CN201728417U - 一种变宽度圆盘剪切机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种变宽度圆盘剪切机，包括剪刀轴箱体、蜗轮蜗杆箱体、横向驱动装置和纵向驱动装置，剪刀轴箱体的底部连接有蜗轮蜗杆箱体，剪刀轴箱体的侧面设有一对剪刀，蜗轮蜗杆箱体的底部通过横向驱动装置连接于导轨I上，导轨I的底部通过纵向驱动装置连接于导轨II上。本实用新型在圆盘剪切机的基础上，通过增设横向驱动装置、纵向驱动装置及蜗轮蜗杆减速器，使剪切机可沿X轴、Y轴移动以及绕Z轴转动，不但提高了变宽度剪切的精度，而且实现了对任意曲线的剪切；由于采用两个电机分别驱动两个横向驱动装置，可根据实际需求剪切出对称或非对称的剪切边，适用范围更广泛，使用更灵活。

Description

一种变宽度圆盘剪切机

技术领域

本实用新型涉及一种剪切机，具体地说是一种能对板材进行变宽度剪切的圆盘式剪切机圆盘剪切机。

背景技术

现有的圆盘剪切机通常采用两个圆盘状刀片，用来纵向剪切钢板及带钢的边或将钢板和带钢纵向剪切成窄条。经过改进的圆盘剪切机的剪切精度虽然有所提高，但仍不能满足任意曲线剪切的要求。

如，申请号为200610081424.0、名称为“变宽度圆盘剪切机”的发明专利说明书中，公开了一种变宽度圆盘剪切机，包括剪刀轴箱体、蜗轮蜗杆箱体和导轨，蜗轮蜗杆箱体的顶部连接有剪刀轴箱体，剪刀轴箱体的侧面设有一对剪刀，蜗轮蜗杆箱体的底部通过滚珠丝杠副螺旋连接在导轨上。该剪切机仍具有下述缺陷：

1)因剪切机具有二自由度，剪刀的回转中心O只能沿X方向移动和绕Z轴转动，如图1中a图和b图所示，在做剪切ABC折线段的折角时，剪刀的回转中心的运动轨迹只能是DOG，即折角B用圆弧MBN近似代替，且精度是由剪刀到回转中心O的距离所决定。该剪切机虽可灵活的进行变宽度剪切板材，但仍无法满足任意曲线剪切以及高精度的工作需求。

2)因该剪切机的两个蜗轮蜗杆箱体与同一个滚珠丝杠副螺旋连接，由一个电机驱动，且滚珠丝杠副两端的旋向相反，故两个蜗轮蜗杆箱体是联动的，那么两个剪刀轴箱体上的剪刀只能剪切出对称剪切边，例如图1中c图所示的对称剪切边ABC边和DEF边。当需要剪切不对称轨迹时，该剪切机便无法满足工作需求。

实用新型内容

为了克服现有技术中的剪切精度低、无法实现变宽度任意曲线剪切的缺陷，本实用新型提出了一种变宽度圆盘剪切机，通过合理配置该剪切机的三自由度转速，各方向运动合成，实现对任意曲线的剪切。

本实用新型是采用下述技术方案来实现的：

一种变宽度圆盘剪切机，包括剪刀轴箱体、蜗轮蜗杆箱体、横向驱动装置和纵向驱动装置，所述剪刀轴箱体的底部连接有蜗轮蜗杆箱体，所述剪刀轴箱体的侧面设有一对剪刀，所述蜗轮蜗杆箱体的底部通过横向驱动装置连接于导轨I上，所述导轨I的底部通过纵向驱动装置连接于导轨II上。

其中，所述横向驱动装置包括支架I、滚珠丝杠I、联轴器I、支架II和支架III，所述支架I的上端与蜗轮蜗杆箱体固接、其下端与导轨I滑动连接，所述滚珠丝杠I的一端设有用于连接电机的联轴器I，所述滚珠丝杠I穿过支架I后两端由支架II和支架III支撑。

其中，所述纵向驱动装置包括支架IV、滚珠丝杠II、联轴器II、支架V支架VI，所述支架IV的上端与导轨I的底部固接、其下端与导轨II滑动连接，所述滚珠丝杠II的一端设有用于连接电机的联轴器II，所述滚珠丝杠II穿过支架IV后两端由支架V和支架VI支撑。

其中，所述蜗轮蜗杆箱体包括轴、蜗轮蜗杆减速器和用于连接电机的联轴器III，所述轴连接在剪刀轴箱体的底部，所述蜗轮蜗杆减速器与联轴器III相连接。

其中，所述轴通过普通平键II与剪刀轴箱体的底部相连接。

其中，剪切机包括左右对称设置的两个剪刀轴箱体和蜗轮蜗杆箱体，所述蜗轮蜗杆箱体通过两个滚珠丝杠I分别与两个横向驱动装置螺旋连接。

其中，所述导轨II的底部设有底板。

本实用新型的有益效果在于：

1)本实用新型在圆盘剪切机的基础上，通过增设横向驱动装置和纵向驱动装置，使剪切机可沿X轴、Y轴移动以及绕Z轴转动，不但提高了变宽度剪切的精度，而且真正实现了任意曲线的剪切；

2)本实用新型采用两个电机分别驱动两个横向驱动装置的结构，实现了两个对称设置的剪刀轴箱体中剪刀的剪切轨迹的独立，可以根据实际需求剪切出对称或非对称的剪切边，适用范围更广泛，使用更灵活；

3)采用普通平键结构可使套在轴上的零件与轴连接后的同轴度好。

附图说明

图1是现有剪切机剪切轨迹的示意图，其中图1a为现有剪切机实现精确剪切轨迹的示意图，图1b为图1a中剪切轨迹的部分放大图，图1c为现有剪切机剪切对称轨迹的示意图；

图2是本实用新型的剪切原理示意图；

图3是本实用新型的结构立体示意图；

图4是本实用新型的主视图；

图5是本实用新型的A-A剖视图；

图6是本实用新型剪切机剪切轨迹的示意图，其中图6a、6b、6c为本实用新型实现精确剪切轨迹的示意图，图6d为本实用新型剪切不对称轨迹的示意图；

其中，1，1′-剪刀轴箱体；2，2′-蜗轮蜗杆箱体；201，201′-轴；202，202′-蜗轮蜗杆减速器；203，203′-联轴器III；204-普通平键I(圆头普通平键(A型))；205-普通平键II(圆头普通平键(A型))；206-挡圈；207-锁紧螺母；208-轴承；3，3′-横向驱动装置；301，301′-支架I；302，302′-滚珠丝杠I；303，303′-联轴器I；304，304′-支架II，305-支架III；4-纵向驱动装置；401-支架IV；402-滚珠丝杠II；403-联轴器II；404-支架V；405-支架VI；5，5′，6，6′-剪刀；7-导轨I；8-导轨II；9-底板；10-平面滚针导轨；11-被剪带材；12，12′-剪切轨迹；13，13′-剪刀回转中心O的运动轨迹；14，14′-剪刀轴。

具体实施例

下面结合附图对本实用新型的剪切机作进一步详细的说明。

图2为本实用新型剪切机的原理示意图，图2示出了要剪切的曲线，图中左侧为剪刀5、6要剪切的剪切轨迹12，其中剪刀5位于被剪带材11的上面，剪刀6位于被剪带材11的下面(图中未示出)，剪刀轴14位于剪刀轴箱体1内且其一端连接有剪刀5，同样也有一个连接剪刀6的剪刀轴(图中未示出)；图中右侧为另一剪刀5′、6′要剪切的剪切轨迹12′，其中剪刀5′位于被剪带材11的上面，剪刀6′位于被剪带材11的下面(图中未示出)，剪刀轴14′位于剪刀轴箱体1′内且其一端连接有剪刀5′，同样也有一个连接剪刀6′的剪刀轴(图中未示出)。

被剪带材11以速度V_带沿箭头方向运动，剪刀的回转中心O、O′分别作三自由度运动：即沿X轴、Y轴的移动和绕Z轴的转动。沿X轴、Y轴移动的目的是为了实现剪刀回转中心O的运动轨迹13和剪刀回转中心O′的运动轨迹13′，绕Z轴转动的目的为达到剪切工艺的要求-------使剪刀5、6与剪切轨迹12相切以及使剪刀5′、6′与剪切轨迹12′相切。曲线DF是被剪带材经过剪刀5、6剪切后的左边界，曲线AC是被剪带材经过剪刀5′、6′剪切后的右边界，曲线DF、AC即为剪切轨迹12(曲线DF为剪刀5、6相对于被剪带材的运动曲线，曲线AC为剪刀5′、6′相对于被剪带材的运动曲线，D、A为剪切起点，F、C为剪切终点)。为此，剪切完毕后，板材的截面宽度由DA变化到FC，即实现了变宽度剪切。

通过合理配置剪切机的三自由度转速，各方向运动合成，可以实现对任意曲线的剪切。

图3-5为本实用新型剪切机的结构示意图，本实用新型主要包括剪刀轴箱体1、1′，蜗轮蜗杆箱体2、2′，横向驱动装置3、3′和纵向驱动装置4四部分。如图3-5所示，本例中剪刀轴箱体1的底部连接有蜗轮蜗杆箱体2，剪刀轴箱体1的侧面设有一对剪刀5、6，蜗轮蜗杆箱体2的底部连接有横向驱动装置3；同样地，剪刀轴箱体1′的底部连接有蜗轮蜗杆箱体2′，剪刀轴箱体1′的侧面设有一对剪刀5′、6′，蜗轮蜗杆箱体2′的底部连接有横向驱动装置3′；横向驱动装置3、3′以对称形式连接于导轨I 7上，导轨I的底部与纵向驱动装置4的支架IV401相连，纵向驱动装置4连接于导轨II 8上，导轨II8的底部与底板9相连。

剪刀轴箱体1、1′中装有剪切装置，所述剪刀轴箱体1、1′可采用申请号为200610081424.0的发明专利说明书中公开的剪刀轴箱体。剪刀轴箱体1的侧面设有一对剪刀5、6，剪刀5、6由剪刀轴箱体内的剪刀轴及其电机驱动；剪刀轴箱体1′的侧面设有一对剪刀5′、6′，剪刀5′、6′由剪刀轴箱体内的剪刀轴及其电机驱动，通过传动装置，使剪刀5、6之间以及剪盘5′、6′之间做反向转动，从而完成对板材的剪切动作。

如图4所示，蜗轮蜗杆箱体2内装有蜗轮蜗杆减速器202，蜗轮蜗杆减速器202通过联轴器III 203连接伺服电机(图中未画出)，伺服电机驱动蜗轮蜗杆减速器运动，实现蜗轮蜗杆箱体2的转动。剪刀轴箱体1与蜗轮蜗杆箱体2的连接关系如图4所示，轴201通过挡圈206和锁紧螺母207将剪刀轴箱体1与其轴向固定。蜗轮蜗杆减速器输出轴通过平键I 204驱动轴201转动，轴201通过平键II 205驱动剪刀轴箱体1转动。轴承208置于剪刀轴箱体1和蜗轮蜗杆箱体2间，对剪刀轴箱体1起支撑作用。同样地，蜗轮蜗杆箱体2′内装有蜗轮蜗杆减速器202′，蜗轮蜗杆减速器202′通过联轴器III 203′连接伺服电机(图中未画出)，伺服电机驱动蜗轮蜗杆减速器运动，实现蜗轮蜗杆箱体2′的转动。剪刀轴箱体1′与蜗轮蜗杆箱体2′的连接关系与剪刀轴箱体1与蜗轮蜗杆箱体2的连接关系相同，见图4。

如图3-5所示，横向驱动装置3与横向驱动装置3′对称的置于导轨I 7上，横向驱动装置3主要包括支架I 301、滚珠丝杠I 302、联轴器I 303、支架II 304和支架III 305，所述支架I 301的上端与蜗轮蜗杆箱体2固接、其下端滑动连接于导轨I 7上，滚珠丝杠I 302穿过支架I 301，且滚珠丝杠I 302的两端由支架II 304、支架III 305支撑，滚珠丝杠I 302通过联轴器I 303连接伺服电机(图中未画出)，伺服电机驱动滚珠丝杠I 302运动，使横向驱动装置3带动蜗轮蜗杆箱体2沿X轴运动，实现剪刀轴箱体1沿X轴方向移动。同样地，横向驱动装置3′的结构与横向驱动装置3相同，主要包括支架I 301′、滚珠丝杠I 302′、联轴器I 303′、支架II 304′和支架III 305′，伺服电机驱动滚珠丝杠I 302′运动，使横向驱动装置3′装置带动蜗轮蜗杆箱体2′沿X轴与横向驱动装置3做相反方向运动。最终实现了剪刀轴箱体1、1′沿X轴方向相对或相反移动。

如图3-5所示，纵向驱动装置4主要包括支架IV 401、滚珠丝杠II 402、联轴器II 403、支架V 404和支架VI 405，支架IV 401的上端与导轨I 7的底部固接、其下端与导轨II 8滑动连接，为了使纵向驱动装置4滑动平稳，在支架IV 401与设在导轨II8下面的底板9之间设有平面滚针导轨10，滚珠丝杠II 402穿过支架IV 401，且其两端由支架V 404、支架VI 405支撑，滚珠丝杠II 402通过联轴器II 403与伺服电机连接(图中未画出)，伺服电机驱动滚珠丝杠II 402运动，使纵向驱动装置沿Y轴运动，实现剪刀轴箱体1、1′沿Y轴方向移动。

图6a、6b、6c为本实用新型实现精确剪切轨迹的示意图。如图6中a图所示，剪刀5、6的运动轨迹为ABC，如图6中b、c图所示(图c为图b中剪切轨迹的放大图)，剪刀回转中心O的运动轨迹为DEFG(EF为圆弧)，因该实用新型中剪刀回转中心O具有X方向和Y方向的自由度，剪切弯角时，回转中心O的运动轨迹为：DE段直线运动，EF段圆弧运动，FG段直线运动，回转中心O可以精确完成D-E-F-G的运动轨迹，从而可精确的剪切出折线段ABC，提高了本实用新型剪切机的精确度。

图6d为本实用新型剪切不对称轨迹的原理图。横向移动装置3、3′由两个伺服电机分别驱动，故剪切的轨迹可以独立，即可剪切出如图6中d图所示的非轴对称剪切边ABC和DEF，可满足剪切对称和不对称边等多种需求。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种变宽度圆盘剪切机，其特征在于：包括剪刀轴箱体(1)、蜗轮蜗杆箱体(2)、横向驱动装置(3)和纵向驱动装置(4)，所述剪刀轴箱体(1)的底部连接有蜗轮蜗杆箱体(2)，所述剪刀轴箱体(1)的侧面设有一对剪刀(5、6)，所述蜗轮蜗杆箱体(2)的底部通过横向驱动装置(3)连接于导轨I(7)上，所述导轨I的底部通过纵向驱动装置(4)连接于导轨II(8)上。

2.根据权利要求1所述的变宽度圆盘剪切机，其特征在于：所述横向驱动装置(3)包括支架I(301)、滚珠丝杠I(302)、联轴器I(303)、支架II(304)和支架III(305)，所述支架I(301)的上端与蜗轮蜗杆箱体(2)固接、其下端与导轨I(7)滑动连接，所述滚珠丝杠I(302)的一端设有用于连接电机的联轴器I(303)，所述滚珠丝杠I(302)穿过支架I(301)后两端由支架II(304)和支架III(305)支撑。

3.根据权利要求1所述的变宽度圆盘剪切机，其特征在于：所述纵向驱动装置(4)包括支架IV(401)、滚珠丝杠II(402)、联轴器II(403)、支架V(404)支架VI(405)，所述支架IV(401)的上端与导轨I(7)的底部固接、其下端与导轨II(8)滑动连接，所述滚珠丝杠II(402)的一端设有用于连接电机的联轴器II(403)，所述滚珠丝杠II(402)穿过支架IV(401)后两端由支架V(404)和支架VI(405)支撑。

4.根据权利要求1所述的变宽度圆盘剪切机，其特征在于：所述蜗轮蜗杆箱体(2)包括轴(201)、蜗轮蜗杆减速器(202)和用于连接电机的联轴器III(203)，所述轴(201)连接在剪刀轴箱体(1)的底部，所述蜗轮蜗杆减速器(202)与联轴器III(203)相连接。

5.根据权利要求4所述的变宽度圆盘剪切机，其特征在于：所述轴(201)通过普通平键II(205)与剪刀轴箱体(1)的底部相连接。

6.根据权利要求1-5任一所述的变宽度圆盘剪切机，其特征在于：剪切机包括左右对称设置的两个剪刀轴箱体(1，1′)和蜗轮蜗杆箱体(2，2′)，所述蜗轮蜗杆箱体(2，2′)通过两个滚珠丝杠I(302，302′)分别与两个横向驱动装置(3，3′)螺旋连接。

7.根据权利要求1所述的变宽度圆盘剪切机，其特征在于：所述导轨II(8)的底部设有底板(9)。

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