專利名稱：超聲波裁刀保護(hù)裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種針對(duì)超聲波裁刀的保護(hù)裝置，具體地是在膠料裁斷過程中采用 扭力限制器調(diào)節(jié)電機(jī)和裁刀工作狀態(tài)的保護(hù)方法，屬于自動(dòng)化控制領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前在橡膠輪胎加工中，根據(jù)貼合工藝和生產(chǎn)規(guī)格進(jìn)行膠料裁斷是必備的過程。 不同于以往的物理剪切，現(xiàn)有較為先進(jìn)和廣泛應(yīng)用的裁斷工藝是采用超聲波裁斷裝 置。超聲波裁斷是利用超聲波高頻振蕩來振斷膠料的分子鏈，所以膠料的斷面較為 光滑、后續(xù)進(jìn)行貼合多種膠料時(shí)(膠料纏繞一周，自身貼合)的粘結(jié)性較好。但是 采用超聲波裁斷裝置時(shí)需要非常謹(jǐn)慎，因?yàn)槌暡ú玫兜膬r(jià)格較為昂貴，而且超聲 波裁刀在進(jìn)行裁切時(shí)不能出現(xiàn)空振和停滯，否則極易造成損壞。
如后附圖1和圖2所示的現(xiàn)有保護(hù)裝置和方法，機(jī)架1的軸向設(shè)置有傳輸裝置2， 在其下方連接有超聲波裁斷裝置3。傳輸裝置2帶動(dòng)裁刀4沿供料架5上傳輸?shù)哪z料 6的橫向進(jìn)行裁切。在供料架5的對(duì)角線兩端設(shè)置有一組對(duì)射光電開關(guān)7，其中發(fā)射 器發(fā)出LED光束，接收器接收光束并發(fā)出一工作電壓。
如果因換料不當(dāng)而造成膠料搭接不好、膠料有隆起的現(xiàn)象時(shí)，堆起有膠料部分 超出原有高度而會(huì)擋住對(duì)射的光束。此時(shí)，接收器接收不到光束，則無工作電壓輸 出，停止信號(hào)傳入到控制系統(tǒng)，超聲波裁刀被停止前進(jìn)，由此以防止因堆料而造成 的超聲波裁刀停滯的問題。
上述現(xiàn)有保護(hù)裝置和方法存在一定的盲區(qū)和遺漏，若僅采用上述對(duì)射式光電開 關(guān)檢測(cè)膠料的異常情況， 一旦膠料有堆積或隆起的現(xiàn)象，但卻未超過對(duì)射開關(guān)的檢 測(cè)高度，則超聲波裁刀仍然以固定頻率振動(dòng)并向前行走。而此時(shí)，由于己經(jīng)形成堆 料現(xiàn)象，實(shí)際上超聲波裁刀是在原地停滯不前，并一直進(jìn)行空振，帶動(dòng)超聲波裁刀 的電機(jī)力矩被增大，會(huì)直接損壞與超聲波裁刀的調(diào)幅器鎖緊部，進(jìn)而損壞換能器。 因此，單純依靠對(duì)射式光電開關(guān)進(jìn)行檢測(cè)的保護(hù)方法，就顯得較為簡(jiǎn)單和片面，并 不能全面地保護(hù)超聲波裁刀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所述超聲波裁刀保護(hù)裝置及其方法，在于解決上述問題而在連接超聲波 裁刀的帶輪和電機(jī)輸出軸之間增設(shè)一扭力保護(hù)裝置，該保護(hù)裝置在發(fā)生堆料異常情 況時(shí)，其內(nèi)套和外套相互脫開以使電機(jī)處于空轉(zhuǎn)，進(jìn)而通過帶輪阻止超聲波裁刀繼 續(xù)前進(jìn)和振動(dòng)。
本發(fā)明目的在于，實(shí)現(xiàn)一種即時(shí)的檢測(cè)并控制超聲波裁刀工作狀態(tài)的裝置和方 法，通過堆料對(duì)超聲波裁刀的阻力來實(shí)現(xiàn)電機(jī)與帶輪運(yùn)轉(zhuǎn)的不同步，以觸發(fā)檢測(cè)開 發(fā)并直接控制超聲波裁刀和驅(qū)動(dòng)電機(jī)停止工作。
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，所述的超聲波裁刀保護(hù)裝置主要包括有 一外套，該外套與帶動(dòng)超聲波裁刀的傳輸裝置的帶輪相連接；
一內(nèi)套，該內(nèi)套套設(shè)在所述外套的內(nèi)圓周，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸套設(shè)在所述內(nèi)套 的內(nèi)圓周，并且所述電機(jī)輸出軸的端部與所述內(nèi)套端部的蓋板通過螺栓進(jìn)行連接；
一彈性調(diào)節(jié)裝置，在其內(nèi)部腔體內(nèi)設(shè)置一彈簧，所述彈性調(diào)節(jié)裝置的外側(cè)端部 套接在所述內(nèi)套的蓋板一側(cè)的外表面上；
一壓板，該壓板套接在所述內(nèi)套的外圓周，壓板被所述彈性調(diào)節(jié)裝置的內(nèi)側(cè)端 部擠壓在所述外套上；
在所述外套的側(cè)部設(shè)置一通槽，相對(duì)于該通槽的位置，在所述內(nèi)套的內(nèi)部設(shè)置 一凹槽；
一組滾珠，該組滾珠被所述的壓板從外向內(nèi)，壓緊在所述外套的通槽和所述內(nèi) 套的凹槽之間；
在臨近所述壓板的外側(cè)部設(shè)置一接近檢測(cè)開關(guān)。
如上述方案結(jié)構(gòu)，所述的超聲波裁刀保護(hù)裝置被設(shè)置在電機(jī)與帶動(dòng)超聲波裁刀 的傳輸裝置之間。當(dāng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述的傳輸裝置以帶動(dòng)超聲波裁刀進(jìn)行裁切時(shí)，通過 蓋板與電機(jī)輸出軸的連接，由電機(jī)帶動(dòng)所述的內(nèi)套以相同的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。
通過內(nèi)套將動(dòng)力傳遞至外套，由外套帶動(dòng)帶輪以與內(nèi)套相同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，即在 正常工作狀態(tài)下，電機(jī)輸出軸、內(nèi)套與外套是同步運(yùn)轉(zhuǎn)的。
而且，此時(shí)滾珠被彈性調(diào)節(jié)裝置通過壓板，壓緊在所述外套的通槽和所述內(nèi)套 的凹槽之間，接近檢測(cè)開關(guān)并未被觸發(fā)，所有部件處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。通過上述超聲波裁刀保護(hù)裝置的內(nèi)套和外套，由電機(jī)輸出的動(dòng)力被最終傳遞至超聲波裁刀以進(jìn) 行裁切動(dòng)作。
當(dāng)出現(xiàn)堆料等異常情況時(shí)，超聲波裁刀受到一定的阻力。當(dāng)異常情況較為嚴(yán)重 而影響到超聲波裁刀的前進(jìn)時(shí)，如不及時(shí)地進(jìn)行干預(yù)和處理，則就會(huì)對(duì)裁刀造成損 害，此時(shí)本發(fā)明所述的超聲波裁刀保護(hù)裝置即可發(fā)揮作用。具體地，
當(dāng)出現(xiàn)堆料等較為嚴(yán)重的情況時(shí)，超聲波裁刀受到較大的阻力，通過傳輸裝置 將阻力施加在所述的帶輪上，帶輪就無法再運(yùn)轉(zhuǎn)，所述的內(nèi)套與外套之間發(fā)生相互 扭轉(zhuǎn)和錯(cuò)位。
由于電機(jī)輸出力矩的增大，達(dá)到了所述超聲波裁刀保護(hù)裝置的設(shè)定保護(hù)值，也 就是產(chǎn)生的扭力足以抵消所述彈性調(diào)節(jié)裝置的彈性阻力，則所述的滾珠向外被推出， 同時(shí)推動(dòng)壓板向外側(cè)移動(dòng)并直接觸發(fā)臨近的接近檢測(cè)開關(guān)。
此時(shí)，所述的外套實(shí)際上己與內(nèi)套脫開，此時(shí)電機(jī)輸出軸帶動(dòng)內(nèi)套進(jìn)行空轉(zhuǎn)， 而帶輪帶動(dòng)外套并不受力。
由于觸發(fā)了接近檢測(cè)開關(guān)，由接近檢測(cè)開關(guān)反饋信號(hào)至主機(jī)控制系統(tǒng)，控制系 統(tǒng)中斷所述傳輸裝置和電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，則超聲波裁刀停止振動(dòng)和前進(jìn)，電機(jī)輸出軸也 停止轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)進(jìn)行報(bào)警處理。
進(jìn)一步的改進(jìn)方案是，為保證所述內(nèi)套和電機(jī)輸出軸之間的轉(zhuǎn)動(dòng)同步性，防止 內(nèi)套與電機(jī)輸出軸發(fā)生側(cè)滑和卸力，在所述內(nèi)套的內(nèi)圓周設(shè)置一內(nèi)凹定位槽， 一定 位塊被電機(jī)輸出軸擠壓在所述的定位槽內(nèi)。
為提高所述內(nèi)套和外套相互連接的緊密性，在內(nèi)套與外套之間安裝緊固有一組 軸承。
在所述的彈性調(diào)節(jié)裝置和壓板之間夾持有一定位環(huán)。
結(jié)合上述超聲波裁刀保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)，所述的超聲波裁刀保護(hù)方法是 將所述保護(hù)裝置的外套通過螺栓連接所述傳輸裝置的帶輪，內(nèi)套緊固在外套的內(nèi)圓周，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸套設(shè)在內(nèi)套的內(nèi)圓周并通過端部的蓋板進(jìn)行緊固連接； 在外套的側(cè)部開設(shè)一通槽，相對(duì)于通槽的位置，在內(nèi)套的內(nèi)部開設(shè)一凹槽； 將一組滾珠放置在通槽和凹槽之間，滾珠被壓板從外向內(nèi)、并依靠彈性調(diào)節(jié)裝置的彈簧的彈力壓緊；
在正常情況下，通過蓋板與電機(jī)輸出軸的連接，由電機(jī)帶動(dòng)所述的內(nèi)套以相同 的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)；通過內(nèi)套將動(dòng)力傳遞至外套，由外套帶動(dòng)帶輪以與內(nèi)套相同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn) 動(dòng)，則電機(jī)輸出軸、內(nèi)套與外套是同步運(yùn)轉(zhuǎn)的；
當(dāng)發(fā)生堆料異常情況時(shí)，超聲波裁刀受到較大的阻力，通過傳輸裝置將阻力施 加在所述的帶輪上，所述的內(nèi)套與外套之間發(fā)生相互扭轉(zhuǎn)和錯(cuò)位；
所述的滾珠被由內(nèi)套和外套之間產(chǎn)生扭力向外推出，同時(shí)推動(dòng)壓板向外側(cè)移動(dòng) 并直接觸發(fā)臨近的接近檢測(cè)開關(guān)，由接近檢測(cè)開關(guān)反饋信號(hào)至主機(jī)控制系統(tǒng)，控制 系統(tǒng)中斷所述傳輸裝置和電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，超聲波裁刀停止振動(dòng)。
進(jìn)一步的細(xì)化方案是，為保證所述內(nèi)套和電機(jī)輸出軸之間的轉(zhuǎn)動(dòng)同步性，在所 述內(nèi)套的內(nèi)圓周開設(shè)一定位槽， 一定位塊被電機(jī)輸出軸擠壓固定在定位槽內(nèi)。
另外，在所述內(nèi)套與外套之間，通過過盈配合的方式緊固有一組軸承。
綜上內(nèi)容，所述超聲波裁刀保護(hù)裝置及其方法的優(yōu)點(diǎn)是
1、 結(jié)合現(xiàn)有的對(duì)射式光電開關(guān)檢測(cè)系統(tǒng)，采用上述增置的保護(hù)裝置，可以應(yīng)對(duì)膠料 堆積或隆起但未超過檢測(cè)高度的情況，通過接近檢測(cè)開關(guān)來接受保護(hù)裝置中產(chǎn)生 的內(nèi)套與外套之間的扭力，以反饋信號(hào)并控制電機(jī)和超聲波裁刀停止運(yùn)轉(zhuǎn)，能夠更為有效地保護(hù)裁刀，填補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的盲區(qū)和遺漏。
2、 通過內(nèi)套與外套的扭力傳遞以推動(dòng)彈力調(diào)節(jié)裝置，可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況來設(shè)定并 修改保護(hù)裝置的極限值，可應(yīng)對(duì)多種類型和型號(hào)的膠料，應(yīng)用范圍廣泛。
3、 保護(hù)裝置之間的結(jié)構(gòu)合理，扭力的傳遞直接，保護(hù)裝置本身對(duì)于超聲波裁刀受到 阻力的反映較為靈敏，能夠在較短的時(shí)間內(nèi)采取應(yīng)急保護(hù)措施。


現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明
圖1和圖2是現(xiàn)有單純采用對(duì)射式光電開關(guān)檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)備示意圖3是本發(fā)明所述超聲波裁刀保護(hù)裝置的示意圖4是正常和異常情況下的保護(hù)裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)位置變化的對(duì)比示意圖5是應(yīng)用所述超聲波裁刀保護(hù)方法的主機(jī)控制系統(tǒng)示意如圖1和圖2所示，機(jī)架1，傳輸裝置2，超聲波裁斷裝置3,裁刀4,供料架5，膠料6,對(duì)射光電開關(guān)7;
如圖3至圖5所示，電機(jī)8，輸出軸9，帶輪10，以及，
外套11，螺栓111，內(nèi)套12，蓋板121，螺栓122，彈性調(diào)節(jié)裝置13，彈簧131， 壓板14,滾珠15,接近檢測(cè)開關(guān)16，定位塊17，軸承18，定位環(huán)19。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1,如圖3至圖5所示，在應(yīng)用所述的超聲波裁刀保護(hù)裝置的主機(jī)控制系 統(tǒng)中，仍然采用并結(jié)合現(xiàn)有的對(duì)射式光電開關(guān)檢測(cè)系統(tǒng)。
主機(jī)控制系統(tǒng)接收上位機(jī)報(bào)警、以及接近檢測(cè)開關(guān)反饋的信號(hào)，以及對(duì)射開關(guān) 反饋的信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)針對(duì)電機(jī)8和裁刀4的工作狀態(tài)。
所述的超聲波裁刀保護(hù)裝置，其外套11通過螺栓111與帶輪10相連接，內(nèi)套 12套設(shè)外套11的內(nèi)圓周，在內(nèi)套與外套之間以過盈配合的方式擠入并緊固有一組軸 承18。電機(jī)輸出軸9套設(shè)內(nèi)套12的內(nèi)圓周，輸出軸9的端部與蓋板121通過螺栓 122進(jìn)行連接。
彈性調(diào)節(jié)裝置13的內(nèi)腔設(shè)置一彈簧131,壓板14套接內(nèi)套12的外圓周，壓板 14通過彈性調(diào)節(jié)裝置13，將一組滾珠15從外向內(nèi)壓緊在外套11的通槽和內(nèi)套12 的凹槽之間。在彈性調(diào)節(jié)裝置13和壓板14之間夾持有一定位環(huán)19。
在臨近壓板14的外側(cè)部設(shè)置一接近檢測(cè)開關(guān)16。
在內(nèi)套12的內(nèi)圓周設(shè)置一內(nèi)凹定位槽，定位塊17被電機(jī)輸出軸9擠壓在定位 槽內(nèi)。
如圖3和圖4所示，所述的超聲波裁刀保護(hù)方法是，
在正常情況下，通過蓋板121與電機(jī)輸出軸9的連接，由電機(jī)8帶動(dòng)所述的內(nèi) 套12以相同的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)；通過內(nèi)套12將動(dòng)力傳遞至外套11，由外套11帶動(dòng)帶輪 10以與內(nèi)套12相同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，則電機(jī)輸出軸9、內(nèi)套12與外套11是同步運(yùn)轉(zhuǎn)的；
當(dāng)發(fā)生堆料異常情況時(shí)，超聲波裁刀4受到較大的阻力，通過傳輸裝置2將阻 力施加在所述的帶輪10上，所述的內(nèi)套12與外套11之間發(fā)生相互扭轉(zhuǎn)和錯(cuò)位；
所述的滾珠15被由內(nèi)套12和外套11之間產(chǎn)生扭力向外推出，同時(shí)推動(dòng)壓板14 向外側(cè)移動(dòng)并直接觸發(fā)臨近的接近檢測(cè)開關(guān)16，由接近檢測(cè)開關(guān)16反饋信號(hào)至主機(jī) 控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)中斷所述傳輸裝置2和電機(jī)8的運(yùn)轉(zhuǎn)，超聲波裁刀4停止振動(dòng)， 以此來保護(hù)超聲波裁刀4。
權(quán)利要求
1、一種超聲波裁刀保護(hù)裝置，其特征在于包括有一外套，該外套與帶動(dòng)超聲波裁刀的傳輸裝置的帶輪相連接；一內(nèi)套，該內(nèi)套套設(shè)在所述外套的內(nèi)圓周，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸套設(shè)在所述內(nèi)套的內(nèi)圓周，并且所述電機(jī)輸出軸的端部與所述內(nèi)套端部的蓋板通過螺栓進(jìn)行連接；一彈性調(diào)節(jié)裝置，在其內(nèi)部腔體內(nèi)設(shè)置一彈簧，所述彈性調(diào)節(jié)裝置的外側(cè)端部套接在所述內(nèi)套的蓋板一側(cè)的外表面上；一壓板，該壓板套接在所述內(nèi)套的外圓周，壓板被所述彈性調(diào)節(jié)裝置的內(nèi)側(cè)端部擠壓在所述外套上；在所述外套的側(cè)部設(shè)置一通槽，相對(duì)于該通槽的位置，在所述內(nèi)套的內(nèi)部設(shè)置一凹槽；一組滾珠，該組滾珠被所述的壓板從外向內(nèi)，壓緊在所述外套的通槽和所述內(nèi)套的凹槽之間；在臨近所述壓板的外側(cè)部設(shè)置一接近檢測(cè)開關(guān)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波裁刀保護(hù)裝置，其特征在于在所述內(nèi)套的內(nèi) 圓周設(shè)置一內(nèi)凹定位槽， 一定位塊被電機(jī)輸出軸擠壓在所述的定位槽內(nèi)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超聲波裁刀保護(hù)裝置，其特征在于在內(nèi)套與外 套之間安裝緊固有一組軸承。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲波裁刀保護(hù)裝置，其特征在于在所述的彈性調(diào) 節(jié)裝置和壓板之間夾持有一定位環(huán)。
5、 一種超聲波裁刀保護(hù)方法，其特征在于將所述保護(hù)裝置的外套通過螺栓連 接所述傳輸裝置的帶輪，內(nèi)套緊固在外套的內(nèi)圓周，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸套設(shè)在內(nèi)套 的內(nèi)圓周并通過端部的蓋板進(jìn)行緊固連接；在外套的側(cè)部開設(shè)一通槽，相對(duì)于通槽的位置，在內(nèi)套的內(nèi)部開設(shè)一凹槽；將一組滾珠放置在通槽和凹槽之間，滾珠被壓板從外向內(nèi)、并依靠彈性調(diào)節(jié)裝 置的彈簧的彈力壓緊；當(dāng)發(fā)生堆料異常情況時(shí)，超聲波裁刀受到較大的阻力，通過傳輸裝置將阻力施 加在所述的帶輪上，所述的內(nèi)套與外套之間發(fā)生相互扭轉(zhuǎn)和錯(cuò)位；所述的滾珠被由內(nèi)套和外套之間產(chǎn)生扭力向外推出，同時(shí)推動(dòng)壓板向外側(cè)移動(dòng) 并直接觸發(fā)臨近的接近檢測(cè)開關(guān)，由接近檢測(cè)開關(guān)反饋信號(hào)至主機(jī)控制系統(tǒng)，控制 系統(tǒng)中斷所述傳輸裝置和電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，超聲波裁刀停止振動(dòng)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲波裁刀保護(hù)方法，其特征在于在所述內(nèi)套的內(nèi) 圓周開設(shè)一定位槽， 一定位塊被電機(jī)輸出軸擠壓固定在定位槽內(nèi)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的超聲波裁刀保護(hù)方法，其特征在于在所述內(nèi)套 與外套之間，通過過盈配合的方式緊固有一組軸承。
全文摘要
本發(fā)明所述的超聲波裁刀保護(hù)裝置及其方法，在連接超聲波裁刀的帶輪和電機(jī)輸出軸之間增設(shè)一扭力保護(hù)裝置，該保護(hù)裝置在發(fā)生堆料異常情況時(shí)，其內(nèi)套和外套相互脫開以使電機(jī)處于空轉(zhuǎn)，進(jìn)而通過帶輪阻止超聲波裁刀繼續(xù)前進(jìn)和振動(dòng)。從而實(shí)現(xiàn)一種即時(shí)的檢測(cè)并控制超聲波裁刀工作狀態(tài)的裝置和方法，通過堆料對(duì)超聲波裁刀的阻力來實(shí)現(xiàn)電機(jī)與帶輪運(yùn)轉(zhuǎn)的不同步，以觸發(fā)檢測(cè)開發(fā)并直接控制超聲波裁刀和驅(qū)動(dòng)電機(jī)停止工作。
文檔編號(hào)B26D7/00GK101200075SQ20061016624
公開日2008年6月18日 申請(qǐng)日期2006年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月17日
發(fā)明者李志軍, 王延書, 程繼國(guó), 高彥臣 申請(qǐng)人:青島高校軟控股份有限公司