專利名稱：一種數(shù)控異形海綿切割機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種數(shù)控異形海綿切割機
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于切割設備領(lǐng)域，尤其是涉及一種對于蓬松柔軟材料進行切 割的一種新型切割裝置。背景技術(shù)：
隨著市場對海綿產(chǎn)品的要求越來越高，異形切割的技術(shù)也就發(fā)展起來，因 而伺服在這方面的應用也就越來越廣，而整個國內(nèi)市場的需求則更大了，包括 新的數(shù)控海綿加工機器的設計生產(chǎn)和老的海綿加工機械的升級換代。在上個世
紀90年代，澳大利亞的溫泰克公司，德國的寶馬公司相繼推出了兩種對海綿進 行異形切割加工的數(shù)控異形海綿切割機。這兩種設備高效、環(huán)保，但是其價格 高昂，國內(nèi)的中小型企業(yè)很難承受，沒有實力的企業(yè)幾乎不可能花巨資引進如 此昂貴的裝備。目前國內(nèi)海綿切割機雖然有平切機、角切機、壓形機、異形機、 直切機仿形切割機等多種機型，但由于其產(chǎn)量小、自動化程度低、適應范圍窄 等缺點，所以遠遠不能滿足國內(nèi)市場的要求。在我國目前現(xiàn)有數(shù)控海綿切割機 采用二軸作插補來完成對圓弧，曲面等異形體的切割加工，由于受到軟件和機
械結(jié)構(gòu)等方面的制約。此類設備采用的切割刀具為二類特殊刀具 一類為電熱 絲，另一類為環(huán)形鋼絲(稱線刀)。前者電熱絲通過高溫將海綿燒熔切割，會使海 綿排放出有毒氣體，嚴重危害工作人員的身心健康。并因為海綿為易燃物品， 高溫將帶來引發(fā)火災的安全隱患。后者鋼絲線刀通過摩擦切割將海綿分割，因 而在切割時會產(chǎn)生大量粉塵。同樣對工作人員的身體健康造成一定傷害，并污 染環(huán)境。另外此類設備只在水平面內(nèi)設置有切割裝置，而在豎直平面內(nèi)不設有 切割裝置。因而不能在豎直平面內(nèi)對海綿進行薄片或復雜的異形體切割。上述 的這種情況一直存在于本行業(yè)中，至今國內(nèi)沒有出現(xiàn)非常有效的切割設備。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種四軸聯(lián)動，使用了光機電一體化技術(shù)的柔性 數(shù)控異形海綿切割機。該海綿切割機自動切割形狀復雜的異形海綿的功能。
為了達到上述的技術(shù)目的，本實用新型采用的技術(shù)解決方案包括以下技術(shù) 內(nèi)容 一種數(shù)控異形海綿切割機，由左右對稱設置且可以帶動工件做水平運動 的工作平臺和設置在上述的兩個工作平臺之間的龍門架構(gòu)成，該龍門架上的兩 導軌上設置有可以水平移動的切割裝置，該切割裝置通過傳動裝置帶動做高速線擺運動，其特征在于所述的龍門架上相對的兩個邊上均設置有導軌，且每 一組對應導軌上均設置有切割裝置，所述的切割裝置上至少有一組上設置有切 割刀旋轉(zhuǎn)裝置。
所述的切割裝置為設置在龍門架上相對兩個邊上的傳動裝置，且兩傳動裝 置上的直線導向筒內(nèi)設置的刀具夾緊齒連接刀帶。
所述的旋轉(zhuǎn)裝置安裝在傳動裝置的直線導向筒上，并通過該直線導向筒上 固定的同步輪帶動設置在直線導向筒中的刀具夾緊齒轉(zhuǎn)動，該刀具夾緊齒與刀 帶固定連接。
所述的傳動裝置為通過主軸帶動的行星齒輪帶動連桿，該連桿同時連接有 活塞，該活塞位于氣缸內(nèi)與連桿構(gòu)成曲柄機構(gòu)，該連桿的端部連接刀具夾座和 花鍵，該刀具夾座和花鍵在連桿的帶動下在直線導向筒內(nèi)滑動。
所述的龍門架豎直方向的兩邊上還水平設置有滑動壓輥，該壓輥在設置在 上述的兩邊上的導軌上下滑動，該壓輥通過設置在龍門架頂部的壓輥收放裝置 控制壓輥。
通過采用上述的技術(shù)解決方案，本實用新型獲得了以下技術(shù)優(yōu)點和效果 本實用新型通過采用空間多軸設置的方式，通過在空間取向為四軸，分別為X、 Y、 Z 、 A軸的方式，通過有效的控制上述四個軸在空間中的運動方向，是四個 軸共同做復合運動，實現(xiàn)了刀帶可以在任意空間方向進行海綿的切割，徹底的 解決了上述目前國內(nèi)現(xiàn)有海綿機存在的缺陷，消除了與國外海綿機的差距； 為了是上述的設備在做復雜的復合運動的時候，可以進行有效的控制，本實用 新型中配合使用光電一體和數(shù)控技術(shù)，來實現(xiàn)對上述刀帶復雜的空間運動進行 控制，明顯的增加了對設備控制的精確性，同時也提高了設備的整體性能和生 產(chǎn)效率。總之本實用新型通過采用一種四軸聯(lián)動，配合使用了光機電一體化技 術(shù)的柔性數(shù)控異形海綿切割機。.徹底的解決了上述目前國內(nèi)現(xiàn)有海綿機存在的 缺陷，消除了與國外海綿機的差距。

圖1為本實用新型的設備整體結(jié)構(gòu)示意圖2為本實用新型的A向視圖3為本實用新型的B向視圖4為本實用新型的刀具傳動裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖視圖5為本實用新型的刀具傳動裝置外部結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型進行進一步的描述
一種數(shù)控異形海綿切割機，由左右對稱設置且可以帶動工件做水平運動的
工作平臺和設置在上述的兩個工作平臺1和10之間的龍門架7構(gòu)成，該龍門架 7上的兩導軌上設置有可以水平移動的切割裝置，該切割裝置通過傳動裝置帶動 做高速線擺運動，在本實用新型中所做的改進是所述的龍門架7上相對的兩個 邊上均設置有導軌，且每一組對應導軌上均設置有切割裝置，所述的切割裝置 上至少有一組上設置有切割刀旋轉(zhuǎn)裝置。本實用新型的設計是以機械機構(gòu)作基 礎(chǔ)，光電數(shù)控軟件為輔。設備機械結(jié)構(gòu)分為四個主要機構(gòu)，.空間取向理解為為 空間中的四軸，分別為X 、 Y、 Z 、 A軸。
X軸機構(gòu)組成及運動過程為X軸向主要機構(gòu)為左右對稱的二塊工作平臺1 和10組成，二塊工作平臺1和10組覆蓋環(huán)形皮帶，通過滾筒和齒輪及其他結(jié) 構(gòu)傳動機構(gòu)由電機作牽引，左右工作平臺作同向的同步運動。
Y軸機構(gòu)組成及運動過程為Y軸主要機構(gòu)為龍門架7，龍門架7上下兩側(cè) 分別對稱鋪設導軌且導軌上分別安設兩組使切割刀具作高速線擺運動的傳動裝 置，傳動裝置通過同步輪，同步帶及其它傳動機構(gòu)由電機牽引沿導軌分別作上 下或左右移動，從而刀具也隨之作單向運動。
Z軸機構(gòu)組成及運動過程為Z軸主要機構(gòu)為使切割刀具作高速線擺運動的 傳動裝置，傳動裝置從外面看為左右或上下對稱的二組箱體結(jié)構(gòu)。因其運動原 理及零部件相同。如圖1-3所示，切割裝置為設置在龍門架7上相對兩個邊上的 傳動裝置，且兩傳動裝置上的直線導向筒36內(nèi)設置的刀具夾緊齒35連接刀帶。 所述的傳動裝置為通過主軸帶動的行星齒輪帶動連桿28，該連桿28同時連接有 活塞30，該活塞30位于氣缸38內(nèi)與連桿28構(gòu)成曲柄機構(gòu)，該連桿28的端部 連接刀具夾座和花鍵34，該刀具夾座和花鍵34在連桿28的帶動下在直線導向 筒36內(nèi)滑動。選取左右對稱的一組箱體結(jié)構(gòu)作說明如下左右兩個箱體， 一個 為可活動箱體， 一個為固定箱體。上述的兩個相同之間固定有刀帶9。其機構(gòu)運 動過程是將刀帶9兩端分別安裝在兩個箱體的刀具夾緊齒35上，然后對箱體充 氣，活動箱體在氣動的作用下將沿刀具軸向?qū)⒌稁?拉緊，此時開啟電機，電 機的牽引力通過離合器和箱體內(nèi)的主動軸21,傳動軸22,行星齒輪變速機構(gòu)， 由連桿28構(gòu)成的曲柄機構(gòu)等一系列轉(zhuǎn)換后輸出一個沿Z軸的軸向力牽引刀帶9 和15高速線擺運動，因左右兩個箱體為對稱結(jié)構(gòu)，所以刀帶9兩端的牽引力方面相同，大小相同，刀帶9兩端的位移且時刻同步，最后刀帶9作的是一種拉 鋸式高速直線往復運動對海綿進行分割且不產(chǎn)生粉塵。
A軸機構(gòu)組成及運動過程為A軸的主要作用是通過光電開關(guān)，對刀帶9 定位并引導Z軸向的機構(gòu)，使其以Z軸為軸線作無限循環(huán)旋轉(zhuǎn)，從而使刀帶9 的刃口作任意向調(diào)整，刃口的瞬時方向為XY軸作插補運動的合成方向。其運 動實現(xiàn)過程是通過電機同步輪33通過同步帶，再帶動Z軸向旋轉(zhuǎn)導向的同步輪 33作同步旋轉(zhuǎn)。因旋轉(zhuǎn)導向同步輪33其軸心線與刀帶9軸線重合，且兩者為固 定連接，所以旋轉(zhuǎn)導向同步輪99與刀帶9旋轉(zhuǎn)同步。如圖4所示，所述的旋轉(zhuǎn) 裝置安裝在傳動裝置的直線導向筒36上，并通過該直線導向筒36上固定的同 步輪33帶動設置在直線導向筒36中的刀具夾緊齒35轉(zhuǎn)動，該刀具夾緊齒36 與刀帶9固定連接。通過同步輪33控制旋轉(zhuǎn)的角度，達到控制刀帶9指向角度， 配合本實用新型其他三個軸向上的復合運動，即可實現(xiàn)對異形海綿的復雜切割。
如圖l一3所示，本實用新型由左工作平臺1、電控柜2、橫刀傳動裝置組3、 豎刀壓輥4、導軌組5、豎刀牽引裝置6、龍門架7、豎刀傳動裝置組8、豎刀刀 帶9、右工作平臺10、支撐架11、橫刀及工作平臺牽引裝置12(機構(gòu)內(nèi)置)、壓 輥收放裝置13、同步帶14、刀帶旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電15、橫刀刀帶16、壓輥驅(qū)動電機
n組成。
在左工作平臺1和右工作平臺10中間置放龍門架7左右工作平臺連接并固 定在龍門架7上，在龍門架7上安置橫向和豎向二組導軌5。在橫向?qū)к壗M上安 置橫刀傳動裝置組3，組3中間設置橫刀刀帶16,另外在橫向?qū)к壗M上安置豎刀 壓輥4，在豎直向?qū)к壗M上安置豎刀傳動裝置組8。中間設置豎刀到帶9，在龍 門架7頂部安置豎刀牽引裝置6，在龍門架7底部安置橫刀及工作平臺牽引裝置 12。在工作平臺側(cè)面安置電控柜2，另外在龍門架頂部安置壓輥收放裝置13。 在橫豎刀傳動裝置箱體的側(cè)面安置刀帶旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機15，運動過程實現(xiàn)如下 左工作平臺1和右工作平臺10，在牽引裝置12的作用下做同向同步循環(huán)運動(X 軸運動)，橫刀傳動裝置3在牽引裝置12的作用下沿豎直向?qū)к壸錾舷逻\動(Y 軸運動)，豎刀傳動裝置8在豎刀牽引裝置6的作用下沿橫向?qū)к壸鰜砘剡\動(Y 軸運動)所述的龍門架豎直方向的兩邊上還水平設置有滑動壓輥4，該壓輥4在 設置在上述的兩邊上的導軌上下滑動，該壓輥4通過設置在龍門架7頂部的壓 輥收放裝置13控制壓輥4。壓輥4在壓輥收放裝置13作用下沿豎直導軌上下運 動對海綿進行壓緊或放開。圖4為橫豎刀傳動裝置組3和8的單體結(jié)構(gòu)圖，傳動裝置由箱體18、支撐 架19、離合器20、主軸21、轉(zhuǎn)動軸22、外齒輪23、內(nèi)齒輪24、墊圈25、大配 重塊26、小配重塊27、連桿28、活塞桿30、密封套筒31、缸蓋32、旋轉(zhuǎn)導向 同步輪33、刀具座和花鍵34、刀具夾緊齒35、直線導向筒36、油泵37、氣缸 38組成。其運動實現(xiàn)過程為電機帶動離合器2，離合器帶動主軸21,主軸22通 過內(nèi)外齒輪23和24嚙合聯(lián)動傳動軸，傳動軸與連桿28，活塞29組成曲柄機構(gòu)， 傳動軸帶動連桿作往復直線運動，連桿傳動給活塞，活塞傳動給活塞桿等。通 過這一系列直線傳動最終帶動刀具夾緊齒夾著橫或豎刀帶。通過直線導向筒36 作往復直線運動，同時刀具夾座與花鍵34與刀具夾緊齒35固定連接并都內(nèi)置 于直線導向筒36內(nèi)，直線導向筒36固定連接旋轉(zhuǎn)導向同步輪33，導向同步輪 33通過同步帶轉(zhuǎn)動于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機15，最終刀帶完成直線(Z軸)和旋轉(zhuǎn)運動(A 軸)。
參照圖5，圖5為橫豎刀轉(zhuǎn)動裝置外部結(jié)構(gòu)簡圖，39為雙向阻尼器緩沖轉(zhuǎn) 動裝置所受力。40為氣缸活塞桿，41為直線軸承，活塞桿和直線軸承配合箱體 在充放氣時作反沖和定向運動。
下面以完成一圓柱體海綿進行等分切割為列說明如下開啟電腦打開數(shù)控 軟件通用圖形軟件作一圓柱體截面圖，將此圖元在數(shù)控軟件內(nèi)作一般路徑保存。 (XP系統(tǒng)將通過Windows消息機制調(diào)用數(shù)控軟件的應用程序?qū)Υ藞D元進行分析 并采集數(shù)據(jù)然后將此數(shù)據(jù)以某種函數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)換成脈沖數(shù)發(fā)給下位機，最終驅(qū)動 電機作可控制運動此步驟為自動完成)；開啟設備的操作系統(tǒng),X軸的工作平臺在 水平面內(nèi)作左右移動，Y軸龍門架上的兩個箱體沿導軌上下運動，即Z軸的刀 具作上下切割運動，從而完成XY軸的圓弧插補運動，與此同時Z軸的刀具作 拉鋸式變速線擺運動。A軸調(diào)整刀具的刃口方向始終與XY軸的合成方向同向， 最終完成圓柱體的切割。接下來將完成圓柱體的等份分割，關(guān)閉橫刀，開啟豎 刀將龍門架上壓棍放下壓住海綿體以防止圓柱體被等份切割后散架，然后根據(jù) 需求作一等份切割圖形并按前面所述保存圖形設備將自動完成分割運動。
上述描述只能被看作是較佳實施例。本技術(shù)領(lǐng)域中的那些熟練技術(shù)人員以 及那些制造或使用本發(fā)明的人通過本專利中的提示內(nèi)容，可以不需創(chuàng)造性工作， 即可得知本發(fā)明的其它多種變化型式。因此，要理解的是，上述圖示實施例僅 僅是作示范用的，它并不會對本發(fā)明的范圍構(gòu)成限制，本發(fā)明的范圍根據(jù)專利 法的原則、包括等效物的原則所解釋的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求1、一種數(shù)控異形海綿切割機，由左右對稱設置且可以帶動工件做水平運動的工作平臺和設置在上述的兩個工作平臺之間的龍門架構(gòu)成，該龍門架上的兩導軌上設置有可以水平移動的切割裝置，該切割裝置通過傳動裝置帶動做高速線擺運動，其特征在于所述的龍門架上相對的兩個邊上均設置有導軌，且每一組對應導軌上均設置有切割裝置，所述的切割裝置上至少有一組上設置有切割刀旋轉(zhuǎn)裝置。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)控異形海綿切割機，其特征在于所述的切 割裝置為設置在龍門架上相對兩個邊上的傳動裝置，且兩傳動裝置上的直 線導線筒內(nèi)設置的刀具夾緊齒連接刀帶。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)控異形海綿切割機，其特征在于所述的旋 轉(zhuǎn)裝置安裝在傳動裝置的直線導向筒上，并通過該直線導向筒上固定的同 步輪帶動設置在直線導線筒中的刀具夾緊齒轉(zhuǎn)動，該刀具夾緊齒與刀帶固 定連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種數(shù)控異形海綿切割機，其特征在于所述的傳 動裝置為通過主軸帶動的行星齒輪帶動連桿，該連桿同時連接有活塞，該 活塞位于氣缸內(nèi)與連桿構(gòu)成曲柄機構(gòu)，該連桿的端部連接刀具夾座和花 鍵，該刀具夾座和花鍵在連桿的帶動下在直線導向筒內(nèi)滑動。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)控異形海綿切割機，其特征在于所述的龍 門架豎直方向的兩邊上還水平設置有滑動壓輥，該壓輥在設置在上述的兩 邊上的導軌上下滑動，該壓輥通過設置在龍門架頂部的壓輥收放裝置控制 壓輥。
專利摘要本實用新型屬于切割設備領(lǐng)域，尤其是涉及一種對于蓬松柔軟材料進行切割的一種新型切割裝置。一種數(shù)控異形海綿切割機，由左右對稱設置且可以帶動工件做水平運動的工作平臺和設置在上述的兩個工作平臺之間的龍門架構(gòu)成，該龍門架上的兩導軌上設置有可以水平移動的切割裝置，該切割裝置通過傳動裝置帶動做高速線擺運動，其特征在于所述的龍門架上相對的兩個邊上均設置有導軌，且每一組對應導軌上均設置有切割裝置，所述的切割裝置上至少有一組上設置有切割刀旋轉(zhuǎn)裝置。本實用新型可以提供一種四軸聯(lián)動，使用了光機電一體化技術(shù)的柔性數(shù)控異形海綿切割機。該海綿切割機有自動切割形狀復雜的異形海綿的功能。
文檔編號B26D1/45GK201275770SQ20082014745
公開日2009年7月22日 申請日期2008年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月12日
發(fā)明者偉 劉, 輝 吳, 王瓊峰 申請人:吳 輝;劉 偉;王瓊峰