CN209632211U - 定长切割伺服控制模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种定长切割伺服控制模块，包括给料装置，包括伺服电机、与伺服电机的转动轴连接的主动轮及与主动轮相对设置的从动轮，主动轮和从动轮紧密夹持并传输待切料件；伺服驱动装置，其与伺服电机连接；切割装置，其设置于待切料件传输路径上，包括双作用气缸和设置于双作用气缸的活塞杆上的刀片；气信号处理装置，其与双作用气缸连接；伺服电机在伺服驱动装置的驱动下带动主动轮转动进而使得待切料件沿着传输路径传输，双作用气缸在气信号处理装置的驱动下带动刀片伸出进而切割传输至切割位置的待切料件。可以在工业上使用实现实际应用场景，尤其容易对传输中的待切料件进行连续稳定的切割，且切割长度可控，切割效率高且灵活性强。

Description

定长切割伺服控制模块

技术领域

本实用新型教学器具技术领域，尤其涉及一种定长切割伺服控制模块。

背景技术

目前在国内各类中、高等院校的工业自动化实践教学中所涉及到的伺服控制对象都非常的单一。不外乎就是电机轴上加装一个刻度盘控制电机的转动角度或旋转圈数，或者是电机连接丝杆把电机的旋转运动变成往复的直线运动。

现有技术的切割装置难以对传输中的待切料件进行连续稳定的切割，且对于待切料件的切割长度一般固定不可调，缺少灵活性。

实用新型内容

本实用新型为解决上述技术问题提供一种定长切割伺服控制模块，可以在工业上使用实现实际应用场景，容易对传输中的待切料件进行连续稳定的切割，且切割长度可控，切割效率高且灵活性强。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种定长切割伺服控制模块，包括：给料装置，包括伺服电机、与所述伺服电机的转动轴连接的主动轮、以及与所述主动轮相对设置的从动轮，所述主动轮和所述从动轮紧密夹持并传输待切料件；伺服驱动装置，其与所述伺服电机连接；切割装置，其设置于待切料件传输路径上，包括双作用气缸和设置于所述双作用气缸的活塞杆上的刀片；以及气信号处理装置，其与所述双作用气缸连接；所述伺服电机在所述伺服驱动装置的驱动下带动所述主动轮转动进而使得待切料件沿着传输路径传输，所述双作用气缸在所述气信号处理装置的驱动下带动所述刀片伸出进而切割传输至切割位置的待切料件。

进一步地，所述定长切割伺服控制模块包括接线端子排，所述伺服驱动装置、所述气信号处理装置与外部控制装置和/或工作电源线之间的电气连接通过所述接线端子排实现。

进一步地，所述主动轮表面设置有用于增大滚动摩擦力的滚花；所述从动轮表面设置有导引待切料件的沟槽。

进一步地，所述定长切割伺服控制模块包括底板，所述伺服驱动装置安装于所述底板上，所述底板上装设有安装板，所述给料装置和所述切割装置分别安装在所述安装板的两侧。

进一步地，所述安装板安装所述给料装置的一侧装设有连接板，所述伺服电机设置于所述连接板一侧，所述主动轮和所述从动轮设置于所述连接板另一侧，所述伺服电机的转动轴穿过所述连接板与所述主动轮连接，所述连接板上装设有支架，所述从动轮转动连接于所述支架上。

进一步地，所述连接板上相对平行的设置有两个滑轨，所述支架一端装设于一所述滑轨内、另一端装设于另一所述滑轨内，所述支架两端同一侧各设置有一个弹簧，各所述弹簧一端与所述支架连接、另一端与相应所述滑轨连接，进而所述从动轮受所述弹簧产生的压力弹性抵接至所述主动轮以夹紧并传输待切料件。

进一步地，所述安装板包括大致构成“L”型结构的第一侧板和第二侧板，所述给料装置和所述切割装置分别安装在所述第一侧板的两侧；其中，在所述第二侧板内部沿着垂直于所述第一侧板的方向设置有供待切料件传输通过的引导孔，并且，在所述第二侧板上相应于所述引导孔的位置开设有与所述引导孔连通以作为切割位置的切割孔，所述刀片可伸出至所述切割孔内切割经过所述切割孔的待切料件。

进一步地，所述双作用气缸设置有与其内的活塞杆平行的滑杆，所述活塞杆上安装有装设所述刀片的刀片支架，所述刀片支架套设在所述滑杆上进而通过所述滑杆导向和限位；所述定长切割伺服控制模块中设置有用于与外部控制装置连接的、以检测所述双作用气缸中活塞位置的位置传感器。

进一步地，所述气信号处理装置用于与外部气源和所述双作用气缸连接，包括减压阀和单电控换向阀，所述减压阀用于连接并调整外部气源压力供所述单电控换向阀使用，所述单电控换向阀用于与外部控制装置连接以在外部控制装置的控制下驱动所述双作用气缸换向。

进一步地，所述定长切割伺服控制模块中集成有与所述伺服驱动装置和所述气信号处理装置连接的控制装置。

本实用新型的定长切割伺服控制模块，具有如下有益效果：

通过控制给料装置和切割装置相配合以对待切料件进行切割，结合在工业上的应用进而能够较好地体现伺服控制的实际应用场景，容易对传输中的待切料件进行连续稳定的切割，且切割长度可控，切割效率高且灵活性强。

附图说明

图1是本实用新型定长切割伺服控制模块的后视图。

图2是本实用新型定长切割伺服控制模块的正视图。

图3是本实用新型定长切割伺服控制模块中给料装置的正视图。

图4是本实用新型定长切割伺服控制模块中切割装置的正视图。

图5是本实用新型定长切割伺服控制模块中气信号处理装置的气动回路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型提供一种定长切割伺服控制模块。结合图1和图2参阅，该定长切割伺服控制模块包括底板6，该底板6上装设有给料装置1、切割装置2、伺服驱动装置3以及气信号处理装置4。

给料装置1用于供给传输待切料件10，该待切料件10举例而言可以是线缆或钢筋等呈线形且具有韧性的待切料件10。给料装置1包括伺服电机11、与伺服电机11的转动轴连接的主动轮12、以及与主动轮12相对设置的从动轮13。其中，主动轮12和从动轮13构成滚动传输机构，两者紧密夹持待切料件10，并在伺服电机11的带动下利用摩擦力对待切料件10进行进给。

伺服驱动装置3与伺服电机11连接，用于在外部控制装置的控制下驱动伺服电机11 工作。

切割装置2设置于待切料件10传输路径上，用于切割传输至切割位置的待切料件10。切割装置2包括双作用气缸20和设置于双作用气缸20的活塞杆22上的刀片24。

气信号处理装置4与双作用气缸20连接，用于在外部控制装置的控制下驱动双作用气缸20工作。

具体而言，伺服电机11在伺服驱动装置3的驱动下带动主动轮12转动进而使得待切料件10沿着传输路径传输，双作用气缸20在气信号处理装置4的驱动下带动刀片24伸出进而切割传输至切割位置的待切料件10。

较佳的，该定长切割伺服控制模块还包括一个用于与外部控制装置连接的用于检测双作用气缸20中活塞位置的位置传感器(图未示)，以配合对待切料件10的准确切割控制，其中，该活塞位于双作用气缸20的缸体21内并与活塞杆22连接。

在一较佳实施例中，定长切割伺服控制模块包括接线端子排5，接线端子排5起到对象与外部控制装置之间的电气连接需求保障，实验时，直接把外部控制装置上所需信号接到端子排的对应端子即可快速使用并调试该对象。具体在本实用新型实施例中，伺服驱动装置 3、气信号处理装置4、位置传感器与外部控制装置和/或工作电源线之间的电气连接通过接线端子排5实现，以简化布线。该接线端子排5装置通常安装于前述的底板6上。

在一具体实施例中，该主动轮12表面设置有用于增大滚动摩擦力的滚花。更优地，从动轮13表面设置有导引待切料件10的沟槽。

在一具体实施例中，定长切割伺服控制模块包括底板6，伺服驱动装置3安装于底板 6上，伺服驱动装置3周围无遮挡，有利于散热。底板6上装设有安装板7，给料装置1和切割装置2分别安装在安装板7的两侧。给料装置1与切割装置2共同固定在一个安装板7 的两面，这样使得结构更加紧凑，装配简单。举例而言，伺服驱动装置3与伺服电机11之间的电气连接通过底板6和安装板7走线，伺服驱动装置3与外部控制装置之间的电气连接通过底板6走线连接至上述的接线端子排5。

较佳的，可以在底板6上安装支撑平台以将给料装置1和切割装置2架空抬升到与伺服驱动装置3平齐的高度，使得整个产品即定长切割伺服控制模块整体设计更加协调，如图2所示，该支撑平台常包括安装于地板上的支撑柱9及安装于支撑柱9上的支撑板8，给料装置1和切割装置2通过前述安装于支撑板8上的安装板7以实现抬高。另外，可以利用支撑平台底下架空的部分来走线槽、安装气信号处理装置4与接线端子。进而，可以有效提高整个产品审美视觉效果，更重要的是机械部分与电气部分隔开，使得机械运动更加可靠。

进一步地，如图3所示，安装板7安装给料装置1的一侧装设有连接板141，伺服电机11设置于连接板141一侧，主动轮12和从动轮13设置于连接板141另一侧，伺服电机 11的转动轴穿过连接板141与主动轮12连接，连接板141上装设有支架15，从动轮13转动连接于支架15上。

较佳的，所述连接板141上相对平行的设置有两个滑轨142，支架15一端装设于其中一个滑轨142内、另一端装设于另一滑轨142内，其中，支架15两端同一侧各设置有一个弹簧16，各弹簧16一端与支架15连接、另一端与相应的滑轨142连接，进而支架15受弹簧16产生的压力在滑轨142内向主动轮12的方向移动使得从动轮13能够弹性抵接至主动轮12以夹紧并传输待切料件10。

较佳的，如图4所示，安装板7包括大致构成“L”型结构的第一侧板71和第二侧板72，给料装置1和切割装置2分别安装在第一侧板71的两侧，这样给料装置1和切割装置2安装结构上更加紧凑，且使得给料装置1与切割装置2在空间利用上更有效节约空间，而且减少中间的输送环节，提高产品的可靠性。

其中，继续参阅图4，在第二侧板72内部沿着垂直于第一侧板71的方向设置有供待切料件10传输通过的引导孔71，并且，在第二侧板72上相应于引导孔71的位置开设有与引导孔71连通以作为切割位置的切割孔70，刀片24可伸出至切割孔70内切割经过切割孔70的待切料件10。引导孔71的设置可以引导给料装置1送来的待切料件10走到切割位置，而需要对待切料件10进行切割时，由对外部控制装置编程控制气信号处理装置4作相应动作即可。

较佳的，继续参阅图4，双作气缸驱动为小行程大活塞面积的气缸，大活塞面积可以保证有足够的切割力。双作用气缸20包括缸体21、活塞杆22及刀片支架23，刀片支架23安装于活塞杆22上，双作用气缸20通过其缸体21安装于安装板上。优选地，双作用气缸 20设置有与其内的活塞杆22平行的滑杆25，刀片支架23套设滑杆25上进而通过滑杆25 导向和限位，进而防止刀片支架23转动影带动其上切割用的刀片24转动而不能抵达切割孔 70对待切料件10进行切割。

在一具体实施例中，气信号处理装置4用于与外部气源和双作用气缸20连接。结合图1、图4和图5进行参阅，该气信号处理装置4中包括减压阀41和单电控换向阀42，减压阀41用于连接并调整外部气源压力供单电控换向阀42使用，单电控换向阀42用于与外部控制装置连接以在外部控制装置的控制下驱动双作用气缸20换向。具体的，双作用气缸 20中缸体21被其内的活塞分成两个气腔，一气腔对应设置有减压阀201，另一气腔对应设置有减压阀202，上述的单电控换向阀42分别与该两个减压阀201、202连接，通过单电控换向阀42对该两个减压阀201、202的控制使得活塞带动活塞杆22往复运动。该气信号处理装置4通常安装于前述的底板6上。

在一具体实施例中，定长切割伺服控制模块中集成有与伺服驱动装置3和气信号处理装置4连接的控制装置，具体而言，该控制装置集成于前述的底板6或安装板7上。当然，在其他实施例中，控制装置为独立部件而不与定长切割伺服控制模块安装成一体，需要时即如上所述的通过接线端子排5与各部件进行连接。其中，该控制装置举例可以选择PLC 控制器，此外，也可以选择其他类型的控制器。

使用时，通过PLC等类型的控制装置控制伺服驱动器，伺服驱动器驱动伺服电机11精确转动，伺服电机11的转动轴直接连接在给料装置1的主动轮12上，这样就可以直接有效地控制给料装置1高精度的给料的长度，然后再利用PLC等类型的控制装置按需求设定控制切割装置2动作来切断给料装置1送过来的原材料，从而实现定长切割。切割装置2使用结构最为简单的往返复气缸动作，气缸的动作由气信号处理装置4的换向阀42来驱动。

上述实施例中，定长切割伺服控制模块的尺寸(长*宽*高)举例分别可以为210mm*210mm*180mm。

在本实用新型中，使用了各种最简单的传动机构来实现定长切割所需要的各种动作，这样就可以从很大程度上减少控制对象的复杂性，把学习的重点回归到学习伺服电机本身的应用上来，而不是要花很多时间去弄懂对象很复杂的结构及驱动工作原理，然后才能在对象上去学习验证伺服电机的各种控制方法。能够做到麻雀虽小，五脏俱全，而不是一个画蛇添足。

本实用新型的定长切割伺服控制模块，具有如下有益效果：

通过控制给料装置1和切割装置2相配合以对待切料件10进行切割，结合在工业上的应用进而能够较好地体现伺服控制的实际应用场景，避免传统教学中伺服控制对象形式过于单一导致学习乏味的问题；

该定长切割伺服控制模块结构简单紧凑、占用场地小，而且轻便灵活。

以上仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种定长切割伺服控制模块，其特征在于，包括：

给料装置，包括伺服电机、与所述伺服电机的转动轴连接的主动轮、以及与所述主动轮相对设置的从动轮，所述主动轮和所述从动轮紧密夹持并传输待切料件；

伺服驱动装置，其与所述伺服电机连接；

切割装置，其设置于待切料件传输路径上，包括双作用气缸和设置于所述双作用气缸的活塞杆上的刀片；

以及气信号处理装置，其与所述双作用气缸连接；

所述伺服电机在所述伺服驱动装置的驱动下带动所述主动轮转动进而使得待切料件沿着传输路径传输，所述双作用气缸在所述气信号处理装置的驱动下带动所述刀片伸出进而切割传输至切割位置的待切料件。

2.根据权利要求1所述的定长切割伺服控制模块，其特征在于：

所述定长切割伺服控制模块包括接线端子排，所述伺服驱动装置、所述气信号处理装置与外部控制装置和/或工作电源线之间的电气连接通过所述接线端子排实现。

3.根据权利要求1所述的定长切割伺服控制模块，其特征在于：

所述主动轮表面设置有用于增大滚动摩擦力的滚花；所述从动轮表面设置有导引待切料件的沟槽。

4.根据权利要求1所述的定长切割伺服控制模块，其特征在于：

所述定长切割伺服控制模块包括底板，所述伺服驱动装置安装于所述底板上，所述底板上装设有安装板，所述给料装置和所述切割装置分别安装在所述安装板的两侧。

5.根据权利要求4所述的定长切割伺服控制模块，其特征在于：

所述安装板安装所述给料装置的一侧装设有连接板，所述伺服电机设置于所述连接板一侧，所述主动轮和所述从动轮设置于所述连接板另一侧，所述伺服电机的转动轴穿过所述连接板与所述主动轮连接，所述连接板上装设有支架，所述从动轮转动连接于所述支架上。

6.根据权利要求5所述的定长切割伺服控制模块，其特征在于：

所述连接板上相对平行的设置有两个滑轨，所述支架一端装设于一所述滑轨内、另一端装设于另一所述滑轨内，所述支架两端同一侧各设置有一个弹簧，各所述弹簧一端与所述支架连接、另一端与相应所述滑轨连接，进而所述从动轮受所述弹簧产生的压力弹性抵接至所述主动轮以夹紧并传输待切料件。

7.根据权利要求4所述的定长切割伺服控制模块，其特征在于：

所述安装板包括大致构成“L”型结构的第一侧板和第二侧板，所述给料装置和所述切割装置分别安装在所述第一侧板的两侧；

其中，在所述第二侧板内部沿着垂直于所述第一侧板的方向设置有供待切料件传输通过的引导孔，并且，在所述第二侧板上相应于所述引导孔的位置开设有与所述引导孔连通以作为切割位置的切割孔，所述刀片可伸出至所述切割孔内切割经过所述切割孔的待切料件。

8.根据权利要求1所述的定长切割伺服控制模块，其特征在于：

所述双作用气缸设置有与其内的活塞杆平行的滑杆，所述活塞杆上安装有装设所述刀片的刀片支架，所述刀片支架套设在所述滑杆上进而通过所述滑杆导向和限位；

所述定长切割伺服控制模块中设置有用于与外部控制装置连接的、以检测所述双作用气缸中活塞位置的位置传感器。

9.根据权利要求1所述的定长切割伺服控制模块，其特征在于：

所述气信号处理装置用于与外部气源和所述双作用气缸连接，包括减压阀和单电控换向阀，所述减压阀用于连接并调整外部气源压力供所述单电控换向阀使用，所述单电控换向阀用于与外部控制装置连接以在外部控制装置的控制下驱动所述双作用气缸换向。

10.根据权利要求1所述的定长切割伺服控制模块，其特征在于：

所述定长切割伺服控制模块中集成有与所述伺服驱动装置和所述气信号处理装置连接的控制装置。