一种板材保护薄膜数控划切设备及划切深度控制方法与流程

1.本发明涉及一种保护膜分割设备，尤其涉及一种板材保护薄膜数控划切设备及划切深度控制方法。


背景技术：

2.在家用电器制造过程中，为产品在成型加工以及成品在运输、搬运过程中不受污染、腐蚀、划伤，保持色泽、表面质量等，家电的外观部位，例如冰箱门壳、侧板、后背板，洗衣机盖板、箱体、热水器外桶和微波炉外壳等普遍采用各类金属覆膜板。金属板覆膜是以热镀锌钢板、镀铝锌钢板、电镀锌板等为基板，经表面化学转化预处理之后，在表面热帖一层或几层的高分子膜，随后经过冷却粘合固化而成的产品。
3.外购或初次加工的覆膜钢板普遍是整块的平面板材，由于家电产品是立体造型，存在较多的转角、弧度位、冲孔、特殊造型等情况，需要对板材进行折弯、冲孔等操作，因此需要提前对分割部位的保护薄膜进行预分割。现有的划膜机通过在划刀上装弹簧，使得划刀在划膜过程中具有一定的缓冲能力，但是，此结构只能用于平面产品的划膜，对于表面由于加工误差产生一定翘曲，或者自身具有弧度的产品，都不适用。上述产品只能人工划膜，划膜效率低，也容易划伤工件。


技术实现要素：

4.本发明为了解决现有板材保护薄膜数控划切设备在工件不平时无法正常工作的技术问题，提供了一种板材保护薄膜数控划切设备，可实现在凹凸不平的工件表面自动划膜，能够稳定控制划膜深度，应用场合广。
5.本发明还提供了一种板材保护薄膜的划切深度控制方法，可以对不平整的板材表面进行快速划膜，适用范围广，不会划伤板材，生产效率高。
6.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种板材保护薄膜数控划切设备，包括工作台、横向驱动装置、纵向驱动装置和划膜机头，所述纵向驱动装置设于横向驱动装置上，所述划膜机头设于所述纵向驱动装置上；
7.所述工作台用于承载待划膜工件；
8.所述纵向驱动装置能够驱动所述划膜机头纵向移动，所述横向驱动装置能够驱动所述纵向驱动装置整体横向移动；
9.所述划膜机头包括音圈电机、底板、伸缩限位机构和小刀；
10.所述伸缩限位机构连接底板和小刀，在所述伸缩限位机构的限位作用下，所述小刀能够相对所述底板伸出或缩回；所述音圈电机通过伸缩限位机构与小刀连接，用于驱动小刀上下移动。
11.作为上述方案的改进，所述伸缩限位机构包括滑轨座、滑轨、滑块和小刀套；
12.所述滑轨设于滑轨座上，所述滑轨座设于底板上；
13.所述滑块与所述滑轨配合设置，并能沿所述滑轨滑动；
14.所述小刀套设于所述滑块上，所述小刀设于所述小刀套下部；
15.所述音圈电机的定子与所述底板固定连接，转子与所述滑块连接，所述转子能够相对所述定子上下移动，以带动所述小刀上下移动。
16.作为上述方案的改进，所述横向驱动装置包括横向滑轨、横向滑块、横向皮带、第一导向轮和横向驱动电机，所述横向滑块设于所述横向滑轨中，所述横向皮带的两端设有所述第一导向轮，所述横向皮带还与所述横向滑块固定连接，带动所述横向滑块沿所述横向滑轨移动；所述横向驱动电机与所述第一导向轮连接，能够驱动所述第一导向轮旋转。
17.作为上述方案的改进，所述横向滑轨设于所述工作台的两侧面上，所述横向滑轨外侧设有保护壳，所述保护壳的上表面与所述工作台平齐。
18.作为上述方案的改进，所述纵向驱动装置包括纵向滑轨、纵向滑块、纵向皮带、第二导向轮和纵向驱动电机，所述纵向滑块设于所述纵向滑轨中，所述纵向皮带的两端设有所述第二导向轮，所述纵向皮带还与所述纵向滑块固定连接，带动所述纵向滑块沿所述纵向滑轨移动；所述纵向驱动电机与所述第二导向轮连接，能够驱动所述第二导向轮旋转。
19.作为上述方案的改进，所述横向滑块上还设有压杆。
20.作为上述方案的改进，所述横向驱动装置和纵向驱动装置均有两套，所述横向驱动装置并排设置并分别与对应的纵向驱动装置连接。
21.作为上述方案的改进，所述小刀套下部设有导向套头，所述小刀套上还设有吹气装置，所述吹气装置能够将高压空气引导至所述小刀和导向套头之间的间隙中并向外吹出。
22.作为上述方案的改进，所述吹气装置包括气接头、位于所述小刀套内的第一流道和第二流道，所述气接头、第一流道和第二流道依次接通；所述第二流道与所述导向套头的锥型空腔连通。
23.作为上述方案的改进，所述小刀套还设有高度微调装置，所述高度微调装置与所述小刀的底端连接，用于调整小刀的预设高度。
24.作为上述方案的改进，所述滑轨座上还设有导向孔，所述定子的底部设有导向柱，所述导向柱伸入所述导向孔中。
25.作为上述方案的改进，所述滑块还设有限位槽，所述底板设有限位杆，所述限位杆伸入所述限位槽中。
26.作为上述方案的改进，所述小刀套、滑块或音圈电机上设有压力感应器。
27.相应地，本发明还公开了一种板材保护薄膜的划切深度控制方法，其通过如上文所述的板材保护薄膜数控划切设备对保护膜进行划切；包括以下步骤：
28.s001、读取画图软件的图形资料，根据图形资料的轮廓，计算划膜路径；
29.s002、从工作台的两端或侧面上料，将待划膜板材固定于工作台上；
30.s003、通过高度微调装置调节小刀的切割深度；
31.s004、通过横向驱动装置和纵向驱动装置驱动划膜机头移动，使得小刀在板材表面沿计算出的划膜路径移动，直到移动到划膜路径终点；在移动过程中，本数控划切设备通过音圈电机控制小刀伸缩，使得小刀移动过程中对板材的压力恒定。
32.作为上述方案的改进，所述划膜机头通过设于小刀套、滑块或音圈电机上的压力感应器感知小刀在划膜过程中与板材之间的压力，根据检测到的压力大小，通过音圈电机
控制所述小刀升降，从而保证小刀移动过程中对板材的压力恒定。
33.作为上述方案的改进，步骤s002和步骤s003之间加入步骤a：在板材正上方进行扫描，获取板材的高度资料；步骤s004中，本数控划切设备根据获取到的板材高度资料，通过音圈电机主动控制小刀伸缩，使得小刀移动过程中对板材的压力恒定。
34.实施本发明，具有如下有益效果：
35.本发明通过横向驱动装置和纵向驱动装置驱动划膜机头，使得划膜机头能够在工作台上方水平移动，移动灵敏平滑，精度高。
36.本产品采用音圈电机控制小刀的伸缩，操控精度高，反应灵敏，满足高速划膜的要求。本产品可以安装在水平驱动机构上，本划膜机头即可在需要划膜的表面划出需要的线条，便于后续将预定位置的保护膜撕去。通过所述音圈电机可以对小刀施加恒定压力，当压力变化时，可以迅速驱动小刀升降，使得压力保持稳定，从而保证划膜深度稳定，不会划伤工件表面。
37.采用本方法，可以对不平整的板材表面进行快速划膜，适用范围广，不会划伤板材，生产效率高。
附图说明
38.图1是本发明一种板材保护薄膜数控划切设备的整体结构示意图；
39.图2是本发明一种板材保护薄膜数控划切设备的局部剖视图；
40.图3是图2的a部放大图；
41.图4是本发明的纵向驱动装置的结构示意图；
42.图5是本发明的划膜机头的立体结构示意图；
43.图6是本发明的划膜机头的剖视图；
44.图7是本发明的小刀套的剖视图；
45.图8是本发明一种板材保护薄膜的划切深度控制方法的流程图；
46.图9是本发明一种板材保护薄膜的划切深度控制方法的另一控制方式的流程图。
具体实施方式
47.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。仅此声明，本发明在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本发明的附图为基准，其并不是对本发明的具体限定。
48.如图1、图5和图6所示，本发明第一实施例提供了一种板材保护薄膜数控划切设备，包括工作台1、横向驱动装置2、纵向驱动装置3和划膜机头4，所述纵向驱动装置3设于横向驱动装置2上，所述划膜机头4设于所述纵向驱动装置3上；所述工作台1用于承载待划膜工件；所述纵向驱动装置3能够驱动所述划膜机头4纵向移动，所述横向驱动装置2能够驱动所述纵向驱动装置3整体横向移动；所述划膜机头4包括音圈电机41、底板42、伸缩限位机构和小刀47；所述伸缩限位机构包括滑轨座43、滑轨44、滑块45和小刀套46。所述滑轨44设于滑轨座43上，所述滑轨座43设于底板42上；所述滑块45与所述滑轨44配合设置，并能沿所述滑轨44滑动；所述小刀套46设于所述滑块45上，所述小刀47设于所述小刀套46下部；所述音圈电机41的定子41a与所述底板42固定连接，转子41b与所述滑块45连接，所述转子41b能够
相对所述定子41a上下移动，以带动所述小刀47上下移动。
49.本技术通过横向驱动装置2和纵向驱动装置3驱动划膜机头4，使得划膜机头4能够在工作台上方水平移动，移动灵敏平滑，精度高。
50.本产品采用音圈电机41控制小刀47的伸缩，操控精度高，反应灵敏，满足高速划膜的要求。本产品可以安装在水平驱动机构上，本划膜机头4即可在需要划膜的表面划出需要的线条，便于后续将预定位置的保护膜撕去。通过所述音圈电机41可以对小刀47施加恒定压力，当压力变化时，可以迅速驱动小刀47升降，使得压力保持稳定，从而保证划膜深度稳定，不会划伤工件表面。
51.其中，结合图2和图3，所述横向驱动装置2包括横向滑轨21、横向滑块22、横向皮带23、第一导向轮24和横向驱动电机25，所述横向滑块22设于所述横向滑轨21中，所述横向皮带23的两端设有所述第一导向轮24，所述横向皮带23还与所述横向滑块22固定连接，带动所述横向滑块22沿所述横向滑轨21移动；所述横向驱动电机25与所述第一导向轮24连接，能够驱动所述第一导向轮24旋转。
52.为了使大型工件能够从工作台1的侧面进料，所述工作台的两侧应该尽量减少遮挡。因此，所述横向滑轨21设于所述工作台1的两侧面上，所述横向滑轨21外侧设有保护壳26，所述保护壳26的上表面与所述工作台平齐。待划膜的工件可以搭接在所述保护壳26上，再推入工作台中，有利于大面积工件的进出料。
53.结合图4所示，所述纵向驱动装置3包括纵向滑轨31、纵向滑块32、纵向皮带33、第二导向轮34和纵向驱动电机35，所述纵向滑块32设于所述纵向滑轨31中，所述纵向皮带33的两端设有所述第二导向轮34，所述纵向皮带33还与所述纵向滑块32固定连接，带动所述纵向滑块32沿所述纵向滑轨31移动；所述纵向驱动电机35与所述第二导向轮34连接，能够驱动所述第二导向轮34旋转。
54.优选地，所述横向滑块22上还设有压杆27。所述压杆27用于将工件压紧固定。
55.作为一种优选的实施方式，所述横向驱动装置2和纵向驱动装置3均有两套，所述横向驱动装置2并排设置并分别与对应的纵向驱动装置3连接。两套横向驱动装置2和纵向驱动装置3能够驱动独立的划膜头移动，提升一倍的工作效率。
56.如图7所示，为了防止划膜过程保护膜进入小刀47和小刀套46之间，将小刀47卡住，影响小刀47的移动。所述小刀套46下部设有导向套头461，所述小刀套46上还设有吹气装置48，所述吹气装置48能够将高压空气引导至所述小刀47和导向套头461之间的间隙中并向外吹出。具体地，所述吹气装置48包括气接头481、位于所述小刀套46内的第一流道482和第二流道483，所述气接头481、第一流道482和第二流道483依次接通；所述第二流道483与所述导向套头461的锥型空腔462连通。所述锥型空腔462起到导向作用，一方面便于小刀47伸入所述小刀套46中，另一方面起到引导高压空气，使其向小刀47和小刀套46之间的缝隙聚集的作用。在此同时，所述高压空气也起到冷却小刀7的作用。
57.优选地，所述小刀套46还设有高度微调装置462，所述高度微调装置462与所述小刀47的底端连接，用于调整小刀47的预设高度。
58.由于音圈电机41的移动精度高(精度达10nm)，驱动物件升降时的加速度大(加速度达250g以上)，因此必须对其精准限位，防止转子41b受到外界的过大冲击力而损坏。所述滑轨座43上还设有导向孔431，所述转子41b的底部设有导向柱432，所述导向柱432伸入所
述导向孔431中。所述导向柱432用于转子41b的活动限位，帮助转子41b抵御水平方向的冲击力，保证音圈电机41的工作稳定。
59.为了限定所述滑块45的最大升降行程，所述滑块45还设有限位槽451，所述底板42设有限位杆421，所述限位杆421伸入所述限位槽451中。
60.为了更为准确的感知小刀47的划膜压力，所述小刀套46、滑块45或音圈电机41上设有压力感应器(图中未画出)。通过压力感应器的压力信号反馈，控制音圈电机41的伸缩活动。
61.结合图8所示，本发明第二实施例提供了一种板材保护薄膜的划切深度控制方法，其通过如上文所述的板材保护薄膜数控划切设备对保护膜进行划切；包括以下步骤：
62.s001、读取画图软件的图形资料，根据图形资料的轮廓，计算划膜路径；所述画图软件可以是cad等软件，其在绘制时，只描绘划膜轮廓，本数控划切设备对输入的轮廓根据预设程序，计算划膜路径，并生产驱动指令。
63.s002、从工作台的两端或侧面上料，将待划膜板材固定于工作台上；由于本数控划切设备的保护壳26与工作台平齐，因此待划膜的工件可以搭接在所述保护壳26上，再推入工作台中。
64.s003、通过高度微调装置调节小刀的切割深度；所述高度微调装置可以是千分尺，其活动端连接所述小刀47，通过旋动所述千分尺上的旋钮，可以控制所述小刀47的初始高度。
65.s004、通过横向驱动装置和纵向驱动装置驱动划膜机头移动，使得小刀在板材表面沿计算出的划膜路径移动，直到移动到划膜路径终点；在移动过程中，本数控划切设备通过音圈电机控制小刀伸缩，使得小刀移动过程中对板材的压力恒定。由于音圈电机的移动精度高、驱动加速度大，因此能够满足小刀在快速移动过程中的快速高度调节。
66.采用本方法，可以对不平整的板材表面进行快速划膜，适用范围广，不会划伤板材，生产效率高。
67.优选地，所述划膜机头通过设于小刀套、滑块或音圈电机上的压力感应器感知小刀在划膜过程中与板材之间的压力，根据检测到的压力大小，通过音圈电机控制所述小刀升降，从而保证小刀移动过程中对板材的压力恒定。当检测到的压力变大，音圈电机控制所述小刀上升；当检测到的压力减小，音圈电机控制所述小刀下降。
68.结合图9，作为对小刀升降的另一种控制方式，步骤s002和步骤s003之间加入步骤a：在板材正上方进行扫描，获取板材的高度资料；步骤s004中，本数控划切设备根据获取到的板材高度资料，通过音圈电机主动控制小刀伸缩，使得小刀移动过程中对板材的压力恒定。此方式是控制所述小刀主动升降，可以避免小刀压力变化后进行反馈控制的信号和动作滞后问题。本方法可以与上文根据压力控制的方法组合使用，在宏观上使得小刀能够根据待划膜的工件的表面轮廓高度来主动升降，也能通过压力修正系统误差等影响因素，使得划膜适应性更强，满足国内板材形状尺寸变化大的实际划膜需求。
69.以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。