双气动冲头邮票打孔的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种双气动冲头邮票打孔机，包括机架和在机架上前后间隔设置的两套所述气动冲头。所述机架顶部设有三级运纸机构，第一级运纸机构包括第一对轨道槽及该处的传动机构、气动夹头、气路、气源和动力装置；第二级运纸机构包括所述导轨、无杆气缸及该处的气动夹头；第三级运纸机构包括第二对轨道槽及该处的传动机构、气动夹头、气路、气源和动力装置。由于采用了前、后两套气动冲头，因此可以一次作业完成两种规格的冲孔，无须像以往那样作业两遍，提高了效率。通过第一、第二级运纸机构的配合、顺序动作，能够自动将邮票纸由后气动冲头处完全送入前气动冲头内，无须人工手动操作，大大提高了自动化程度，简化了打孔操作，提高了工作效率。
【专利说明】双气动冲头邮票打孔机
【技术领域】
[0001] 本发明涉及邮票制作【技术领域】，尤其是一种为邮票打孔的冲头。
【背景技术】
[0002] 制造邮票时，需要在印刷好的邮票上打孔，以便使用者沿孔将邮票一张张地撕开。 打孔作业需要用到邮票打孔机。现有的邮票打孔机只具有一个机械式冲头，一次只能完成 一种规格的冲孔，若邮票纸张上有两种及以上规格要求的冲孔，同一张纸则需要作业两遍， 效率不高。
[0003] 邮票打孔机作业使用的工具为冲头，冲头包括磨具和连接板。磨具又称针板，其上 设有多个针孔。连接板上与磨具针孔相对应设有用于为邮票打孔的打孔针。现有的冲头的 动力来源于电机带动的皮带轮，通过皮带传动来拉动冲头。由于是机械装置，存在故障频 发、润滑污染的问题；更换打孔版式时程序调整繁琐。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种可以一次完成两种规格的冲孔的双气动冲头邮票打 孔机，相应两次冲孔作业能够实现三级自动送纸。
[0005] 为实现上述目的，本发明的双气动冲头邮票打孔机包括机架和气动冲头； 以邮票纸的运动方向为前向，所述机架顶面的后部设有放纸面板，所述机架顶面的前 部设有收纸面板，收纸面板和放纸面板位于同一水平面上，所述收纸面板和放纸面板之间 的机架上前后间隔设有两套所述气动冲头，分别为前气动冲头和后气动冲头； 所述前、后气动冲头结构相同，均包括长方形底座、上压板、磨具载板和两个复位板，底 座四角处分别设有下压用气动工作键； 所述底座一侧的两个气动工作键穿过所述的一个复位板，所述底座另一侧的两个气动 工作键穿过所述的另一个复位板，各复位板与底座之间设有压簧； 所述磨具载板的四角处分别设有与气动工作键相适配的载板安装孔，各气动工作键的 中部分别穿过一载板安装孔，磨具载板与所述复位板相压接； 磨具载板中部沿长度方向设有贯通磨具载板的磨具滑槽，磨具滑槽内滑动连接有磨 具，磨具上设有多个针孔；磨具两侧的磨具滑槽内设有用于限定磨具位置的限位板； 所述上压板的四角处通过压板安装结构与所述各气动工作键的顶部相连接；所述上压 板向下连接有连接板，连接板向下设有与所述针孔相对应的打孔针；连接板具有复位工位 和下压工位，连接板位于复位工位时打孔针与磨具之间具有间隙，连接板位于下压工位时 打孔针伸入磨具的针孔内； 所述底座顶部两侧分别安装有复位用气囊式气缸，各气囊式气缸的顶部分别与一所述 的复位板相连接； 所述磨具顶面与所述收纸面板和放纸面板的上表面相齐平； 所述机架顶部设有三级运纸机构，三级运纸机构包括沿运纸的前后方向设置于机架顶 部的两对轨道槽；第一对轨道槽位于所述前、后气动冲头之间的机架顶部，第二对轨道槽位 于前气动冲头之前的机架顶部； 每对轨道槽均包括平行并排设置的两道轨道槽；各轨道槽内分别设有传动机构，传动 机构连接有用于夹持邮票纸前端部的气动夹头，传动机构连接有动力装置； 所述第一对轨道槽两侧的机架上分别设有平行于轨道槽的导轨，导轨上连接有无杆气 缸，无杆气缸连接有用于夹持邮票纸侧部的气动夹头，此处气动夹头行程介于所述前、后气 动冲头之间； 第一级运纸机构包括第一对轨道槽及该处的传动机构、气动夹头、气路、气源和动力装 置；第一运纸机构中的气动夹头的行程介于所述前、后气动冲头之间； 第二级运纸机构包括所述导轨、无杆气缸及该处的气动夹头； 第三级运纸机构包括第二对轨道槽及该处的传动机构、气动夹头、气路、气源和动力装 置。
[0006] 所述各气动夹头均连接有所述气路，所述气路连接有所述气源。
[0007] 所述三级运纸机构中的动力装置为步进电机； 所述轨道槽内的传动机构包括安装在轨道槽中的垫缸以及位于垫缸内的丝杆，所述气 动夹头安装于丝杆上，所述步进电机与丝杆传动连接。
[0008] 所述磨具滑槽的两侧壁底部凹陷设有卡接槽，所述限位板的底部两侧边凸设有卡 接条，所述卡接条卡入所述卡接槽并与卡接槽滑动配合；限位板上设有上下贯通的螺纹孔， 螺纹孔内螺接有定位螺栓，定位螺栓将限位板固定在磨具滑槽内。
[0009] 所述压板安装结构包括设置在上压板四角处并与所述气动工作键相对应的压板 安装孔，压板安装孔为台阶孔；各气动工作键的顶部设有螺纹孔，压板安装孔内设有连接螺 栓，连接螺栓的头部压接在所述压板安装孔内，连接螺栓的螺纹连接部穿过压板安装孔并 螺接在气动工作键的顶部的螺纹孔内。
[0010] 所述限位板向上设有凸块，凸块顶部设有弹性缓冲件。
[0011] 所述限位板的顶部与所述磨具的顶面相齐平。
[0012] 工作时，初始状态下连接板11位于复位工位。使各气动装置分别连接好气路，气 囊式气缸12则与外置的空压机相连接。第一级运纸机构中的两个气动夹头27以及第二级 运纸机构中的两个气动夹头27均位于各自行程的后极限位置。
[0013] 将待打孔的邮票纸放入本发明中的后气动冲头24,并穿过打孔针与磨具9之间的 间隙，然后通过控制气路(控制气动系统及装置是本领域技术人员的常规技能，不再赘述)， 使气动工作键5收缩，向下拉动上压板2,上压板2带动连接板11下压至下压工位，使打孔 针伸入针孔内，完成一次打孔动作。
[0014] 打孔完成后，控制气路使第一级运纸机构中的两个气动夹头27同时动作，夹紧邮 票纸的前端部；然后控制气路使第一级运纸机构中的步进电机动作，通过丝杆31带动气动 夹头27向前移动至前气动冲头23处(该气动夹头27的前极限位置)。然后第一级运纸机 构中的两个气动夹头27同时放开邮票纸并向后移动至初始位置(后极限位置)。此时邮票 纸位于前气动冲头23后端处，尚未进入前气动冲头23。接着通过控制气路使第二级运纸机 构中的两个气动夹头27从邮票纸的两侧夹紧邮票纸的后部，然后在无杆气缸29的带动下， 该处两个气动夹头27向前移动至其前极限位置，从而将原本位于前气动冲头23后端的邮 票纸送入前气动冲头23,并穿过打孔针与磨具9之间的间隙，进行二次打孔动作。前气动冲 头23的打孔动作与后气动冲头24的打孔动作相同。第二级运纸机构中的两个气动夹头27 将邮票纸送入前气动冲头23后，控制气路使该两个气动夹头27复位至其后极限位置。前 气动冲头23打孔完毕后，对邮票纸完成了两种规格的冲孔。此时控制气路使第三级运纸机 构中的两个气动夹头27同时动作，夹紧邮票纸的前端部；然后控制气路使第三级运纸机构 中的步进电机动作，通过丝杆31带动气动夹头27向前移动至该处气动夹头27的前极限位 置，此时邮票纸被该处气动夹头27由前气动冲头23内抽出。最后第三级运纸机构中的步 进电机通过丝杆31带动气动夹头27向后复位至初始位置（即其行程的后极限位置)，为下 一张邮票纸的打孔作业做好准备。
[0015] 上压板2下压时，上压板2的两侧边缘部分压在弹性缓冲件16上，从而起到缓冲 作用以及限制上压板2的下压距离的作用。弹性缓冲件16受到下压力后，带动磨具载板3 和复位板4向下位移，并压缩压簧6。一次打孔动作完成后，控制气路停止向气动工作键5 供气；控制外置的空气压缩机向气囊式气缸12供气。气囊式气缸12的顶推力以及压簧6 的弹力使气动冲头各部件复位。
[0016] 气囊式气缸也称为空气弹簧，是一种纤维织物橡胶的囊式空气弹簧，有以下优点： 耐用，寿命长；气囊内部没有需要润滑和维护的零件，如活塞、活塞杆和滑动密封等，使气囊 可用于恶劣的工作条件下，对气源要求较低；抗侧向负载的能力强；气囊的安装高度小， 可节省安装空间，使机器的结构更紧凑；气囊具有独特的无须U形转动尾座就可以沿圆弧 路径运动的能力，其摆动角度最大可达30度，因而可省去复杂的连接机构；安装简单方 便，无须严格的定位精度。
[0017] 本发明采用气囊式气缸以及气动工作键作为复位和下压时的动力，可以避免以往 采用机械装置时故障频发、润滑污染、更换打孔版式时程序调整繁琐等问题，与以往相比省 去了复杂的连接机构，使冲头结构更加简单，运行更加稳定可靠，并且便于安装和操作。
[0018] 限位板和磨具滑槽等结构，可以方便地调节磨具的工作位置并定位磨具。
[0019] 由于采用了前、后两套气动冲头，因此可以一次作业完成两种规格的冲孔，无须像 以往那样作业两遍，大大提高了效率。三级运纸机构设计巧妙，通过第一、第二级运纸机构 的配合、顺序动作，能够自动将邮票纸由后气动冲头处完全送入前气动冲头内，无须人工手 动操作，大大提高了自动化程度，简化了打孔操作，提高了工作效率。第三级运纸机构则可 以将二次冲孔完毕的邮票纸从前气动冲头内抽出，完成整个冲孔作业，并为下一张邮票纸 的冲孔作业做好准备。
【专利附图】
【附图说明】
[0020] 图1是本发明的结构示意图； 图2是气动冲头的分解结构示意图； 图3是限位板与滑槽相配合的截面图； 图4是第二级运纸机构的结构示意图； 图5是垫缸和丝杆相配合的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021] 本发明中，以邮票纸的运动方向为前向。 如图1至图5所示，本发明的双气动冲头邮票打孔机包括机架20和气动冲头。
[0022] 所述机架20顶面的后部设有放纸面板21，所述机架20顶面的前部设有收纸面板 22,收纸面板22和放纸面板21位于同一水平面上，所述收纸面板22和放纸面板21之间的 机架20上前后间隔设有两套所述气动冲头，分别为前气动冲头23和后气动冲头24。
[0023] 如图2和图3所示，所述前、后气动冲头23、24结构相同，均包括长方形底座1、上 压板2、磨具载板3和两个复位板4,底座1四角处分别设有下压用气动工作键5。
[0024] 所述底座1 一侧的两个气动工作键5穿过所述的一个复位板4,所述底座1另一侧 的两个气动工作键5穿过所述的另一个复位板4,各复位板4与底座1之间设有压簧6。
[0025] 所述磨具载板3的四角处分别设有与气动工作键5相适配的载板安装孔7,气动工 作键5穿过所述载板安装孔7并与磨具载板3滑动配合。各气动工作键5的中部分别穿过 一载板安装孔7,磨具载板3与所述复位板4相压接。
[0026] 磨具载板3中部沿长度方向设有贯通磨具载板3的磨具滑槽8,磨具滑槽8内滑动 连接有磨具9,磨具9上设有多个针孔(针孔为常规技术，图未示);磨具9两侧的磨具滑槽8 内设有用于限定磨具9位置的限位板10。
[0027] 所述上压板2的四角处通过压板安装结构与所述各气动工作键5的顶部相连接； 所述上压板2向下以卡接的方式连接有连接板11，连接板11向下设有与所述针孔相对应 的打孔针；连接板11具有复位工位和下压工位，连接板11位于复位工位时打孔针与磨具9 之间具有间隙，连接板11位于下压工位时打孔针伸入磨具9的针孔内。
[0028] 所述底座1顶部两侧分别安装有复位用气囊式气缸12,各气囊式气缸12的顶部分 别与一所述的复位板4相连接。
[0029] 如图1至图5所示，所述磨具9顶面与所述收纸面板22和放纸面板21的上表面 相齐平，使得打孔作业时邮票纸得以水平通过本发明的双气动冲头邮票打孔机。
[0030] 所述机架20顶部设有三级运纸机构，三级运纸机构包括沿运纸的前后方向设置 于机架20顶部的两对轨道槽；第一对轨道槽25位于所述前、后气动冲头23、24之间的机架 20顶部，第二对轨道槽26位于前气动冲头23之前的机架20顶部（即收纸面板22处)。
[0031] 每对轨道槽均包括平行并排设置的两道轨道槽；各轨道槽内分别设有传动机构， 传动机构连接有用于夹持邮票纸前端部的气动夹头27,传动机构连接有动力装置（图未 示)。
[0032] 本发明中各处气动夹头27均连接有气路，气路连接有气源。
[0033] 所述第一对轨道槽25两侧的机架20上分别设有平行于轨道槽的导轨28,导轨28 上连接有无杆气缸29,无杆气缸29连接有用于夹持邮票纸侧部的气动夹头27,此处气动夹 头27行程介于所述前、后气动冲头23、24之间。
[0034] 第一级运纸机构包括第一对轨道槽25及该处的传动机构、气动夹头27、气路、气 源和动力装置；第一运纸机构中的气动夹头27的行程介于所述前、后气动冲头23、24之间。
[0035] 第二级运纸机构包括所述导轨28、无杆气缸29及该处的气动夹头27。
[0036] 第三级运纸机构包括第二对轨道槽26及该处的传动机构、气动夹头27、气路、气 源和动力装置。
[0037] 气源、气路和动力装置均为现有技术，图未示；气源可采用空气压缩机、贮气罐等， 气动夹头27为现有常规部件，其具体结构不再赘述。
[0038] 所述三级运纸机构中的动力装置为步进电机(步进电机为现有技术，图未示)。
[0039] 所述轨道槽内的传动机构包括安装在轨道槽中的垫缸30 (即垫套）以及位于垫缸 30内的丝杆31，所述气动夹头27安装于丝杆31上，所述步进电机与丝杆31传动连接。
[0040] 所述磨具滑槽8的两侧壁底部凹陷设有卡接槽13,所述限位板10的底部两侧边凸 设有卡接条19,所述卡接条19卡入所述卡接槽13并与卡接槽13滑动配合；限位板10上 设有上下贯通的螺纹孔14,螺纹孔14内螺接有定位螺栓，定位螺栓将限位板10固定在磨具 滑槽8内。定位螺栓为普通常规螺栓，图未示。
[0041] 所述压板安装结构包括设置在上压板2四角处并与所述气动工作键5相对应的压 板安装孔17,压板安装孔17为台阶孔；各气动工作键5的顶部设有螺纹孔，压板安装孔17 内设有连接螺栓18,连接螺栓18的头部压接在所述压板安装孔17内，连接螺栓18的螺纹 连接部穿过压板安装孔17并螺接在气动工作键5的顶部的螺纹孔内。
[0042] 所述限位板10向上设有凸块15,凸块15顶部设有弹性缓冲件16 (如橡胶块)，上 压板2压下时，弹性缓冲件16起到缓冲、限位的作用。
[0043] 所述限位板10的顶部与所述磨具9的顶面相齐平，便于装配，并便于纸张通过。
[0044] 所述机架底部四角处向下设有支脚32。
[0045] 其中，所述气动工作键5和气囊式气缸12均为现有技术，其具体结构不再赘述。所 述气动工作键5可以采用现有的冲床工作键，如常州时代迅达动力机械厂生产的冲床工作 键。
[0046] 当然，本发明也可以加入自动控制系统，设置电控装置及压力传感器、行程开关、 电磁阀、显示屏等装置，实现自动控制。为气动系统配套设置自动控制系统是本领域技术人 员的常规能力，具体设置不再赘述。
[0047] 工作时，初始状态下连接板11位于复位工位。使各气动装置分别连接好气路，气 囊式气缸12则与外置的空压机相连接。第一级运纸机构中的两个气动夹头27以及第二级 运纸机构中的两个气动夹头27均位于各自行程的后极限位置。
[0048] 将待打孔的邮票纸放入本发明中的后气动冲头24,并穿过打孔针与磨具9之间的 间隙，然后通过控制气路(控制气动系统及装置是本领域技术人员的常规技能，不再赘述)， 使气动工作键5收缩，向下拉动上压板2,上压板2带动连接板11下压至下压工位，使打孔 针伸入针孔内，完成一次打孔动作。
[0049] 打孔完成后，控制气路使第一级运纸机构中的两个气动夹头27同时动作，夹紧邮 票纸的前端部；然后控制气路使第一级运纸机构中的步进电机动作，通过丝杆31带动气动 夹头27向前移动至前气动冲头23处(该气动夹头27的前极限位置)。然后第一级运纸机 构中的两个气动夹头27同时放开邮票纸并向后移动至初始位置(后极限位置)。此时邮票 纸位于前气动冲头23后端处，尚未进入前气动冲头23。接着通过控制气路使第二级运纸机 构中的两个气动夹头27从邮票纸的两侧夹紧邮票纸的后部，然后在无杆气缸29的带动下， 该处两个气动夹头27向前移动至其前极限位置，从而将原本位于前气动冲头23后端的邮 票纸送入前气动冲头23,并穿过打孔针与磨具9之间的间隙，进行二次打孔动作。前气动冲 头23的打孔动作与后气动冲头24的打孔动作相同。第二级运纸机构中的两个气动夹头27 将邮票纸送入前气动冲头23后，控制气路使该两个气动夹头27复位至其后极限位置。前 气动冲头23打孔完毕后，对邮票纸完成了两种规格的冲孔。此时控制气路使第三级运纸机 构中的两个气动夹头27同时动作，夹紧邮票纸的前端部；然后控制气路使第三级运纸机构 中的步进电机动作，通过丝杆31带动气动夹头27向前移动至该处气动夹头27的前极限位 置，此时邮票纸被该处气动夹头27由前气动冲头23内抽出。最后第三级运纸机构中的步 进电机通过丝杆31带动气动夹头27向后复位至初始位置（即其行程的后极限位置)，为下 一张邮票纸的打孔作业做好准备。
[0050] 上压板2下压时，上压板2的两侧边缘部分压在弹性缓冲件16上，从而起到缓冲 作用以及限制上压板2的下压距离的作用。弹性缓冲件16受到下压力后，带动磨具载板3 和复位板4向下位移，并压缩压簧6。一次打孔动作完成后，控制气路停止向气动工作键5 供气；控制外置的空气压缩机向气囊式气缸12供气。气囊式气缸12的顶推力以及压簧6 的弹力使气动冲头各部件复位。
[0051] 需要调节磨具9在磨具滑槽8内的位置时，可以旋开所述限位板10上的定位螺 栓，使限位板10的卡接条19沿卡接槽13滑动，从而可以将限位板10和磨具9沿磨具滑槽 8移动至合适的位置。移动到位后，重新旋紧限位板10上的定位螺栓，从而将磨具9固定在 新的工作位置。
[0052] 以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发 明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等 同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权 利要求范围当中。
【权利要求】
1. 双气动冲头邮票打孔机，其特征在于：包括机架和气动冲头； 以邮票纸的运动方向为前向，所述机架顶面的后部设有放纸面板，所述机架顶面的前 部设有收纸面板，收纸面板和放纸面板位于同一水平面上，所述收纸面板和放纸面板之间 的机架上前后间隔设有两套所述气动冲头，分别为前气动冲头和后气动冲头； 所述前、后气动冲头结构相同，均包括长方形底座、上压板、磨具载板和两个复位板，底 座四角处分别设有下压用气动工作键； 所述底座一侧的两个气动工作键穿过所述的一个复位板，所述底座另一侧的两个气动 工作键穿过所述的另一个复位板，各复位板与底座之间设有压簧； 所述磨具载板的四角处分别设有与气动工作键相适配的载板安装孔，各气动工作键的 中部分别穿过一载板安装孔，磨具载板与所述复位板相压接； 磨具载板中部沿长度方向设有贯通磨具载板的磨具滑槽，磨具滑槽内滑动连接有磨 具，磨具上设有多个针孔；磨具两侧的磨具滑槽内设有用于限定磨具位置的限位板； 所述上压板的四角处通过压板安装结构与所述各气动工作键的顶部相连接；所述上压 板向下连接有连接板，连接板向下设有与所述针孔相对应的打孔针；连接板具有复位工位 和下压工位，连接板位于复位工位时打孔针与磨具之间具有间隙，连接板位于下压工位时 打孔针伸入磨具的针孔内； 所述底座顶部两侧分别安装有复位用气囊式气缸，各气囊式气缸的顶部分别与一所述 的复位板相连接； 所述磨具顶面与所述收纸面板和放纸面板的上表面相齐平； 所述机架顶部设有三级运纸机构，三级运纸机构包括沿运纸的前后方向设置于机架顶 部的两对轨道槽；第一对轨道槽位于所述前、后气动冲头之间的机架顶部，第二对轨道槽位 于前气动冲头之前的机架顶部； 每对轨道槽均包括平行并排设置的两道轨道槽；各轨道槽内分别设有传动机构，传动 机构连接有用于夹持邮票纸前端部的气动夹头，传动机构连接有动力装置； 所述第一对轨道槽两侧的机架上分别设有平行于轨道槽的导轨，导轨上连接有无杆气 缸，无杆气缸连接有用于夹持邮票纸侧部的气动夹头，此处气动夹头行程介于所述前、后气 动冲头之间； 第一级运纸机构包括第一对轨道槽及该处的传动机构、气动夹头、气路、气源和动力装 置；第一运纸机构中的气动夹头的行程介于所述前、后气动冲头之间； 第二级运纸机构包括所述导轨、无杆气缸及该处的气动夹头； 第三级运纸机构包括第二对轨道槽及该处的传动机构、气动夹头、气路、气源和动力装 置； 所述各气动夹头均连接有所述气路，所述气路连接有所述气源。
2. 根据权利要求1所述的双气动冲头邮票打孔机，其特征在于：所述三级运纸机构中 的动力装置为步进电机； 所述轨道槽内的传动机构包括安装在轨道槽中的垫缸以及位于垫缸内的丝杆，所述气 动夹头安装于丝杆上，所述步进电机与丝杆传动连接。
3. 根据权利要求1所述的双气动冲头邮票打孔机，其特征在于：所述磨具滑槽的两侧 壁底部凹陷设有卡接槽，所述限位板的底部两侧边凸设有卡接条，所述卡接条卡入所述卡 接槽并与卡接槽滑动配合；限位板上设有上下贯通的螺纹孔，螺纹孔内螺接有定位螺栓，定 位螺栓将限位板固定在磨具滑槽内。
4. 根据权利要求1所述的双气动冲头邮票打孔机，其特征在于：所述压板安装结构包 括设置在上压板四角处并与所述气动工作键相对应的压板安装孔，压板安装孔为台阶孔； 各气动工作键的顶部设有螺纹孔，压板安装孔内设有连接螺栓，连接螺栓的头部压接在所 述压板安装孔内，连接螺栓的螺纹连接部穿过压板安装孔并螺接在气动工作键的顶部的螺 纹孔内。
5. 根据权利要求3所述的双气动冲头邮票打孔机，其特征在于：所述限位板向上设有 凸块，凸块顶部设有弹性缓冲件。
6. 根据权利要求5所述的双气动冲头邮票打孔机，其特征在于：所述限位板的顶部与 所述磨具的顶面相齐平。
【文档编号】B26F1/02GK104084976SQ201410316150
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月4日 优先权日:2014年7月4日
【发明者】李永辉, 燕其廷, 赵伟, 邹智晓 申请人:河南省邮电印刷厂