阅读说明：本技术 裁纸机 (Paper cutter ) 是由 陈镇军 于 2018-12-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种裁纸机,所述裁纸机包括机架和安装在机架上的第一裁切机构、第二裁切机构、送纸机构,所述第一裁切机构包括第一裁切刀、垫刀和第一驱动组件,所述第一驱动组件用于驱动所述第一裁切刀转动,以使所述第一裁切刀和所述垫刀相互配合沿第一方向裁纸；所述第二裁切机构包括第二裁切刀、辅刀和第二驱动组件,所述第二驱动组件用于驱动所述第二裁切刀转动,以使所述第二裁切刀和所述辅刀相互配合沿第二方向裁纸,所述第一方向垂直于所述第二方向,所述送纸机构沿所述第二方向将待裁纸张送向所述第一裁切机构和所述第二裁切机构。本发明裁纸机兼容纵切和横切工序,具有裁纸效率高和裁纸质量好等的优点。(The invention discloses a paper cutter, which comprises a rack, and a first cutting mechanism, a second cutting mechanism and a paper feeding mechanism which are arranged on the rack, wherein the first cutting mechanism comprises a first cutting knife, a cushion knife and a first driving component; the second cuts the mechanism and includes that the second cuts the sword, assists sword and second drive assembly, second drive assembly is used for the drive the second cuts the sword and rotates, so that the second cut the sword with assist the sword and mutually support and cut out paper along the second direction, first direction perpendicular to the second direction, paper feeding mechanism follows the second direction will be waited to cut out the paper and send to first cut the mechanism with the second cuts the mechanism. The paper cutter is compatible with longitudinal cutting and transverse cutting processes, and has the advantages of high paper cutting efficiency, good paper cutting quality and the like.)

裁纸机

技术领域

本发明涉及裁纸设备技术领域，特别涉及一种裁纸机。

背景技术

卷筒纸裁切作为数码印刷的重要环节，直接影响书本装订质量。传统的裁纸设备体积大，成本高，且纸张的裁切需要多道工序，比如需要分别进行横切和折页等多道工序才能完成纸张的裁切工作，裁纸工序复杂，不适用于快速专版，裁纸效率低，且横切工序需要裁纸机完成，而折页工序需要折页机来完成，多道工序及设备之间的配合比较复杂，工序间加工误差较大，裁纸质量差。另外，传统轮转裁切在机械机构不改变的情况下属于定长裁切的裁切方式，改变裁切长度复杂且难度大，并且裁切方式属于瞬间线接触裁切，刀具易磨损、噪音大。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种裁纸机，旨在解决现有技术中裁纸效率低和裁纸效果差的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种裁纸机包括机架和安装在机架上的第一裁切机构、第二裁切机构、送纸机构，所述第一裁切机构包括第一裁切刀、垫刀和第一驱动组件，所述第一驱动组件用于驱动所述第一裁切刀转动，以使所述第一裁切刀和所述垫刀相互配合沿第一方向裁纸；所述第二裁切机构包括第二裁切刀、辅刀和第二驱动组件，所述第二驱动组件用于驱动所述第二裁切刀转动，以使所述第二裁切刀和所述辅刀相互配合沿第二方向裁纸，所述第一方向垂直于所述第二方向，所述送纸机构沿所述第二方向将待裁纸张送向所述第一裁切机构和所述第二裁切机构。

优选地，所述第一裁切刀包括沿所述第一方向延伸的刀主体，所述刀主体呈柱状，所述第一裁切刀还包括设置在所述刀主体外周面的螺旋刀刃，所述螺旋刀刃的第一端和第二端之间的夹角为30°-45°；所述垫刀包括沿第一方向延伸的刀本体和用于与所述螺旋刀刃相互配合沿所述第一方向裁纸的直线刀刃，所述直线刀刃形成于刀本体上并沿第一方向延伸。

优选地，所述第一裁切机构还包括安装在所述机架上的安装座，所述垫刀安装在所述安装座上，所述刀本体呈矩形柱，所述刀本体的任意一个棱角形成所述直线刀刃，所述直线刀刃位于所述螺旋刀刃的下方。

优选地，所述第一驱动组件包括第一驱动电机和沿所述第一方向间隔布置的两个轴承座，所述轴承座安装在所述安装座上，所述第一驱动电机安装在所述机架上，所述刀主体的两端通过轴承分别对应安装在两个所述轴承座上，且所述刀主体的一端与所述第一驱动电机连接。

优选地，所述第二裁切刀为呈圆形的主动旋转刀，所述辅刀为呈圆形的从动旋转刀，所述第二驱动组件包括第二驱动电机，所述第二驱动电机通过齿轮传动机构驱动所述第二裁切刀转动，所述辅刀位于所述第二裁切刀的上方，且所辅刀的外周刀刃与所述第二裁切刀的外周刀刃贴紧。

优选地，所述第二裁切机构还包括压缩弹簧和挡板，所述挡板固定在所述机架上，所述压缩弹簧的一端通过一钢珠抵接在所述挡板上，所述压缩弹簧的另一端连接所述辅刀，以使所述从辅刀的外周刀刃抵紧所述第二裁切刀的外周刀刃。

优选地，所述裁纸机还包括裁边机构，所述裁边机构位于所述第二裁切机构的一侧，所述裁边机构包括裁边驱动组件和两个裁边刀，所述裁边驱动组件用于驱动所述两个所述裁边刀同时转动，以使两个所述裁边刀相互配合沿所述第二方向将待裁纸张的纸边缘裁切。

优选地，所述裁边刀为呈圆形的主动旋转刀，所述裁边驱动组件包括裁边驱动电机，所述裁边驱动电机通过齿轮传动机构驱动两个所述裁边刀同时转动，两个所述裁边刀上下布置，且两个所述裁边刀的外周刀刃相互贴紧。

优选地，所述裁边机构还包括排纸组件，所述排纸组件位于所述裁纸刀下方，所述排纸组件包括排纸主动轮、排纸从动轮以及排纸驱动电机，所述排纸主动轮的外周面和所述排纸从动轮的外周面相贴，所述排纸驱动电机通过齿轮传动机构驱动排纸主动轮转动，以使所述排纸主动轮和所述排纸从动轮相互配合将裁边刀裁切的纸边缘排出所述裁纸机。

优选地，所述送纸机构包括安装在所述机架上的拉纸辊、拉纸压轮和拉纸驱动件，所述拉纸辊位于所述拉纸压轮的下方，且所述拉纸辊的外周面与所述拉纸压轮的外周面相贴，所述拉纸驱动件与所述拉纸辊连接并用于驱动所述拉纸辊转动，以使所述拉纸辊与所述拉纸压轮相互配合沿所述第二方向将待裁纸张送向所述第一裁切机构和所述第二裁切机构。

本发明的技术方案中，送纸机构将待裁纸张向第一裁切机构和第二裁切机构输送，待裁纸张首先被送至第二裁切纸张，第二驱动组件驱动第二裁切刀转动，第二裁切刀转动的过程中，其可以与辅刀配合沿第二方向裁纸。经过沿第二方向裁切后的纸张继续向第一裁切机构的方向移动，第一驱动组件驱动第一裁切刀转动，第一裁切刀转动的过程中，其可以与垫刀配合沿第一方向裁纸。本发明裁纸机可在送纸过程中先后完成第二方向的裁切和第一方向的裁切，其中，第一方向可以是与纸张的移动方向相同的纵切方向，而第二方向可以是与纸张的宽度方向相同的横切方向，即，本发明裁纸机可在送纸过程中先后完成纵切和横切，兼容纵切和横切工序，既简化了设备，降低了成本，又提高了裁纸效率，且多道工序间紧密配合，减少了多道工序间配合的加工误差，改善裁纸效果，提高裁纸质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明一实施例裁纸机在一视角的装配示意图；

图2为本发明一实施例裁纸机在另一视角的装配示意图；

图3为本发明一实施例裁纸机中第一裁切机构的装配示意图；

图4为本发明一实施例裁纸机中第一裁切机构的分解示意图；

图5为本发明一实施例裁纸机中第一裁切机构的侧视示意图；

图6为本发明一实施例裁纸机中第一裁切刀的立体示意图；

图7为本发明一实施例裁纸机中第一裁切刀的侧视示意图；

图8为本发明一实施例裁纸机中第一裁切刀的侧视示意图；

图9为本发明一实施例裁纸机中送纸机构的立体示意图；

图10为本发明一实施例裁纸机中第二裁切机构的分解示意图；

图11为本发明一实施例裁纸机中裁边机构的分解示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明中对“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等方位的描述以图1和图2所示的方位为为基准，仅用于解释在图1和图2所示姿态下各部件之间的相对位置关系，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

本发明提出一种裁纸机。

如图1至图7所示，本实施例的裁纸机100包括机架50和安装在机架50上的第一裁切机构10、第二裁切机构20、送纸机构30，第一裁切机构10包括第一裁切刀11、垫刀12和第一驱动组件13，第一驱动组件13用于驱动第一裁切刀11转动，以使第一裁切刀11和垫刀12相互配合沿第一方向裁纸；第二裁切机构20包括第二裁切刀21、辅刀22和第二驱动组件23，第二驱动组件23用于驱动第二裁切刀21转动，以使第二裁切刀21和辅刀22相互配合沿第二方向裁纸，第一方向垂直于第二方向，送纸机构30沿第二方向将待裁纸张200送向第一裁切机构10和第二裁切机构20。

本实施例的第一方向为图1和图2所示的左右方向，左右方向为横向方向，纸张200的宽度方向为横向方向；第二方向为图1和图2所示的前后方向，前后方向为图1和图2所示的纵向方向，纸张200的移动方向为纵向方向，第一裁切机构10的第一裁切刀11和垫刀12相互配合沿横向方向裁纸，而第二裁切机构20的第二裁切刀21和辅刀22相互配合沿纵向方向裁纸。

具体地，第二裁切机构20位于第一裁切机构10的前方，送纸机构30将待裁纸张200从前向后输送，待裁纸张200首先被送至第二裁切机构20，第二驱动组件23驱动第二裁切刀21转动，第二裁切刀21转动的过程中，其可以与辅刀22配合沿前后方向裁纸，完成纵切，经过纵切后的纸张200继续向后移动，第一驱动组件13驱动第一裁切刀11转动，第一裁切刀11转动的过程中，其可以与垫刀12配合沿左右方向裁纸，完成横切。本实施例裁纸机100可在送纸过程中先后完成纵切和横切，兼容纵切和横切工序，既简化了设备，降低了成本，又提高了裁纸效率，且多道工序间紧密配合，减少了多道工序间配合的加工误差，改善裁纸效果，提高裁纸质量。

本实施例中，第一裁切刀11包括沿第一方向延伸的刀主体111，刀主体111呈柱状，第一裁切刀11还包括设置在刀主体111外周面的螺旋刀刃112，螺旋刀刃112与刀主体111的轴线的夹角为30°-15°；垫刀12包括沿第一方向延伸的刀本体121和用于与螺旋刀刃112相互配合沿第一方向裁纸的直线刀刃122，直线刀刃122形成于刀本体121上并沿第一方向延伸。

具体地，呈柱状的刀主体111横向延伸，且刀主体111的外周面形成有一个螺旋刀刃112，螺旋刀刃112沿左右方向的横切面呈齿状，螺旋刀刃112的第一端和第二端之间的夹角为α，α＝30°-45°，方便第一裁切刀11在转动过程中垂直裁纸，提高裁纸的精确度，改善裁纸效果。垫刀12的直线刀刃122横向延伸，在纸张200向后移动的过程中，垫刀12保不动，第一裁切刀11在第一驱动组件13的驱动下转动，螺旋刀刃112在转动过程中与直线刀刃122相互配合将纸张200横切。

本实施例中，第一裁切机构10还包括安装在机架50上的安装座15，垫刀12安装在安装座15上，刀本体121呈矩形柱，刀本体121的沿左右方向的横截面呈矩形，刀本体121具有四个棱角，刀本体121的任意一个棱角形成直线刀刃122，安装座15上开设有V形槽151，V形槽151与刀本体121的两个相邻的安装面的形状匹配，其中，刀本体121的一个安装面锁紧在第一安装槽上，而刀本体121的另一端安装面设置有调节件16，调节件16可调节刀本体121在V形槽151内的安装位置，调节件16可采用现有技术中的平端顶丝。直线刀刃122位于螺旋刀刃112的下方，即，垫刀12位于第一裁切刀11的下方，并且垫刀12和第一裁切刀11之间设置有托纸板14，托纸板14用于将送至第一裁切刀11下方的纸张200托平，并且托纸板14开设有避免干扰螺旋刀刃112与直线刀刃122配合的避让槽141，以便螺旋刀刃112与直线刀刃122相互配合将纸张200横切。

进一步地，第一驱动组件13包括第一驱动电机131和两个轴承座132，两个轴承座132沿第一方向间隔布置，即两个轴承座132沿左右方向间隔布置。轴承座132安装在安装座15上，第一驱动电机131安装在机架50上，刀主体111的两端通过轴承(图未示)分别对应安装在两个轴承座132上，具体地，刀主体111的左端通过轴承安装在位于左侧的轴承座132上，而刀主体111的右端通过轴承安装在位于右侧的轴承座132上，以实现刀主体111的转动，刀主体111的右端与第一驱动电机131通过联轴器133连接。本实施例的第一驱动电机131可采用现有技术中的伺服电机，伺服电机启动时，可驱动刀主体111及螺旋刀刃112转动。本实施例第一裁切机构10采用伺服电机控制螺旋刀刃112的转动，属于可变长度裁切的裁切方式，并且螺旋刀刃112和直线刀刃122的配合属于点接触裁切，刀具磨损小、噪音小。

因在横切过程中，纸张200继续向后移动，为了确保螺旋刀刃112始终垂直切割纸张200，可根据以下公式计算上述伺服电机的角速度ω。如图7和图8所示，当纸张200以一定速度v向后移动的过程中，螺旋刀刃112在转动的过程中其裁切点也相应向下偏移，假设螺旋刀刃112的裁切起点A₁至裁切终点A₂的裁切时间间隔为t₁，即假设螺旋刀刃112的第一端与直线刀刃122相互配合裁切的时刻与螺旋刀刃112的第二端与直线刀刃122相互配合裁切的时刻之间的时间间隔为t₁，在螺旋刀刃112从裁切起点A₁转动到裁切终点A₂的过程中，纸张200向后平移的距离为S，而纸张200平移S时需要的时长为t₂，满足t₁等于t₂时，即满足螺旋刀刃112始终垂直切割纸张200，保证裁纸质量。

由公式：t₁＝360°*L₁/(P*ω)，t₂＝L₂*tanβ/v，L₂/L₁＝cosβ计算得出，ω＝(360°*v)/(tanβ*cosβ*P)，其中，ω为伺服电机角速度(°/s)，L₂(mm)为纸张200的横向宽度(mm)，v(mm/s)为纸张200的平移速度，β为螺旋刀刃112与纸张200的横向轴线之间的夹角，β通常为1.3°-1.5°，P(mm)为螺旋刀刃112的导程。

本实施例的第一裁切机构10还包括零位光电开关18、防护罩17和安全保护开关19，防护罩17罩设于第一裁切刀11外，安全保护开关19可采用现有技术，用来控制防护罩17的打开或关闭，安全可靠。零位光电开关18可采用现有技术，实现横切的精确控制。

如图图1、图2和图10所示，本实施例中，第二裁切刀21为呈圆形的主动旋转刀，辅刀22为呈圆形的从动旋转刀，第二驱动组件23包括第二驱动电机231，第二驱动电机231通过齿轮传动机构驱动第二裁切刀21转动，辅刀22位于第二裁切刀21的上方，且所辅刀22的外周刀刃与第二裁切刀21的外周刀刃贴紧。本实施例的第二驱动电机231可采用现有技术中的伺服电机。该伺服电机启动时，可通过齿轮传动机构驱动第二裁切刀21转动，第二裁切刀21转动的过程中带动辅刀22转动，第二裁切刀21的外周刀刃和辅刀22的外周刀刃相互配合将纸张200纵切。齿轮传动机构是较为成熟的技术，本实施例对齿轮传动机构的具体结构不做赘述。

进一步地，本实施例的第二裁切机构20还包括压缩弹簧24和挡板25，挡板25固定在机架50上，压缩弹簧24的一端通过一钢珠26抵接在挡板25上，压缩弹簧24的另一端连接辅刀22，以使从辅刀22的外周刀刃抵紧第二裁切刀21的外周刀刃。具体地，为了提高裁纸机100的安全性和装配便利性，本实施例的第二裁切机构20还包括防护板27，第二裁切刀21和辅刀22位于防护板27和挡板25之间。由于辅刀22在裁纸过程中转动，本实施例的辅刀22轴线处具有一套筒221，压缩弹簧24外还套设有导套28，导套28通过轴承安装在套筒221内，辅刀22在转动过程中不与压缩弹簧24干涉。压缩弹簧24的一端通过钢珠26抵接在挡板25上，压缩弹簧24的另一端连接辅刀22，在压缩弹簧24的弹性恢复力的作用下，使辅刀22的外周刀刃抵紧第二裁切刀21的外周刀刃，实现连续纵切，保证裁纸的有效性，提高裁纸质量。为了防止纸张200出现堵塞的想象，纵切的速度与纸张200的移动速度保持基本一致或比纸张200的移动速度稍快1％-2％。

如图1、图2和图11所示，本实施例中，裁纸机100还包括裁边机构40，裁边机构40位于第二裁切机构20的一侧，裁边机构40包括裁边驱动组件和两个裁边刀41，裁边驱动组件用于驱动两个裁边刀41同时转动，以使两个裁边刀41相互配合沿第二方向将待裁纸张200的纸边缘裁切。

具体地，本实施例第二裁切机构20的数量为两个，两个第二裁切机构20位于机架50上较为中间的位置，本实施例裁边机构40的数量为两个，两个裁边机构40分设于机架50的靠左侧的位置和靠右侧的位置，其中一个裁边机构40位于第二裁切机构20的左侧，以对纸张200的左侧纸边缘进行裁切，另一个裁边机构40位于第二裁边机构40的右侧，以对纸张200的右侧纸边缘进行裁切。本实施例中，裁边刀41为呈圆形的主动旋转刀，裁边驱动组件包括裁边驱动电机，裁边驱动电机通过齿轮传动机构驱动两个裁边刀41同时转动，两个裁边刀41上下布置，且两个裁边刀41的外周刀刃相互贴紧。

本实施例的裁边驱动电机可以与第二驱动电机231共用，齿轮传动机构与上述第二裁切机构20的齿轮传动机构类似，也是较为成熟的技术，对该齿轮传动机构的具体结构不做赘述。裁边驱动电机启动时，通过齿轮传动机构驱动两个裁边刀41同时转动，两个裁边刀41转动的过程中，裁边刀41的外周刀刃相互配合将纸张200纵切，以将纸张200的纸边缘裁切，提高裁纸质量，改善裁纸效果。为了提高裁纸机100的安全性和装配便利性，本实施例的裁边机构40还包括两个裁边防护板44，两个裁边刀41位于两个裁边防护板44之间。为了防止纸张200出现堵塞的想象，裁边的速度与纸张200的移动速度保持基本一致或比纸张200的移动速度稍快1％-2％。

如图11所示，本实施例中，裁边机构40还包括排纸组件，排纸组件位于裁纸刀下方，排纸组件包括排纸主动轮42、排纸从动轮43以及排纸驱动电机，排纸主动轮42的外周面和排纸从动轮43的外周面相贴，排纸驱动电机通过齿轮传动机构驱动排纸主动轮42转动，以使排纸主动轮42和排纸从动轮43相互配合将裁边刀41裁切的纸边缘排出裁纸机100。具体地，本实施例的排纸驱动电机也可与第二驱动电机231共用。被两个裁边刀41裁掉的纸张200的纸边缘可进入排纸主动轮42和排纸从动轮43之间，排纸驱动电机启动时，驱动排纸主动轮42转动，排纸主动轮42在转动的过程中，带动排纸从动轮43转动，进而将裁掉的纸张200的纸边缘排出裁纸机100，方便收集。

如图图1、图2和图9所示，本实施例中，送纸机构30包括安装在机架50上的拉纸辊31、拉纸压轮32和拉纸驱动件，拉纸辊31位于拉纸压轮32的下方，且拉纸辊31的外周面与拉纸压轮32的外周面相贴，拉纸驱动件与拉纸辊31连接并用于驱动拉纸辊31转动，以使拉纸辊31与拉纸压轮32相互配合沿第二方向将待裁纸张200送向第一裁切机构10和第二裁切机构20。

具体地，送纸机构30还包括导纸板33和多根导纸杆34，其中，导纸板33呈弧形板，多根导纸杆34位于导纸板33的上方，且多根导纸杆34沿导纸板33的延伸方向依次间隔布置，方便使纸张200贴着导纸板33向后输送。送纸机构30还包括托纸架35，托纸架35位于拉纸辊31与导纸板33之间，将导纸板33输送的纸张200输送至拉纸辊31，而拉纸辊31在拉纸驱动件的驱动下转动，拉纸辊31在转动的过程中带动拉纸压轮32转动，以与拉纸压轮32相互配合将待裁纸张200继续向后输送，以使待裁纸张200先经过第二裁切机构20纵切后，再经过第一裁切机构10横切，完成裁纸过程。本实施例的拉纸驱动件可与第二驱动电机231共用，第二驱动电机231可通过同步带传动机构驱动拉纸辊31与导纸杆34转动，同步带传动机构也是较为成熟的技术，在此不做赘述。本实施例的拉纸辊31可在外周面镀金刚砂，增大与纸张200之间的摩擦力，利于输送纸张200，而拉纸压轮32外周面包胶，避免损坏纸张200。

本实施例的第一裁切刀11可采用现有技术中的高速钢或硬质合金钢制成，垫刀12、第二裁切刀21、辅刀22以及裁边刀41均可采用现有技术中的高速钢或硬质合金钢制成，易于制作。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。