一种可调幅宽的切纸机刀组的制作方法
本实用新型涉及一种可以调节幅宽的切纸设备。
背景技术：
现有技术中，切纸机上通常具有多个相对设置的分切刀。在生产过程中，需要根据所生产纸张的幅宽对分切刀之间的距离进行调节。而切纸机的分切刀一般可滑动地设置在滑轨上，当调节到所需位置时，通过紧固件将其固定。在调节分切刀时，一般会根据要求手动调节，这一人为操作会带来一系列问题，比如费时费力，精度不够等。
cn201810447804、cn201810448708、cn201820700368等专利虽然提供了可调幅宽的切纸机刀组及调幅方法，但是该方案中存在零件种类复杂、各装置未充分利用、维护成本高等问题。为此，应简化切纸机刀组的构造，提供一种结构简单的切纸机刀组。
技术实现要素：
为解决上述问题，本实用新型提供了一种可调幅宽的切纸机刀组，能够自动调节幅宽，而且精度比较高，省下了一定的人工成本。
为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
该设备拥有四个可以位移的分切刀，它们均可以进行切制作业。可以根据纸张大小需求来选择移动分切刀。幅宽的调整是通过相邻两个分切刀的位移来实现的。所有分切刀都有2个读数头与光栅尺连接，左侧的读数头是测量分切刀在此设备上的基本位置，右侧是测量在进行了手动微调后刀片的位移情况。以上位置数据可由光栅尺得出并传送给控制系统，由系统判断位移情况后通过控制气缸带动整体刀组的移动来控制幅宽精度。
一种自动可调幅宽的切纸设备的位置检测和控制方法，包括如下步骤：
1.刀位零点的确定：假设将光栅尺最左侧设置为零点。
2.分切刀位置的确定：每个分切装有左右两个读数头来进行位置的测量，左侧读数头与气缸连接，相对于整个刀组中的位置是固定的。右侧读数头与气缸杆相连接，相对于分切刀的位置是固定不变的。假设每个刀组左侧读数头在光栅尺的位置分别为
3.输入幅宽和位移的换算：在系统操作面板中输入幅宽
4.电机的驱动：当在系统操作面板中输入幅宽时，系统会开始控制伺服电机开始工作运转，电磁铁通电吸附在输送链上，与链条一起运动。例如，输入
5.对刀操作的控制：在分切刀磨损后需要对刀时，微调气缸会进行伸缩来完成对刀，此时右侧读数头会跟随刀组的移动而移动，从而得出微调距离
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：
可用于调节幅宽，省时省力，精度较为稳定。因为测量距离是在同一光栅尺上，所以节省了位移的转换，简化了控制系统和结构装配，也一定程度上保证了生产精度。
附图说明
图1是本实用新型的整体装配图；
图2是本实用新型的俯视图（标注了刀位零点及相关的位置以及一些基本参数）
图3是本实用新型的左视图；
图4是本实用新型单个结构装配图；
图5是本实用新型加工作业流程图。
其中：1-基座、2-电磁铁、3-对接基座、4-链条、5-齿轮、6-刀具工作台、7-从动刀进给气缸、8-固定钣金、9-读数头连杆、10-从动刀保护罩、11-从动刀、12-从动刀进给气缸杆、13-对接气缸杆、14-主动刀、15-微调气缸杆、16-微调气缸、17-主动刀保护罩、18-从动刀轴承、19-从动刀连接件、20-主动刀电机、21-x轴直线导轨、22-对接气缸、23-读数头、24-伺服电机、25-光栅尺。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进一步详细描述：
第一实施例
在cn201820700368等技术方案中，采用激光传感器测量气缸测量从动刀（11）刀面与微调气缸（16）间的距离，从而实现对切纸机刀组刀面位置的定位。但在该技术方案中，激光测距传感器的测量点与从动刀（11）刀面位置距离较近，对传感器精度要求高。且激光测距传感器价格昂贵、测量速度一般慢于光栅尺。另一方面，该技术方案同时采用激光测距传感器及光栅尺进行测距，一方面没有完全利用起光栅尺，另一方面增加了切纸机刀组所必要的零件类型，不利于切纸机刀组的长期维护。
参照图2，本实施例的目的在于提高光栅尺的利用效率。对此，本实施例所采用的技术方案是：将主动刀-从动刀装配体上的光栅读数头（23）分为两组，即第一读数头（23）与第二读数头（24）。其中，第一读数头（23）用于读取主动刀-从动刀装配体的整体位移坐标xi，第二读数头（24）用于读取主动刀-从动刀装配体中刀片微调装置（16）的位移坐标x’i。本技术方案的目的在于令相邻刀片间的幅宽a可控，由于幅宽a是相邻两个刀片位置的坐标之差，因此只需给出第一刀面的位置、及目标的切割幅宽，即可求解出第二刀面的位置坐标。后续各刀面的位置坐标亦可类似的方法求出。
在通常的切纸机设计中，主动刀（14）需要由电机（20）驱动，因此往往令刀片微调装置（16）与从动刀（11）相连接，通过微调从动刀（11）刀片位置实现从动刀（11）与主动刀（14）的对刀。
正常使用时，当对接气缸杆（22）与对接基座（3）对接上以后，主动刀（14）与从动刀（11）是已经正确对刀的。然而，当刀片使用一段时候后，刀片的磨损会导致实际幅宽的变化，此时需进行一定程度的补偿对刀，利用微调装置（16）实现从动刀（11）与主动刀（14）的对刀。微调仅需进行十分微小的调整，通常在对接气缸杆（22）与对接基座（3）对接的情况下进行。
基于上述需求，补偿对刀时，采用高精度的读数头第二读数头（26），即可通过读数头的微调位移反馈得出刀片间的幅宽变化，从而反馈到实际的幅宽中去，得到精确的幅宽。
以上分析显示，本专利对位移的监控主要包括两种动作，即调幅与微调。调幅是进行比较大的位移，对刀等微调动作相对而言位移比较小。因此本专利采用了两组读数头，以便应对工作中的不同需求。其中，第一读数头（23）安装在主动刀装配体或从动刀装配体上，用于读取主动刀-从动刀装配体形成后的总体位移，即调幅时的位移。本例中第一读数头（23）通过读数头连杆（9）安装在微调气缸（16）的固定端。第二读数头（26）与微调气缸杆（15）的活动端相连接，用于读取微调气缸杆（15）的活动端的位移，即从动刀（11）对刀时的微调位移。由于第二读数头（26）是在刀具微调时来测量位置的，一般微调频率是非常低的，所以读数头是关闭状态，只有在进行微调时打开，这样调幅与刀具的微调可以分开测量控制，便于管理。
在本实施例中，第一读数头（23）用于检测较大位移，所以可以用5μ精度的基本也不会影响到幅宽；第二读数头（26）用于微调，包括对刀时的微调和调整幅宽时的微调等，可以常闭，仅在微调时打开，这样可以分别控制调幅与微调，便于管理。因为微调时位移幅度较小，可以选用1μ精度的来更加准确的测量。
当然，本申请技术方案在思路上与cn201820700368等专利技术存在以下区别：
在正常工作中，如无意外发生，从动刀（11）到第二读数头（26）的距离z不会发生变化。因此，在本方案中，假定距离z是固定的。这导致本方案的第二读数头（26）的作用与cn201820700368中的激光传感器不尽相同，这是本领域技术人员容易理解到的。
第二实施例
在cn201820700368等技术方案中，主动刀-从动刀装配体的移动所依靠的是各从动刀上安装的伺服电机，由伺服电机驱动齿轮在齿条上行走，实现主动刀-从动刀装配体的调幅移动。同样地，这种驱动装置未充分利用起各个部件，随着主动刀-从动刀装配体数量的增加，所需要的伺服电机数目也会随之增加，这不利于调幅控制。为此，第二实施例的目的在于简化主动刀-从动刀装配体的驱动组件。
参照图1、图2，本实施例所采用的方式是通过带传动的方式将驱动装置固定安装在基座（1）上。当主动刀-从动刀装配体需要移动时，令主动刀-从动刀装配体与该传动带建立连接，由传动带带动装配体发生位移；到达指定位置后，令主动刀-从动刀装配体与传动带的连接解除，即可将主动刀-从动刀装配体停在指定位置。切纸机刀组的全部装配体间的幅宽调整完毕后，也可以令各装配体再次与传动带建立连接，从而完成装配体在基座（1）上的固定。
基于上述构思，本实施例采用伺服电机（24）、齿轮（5）、链条（4）构成带传动；并采用电磁铁（2）建立起链条（4）与从动刀装配体的可分离的连接关系，实现从动刀装配体的移动、停止、固定。另外，主动刀装配体与从动刀装配体的连接仍采用对接基座（3）、对接气缸杆（13）的方式可分离地连接。
具体如下：
参照图1，沿x轴方向设置一条带传动，两个伺服电机（24）分别安装在带传动的两端。链条（4）通过齿轮（5）安装在伺服电机（24）的输出轴上，在两个伺服电机（24）间形成带传动。所述链条（4）的传动路径平行于x轴。
参照图4，从动刀装配体固定安装电磁铁（2），并令电磁铁（2）的安装位置对应于链条（4）。这样，即可通过电磁铁（2）与链条（4）的吸附与分离实现从动刀装配体与链条（4）的连接与分离。
第三实施例
下面对各部件的具体连接方式及工作原理进行详细说明：
参见图1，基座（1）与地面固连，在基座（1）上装有x轴直线导轨（主从动装配体上分别有3根，2根），从动刀装配体和主动刀装配体通过滑块可以在x轴直线导轨上滑动，而对接气缸（22）固连在主动刀保护罩（17）上，对接气缸杆（13）可以从对接气缸（22）中伸出，与对接基座（3）对接，使从动刀装配体和主动刀装配体同时沿导轨运动
下面对从动刀装配体和主动刀装配体作详细说明：
按刀具的动作方式，将分切刀分为从动刀装配体和主动刀装配体，主动刀装配体的主动刀（14）由主动刀电机（20）驱动，从动刀装配体无动力驱动，随纸张和主动刀（14）的转动而转动。
其中，从动刀装配体包括：刀具工作台（6）、从动刀进给气缸（7）、从动刀进给气缸杆（12）、微调气缸（15）、读数头连杆（9，每个刀组有两个）、主动刀保护罩（10）、从动刀（11）、从动刀轴承（18）、从动刀连接件（19），电磁铁（2）。
主动刀装配体包括：主动刀（14）、主动刀保护罩（17）、主动刀电机（20）。
在整个设备中，共有四组分切刀，包括从动刀装配体和主动刀装配体，从左侧开始，依次为第一组到第四组。每组分切刀所用零件均相同（图中仅标出了不同种零件，相同零件不作重复标注，文中引用的零件序号和名称对所有组的相同零件均适用），在从动刀装配体的电磁铁（2）下方装配有链条（4），并以此来进行传动。链条上的伺服电机（24）固定在基座（1）侧面。当电机转动时，通过齿轮（5）进而可以带动整个组的分切刀移动，从而达到调节幅宽的目的。
下面对从动刀装配体连接关系和部分零件功能作详细说明：
以第二，三刀组进行说明，刀具工作台（2）可以通过滑块在直线导轨上左右移动，从而可以调节幅宽。从动刀进给气缸（6）固定连接在刀具工作台（2）上，从动刀进给气缸杆（6）可以伸缩从而调节从动刀（11）和主动刀（14）之间沿气缸杆方向的距离。（也可称为从动刀（8）到纸面的距离。注：整个设备工作时在从动刀（11）和主动刀（14）之间具有纸张）在从动刀进给气缸杆（7）的一端通过螺钉连接有微调气缸（15），读数头连杆（9）分别连接在微调气缸（15）的左侧和右侧，左侧与从动刀（11）的相对位置不变，而右侧则与刀具工作台（2）的相对位置不变。从动刀（11）则通过从动刀轴承（18）和从动刀连接件（19）固定在微调气缸（15）的气缸杆上，微调气缸（15）的气缸杆可沿垂直于从动刀（11）刀面方向伸缩，当从动刀磨损在垂直于从动刀刀面方向产生间隙需要对刀时，从动刀（11）可在该方向进行微小的移动，达到缩小间隙进行对刀的目的。
下面对该设备工作原理进行详细阐述：
1.刀位零点的确定：如图2所示，假设将光栅尺（25）最左侧设置为零点。
2.分切刀位置的确定：每个分切装有左右两个读数头（23）来进行位置的测量，左侧读数头（23）与微调气缸（15）连接，相对于刀具工作台（2）的位置是固定的。右侧读数头与微调气缸杆（15）相连接，相对于从动刀（11）的位置是固定不变的。假设每个刀组左侧读数头（23）在光栅尺（25）的位置分别为
3.输入幅宽和位移的换算：在系统操作面板中输入幅宽
4.电机的驱动：当在系统操作面板中输入幅宽时，系统会开始控制伺服电机（24）开始工作运转，电磁铁（2）通电吸附在链条（4）上一起运动。例如，输入
5.对刀操作的控制：在从动刀（11）磨损后需要对刀时，微调气缸（15）会进行伸缩来完成对刀，此时右侧读数头（23）会跟随刀组的移动而移动，从而得出微调距离
本装置的工作步骤如下：
1、确定幅宽，传感器检测从动刀（11）当前位置并且反馈至控制系统；
2、根据幅宽、位置信息，确定各装配体需发生的位移；
3、主动刀（14）下方对接气缸杆（13）伸出，与刀具工作台（6）上的对接基座（3）连接；
4、电磁铁（2）通电，伺服电机（24）开始转动，刀具工作台（6）移动并到达指定位置；
5、幅宽距离程序停止，电磁铁（1）断电并退磁，伺服电机（24）停止转动，主动刀（14）下方对接气缸杆（13）缩回，与从动刀工作台2分离；
6、主动刀进给气缸杆（12）伸出，到达工作位置；
7、准备纸张放在主动刀（14）与从动刀（11）相切面相的正上方；
8、开启加工作业程序，主动刀电机（20）启动；
9、停止加工作业程序，电机停止；
10、开启退刀程序，从动刀进给气缸杆（12）缩回，返回安全距离；
11、结束。
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