[实用新型]一种不规则曲线裁片倒边机

说明书

本实用新型涉及一种裁割橡胶类软片状材料的专用设备。

目前，橡胶类软片状材料加工一直处于手工作业状态。手工作业不仅工人劳动强度高、生产效率低，而且无法保证工件的加工精度。

本实用新型目的是为了解决上述材料加工中所存在的不足而提出的。即可提高加工质量、减轻工人的劳动强度，又可提高生产效率。

本实用新型可以裁割任意形状的平面曲线，并在裁割的同时切出15°～90°的坡口角。本实用新型的特性原理如图1所示，下面结合图1介绍一下本实用新型的原理。X轴与Y轴的合成运动形成平面曲线f(x、y）。N（x、y）为曲线f（x、y）上任意一点，其法线为n，过该点与水平面垂直的法平面为N。刀具轴K与Z轴相交于水平面的N（x、y）点，形成平面W。刀具轴K与水平面的交角为α。如果在平面曲线f（x、y）的形成过程中，始终使W平面与N平面重合，那么，在形成平面曲线的同时，刀具沿着K轴往复运动，就可以在形成平面曲线的同时，切出与水平面成α角的坡口。为此，Z轴在沿着曲线f（x、y）运动的同时，Z轴带着W平面做相应的转动，即三轴联动，使W平面始终与N平面重合，就可以裁割出具有一定坡口角α的平面曲线形工件。

本实用新型主要由切割头部件、X轴、Y轴、Z轴传动部件和拼装式多腔真空吸附工作台组成。下面结合图1、图3详细说明本实用新型整体结构及切割头部件的结构。

切割头部件是由刀具1、刀具轴2、扇形导轨3和24、扇形板4、扇形齿轮5、步进电机17和18、交流电机19、溜板22及曲柄连杆机构25组成。整个切割头部件安装在与Z轴一起转动的吊架6上，Z轴由直流伺服电动机16经谐波减速器减速后驱动Z轴旋转。Z轴通过壳体由滚动轴承支承在Y轴的两条导轨12、29上。Y轴通过直流伺服电动机15与谐波减速器、齿轮14及镶在Y轴导轨上的齿条13带动Z轴在Y轴导轨上移动。Y轴导轨由滚动轴承10和20支承在X轴导轨8和21上。X轴通过直流伺服电动机11与谐波减速器，齿轮9及镶在X轴导轨8中的齿条带动Y轴导轨在X轴导轨上移动。X轴的两条导轨8和21用四个立柱7、26、27、28支承在拼装式多腔真空吸附工作台23上。扇形板4固定在随Z轴一起转动的吊架6上，扇形板4上安装有两条扇形导轴3和24，以及扇形齿轮5，两条扇形导轨及扇形齿轮的中心与工作台23上表面重合。刀具轴2、曲柄连杆机构25、溜板22、交流电动机19及步进电动机17构成了刀具往复运动及进退刀机构。该机构通过扇形导轨3和24与扇形板4相连接，刀具轴摆动电动机及机构18与刀具轴进退机构固定一起，并通过小齿轮与扇形齿轮5相啮合。当刀具轴摆动电动机18驱动与其同轴的小齿轮转动时，小齿轮便在扇形齿轮5上做行星运动，并同时带着刀具往复运动及进退刀机构，在扇形导轨3与24上摆动。在摆过程中，在结构上保证了刀具轴中心线与Z轴共面，其摆动中心和Z轴与工作台面的交点相重合，刀具轴的摆动角度等于坡口角α。这样，当X、Y与Z三轴联动；保证刀具轴K与Z轴所在平面W始终与裁割曲线的切割点处的法平面N相重合，便可裁出具有一定坡口角α的平面曲线（实际为空间曲面）形工件。刀具往复运动及进退刀机构传动原理图如图4所示。交流电动机19通过曲柄连杆机构25使刀具轴2做往复运动。专用刀片安装在刀具轴2上，刀具轴2由两个含油轴承双点支承，这可以大大提高刀具轴的支承刚度。刀具往复运动机构安装在溜板22上。当步进电动机17，经过锥齿轮付26和27减速后，丝杠螺母付28带动溜板22运动，步进电动机17正反转，便实现了刀具轴的进退运动。本实用新型料片的装夹采用了拼装式多腔真空吸附工作台的特殊装夹机构。本真空吸附工作台的台面是由多个真空腔组成，每个真空腔又是由若干个吸附单元拼装而成。每个真空腔由一个电磁阀控制，可以根据料片的尺寸大小，装夹的位置，来决定使用几个真空腔。台面上未被料片复盖的部份用塑料薄膜来复盖，就可以形成完成的真空腔。

本实用新型不仅能加工平面曲线形工件，而且能在切割平面曲线的同时倒出15°～90°的任意角度的坡口角。同时加工精度高、生产效率高，具有手工作业无法比拟的长处。

图1为本实用新型结构图

图2为本实用新型特性原理图

图3为本实用新型主视图

图4为本实用新型切割头部件主视图

图5为本实用新型刀具往返运动及进退刀机构原理结构图

实施例：本实用新型已研制出实用样机。在该样机上，X轴、Y轴与Z轴均采用直流伺服电动机、测速发电机、光电编码器所组成的半闭环直流伺服机构，采用半闭环伺服控制单元控制X轴、Y轴与Z轴的运动。刀具轴进退机构与刀具轴的摆动机构均采用步进电动机开环控制。刀具的往复运动采用交流电动机驱动。X轴与Y轴的导轨均采用氮化钢，表面经氮化处理，以提高导轨的耐用度。工作台采用钢板焊接结构，真空吸附单元及围成真空腔的密封胶条均用橡胶使用模具压制而成。本实用新型主要技术参数为，工作台有效尺寸为1270×850mm²，真空系统压力0.05MPa，单位面积吸附力2N／cm²，切割频率1200次／min，裁片速度1m／min，坡口角范围15°～90°，加工料片最大厚度5mm；90°坡口角时20mm。加工尺寸精度为±0.2mm。