基于单片机的多尺寸移动式切割机的制作方法

本发明属于商品外包装纸箱板加工装置，具体涉及一种基于单片机的多尺寸移动式切割机。

背景技术：

目前市面上运用较广泛的硬纸板切割机大多体积庞大、价格昂贵、切割时对待切割纸板的尺寸有一定局限性，无法自由切割任意造型。因此设计一种体积小、造价低，并且不受纸板尺寸限制的包装造型切割机已十分必要。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于单片机的多尺寸移动式切割机，本发明切割机不但体积小、重量轻，并且可以按照预设轨迹运动并切割材料。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于单片机的多尺寸移动式切割机，该切割机包括负载小车动力装置、切割机提刀装置、切割刀片动力装置、钻机钻孔角度调整装置、钻头提升及转动装置和控制装置。

所述负载小车动力装置采用前置驱动，它包括左、右两个步进电机和两个前轮，所述两个前轮分别设置在整车车架的驱动端的两侧，所述左、右两个步进电机分别带动两个前轮移动，在整车车架的行走端设有万向轮。

所述切割机提刀装置包括联轴器c、提刀舵机和U型架b，所述U型架b固定在整车车架上，所述提刀舵机卡设在U型架b中并通过联轴器c固定在平衡板上，所述提刀舵机的旋转带动平衡板旋转。

所述切割刀片动力装置包括切割驱动电机、固定在平衡板中部的U型架、90度斜齿轮Ⅰ、90度斜齿轮Ⅱ、90度斜齿轮Ⅲ和切割刀具，所述切割驱动电机的传动轴端设有90度斜齿轮Ⅰ，所述90度斜齿轮Ⅱ和90度斜齿轮Ⅲ对称分布在U型架上的横轴上并均与90度斜齿轮Ⅰ啮合，所述切割刀具设置在U型架的外侧横轴上。

所述钻机钻孔角度调整装置包括角度控制舵机、联轴器a和换向架，所述角度控制舵机固定在整车车架的驱动侧，所述角度控制舵机通过联轴器a与换向架相连，带动换向架在水平方向旋转。

所述钻头提升及转动装置包括升降电机、联轴器b、螺纹轴、右挡板、左挡板、升降块、钻孔电机、钻头夹具和钻头，所述升降电机固定在换向架上，所述升降电机通过联轴器b与螺纹轴相连，所述升降块的一侧通过螺孔连接在螺纹轴上并被固定夹持在右挡板和左挡板之间，所述升降块的另一侧与钻头夹具相连，在所述钻头夹具上设置有钻孔电机，所述钻孔电机的钻头穿过钻头夹具向下方延伸设置。

所述控制装置包括电源和控制器，所述控制器上设有数据端口、开关按钮和复位按钮。

所述控制器上设有角度控制舵机电源输出端口、升降电机电源输出端口、钻孔电机电源输出端口、左步进电机电源输出端口、右步进电机电源输出端口、切割驱动电机电源输出端口、提刀舵机电源输出端口和控制器电源输入端口。

所述角度控制舵机上设有角度控制舵机电源输入端口，所述升降电机上设有升降电机电源输入端口，钻孔电机上设有钻孔电机电源输入端口，所述左、右两个步进电机上分别设有左、右步进电机电源输入端口，所述切割驱动电机上设有切割驱动电机电源输入端口，所述提刀舵机上设有提刀舵机电源输入端口，在电源上设有电源输出端口。

所述电源输出端口与控制器电源输入端口之间通过导线相连接，所述左步进电机电源输入端口与左步进电机电源输出端口之间通过导线相连接，所述右步进电机电源输入端口与右步进电机电源输出端口之间通过导线相连接，所述角度控制舵机电源输入端口与角度控制舵机电源输出端口之间通过导线相连接，所述升降电机电源输入端口与升降电机电源输出端口之间通过导线相连接，所述钻孔电机电源输入端口与钻孔电机电源输出端口之间通过导线相连接，所述切割驱动电机电源输入端口与切割驱动电机电源输出端口之间通过导线相连接，所述提刀舵机电源输入端口与提刀舵机电源输出端口之间通过导线相连接。

所述切割驱动电机为高转速电机。

所述钻孔电机为高转速电机。

本发明的工作过程为：

首先，将各个设备的电源输出端口和其相应设备的电源输入端口通过导线相连接，再根据要加工纸板的形状和尺寸，进行编程规划好路径以及刀具的动作，根据自己的需求在电脑软件中输入加工纸板的长、宽、高，系统会自动生成相应的程序，利用数据线将电脑与控制器的数据端口相连接，载入相应的程序；然后将本发明的切割机放置在预定的起点，并按下复位按钮进行复位，切割机会自动设置改点为程序运行起点；然后按下启动按钮，切割机开始运行。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

①本发明负载小车动力装置采用前置驱动，由左、右两个步进电机带动两个前轮移动，从而带动整个小车移动。采用步进电动机给整个系统提供移动动力，可分别通过角度控制舵机电源输入端口及切割驱动电机电源输入端口输入的脉冲数量和频率，实现对步进电机旋转角度和速度的控制，通过控制电机速度即可控制切割机的直行或转弯等工作状态，此外步进电机带有编码器测试反馈装置，通过对编码器电源的读取及处理，可以更加精确的控制小车移动的速度和距离；②本发明切割机提刀装置中提刀舵机卡设在U型架b中并通过联轴器c固定在平衡板上，提刀舵机的旋转带动平衡板旋转，从而带动切割刀具的上下移动，实现提刀、落刀功能；本发明中切割驱动电机选择高转速电机，利用电机的横向旋转带动90度斜齿轮Ⅰ，再通过啮合90度斜齿轮Ⅱ和90度斜齿轮Ⅲ来改变传动方向并达到加固作用，进而实现切割刀具的旋转；③本发明设置的自动钻孔模块中，角度控制舵机通过联轴器a与换向架相连，带动换向架在水平方向旋转，即可实现在不同位置的钻孔作业，升降电机转动带动螺纹轴转动，升降块通过螺孔连接在螺纹轴上并自然夹持在左、右挡板之间，从而使得升降块无法跟随螺纹轴转动，在扭矩作用下实现上升和下降，实现提刀和下刀的控制功能，通过左、右挡板防止钻孔电机随着螺纹轴旋转，故而可以精确的实现钻头的下刀和提刀动作且不改变工作位置，钻孔电机通过夹具内置的联轴器带动钻头高速旋转，在升降电机和钻孔电机的协调作用下实现钻孔功能；④本发明设计的基于单片机的多尺寸移动式切割机，不但体积小、重量轻，并且可以按照预设轨迹运动并切割材料，可以满足日常包装对材料加工的各种需求，非常适合小型商家及家用包装造型切割。此外，我们还加装了自动钻孔模块，可以一次性完成对材料的加工，节省加工时间，更省去了很多不必要的麻烦。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明负载小车动力装置的结构示意图。

图3为本发明切割机提刀装置的结构示意图。

图4为本发明切割刀片动力装置的结构示意图。

图5为本发明钻机钻孔角度调整装置的结构示意图。

图6为本发明钻头提升及转动装置的结构示意图。

图7为本发明的电源传输结构示意图。

具体实施方式

如图1-图7所示，本实施例基于单片机的多尺寸移动式切割机，该切割机包括负载小车动力装置、切割机提刀装置、切割刀片动力装置、钻机钻孔角度调整装置、钻头提升及转动装置和控制装置。

所述负载小车动力装置采用前置驱动，它包括左、右两个步进电机17、18和两个前轮15、16，所述两个前轮15、16分别设置在整车车架30的驱动端的两侧，所述左、右两个步进电机17、18分别带动两个前轮15、16移动，在整车车架30的行走端设有万向轮31。

所述切割机提刀装置包括联轴器c27、提刀舵机28和U型架b29，所述U型架b29固定在整车车架30上，所述提刀舵机28卡设在U型架b29中并通过联轴器c27固定在平衡板23上，所述提刀舵机28的旋转带动平衡板23旋转。

所述切割刀片动力装置包括切割驱动电机22、固定在平衡板23中部的U型架26、90度斜齿轮Ⅰ24、90度斜齿轮Ⅱ241、90度斜齿轮Ⅲ242和切割刀具25，所述切割驱动电机22的传动轴端设有90度斜齿轮Ⅰ24，所述90度斜齿轮Ⅱ241和90度斜齿轮Ⅲ242对称分布在U型架26上的横轴261上并均与90度斜齿轮Ⅰ24啮合，所述切割刀具25设置在U型架26的外侧横轴上。

所述钻机钻孔角度调整装置包括角度控制舵机1、联轴器a2和换向架3，所述角度控制舵机1固定在整车车架30的驱动侧，所述角度控制舵机1通过联轴器a2与换向架3相连，带动换向架3在水平方向旋转。

所述钻头提升及转动装置包括升降电机4、联轴器b5、螺纹轴6、右挡板7、左挡板8、升降块9、钻孔电机10、钻头夹具11和钻头12，所述升降电机4固定在换向架3上，所述升降电机4通过联轴器b5与螺纹轴6相连，所述升降块9的一侧通过螺孔连接在螺纹轴6上并被固定夹持在右挡板7和左挡板8之间，所述升降块9的另一侧与钻头夹具11相连，在所述钻头夹具11上设置有钻孔电机10，所述钻孔电机10的钻头12穿过钻头夹具向下方延伸设置。

所述控制装置包括电源3和控制器14，所述控制器14上设有数据端口19、开关按钮20和复位按钮21。

所述控制器14上设有角度控制舵机电源输出端口1.2、升降电机电源输出端口4.2、钻孔电机电源输出端口10.2、左步进电机电源输出端口17.2、右步进电机电源输出端口18.2、切割驱动电机电源输出端口22.2、提刀舵机电源输出端口28.2和控制器电源输入端口14.1。

所述角度控制舵机1上设有角度控制舵机电源输入端口1.1，所述升降电机4上设有升降电机电源输入端口4.1，钻孔电机10上设有钻孔电机电源输入端口10.1，所述左、右两个步进电机17、18上分别设有左、右步进电机电源输入端口17.1、18.1，所述切割驱动电机22上设有切割驱动电机电源输入端口22.1，所述提刀舵机28上设有提刀舵机电源输入端口28.1，在电源13上设有电源输出端口13.2。

所述电源输出端口13.2与控制器电源输入端口14.1之间通过导线相连接，所述左步进电机电源输入端口17.1与左步进电机电源输出端口17.2之间通过导线相连接，所述右步进电机电源输入端口18.1与右步进电机电源输出端口18.2之间通过导线相连接，所述角度控制舵机电源输入端口1.1与角度控制舵机电源输出端口1.2之间通过导线相连接，所述升降电机电源输入端口4.1与升降电机电源输出端口4.2之间通过导线相连接，所述钻孔电机电源输入端口10.1与钻孔电机电源输出端口10.2之间通过导线相连接，所述切割驱动电机电源输入端口22.1与切割驱动电机电源输出端口22.2之间通过导线相连接，所述提刀舵机电源输入端口28.1与提刀舵机电源输出端口28.2之间通过导线相连接。

本实施例中切割驱动电机22和钻孔电机10均选择为高转速电机。

尽管上述实施例已对本发明作出具体描述，但是对于本领域的普通技术人员来说，应该理解为可以在不脱离本发明的精神以及范围之内基于本发明公开的内容进行修改或改进，这些修改和改进都在本发明的精神以及范围之内。