更換切割工具的方法、系統(tǒng)和裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及工業(yè)切割機及其切割工具領(lǐng)域。在一個特定方面，本發(fā)明涉及在計算機控制切割機中快速更換切割工具的方法，這里描述的實施例的第一方面提供了用于保持切割機的切割工具的機構(gòu)，該機構(gòu)具有大體垂直于切割表面的縱軸線，該機構(gòu)包括與切割機相關(guān)的支架、切割工具的固定器、用于以可移除方式將固定器附接到支架的保持裝置，其中保持裝置適于在縱軸線方向上偏壓固定器。
【專利說明】
更換切割工具的方法、系統(tǒng)和裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及工業(yè)切割機及其切割工具領(lǐng)域。
[0002]在一個形式中，本發(fā)明涉及在工業(yè)切割機中所使用類型的切割工具的更換。
[0003]在一個特定方面中，本發(fā)明涉及在計算機控制切割機中快速更換切割工具的方法和系統(tǒng)。
[0004]方便起見下面將結(jié)合在切割機中更換圓刀來描述本發(fā)明，然而應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不受此限制，且可用于范圍廣泛的刀以及其他切割工具，包括壓痕工具、萬能工具、通用制圖工具、盲文噴粒工具、電振蕩工具以及通常和切割機一起使用的其他工具。
【背景技術(shù)】
[0005]應(yīng)當(dāng)理解，包括本說明書中對文獻、裝置、動作或知識的所有討論以解釋本發(fā)明的內(nèi)容。此外，貫穿本說明書的討論由于本發(fā)明人的認知和/或本發(fā)明人對某些相關(guān)技術(shù)問題的證實而產(chǎn)生。此外，包括本說明書中對諸如文獻、裝置、動作或知識的材料的所有討論，以根據(jù)本發(fā)明人的知識和經(jīng)驗解釋本發(fā)明的內(nèi)容，且相應(yīng)地，任意這樣的討論不應(yīng)被視為承認在本公開和權(quán)利要求的優(yōu)先權(quán)日或之前，任意材料在澳大利亞或在別處形成相關(guān)領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)或公知常識的一部分。
[0006]切割機在工業(yè)中廣泛應(yīng)用以從大宗材料上切割形狀。這些形狀通常被饋送到自動程序中，在此它們形成或被整合成最終產(chǎn)品。使用自動切割機切割范圍廣泛的材料，包括皮革、紙(例如BOP、EVA、聚酯薄膜、牛皮紙和雞皮紙)、膜(例如散射、遮光、增光、反射膜)、紙板、合成物、工業(yè)織物、天然纖維或合成材料織物、聚合體、硅樹脂及其他。這些材料通常單片或多片或成卷地提供。
[0007]例如，在服裝和制鞋行業(yè)中，自動系統(tǒng)已經(jīng)廣泛代替了手動切割，因為其以最小的材料損失有效地提供了大量相同的、精確切割的織物片。
[0008]自動切割系統(tǒng)包括計算機控制切割工具。期望的形狀被編程為計算機系統(tǒng)能夠讀取的形式。切割工具可由計算機引導(dǎo)切割單層材料或一次切割多層。該材料通常平放在水平切割表面上。
[0009]在自動切割機中使用很多不同的切割工具，包括范圍廣泛的刀和其他切割工具，包括壓痕工具、萬能工具、通用繪圖工具、盲文噴粒工具、電振蕩工具等等。
[0010]與切割機一起使用的刀通常包括，例如圓刀、V形刀、拖刀、分條刀、振刀、空心鉆、往復(fù)刀等等。使用的切割工具的類型將取決于包括材料特性的多個因素。在對應(yīng)于需要的二維形狀的方向上切割工具可為被動的或被驅(qū)動。一些切割工具(“高厚度切刀”)用于不要求高精確性的大量、低成本商品，例如服裝和室內(nèi)裝飾品。其他切割工具(“低厚度切刀”和“單層切刀”)在需要較高切割精確性時使用，例如用于小量、高價值商品。
[0011 ]為了保持平滑、高效以及精確切割，切割工具必須鋒利。隨著長期使用，切割工具變鈍，且必須用更鋒利的切割工具替代。
[0012]切割工具通常由操作人員使用工具更換，但這具有若干缺點，包括:
[0013].需要停止一段時間的切割進程，因此降低了生產(chǎn)力，
[0014].操作鋒利切割工具的操作人員的潛在人身安全，
[0015].需要使用例如螺絲起子、扳手或扳子的工具來移除鈍的切割工具并附接鋒利的切割工具，
[0016]?難以精確安裝替換切割工具，
[0017].切割工具的潛在的不對準。
[0018]因此需要改進現(xiàn)有技術(shù)切割系統(tǒng)的操作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0019]本發(fā)明的一個目的在于提供將切割工具附接到切割機的系統(tǒng)。
[0020]本發(fā)明的另一目的在于提供切割機中改進的切割工具替換。
[0021]本發(fā)明的再一目的在于減輕至少一個與現(xiàn)有技術(shù)有關(guān)的缺點。
[0022]這里描述的實施例的目的在于克服或減輕上面提到的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的至少一個缺點，或至少提供一種現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的有用的替代。
[0023]在這里描述的實施例的一個方面中提供了一種用于保持切割機的切割工具的機構(gòu)，該機構(gòu)具有大體垂直于切割表面的縱軸線，該機構(gòu)包括:
[0024].與切割機相關(guān)的支架，
[0025].切割工具的固定器，
[0026].用于將固定器可移除地附接到支架的保持裝置，
[0027]其中保持裝置適于在縱軸線方向上偏壓固定器。
[0028]優(yōu)選地，保持裝置適于在縱軸線和與該縱軸線垂直的軸線的方向上偏壓固定器。通常保持裝置為可手動操作的快速釋放工具，例如偏壓銷。優(yōu)選地，鎖定動作由例如卷簧的偏壓裝置提供，其可通過按鈕或其他便利裝置手動釋放。
[0029]固定器和支架適于在預(yù)定取向上配合，該取向確保切割工具保持正確的旋轉(zhuǎn)對準，以用于精確的形狀切割。例如固定器和支架可包括錐形匹配表面。在一個實施例中，支架大致為T型，并包括容納在固定器內(nèi)的相應(yīng)形狀的孔內(nèi)的桿，以及在桿的一端的、容納在固定器內(nèi)相應(yīng)形狀的凹部內(nèi)的凸緣。在該實施例中，桿的縱軸線和凸緣垂直。對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，這種布置的運動學(xué)反轉(zhuǎn)也可行。
[0030]支架以可釋放方式附接到保持裝置。例如，該支架可包括用于接納保持裝置的至少一部分的凹部。該支架和保持裝置以任意便利的方式安裝在一起，例如過盈配合或卡扣。
[0031]在這里描述的實施例的第二方面中，提供了一種用于保持切割機的切割工具的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:
[0032].與切割機相關(guān)的支架，
[0033].切割工具的固定器，該固定器適于在預(yù)定的取向上與支架匹配，且具有大體垂直于切割表面的縱軸線，
[0034]?保持裝置，該保持裝置用于插入固定器和/或支架，以將固定器可拆卸地附接到支架，該保持裝置適于在縱軸線方向上偏壓固定器，其中能夠通過施加手動壓力克服該偏壓，以從固定器和/或支架釋放保持裝置。
[0035]在這里描述的實施例的另一方面中，提供了一種使用權(quán)利要求1的機構(gòu)將切割工具附接到切割機的方法，該方法包括步驟:
[0036].在預(yù)定取向上將固定器與支架匹配，以及
[0037]?使用保持裝置將固定器附接到支架，該保持裝置在機構(gòu)的縱軸線方向偏壓固定器。
[0038]本發(fā)明的系統(tǒng)適用于手動操作。替代地，或附加地，該系統(tǒng)適于自動更換切割工具。例如，該系統(tǒng)可包括自動更換裝置，其存儲附接到固定器的鋒利的切割工具，準備好替換鈍的切割工具以及相關(guān)的固定器。
[0039]其他方面和優(yōu)選形式在說明書中公開和/或在所附權(quán)利要求中限定，從而構(gòu)成本發(fā)明說明的一部分。
[0040]本質(zhì)上，本發(fā)明的實施例源自這樣的認知，支架和刀固定器能夠被構(gòu)造為使得以優(yōu)選的取向配合。此外，它們能夠以如下方式互鎖，即在使用過程中緊固，但容易釋放，例如手動釋放。
[0041]由本發(fā)明提供的優(yōu)點包括下列:
[0042].能夠以最小停機時間以及最小生產(chǎn)間斷快速替換切割工具，
[0043].不需要使用例如螺絲起子和扳子的工具來更換切割工具，
[0044].替換的切割工具可精確地安裝，而不需要進一步的調(diào)整，
[0045].減小操作人員和機器之間的相互作用，從而降低人員安全風(fēng)險。
[0046]本發(fā)明的實施例的進一步的適用范圍將通過下面給出的詳細說明變得明顯。然而，應(yīng)當(dāng)理解，僅以示例的方式給出該詳細說明和特定實例，雖然這些給出了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，因為通過該詳細的說明，對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，這里公開內(nèi)容的精神和范圍內(nèi)的多種改變和改進將是顯而易見的。
【附圖說明】
[0047]本申請優(yōu)選的及其他實施例的進一步的公開、目的、優(yōu)點和方案將通過參考下面結(jié)合附圖對實施例的說明，被相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解，該實施例僅以示例的方式給出，且因此不限制這里公開內(nèi)容的范圍，其中:
[0048].圖1示出裝配時本發(fā)明的裝置和系統(tǒng)(圖1a)以及剖面圖(圖1b);
[0049].圖2以分解圖示出圖1的裝置；
[0050]?圖3以剖面圖示出圖1的鎖定銷；
[0051 ] ?圖4以剖面圖示出圖1的支架；
[0052].圖5示出圖1的裝置的仰視圖(圖5a)，前視圖(圖5b)，側(cè)視圖(圖5c)，以及俯視圖(圖5d);以及
[0053].圖6示出現(xiàn)有技術(shù)的圓刀組件的裝配圖(圖6a)和分解圖(圖6b)。
【具體實施方式】
[0054]圖1a示出本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其包括與切割機(未示出)相關(guān)的支架I，切割工具的固定器3，以及用于連接支架I和固定器3的快速釋放銷13，該切割工具呈圓刀片4的形式，用于切割材料2。該實施例是特別優(yōu)選的，因為它施加了穩(wěn)定的向下的壓力，且任意運動傾向增加向下的壓力。
[0055]圖1b為簡要說明部件的相互關(guān)系的平面圖。
[0056]本發(fā)明可與圖6a示出的現(xiàn)有技術(shù)的圓刀組件示例比較并與之形成對比。圖6b為現(xiàn)有技術(shù)組件的分解圖，其包括具有刀螺栓30和防松螺母36的刀固定器32，其用于附接特定軸承33、限制盤34和圓刀35 ο刀固定器32通過兩個螺釘37a、37b附接到切割機。
[0057]當(dāng)該系統(tǒng)的圓刀變鈍時，操作人員必須通過松開刀螺栓30替換圓刀，或者通過松開兩個螺釘37a、37b更換刀固定器。任一方式都需要移除刀螺栓30，所以需要兩個工具。
[0058]現(xiàn)有技術(shù)中存在的其他系統(tǒng)，例如那些使用凸輪鎖的系統(tǒng)，在將鈍的切割工具更換為鋒利的切割工具時，也需要使用工具。
[0059]圖2以分解圖示出圖1的系統(tǒng)。具體地，其示出支架I以預(yù)定的定向安裝進固定器3，在用鋒利的切割工具替換鈍的切割工具時，其確保維持正確的工具旋轉(zhuǎn)對準。安裝桿5插入固定器孔7中。支架I包括具有第一錐形匹配表面9的凸緣8，該表面被機加工以在形狀上與固定器3的第二錐形匹配表面11對應(yīng)，使得固定器3將僅在一個方向上與支架I匹配。
[0060]第一和第二錐形匹配表面9、11的結(jié)合使圓安裝桿5安裝進固定器孔7中。
[0061]第一和第二錐形匹配表面9、11的角度使得其抵抗旋轉(zhuǎn)力(否則該旋轉(zhuǎn)力將驅(qū)動支架I和固定器3分開)，但同時不鎖定，使得需要額外的力以分開支架I和固定器3。
[0062]安裝桿5還包括用于接收鎖定銷13的凹部6。凹部6大致為C型，包括卡接安裝在銷13的中心窄筒節(jié)16上的開口。
[0063]圖3示出鎖定銷13的放大剖面細節(jié)。銷13被彈簧14加載，以將支架I鎖定到固定器
3。銷13設(shè)置有錐形表面15，其角度被選擇以促使支架I和固定器3的錐形安裝表面在一起，因此將兩個零件保持在一起。更具體地，錐形表面15抵著相應(yīng)的錐形表面20(如圖4所示)安置，且這與彈性裝置14的幫助一起用于將支架I可釋放地保持到固定器3。
[0064]銷13還施加擴張安裝桿5的力，從而提高與固定器孔7內(nèi)表面的過盈配合。這有助于提高聯(lián)接的穩(wěn)定性和牢固性。
[0065]銷13包括按鈕表面17，其保持在固定器3的外部，且通過使用適度的手指壓力能夠使按鈕表面17相對于彈簧14壓縮。因此，可用一只手進行銷13的移除和安裝。
[0066]圖4更詳細地示出支架I。安裝桿5包括凹部6，其具有與銷13筒節(jié)的寬度X匹配的寬度X。當(dāng)支架I擴張時寬度X傾向于增加以配合在銷13的筒節(jié)上。
[0067]因此支架1、固定器3和銷13通過大體平行于切割表面的第一力和大體垂直于切割表面的第二力可拆卸地鎖定在一起。
[0068]圖5示出圖1的裝置的仰視圖(圖5a)、前視圖(圖5b)、側(cè)視圖(圖5c)以及俯視圖(圖5d)0
[0069]雖然本發(fā)明已經(jīng)結(jié)合其特定實施例進行了說明，但應(yīng)當(dāng)理解，其可以有另外的改進。本申請傾向于包括本發(fā)明的任意變形使用或應(yīng)用，這些變形使用或應(yīng)用大致遵循本發(fā)明的原理，并包括源自本公開內(nèi)容的變型，該變型為發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)已知或通常的實踐并可應(yīng)用到之前闡述的必要特征。
[0070]因為在不脫離本發(fā)明必要特征的精神的情況下本發(fā)明可以以多種方式實施，應(yīng)當(dāng)理解上面描述的實施例不限制本發(fā)明，除非另外特別說明，而是應(yīng)當(dāng)在由所附權(quán)利要求限定的精神和范圍內(nèi)寬泛地理解本發(fā)明。描述的實施例在所有的方面僅理解為示例而非限制。
[0071]多個改進和等同布置傾向于包括在本發(fā)明和所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)。因此，特定的實施例被理解為實施本發(fā)明的原理的多種方式的示例。在所附權(quán)利要求中，裝置加功能權(quán)項傾向于覆蓋實施所限定功能的結(jié)構(gòu)，且不僅包括結(jié)構(gòu)等同物，還包括等同結(jié)構(gòu)。
[0072]當(dāng)在本說明中使用“包括”以及“包含”時，用于說明所聲明特征、整體、步驟或部件的存在，但不排除一個或更多其他特征、整體、步驟、部件或其組的存在或添加。因此，除非上下文明確要求，否則，在整個說明書和權(quán)利要求中，詞“包括”、“具有”、“包含”、“含有”等以與排他或窮盡的含意相對的開放性含意理解;也就是說，以“包含，但不限于”的意義理解。
【主權(quán)項】
1.用于保持切割機的切割工具的機構(gòu)，所述機構(gòu)具有大體垂直于切割表面的縱軸線，所述機構(gòu)包括: ?與切割機相關(guān)的支架， ?切割工具的固定器， ?用于將固定器以可移除方式附接到支架的保持裝置， 其中所述保持裝置適于在所述縱軸線的方向上偏壓所述固定器。2.根據(jù)權(quán)利要求1的機構(gòu)，其中所述保持裝置適于在所述縱軸線和與所述縱軸線垂直的軸線的方向上偏壓所述固定器。3.根據(jù)權(quán)利要求1的機構(gòu)，其中所述保持裝置為可手動操作的快速釋放裝置。4.根據(jù)權(quán)利要求1的機構(gòu)，其中所述固定器和支架適于在預(yù)定的取向上配合。5.用于保持切割機的切割工具的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: ?與切割機相關(guān)的支架， ?切割工具的固定器，所述固定器適于在預(yù)定的取向上與所述支架匹配，且具有大體垂直于切割表面的縱軸線， ?保持裝置，所述保持裝置用于插入所述固定器和/或支架，以將所述固定器以可移除方式附接到所述支架，所述保持裝置適于在所述縱軸線的方向上偏壓所述固定器， 其中能夠通過施加手動壓力克服所述偏壓，以從所述固定器和/或支架釋放所述保持 目.ο6.—種使用權(quán)利要求1的機構(gòu)將切割工具附接到切割機的方法，所述方法包括步驟: ?在預(yù)定的取向上將固定器與支架匹配，以及 ?使用保持裝置將固定器附接到支架，所述保持裝置在機構(gòu)的縱軸線方向上偏壓所述固定器。
【文檔編號】B23D49/00GK105960303SQ201480072157
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2014年12月2日
【發(fā)明人】約翰·霍洛, 羅斯·凱格
【申請人】羅斯約私人有限公司