阅读说明：本技术 一种橡胶产品冲切设备 (Punching equipment for rubber products ) 是由 田立辉 王绍楠 何洲金 曾怡康 孟辉 纪龙生 郑顺奇 于 2020-07-31 设计创作，主要内容包括：本发明涉及机械加工设备技术领域,具体涉及一种橡胶产品冲切设备,包括机架、控制器和气源,机架的中部设有工作台,工作台上设置有自动转盘、裁切机构和出料抓取机构,自动转盘上设置有若干用于放置橡胶件的裁切刀下模；裁切机构包括固定在工作台上的支架,设置在支架上并与裁切刀下模配合的裁切刀上模,以及用于带动裁切刀上模上下移动的伸缩组件；出料抓取机构包括用于抓取裁切机构裁切完成后的橡胶件的抓取机械手,以及用于驱动抓取机械手水平和竖直方向移动的两轴移动组件。本发明在提高橡胶件毛边切除的加工效率以及降低加工成本高的同时,解决传统加工设备加工过程中加工不安全的问题。(The invention relates to the technical field of machining equipment, in particular to rubber product punching equipment which comprises a rack, a controller and an air source, wherein the middle part of the rack is provided with a workbench, the workbench is provided with an automatic turntable, a cutting mechanism and a discharging and grabbing mechanism, and the automatic turntable is provided with a plurality of lower cutting knife dies for placing rubber pieces; the cutting mechanism comprises a bracket fixed on the workbench, an upper cutting knife die arranged on the bracket and matched with the lower cutting knife die, and a telescopic assembly for driving the upper cutting knife die to move up and down; the discharging grabbing mechanism comprises a grabbing mechanical arm and a two-axis moving assembly, wherein the grabbing mechanical arm is used for grabbing rubber pieces after the cutting mechanism cuts the rubber pieces, and the two-axis moving assembly is used for driving the grabbing mechanical arm to move horizontally and vertically. The invention improves the processing efficiency of cutting burrs of the rubber part, reduces the processing cost and solves the problem of unsafe processing in the processing process of the traditional processing equipment.)

一种橡胶产品冲切设备

技术领域

本发明涉及机械加工设备技术领域，具体涉及一种橡胶产品冲切设备。

背景技术

随着汽车工业的迅猛发展，橡胶件在汽车中的需求量也日益增长，汽车对橡胶件的要求也随之越来越高。橡胶件在加工完成之后，为了方便后续的加工制造，需要将其边缘的毛边进行切除。在现有技术中，大都是通过人工利用剪刀将橡胶件的毛边切除掉，这种作业方式工作效率低，人工成本高。而且在切除时，存在切除不精准的问题，导致橡胶件被多切或毛边被少切的情况发生。当出现橡胶件被多切的情况时，容易导致产品质量差，报废率增大，提高了加工成本。当出现橡胶件毛边被少切的情况时，需要返工再次进行毛边切除，返工率增大，降低了加工效率，提高了加工成本。市场上也存在通过机械加工切除毛边的设备，虽然一定程度上提高了加工效率降低了加工成本，但是也存在一下问题：这些设备大多采用电机驱动或液压驱动，其润滑油、液压油等挥发的气体易飘散在空气中，容易造成环境污染，对工作人员的健康也会造成损害。而且工作人员需要频繁用手在冲切模具上上料和下料，电机驱动或液压驱动的驱动力十分大，工作人员在启动机械加工设备加工橡胶件时，若未能及时将手从冲切模具上离开，将极容易导致手指损伤残废。

发明内容

本发明的目的在于提供一种橡胶产品冲切设备，在提高橡胶件毛边切除的加工效率以及降低加工成本高的同时，解决传统加工设备在加工时对手不安全的问题。

为了达到上述目的，提供了一种橡胶产品冲切设备，包括机架、控制器和气源，所述机架的中部设有工作台，所述工作台上设置有自动转盘、裁切机构和出料抓取机构，所述自动转盘上设置有若干用于放置橡胶件的裁切刀下模；所述裁切机构包括固定在工作台上的支架，设置在支架上并与裁切刀下模配合的裁切刀上模，以及用于带动裁切刀上模上下移动的伸缩组件；所述出料抓取机构包括用于抓取裁切机构裁切完成后的橡胶件的抓取机械手，以及用于驱动抓取机械手水平和竖直方向移动的两轴移动组件；所述自动转盘、伸缩组件、两轴移动组件和出料抓取组件均由气源提供动力且与气源之间设有若干电磁阀，电磁阀与控制器电连接。

工作原理及优点：

1.自动转盘的设置，可以使得设置在其上的若干裁切刀下模通过自动转盘的旋转作用，依次与裁切机构进行自动加工切除毛边，从而提高了橡胶件的加工效率。而在本方案中，加工人员仅需将待加工的橡胶件放置在自动转盘上的裁切刀上模，手不与裁切机构存在接触的可能，避免出现手部被压坏的情况，导致截肢残疾，提高了加工的安全性。

2.裁切机构的设置，通过将裁切刀上模与裁切刀下模进行结合的方式来裁切橡胶件的毛边，相比于在手动切割的方式，不存在切除不精准的问题，使得橡胶件被多切或毛边被少切的情况不容易发生，而且在切除过程中也不易产生新的毛刺，从而提高了加工质量和加工效率，降低了加工的成本。

3.出料抓取机构的设置，两轴移动组件可以将抓取机械手在水平和竖直方向进行移动，从而方便抓取加工完成后的橡胶件，使得裁切刀下模上的橡胶件能够被自动的取下，提高了工作效率。而且避免加工人员又要负责上料又要负责取料，减轻了加工人员的工作负担，从而使得加工人员仅需负责橡胶件的上料，避免加工人员出现手忙脚乱的情况，提高了加工人员的工作效率，从而进一步的提高了橡胶产品冲切设备的加工效率。而且避免加工人员出现手忙脚乱的同时，进一步避免了出现在传统加工设备中的安全事故。

4.气源、电磁阀与控制器的设置，通过一个气源，实现对自动转盘、伸缩组件、两轴移动组件和出料抓取组件的加工控制，使得橡胶件加工时动作迅速、反应快、调节方便，可利用气压信号实现自动控制。而且气源可以从大气中取之不竭，无介质费用和供应上的困难，而且将用过的气体排入大气，处理方便。即使泄漏也不会严重影工作，不会污染环境，气动元件结构简单、成本低且寿命长，维护也方便。

进一步，所述自动转盘包括转盘和机盒，所述机盒固定在工作台上，所述机盒内设有气动传动组件，所述转盘水平设置在机盒上并与气动传动组件连接，所述机盒侧壁设有用于驱动气动传动组件的第一气缸，所述第一气缸与气源之间设有第一电磁阀，所述第一电磁阀与控制器电连接。

转盘通过气动的方式进行旋转，相比于电机传动，采用的动力源是高压气瓶而非电力，高压气瓶相比于用电价格更便宜，而且运作时不会产生热量。

进一步，所述裁切刀下模与自动转盘可拆卸连接，所述裁切刀上模与伸缩组件可拆卸连接。

方便自动转盘上安装多种刀模，以适应不同橡胶件的加工裁切。

进一步，所述工作台上还设有用于在裁切机构裁切橡胶件时对橡胶件进行负压吸附的吸附机构，吸附机构包括负压吸附嘴；所述裁切刀下模的上表面设有竖直向的竖孔，裁切刀下模的侧面设有水平向的横孔，竖孔与横孔相连通，当裁切刀下模运动到裁切刀上模下方时，负压吸附嘴对接横孔的开口。

负压吸附嘴的设置，可以让橡胶件在被加工前，通过负压吸附的作用进行固定，避免在加工时出现晃动，导致切除时出现歪斜的问题，使得产品质量差，报废率增大，提高加工成本。

进一步，所述吸附机构还包括软管，所述软管连接气源且中部设有三通接头，所述三通接头的一端连接负压吸附嘴，所述负压吸附嘴固定在工作台上，所述三通接头与负压吸附嘴之间设有单向电磁阀，所述单向电磁阀与控制器电连接。

气源通过软管向外排出高速气体，当高速气流流经三通接头时，由于电磁阀为单向电磁阀，软管内的高速气体不能从单向电磁阀排出，软管外的气体可以进入软管内。由伯努利原理可知，气体流速越快，压强越小，因此负压吸附嘴的内部会产生负压，用于吸附橡胶件。

进一步，所述伸缩组件包括第二气缸和第二电磁阀，所述第二气缸固定在支架上并与气源通过软管连接，所述第二电磁阀设于第二气缸与气源之间，所述第二电磁阀与控制器电连接。

通过第二电磁阀，控制器可精准控制气源驱动第二气缸，以实现对橡胶件的精准加工，从而实现自动化加工，提高工作效率。

进一步，所述两轴移动组件包括Y轴移动组件和带动Y轴移动组件水平运动的X轴移动组件,所述X轴移动组件包括固定台、第三气缸和滑动块，所述固定台固定在工作台上，所述第三气缸固定在固定台上部，所述滑动块与第三气缸的活塞杆固定连接并由活塞杆驱动其水平滑动，所述第三气缸固定在支架上并与气源通过软管连接，所述第三气缸与气源之间设有第三电磁阀，所述第三电磁阀与控制器电连接。

通过第三电磁阀，控制器可精准控制气源驱动第三气缸，以实现Y轴移动组件的水平精准运动，从而方便将抓取机械手放置到指定位置抓取裁切好的橡胶件，以达到降低人工劳动强度，提高工作效率的目的。

进一步，所述Y轴移动组件包括竖向支撑板、第四气缸和横向支撑板，所述横向支撑板一端固定在滑动块侧面上，所述第四气缸固定在横向支撑板上表面；所述抓取机械手包括圆环和横向固定板，所述圆环固定在横向固定板下表面，所述横向固定板上表面设有连通圆环的通孔，所述通孔的上部通过软管连接气源且与气源之间设有第四电磁阀；所述第四气缸的活塞杆贯穿横向支撑板和横向固定板并与横向固定板固定连接，所述第四气缸的活塞杆中空设置并连通第四气缸，所述横向固定板端部固定在竖向支撑板中部，所述竖向支撑板下部设有水平设置的负压喷嘴；所述负压喷嘴一端靠近第四气缸的活塞杆的端部，另一端通过软管连接气源且与气源之间设有第五电磁阀；所述第四电磁阀和第五电磁阀均与控制器电连接。

第五电磁阀通过控制器打开，控制器控制负压喷嘴喷出高速气体，由于负压喷嘴一端靠近第四气缸的活塞杆的端部，且第四气缸的活塞杆中空设置并连通第四气缸，由伯努利原理可知，第四气缸内部发生气压变化，活塞下方压强小上方压强大，使得活塞杆向下运动，从而带动横向固定板和竖向支撑板向下运动。此时第四电磁阀通过控制器打开，再利用伯努利原理，使用气源的高速气体产生负压，将圆环内部形成负压状态，从而方便将裁切后的橡胶件从裁切刀下模上取出并吸住。

进一步，所述工作台上还设有吹气机构，所述吹气机构包括气体喷嘴，所述气体喷嘴用于吹除橡胶件经过裁切后的毛边，所述气体喷嘴通过软管与气源连接且与气源之间设有第六电磁阀，所述第六电磁阀与控制器电连接。

控制器控制第六电磁阀打开，使得气体喷嘴连通气源，从而利用高速气体将裁切后的毛边从橡胶件上脱离，从而实现自动化加工，提高工作效率。

进一步，所述裁切刀下模上部为圆台状，裁切刀下模上端面的竖孔外设有环形槽，所述环形槽与竖孔同圆心设置，在竖孔周围形成环状凸起，在裁切刀下模上端面的圆周边缘形成环形刀刃。

环形刀刃能够配合裁切刀上模对橡胶件进行充分裁切，使得需要的橡胶件被卡在环形槽中。而环状凸起可以避免裁切后的橡胶件的下表面完全贴合在环形槽内，不方便后续抓取机械手的取出。

附图说明

图1为本发明实施例中一种橡胶产品冲切设备的正视图；

图2为图1中工作台的局部俯视图；

图3为图2中裁切刀下模的轴测图；

图4为两轴移动组件的正视图；

图5为机盒内气动传动组件仰视向的结构示意图；

图6为图5中气动传动组件的局部结构向左翻转后的示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：机架1、控制面板2、固定台3、第二滑道4、工作柜5、第一滑道6、滑轮7、机盒8、转盘9、裁切刀下模10、裁切刀上模11、支架12、第二气缸13、警报灯14、计数器15、触摸显示屏16、负压吸附嘴17、固定件18、通孔19、第一出料口20、横孔21、竖孔22、气源压力指示器23、第四气缸24、滑动块25、第三气缸26、竖向支撑板27、负压喷嘴28、第四气缸活塞杆30、圆环31、横向固定板32、横向支撑板33、第一齿轮34、第一转轴35、第二齿轮36、第一气缸37、活塞杆38、活塞连杆39、曲轴40、第二转轴41、第三转轴42。

实施例

一种橡胶产品冲切设备，基本如附图1所示，包括机架1，机架1分三层设置，依次为上层、中层和下层。上层和中层通过连接柱搭建成矩形框架的结构，矩形框架的结构具体分为上矩形框和下矩形框，上矩形框对应上层，下矩形框对应中层，上矩形框的顶面和侧面通过螺栓的方式安装有挡板。机架1的下层为工作柜5，工作柜5的上表面设为工作台，工作台的上表面对应下矩形框的底面。

工作台上设置有自动转盘、吸附机构、裁切机构、吹气机构和出料抓取机构。

如图1所示，自动转盘包括水平设置的转盘9和机盒8，机盒8通过螺栓固定在工作台上，机盒8设有气动传动组件，气动传动组件用于驱动转盘9旋转。机盒8侧壁设有用于驱动气动传动组件的第一气缸37，第一气缸37与气源之间设有第一电磁阀，第一电磁阀与控制器电连接。本实施例中第一电磁阀为二位五通电磁阀。

如图5、图6所示，机盒8中空设置，气动传动组件包括第一齿轮34、第一转轴35、第二齿轮36、活塞连杆39、曲轴40、第二转轴41和第三转轴42，第一齿轮34与第一转轴35同轴固定，第一转轴35贯穿机盒8的上表面并与转盘9的中心固定，第一转轴35的下端与机盒8的内底面转动连接。第二齿轮36与第一齿轮34啮合，第二齿轮36的上表面同轴固定连接第三转轴42，第三转轴42的上端与机盒8的内顶面转动连接，第二齿轮36的下表面固定曲轴40，曲轴40的下端固定第二转轴41，第二转轴41的下端与机盒8的内底面转动连接。活塞连杆39的一端转动连接在曲轴40上，另一端转动连接在第一气缸37的活塞杆38上。当第一气缸37的活塞杆38往复运动一次时，通过曲轴40带动第二齿轮36转动一圈，从使得第一齿轮34转动固定角度，本实施例中裁切刀下模10设有八个，因此合理设置第二齿轮36的大小，使第一齿轮34每次转动的固定角度为45°。

如图2所示，转盘9上固定设置有八个用于放置橡胶件的裁切刀下模10，裁切刀下模10与转盘9可拆卸连接，本实施例中裁切刀下模10的下表面与转盘9的下表面采用中心孔螺栓连接。八个裁切刀下模10均匀设置在转盘9的边缘。如图3所示，裁切刀下模10由圆台和圆柱体组合而成，圆柱体的半径大于圆台底面的半径，圆台的上表面设有竖直向的竖孔22，竖孔22的深度为圆台的高度与圆柱体的一半高度之和，圆台上端面的竖孔22外设有环形槽，环形槽与竖孔22同圆心设置，在竖孔22周围形成环状凸起，在裁切刀下模10圆台上端面的圆周边缘形成环形刀刃。圆柱体的侧面设有水平向的横孔21，竖孔22与横孔21相连通，横孔21的轴线方向指向转盘9的圆心，横孔21的开口方向远离转盘9的圆心。

如图1所示，裁切机构固定在工作台上，位于自动转盘的正前方。裁切机构包括支架12、裁切刀上模11和伸缩组件，支架12为“7”字形，支架12的底面固定在工作台上，支架12的上端平台位于转盘9的上方。伸缩组件包括第二气缸13和第二电磁阀，第二气缸13的顶部固定在支架12的上端平台的下表面，第二气缸13活塞杆的下端与裁切刀上模11可拆卸连接，本实施例采用插销连接，第二气缸1与气源通过软管连接，第二电磁阀设于第二气缸与气源之间，第二电磁阀与控制器电连接。第二电磁阀为二位五通电磁阀。第二气缸13用于带动裁切刀上模11上下移动，裁切刀上模11与裁切刀下模10通过伸缩组件的挤压以及自身的连接配合作用以实现对橡胶件的加工。

如图2所示，吸附机构固定在工作台上，位于裁切机构的正下方。吸附机构包括负压吸附嘴17、固定件18和软管，软管连接气源且中部设有三通接头，三通接头的一端连接负压吸附嘴，三通接头与负压吸附嘴之间设有单向电磁阀，具体为单向气动电磁阀。固定件18为板状且竖直固定在工作台的边缘上，固定件18侧面设有条形通槽。负压吸附嘴17为圆柱状，其侧面设有螺纹，负压吸附嘴17可穿过条形通槽并通过两个螺母进行夹持固定。当裁切刀下模10运动到裁切刀上模11下方时，负压吸附嘴17对接横孔21的开口。单向电磁阀与控制器电连接。

吹气机构包括气体喷嘴，气体喷嘴用于吹除橡胶件经过裁切后的毛边，气体喷嘴通过软管与气源连接且与气源之间设有第六电磁阀，第六电磁阀为气动电磁阀，第六电磁阀与控制器电连接。软管外缠绕有用于调节气体喷嘴喷气方向的柔性悬臂，柔性悬臂为金属带，螺旋缠绕设置在软管外。

如图1、图2和图4所示，出料抓取机构固定在工作台上，位于裁切机构的右侧。出料抓取机构包括抓取机械手和两轴移动组件，抓取机械手为负压吸附机械手。两轴移动组件用于驱动抓取机械手和竖直方向移动；两轴移动组件包括X轴移动组件和Y轴移动组件,X轴移动组件固定在工作台上，Y轴移动组件设置在X轴移动组件上，抓取机械手固定在Y轴移动组件上。

X轴移动组件包括固定台3、第三气缸26和滑动块25，固定台3固定在工作台上，第三气缸26固定在固定台3上部，滑动块25的截面为“7”字形。滑动块25与第三气缸26的活塞杆固定连接并由活塞杆驱动其水平滑动，第三气缸26固定在支架12上并与气源通过软管连接，第三气缸26与气源之间设有第三电磁阀，第三电磁阀与控制器电连接。第三电磁阀为二位五通电磁阀。

Y轴移动组件包括竖向支撑板27、第四气缸24和横向支撑板33，横向支撑板33一端固定在滑动块25侧面上，第四气缸24固定在横向支撑板33上表面。

抓取机械手包括圆环31和横向固定板32，圆环31固定在横向固定板32下表面，横向固定板32上表面设有连通圆环31的通孔19，通孔19的上部通过软管连接气源且与气源之间设有第四电磁阀；第四电磁阀为气动电磁阀，第四电磁阀与控制器电连接。

第四气缸24的活塞杆贯穿横向支撑板33和横向固定板32并与横向固定板32固定连接，第四气缸24的活塞杆中空设置并连通第四气缸24，横向固定板32端部固定在竖向支撑板27中部，竖向支撑板27下部设有水平设置的负压喷嘴28；负压喷嘴28一端靠近第四气缸24的活塞杆的端部，另一端通过软管连接气源且与气源之间设有第五电磁阀；第五电磁阀为气动电磁阀，第五电磁阀与控制器电连接。

抓取机械手包括两个工位，分别为出料工位和取料工位，出料工位位于第一出料口20上方，取料工位位于自动转盘上裁切刀下模10的正上方，此时圆环31能够与橡胶件相配合。

工作台上开设有第一出料口20，工作柜5侧面开设有第二出料口，第一出料口20和第二出料口之间连接有第一滑道6。工作台上设有倾斜的第二滑道4，第二滑道4上端位于抓取机械手取料工位的下方且靠近自动转盘的底部，下端靠近第一出料口20并与工作台焊接。

机架1的上矩形框中侧面的挡板的外侧设为控制面板2，控制面板2包括触摸显示屏16、计数器15、气源压力指示器23和照明灯，触摸显示屏16、计数器15和气源压力指示器23固定设置在挡板外侧，照明灯固定设置在挡板内侧。上矩形框的顶部的挡板上固定有警报灯14。工作台的边角上固定设置有急停按钮。

机架1的底部固定设置有四个滑轮7。

触摸显示屏16、计数器15、照明灯、警报灯14、急停按钮、气源压力指示器23均与控制器电连接。气源采用高压气瓶。第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀均与控制器电连接且设置在挡板的内侧面。

具体实施过程如下：

加工时，通过控制面板2打开第一电磁阀，第一气缸与气源之间有气体流通，气源驱动第一气缸往复运动，带动转盘9顺时针转动，加工人员可以将待加工的橡胶件放置到裁切刀下模10上，当载有橡胶件的裁切刀下模10移动到裁切机构的正下方时，转盘9暂停转动，控制器控制第二气缸13的活塞杆向下移动，使得活塞杆下方的裁切刀上模向下移动；同时吸附机构的负压吸附嘴17对准横孔21的开口，打开单向电磁阀，利用伯努利原理使得负压吸附嘴17处产生负压，将橡胶件通过负压的作用稳定的固定在裁切刀上模11上。

橡胶件被吸附好之后，裁切刀上模11与裁切刀下模10通过第二气缸13的挤压以及自身的连接配合作用以实现对橡胶件的加工。加工完成之后，活塞杆向上移动带动裁切刀上模11复位，转盘9再次启动并转动45°，此时吹气机构的气体喷嘴对完成加工的橡胶件进行吹气，将橡胶件裁切后的毛边从裁切刀下模10上吹走，裁切后的橡胶件的有用部位卡在裁切刀下模10的环形槽中，可通过出料抓取机构对橡胶件进行抓取。

如图2所示，转盘9再次启动45°之后，橡胶件到达抓取机械手的抓取位置。出料抓取机构启动，X轴移动组件和Y轴移动组件将抓取机械手从出料工位移动至取料工位。具体过程如下：控制器控制第三电磁阀打开，第三气缸与气源之间有气体流通，气源驱动第三气缸正向运动，使抓取机械手先左移；然后控制器控制第五电磁阀打开，第四气缸活塞杆30下移，使得抓取机械手下移。控制器控制第四电磁阀打开，抓取机械手的软管内部利用气源通过伯努利原理形成负压，使得抓取机械手将橡胶件吸住。然后控制器控制第五电磁阀关闭。第四气缸活塞杆30复位，带动抓取机械手上移，控制器再控制第三电磁阀打开，第三气缸与气源之间有气体流通，但流通方向相反，气源驱动第三气缸反向运动，使机械手再右移，回到出料工位。此时关闭第四电磁阀使得抓取机械手的软管内部失去负压，抓取机械手上的橡胶件自动掉入第一出料口20并从第二出料口排出。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。