汽车地毯全自动切割机

张金++李亚男++尹义鹏++李宗盛++朱剑++曾李文++贾建丽

[摘  要]本文介绍了一种汽车隔音棉全自动切割机，主要对其整体结构进行设计，实现切割机的全自动切割功能。

[关键词]切割机  整体结构  结构设计  全自动

中图分类号：TB53 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）24-0113-01

背景

现有技术中，针对汽车隔音棉专有的切割机，其一般由支架、电机和刀片组成，通过电机带动刀片旋转，从而达到切割目的。在使用时，切割人员需要用手拉动与电机相连的拉杆才能实现刀片的横向移动。在切割完成后切割人员需要用手拉动未切割的布料，通过与定位条比对确定布料的长度。而且电机带动刀片旋转时布料容易产生晃动，从而导致隔音棉端口不平整。虽然手工切割灵活方便，但手工切割存在切割质量差、尺寸误差大、材料浪费多、后续加工工作量大的问题，以及现有切割机存在生产效率低，不能进行连续切割，导入麻烦等缺陷。

为了有效解决现有的切割机存在的问题，本文提出了一种汽车隔音棉全自动切割机。即在市面上正在投入生产的切割机的基础上加以机械结构改进，该设计方案不仅可以节省手工操作，减小误差，而且提高了工作效率和材料利用率，明显改善切割质量。

1 系统结构整体设计

汽车隔音棉全自动切割机包括起支撑作用的支架、工作台面、固定布料的安全卡盘、切割机的横向移动系统、切割机的纵向移动系统、切割机的切割系统、布料的自动压紧系统和布料的自动拾取系统以及固定在与支架固定垫板上用来卡紧布料的安全卡盘。整体结构如图1所示。

切割机的横向移动系统由横向步进电机、横向联轴器、横向基座、横向丝杠、横向螺母、横向滑块和横向导轨组成。横向伺服电机通过横向联轴器带动横向丝杠转动，横向丝杠被横向基座固定在支撑框架上，横向丝杠和横向螺母的相对转动使横向螺母左右移动，横向螺母与切割系统通过螺栓固定，从而使切割系统横向移动。切割机的纵向移动系统由两套子系统组成，每套子系统均包括纵向基座、纵向丝杠、纵向螺母、纵向滑块和纵向导轨。纵向步进电机通过纵向同步带轮使左右两个纵向丝杠同步运动，纵向丝杠被纵向基座固定在纵向导轨支架上，纵向丝杠和纵向螺母的相对转动使纵向螺母纵向移动，纵向螺母与纵向移动支撑板通过螺栓连接，纵向移动支撑板与布料的自动拾取系统通过螺栓相连接，从而使布料的自动拾取系统纵向移动。

布料的自动压紧系统由气压缸和压板组成。气压缸通过螺栓与支架连接，压板通过螺栓与活塞杆连接，活塞杆的上下运动可以使压板上下运动，从而实现对布料的自动压紧。

切割机的切割系统由异步电机、传动箱体和刀片组成。异步电机通过电机同步带轮使刀片做旋转运动，从而实现对布料的切割。切割机的切割系统通过螺栓与横向滑块连接，横向滑块与横向导轨相配合，横向导轨通过螺栓与支撑架连接，支撑架固定连接在支架上。

自动拾取系统是由手指气缸和手指气缸支架组成，通过手指气缸气爪的张开与闭合实现对布料的拾取和松开功能。自动拾取系统通过螺栓与纵向移动系统连接。

支架上的安全卡盘共有6个，每2个为一组，每组均可固定布料，固定好的布料绕过过渡轴后与工作台面相切，此汽车隔音棉全自动切割机可实现3层汽车隔音棉同时切割。

2 基本原理

人工拉动布料使布料放到气压板的压板下，活塞杆向上运动，带动压板向上运动。纵向伺服电机转动，最终带动手指气缸纵向移动。当手指气缸运动到工作台面布料所在的位置，手指气缸的气爪闭合，抓取布料，随后纵向伺服电机反转，手指气缸带动布料朝相反方向运动，当带动布料并使布料被切割的长度达到规定长度时，手指气缸的气爪张开，松开布料。

当自动拾取系统带动布料并使布料被切割的长度达到规定长度时，活塞杆向下运动，布料被压紧，然后横向伺服电机转动，使切割系统向左移动，切割系统运动到切割布料的最左端，横向伺服电机停止转动，切割系统停止向左运动，一次切割完成。随后活塞杆向上运动，带动压板向上运动，布料松开，纵向伺服电机转动使自动拾取系统夹取布料，自动拾取系统夹取布料后，纵向伺服电机反转，当带动布料并使布料被切割的长度达到规定长度时，手指气缸的气爪张开，松开布料，活塞杆向下运动，布料被压紧，然后横向伺服电机反转，带动切割系统朝右运动，当切割系统运动到被切割布料的右端时，横向伺服电机停止转动，再一个切割过程完成。

切割系统在使用时，异步电机的动力输出轴通过同步带轮和同步带使连接刀片的同步带轮转动，从而通过轴使同步带轮带动刀片转动，从而实现刀片的切割功能。切割系统的工作原理如图2所示。

3 结束语

本论文是针对一种能够全自动切割汽车隔音棉的汽车隔音棉切割机。它是由起支撑作用的支架、固定布料的安全卡盘、切割机的横向移动系统、切割机的纵向移动系统、布料的自动压紧系统和布料的自动拾取系统等组成。在布料的自动拾取系统拾取布料之后，布料的自动压紧系统会自动压紧布料，最后刀片在切割机的横向移动系统的作用下，实现汽车隔音棉的全自动切割。

汽车隔音棉全自动切割机可以实现3层隔音棉同时切割，减少人力成本，同时避免了人工操作的影响，提高了加工精度，减小误差，并且大大提高了工作效率和材料利用率，节省加工时间。

参考文献：

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