一种U形孔旋转打孔器的制作方法

本发明属于非标机械设备技术领域，具体涉及一种u形孔旋转打孔器。

背景技术

传统的打孔器主要是由气缸为动力元件，切孔的执行件为钢球，依靠气缸的下冲瞬间动作对包装膜进行打孔，但包装膜上所打出的孔为圆形，用带有圆形孔的包装膜进行包装食品时会有灰尘通过圆形孔进入包装膜内。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种u形孔旋转打孔器，用于在包装膜上打u形孔，解决包装产品时灰尘进入包装袋内的问题。

本发明一种u形孔旋转打孔器，一对对称设置的打孔机构，每个所述打孔机构包括：一对中心线重合、且对称设置的切刀轴，所述切刀轴相对的端部上安装有u形切刀，每个所述切刀轴下部设置有可与所述u形切刀的刀刃接触的刀辊，所述刀辊轴向与所述切刀轴轴向平行；

驱动所述切刀轴转动的两个驱动机构；

撑膜机构，引导包装膜绕过所述刀辊以使所述u形切刀旋转一周对绕在所述刀辊上的包装膜打孔。

由上，通过驱动机构驱动切刀轴转动一周，由切刀在包装膜上打u形孔一次，由于u形孔未从包装袋上掉落，从而可以防止灰尘进入包装袋，解决包装袋上圆形通气孔灰尘进入包装袋的问题。

较佳的，每个所述驱动机构包括：

一伺服电机；

与所述切刀轴平行设置、且传递动力的动力传动轴；

与所述伺服电机输出轴和所述动力传动轴相连的伺服联轴器；

一对将动力从所述动力传动轴分别传输到两个所述切刀轴上使其同步转动的齿轮组件。

由上，由伺服电机驱动动力传动轴转动，然后通过齿轮组件将动力传递到两个切刀轴上，从而驱动切刀轴带着切刀旋转，切刀轴每旋转一周在包装膜上打孔一次。

较佳的，所述驱动机构还包括：

设置在所述伺服联轴器上的外圆周具有凸起的原点回归凸轮、朝向所述原点回归凸轮设置的第一检测单元，当所述第一检测单元检测到所述凸起时，所述u形切刀刀头朝下正对所述刀辊。

由上，原点回归凸轮上的凸起距离第一检测单元最近时，对应着u形切刀刀头朝下正对刀辊，第一检测单元检测到该凸起信号，控制单元接收到第一检测单元发来的信号，控制伺服电机停止转动，使u形切刀刀头非正对刀辊变为朝下正对刀辊，使u形刀头回归朝下正对刀辊设置。

较佳的，所述驱动机构还包括：

于所述伺服电机和所述原点回归凸轮之间设置在所述伺服联轴器上的具有半圆形凸起的电机启动凸轮、朝向所述电机启动凸轮设置的第二检测单元；且当所述u形切刀刀头朝下正对所述刀辊时，所述第二检测单元检测到所述电机启动凸轮的半圆形凸起。

由上，在第二检测单元检测到半圆形凸起时，对应着u形切刀刀头朝下正对刀辊，此时控制单元接收到第二检测单元发来的信号，控制伺服电机启动，开始打孔工作。

较佳的，

其还包括一对对称设置的孔距调整机构，每个所述孔距调整机构包括

于所述切刀轴的上部且与其平行设置的一对调宽螺杆，该对调宽螺杆中间用调宽联轴器连接；

与所述伺服电机不同侧设置且与一个所述调宽螺杆的一端固连的手轮；

该对调宽螺杆具有相反的外螺纹，其上分别套设一螺母；

固定设置在每个所述螺母和其下部的所述切刀轴上的轴承；

所述切刀轴相背的一端连接有切刀联轴器，所述切刀联轴器的另一端设置有花键；

与所述花键滑动连接的花键套；

所述的一对调宽螺杆的两端分别设置一限位块。

由上，通过手轮驱动一对具有相反螺纹的调宽螺杆，一对调宽螺杆上分别套设的螺母带着切刀轴上的花键沿着花键套轴向移动，调整x方向两个切刀之间的距离，从而调整x方向两个u形孔之间的距离。

较佳的，

所述齿轮组件包括主动齿轮和与其啮合的从动齿轮，所述主动齿轮安装在所述动力传动轴的两端，所述从动齿轮于所述动力传动轴下部安装在所述花键套的另一端。

由上，动力从安装在动力传动轴两端的主动齿轮与从动齿轮啮合传到花键套上，然后通过花键套与花键的轴向配合，将动力传到切刀轴上。

较佳的，

每个所述孔距调整机构还包括于所述调宽螺杆的上部与所述调宽螺杆平行设置的一滑轨；

每个所述螺母上朝向所述滑轨固接一滑块，所述滑块与所述滑轨滑动连接。

由上，一对调宽螺杆上设置的螺母沿着其移动时，螺母上设置的滑块沿着滑轨移动，这样使与螺母一起移动的切刀轴上的u形切刀移动更平稳。

较佳的，所述撑膜机构包括于所述刀辊的内侧且与其轴向平行设置的第一撑膜辊、对称设置于所述刀辊的外侧且与其轴向平行设置的第二撑膜辊和第三撑膜辊。

由上，通过第一至第三撑膜辊，包装膜被引至u形切刀下面的刀辊上，由u形切刀进行打孔。

较佳的，所述主动齿轮包括齿相错并排设置的第一齿轮和第二齿轮。

由上，第一齿轮和第二齿轮并排设置，但齿相错，使主动齿轮与从动齿轮啮合更加平稳。

较佳的，所述撑膜机构还包括于所述第三撑膜辊的上部辅助包装膜输送给包装机的第四撑膜辊。

由上，设置第四撑膜辊，使打好孔的包装膜更方便的输送给包装机。

附图说明

图1为本发明一种u形孔打孔器的结构示意图；

图2为本发明去掉各机构外罩后的打孔器结构示意图之一；

图3为本发明去掉各机构外罩后的打孔器结构示意图之二；

图4为齿轮对与从动齿轮的结构示意图；

图5为检测电眼和检测凸轮的结构示意图；

图6为本发明去掉各机构外罩后的打孔器结构示意图之三；

图7为本发明的撑膜机构的结构示意图。

具体实施方式

如图1为一种u形孔打孔器，用于在包装膜上打u形孔，方便用包装膜包装产品时，包装膜里的空气从u形孔排出，便于包装产品，该打孔器关于x轴中心线对称，其包括驱动机构1、打孔机构2、孔距调整机构3、撑膜机构4和支撑结构5，其中驱动机构1驱动打孔机构2在包装膜上打孔，孔距调整机构3可以调整打在包装膜上的两个u形孔x方向上的间距，撑膜机构4可以对进入打孔器的包装膜进行支撑，在打孔时以免与其他机构接触，损坏包装膜，驱动机构1、打孔机构2、u形孔孔距调整机构3和撑膜机构4安装在支撑结构5上，下面详细介绍一下各机构的结构。

<驱动机构1和打孔机构2>

图2和图3为去掉各机构外罩后的打孔器结构图，由于打孔器关于x方向中心线对称，驱动机构1包括两个关于x方向中心线对称的驱动机构，由于结构对称，这里只对一侧的驱动机构进行介绍。

其包括伺服电机111、减速器112、伺服联轴器12、动力传动轴131和安装在动力传动轴131的两端上的两个齿轮对，伺服电机111的输出轴与减速器112的输入端相连，减速器112的输出轴连接伺服联轴器12的一端，伺服联轴器12的另一端连接动力传动轴131，动力传动轴131的两端靠近端部位置分别安装两个由两个齿轮组成的齿轮对141，其中伺服电机111和减速器112由电机挂板51支撑，电机挂板51固定在第一侧板521上，动力传动轴131的两端分别设置在第一侧板521和与第一侧板521平行的第二侧板522上的轴承里，其中，第一侧板521与y轴平行，第一侧板521和第二侧板522上的轴承分别设置在其外侧，分别为轴承171和轴承172(请参考图5)。两个齿轮对141居于第一侧板521和第二侧板522之间并分别靠近第一侧板521和第二侧板522。伺服电机111产生的动力经过减速器112减速后，再经过伺服联轴器12带动动力传动轴131转动，设置在动力传动轴131上的两个齿轮对141与动力传动轴131同时转动。

该驱动机构1还包括分别设置在两个齿轮对141(主动齿轮)下部并与之啮合的两个从动齿轮142，图4是齿轮对141与从动齿轮142的结构图，齿轮对141包括两个同轴并相邻的第一齿轮1411和第二齿轮1412，第一齿轮1411和第二齿轮1412的齿错开一定距离，第一齿轮1411(第二齿轮1412)与从动齿轮142首先啮合时，由于两个齿轮啮合是线接触，在动力传递过程中由于线接触的不稳定性会产生振动，这样，第一齿轮1411和第二齿轮1412先后与从动齿轮142啮合，使啮合过程中产生的振动减少，便于提高动力传递的稳定性。

该驱动机构1还包括一端安装有一个从动齿轮142的左花键套134、一端套在左花键套134里的左花键132、与左花键132的另一端固定相连的左切刀联轴器211、与左切刀联轴器211的另一端相连的左切刀轴221；还包括一端安装有另一个从动齿轮142的右花键套135、一端套在右花键套135里的右花键133、与右花键133的另一端固定相连的右切刀联轴器212、与右切刀联轴器212的另一端相连的右切刀轴222。

其中，在x方向左边的从动齿轮142的右侧，右边的从动齿轮142的左侧分别设置左轴承支座531和右轴承支座532，左花键套134穿过设置在左轴承支座531里的轴承，相应的右花键套135穿过设置在右轴承支座532里的轴承，该左、右轴承支座对左右花键套进行支撑，两个从动齿轮142转动时，左花键套134和右花件套135分别与之同步转动，左花键132的一端伸进左花键套134里，左花键套134里由于有花键槽，左花键套134转动时，左花键132也随之同步转动，同样的，右花键133的一端伸进右花键套135里，右花键套135里有与右花键133配合的花键槽，右花键套135转动时，右花键133也随之同步转动；左切刀联轴器211的另一端穿过设置在左旋螺母332上的轴承与左切刀轴221连接，右切刀联轴器212的另一端穿过设置在右旋螺母331上的轴承与右切刀轴222连接；左切刀轴221和右切刀轴222上分别安装切刀23。

主动齿轮和从动齿轮共同组成齿轮组件，将动力从动力传动轴131传递到两个切刀轴上，并使两个切刀轴同步旋转。

这样，伺服电机111产生的动力经过减速器112减速增矩后，经过伺服联轴器12的连接，传到动力传动轴131上，安装在动力传动轴131两端的两个齿轮对141与动力传动轴131一起转动，两个齿轮对141分别与设置于其下部的两个从动齿轮142啮合，即左端的齿轮对141与左端的从动齿轮142啮合，右端的齿轮对141与右端的从动齿轮142啮合，两个从动齿轮142将动力传递到左花键套134和右花键套135上，左花键套134转动的同时，带动左花键132转动，通过左切刀联轴器211的连接，左花键132将动力传递到左切刀轴221上，同样的，右花键套135转动的同时，带动右花键133转动，通过右切刀联轴器212的连接，右花键133将动力传递到右切刀轴222上，左切刀轴221和右切刀轴222带着安装在其上的切刀23进行旋转，切刀23朝下时在包装膜上打孔。

图5为检测电眼和检测凸轮的结构图，在靠近轴承171的伺服联轴器12上设置有原点回归凸轮，在原点回归凸轮162的外边缘上具有一凸起1621，在原点回归凸轮162的前部还设置有可以检测到凸起1621的第一电子眼152(第一检测单元)，当打孔器接通电源，按下伺服电机111的开关，伺服电机111带动传动系统使切刀23进行圆周转动，当原点回归凸轮162跟随伺服联轴器12一起转动，凸起1611转到离第一电子眼距离最近时，第一电子眼检测到凸起1611，产生信号发送给伺服电机111上的控制单元，控制伺服电机111停止转动一秒，这时切刀头正好朝下设置，因为在打孔器安装时，切刀头朝下时，原点回归凸轮162上的凸起1611离第一电子眼152(第一检测单元)距离最近，第一电子眼152能检测到该凸起1611，从而伺服电机111的控制单元接收到第一电子眼152发来的信号，控制伺服电机111停止转动时，切刀头正好朝下设置。

x轴方向于原点回归凸轮162的左侧在伺服联轴器12上还设置具有半圆形凸起的电机启动凸轮161在电机启动凸轮161的前部还设置第二电子眼151(第二检测单元)，第一电子眼152和第二电子眼151均固定在检测电眼安装架153上，检测电眼安装架153固定在第一侧板521的左侧，当切刀头调整到朝下后，电机启动凸轮161的半圆形凸起正好离第二电子眼最近，第二电子眼检测到半圆形凸起，产生信号，发送给伺服电机111上的控制单元，控制单元控制伺服电机111开始启动，直到第二电子眼151检测不到半圆形凸起，伺服电机111停止转动，此时，包装膜在包装机的驱动下一直在前行，伺服电机111停止转动的时候不在包装膜上打孔，直到第二电子眼151再次检测到由于惯性在转动的电机启动凸轮161上的半圆形凸起，伺服电机111再次被启动在包装膜上打孔，直到第二电子眼151(第二检测单元)再次检测不到半圆形凸起，伺服电机停止不转，反复如此，在包装膜上打出有间距的u形孔。

<孔距调整机构3>

参考图2、图3和图6，孔距调整机构3也是关于x轴中心线对称，这里也只对一侧的结构进行介绍，其包括设置于第二侧板522外侧的手轮31、穿过第二侧板522与手轮31固定相连的右旋调宽螺杆321、与右旋调宽螺杆321配合的右旋螺母331、设置于右旋螺母331上部并与之固连的右滑块341、右滑块341沿着做直线移动的固定横板54上的滑轨35、调宽联轴器36、通过调宽联轴器36与右旋调宽螺杆321相连的左旋调宽螺杆322、与左旋调宽螺杆322相配合的左旋螺母332、设置于左旋螺母332上部并与之固连的左滑块342，其中左旋调宽螺杆322的另一端设置在左轴承支座531上的轴承里，左旋调宽螺杆322和右旋调宽螺杆321均位于左花键套134和右花键套135的上部，左旋调宽螺杆322和右旋调宽螺杆321螺纹相反，在手轮31的左侧设置有一数字显示器37，显示左右旋螺母的移动距离，从而根据左右旋螺母的移动距离和原设定的左右旋螺母之间距离确定u形孔位置；横板54置于左轴承支座531和右左轴承支座532的上部，位于第一侧板521和第二侧板522之间，其两端并与第一侧板521和第二侧板522固连。

u形孔孔距调整机构调整x向u形孔间距的原理如下：

转动手轮31，与手轮31固连的右旋调宽螺杆321随之转动，与右旋调宽螺杆321相配合的右旋螺母331在右旋调宽螺杆321上带着右滑块341沿着滑轨35直线移动，右旋调宽螺杆321和左旋调宽螺杆322通过调宽联轴器36相连，右旋调宽螺杆321转动的同时，左旋调宽螺杆322与之同步转动，由于右旋调宽螺杆321和左旋调宽螺杆322的螺纹方向不同，其上的左旋螺母332与右旋螺母331相对或向背的方向带着左滑块342沿着滑轨35直线移动，右切刀轴222设置在右旋螺母331上的轴承里，同样左切刀轴221也设置在左旋螺母332上的轴承里，左右两个切刀相对运动时，右旋螺母331推着右切刀轴222使右花键133从右花件套135里伸出、左旋螺母332推着左切刀轴221使左花键132从右花件套134里伸出；左右两个切刀相背运动时，右旋螺母331推着右切刀联轴器212使右花键133伸进右花件套135里、左旋螺母332推着左切刀联轴器211使左花键132伸进右花件套134里。这样左右两个切刀之间x方向的距离就发生改变，以满足包装不同长度产品的需要。

在右旋调宽螺杆321的两端分别设置一个右旋限位块3211，来限制右旋螺母左右移动的距离；同样的在左旋调宽螺杆322的两端分别设置一个左旋限位块3221，来限制左旋螺母左右移动的距离。

y向u形孔间距的调整需要调整y向两个伺服电机111的转速不同，就可以包装膜上打出不同间距的u形孔，比如在方便面的包装袋的两个侧面上打上两个u形孔。

以上所述的驱动机构1、打孔机构2和孔距调整机构3均关于x轴中心线对称，上面只撰写了一面的结构，对称面的结构与之相同。

<撑膜机构4>

参考图6和图7，撑膜机构4用于将包装膜按照设定的路线引进刀辊上在包装膜上打孔，以免接触其他机构损坏包装膜，其包括设置在四个切刀下面的打孔时对包装膜进行支撑的四个刀辊411至414、设置在该打孔器中间位置居于x方向四个刀辊411至414之间的第一撑膜辊421、对称的设置在四个刀辊411至414外侧的第二撑膜辊422和第三撑膜辊423，还有设置在第三撑膜辊423上部的第四撑膜辊424，其中前三个撑膜辊高度相同，第四撑膜辊424高度可调，包装膜从第二撑膜辊422的下方进入第一刀辊411和第二刀辊412上方，再进入第一撑膜辊421的下方，接着进入第三刀辊413和第四刀辊414的上方，打完孔后的包装膜进入第三撑膜辊423的下方，通过绕到第四撑膜辊424的上方送到包装机上包装产品。其中第四刀辊414的高度可以根据后面工序上设备的高低进行调整。

<支撑机构5>

支撑机构5用于对驱动机构1、打孔机构2、孔距调整机构3和撑膜机构4进行支撑，第一侧板521和第二侧板522支撑了驱动机构1、打孔机构2和孔距调整机构3，撑膜机构4的四个刀辊411至414由与水平面平行的与第一侧板521和第二侧板522均固连的平板53支撑。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

该打孔器除了打包装膜上的孔，也可以打其他塑料袋上的孔，只要是软质材料即可打孔。