磨刃机的制作方法

本申请是对中国发明专利申请号：201510719115.0，申请日：2015年10月29日，名称：磨刃机的分案申请。

本发明涉及削磨刀刃的装置，称为磨刀机，或称磨刃机。

背景技术：

刀刃在使用过程中，会出现磨损或缺口，需要对其削磨使其恢复锋利，削磨作业需要的是将刀刃如何精确定位，并使其精确地经过砂轮的削磨部位，以便高质量地完成削磨作业。

技术实现要素：

出于上述目的，本发明提供自动定位关键的削磨位并在定位过程中起到缓冲作用的磨刃机。

本发明提供的技术方案是：磨刃机，包括刀刃、砂轮组件、刀夹组件以及传动组件，刀刃包括刀刃削磨厚度量和刀刃削磨直线，刀刃削磨厚度量和刀刃削磨直线预先设定，砂轮组件的整体静止，砂轮组件包括砂轮、刀刃感应器，砂轮具有砂轮削磨位，砂轮削磨位作用于削磨刀刃，刀刃感应器包括限位件、摆动件以及刀刃感应器摆动路径，刀刃感应器摆动路径呈弧线，刀刃感应器摆动路径的两端包括刀刃感应器浮动位和刀刃感应器削磨位，限位件位于刀刃感应器摆动路径上，刀刃感应器削磨位受限于限位件，刀刃感应器浮动位和刀刃感应器削磨位之间包括刀刃感应器浮动量，刀刃感应器浮动量等于刀刃削磨厚度量，刀夹组件具有刀夹组件进给路径，刀夹组件进给路径呈直线，刀夹组件沿着刀夹组件进给路径进给和复位，刀夹组件可调节相对于砂轮组件的前后间距并定位，刀夹组件可调节相对于砂轮组件的上下间距并定位，刀夹组件包括始终将其靠向砂轮组件的刀夹组件推动件，刀夹组件沿着刀夹组件进给路径进给时：刀刃和刀夹组件定位装配；刀刃和刀刃感应器削磨位定位装配；刀夹组件和砂轮组件相互抵靠装配；刀刃削磨直线、刀刃感应器削磨位和砂轮削磨位处于同一直线。

本发明的磨刃机，前期需要先调整并定位作用于整个削磨作业的刀刃削磨直线，在刀刃定位于刀夹组件之后，即告完成前期人工准备，刀夹组件和砂轮组件会自动抵靠，进而宣告完成削磨位的确定。刀刃感应器在定位削磨位时，起到缓冲和保护刀刃的作用，具体来说是因为刀刃需经过刀刃感应器浮动位的行程，在此过程中可方便通过限位件对定位过程进行控制。进一步说正是定位和削磨作业的精确度高，进而带来只需单次进给即可完成削磨，提高作业效率的优势。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明的磨刃机整体的结构图；

图2是本发明的砂轮组件100的局部结构图之一；

图3是本发明的砂轮组件100的局部结构图之二；

图4是本发明的刀刃感应器102的局部结构图；

图5是本发明的刀夹组件200的局部结构图之一；

图6是本发明的刀夹组件200的局部结构图之二；

图7是本发明的传动组件300的局部结构图之一；

图8是本发明的传动组件300的局部结构图之二；

图9是本发明的磨刃机的运行原理示意图之一；

图10是本发明的磨刃机的运行原理示意图之二；

图11是本发明的刀刃感应器102的运行原理示意图；

图12是本发明的砂轮指示器111的运行原理示意图；

图13是本发明的刀刃调平块215的运行原理示意图；

附图标示分别是：

100、砂轮组件，101、砂轮，102、刀刃感应器，103、调节块，104、刀刃感应拉簧，105、限位件，106、摆动件，107、引导件，108、摆动支点，109、引导直线，110、摆动直线，111、砂轮指示器，112、指示件，113、抵触件，117、砂轮前后轨道，118、砂轮前后调节块，127、砂轮上下轨道，128、砂轮上下调节块，140、支点端，150、摆动端，180、第一基准块，181、第二基准块，190、砂轮架，191、砂轮电机；

200、刀夹组件，201、刀夹基座，202、快速夹，203、下刀夹，204、上刀夹，205、连接块，206、球头，207、球套，208、球套环，209、限位环，210、摆动间隙，211、下圆环面，212、下凹槽，213、上圆环面，214、上凹槽，215、刀刃调平块，216、调平平面，217、第一磁体，218、第二磁体，219、纵杆，220、横杆，221、刀夹摆动件，222、摆动联杆，223、摆动横销，224、摆动片，225、摆动拉簧，226、摆动点，227、摆动空隙，260、磨头，261、滑块，262、滑槽，263、第一限位块，264、第二限位块，265、滑块空间，270、套筒拉簧，280、刀夹组件推动件；

300、传动组件，301、伺服电机，302、螺杆，303、套筒，304、套筒开口；

400、刀刃；

900、机架，910、限位横杆；

a、刀刃削磨直线，b、砂轮削磨位，c、刀刃感应器削磨位，d、刀刃感应器浮动位，f、刀夹组件进给路径，j、指示位，k、分离位，l、调平位，m、复原位，q、刀刃感应器摆动路径。

具体实施方式

图1至图13表示的磨刃机，包括刀刃400、砂轮组件100、刀夹组件200以及传动组件300，当然还有用于安装它们的机架900，刀刃400包括刀刃削磨厚度量和刀刃削磨直线a，刀刃削磨厚度量和刀刃削磨直线a预先设定，刀刃削磨直线a是指削磨好后的刀刃400所形成的刃口直线，不同刀具由于其造型不同，定位于刀夹组件的角度和位置都不尽相同，所以刀刃削磨直线a都需要预先确定好。而刀刃削磨厚度量与后述的刀刃感应器102运行原理有直接联系，也是需要预先调整好的。

砂轮组件100包括作为基础安装物的砂轮架190和砂轮电机191。

砂轮组件100的整体静止，其静止的含义是其砂轮101和刀刃感应器102都是可以调节位置的，但是在调节完毕后是会固定定位在砂轮架190，因此其整体而言相对于砂轮架190静止，砂轮组件100的整体在削磨刀刃时是相对刀夹组件200不能活动的。

砂轮组件100包括砂轮101、刀刃感应器102，砂轮101具有砂轮削磨位b，砂轮削磨位b是砂轮101直接接触刀刃400的部位，可以将其视为砂轮101整体外圈上的某个点，砂轮削磨位b作用于削磨刀刃400。

砂轮101可以通过砂轮前后轨道117和砂轮前后调节块118配合来完成相对于砂轮架190的前后调节并定位，砂轮101可以通过砂轮上下轨道127和砂轮上下调节块128配合来完成相对于砂轮架190的上下调节并定位。上述砂轮101和砂轮电机191的整体会一起被调整，由砂轮电机191带动砂轮101运转。

刀刃感应器102包括限位件105、摆动件106以及刀刃感应器摆动路径q，刀刃感应器摆动路径q呈弧线，刀刃感应器摆动路径q的两端包括刀刃感应器浮动位d和刀刃感应器削磨位c，限位件105位于刀刃感应器摆动路径q上，刀刃感应器削磨位c受限于限位件105，刀刃感应器浮动位d和刀刃感应器削磨位c之间包括刀刃感应器浮动量，刀刃感应器浮动量等于刀刃削磨厚度量。削磨时刀刃400只有经过刀刃感应器浮动位d才能到达刀刃感应器削磨位c，削磨后刀刃感应器削磨位c以及砂轮削磨位b会同时抵靠突出于刀夹组件200的刀刃400。

刀夹组件200具有刀夹组件进给路径f，刀夹组件进给路径f呈直线，刀夹组件200沿着刀夹组件进给路径f进给和复位，随着刀夹组件200的进给，刀刃400也沿着刀刃削磨直线a进给而在砂轮削磨位b削磨。

刀夹组件200可调节相对于砂轮组件100的前后间距并定位，刀夹组件200可调节相对于砂轮组件100的上下间距并定位，刀夹组件200包括始终将其靠向砂轮组件100的刀夹组件推动件280，刀夹组件200的上下前后间距调节类似于前述砂轮101的调节结构和原理，若克服刀夹组件推动件280的作用便可以从刀夹组件200上装卸刀刃400。

对上述提及部件运行时的相互关系总结是刀夹组件200沿着刀夹组件进给路径f进给时：刀刃400和刀夹组件200定位装配；刀刃400和刀刃感应器削磨位c定位装配；刀夹组件200和砂轮组件100相互抵靠装配；刀刃削磨直线a、刀刃感应器削磨位c和砂轮削磨位b处于同一直线。

刀刃感应器102可以精确限定刀刃削磨作业，其具体结构是：刀刃感应器102包括调节块103、刀刃感应拉簧104，限位件105固定安装在调节块103上，摆动件106依次设有支点端140、摆动支点108、引导件107以及摆动端150，摆动支点108可转动地安装在调节块103之中，刀刃感应拉簧104始终作用于支点端140和调节块103，引导件107固定安装在摆动件106上，引导件107位于摆动支点108和摆动端150之间，刀刃感应器削磨位c位于引导件107和摆动件106的交界处。

刀刃感应器102在自然状态下，摆动件106因刀刃感应拉簧104处于刀刃感应器浮动位d，在刀刃400抵靠时摆动件106连同刀刃400一起绕着摆动支点108转动，最终到达刀刃感应器削磨位c，此时的刀刃400将会同时抵靠在砂轮削磨位b和刀刃感应器削磨位c，换句话说削磨作用是由砂轮削磨位b和刀刃感应器削磨位c两者共同决定的，而限位件105的存在使得刀刃400的削磨厚度被限定，因此刀刃削磨厚度量即为刀刃感应器削磨位c和刀刃感应器浮动位d之间的最短直线距离。

为了方便刀刃400自动被引导至所需要的配合处，以及消除削磨时因刀刃表面不平整导致的跳动，刀刃感应器102增设的结构是：引导件107设有引导直线109，摆动件106设有摆动直线110，引导直线109和摆动直线110相交获得交点，刀刃感应器削磨位c位于交点，引导直线109和摆动直线110相交获得夹角，夹角为60度至120度之间的任一角度。

前述的夹角在处于适当的角度会有利于保持削磨时的稳定性，以及更有利于引导作用，优选夹角为100度。

刀刃感应器102除了调节块103之外，还具有第一基准块180和第二基准块181，调节块103可相对于第一基准块180直线调节距离并定位的，而第一基准块180可相对于第二基准块181转动调节角度并定位的，由此灵活调节调节块103乃至刀刃感应器102相对于砂轮101的方位。

出于维护的需要，在砂轮101磨损时，因其外圈变小，会需要对砂轮101的砂轮削磨位b进行补偿，而且由于刀刃400是从砂轮101一侧向着其另一侧进给，与刀刃感应器102产生的摩擦，会给刀刃感应器102带来与刀夹组件200进给方向同向的作用力，为减弱上述不利影响而采用的结构是：砂轮组件100包括砂轮指示器111，砂轮指示器111可调节相对于砂轮101的间距并定位，砂轮指示器111包括指示件112和抵触件113，指示件112位于砂轮指示器111的边缘，砂轮指示器111包括指示位j和分离位k，砂轮指示器111处于指示位j时指示件112接触砂轮削磨位b，砂轮指示器111处于分离位k时指示件112离开砂轮削磨位b，刀夹组件200沿着刀夹组件进给路径f进给时：砂轮指示器111处于分离位k，抵触件113抵接在摆动件106上，抵触件113对摆动件106的作用力方向和刀夹组件200的进给方向相反。

在砂轮101削磨之前就被确定的砂轮削磨位b，即为此时与之重合的指示位j，由此被指示件112所记录，然后指示件112离开指示位j使削磨作业进行，指示件112的存在是为了给砂轮101的磨损以一个原始参照特征，那么调节砂轮101即可回复砂轮101相对于刀刃感应器102和指示件112两者的原始位置。而抵触件113和指示件112通常是同体设置的，不论是砂轮指示器111处于哪个状态抵触件113始终是抵在摆动件106上，由此可以抵消刀刃400进给时带来刀刃感应器102的摩擦力。

本发明特别开发了刀夹组件200对刀具的定位夹具，用以自动适应各种不同形状的刀刃，避免因其形状各异导致的定位不稳，其结构是：刀夹组件200包括刀夹基座201、快速夹202、下刀夹203、上刀夹204、连接块205以及球头206，快速夹202固定安装在刀夹基座201，下刀夹203固定安装在刀夹基座201，下刀夹203和上刀夹204中心对齐，上刀夹204和球头206固定安装，连接块205设有球套207，球套207固定安装在连接块205上，球套207与球头206形状相吻合，球头206可活动地安装在球套207之中，球套207包括球套环208，球套环208和球头206挡接配合，使球头206不会脱离球套207，球头206设有限位环209，限位环209固定安装在球头206上，限位环209和球套环208之间具有摆动间隙210，连接块205和快速夹202固定安装，连接块205可调节相对于下刀夹203的上下间距并定位。

对前述刀具的定位夹具进一步改进是：下刀夹203包括朝向上刀夹204的下圆环面211和下凹槽212，上刀夹204包括朝向下刀夹203的上圆环面213和上凹槽214。使用上下圆环面213、211对刀具进行定位是可以认为更能有利于定位效果的一种方案，而且上下凹槽214、212可以用来定位剪刀两刀刃的铰接部，尤其适用于削磨剪刀类的刀具结构。

刀夹组件200除了前述的作为刀具的夹具，本发明还特地附加了对刀具的调平功能，刀夹基座201包括刀刃调平块215，刀刃调平块215可转动地固定安装在刀夹基座201上，刀刃调平块215包括调平平面216，刀刃调平块215包括调平位l和复原位m，刀刃调平块215处于调平位l时刀刃400和调平平面216相抵触，刀刃调平块215处于复原位m时刀刃削磨直线a和调平平面216相互平行，每当刀具初步定位在刀夹组件200后，通过调平平面216的参考性挡接作用可以进一步将刀刃400对齐，而确保刀刃400上的刀刃削磨直线a在刀夹组件200沿着刀夹组件进给路径f进给时准确无误经过刀刃感应器削磨位c和砂轮削磨位b。

刀刃调平块215以刀夹基座201绕着旋转的形式在调平位l和复原位m之间变换，其收纳原理通过两个磁体来完成：刀夹基座201包括第一磁体217和第二磁体218，刀刃调平块215处于调平位l时刀刃调平块215和第一磁体217相互吸附，刀刃调平块215处于复原位m时刀刃调平块215和第二磁体218相互吸附。

本发明的传动组件300也是特制的：刀夹组件200包括纵杆219和横杆220，纵杆219套接在横杆220上，纵杆219可相对横杆220滑动，纵杆219可相对横杆220转动，传动组件300包括伺服电机301、螺杆302、套筒303，套筒303具有内螺纹，螺杆302具有外螺纹，伺服电机301驱动螺杆302，套筒303包括套筒开口304，螺杆302可通过套筒开口304进出套筒303，刀夹组件200包括刀夹摆动件221，刀夹摆动件221固定安装在纵杆219上，套筒303可转动地固定安装在刀夹摆动件221上，刀夹摆动件221和套筒303之间设有套筒拉簧270，套筒拉簧270作用于套筒303使得套筒开口304始终朝向螺杆302。特制的套筒可以方便地与螺杆完成离合，并随动于纵杆，人工操作刀夹组件200就可以轻松断开和接续传动过程。

刀夹组件进给路径f是虚拟的，也可以认为是横杆220的轴心线来代替。特别补充说明的是本发明中所有以英文字母表示的技术名词都可以认为是空间中虚拟的部件或部位，为便于理解而将其标示出来。

伺服电机301作为传动组件300的动力，可以有人工操作和自动操作两种方式：人工操作只需操作伺服电机301，刀夹组件200即可自动进给；而自动操作需要依据刀夹组件200和砂轮组件100的相对位置反馈信号的指示来操作伺服电机301。

需要补充的是伺服电机301的启动都需要刀刃400经过刀刃感应器浮动位d到达刀刃感应器削磨位c，换句话说刀刃感应器浮动位d开始直至刀刃感应器削磨位c的过程中刀刃400都是在被削磨，刀刃的前部被削磨后伺服电机301才会继续带动刀夹组件200进给以便削磨刀刃的后部，但是刀刃感应器浮动位d的浮动量并非全是在削磨，更大幅度的浮动可以是冗余浮动，当然也可以调整成正好从刀刃感应器浮动位d最大幅度处就开始削磨，此时的刀刃感应器浮动位d和刀刃感应器削磨位c的最短直线距离正好等于刀刃400的削磨厚度。

但不论是人工操作还是自动操作，本发明的刀夹组件200在完成单次进给削磨作业后，复位都必须是由人工完成的，既手动扳动刀夹组件200使其脱离与砂轮组件100的相互抵靠，并手动沿着横杆220将其送回原位。

前述已经提及过刀刃表面不平整可能导致其削磨时跳动，为了避免刀刃400在跳动时带动刀夹组件200脱离传动组件300，需要在刀夹组件200和传动组件300之间增设跳动缓冲结构：刀夹摆动件221包括摆动联杆222、摆动横销223、摆动片224、摆动拉簧225以及摆动点226，摆动联杆222固定安装在纵杆219上，摆动联杆222、摆动横销223、摆动点226固定连接，摆动片224套接于摆动横销223，摆动片224位于摆动联杆222和摆动点226之间，摆动片224可相对于摆动横销223转动，摆动点226抵接作用于摆动片224，摆动点226和摆动片224之间具有摆动空隙227，摆动拉簧225作用于摆动片224和摆动点226，套筒303可转动地固定安装在摆动片224上，摆动片224和套筒303之间设有套筒拉簧270。此处的摆动点226实质上是起到顶块的作用，摆动片224轻微幅度的摆动不会抵触到它，除非人工操作大幅度扳动刀夹组件200，会带动摆动片224直至顶到摆动点226后绕它转动，摆动片224上翘并带动套筒303脱离与螺杆302的啮合。

上述工作原理如下：确定刀刃400需要被削磨的厚度后，手动扳开并推动刀夹组件200，使刀夹组件200回到刀夹组件进给路径f的起始位，然后将刀刃400定位于刀夹组件200，调整刀刃400朝向砂轮101的仰角或俯角，以确定通过砂轮削磨位b的刀刃削磨直线a，可通过刀刃调平块215对其辅助对齐，砂轮组件100也对砂轮101和刀刃感应器102进行相应的方位调整，确保使刀刃削磨直线a、砂轮削磨位b、刀刃感应器削磨位c在削磨时满足同一直线，此时的刀刃400的刀刃削磨直线a的端头处是同时抵靠在砂轮削磨位b和刀刃感应器削磨位c，通过前述手动或自动启动伺服电机301，其带动螺杆302转动，进而带动刀夹组件200进给，使得刀刃400完成削磨。刀夹组件200进给完毕后，扳动刀夹组件200，反向推动刀夹组件200即可使其回到原位。

对其余结构的补充说明如下：

1、刀夹组件推动件280：具体使用一扭簧，该扭簧套设在纵杆219上，并联系在纵杆219和机架900之间，可以是机架900上的限位横杆910之间，在扳动刀夹组件200时受力储能，松手后释放使其复位；

2、刀夹组件200设置砂轮磨平装置，因砂轮101在长期使用后出现表面不平整的情况，导致砂轮削磨位b出现偏移，虽然可以使用前述的调整方法补偿砂轮削磨位b的偏移，但是仍然无法解决其表面不平整的现实情况，所以通过砂轮磨平装置对其进行修正：包括可调节相对于砂轮组件100的间距并定位的磨头260，以及可在套筒303脱离与螺杆302的啮合时将其定位的锁定机构,该锁定机构包括滑块261和滑槽262，滑槽固定安装在纵杆219上，滑块261可滑动地安装在滑槽262中，滑块261可调节相对于砂轮组件100的间距，滑块261设置第一限位块263和第二限位块264以及位于两者之间的滑块空间265，以及固定安装在机架900上的限位横杆910，第一限位块263和第二限位块264分别与限位横杆910的抵靠配合可以完成在砂轮101修正时的锁定。通过砂轮101运行，而刀夹组件200脱开传动组件300啮合，伸出磨头260并调整锁定磨头260与砂轮101的接触区域后，开动砂轮101，砂轮101受磨头260打磨回复平整；

3、本实施例中涉及到的部件，当其具备调节相对于另一部件的间距并定位的作用时，都可以通过在轨道上滑动结合螺纹紧固的结构得以实现的；

4、关于指示件112的指示作用，根据其离开指示位j时的活动方式大致可以分为两种：直线调节间距并定位或是转动调节角度并定位，不论是哪一种都必须是指示件112处在指示位j时其边缘接触砂轮削磨位b，指示件112相对于砂轮101仅有两个位置可被定位，即是指示位j和分离位k，还可以对指示件112增设刻度来加以记录其位移量。