CN211627001U - 一种取芯设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种取芯设备,包括主体,主体包括底座以及支座,底座与支座连接固定,底座上设有用于夹紧原料的夹紧总成;支座上设有取芯总成以及控制总成,控制总成控制夹紧总成以及取芯总成工作;取芯总成上设有打孔机构、限位机构、驱动机构以及切割机构,打孔机构包括套筒,切割机构包括至少三个切割刀,切割刀呈圆周阵列分布在套筒底部,切割刀通过限位机构进行限位;驱动机构带动切割刀同步向套筒内切割;初始状态下,限位机构限制切割刀运动,打孔机构进行打孔,当打孔深度达到预设值时,打孔机构停止工作,限位机构停止限位,驱动机构驱动切割刀朝向原料内芯底部切割;本实用新型具有结构简单、取芯方便、内壁光滑等特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种设备,具体是一种取芯设备。
背景技术
墨脱石锅是西藏自治区墨脱县特产,也是中国国家地理标志产品。通常墨脱石锅是通过在石头内挖取一个凹槽(底部未凿穿),然后将凹槽进行打磨处理。而现有的技术,通常通过用凿子将石头慢慢凿下去,然后再将凹槽侧面与底面进行打磨,此种技术,会造成材料的浪费,凿出来的石头废料将成为垃圾处理,且此种加工花费大量的人力以及物力,效率低下。
现有的还有通过套筒进行钻取,然后通过凿子将中间的石料敲除,但是此种方式,同样也会将中间的石料敲碎,无法实现完整取出。
发明内容
本实用新型主要解决的技术问题是提供一种取芯设备。
本实用新型所解决其技术问题所采用的技术方案是:一种取芯设备,包括主体,其中,主体包括底座以及支座,底座与支座连接固定,底座上设有用于夹紧原料的夹紧总成;支座上设有取芯总成以及控制总成,取芯总成相对支座上下滑动,控制总成控制夹紧总成以及取芯总成工作;取芯总成上设有打孔机构、限位机构、驱动机构以及切割机构,打孔机构包括套筒,切割机构包括至少三个切割刀,切割刀呈圆周阵列分布在套筒底部,切割刀通过限位机构进行限位;驱动机构带动切割刀同步向套筒内切割;初始状态下,限位机构限制切割刀运动,打孔机构与夹紧总成相对转动,进行打孔,当打孔深度达到预设值时,打孔机构停止工作;控制总成控制限位机构停止限位,驱动机构驱动切割刀朝向原料内芯底部切割。
采用此种取芯设备,相对于现有技术的缺陷,先通过打孔机构将原料上进行打孔,形成一个圆柱形的内芯,此时,内芯与原料之间仅通过底部连接,且通过打孔机构与夹紧总成相对转动进行打孔,原料的内壁与内芯的外壁均为光滑的面,无需进行打磨工序;当打孔深度达到预设值时,切割机构进行底部切割,具体通过切割刀进行切割,此处切割刀的数量至少为三个同步的切割刀,使得原料内芯底部实现快速切割的效果,使得底部切割后同样为光滑的面。采用此种设置,切割更加方便,同时取出的内芯,可以另作他用,原料可以进行进一步利用,同时避免材料浪费,切割完成的内芯取出后,不管是原料的凹槽底部以及内芯的侧壁均为光滑设置,无需进一步进行打磨。而且通过机器进行加工,加工效率高,通过设定好的程序,操作员仅需在一侧进行放料、取料即可,大大降低了加工的难度。
其中,切割刀上设有转轴孔以及固定孔,转轴孔与驱动机构联动,限位机构穿过固定孔形成限位。
切割刀上的转轴孔,主要用于与驱动机构联动,使得切割刀向内进行往复动作,实现切割内芯底面的效果,多个切割刀使得加工效率更高。固定孔的设置,防止套筒在钻孔的过程中,发生脱落,影响实际的钻孔效率。
其中,所有切割刀的切割轨迹存在交集。
交集的设置,保证内芯底面完全切割,形成光滑的底面。
其中,转轴孔的假想转轴点到切割刀顶端的距离为L1,转轴孔的假想转轴点到套筒底面中心点的距离为L2,0cm≤L2-L1≤1cm。
切割刀的尺寸限定,进一步保证内芯底面的进行切割,保证内芯底面边缘形成切割效果,此处优选的方案为,切割刀的转动轨迹的半径与转轴点至套筒底面中心点的距离相同,防止在切割过程中,切割刀发生碰撞,影响使用寿命。
其中,限位机构包括限位气缸、限位板以及至少三根限位柱,限位板与限位柱连接,通过限位气缸带动两者相对套筒上下滑动,限位板位于套筒上方,限位气缸位于限位板上,限位柱穿过套筒的侧壁,从底部伸出穿过固定孔。
通过限位机构的设置,起到整体的限位效果。当需要解锁锁定时,通过限位气缸向上运动,使得限位板与限位柱同时向上运动,形成解锁效果,此处优选的数量为三个。
其中,驱动机构包括驱动源以及至少三个转轴,转轴一端与驱动源连接,另一端伸入至转轴孔内。
其中,驱动机构包括转盘、第一驱动齿轮以及套设在转轴上的转轴齿,驱动源的输出端与第一驱动齿轮联动,第一驱动齿轮与转盘啮合,转轴齿位于转盘的周边上且与转盘啮合。
通过转盘实现所有的转轴齿联动,实现同步效果。
其中,还包括至少三个编码器,驱动源包括至少三个独立的驱动电机,编码器检测转轴转动的角度并传输至控制总成,控制总成控制驱动电机同步工作。
通过独立的驱动电机以及对应的编码器设置,保证三个切割刀之间的联动效果,此处编码器优选为SSI绝对值编码器。采用独立设置,还有一个好处是,同一内芯的硬度可能存在差异,即切割效率不一,从而导致在切割过程中发生碰撞。而同步设置,保证在切割过程中,同步转动,不会发生碰撞。
其中,切割刀上焊接有金刚砂。
金刚砂的设置,保证切割刀在钻孔时,起到钻孔效果,在切割时,也能起到切割效果。而且金刚砂硬度大,整体结构稳定,使用寿命长。
其中,底座上设有转动总成,转动总成带动夹紧总成转动。
夹紧总成转动,打孔机构以及切割机构无需转动即可实现快速切割。
其中,取芯总成包括转动总成,转动总成带动打孔机构以及切割机构转动。
取芯总成转动,夹紧总成无需转动,实现快速切割。
其中,还包括注水机构,打孔与切割过程中,控制机构控制注水机构进行注水。
注水机构进行注水,防止在切割与打孔过程中粉尘过多,通过水与粉尘中和,降低空气中的粉尘。
其中,底座上设有拦水板,拦水板围绕底座上端形成一个凹腔,夹紧总成位于凹腔内。
拦水板的设置,使得注水机构注入的水,可以收集统一流出,防止工作台面上的水四处飞溅,影响工作环境。
其中,还包括防护罩,控制机构位于防护罩上,防护罩与底座配合形成一个密封的腔室,夹紧总成、取芯总成以及支座均位于腔室内。
采用封闭式腔室的设置,提高操作工的工作环境,防止粉尘四处飞溅,操作工仅需在拿料取料时,打开防护罩即可,通过位于防护罩上的控制机构控制,即可实现取芯的工艺。
附图说明
图1是本实用新型实施例1的主视图;
图2是本实用新型实施例1的侧视图;
图3是本实用新型实施例1中取芯总成的结构示意图;
图4是本实用新型实施例1中取芯总成的侧视图;
图5是本实用新型实施例1中切割刀未工作时的状态示意图;
图6是本实用新型实施例1中切割刀工作时的状态示意图;
图7是本实用新型实施例1中转盘与转轴齿配合的结构示意图;
图8是本实用新型实施例1中原料取出的内芯的示意图;
图9是本实用新型实施例2中取芯总成的结构示意图;
图10是本实用新型实施例3的主视图;
图11是本实用新型实施例4的主视图。
具体实施方式
实施例1:
参照附图1-8所示,一种取芯设备,包括主体1,主体1包括底座11以及支座12,底座11与支座12连接固定,底座11为一个长方体的工作台,底座11的四个角上设有调节脚111,调节脚111用于调节底座11整体的高度。底座11的顶面上设有拦水板112,拦水板112围绕顶面形成一个凹腔,防止水从底座11顶面四周流出,进一步,凹腔内设有通水口,通水口贯穿底座11,使得水从底座11顶面至底座11底面流出,再进一步,可以通过连接水管,导入下水管道。
底座11上设有夹紧总成2以及转动总成3,夹紧总成2用于夹紧原料8,便于加工,此处具体通过一个四爪夹具21将原料8从前后左右四个方向夹紧,为了防止原料8在打孔或者切割过程中发生打滑,一般通过将原料8的侧面切成平整的面便于固定,进一步,原料8整体为圆柱形,更加方便夹紧固定。进一步,四爪夹具21上设有调节机构,针对不同大小的原料8进行尺寸调节,满足各种原料8加工的需求,原料8一般为石头、玉石或者木头。原料内芯82即通过此取芯设备从原料8中取出的圆柱形物料。原料内芯82的边壁以及底面均为光滑面,可以继续使用,例如,通过原料内芯82进行进一步的取芯操作。
转动总成3设置在夹紧总成2下方,转动总成3包括转动支座31、传动带32以及驱动电机33,转动支座31与四爪夹具21联动设置,驱动电机33的输出端通过传动带32与转动支座31联动,即驱动电机33转动,通过传动带32带动转动支座31转动,实现四爪夹具21的转动,此处驱动电机33的转动通过控制总成控制。
底座11内设有腔室113,驱动电机33、转动支座31以及传动带32均位于腔室113内,腔室113内还设有配电箱114,外部电源将电源与配电箱114连接进行供电。
支座12位于底座11侧面的中间位置上,支座12上设有取芯总成4以及控制总成5,取芯总成4相对支座12上下滑动,具体为支座12上设有滑轨121,取芯总成4上设有与滑轨121对应的滑块41,滑块41在滑轨121上滑动带动取芯总成4滑动,此处滑块41具体通过走刀电机42驱动,走刀电机42通过控制总成5控制,滑块41的数量为四个,两两一组,滑轨121的数量为两条,两个滑块41在一条滑轨121上滑动,增加整体滑动的稳定性。
取芯总成4上设有打孔机构6、限位机构7、注水机构以及切割机构10,打孔机构6包括套筒61,套筒61具体为一个圆柱形,通过打孔刃62与转动总成3旋转,形成打孔,使得套筒61在原料8上旋转打孔,套筒61具体通过装刀垫块63与支座12连接,滑块41位于装刀垫块63上,套筒61上下滑动,此处套筒61与四爪夹具21的位置对应,套筒61下移刚好位于四爪夹具21上方。进一步,支座12上设有护栏122,防止四爪夹具21划伤支座12。
切割机构10包括至少三个切割刀101,此处切割刀101的数量优选为三个,且三个切割刀101的结构相同,故此处仅描述其中一个切割刀101的结构。切割刀101上设有转轴孔102以及固定孔103,此处转轴孔102位于切割刀101的一端上,固定孔103位于切割刀101的另一端上。切割刀101整体的形状为弧形,且弧形与套筒底部贴合,切割刀101与套筒的弧面重合。此处,切割刀101的顶端上也为弧面设置。进一步,切割刀101上焊接有金刚砂,使得切割刀101无论是纵向打孔,还是横向切割,都可以实现。切割刀101呈圆周阵列分布在套筒61底部,三个切割刀101的转轴孔102的假想转轴点两两相连,可以形成等边三角形结构。三个切割刀101均朝向套筒61内转动进行往复运动,实现切割内芯82底面的效果,故此处三个切割刀101的切割轨迹存在交集,但是由于三个切割刀101均为同步转动,故在转动过程中,三个切割刀101不会发生碰撞。此处需要说明的是,切割刀101相对转轴孔102发生转动时,转轴孔102至切割刀101的顶端向内芯切割,转轴孔102至切割刀101的末端沿着套筒61的底面的边缘转动,此处末端转动不会超出套筒的边缘,防止末端影响到原料内壁的光滑度。
转轴孔102的假想转轴点到切割刀101顶端的距离为L1,转轴孔102的假想转轴点到套筒底面中心点的距离为L2,0cm≤L2-L1≤1cm。此处优选的方案为,转轴孔102的假想转轴点到切割刀101顶端的距离等于转轴孔102的假想转轴点到套筒61底面中心点的距离,即L1=L2。此时,切割刀101的顶点刚好可以转动至套筒61底面中心,进一步,保证内芯82底面切割成光滑的面,也不会发生切割刀101相互之间发生碰撞,影响整体的使用寿命。
驱动机构包括驱动源105、转盘106以及三个转轴107,转轴107一端上套设有转轴齿108,另一端穿过套筒61伸入至转轴孔102内,使得转轴107与切割刀101联动。驱动源105的输出端与第一驱动齿轮100联动,转盘106边缘上设有齿轮,第一驱动齿轮100与转盘106啮合,转轴齿108位于转盘106的周边上且与转盘106啮合。此处驱动源105可以为气缸或油缸。此处还包括固定盘109,固定盘109位于套筒61的上方,转盘106与转轴齿108均位于套筒61与固定盘109之间。此处驱动源105位于固定盘109的上方,驱动源105的输出端穿过固定盘109与第一驱动齿轮100联动。
限位机构7包括限位气缸71、限位板72以及三根限位柱73,限位板72与限位柱73连通,限位气缸71位于固定盘109上,限位气缸71的输出端与限位板72联动,此处为了整体整体的限位效果更好,限位气缸71的数量为三个。限位板72位于固定盘109的上方,三根限位柱73一端与限位板72固定,另一端穿过固定盘109、套筒61与切割刀101的固定孔103固定,使得切割刀101形成限位效果。如需要进行解锁操作,则控制限位气缸71向上运动,带动限位板72与限位柱73向上运动,限位柱73与固定孔103分离形成解锁效果,切割刀101可以发生转动。
注水机构具体通过水泵与水管配合,在打孔与切割过程中,控制机构控制注水机构进行注水,防止在切割与打孔过程中粉尘过多,通过水与粉尘中和,降低空气中的粉尘,此处注水机构为一个常规的去尘手段,故附图中未画出。
控制总成5位于支座12上,控制各个电机以及气缸运动,实现全自动化操作,其具体通过PLC控制,此处也可通过单片机进行控制,控制总成5包括显示屏51以及数字键盘52,通过显示屏51可以显示相应的加工数据,通过数字键盘52输入加工数据,进行自动控制。进一步,控制总成5可以通过液晶触摸屏设置,无需数字键盘52。
其具体的加工过程为,先将原料8放置在四爪夹具21上固定,初始状态下,限位机构7限制切割机构10运动,套筒61下移,转动总成3带动四爪夹具21转动,形成打孔,当打孔深度达到预设值时,打孔机构6停止工作;控制总成5控制限位机构7停止限位,即限位柱73向上拉升,切割刀101对原料8内芯82底部向内进行切割,切割完成即可实现完整取芯结构。
采用此种取芯设备,相对于现有技术的缺陷,先通过打孔机构将原料上进行打孔,形成一个圆柱形的内芯,此时,内芯82与原料8之间仅通过底部连接,且通过打孔机构与夹紧总成相对转动进行打孔,原料8的内壁与内芯82的外壁均为光滑的面,无需进行打磨工序;当打孔深度达到预设值时,切割机构10进行底部切割,具体通过切割刀101进行切割,此处切割刀101的数量至少为三个同步的切割刀101,使得原料8内芯82底部实现快速切割的效果,使得底部切割后同样为光滑的面。采用此种设置,切割更加方便,同时取出的内芯82,可以另作他用,原料8可以进行进一步利用,同时避免材料浪费,切割完成的内芯82取出后,不管是原料8的凹槽底部以及内芯82的侧壁均为光滑设置,无需进一步进行打磨。而且通过机器进行加工,加工效率高,通过设定好的程序,操作员仅需在一侧进行放料、取料即可,大大降低了加工的难度。
实施例2:
参照附图9所示,实施例2与实施例1之间的区别在于,驱动机构并不是采用转盘形成整体的同步,而是通过控制总成控制。具体结构为,还包括三个编码器75,驱动源105包括三个独立的驱动电机76,驱动电机76与转轴联动,实现单独一个切割刀的转动效果。编码器75检测转轴107转动的角度并传输至控制总成,控制总成控制驱动电机76同步工作。通过独立的驱动电机76以及对应的编码器75设置,保证三个切割刀之间的联动效果,此处编码器75优选为SSI绝对值编码器75。采用独立设置,还有一个好处是,同一内芯的硬度可能存在差异,即切割效率不一,从而导致在切割过程中发生碰撞。进一步,此处需要进行说明的是,当三个编码器75两两之间的误差超过1°,控制总成根据实际情况,调整各个驱动电机76的转动,具体可以通过控制驱动电机76的输出功率调节每个驱动电机76的转动速度。进一步,此处编码器75的检测时间为0.3-1s检测一次,保证整体实时同步的效果。
实施例3:
参照附图10所示,实施例3与实施例1之间的区别在于,转动总成3位于取芯总成4上,即夹紧总成2为固定不动的,转动总成3具体带动套筒61进行转动,其具体的转动通过电机驱动装刀垫块63转动,带动套筒61转动。
实施例4:
参照附图11所示,实施例4与实施例1之间的区别在于,还包括防护罩81,控制机构位于防护罩81上,防护罩81与底座11配合形成一个密封的腔室,夹紧总成2、取芯总成4以及支座12均位于腔室内。为了便于观察,防护罩81采用透明设置,且防护罩81上设有开窗,便于放置以及拿取原料8。
采用封闭式腔室的设置,提高操作工的工作环境,防止粉尘四处飞溅,操作工仅需在拿料取料时,打开防护罩81即可,通过位于防护罩81上的控制机构控制,即可实现取芯的工序。
Claims (10)
1.一种取芯设备,包括主体,其特征在于:主体包括底座以及支座,底座与支座连接固定,底座上设有用于夹紧原料的夹紧总成;支座上设有取芯总成以及控制总成,取芯总成相对支座上下滑动,控制总成控制夹紧总成以及取芯总成工作;取芯总成上设有打孔机构、限位机构、驱动机构以及切割机构,打孔机构包括套筒,切割机构包括至少三个切割刀,切割刀呈圆周阵列分布在套筒底部,切割刀通过限位机构进行限位;驱动机构带动切割刀同步向套筒内切割;初始状态下,限位机构限制切割刀运动,打孔机构与夹紧总成相对转动,进行打孔,当打孔深度达到预设值时,打孔机构停止工作;控制总成控制限位机构停止限位,驱动机构驱动切割刀朝向原料内芯底部切割。
2.如权利要求1所述的一种取芯设备,其特征在于:切割刀上设有转轴孔以及固定孔,转轴孔与驱动机构联动,限位机构穿过固定孔形成限位。
3.如权利要求2所述的一种取芯设备,其特征在于:所有切割刀的切割轨迹存在交集。
4.如权利要求3所述的一种取芯设备,其特征在于:转轴孔的假想转轴点到切割刀顶端的距离为L1,转轴孔的假想转轴点到套筒底面中心点的距离为L2,0cm≤L2-L1≤1cm。
5.如权利要求2所述的一种取芯设备,其特征在于:限位机构包括限位气缸、限位板以及至少三根限位柱,限位板与限位柱连接,通过限位气缸带动两者相对套筒上下滑动,限位板位于套筒上方,限位气缸位于限位板上,限位柱穿过套筒的侧壁,从底部伸出穿过固定孔。
6.如权利要求5所述的一种取芯设备,其特征在于:驱动机构包括驱动源以及至少三个转轴,转轴一端与驱动源连接,另一端伸入至转轴孔内。
7.如权利要求6所述的一种取芯设备,其特征在于:驱动机构包括转盘、第一驱动齿轮以及套设在转轴上的转轴齿,驱动源的输出端与第一驱动齿轮联动,第一驱动齿轮与转盘啮合,转轴齿位于转盘的周边上且与转盘啮合。
8.如权利要求6所述的一种取芯设备,其特征在于:还包括至少三个编码器,驱动源包括至少三个独立的驱动电机,编码器检测转轴转动的角度并传输至控制总成,控制总成控制驱动电机同步工作。
9.如权利要求1所述的一种取芯设备,其特征在于:底座上设有转动总成,转动总成带动夹紧总成转动。
10.如权利要求1所述的一种取芯设备,其特征在于:取芯总成包括转动总成,转动总成带动打孔机构以及切割机构转动。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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CN202020045965.3U CN211627001U (zh) | 2020-01-09 | 2020-01-09 | 一种取芯设备 |
Applications Claiming Priority (1)
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CN202020045965.3U CN211627001U (zh) | 2020-01-09 | 2020-01-09 | 一种取芯设备 |
Publications (1)
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CN211627001U true CN211627001U (zh) | 2020-10-02 |
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CN202020045965.3U Active CN211627001U (zh) | 2020-01-09 | 2020-01-09 | 一种取芯设备 |
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CN (1) | CN211627001U (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN111089749A (zh) * | 2020-01-09 | 2020-05-01 | 徐阿勇 | 一种取芯设备以及取芯工艺 |
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2020
- 2020-01-09 CN CN202020045965.3U patent/CN211627001U/zh active Active
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN111089749A (zh) * | 2020-01-09 | 2020-05-01 | 徐阿勇 | 一种取芯设备以及取芯工艺 |
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