CN103737100B - 一种浮动切割机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种浮动切割机构，包括一刀头恒定力矩下压机构和刀头旋转机构，刀头恒定力矩下压机构包括第一安装板和设置在第一安装板一侧面上的第一伺服电机，第一伺服电机的输出轴上安装齿轮，齿轮连接一齿条；齿条设置在齿条安装板上，齿条安装板的下方连接一连接板；刀头旋转机构包括倒F型的第二安装板，其包括竖直安装端、第一、第二水平安装端；竖直安装端的上端侧面与连接板连接，第一水平安装端的下方设有刀头切割装置，第一水平安装端的上方设有联轴器，第二水平安装端的上方设有第二伺服电机，刀头切割装置和第二伺服电机通过联轴器连接；第一安装板的上方设有第三安装板，第三安装板通过弹性机构与第二安装板连接。本发明结构简单、切割精度高。

Description

一种浮动切割机构

技术领域

本发明涉及一种自动化加工生产设备，特别涉及一种应用于自动化生产线的浮动切割机构。

背景技术

目前，市场上对横纵切割方式普遍采用两个刀轮、两套下压机构和X、Y方向移动方式，且刀头在下压到位后位子固定，如果被切割工件的表面不平则会造成切割深度不一，两个刀轮和两套下压机构由于之间有相对距离所以在进行横纵切时会涉及重新定位，这样就导致定位不准，且切割出来的工件精度也会不高。

现急需一种结构简单、定位准确，切割精度高的切割机构。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、定位准确，切割精度高的浮动切割机构。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种浮动切割机构；所述浮动切割机构包括

一刀头恒定力矩下压机构，所述刀头恒定力矩下压机构包括第一安装板和设置在第一安装板一侧面上的第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出轴穿过第一安装板，所述第一伺服电机位于第一安装板另一侧面的输出轴上安装齿轮，所述齿轮连接一齿条，所述齿条设置在齿条安装板上，所述齿条安装板的下方连接一连接板；

一刀头旋转机构，所述刀头旋转机构包括第二安装板，所述第二安装板为倒F型，其包括竖直安装端、第一水平安装端以及第二水平安装端；所述竖直安装端的上端侧面与连接板连接；所述第一水平安装端的下方设有刀头切割装置，所述第一水平安装端的上方设有联轴器，所述第二水平安装端的上方设有第二伺服电机，所述刀头切割装置和第二伺服电机通过联轴器连接；

所述第一安装板的上方设有第三安装板，所述第三安装板通过弹性机构与第二安装板连接。

在本发明的一个实施例中，所述刀头切割装置由刀头固定机构和设置在刀头固定机构下方的刀头组成。

在本发明的一个实施例中，所述第一安装板和第三安装板上均设有安装柱，所述弹性机构的两端分别与第一安装板和第三安装板上的安装柱连接。

在本发明的一个实施例中，所述弹性机构为弹簧。

在本发明的一个实施例中，所述第一安装板的另一侧面上设有直线导轨，所述直线导轨上的滑块与第二安装板的竖直安装端连接。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明结构简单、使用方便，由于刀头的切割和旋转均采用伺服电机来控制，其在切割过程中对工件的切割深度一致，且从X方向切割切换到Y方向切割过程中刀轮的位置没有发生变化，这样就去除了重复定位引起的误差，从而保证了切割尺寸的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明刀头旋转机构部分结构示意图；

图3为本发明的侧视图。

图中数字和字母所表示的相应部件名称：

10、第一安装板 20、第一伺服电机 30、齿轮 40、齿条 50、齿条安装板 60、连接板 70、第二安装板 71、竖直安装端 72、第一水平安装端 73、第二水平安装端80、刀头切割装置 81、刀头固定机构82、刀头 90、联轴器 100、第二伺服电机 110、第三安装板 120、弹性机构 130、安装柱 140、直线导轨。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图1至图3所示，本发明公开了一种浮动切割机构，浮动切割机构包括刀头恒定力矩下压机构，刀头恒定力矩下压机构包括第一安装板10和设置在第一安装板10右侧面上的第一伺服电机20，第一伺服电机20的输出轴穿过第一安装板10，第一伺服电机20位于第一安装板10左侧面的输出轴上安装齿轮30，齿轮30连接一齿条40，齿条40设置在齿条安装板50上，工作时齿条安装板50随齿条一起运动，齿条安装板50的下方连接一连接板60。

本发明浮动切割机构还包括刀头旋转机构，刀头旋转机构包括第二安装板70，第二安装板70为倒F型，其包括竖直安装端71、第一水平安装端72以及第二水平安装端73；竖直安装端71的上端侧面与连接板60连接；第一水平安装端72的下方设有刀头切割装置80，第一水平安装端72的上方设有联轴器90，第二水平安装端73的上方设有第二伺服电机100，刀头切割装置80和第二伺服电机100通过联轴器90连接。

第一安装板10的上方设有第三安装板110，第一安装板10和第三安装板110上均设有安装柱130，弹性机构120的两端分别与第一安装板10和第三安装板110上的安装柱130连接，刀头旋转机构处在零位时，刀头旋转机构的重力由弹性机构平衡，本发明弹性机构120选用弹簧，根据实际需要，其也可以选用其它弹性机构。

本发明刀头切割装置80由刀头固定机构81和设置在刀头固定机构82下方的刀头组成，刀头固定机构81通过轴承（图中未标出）与联轴器90连接。

本发明第一安装板10的左侧面上设有直线导轨140，直线导轨140上的滑块与第二安装板70的竖直安装端71连接，浮动切割机构在工作时，直线导轨可使刀头旋转机构的下降的更稳定，提高了刀头切割时的精度。

本发明在工作时只需两台伺服电机，其结构简单、运行平稳、成本低、控制可靠。

在研究刀头恒定力矩下压机构驱动过程中有两个选择：1、用低摩擦气缸来控制出力；2、用伺服电机来控制出力。

下面就这两种控制出力方式作一个对比：

气缸是采用压缩空气进行的出力，所以其使用调压阀进行压力的调节；也就是说，气缸由调压阀的压力控制与空气配管的导引进行压力的控制。

然而，压力控制及敏感度均会因气缸或气囊在进行出力时的物理结构因素而改变。

伺服电机出力方式，是使用负载电流的变化进行扭力的控制，也就是说，当负载电流变化时，即进行出力（扭力）的调节控制，没有气缸的物理阻抗问题。

下面用一组表格对着两种控制出力方式作一个详细的比较：

综合以上对比，本发明浮动切割机构的出力方式选择伺服电机出力方式。

本发明的工作原理如下：

本机构在安装时先调到零位，刀头旋转机构的重量恰好由弹簧机构120来平衡，当浮动切割机构开始对被切割工件切割时，刀头恒定力矩下压机构上的第一伺服电机20启动，第一伺服电机20的输出轴带动齿轮30旋转，齿轮30驱动齿条40运动，齿条40带动齿条安装板50运动，齿条安装板50带动连接板60运动，连接板60带动第二安装板70运动；刀头旋转机构上的第二安装板70顺着直线导轨140下降，并使刀头切割深度到达指定位置，这时设定第一伺服电机的输出扭矩，使其保持恒定的输出扭矩，然后开始沿着X方向切割，当碰到被切割工件表面不平的地方，由于第一伺服电机输出扭矩恒定，所以整个刀头旋转机构也会循着工件表面自动调整，从而保证刀头对工件的切割深度一致；当X方向切割到指定位置后需要进行Ｙ方向切割时，刀头恒定力矩下压机构驱动刀头旋转机构上升，然后第一伺服电机控制刀头切割装置80旋转90°，然后刀头恒定力矩下压机构按照当初设定好的扭矩将刀头旋转机构下压到位，然后开始Y方向切割，如此往复即可。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种浮动切割机构；其特征在于：所述浮动切割机构包括

一刀头恒定力矩下压机构，所述刀头恒定力矩下压机构包括第一安装板和设置在第一安装板一侧面上的第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出轴穿过第一安装板，所述第一伺服电机位于第一安装板另一侧面的输出轴上安装齿轮，所述齿轮连接一齿条，所述齿条设置在齿条安装板上，所述齿条安装板的下方连接一连接板；

一刀头旋转机构，所述刀头旋转机构包括第二安装板，所述第二安装板为倒F型，其包括竖直安装端、第一水平安装端以及第二水平安装端；所述竖直安装端的上端侧面与连接板连接；所述第一水平安装端的下方设有刀头切割装置，所述第一水平安装端的上方设有联轴器，所述第二水平安装端的上方设有第二伺服电机，所述刀头切割装置和第二伺服电机通过联轴器连接；

所述第一安装板的上方设有第三安装板，所述第三安装板通过弹性机构与第二安装板连接；第二安装板和第三安装板上均设有安装柱，弹性机构的两端分别与第二安装板和第三安装板上的安装柱连接，刀头旋转机构处在零位时，刀头旋转机构的重力由弹性机构平衡；

第一安装板的左侧面上设有直线导轨，直线导轨上的滑块与第二安装板的竖直安装端连接，浮动切割机构在工作时，直线导轨可使刀头旋转机构的下降更稳定，提高了刀头切割时的精度。

2.根据权利要求1所述的一种浮动切割机构，其特征在于：所述刀头切割装置由刀头固定机构和设置在刀头固定机构下方的刀头组成。

3.根据权利要求1所述的一种浮动切割机构，其特征在于：所述弹性机构为弹簧。