切割刀片安装装置、切割装置、刀库和更换切割刀片方法与流程

1.本发明涉及一种切割刀片安装装置、一种切割装置、尤其是超声切割装置，以及一种用于切割刀片的刀库。此外，提供了一种用于更换切割刀片的方法。


背景技术：

2.在现有技术中已知超声切割装置，其用于切割例如人造的或天然的皮革。
3.例如已知ep 2 347 870 a1，其公开了一种用于在覆盖材料的背面、尤其是用于车辆的内饰材料的背面制造撕开线的装置，其中，所述覆盖材料优选至少部分地由塑料制成。该装置包括能支撑覆盖材料的支撑件和以一定距离设置在该支撑件上方的、能受马达驱动地在朝支撑件的方向上往复运动的刀具，该刀具可侵入覆盖材料的背面并且可跟随期望的撕开线的走向向前运动。该装置的特征在于，所述刀具由凿子构成，所述凿子的往复运动以16khz至70khz、优选18khz至40khz的频率进行。
4.切割刀片利用超声切割装置的往复运动在此借助超声振荡单元进行。由于高的频率，切割刀片在切割过程期间相应地经受高的加速力。
5.已经发现，由于作用到切割刀片上的上述负载，需要防止切割刀片在切割过程期间由于振荡力而焊接到切割装置的切割刀片支座上的措施。在此例如已知的是，在切割刀片或切割刀片支座上施加铜膏，所述铜膏在切割刀片和切割刀片支座之间形成一个层并且因此防止这两个元件的焊接。
6.然而，这种方法的缺点在于，为了更换切割刀片，必须以相对高的耗费来工作。为此，操作者在更换切割刀片时必须将铜膏涂覆在切割刀片上或切割刀片支座上，从而使得铜膏能够在切割刀片和切割刀片支座之间构成一个层。
7.这导致具有这种切割装置的设备的相对高的停机时间。此外，在手动更换切割刀片时，对于操作者来说，始终存在受伤危险。
8.此外，切割刀片的更换始终构成误差源，其导致产品上接下来降低的切割质量，例如当切割刀片不能以正确的角度定向引入并固定到切割刀片支座中时。这除了降低切割质量之外还可能导致切割刀片的断裂或待制造的产品的破坏。此外，使用者在错误的用于固定切割刀片的拧紧转矩的情况下会引起与切割刀片支座的焊接或者会破坏在刀片/超声振荡单元之间的接口。


技术实现要素：

9.本发明的目的是：至少部分地解决上述问题，并且使得切割刀片易于更换。
10.为此，本发明提供了一种根据权利要求1所述的切割刀片安装装置。此外，本发明涉及一种切割装置、一种用于切割刀片的刀库以及一种用于更换切割刀片的方法。优选的实施方式在从属权利要求中说明。在此，切割刀片安装装置的从属权利要求的特征也可在切割装置、用于切割刀片的刀库和/或方法中使用。相应的内容对于切割装置、用于切割刀片的刀库以及方法的从属权利要求是适用的。
11.根据本发明，切割刀片安装装置包括具有柄部的切割刀片以及至少部分地容纳切割刀片的柄部的固定元件。此外，所述固定元件具有用于固定在切割装置的切割刀片支座上的结构。
12.上述用于固定在切割装置的切割刀片支座上的结构可为螺纹。根据另外的实施方式，所述结构可为凸起或凹部，切割装置的切割刀片支座可接合在该凹部处。
13.所述切割刀片安装装置具有的优点是，切割刀片在切割刀片支座处的正确定向能够可重复地建立。因此，能够安全且可靠地更换切割刀片。此外，可监测并且可重复地保持用于将切割刀片连接在切割装置的切割刀片支座上的确定的拧紧转矩。也可监测切割刀片的安装长度。
14.此外，所述切割刀片安装装置能实现更换刀片，而不中断制造或切割过程。以这种方式，刀片更换的周期时间与手动更换相比可被缩短并且可在限定的时间窗中被实施。
15.也可实现关于刀片质量的评价。为此，根据一种优选的实施方式规定，所述切割刀片安装装置具有用于检测和/或评估切割刀片质量的机构。
16.在刀库中可容纳一个或多个切割刀片。通过由刀库接收切割刀片来进行切割刀片的更换，可避免在手动安装切割刀片时可能的错误。如果一个刀库容纳多个切割刀片，则可准备好不同的刀片几何结构，这些刀片几何结构可根据需要更换到切割装置中。由此，具有这种切割装置的设备/机器的灵活性得以显著提高。
17.在一种实施方式中规定，固定元件具有接合结构，传动元件/驱动元件能够接合在该接合结构上，以便使固定元件进行转动运动。因此，固定元件可借助于转动运动被固紧。
18.在此优选的是，接合结构构成为齿轮状的，从而确保可靠且限定的力传递。
19.在另一实施方式中，切割刀片具有凸起、尤其是环绕的凸起，所述凸起贴靠在固定元件的内侧上。切割刀片的凸起可贴靠在固定元件的内部区段上。
20.优选的是，所述结构在优选的实施方式中构成为螺纹，进一步优选地为内螺纹。因此，可确保可靠的固定并且可在限定的时间窗中实施刀片更换。
21.在另一实施方式中规定，固定元件可相对于切割刀片转动，从而可以相对简单的构造来固定切割刀片。
22.此外，本发明涉及切割装置，所述切割装置例如构成为超声切割装置。该切割装置包括：用于产生振荡运动的驱动装置；和切割刀片支座，该切割刀片支座具有用于容纳切割刀片的切割刀片容纳部。在此，切割刀片容纳部构成为，使得驱动装置可驱动切割刀片。此外规定，切割刀片支座具有一结构、尤其是螺纹，容纳切割刀片的固定元件可安装在该结构上以用于固定。
23.如已经解释的那样，所述结构可为螺纹。根据另外的实施方式，结构可为凸起或凹部。
24.借助于切割装置能够实现刀片更换，而不中断制造过程或切割过程。因此，刀片更换的周期时间与手动更换相比可被缩短，并且可在限定的时间窗中实施刀片更换。也可进行关于刀片质量的评估。
25.切割刀片支座的所述结构、尤其是螺纹可为外螺纹。
26.在一种实施方式中规定，在切割刀片支座的最外部的区段上提供贴靠区段，该贴靠区段用作或构成为用于切割刀片的凸起的止挡。
27.此外，提供了一种用于一个或多个切割刀片的刀库，所述刀库具有：切割刀片支架，所述切割刀片支架构成为用于容纳用于切割刀片的固定元件；驱动元件，所述驱动元件设置成用于引起将固定元件固定在切割装置上。在此，该固定尤其是可通过被驱动元件驱动的固定元件的转动运动实现。
28.利用这种刀库确保顺利地更换刀片。关于其他的优点，参照上文关于切割刀片安装装置和切割装置的说明。
29.在一种实施方式中规定，刀库具有用于检测和/或评估切割刀片的质量的机构。
30.所述刀库可构成为，使得所述切割刀片支架具有能相对于彼此运动的第一构件和第二构件，其中，跟踪元件作用在第一构件上，以便使切割刀片支架的第一构件沿轴向运动。
31.优选地，用于将转动运动传递到固定元件上的驱动元件构成为齿轮。
32.此外优选的是，设有彼此连接的驱动元件以及轴。所述驱动元件可固定在轴上。此外，所述轴可在与轴向方向平行的方向上延伸。
33.在刀库上可设有配合支承件，该配合支承件设置成，使得固定元件被容纳在配合支承件与驱动元件之间。因此，能够确保可靠的力传递。固定元件在刀片更换期间也被可靠地保持。
34.此外，提供一种用于更换切割刀片的方法。在该方法的范围内，可使用根据上述方面之一的切割装置或刀库。
35.根据该方法，将切割装置、尤其是超声切割装置相对于刀库定向，从而能通过切割装置的切割刀片支座容纳切割刀片。此外，该方法包括借助于被驱动的固定元件将切割刀片固定在切割装置的切割刀片支座上的步骤。
36.借助于所述方法，能够实现切割刀片的顺利更换，而不中断制造或切割过程。以这种方式，刀片更换的周期时间与手动更换相比可被缩短，并且可在限定的时间窗中实施刀片更换。也可进行关于刀片质量的评估。
37.优选地，使固定元件进行转动运动以用于固定切割刀片。进行该转动运动，直至实现切割刀片的固定。在此过程中，将切割刀片以限定的定向安装在切割装置上。
38.优选的是，在该方法的过程中进行刀片更换。尤其是在固定切割刀片之前，将已经固定在切割装置上的切割刀片取出并且使之容纳在刀库中。
附图说明
39.本发明的其他特征和优点由接下来对优选的实施方式的说明得出。在附图中：
40.图1示出了用于切割刀片的刀库以及容纳在其中的带有切割刀片的切割刀片安装装置的剖视图。
41.图2示出了根据图1的组件，其中，引入用于容纳切割刀片的切割装置。
42.图3示出了在接收切割刀片时在图2中示出的切割装置。
43.图4示出了切割刀片从刀库引出所处的状态。
44.图5示出了切割刀片从刀库取出所处的情况。
具体实施方式
45.下面借助附图描述实施方式。在此上下文中提到的各个特征的其他改型方案可分别彼此组合，以构成本发明的其他实施方式。尽管所述实施方式被理解为纯粹示例性的并且是非限制性的，所述实施方式的各个特征可用于详细说明本发明。
46.在下述实施方式中，切割刀片10被容纳在刀库100中。虽然根据该实施方式的刀库100仅容纳单个切割刀片10，但是刀库100可任意扩展并且因此可容纳多个切割刀片。
47.这种切割刀片10例如用于多种材料的分割处理，或者用于将弱化线引入材料中。在此，尤其可涉及人造革材料中的弱化线，该人造革材料用于蒙覆轿车的内部构件。
48.切割刀片10包括侵入待切割材料中的顶端11以及被容纳在(接下来描述的)切割刀片支座中的柄部13。在顶端11和柄部13之间设有凸起12，如以下说明的那样，该凸起与切割刀片支座的贴靠区段接触。
49.切割刀片10被容纳在固定元件20中，所述固定元件至少部分地围绕切割刀片10中的柄部13延伸。切割刀片10的凸起12在此贴靠在固定元件20的内部区段上。
50.固定元件20包括外部接合结构21以及内螺纹22，所述外部接合结构例如类似于齿轮地构成在固定元件20的外周侧上，所述内螺纹以确定的距离与切割刀片10的柄部13相对而置。虽然在本实施方式的范围中描述了齿轮形式的固定元件，但是固定元件也可例如形成为六角形等形状。
51.固定元件20连同切割刀片10被容纳在刀库100中。刀库100包括壳体101以及基座102。基座102形成有内部凹槽102a，弹簧104在该内部凹槽中延伸。弹簧104的延伸方向也被称为轴向方向a。
52.此外，在内部凹槽102a中容纳有切割刀片支架105，该切割刀片支架与弹簧104接触。所述切割刀片支架105可构成为花键套筒形的，以便能够以有利的方式传递转矩。
53.在此，切割刀片支架105多件式地构成。内部构件106设置在中间，所述内部构件容纳在外部构件107中。内部构件106能够相对于外部构件107沿着轴向方向移动。
54.内部构件106包括凹部106a和容纳区段106b，切割刀片10部分地被容纳在所述凹部中，弹簧104至少部分地引入容纳区段106b中。此外，设有止挡106c，所述止挡限制内部构件106相对于外部构件107的轴向运动。内部构件106可构成为花键轴形的，以便能够以有利的方式接收转矩。
55.此外，刀库100包括配合支承件103，该配合支承件与驱动元件(更确切地说齿轮)115相对而置。固定元件20连同刀片10被容纳在配合支承件103和驱动元件115之间。
56.刀库100具有用于操纵固定元件20的驱动装置。驱动装置包括驱动元件110，驱动元件在该实施例中构成为驱动盘，所述驱动盘能够通过皮带被驱动。在另外的实施方式中，驱动元件110也可构成为齿轮等等。
57.驱动元件110固定在轴111上，该轴与轴向方向a平行地延伸。轴111通过第一轴承112和第二轴承113可转动地支承在基座102上。
58.在轴111的与驱动元件110相对的端部上安装有驱动元件115，该驱动元件具有接合结构(齿轮)，该接合结构接合到固定元件20的外部接合结构21中。如果驱动元件115转动，则固定元件20因此也被置于转动运动中。
59.切割刀片10设置用于容纳在切割装置200中。为此，切割装置200包括具有切割刀
片容纳部211的切割刀片支座210。在切割刀片支座210的最外部的区段上设有贴靠区段212。
60.切割刀片10在切割加工期间的往复运动(振荡运动)借助于容纳在切割装置200中的超声振荡单元/升压器(或其他振荡类型)实现。尤其是，切割刀片在此被置于20-50khz范围内的振荡运动中。
61.接下来应说明一种用于从刀库100中取出切割刀片10的方法。
62.首先，引入到固定元件20中的切割刀片10位于存放位置中。例如，操作者可将切割刀片10连同固定元件20引入到刀库100中并且因此将其进行储备，以用于转移给切割装置200。
63.接着将切割装置200引导到刀库100的区域中。在此，切割装置200可安装在(图中未示出的)机械臂上，该机械臂使切割装置200运动到刀库100的区域中，以进行刀片更换。为此，切割装置200相应于轴向方向a定向。
64.现在，切割装置200被朝向切割刀片10的方向引导，使得切割刀片10的柄部13部分地进入切割刀片容纳部211中。随后，使驱动元件115进行转动运动，从而通过驱动元件115接合在固定元件20上使固定元件20围绕轴向方向(轴线)a转动。
65.以这种方式，以切割刀片支座211的外螺纹引入到固定元件20的内螺纹22中，直至贴靠区段212贴靠在切割刀片10的凸起12上。在此，配合支承件103确保：固定元件20在转动运动中被驱动，然而此时保留在刀库100中。弹簧104在转动运动期间将固定元件20朝切割装置200的方向挤压。
66.在贴靠区段212在切割刀片10的凸起12上的位置被检测到或被确定并且达到预定的拧紧转矩之后，可将切割装置200从刀库100中取出。在此，将切割装置200沿着轴向方向a引导，直到切割刀片位于刀库100的区域之外。
67.这样配备有切割刀片10的切割装置200可随后对设置在支撑件上的材料进行超声波加工，例如将材料分割或将削弱区域引入该材料中。
68.磨损的刀片10可在之后的时间点在(未示出的)另一工作站中被清除。在此过程中，所述刀库100可配备新的刀片。