更换切割工具的方法、系统和装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及工业切割机及其切割工具领域。在一个特定方面，本发明涉及在计算机控制切割机中快速更换切割工具的方法，这里描述的实施例的第一方面提供了用于保持切割机的切割工具的机构，该机构具有大体垂直于切割表面的纵轴线，该机构包括与切割机相关的支架、切割工具的固定器、用于以可移除方式将固定器附接到支架的保持装置，其中保持装置适于在纵轴线方向上偏压固定器。
【专利说明】
更换切割工具的方法、系统和装置
技术领域
[0001 ]本发明涉及工业切割机及其切割工具领域。
[0002]在一个形式中，本发明涉及在工业切割机中所使用类型的切割工具的更换。
[0003]在一个特定方面中，本发明涉及在计算机控制切割机中快速更换切割工具的方法和系统。
[0004]方便起见下面将结合在切割机中更换圆刀来描述本发明，然而应当理解，本发明不受此限制，且可用于范围广泛的刀以及其他切割工具，包括压痕工具、万能工具、通用制图工具、盲文喷粒工具、电振荡工具以及通常和切割机一起使用的其他工具。
【背景技术】
[0005]应当理解，包括本说明书中对文献、装置、动作或知识的所有讨论以解释本发明的内容。此外，贯穿本说明书的讨论由于本发明人的认知和/或本发明人对某些相关技术问题的证实而产生。此外，包括本说明书中对诸如文献、装置、动作或知识的材料的所有讨论，以根据本发明人的知识和经验解释本发明的内容，且相应地，任意这样的讨论不应被视为承认在本公开和权利要求的优先权日或之前，任意材料在澳大利亚或在别处形成相关领域的现有技术基础或公知常识的一部分。
[0006]切割机在工业中广泛应用以从大宗材料上切割形状。这些形状通常被馈送到自动程序中，在此它们形成或被整合成最终产品。使用自动切割机切割范围广泛的材料，包括皮革、纸(例如BOP、EVA、聚酯薄膜、牛皮纸和鸡皮纸)、膜(例如散射、遮光、增光、反射膜)、纸板、合成物、工业织物、天然纤维或合成材料织物、聚合体、硅树脂及其他。这些材料通常单片或多片或成卷地提供。
[0007]例如，在服装和制鞋行业中，自动系统已经广泛代替了手动切割，因为其以最小的材料损失有效地提供了大量相同的、精确切割的织物片。
[0008]自动切割系统包括计算机控制切割工具。期望的形状被编程为计算机系统能够读取的形式。切割工具可由计算机引导切割单层材料或一次切割多层。该材料通常平放在水平切割表面上。
[0009]在自动切割机中使用很多不同的切割工具，包括范围广泛的刀和其他切割工具，包括压痕工具、万能工具、通用绘图工具、盲文喷粒工具、电振荡工具等等。
[0010]与切割机一起使用的刀通常包括，例如圆刀、V形刀、拖刀、分条刀、振刀、空心钻、往复刀等等。使用的切割工具的类型将取决于包括材料特性的多个因素。在对应于需要的二维形状的方向上切割工具可为被动的或被驱动。一些切割工具(“高厚度切刀”)用于不要求高精确性的大量、低成本商品，例如服装和室内装饰品。其他切割工具(“低厚度切刀”和“单层切刀”)在需要较高切割精确性时使用，例如用于小量、高价值商品。
[0011 ]为了保持平滑、高效以及精确切割，切割工具必须锋利。随着长期使用，切割工具变钝，且必须用更锋利的切割工具替代。
[0012]切割工具通常由操作人员使用工具更换，但这具有若干缺点，包括:
[0013].需要停止一段时间的切割进程，因此降低了生产力，
[0014].操作锋利切割工具的操作人员的潜在人身安全，
[0015].需要使用例如螺丝起子、扳手或扳子的工具来移除钝的切割工具并附接锋利的切割工具，
[0016]?难以精确安装替换切割工具，
[0017].切割工具的潜在的不对准。
[0018]因此需要改进现有技术切割系统的操作。
【发明内容】
[0019]本发明的一个目的在于提供将切割工具附接到切割机的系统。
[0020]本发明的另一目的在于提供切割机中改进的切割工具替换。
[0021]本发明的再一目的在于减轻至少一个与现有技术有关的缺点。
[0022]这里描述的实施例的目的在于克服或减轻上面提到的现有技术系统的至少一个缺点，或至少提供一种现有技术系统的有用的替代。
[0023]在这里描述的实施例的一个方面中提供了一种用于保持切割机的切割工具的机构，该机构具有大体垂直于切割表面的纵轴线，该机构包括:
[0024].与切割机相关的支架，
[0025].切割工具的固定器，
[0026].用于将固定器可移除地附接到支架的保持装置，
[0027]其中保持装置适于在纵轴线方向上偏压固定器。
[0028]优选地，保持装置适于在纵轴线和与该纵轴线垂直的轴线的方向上偏压固定器。通常保持装置为可手动操作的快速释放工具，例如偏压销。优选地，锁定动作由例如卷簧的偏压装置提供，其可通过按钮或其他便利装置手动释放。
[0029]固定器和支架适于在预定取向上配合，该取向确保切割工具保持正确的旋转对准，以用于精确的形状切割。例如固定器和支架可包括锥形匹配表面。在一个实施例中，支架大致为T型，并包括容纳在固定器内的相应形状的孔内的杆，以及在杆的一端的、容纳在固定器内相应形状的凹部内的凸缘。在该实施例中，杆的纵轴线和凸缘垂直。对本领域技术人员而言显而易见的是，这种布置的运动学反转也可行。
[0030]支架以可释放方式附接到保持装置。例如，该支架可包括用于接纳保持装置的至少一部分的凹部。该支架和保持装置以任意便利的方式安装在一起，例如过盈配合或卡扣。
[0031]在这里描述的实施例的第二方面中，提供了一种用于保持切割机的切割工具的系统，该系统包括:
[0032].与切割机相关的支架，
[0033].切割工具的固定器，该固定器适于在预定的取向上与支架匹配，且具有大体垂直于切割表面的纵轴线，
[0034]?保持装置，该保持装置用于插入固定器和/或支架，以将固定器可拆卸地附接到支架，该保持装置适于在纵轴线方向上偏压固定器，其中能够通过施加手动压力克服该偏压，以从固定器和/或支架释放保持装置。
[0035]在这里描述的实施例的另一方面中，提供了一种使用权利要求1的机构将切割工具附接到切割机的方法，该方法包括步骤:
[0036].在预定取向上将固定器与支架匹配，以及
[0037]?使用保持装置将固定器附接到支架，该保持装置在机构的纵轴线方向偏压固定器。
[0038]本发明的系统适用于手动操作。替代地，或附加地，该系统适于自动更换切割工具。例如，该系统可包括自动更换装置，其存储附接到固定器的锋利的切割工具，准备好替换钝的切割工具以及相关的固定器。
[0039]其他方面和优选形式在说明书中公开和/或在所附权利要求中限定，从而构成本发明说明的一部分。
[0040]本质上，本发明的实施例源自这样的认知，支架和刀固定器能够被构造为使得以优选的取向配合。此外，它们能够以如下方式互锁，即在使用过程中紧固，但容易释放，例如手动释放。
[0041]由本发明提供的优点包括下列:
[0042].能够以最小停机时间以及最小生产间断快速替换切割工具，
[0043].不需要使用例如螺丝起子和扳子的工具来更换切割工具，
[0044].替换的切割工具可精确地安装，而不需要进一步的调整，
[0045].减小操作人员和机器之间的相互作用，从而降低人员安全风险。
[0046]本发明的实施例的进一步的适用范围将通过下面给出的详细说明变得明显。然而，应当理解，仅以示例的方式给出该详细说明和特定实例，虽然这些给出了本发明的优选实施例，因为通过该详细的说明，对本领域技术人员而言，这里公开内容的精神和范围内的多种改变和改进将是显而易见的。
【附图说明】
[0047]本申请优选的及其他实施例的进一步的公开、目的、优点和方案将通过参考下面结合附图对实施例的说明，被相关领域技术人员更好地理解，该实施例仅以示例的方式给出，且因此不限制这里公开内容的范围，其中:
[0048].图1示出装配时本发明的装置和系统(图1a)以及剖面图(图1b);
[0049].图2以分解图示出图1的装置；
[0050]?图3以剖面图示出图1的锁定销；
[0051 ] ?图4以剖面图示出图1的支架；
[0052].图5示出图1的装置的仰视图(图5a)，前视图(图5b)，侧视图(图5c)，以及俯视图(图5d);以及
[0053].图6示出现有技术的圆刀组件的装配图(图6a)和分解图(图6b)。
【具体实施方式】
[0054]图1a示出本发明的优选实施例，其包括与切割机(未示出)相关的支架I，切割工具的固定器3，以及用于连接支架I和固定器3的快速释放销13，该切割工具呈圆刀片4的形式，用于切割材料2。该实施例是特别优选的，因为它施加了稳定的向下的压力，且任意运动倾向增加向下的压力。
[0055]图1b为简要说明部件的相互关系的平面图。
[0056]本发明可与图6a示出的现有技术的圆刀组件示例比较并与之形成对比。图6b为现有技术组件的分解图，其包括具有刀螺栓30和防松螺母36的刀固定器32，其用于附接特定轴承33、限制盘34和圆刀35 ο刀固定器32通过两个螺钉37a、37b附接到切割机。
[0057]当该系统的圆刀变钝时，操作人员必须通过松开刀螺栓30替换圆刀，或者通过松开两个螺钉37a、37b更换刀固定器。任一方式都需要移除刀螺栓30，所以需要两个工具。
[0058]现有技术中存在的其他系统，例如那些使用凸轮锁的系统，在将钝的切割工具更换为锋利的切割工具时，也需要使用工具。
[0059]图2以分解图示出图1的系统。具体地，其示出支架I以预定的定向安装进固定器3，在用锋利的切割工具替换钝的切割工具时，其确保维持正确的工具旋转对准。安装杆5插入固定器孔7中。支架I包括具有第一锥形匹配表面9的凸缘8，该表面被机加工以在形状上与固定器3的第二锥形匹配表面11对应，使得固定器3将仅在一个方向上与支架I匹配。
[0060]第一和第二锥形匹配表面9、11的结合使圆安装杆5安装进固定器孔7中。
[0061]第一和第二锥形匹配表面9、11的角度使得其抵抗旋转力(否则该旋转力将驱动支架I和固定器3分开)，但同时不锁定，使得需要额外的力以分开支架I和固定器3。
[0062]安装杆5还包括用于接收锁定销13的凹部6。凹部6大致为C型，包括卡接安装在销13的中心窄筒节16上的开口。
[0063]图3示出锁定销13的放大剖面细节。销13被弹簧14加载，以将支架I锁定到固定器
3。销13设置有锥形表面15，其角度被选择以促使支架I和固定器3的锥形安装表面在一起，因此将两个零件保持在一起。更具体地，锥形表面15抵着相应的锥形表面20(如图4所示)安置，且这与弹性装置14的帮助一起用于将支架I可释放地保持到固定器3。
[0064]销13还施加扩张安装杆5的力，从而提高与固定器孔7内表面的过盈配合。这有助于提高联接的稳定性和牢固性。
[0065]销13包括按钮表面17，其保持在固定器3的外部，且通过使用适度的手指压力能够使按钮表面17相对于弹簧14压缩。因此，可用一只手进行销13的移除和安装。
[0066]图4更详细地示出支架I。安装杆5包括凹部6，其具有与销13筒节的宽度X匹配的宽度X。当支架I扩张时宽度X倾向于增加以配合在销13的筒节上。
[0067]因此支架1、固定器3和销13通过大体平行于切割表面的第一力和大体垂直于切割表面的第二力可拆卸地锁定在一起。
[0068]图5示出图1的装置的仰视图(图5a)、前视图(图5b)、侧视图(图5c)以及俯视图(图5d)0
[0069]虽然本发明已经结合其特定实施例进行了说明，但应当理解，其可以有另外的改进。本申请倾向于包括本发明的任意变形使用或应用，这些变形使用或应用大致遵循本发明的原理，并包括源自本公开内容的变型，该变型为发明所属技术领域内已知或通常的实践并可应用到之前阐述的必要特征。
[0070]因为在不脱离本发明必要特征的精神的情况下本发明可以以多种方式实施，应当理解上面描述的实施例不限制本发明，除非另外特别说明，而是应当在由所附权利要求限定的精神和范围内宽泛地理解本发明。描述的实施例在所有的方面仅理解为示例而非限制。
[0071]多个改进和等同布置倾向于包括在本发明和所附权利要求的精神和范围内。因此，特定的实施例被理解为实施本发明的原理的多种方式的示例。在所附权利要求中，装置加功能权项倾向于覆盖实施所限定功能的结构，且不仅包括结构等同物，还包括等同结构。
[0072]当在本说明中使用“包括”以及“包含”时，用于说明所声明特征、整体、步骤或部件的存在，但不排除一个或更多其他特征、整体、步骤、部件或其组的存在或添加。因此，除非上下文明确要求，否则，在整个说明书和权利要求中，词“包括”、“具有”、“包含”、“含有”等以与排他或穷尽的含意相对的开放性含意理解;也就是说，以“包含，但不限于”的意义理解。
【主权项】
1.用于保持切割机的切割工具的机构，所述机构具有大体垂直于切割表面的纵轴线，所述机构包括: ?与切割机相关的支架， ?切割工具的固定器， ?用于将固定器以可移除方式附接到支架的保持装置， 其中所述保持装置适于在所述纵轴线的方向上偏压所述固定器。2.根据权利要求1的机构，其中所述保持装置适于在所述纵轴线和与所述纵轴线垂直的轴线的方向上偏压所述固定器。3.根据权利要求1的机构，其中所述保持装置为可手动操作的快速释放装置。4.根据权利要求1的机构，其中所述固定器和支架适于在预定的取向上配合。5.用于保持切割机的切割工具的系统，所述系统包括: ?与切割机相关的支架， ?切割工具的固定器，所述固定器适于在预定的取向上与所述支架匹配，且具有大体垂直于切割表面的纵轴线， ?保持装置，所述保持装置用于插入所述固定器和/或支架，以将所述固定器以可移除方式附接到所述支架，所述保持装置适于在所述纵轴线的方向上偏压所述固定器， 其中能够通过施加手动压力克服所述偏压，以从所述固定器和/或支架释放所述保持 目.ο6.—种使用权利要求1的机构将切割工具附接到切割机的方法，所述方法包括步骤: ?在预定的取向上将固定器与支架匹配，以及 ?使用保持装置将固定器附接到支架，所述保持装置在机构的纵轴线方向上偏压所述固定器。
【文档编号】B23D49/00GK105960303SQ201480072157
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2014年12月2日
【发明人】约翰·霍洛, 罗斯·凯格
【申请人】罗斯约私人有限公司