一种冲孔设备的制作方法

1.本发明涉及冲孔设备领域，尤其涉及一种冲孔设备。


背景技术：

2.经编鞋面印刷工序完成后，需要冲多个直径2mm左右的鞋带孔和定位孔，通常采用人工对照鞋面上印刷的空心圆的圆心，敲击冲击刀头或者使用简易冲床依次冲孔。在使用冲头在鞋面上制作异性孔的过程中，不仅需要考虑冲头的中心位置，还要考虑冲头的角度，如此才能制作好异形孔。但凭借人工来调整冲头的角度，具有精度不足的问题。


技术实现要素：

3.为此，需要提供一种冲孔设备，解决背景技术所提出的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供了一种冲孔设备，包括冲头组件，所述冲头组件包括固定座、冲头顶升装置、冲头旋转装置和冲头；
5.所述冲头顶升装置和/或所述冲头旋转装置设置在所述固定座上，所述冲头顶升装置和所述冲头旋转装置传动连接，所述冲头顶升装置的伸缩端的伸缩平面和所述冲头旋转装置的旋转端的旋转平面相交；
6.所述冲头设置在所述冲头顶升装置的伸缩端或者所述冲头旋转装置的旋转端上，所述冲头顶升装置的伸缩端用于带动冲头升降，所述冲头旋转装置的旋转端用于带动冲头旋转。
7.进一步地，所述冲头顶升装置包括冲头顶升驱动机构和滚珠花键；
8.所述冲头顶升驱动机构的伸缩端连接所述滚珠花键的花键轴的一端，所述冲头设置在所述花键轴的另一端上，所述滚珠花键的花键套设置在所述固定座上，所述花键轴贯穿所述固定座。
9.进一步地，还包括连接件；
10.所述冲头顶升驱动机构设置在所述固定座上，所述冲头顶升驱动机构的伸缩端位于所述冲头顶升驱动机构的顶部，所述冲头顶升驱动机构的伸缩端通过连接件连接所述花键轴，所述冲头顶升驱动机构的伸缩端平行于所述花键轴。
11.进一步地，所述冲头旋转装置包括冲头旋转驱动机构、传动机构和所述滚珠花键；
12.所述冲头旋转驱动机构通过所述传动机构和所述滚珠花键的花键套连接，所述花键套转动地设置在所述固定座上。
13.进一步地，还包括工作台、工件托盘和托盘压紧组件；
14.所述冲头朝向所述工作台的上表面设置，所述冲头用于在工件托盘上的工件上进行冲孔作业；
15.所述工件托盘用于承载工件；
16.所述托盘压紧组件用于在冲孔作业时压紧工件托盘。
17.进一步地，所述托盘压紧组件包括托盘顶升装置和托盘下压装置；
18.所述托盘顶升装置的伸缩端设置顶升板，所述托盘顶升装置的伸缩端用于带动顶升板向上移动以顶起工件托盘；
19.所述托盘下压装置的伸缩端设置压板，所述托盘下压装置的伸缩端用于带动压板把工件托盘压在顶升板上。
20.进一步地，还包括传感器，所述传感器设置在所述顶升板上，所述传感器用于检测工件托盘和顶升板的对位情况。
21.进一步地，所述工件托盘包括顶板、金属板和底板；
22.所述顶板设置在所述金属板上，所述金属板设置在所述底板上。
23.进一步地，还包括传送组件，所述工件托盘的两端架设于所述传送组件上，所述传送组件用于输送工件托盘。
24.进一步地，还包括工业相机和控制器；
25.所述工业相机设置在所述冲头组件的一侧，所述控制器和所述工业相机、所述冲头顶升装置和所述冲头旋转装置电连接。
26.区别于现有技术，冲头顶升装置的伸缩端用于带动冲头升降，以实现冲头在工件(如鞋面布)上冲孔；所述冲头旋转装置的旋转端用于带动冲头旋转，以实现冲头角度的调整；如此，方便冲头对准工件上的异形孔的预定位置，提升了冲头组件冲孔的质量。
附图说明
27.图1为本实施例所述冲头组件的结构示意图；
28.图2为本实施例所述冲头组件的侧视图；
29.图3为本实施例所述冲头组件的剖面结构示意图；
30.图4为本实施例所述工作台、所述冲头组件和所述二维滑台的剖面结构示意图；
31.图5为本实施例所述托盘压紧组件的剖面结构示意图；
32.图6为本实施例所述托盘顶升装置和所述托盘下压装置的剖面结构示意图；
33.图7为本实施例所述工件托盘的结构示意图；
34.图8为本实施例所述工件托盘的仰视图；
35.图9为本实施例所述工作台、所述传送组件、所述冲头组件和所述二维滑台的结构示意图；
36.图10为本实施例所述阻挡器的剖面结构示意图。
37.附图标记说明：
38.1、冲头组件；
39.101、固定座；111、连接件；
40.102、冲头顶升装置；121、冲头顶升驱动机构；122、冲头顶升驱动机构的伸缩端；
41.13、冲头旋转装置；131、传动机构；
42.14、滚珠花键；141、花键轴；142、花键套；
43.15、冲头；
44.16、压套；161、压套弹性件；
45.2、工作台；
46.3、传送组件；
47.4、横向滑台装置；
48.5、纵向滑台装置；
49.6、工件托盘；
50.61、顶板；62、金属板；63、底板；64、挡板；65、金属检测件；
51.7、托盘顶升装置；
52.71、托盘顶升驱动机构；72、顶升板；73、直线轴承；74、第一导向柱；
53.75、传感器；
54.8、托盘下压装置；
55.81、弹性件；82、导向伸缩管；83、压板；
56.9、工业相机；
57.10、支架；
58.11、工件；
59.12、阻挡器；
60.1200、缸体；1201、活塞；1202、活塞杆；1203、气缸弹簧；1204、有杆腔；1205、无杆腔。
具体实施方式
61.为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。
62.请参阅图1至图10，本实施例提供一种冲孔设备，包括冲头组件1，所述冲头组件1用于在在工件托盘6上的工件11上进行冲孔作业，尤其是用于为鞋面布冲多个鞋带孔和定位孔。
63.请参阅图1、图2和图3，所述冲头组件1包括固定座101、冲头顶升装置、冲头旋转装置13和冲头15。所述固定座101是支撑冲头组件1的部件，所述冲头顶升装置102和/或所述冲头旋转装置13设置在所述固定座101上。所述冲头顶升装置102和所述冲头旋转装置13传动连接。所述冲头顶升装置102的伸缩端的伸缩平面和所述冲头旋转装置13的旋转端的旋转平面相交，优选的，所述冲头顶升装置102的伸缩端的伸缩平面和所述冲头旋转装置13的旋转端的旋转平面相垂直。
64.所述冲头15设置在所述冲头顶升装置102的伸缩端或者所述冲头旋转装置13的旋转端上。所述冲头顶升装置102的伸缩端用于带动冲头升降，所述冲头旋转装置13的旋转端用于带动冲头旋转。
65.需要说明的是，在异形的冲头的底部在鞋面布上进行冲孔，所述冲头的底部为异形(异形指非圆形)的形状，例如椭圆形、腰圆形、菱形等，在冲孔作业后，鞋面布上形成异形孔。
66.上述技术方案中，冲头顶升装置的伸缩端用于带动冲头升降，以实现冲头在工件(如鞋面布)上冲孔；所述冲头旋转装置的旋转端用于带动冲头旋转，以实现冲头角度的调整；如此，方便冲头对准工件上的异形孔的预定位置，提升了冲头组件冲孔的质量。
67.请参阅图1至图3，在本实施例中，所述冲头顶升装置102包括冲头顶升驱动机构121和滚珠花键14。滚珠花键14是一种直线运动系统，当花键套142利用其中的钢球在经过
精密磨削的花键轴141上直线运动时，可以传递扭矩。滚珠花键14具有较紧凑的结构，能够传递超额的载荷及动力，并且具有较长的寿命。同时花键套142可以跟随花键轴141一起转动。
68.请参阅图1至图3，所述冲头顶升驱动机构的伸缩端122连接所述滚珠花键14的花键轴141的一端，所述冲头15设置在所述花键轴141的另一端上、所述滚珠花键14的花键套142设置在所述固定座101上，所述花键轴141贯穿所述固定座101。如此，在滚珠花键的作用下，冲头可以进行升降运动，进而在置于工件托盘6上的工件进行冲孔作业。
69.需要说明的是，所述冲头顶升驱动机构的伸缩端122可以置于所述花键的上方，或者所述冲头顶升驱动机构的伸缩端122可以置于所述花键的左、右侧上。
70.请参阅图1至图3，在本实施例中，所述冲头顶升驱动机构121可以为伸缩气缸、伸缩油缸、直线电机(例如丝杆电机)等。在此以伸缩气缸为例进行说明，所述伸缩气缸的伸缩端为活塞杆，所述活塞杆的一端具有活塞，所述活塞在所述伸缩气缸的缸体中自由滑动，所述活塞杆的另一端设置所述花键轴的一端。调整活塞杆的走向，使活塞杆的长度沿着为冲头将要升降的方向设置，如此，当活塞杆在缸体中移动时，活塞杆便能带动花键轴进行升降移动。
71.请参阅图1，在本实施例中，当所述冲头顶升驱动机构的伸缩端122可以置于所述花键的左、右侧上时，还包括连接件111。所述冲头顶升驱动机构设置在所述固定座101上，所述冲头顶升驱动机构的伸缩端122位于所述冲头顶升驱动机构的顶部。所述冲头顶升驱动机构的伸缩端122通过连接件111连接所述花键轴，所述冲头顶升驱动机构的伸缩端122平行于所述花键轴。当所述冲头顶升驱动机构的为伸缩气缸时，所述伸缩气缸的活塞杆连接所述连接件111，所述伸缩气缸的活塞杆平行于所述花键轴。
72.请参阅图1至图3，在本实施例中，所述冲头旋转装置13和所述冲头顶升装置102共用滚珠花键14。所述冲头旋转装置13包括冲头旋转驱动机构、传动机构131和所述滚珠花键14。所述冲头旋转驱动机构通过所述传动机构131和所述滚珠花键14的花键套142连接。需要说明的是，所述冲头旋转驱动机构可以为伺服电机、液压马达、气压马达等。所述花键套142转动地设置在所述固定座101上，所述花键套142可以通过轴承设置在所述固定座101上，以实现花键套142的转动。
73.请参阅图1至图3，需要说明的是，所述传动机构131为同步带传动机构或者链条传送机构。在此以同步带传动机构为例进行说明，同步带传动机构包括第一传动轮、第二传动轮和同步带，所述冲头旋转驱动机构的输出端连接所述第一传动轮，所述第二传动轮连接所述花键套，所述同步带套设在所述第一传动轮和所述第二传动轮上。当冲头旋转驱动机构的输出端带动第一传动轮转动，第一传动轮通过同步带将动力引导至第二传动轮上，进而实现花键套和花键轴的转动，最终花键轴带动。
74.具体的，冲头旋转驱动机构通过同步带带动花键套旋转，使花键轴和末端的冲头的角度与鞋面布的异形孔角度一致，然后冲头顶升驱动机构带动花键轴和位于花键轴的末端的冲头下落，进而完成冲孔动作。
75.上文的本实施例列举了依靠滚珠花键进行传动的冲头顶升装置以及冲头旋转装置，在某些实施例中，冲头顶升装置以及冲头旋转装置还可以为如下形式，所述冲头旋转驱装置包括冲头旋转驱动机构和旋转底盘，所述旋转底盘的一面中心连接所述冲头旋转驱动
机构的输出端。所述旋转底盘的另一面中心上设置所述冲头顶升装置，所述冲头顶升装置包括所述冲头顶升驱动机构，所述冲头顶升驱动机构设置在所述旋转底盘上，所述冲头顶升驱动机构的伸缩端连接所述冲头即可。当冲头旋转驱动机构的输出端带动旋转底盘转动，便能带动冲头顶升驱动机构以及位于冲头顶升驱动机构上的冲头转动。
76.请参阅图1至图3，在本实施例中，所述冲孔组件还包括压套16，所述压套16内设置所述冲头15，所述冲头15可以从压套16的底部伸出并进行冲孔作业。在冲孔作业时，压套16压在工件上，冲头15从压套16的底部伸出并在工件上冲孔。需要说明的是，所述压套16的顶部通过压套弹性件161(例如弹簧)设置在所述花键轴141的端部上。如此，压套对工件待冲孔处进行压紧，避免待冲孔处的周围发生褶皱。
77.请参阅图4和图10，在本实施例中，为了在平行于水平面的方向上带动冲头组件1移动，使得冲头组件1上的冲头15对准工件托盘6上的工件，所述冲孔设备还包括二维滑台。所述二维滑台架设于传送组件3之上，且位于冲孔工位处。所述冲孔组件设置在二维滑台上，二维滑台用于驱动冲孔组件水平移动，至工件的待打孔处。
78.其中，传送组件3用于输送工件托盘6及工件，所述传送组件3可以为皮带传送组件、辊轴传送组件等。所述传送组件整体的形状可以为长条形、腰圆形、矩形，形成一流水线。
79.需要说明的是，所述二维滑台的尺寸是能驱动冲孔组件移动至冲孔工位的任意一个位置处的尺寸，这样的设置使得冲孔组件可以在冲孔工位上方移动，在工件移动至冲孔工位时，则可以根据需要打孔的位置将冲孔组件移动至相应位置处。
80.请参阅图4，在进一步的实施例中，所述二维滑台包括横向滑台装置4和纵向滑台装置5，所述横向滑台装置4正交于冲孔工位处的传送组件3的输送方向，即横向滑台装置4驱动冲孔组件移动的方向为正交于冲孔工位处的传送组件3的方向；所述纵向滑台装置5平行于冲孔工位处的传送组件3的输送方向，即纵向滑台装置5驱动冲孔组件移动的方向为平行于冲孔工位处的传送组件3的输送方向。
81.所述横向滑台装置4和纵向滑台装置5均可以是包括有托台、滑台及驱动机构，所述驱动机构也是可以为伸缩气缸、伸缩油缸或直线电机，其中直线电机可以是丝杆电机。所述托台设置有直线的滑轨，所述滑台设置于滑轨处，所述驱动机构与滑台传送连接，用于驱动滑台沿着滑轨直线移动。在安装时，可以是横向滑台装置4的托台与纵向滑台装置5的滑台连接，这样的设置使得纵向滑台装置5的滑台移动时，会带着整个横向滑台装置4移动。所述冲孔组件的固定座则可以安装至横向滑台装置4的滑台处，这样的设置使得横向滑台装置4的滑台移动时，会带着冲孔组件移动，配合纵向滑台装置5，则会带着冲孔组件在水平面内任意移动。
82.为了提高冲孔加工的效率，在进一步的实施例中，所述传送组件沿着传送方向依次设置有至少两个冲孔工位，每个冲孔工位均设置有二维滑台。每个二维滑台均设置有冲孔组件。这样则可以在每个冲孔工位均输送有工件托盘时，停止传送组件，多个冲孔工位同步进行冲孔作业。在多个冲孔工位均完成冲孔作业后，启动传送组件，将完成冲孔的工件输离冲孔工位，输送下一批工件托盘移动并循环上述步骤即可。
83.请参阅图4和图10，在本实施例中，还包括工作台2和工件托盘6。所述工作台2用于放置传送组件、二维滑台、工件托盘、工业相机、冲头组件等部件。所述冲头朝向所述工作台
2的上表面设置，所述冲头用于在工件托盘上的工件上进行冲孔作业。所述工件托盘用于承载工件，所述工件托盘置于所述工作台2的上表面。
84.请参阅图5和图6，在本实施例，为了防止冲孔时工件发生移位工件，还包括托盘压紧组件。所述托盘压紧组件用于在冲孔作业时压紧工件托盘6，防止工件托盘6发生移位而影响冲孔效率。
85.在某些实施例中，托盘压紧组件在使用时可以自上而下地把工件托盘压在传送组件上，例如托盘压紧组件是通过螺栓固定在传送组件上，同时托盘压紧组件下压住工件托盘的两端，使其稳定。
86.请参阅图5和图6，在本实施例中，所述托盘压紧组件包括托盘顶升装置7和托盘下压装置8。所述托盘顶升装置7包括托盘顶升驱动机构71、顶升板72、直线轴承73和第一导向柱74。所述托盘顶升驱动机构71可以为伸缩气缸、伸缩油缸或直线电机，所述托盘顶升驱动机构71的伸缩端位于所述托盘顶升驱动机构71的顶部，所述托盘顶升驱动机构71的伸缩端设置所述顶升板72，所述托盘顶升装置7的伸缩端用于带动顶升板72向上移动以顶起工件托盘6。所述第一导向柱74的一端设置在工作台2面上，所述第一导向柱74的另一端设置在所述顶升板72的底部，所述第一导向柱74上设置直线轴承73，如此来保证顶升板72进行直线运动。所述顶升板72具有较大的承载面，使其可以平稳地托起工件托盘6。其中，该托盘顶升驱动机构71为可调行程气缸，当顶升高度调整后，弹簧压紧式的压板83无需进行调整即可压紧，调试较为方便。
87.请参阅图6，所述托盘下压装置8设置在所述托盘顶升装置7的一侧，所述托盘下压装置8的伸缩端设置压板83，所述托盘下压装置8的伸缩端用于带动压板83把工件托盘6压在顶升板72上。
88.请参阅图6，在本实施例中，所述托盘下压装置8包括弹性件81、第二导向柱、导向伸缩管82和压板83。所述第二导向柱设置在工作台2上，所述导向伸缩管82套设在所述第二导向柱上，所述导向伸缩管82套在所述导向伸缩管82的长度方向上进行伸缩移动。所述导向伸缩管82还通过弹性件81(例如弹簧)设置在工作台2上，所述弹性件81在伸长时具有回复力，用于带动导向伸缩管82往下移动。所述导向伸缩管82套的端部设置压板83，所述压板83用于在弹性件81的弹力作用下向下移动，并下压工件托盘6。需要说明的是，为了实现导向伸缩管82的直线移动，还包括直线轴承73。所述导向伸缩管82通过直线轴承73设置在工作台上。弹性件81可以保证压板83始终下压工件托盘6，避免工件托盘6因为冲击而移位，提升冲孔的精度。
89.请参阅图9和图10，为了保证每个工件托盘6能准确地停止在冲孔工位处，在优选的实施例中，所述冲孔工位设置有阻挡器12，所述阻挡器12包括阻挡件驱动组件和阻挡件，所述阻挡件驱动组件与阻挡件传动连接，用于驱动阻挡件伸出以阻挡工件托盘6或缩回以放行工件托盘6。所述阻挡件驱动组件可以是伸缩气缸、伸缩油缸或直线电机。
90.请参阅图10，在另一实施例中，所述阻挡器整体为气动元件，如气缸。所述阻挡器的伸缩端为气缸中的活塞杆。所述气缸包括缸体1200、活塞1201、活塞杆1202及气缸弹簧1203，气缸弹簧设置于无杆腔1205内，有杆腔1204内通气后，气缸弹簧压缩，活塞杆缩回，以放行工件托盘6；有杆腔内断气后，气缸弹簧伸长，活塞杆伸出，以阻挡工件托盘6。
91.请参阅图7和图8，在本实施例中，所述工件托盘6包括顶板61、金属板62和底板63。
所述顶板61设置在所述金属板62上。所述顶板61用于承载工件。优选的，所述顶板的材质可选用尼龙(pa)、聚丙烯(pp)、聚乙烯(pe)、赛钢(pom)等工程塑料，如此可避免冲孔时冲头遭到损坏。所述金属板62的材质可选用铝、铜、金、银、铁、不锈钢等，起到保证工件托盘6的平面度和刚度，防止工件托盘6变形。所述金属板62设置在所述底板63上。优选的，所述底板的材质可选用尼龙(pa)、聚丙烯(pp)、聚乙烯(pe)、赛钢(pom)等工程塑料，所述底板63作为工件托盘6和传送组件之间的接触面，减少托盘和传送组件的之间的磨损，以及输送时的噪音。需要说明的是，所述底板63可以为长条形，并且设置在所述金属板62的边缘处，或者所述板的尺寸大小和所述金属板62的尺寸大小相同。需要说明的是，图7为工件托盘的爆炸图，图8为工件托盘的结构仰视图。
92.请参阅图7和图8，在本实施例中，所述工件托盘6还包括挡板64，所述挡板64设置在所述底板63的边缘。所述挡板64用于供阻挡器12来阻挡工件托盘6，即阻挡器12通过接触工件托盘6上的挡板64来起到控制工件托盘6的作用。所述挡板64的材质可选用尼龙(pa)、聚丙烯(pp)、聚乙烯(pe)、赛钢(pom)等工程塑料。
93.需要说明的是，所述顶板、所述金属板、所述底板、所述挡板以及所述金属检测件之间可以通过螺栓连接，或者五者之间一体成型也可。
94.在本实施例中，冲孔设备还包括控制器(未图示)。所述控制器可以为编程逻辑控制器(programmable logic controller，简称plc)，对冲孔设备上的部件进行驱动。所述控制器和所述工业相机、所述冲头顶升装置、所述冲头旋转装置、所述托盘压紧组件、所述传感器、所述传送组件和所述二维滑台相电连接。
95.请参阅图6，在本实施例中，冲孔设备还包括传感器75。所述传感器75设置在所述顶升板72上，所述传感器75用于检测工件托盘6和顶升板72的对位情况。所述工件托盘6还包括金属检测件65，金属检测件65设置在底板或者挡板的底部，用于供感器检测托盘是否到位。通过传感器75自动实现检测工件托盘6是否到位，并将到位信息发送给控制器，所述控制器控制托盘压紧组件固定工件托盘6。
96.请参阅图9，在本实施例中，冲孔设备还包括工业相机9。所述工业相机9设置在所述冲头组件的一侧，所述工业相机9通过支架10架设于冲孔工位之上，所述工业相机9向下拍摄工件以及冲头组件。所述工业相机9用于拍摄工件上异形孔的和冲头的角度，以及拍摄输送至冲孔工位处的工件的图像。
97.需要说明的是，控制器根据工业相机所拍摄的信息(即工件托盘携带工件经传送组件运输至冲孔工位)，控制二维滑台、冲头顶升装置和冲头旋转装置进行冲孔空座；控制器根据工业相机所拍摄的工件上异形孔的和冲头的角度之间的关系，控制冲头旋转装调整好冲头的角度；控制器根据传感器的检测结果，控制托盘压紧组件固定工件托盘。
98.需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案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之内。