天然竹杯杯体边缘磨削装置的制作方法

本实用新型涉及一种天然竹杯杯体边缘磨削装置，属于加工设备技术领域。

背景技术：

随着市场经济的发展以及人们对生态旅游和户外运动及户外生活的重视，天然竹杯越来越受到人们的喜爱。目前市场上的竹杯为顶部敞口、竹节做底的结构，现有的竹杯杯体边缘（如杯口、杯底）均是人工使用电动工具进行打磨，造成了人力成本的增加和生产率低下的问题，并且在打磨过程中，电动工具存在使用安全隐患，再者打磨产生的粉尘也会对操作者产生严重的危害。因此，需要提供一种天然竹杯杯体边缘磨削装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对上述现有技术的不足，提供天然竹杯杯体边缘磨削装置。

本实用新型的技术方案如下：

天然竹杯杯体边缘磨削装置，其特征是，包括底座以及安装于底座的电机、竹杯定位夹紧机构、至少一个杯体边缘磨削机构，所述底座上表面设有第一滑台，第一滑台通过纵向导轨滑动连接于底座之上，可在底座上纵向位移；所述杯体边缘磨削机构设置于第一滑台之上，所述竹杯定位夹紧机构位于底座中部，可通过电机驱动旋转；所述杯体边缘磨削机构包括第二滑台、第三滑台、第四滑台，所述第二滑台通过横向导轨滑动置于第一滑台之上，所述第三滑台通过横向导轨滑动设置于第二滑台之上，所述第四滑台通过纵向导轨滑动置于第三滑台之上，所述第四滑台上设有磨头。

进一步地，所述杯体边缘磨削机构为两个，分别是用于磨削竹杯杯口的杯口磨削机构、用于磨削竹杯杯底的杯底磨削机构，杯口磨削机构、杯底磨削机构并排设置于第一滑台上，杯口磨削机构、杯底磨削机构中的磨头刃口相向设置。

进一步地，所述杯口磨削机构或杯底磨削机构中，相应的第二滑台上表面外侧设有压紧机构，该压紧机构包括固定于第二滑台上的第一壳体以及置于该壳体内的第一弹簧和压紧块，所述第一弹簧横向设置，并置于第二滑台横向方向的外侧，所述压紧块挤压第一弹簧，且压紧块的顶部与第三滑台底部固定连接。

进一步地，所述杯口磨削机构或杯底磨削机构中，相应的第三滑台上设有磨头弹性归位机构，该弹性归位机构包括固定于第三滑台上的第二壳体以及置于该壳体内的第二弹簧、第三弹簧、归位块，第二弹簧、第三弹簧纵向设置，且第二弹簧、第三弹簧之间夹持归位块，所述归位块与第四滑台底部固定连接。

进一步地，所述底座上纵向设有第一丝杆，该第一丝杆连接所述第一滑台，并通过电机驱动旋转，使第一滑台在底座上纵向位移。

进一步地，所述第一滑台之上分别设有横向设置的第二丝杆、横向设置的第三丝杆，所述第二丝杆、第三丝杆分别连接杯口磨削机构、杯底磨削机构中的第二滑台，分别可使相应的第二滑台沿横向导轨进行横向位移。

进一步地，该装置还设有电气控制传动机构，包括控制器、主轴、第一中间轴、第二中间轴、电磁离合器、第一输出轴、第二输出轴、第三输出轴；所述主轴、第一中间轴分别与所述电机的转子传动连接，所述主轴连接竹杯定位夹紧机构，驱动竹杯定位夹紧机构旋转，所述第一中间轴与第二中间轴传动连接，且第一中间轴与第二中间轴的转动方向相反；

所述第一输出轴、第二输出轴、第三输出轴的其中一端分别通过电磁离合器与第一中间轴传动连接，第一输出轴、第二输出轴、第三输出轴的另一端分别通过电磁离合器与第二中间轴传动连接，第一输出轴、第二输出轴、第三输出轴分别连接第一丝杆、第二丝杆、第三丝杆，通过控制器保证相应输出轴两端的电磁离合器处于一离一合或同时分离的状态。

进一步地，该电气控制传动机构还包括接近开关和行程开关，所述第一滑台横向方向的外侧分别设有第二滑台复位行程开关，用于控制相应的第二滑台复位时的停止；所述第二滑台横向方向的外侧分别设有第三滑台接近开关，用于控制第三滑台到位时的停止。

进一步地，该电气控制传动机构还包括磨头工作定时器。

进一步地，所述竹杯定位夹紧机构为三爪自定心卡盘加装延伸内卡爪构成，延伸内卡爪表面覆盖弹性介质层，用于避免夹紧时给竹杯留下划痕以及增大夹持竹杯的摩擦力，竹杯被延伸内卡爪定心并夹紧，相对于底座水平设置。

本实用新型中，竹杯定位夹紧机构采用三爪自定心卡盘，其卡爪作了延伸设置，竹杯毛坯被延伸的卡爪从内部夹持以后，形成粗略的定心定位，同时竹节内部紧靠卡爪的端面，从而形成轴向的定位。杯口磨削机构或杯底磨削机构中，由于压紧机构的设置，使磨削过程中，相应的磨头始终与杯底或杯口边缘紧靠；弹性归位机构中，第三弹簧与第二弹簧保证对应的磨头能够自适应地根据竹杯毛坯的外圆轮廓进行磨削，并保证当设备复位时对应的磨头在纵向能够保持在既定位置。

本实用新型创造性地采用刚性自适应加工的概念来实现天然竹杯的加工，在尊重每个竹杯所特有截面轮廓的前提下，对杯口和杯底棱边进行自适应磨削，从而在最大程度保留竹杯天然性的基础上，出于使用安全性的要求，进行最恰当的加工。本实用新型使得竹杯加工产业实现了自动化，替代了传统的人工手动打磨，使得加工成本和安全性大大优化。本实用新型避免采用数控系统及多台控制电机的结构方案，而采用通用电气系统与机械结构巧妙搭配的方案，实现了针对竹杯不同粗细长短及不同截面形状的自适应加工，降低设备成本，减小后期使用的故障率。

附图说明

图1为本实用新型天然竹杯杯体边缘磨削装置的结构示意图；

图2为本实用新型中杯底磨削机构的结构示意图；

图3为本实用新型中杯口磨削机构的结构示意图；

图4为本实用新型中电气控制传动机构的连接示意图；

图5为本实用新型所制得的天然竹杯的剖视图；

图中：1底座、2电机、3第一滑台、4第二滑台、5第三滑台、6第四滑台、7磨头、8杯口磨削机构、9杯底磨削机构、10第一壳体、11第一弹簧、12压紧块、13第二壳体、14第二弹簧、15第三弹簧、16防抖块、17第一丝杆、18第二丝杆、19第三丝杆、20主轴、21第一中间轴、22第二中间轴、23电磁离合器、24第一输出轴、25第二输出轴、26第三输出轴、27第二滑台复位行程开关、28第三滑台接近开关、29三爪自定心卡盘、30磨头、31第二滑台、32第三滑台、33第四滑台、34齿轮、35延伸内卡爪。

具体实施方式

一、天然竹杯杯体边缘磨削装置

该装置包括底座1以及安装于底座的电机2、竹杯定位夹紧机构、用于磨削竹杯杯口的杯口磨削机构8、用于磨削竹杯杯底的杯底磨削机构9，底座上表面设有第一滑台3，第一滑台通过纵向导轨滑动连接于底座之上，可在底座上纵向位移，杯口磨削机构、杯底磨削机构并排设置于第一滑台上，竹杯定位夹紧机构位于底座中部，可通过电机驱动旋转。

1）竹杯定位夹紧机构采用三爪自定心卡盘29，其卡爪作了延伸设置，竹杯毛坯被延伸的卡爪从内部夹持以后，形成粗略的定心定位，同时竹节内部紧靠卡爪的端面，从而形成轴向的定位。

2）杯底磨削机构包括第二滑台4、第三滑台5、第四滑台6，第二滑台通过横向导轨滑动置于第一滑台之上，第三滑台通过横向导轨滑动设置于第二滑台之上，第四滑台通过纵向导轨滑动置于第三滑台之上，第四滑台上设有磨头7。

第二滑台上表面外侧设有压紧机构，该压紧机构包括固定于第二滑台上的第一壳体10以及置于该壳体内的第一弹簧11和压紧块12，第一弹簧横向设置，并置于第二滑台横向方向的外侧，压紧块挤压第一弹簧，且压紧块的顶部与第三滑台底部固定连接。

第三滑台上设有磨头弹性归位机构，该弹性归位机构包括固定于第三滑台上的壳体13以及置于该壳体内的第二弹簧14、第三弹簧15、归位块16，第二弹簧、第三弹簧纵向设置，且第二弹簧、第三弹簧之间夹持归位块，归位块与第四滑台底部固定连接。

3）杯口磨削机构包括第二滑台31、第三滑台32、第四滑台33，第二滑台通过横向导轨滑动置于第一滑台之上，第三滑台通过横向导轨滑动设置于第二滑台之上，第四滑台通过纵向导轨滑动置于第三滑台之上，第四滑台上设有磨头30。

第二滑台上表面外侧设有压紧机构，该压紧机构包括固定于第二滑台上的第一壳体以及置于该壳体内的第一弹簧和压紧块，弹簧横向设置，并置于第二滑台横向方向的外侧，压紧块挤压第二弹簧，且压紧块的顶部与第三滑台底部固定连接（图中未标出，与杯底磨削机构中的压紧机构结构相同）。

第三滑台上设有磨头弹性归位机构，该弹性归位机构包括固定于第三滑台上的壳体以及置于该壳体内的第二弹簧、第三弹簧、归位块，第二弹簧、第三弹簧纵向设置，且第二弹簧、第三弹簧之间夹持归位块，归位块与第四滑台底部固定连接（图中未标出，与杯底磨削机构中的弹性归位机构结构相同）。

4）底座上纵向设有第一丝杆17，该第一丝杆连接所述第一滑台，并通过电机驱动旋转，使第一滑台在底座上纵向位移。第一滑台之上分别设有横向设置的第二丝杆18、横向设置的第三丝杆19，第二丝杆、第三丝杆分别连接杯口磨削机构、杯底磨削机构的第二滑台，分别可使相应的第二滑台沿横向导轨进行横向位移。杯口磨削机构、杯底磨削机构的磨头均为圆弧形刃口，且两者的刃口相向设置，圆弧形刃口可保证磨头自适应磨削过程中，杯口或杯底边缘始终处于圆弧形结构内，便于锐边的磨钝。

5）电气控制传动机构包括控制器、主轴20、第一中间轴21、第二中间轴22、电磁离合器23、第一输出轴24、第二输出轴25、第三输出轴26。主轴、第一中间轴分别与电机的转子传动连接（可通过皮带传动连接），主轴连接竹杯定位夹紧机构（即三爪自定心卡盘），驱动竹杯定位夹紧机构旋转，第一中间轴与第二中间轴传动连接，且第一中间轴与第二中间轴的转动方向相反（可通过一对啮合的齿轮34进行传动连接，达到使第一、第二中间轴运动方向相反的目的）。控制器可采用继电-接触器电气控制电路实现，也可采用单片机、PLC实现。该控制器可控制电机的启停、所有电磁离合器的通断，可接收所有接近开关、行程开关、定时器的控制信号。

第一输出轴、第二输出轴、第三输出轴的其中一端分别通过电磁离合器与第一中间轴传动连接（可通过皮带传动连接），第一输出轴、第二输出轴、第三输出轴的另一端分别通过电磁离合器与第二中间轴传动连接（可通过皮带传动连接），第一输出轴、第二输出轴、第三输出轴分别一一对应连接第一丝杆、第二丝杆、第三丝杆，通过控制器保证相应输出轴两端的电磁离合器处于一离一合或同时分离的状态。

该电气控制传动机构还包括磨头工作定时器以及接近开关和行程开关。

在杯底磨削装置中，第一滑台横向方向的外侧设有第二滑台复位行程开关27，用于控制相应的第二滑台复位时的停止。第二滑台横向方向的外侧设有第三滑台接近开关28，用于控制第三滑台到位时的停止。

在杯口磨削装置中，第一滑台横向方向的外侧设有第二滑台复位行程开关（图中未标出），用于控制相应的第二滑台复位时的停止。第二滑台横向方向的外侧设有第三滑台接近开关，用于控制第三滑台到位时的停止（图中未标出）。

二、天然竹杯杯体边缘磨削装置的工作流程

该设备的工作流程包括五个步骤：

1）步骤一

将竹杯毛坯装夹于三爪自定心卡盘及其延伸卡爪上，竹杯毛坯相对底座水平设置；按下装置启动按钮，电机转子通过主轴驱动竹杯毛坯旋转，第一中间轴通过第一输出轴控制第一丝杆旋转（此时，第一输出轴一端的电磁离合器与第一中间轴相结合，另一端的电磁离合器与第二中间轴处于分离状态），使第一滑台向竹杯毛坯位移。

杯底磨削机构、杯口磨削机构在第一丝杆以及纵向导轨的作用下，沿纵向朝竹杯毛坯靠近。

2）步骤二

当杯口磨削机构、杯底磨削机构到达竹杯毛坯处，（可设置接近开关）发出信号给控制器。

在杯底磨削机构中，控制器通过第三输出轴控制第三丝杆旋转（此时，该输出轴一端的电磁离合器与第一中间轴相结合，另一端的电磁离合器与第二中间轴处于分离状态），使杯底磨削机构中的第二滑台沿横向朝杯底运动，杯底磨削机构中的磨头7接触杯底边缘，随着运动继续，第三滑台在磨头作用下，相对于第二滑台产生运动，这时压紧机构中的弹簧被压缩，弹簧的反作用力通过第三滑台使磨头7紧靠于杯底边缘。

同时，在杯口磨削机构中，控制器通过第二输出轴控制第二丝杆旋转（此时，该输出轴一端的电磁离合器与第一中间轴相结合，另一端的电磁离合器与第二中间轴处于分离状态），使杯口磨削机构中的第二滑台沿横向朝杯口运动，杯口磨削机构中的磨头30接触杯口边缘，随着运动继续，第三滑台在磨头作用下，相对于第二滑台产生运动，这时压紧机构中的弹簧被压缩，弹簧的反作用力通过第三滑台使磨头30紧靠于杯口边缘。

3）步骤三

杯底磨削装置中，第三滑台逐渐靠近第三滑台接近开关，当达到触发距离时，第三滑台接近开关发出信号至控制器；控制器通过第三输出轴控制第三丝杆停止转动（该输出轴两端的电磁离合器分别与第一、第二中间轴处于分离状态），此时，磨头在第一弹簧作用力下紧靠于杯底边缘，对杯底进行磨削工作。

同时，杯口磨削结构中，第三滑台逐渐靠近相应的第三滑台接近开关，当达到触发距离时，该第三滑台接近开关发出信号至控制器；控制器通过第二输出轴控制第二丝杆停止转动（该输出轴两端的电磁离合器分别与第一、第二中间轴处于分离状态），此时，磨头在相应压紧机构的弹簧作用力下紧靠于杯口边缘，对杯口进行磨削工作。

当杯底磨削机构、杯口磨削机构中的第三滑台接近开关均发出信号时，电气控制传动机构中的磨头工作定时器开始计时。

4）步骤四

当磨头工作定时器达到设定值后，该定时器计时结束，发出信号至控制器；

杯底磨削机构中，控制器控制第三丝杆反转复位，当第二滑台触碰第二滑台复位行程开关时，复位结束。

同时，杯口磨削机构中，控制器控制第二丝杆反转复位，当第二滑台触碰相应的第二滑台复位行程开关时，复位结束。

反转复位是指使相应的输出轴，其一端的电磁离合器与第一中间轴分离，另一端的电磁离合器与第二中间轴结合；复位结束指使相应输出轴两端的电磁离合器均处于分离状态。

5）步骤五

当杯底磨削机构、杯口磨削机构中的第二滑台均复位结束后，控制器控制第一丝杆反转复位，当第一滑台触碰到相应的复位行程开关时，复位结束。

随后，控制器控制电机停止转动，工作流程结束。