CN117817755B - 一种复合垫片用切割装置及切割方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及切割机技术领域，具体公开了一种复合垫片用切割装置及切割方法，包括：切割台、刀架和控制环，所述切割台上滑动配合有龙门架，所述切割台上设有多个换刀槽，所述刀架滑动配合在所述龙门架上，所述刀架上转动配合有第一定位筒，所述第一定位筒与所述刀架之间设有升降机构，所述第一定位筒内配合有刀具，所述刀具上设有定位孔，所述第一定位筒内设有夹持组件，所述夹持组件包括第一杆和第二杆，所述第一杆的内端具有多个限位槽，每个所述限位槽内均设有限位块，所述第二杆的内端呈截锥状，所述控制环套设在所述第一定位筒的外壁上；本发明的复合垫片用切割装置及切割方法可以快速换刀，同时防止因刀具磨损导致刀具松动。

Description

一种复合垫片用切割装置及切割方法

技术领域

本发明涉及切割机技术领域，具体涉及一种复合垫片用切割装置及切割方法。

背景技术

振动刀切割机是一种先进的数控切割设备，利用刀片的上下高频振动和360度范围内旋转，以每分钟上万次的振动频率进行垂直驱动切割头，按照预定路线运动，从而切割出各种形状的工件。它具有切割精度高、无烟无味无粉尘等特点。

相关技术中，振动刀切割机在切割不同材料时，需要使用不同的刀具进行切割，通常情况下采用人工进行换刀，这种方式操作复杂，且换刀效率低。

中国专利文件CN217703681U公开了一种可更换刀具的振动刀裁床，该装置通过第一驱动组件使刀块从滑动块上移动，直至刀块与接触传感器接触，此时刀块与刀架平齐，之后滑动块沿龙门架的长度方向移动，从而使激光发射器和激光接收器对齐，进而使第二放置腔和刀架上空置的第一放置腔对齐，激光传感器以及激光接收器同时将电信号传导给电磁铁，穿设在电磁铁中的定位杆可从刀具上松开，电磁铁将电信号传导给第二气缸，此时第二气缸将刀具从第二放置腔推动到空置的第一放置腔中；而在取刀时，刀块在滑动块的带动下从龙门架的长度方向进行移动，当第二放置腔与选定的有刀具的第一放置腔对齐时，激光传感器和激光接收器将电信号传导给第一气缸，第一气缸启动并工作，进而将第一放置腔中的刀具推动到刀块上的第二放置腔中。该装置实现了自动换刀，但是，该装置换刀速度较慢，影响切割效率，同时由于振动刀切割机在工作时需要刀具高频振动，刀具的锁紧位置容易产生磨损，导致刀具活动，影响切割精度。

发明内容

本发明提供一种复合垫片用切割装置及切割方法，旨在解决相关技术中刀具的锁紧位置容易产生磨损的问题。

本发明的复合垫片用切割装置，包括：切割台、刀架和控制环；

所述切割台上滑动配合有龙门架，所述切割台上设有多个换刀槽；

所述刀架滑动配合在所述龙门架上，所述刀架上转动配合有第一定位筒，所述第一定位筒与所述刀架之间设有升降机构，所述第一定位筒内配合有刀具，所述刀具上设有定位孔，所述第一定位筒内设有夹持组件，所述夹持组件包括第一杆和第二杆，所述第一杆与所述第二杆分别位于所述刀具的两侧，且均与所述第一定位筒滑动配合，所述第一杆的内端具有多个滑槽，多个所述滑槽沿所述第一杆的周向间隔分布，每个所述滑槽内均设有限位块，所述限位块与所述滑槽滑动配合，且二者之间通过第一弹性件连接，所述第二杆的内端呈截锥状，所述第二杆的直径大于所述定位孔的直径，所述第二杆能够与所述限位块止抵，所述限位块能够与所述定位孔的内壁止抵；

所述控制环套设在所述第一定位筒的外壁上，所述控制环用于控制所述第一杆和所述第二杆互相靠近或远离。

优选的，所述控制环与所述第一定位筒转动配合，所述刀架内设有驱动件，所述驱动件用于驱动所述控制环转动，所述控制环的内壁上设有第一弧槽和第二弧槽，所述第一弧槽其中一端的槽深大于其另一端的槽深，所述第一弧槽的槽底处设有限位槽，所述限位槽沿所述第一弧槽的槽底延伸，所述第二弧槽与所述第一弧槽结构相同，且二者中心对称分布，所述第一杆和所述第二杆的外端分别设有第一滑块和第二滑块，所述第一滑块与所述第一弧槽内的所述限位槽滑动配合，所述第二滑块与所述第二弧槽内的所述限位槽滑动配合。

优选的，所述第一杆的内端还设有限位环，所述限位环与所述第一杆通过第二弹性件弹性连接，所述限位环能够与所述刀具的侧壁止抵。

优选的，控制环上设有螺杆，所述螺杆与所述控制环螺纹配合，所述螺杆穿过所述控制环并与所述第一定位筒螺纹配合，所述螺杆的外端设有第一齿轮，所述换刀槽的侧壁上设有齿槽，所述第一齿轮能够通过齿槽与所述换刀槽的侧壁啮合。

优选的，所述换刀槽内设有多个间隔分布的定位块，所述第一定位筒的底端设有与所述定位块对应的定位槽，所述定位块能够与所述定位槽配合。

优选的，所述换刀槽的两侧设有两个中心对称分布的弧形槽，所述螺杆能够与所述弧形槽的侧壁止抵。

优选的，所述切割台的两侧均设有导向槽，所述龙门架包括支撑柱和横梁，所述横梁的两端分别与两个所述支撑柱的顶端连接，两个所述支撑柱分别滑动配合在所述导向槽内，所述刀架与所述横梁之间滑动配合，所述刀架能够沿所述横梁移动。

优选的，所述升降机构是液压缸，所述液压缸的一端与所述刀架转动配合，其另一端与所述第一定位筒固定连接。

一种基于上述的复合垫片用切割装置的切割方法，包括以下步骤：

第一步，配刀，多个换刀槽内分别放置有不同的刀具，通过龙门架与刀架的移动，使得第一定位筒与对应的换刀槽对齐，通过升降机构驱动第一定位筒伸入换刀槽内，转动控制环，使夹持组件夹持刀具，完成刀具的装配；

第二步，切割，通过龙门架与刀架的移动，控制刀具水平移动，通过升降机构控制刀具上下移动，刀架振动进而使得第一定位筒以及刀具振动，从而对切割台上的物料进行切割作业。

优选的，第二步完成后，若要对不同材料的物料进行切割，需要驱动刀架移动至之前的换刀槽上方，驱动升降机构使第一定位筒伸入换刀槽内，转动控制环，使得夹持组件松开刀具，然后驱动升降机构使第一定位筒伸出该换刀槽，然后重复第一步与第二步。

有益效果：

1.本发明的复合垫片用切割装置，多个换刀槽内分别放置有型号不同的刀具，通过龙门架及刀架的移动使第一定位筒与换刀槽对齐，通过升降机构驱动第一定位筒下降至换刀槽内，通过控制环控制夹持组件夹持刀具，从而实现自动换刀。

2.夹持组件夹持刀具时，第一杆与第二杆相向移动，限位块逐渐伸入刀具的定位孔内，第二杆的内端逐渐靠近限位块并与限位块的内端止抵，第二杆能够克服第一弹性件的弹力并推动限位块向外移动，直至限位块与定位孔的内壁止抵，实现限位块与定位孔之间的卡紧，此时第二杆与刀具一侧的定位孔孔口止抵，限位环与刀具另一侧止抵，通过第二杆与限位环的共同作用，实现对刀具的夹紧，防止刀具晃动。

3.当刀具定位孔处出现磨损，导致定位孔孔口变大时，由于第二杆呈截锥状，第二杆通过增大伸入定位孔内的尺寸即可保证限位块与定位孔之间的卡紧，防止因磨损导致刀具无法固定，防止刀具松动。

4.通过驱动控制环转动，使得第一杆和第二杆在第一弧槽和第二弧槽内滑动，进而实现第一杆和第二杆互相靠近或远离，提高了夹持组件的夹持效率。

5.通过螺杆实现第一定位筒与控制环之间的同步转动，在换刀过程中可通过驱动控制环转动实现调整第一定位筒的角度，方便刀具与第一定位筒对齐，提高换刀效率。

附图说明

图1是本发明实施例的复合垫片用切割装置结构示意图。

图2是本发明实施例的刀架结构示意图。

图3是本发明实施例的第一定位筒、控制环与刀具的配合示意图。

图4是本发明实施例的第一定位筒、控制环与刀具的另一配合示意图。

图5是本发明实施例的刀具结构示意图。

图6是本发明实施例的第一定位筒结构示意图。

图7是本发明实施例的第一杆结构示意图。

图8是本发明实施例的第二杆结构示意图。

图9是本发明实施例的控制环结构示意图。

图10是本发明实施例的控制环剖视图。

图11是本发明实施例的换刀槽结构示意图。

图12是本发明实施例的第一杆侧视图。

图13是本发明实施例的第一弧槽、限位槽结构示意图。

附图标记：

1、切割台；2、换刀槽；3、龙门架；31、支撑柱；32、横梁；4、刀架；5、第一定位筒；51、定位槽；6、升降机构；71、第一杆；711、限位块；712、第一弹性件；713、限位环；714、第二弹性件；715、第一滑块；72、第二杆；721、第二滑块；8、控制环；81、第一弧槽；82、第二弧槽；9、限位槽；10、螺杆；101、第一齿轮；11、定位块；12、刀具；121、定位孔。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1至图13所示，本发明的复合垫片用切割装置，包括：切割台1、刀架4和控制环8。

如图1所示，具体地，切割台1的一侧设有多个换刀槽2，多个换刀槽2内分别放置有型号不同的刀具12。切割台1上设有龙门架3，切割台1的两侧设有导向槽，龙门架3包括两个支撑柱31和横梁32，两个支撑柱31分别与两个导向槽滑动配合，横梁32的两端分别与两个支撑柱31的顶端固定连接，切割台1内设有第一电机，电机能够驱动支撑柱31沿导向槽移动。

如图1和图2所示，刀架4滑动配合在横梁32上，刀架4上设有第二电机，第二电机用于驱动刀架4沿横梁32移动。刀架4上设有第一定位筒5，刀架4与第一定位筒5之间通过升降机构6连接，升降机构6是液压缸，升降机构6的顶端与刀架4转动配合，其底端与第一定位筒5固定连接，升降机构6用于驱动第一定位筒5上下移动。

如图3至图8、图12所示，第一定位筒5内设有夹持组件，夹持组件包括第一杆71和第二杆72，第一杆71与第二杆72对向分布，且均与第一定位筒5滑动配合，第一杆71和第二杆72均能够沿第一定位筒5的径向移动。第一杆71的内端设有多个沿其周向平均间隔分布的滑槽，每个滑槽均沿第一杆71的径向延伸，且每个滑槽内均滑动配合有一个限位块711，限位块711与滑槽之间通过第一弹性件712连接，第一弹性件712是弹簧，第二杆72的内端呈截锥状，每个刀具12上均设有定位孔121，第二杆72的直径大于定位孔121的直径，限位块711能够伸入定位孔121内并与定位孔121的内壁止抵。第一杆71的内端处还设有限位环713，限位环713通过第二弹性件714与第一杆71弹性连接，限位环713的直径大于定位孔121的直径，限位环713能够与刀具12的侧壁止抵。

夹持组件夹持刀具12时，第一杆71与第二杆72相向移动，限位块711逐渐伸入刀具12的定位孔121内，第二杆72的内端逐渐靠近限位块711并与限位块711的内端止抵，此时第一弹性件712被拉伸，第二杆72能够克服第一弹性件712的弹力并推动限位块711向外移动，直至限位块711与定位孔121的内壁止抵，实现限位块711与定位孔121之间的卡紧，此时第二杆72与刀具12一侧的定位孔121孔口止抵，限位环713与刀具12另一侧止抵，通过第二杆72与限位环713的共同作用，实现对刀具12的夹紧，防止刀具12晃动。即使刀具12定位孔121处出现磨损，导致定位孔121孔口变大，由于第二杆72呈截锥状，第二杆72通过增大伸入定位孔121内的尺寸即可保证限位块711与定位孔121之间的卡紧，防止因磨损导致刀具12无法固定，防止刀具12松动。当第二杆72与限位块711脱离接触后，第一弹性件712收缩，并拉动限位块711靠近第一杆71的轴心，直至第一弹性件712恢复自然状态。

如图2至图4、图9、图10和图13所示，第一定位筒5的外侧套设有控制环8，控制环8与第一定位筒5转动配合，刀架4内设有驱动件，驱动件是电机，其输出端与控制环8的顶端固定连接，驱动件用于驱动控制环8转动。控制环8的内壁上分别设有第一弧槽81和第二弧槽82，第一弧槽81其中一端的槽深大于其另一端的槽深，第一弧槽81的槽底处设有限位槽9，限位槽9沿第一弧槽81的槽底延伸。第二弧槽82与第一弧槽81结构相同，且二者关于控制环8的轴心中心对称分布。第一杆71和第二杆72的外端分别设有第一滑块715和第二滑块721，第一滑块715和第二滑块721均是球体，第一滑块715与第一弧槽81内的限位槽9滑动配合，第二滑块721与第二弧槽82内的限位槽9滑动配合，从而使第一杆71始终与第一弧槽81的槽底止抵，第二杆72始终与第二弧槽82的槽底止抵。控制环8转动使得第一杆71和第二杆72分别沿第一弧槽81和第二弧槽82移动，由于第一弧槽81和第二弧槽82槽深的变化，且第一杆71与第二杆72始终与第一弧槽81或第二弧槽82的槽底止抵，进而实现第一杆71与第二杆72沿第一定位筒5的径向相向移动或背向移动，提高了夹持组件的夹持效率。

如图2、图3和图11所示，控制环8的外壁上还设有螺杆10，螺杆10有两个，且二者关于控制环8的轴心对称分布。每个螺杆10均穿过控制环8并伸入第一定位筒5内，螺杆10分别与控制环8和第一定位筒5螺纹配合，每个螺杆10的外端均固定连接有第一齿轮101，换刀槽2的两侧均设有弧形槽，弧形槽的侧壁设有沿上下方向延伸的齿槽，第一齿轮101可以通过齿槽与弧形槽的侧壁啮合，控制环8转动可以带动螺杆10在弧形槽内移动，弧形槽用于限制控制环8的转动范围，防止螺杆10脱落。通过螺杆10实现第一定位筒5与控制环8之间的同步转动，在换刀过程中，可通过驱动控制环8转动实现调整第一定位筒5的角度，方便刀具12与第一定位筒5对齐，提高换刀效率。

如图2和图11所示，换刀槽2的槽底还设有多个间隔分布的定位块11，第一定位筒5的底端设有与定位块11对应的定位槽51，定位块11能够伸入定位槽51内并与定位槽51配合，从而防止第一定位筒5转动。

本发明实施例的复合垫片用切割装置的切割方法包括以下步骤：

第一步，配刀，多个换刀槽2内分别放置有不同的刀具12，通过龙门架3与刀架4的移动，使得第一定位筒5与对应的换刀槽2对齐，通过升降机构6驱动第一定位筒5伸入换刀槽2内，直至定位块11与定位槽51配合，驱动件驱动控制环8转动，此时第一定位筒5在定位块11的限制下保持静止不动，控制环8相对第一定位筒5转动使得第一杆71和第二杆72分别沿第一弧槽81和第二弧槽82移动，进而使第一杆71与第二杆72相向移动，并实现对刀具12的锁紧，此时升降机构6驱动第一定位筒5向上移动，此过程中第一齿轮101与弧形槽侧壁上的齿槽啮合，进而实现螺杆10的转动，使得螺杆10逐渐伸入第一定位筒5，完成控制环8与第一定位筒5之间的锁紧。

第二步，切割，通过龙门架3与刀架4的移动，控制刀具12水平移动，通过升降机构6控制刀具12上下移动，刀架4振动进而使得第一定位筒5以及刀具12振动，从而对切割台1上的物料进行切割作业。

当切割完成并需要对下一个不同材料的物料进行切割时，通过龙门架3与刀架4的移动使第一定位筒5移动至之前取刀具12的换刀槽2处，驱动升降机构6使得第一定位筒5向下移动，在此过程中第一齿轮101与换刀槽2的侧壁啮合，使得螺杆10转动，并逐渐退出第一定位筒5，当第一定位筒5下降至定位块11伸入定位槽51内时，驱动件驱动控制环8反向转动，使得第一杆71与第二杆72背向移动，并解除对刀具12的锁紧，刀具12落在换刀槽2内，升降机构6驱动第一定位筒5向上移动，然后重复第一步，完成刀具12的更换，之后重复第二步，完成物料的切割。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种复合垫片用切割装置，其特征在于，包括：

切割台（1），所述切割台（1）上滑动配合有龙门架（3），所述切割台（1）上设有多个换刀槽（2）；

刀架（4），所述刀架（4）滑动配合在所述龙门架（3）上，所述刀架（4）上转动配合有第一定位筒（5），所述第一定位筒（5）与所述刀架（4）之间设有升降机构（6），所述第一定位筒（5）内配合有刀具（12），所述刀具（12）上设有定位孔（121），所述第一定位筒（5）内设有夹持组件，所述夹持组件包括第一杆（71）和第二杆（72），所述第一杆（71）与所述第二杆（72）分别位于所述刀具（12）的两侧，且均与所述第一定位筒（5）滑动配合，所述第一杆（71）的内端具有多个滑槽，多个所述滑槽沿所述第一杆（71）的周向间隔分布，每个所述滑槽内均设有限位块（711），所述限位块（711）与所述滑槽滑动配合，且二者之间通过第一弹性件（712）连接，所述第二杆（72）的内端呈截锥状，所述第二杆（72）的直径大于所述定位孔（121）的直径，所述第二杆（72）能够与所述限位块（711）止抵，所述限位块（711）能够与所述定位孔（121）的内壁止抵；

控制环（8），所述控制环（8）套设在所述第一定位筒（5）的外壁上，所述控制环（8）用于控制所述第一杆（71）和所述第二杆（72）互相靠近或远离；

所述控制环（8）与所述第一定位筒（5）转动配合，所述刀架（4）内设有驱动件，所述驱动件用于驱动所述控制环（8）转动，所述控制环（8）的内壁上设有第一弧槽（81）和第二弧槽（82），所述第一弧槽（81）其中一端的槽深大于其另一端的槽深，所述第一弧槽（81）的槽底处设有限位槽（9），所述限位槽（9）沿所述第一弧槽（81）的槽底延伸，所述第二弧槽（82）与所述第一弧槽（81）结构相同，且二者中心对称分布，所述第一杆（71）和所述第二杆（72）的外端分别设有第一滑块（715）和第二滑块（721），所述第一滑块（715）与所述第一弧槽（81）内的所述限位槽（9）滑动配合，所述第二滑块（721）与所述第二弧槽（82）内的所述限位槽（9）滑动配合；

所述第一杆（71）的内端还设有限位环（713），所述限位环（713）与所述第一杆（71）通过第二弹性件（714）弹性连接，所述限位环（713）能够与所述刀具（12）的侧壁止抵；

控制环（8）上设有螺杆（10），所述螺杆（10）与所述控制环（8）螺纹配合，所述螺杆（10）穿过所述控制环（8）并与所述第一定位筒（5）螺纹配合，所述螺杆（10）的外端设有第一齿轮（101），所述换刀槽（2）的侧壁上设有齿槽，所述第一齿轮（101）能够通过齿槽与所述换刀槽（2）的侧壁啮合。

2.根据权利要求1所述的复合垫片用切割装置，其特征在于，所述换刀槽（2）内设有多个间隔分布的定位块（11），所述第一定位筒（5）的底端设有与所述定位块（11）对应的定位槽（51），所述定位块（11）能够与所述定位槽（51）配合。

3.根据权利要求2所述的复合垫片用切割装置，其特征在于，所述换刀槽（2）的两侧设有两个中心对称分布的弧形槽，所述螺杆（10）能够与所述弧形槽的侧壁止抵。

4.根据权利要求3所述的复合垫片用切割装置，其特征在于，所述切割台（1）的两侧均设有导向槽，所述龙门架（3）包括支撑柱（31）和横梁（32），所述横梁（32）的两端分别与两个所述支撑柱（31）的顶端连接，两个所述支撑柱（31）分别滑动配合在所述导向槽内，所述刀架（4）与所述横梁（32）之间滑动配合，所述刀架（4）能够沿所述横梁（32）移动。

5.根据权利要求4所述的复合垫片用切割装置，其特征在于，所述升降机构（6）是液压缸，所述液压缸的一端与所述刀架（4）转动配合，其另一端与所述第一定位筒（5）固定连接。

6.一种基于权利要求4所述的复合垫片用切割装置的切割方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，配刀，多个换刀槽（2）内分别放置有不同的刀具（12），通过龙门架（3）与刀架（4）的移动，使得第一定位筒（5）与对应的换刀槽（2）对齐，通过升降机构（6）驱动第一定位筒（5）伸入换刀槽（2）内，转动控制环（8），使夹持组件夹持刀具（12），完成刀具（12）的装配；

第二步，切割，通过龙门架（3）与刀架（4）的移动，控制刀具（12）水平移动，通过升降机构（6）控制刀具（12）上下移动，刀架（4）振动进而使得第一定位筒（5）以及刀具（12）振动，从而对切割台（1）上的物料进行切割作业。

7.根据权利要求6所述的复合垫片用切割装置的切割方法，其特征在于，第二步完成后，若要对不同材料的物料进行切割，需要驱动刀架（4）移动至之前的换刀槽（2）上方，驱动升降机构（6）使第一定位筒（5）伸入换刀槽（2）内，转动控制环（8），使得夹持组件松开刀具（12），然后驱动升降机构（6）使第一定位筒（5）伸出该换刀槽（2），然后重复第一步与第二步。