本发明专利技术涉及一种防抖动异形柔性材料裁剪装置，以解决现有裁剪装置裁剪时刀具易受非周期随机冲击、抖动而导致裁剪精度低、裁剪效率低、裁剪不稳定的问题。包括机架、步进移动机构、转刀机构、刀架、刀轴、音圈电机、电容式位移传感器、驱动板和控制器。刀轴悬浮安装，通过固定内磁环与外磁环的配合可以实现刀轴径向上的防冲击，通过电容式位移传感器可以检测刀片的轴向的抖动并传递给控制器，控制器经过傅立叶变化转化为频域并分析其频率、幅度、相位，随后转换为相应的控制信号传递给音圈电机，通过音圈电机的电机驱动块实时按照与刀轴相反的动作带动音圈动子运动，音圈动子与刀轴固定在一起以抵消刀轴的抖动，实现刀具轴向抖动的主动消除。动消除。动消除。
【技术实现步骤摘要】
一种防抖动异形柔性材料裁剪装置
[0001]本专利技术涉及一种防抖动异形柔性材料裁剪装置。
技术介绍
[0002]异形柔性材料是指材料各处的厚度、韧性、硬度等不均匀的一种柔性材料，在进行高效裁剪作业的时候，不同韧性以及硬度的材料对于裁剪作业中刀具的作用力形式不同，特别是对于不均匀的材料进行切割时，刀具会受到非周期性的随机冲击，导致刀具出现径向和轴向的抖动，这对于高效裁剪作业会极大的影响裁剪的质量。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的在于提供一种防抖动异形柔性材料裁剪装置，用以解决现有裁剪装置裁剪异形柔性材料时刀具易受非周期随机冲击、抖动而导致裁剪精度低、裁剪效率低、裁剪不稳定的技术问题。
[0004]本专利技术的技术方案如下：
[0005]防抖动异形柔性材料裁剪装置包括：
[0006]机架；
[0007]步进移动机构，安装在机架上，包括可沿相互垂直的X、Y、Z三个方向移动的输出端；
[0008]转刀机构，悬装在所述输出端上，包括支架和转动装配在支架上的连接轴，连接轴的轴线竖直设置，支架上还安装有驱动连接轴绕其轴线旋转的转刀驱动机构；
[0009]刀架，安装在连接轴的下部，包括矩形块以及设置在矩形块下部的U形架，U形架包括间隔平行设置的两个边板，U形架的两个边板上分别设置有安装通孔，两个安装通孔同轴设置，安装通孔内安装有固定外磁环；
[0010]刀轴，中部安装有刀片，刀轴穿装在所述安装通孔和驱动孔中，刀轴上与所述固定外磁环一一对应套设有固定内磁环，固定内磁环与固定外磁环极性相反设置以彼此相斥；
[0011]音圈电机，包括圆筒状的电机驱动块和由电机驱动块驱动的圆筒状的音圈动子，电机驱动块套设在音圈动子外且相对于U形架的一个边板固定，音圈动子套设并固定在刀轴上；
[0012]电容式位移传感器，用于检测刀片的轴向位移，呈圆筒状，套在刀轴上且相对于U形架的另一个边板固定；
[0013]驱动板，有两块，分别贴设在两个边板的外面，两块驱动板上分别设置有驱动孔，两驱动孔与安装通孔同轴设置，驱动孔内周面上均布有多个驱动电磁铁；刀轴上与两驱动孔中的各个驱动电磁铁一一对应设置有动子磁铁，驱动电磁铁通电后驱动动子磁铁旋转；
[0014]控制器，用于根据电容式位移传感器所反馈的刀片轴向位移信号以控制音圈电机提供反向的位移量。
[0015]进一步地，所述驱动孔为六边形孔，驱动孔的六个侧面上分别设置一个所述驱动
电磁铁，所述刀轴上对应于两个驱动孔的两段的横截面为六边形，六边形的六个侧面上分别设置一个所述动子磁铁。
[0016]进一步地，转刀驱动机构包括依次传动连接的驱动电机、主动同步带轮、同步带和从动同步带轮，从动同步带轮固定在连接轴上。
[0017]进一步地，步进移动机构包括可沿X向移动的同步带传动机构和分别可沿Y、Z方向移动的丝杆传动机构。
[0018]本专利技术的有益效果：本专利技术的一种防抖动异形柔性材料裁剪装置在使用时，启动驱动板上的各个驱动电磁铁，从而产生磁力与刀轴上的各动子磁铁耦合，进而带动刀轴绕其轴线旋转，带动刀片旋转以切割材料，当由于所切割的材料因各处韧性、强度、硬度、密度等不同而导致刀片产生非周期性的冲击时，刀轴的径向的跳动依靠固定外磁环和固定内磁环之间斥力的抵消而逐渐消失，而且所受的冲击越大，内、外磁环之间的斥力越大，实现了自适应抗冲击载荷的目的，保证了刀片的抗冲击性；而刀轴轴向的抖动被电动式位移传感器检测并实时将抖动的信息传递给控制器，控制器经过傅立叶变化转化为频域并分析其频率、幅度、相位，随后转换为相应的控制信号传递给音圈电机，通过音圈电机的电机驱动块实时按照与刀轴相反的动作带动音圈动子运动，音圈动子与刀轴固定在一起以抵消刀轴的抖动，实现刀具轴向抖动的主动消除；再者，当刀轴因为受非周期性冲击而偏离中心位置时，由于其驱动方式为驱动电磁铁驱动，即使其偏离中心位置，依然受到驱动电磁铁的驱动，确保了驱动的相对稳定性，即在所受冲击大、变形量大、轴心偏离的情况下依然可以进行有效的驱动。另外，启动步进移动机构后可以按照设定程序带动刀片自由的沿X、Y、Z三个方向移动，通过转刀机构可带动刀片改变切割方向，当步进移动机构带动刀片移动时，在加减速过程中产生较大的运动加速度，或者在切割不同韧性、不同强度、不同厚度、不同硬度的异性柔性材料而导致刀具受到非周期性的随机冲击时，减震装置即可自动发挥作用，通过分别确定阻尼系数的弹簧消除X、Y、Z方向的抖动。由于裁剪作业刀具本身工作于低频区，所受到的高频抖动多为噪声，通过弹簧悬挂系统设定合适的传递函数实现抖动噪声抑制，实现机构低通滤波，做到刀具在高速作业下的稳定性，并且实现大惯性运动机构与小惯性刀具端的隔离，有利于实现高稳定性加工。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的一种防抖动异形柔性材料裁剪装置的具体实施方式的总体结构示意图；
[0020]图2为转刀机构及驱动、检测等部分的立体结构示意图；
[0021]图3为图2的主视图；
[0022]图4为图2的右视图；
[0023]图5为图3中A
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A处的剖视图；
[0024]图6为图4中B
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B处的剖视图；
[0025]图中：1
‑
机架，2
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步进移动机构，21
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X向同步带传动机构，22
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Y向丝杆传动机构，23
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Z向丝杆传动机构，231
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输出滑块(即输出端)；3
‑
转刀机构，31
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支架，32
‑
连接轴，33
‑
驱动电机，34
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主动同步带轮，35
‑
同步带，36
‑
从动同步带轮，4
‑
刀架，41
‑
矩形块，42
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U形架，421
‑
边板，5
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刀片，6
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音圈电机，61
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电机驱动块，62
‑
音圈动子，7
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待切割异形柔性材料，8
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柔性切割面板，9
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电容式位移传感器，10
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驱动板，30
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驱动电磁铁，40
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动子磁铁，50
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刀轴，60
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固定外磁环，70
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固定内磁环。
具体实施方式
[0026]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术，即所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.防抖动异形柔性材料裁剪装置，其特征在于，包括：机架；步进移动机构，安装在机架上，包括可沿相互垂直的X、Y、Z三个方向移动的输出端；转刀机构，悬装在所述输出端上，包括支架和转动装配在支架上的连接轴，连接轴的轴线竖直设置，支架上还安装有驱动连接轴绕其轴线旋转的转刀驱动机构；刀架，安装在连接轴的下部，包括矩形块以及设置在矩形块下部的U形架，U形架包括间隔平行设置的两个边板，U形架的两个边板上分别设置有安装通孔，两个安装通孔同轴设置，安装通孔内安装有固定外磁环；刀轴，中部安装有刀片，刀轴穿装在所述安装通孔和驱动孔中，刀轴上与所述固定外磁环一一对应套设有固定内磁环，固定内磁环与固定外磁环极性相反设置以彼此相斥；音圈电机，包括圆筒状的电机驱动块和由电机驱动块驱动的圆筒状的音圈动子，电机驱动块套设在音圈动子外且相对于U形架的一个边板固定，音圈动子套设并固定在刀轴上；电容式位移传感器，用于检测刀片的轴向位移，呈圆筒状，套在刀轴上且相对于U形架的另一个边板固定；驱动板...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁博，陈祎婧，
申请(专利权)人：上海百琪迈科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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