设有两个平行布置并且分别位于各托板上方的压条(4.1)，压紧块的顶面设有与各锁紧块配合且倾斜布置的夹紧面(4.2)。
8.根据权利要求7所述的刀片整平系统，其特征在于：该系统还包括用于检查刀片平整度的视觉检测装置以及用于从输送机构上取出刀片的出料装置；所述视觉检测机构包括一对分别对准被压紧装置固定的刀片两侧的摄像机(14)；所述出料机构包括抓取刀片的夹爪、驱动夹爪竖直移动的出料升降机构(15)、驱动出料升降机构水平移动的出料平移机构(16)。
9.根据权利要求8所述的刀片整平系统，其特征在于：所述出料平移机构、出料升降机构均为直线滑台模组；所述夹爪包括与出料升降机构的滑块固定的旋转电机(17)、与旋转电机转轴固定的双向气缸(18)、由双向气缸驱动的夹臂(19)、固定在双向气缸底面的伸缩套筒。
10.根据权利要求9所述的刀片整平系统，其特征在于：所述机架包括第一底座(31)、与第一底座固定的第二底座(32)、通过两个支座(33)水平固定在第一底座上方的顶架(34)、固定在第二底座上的立柱(35)；所述输送机为链式输送机；所述控制器分别电连接输送机、传感器、压紧气缸、锁紧气缸、升降电机、摄像机、出料平移机构、出料升降机构、旋转电机、双向气缸。
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