磨刃機的制作方法

本申請是對中國發明專利申請號：201510719115.0，申請日：2015年10月29日，名稱：磨刃機的分案申請。

本發明涉及削磨刀刃的裝置，稱為磨刀機，或稱磨刃機。

背景技術：

刀刃在使用過程中，會出現磨損或缺口，需要對其削磨使其恢復鋒利，削磨作業需要的是將刀刃如何精確定位，并使其精確地經過砂輪的削磨部位，以便高質量地完成削磨作業。

技術實現要素：

出于上述目的，本發明提供自動定位關鍵的削磨位并在定位過程中起到緩沖作用的磨刃機。

本發明提供的技術方案是：磨刃機，包括刀刃、砂輪組件、刀夾組件以及傳動組件，刀刃包括刀刃削磨厚度量和刀刃削磨直線，刀刃削磨厚度量和刀刃削磨直線預先設定，砂輪組件的整體靜止，砂輪組件包括砂輪、刀刃感應器，砂輪具有砂輪削磨位，砂輪削磨位作用于削磨刀刃，刀刃感應器包括限位件、擺動件以及刀刃感應器擺動路徑，刀刃感應器擺動路徑呈弧線，刀刃感應器擺動路徑的兩端包括刀刃感應器浮動位和刀刃感應器削磨位，限位件位于刀刃感應器擺動路徑上，刀刃感應器削磨位受限于限位件，刀刃感應器浮動位和刀刃感應器削磨位之間包括刀刃感應器浮動量，刀刃感應器浮動量等于刀刃削磨厚度量，刀夾組件具有刀夾組件進給路徑，刀夾組件進給路徑呈直線，刀夾組件沿著刀夾組件進給路徑進給和復位，刀夾組件可調節相對于砂輪組件的前后間距并定位，刀夾組件可調節相對于砂輪組件的上下間距并定位，刀夾組件包括始終將其靠向砂輪組件的刀夾組件推動件，刀夾組件沿著刀夾組件進給路徑進給時：刀刃和刀夾組件定位裝配；刀刃和刀刃感應器削磨位定位裝配；刀夾組件和砂輪組件相互抵靠裝配；刀刃削磨直線、刀刃感應器削磨位和砂輪削磨位處于同一直線。

本發明的磨刃機，前期需要先調整并定位作用于整個削磨作業的刀刃削磨直線，在刀刃定位于刀夾組件之后，即告完成前期人工準備，刀夾組件和砂輪組件會自動抵靠，進而宣告完成削磨位的確定。刀刃感應器在定位削磨位時，起到緩沖和保護刀刃的作用，具體來說是因為刀刃需經過刀刃感應器浮動位的行程，在此過程中可方便通過限位件對定位過程進行控制。進一步說正是定位和削磨作業的精確度高，進而帶來只需單次進給即可完成削磨，提高作業效率的優勢。

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明。

附圖說明

圖1是本發明的磨刃機整體的結構圖；

圖2是本發明的砂輪組件100的局部結構圖之一；

圖3是本發明的砂輪組件100的局部結構圖之二；

圖4是本發明的刀刃感應器102的局部結構圖；

圖5是本發明的刀夾組件200的局部結構圖之一；

圖6是本發明的刀夾組件200的局部結構圖之二；

圖7是本發明的傳動組件300的局部結構圖之一；

圖8是本發明的傳動組件300的局部結構圖之二；

圖9是本發明的磨刃機的運行原理示意圖之一；

圖10是本發明的磨刃機的運行原理示意圖之二；

圖11是本發明的刀刃感應器102的運行原理示意圖；

圖12是本發明的砂輪指示器111的運行原理示意圖；

圖13是本發明的刀刃調平塊215的運行原理示意圖；

附圖標示分別是：

100、砂輪組件，101、砂輪，102、刀刃感應器，103、調節塊，104、刀刃感應拉簧，105、限位件，106、擺動件，107、引導件，108、擺動支點，109、引導直線，110、擺動直線，111、砂輪指示器，112、指示件，113、抵觸件，117、砂輪前后軌道，118、砂輪前后調節塊，127、砂輪上下軌道，128、砂輪上下調節塊，140、支點端，150、擺動端，180、第一基準塊，181、第二基準塊，190、砂輪架，191、砂輪電機；

200、刀夾組件，201、刀夾基座，202、快速夾，203、下刀夾，204、上刀夾，205、連接塊，206、球頭，207、球套，208、球套環，209、限位環，210、擺動間隙，211、下圓環面，212、下凹槽，213、上圓環面，214、上凹槽，215、刀刃調平塊，216、調平平面，217、第一磁體，218、第二磁體，219、縱桿，220、橫桿，221、刀夾擺動件，222、擺動聯桿，223、擺動橫銷，224、擺動片，225、擺動拉簧，226、擺動點，227、擺動空隙，260、磨頭，261、滑塊，262、滑槽，263、第一限位塊，264、第二限位塊，265、滑塊空間，270、套筒拉簧，280、刀夾組件推動件；

300、傳動組件，301、伺服電機，302、螺桿，303、套筒，304、套筒開口；

400、刀刃；

900、機架，910、限位橫桿；

a、刀刃削磨直線，b、砂輪削磨位，c、刀刃感應器削磨位，d、刀刃感應器浮動位，f、刀夾組件進給路徑，j、指示位，k、分離位，l、調平位，m、復原位，q、刀刃感應器擺動路徑。

具體實施方式

圖1至圖13表示的磨刃機，包括刀刃400、砂輪組件100、刀夾組件200以及傳動組件300，當然還有用于安裝它們的機架900，刀刃400包括刀刃削磨厚度量和刀刃削磨直線a，刀刃削磨厚度量和刀刃削磨直線a預先設定，刀刃削磨直線a是指削磨好后的刀刃400所形成的刃口直線，不同刀具由于其造型不同，定位于刀夾組件的角度和位置都不盡相同，所以刀刃削磨直線a都需要預先確定好。而刀刃削磨厚度量與后述的刀刃感應器102運行原理有直接聯系，也是需要預先調整好的。

砂輪組件100包括作為基礎安裝物的砂輪架190和砂輪電機191。

砂輪組件100的整體靜止，其靜止的含義是其砂輪101和刀刃感應器102都是可以調節位置的，但是在調節完畢后是會固定定位在砂輪架190，因此其整體而言相對于砂輪架190靜止，砂輪組件100的整體在削磨刀刃時是相對刀夾組件200不能活動的。

砂輪組件100包括砂輪101、刀刃感應器102，砂輪101具有砂輪削磨位b，砂輪削磨位b是砂輪101直接接觸刀刃400的部位，可以將其視為砂輪101整體外圈上的某個點，砂輪削磨位b作用于削磨刀刃400。

砂輪101可以通過砂輪前后軌道117和砂輪前后調節塊118配合來完成相對于砂輪架190的前后調節并定位，砂輪101可以通過砂輪上下軌道127和砂輪上下調節塊128配合來完成相對于砂輪架190的上下調節并定位。上述砂輪101和砂輪電機191的整體會一起被調整，由砂輪電機191帶動砂輪101運轉。

刀刃感應器102包括限位件105、擺動件106以及刀刃感應器擺動路徑q，刀刃感應器擺動路徑q呈弧線，刀刃感應器擺動路徑q的兩端包括刀刃感應器浮動位d和刀刃感應器削磨位c，限位件105位于刀刃感應器擺動路徑q上，刀刃感應器削磨位c受限于限位件105，刀刃感應器浮動位d和刀刃感應器削磨位c之間包括刀刃感應器浮動量，刀刃感應器浮動量等于刀刃削磨厚度量。削磨時刀刃400只有經過刀刃感應器浮動位d才能到達刀刃感應器削磨位c，削磨后刀刃感應器削磨位c以及砂輪削磨位b會同時抵靠突出于刀夾組件200的刀刃400。

刀夾組件200具有刀夾組件進給路徑f，刀夾組件進給路徑f呈直線，刀夾組件200沿著刀夾組件進給路徑f進給和復位，隨著刀夾組件200的進給，刀刃400也沿著刀刃削磨直線a進給而在砂輪削磨位b削磨。

刀夾組件200可調節相對于砂輪組件100的前后間距并定位，刀夾組件200可調節相對于砂輪組件100的上下間距并定位，刀夾組件200包括始終將其靠向砂輪組件100的刀夾組件推動件280，刀夾組件200的上下前后間距調節類似于前述砂輪101的調節結構和原理，若克服刀夾組件推動件280的作用便可以從刀夾組件200上裝卸刀刃400。

對上述提及部件運行時的相互關系總結是刀夾組件200沿著刀夾組件進給路徑f進給時：刀刃400和刀夾組件200定位裝配；刀刃400和刀刃感應器削磨位c定位裝配；刀夾組件200和砂輪組件100相互抵靠裝配；刀刃削磨直線a、刀刃感應器削磨位c和砂輪削磨位b處于同一直線。

刀刃感應器102可以精確限定刀刃削磨作業，其具體結構是：刀刃感應器102包括調節塊103、刀刃感應拉簧104，限位件105固定安裝在調節塊103上，擺動件106依次設有支點端140、擺動支點108、引導件107以及擺動端150，擺動支點108可轉動地安裝在調節塊103之中，刀刃感應拉簧104始終作用于支點端140和調節塊103，引導件107固定安裝在擺動件106上，引導件107位于擺動支點108和擺動端150之間，刀刃感應器削磨位c位于引導件107和擺動件106的交界處。

刀刃感應器102在自然狀態下，擺動件106因刀刃感應拉簧104處于刀刃感應器浮動位d，在刀刃400抵靠時擺動件106連同刀刃400一起繞著擺動支點108轉動，最終到達刀刃感應器削磨位c，此時的刀刃400將會同時抵靠在砂輪削磨位b和刀刃感應器削磨位c，換句話說削磨作用是由砂輪削磨位b和刀刃感應器削磨位c兩者共同決定的，而限位件105的存在使得刀刃400的削磨厚度被限定，因此刀刃削磨厚度量即為刀刃感應器削磨位c和刀刃感應器浮動位d之間的最短直線距離。

為了方便刀刃400自動被引導至所需要的配合處，以及消除削磨時因刀刃表面不平整導致的跳動，刀刃感應器102增設的結構是：引導件107設有引導直線109，擺動件106設有擺動直線110，引導直線109和擺動直線110相交獲得交點，刀刃感應器削磨位c位于交點，引導直線109和擺動直線110相交獲得夾角，夾角為60度至120度之間的任一角度。

前述的夾角在處于適當的角度會有利于保持削磨時的穩定性，以及更有利于引導作用，優選夾角為100度。

刀刃感應器102除了調節塊103之外，還具有第一基準塊180和第二基準塊181，調節塊103可相對于第一基準塊180直線調節距離并定位的，而第一基準塊180可相對于第二基準塊181轉動調節角度并定位的，由此靈活調節調節塊103乃至刀刃感應器102相對于砂輪101的方位。

出于維護的需要，在砂輪101磨損時，因其外圈變小，會需要對砂輪101的砂輪削磨位b進行補償，而且由于刀刃400是從砂輪101一側向著其另一側進給，與刀刃感應器102產生的摩擦，會給刀刃感應器102帶來與刀夾組件200進給方向同向的作用力，為減弱上述不利影響而采用的結構是：砂輪組件100包括砂輪指示器111，砂輪指示器111可調節相對于砂輪101的間距并定位，砂輪指示器111包括指示件112和抵觸件113，指示件112位于砂輪指示器111的邊緣，砂輪指示器111包括指示位j和分離位k，砂輪指示器111處于指示位j時指示件112接觸砂輪削磨位b，砂輪指示器111處于分離位k時指示件112離開砂輪削磨位b，刀夾組件200沿著刀夾組件進給路徑f進給時：砂輪指示器111處于分離位k，抵觸件113抵接在擺動件106上，抵觸件113對擺動件106的作用力方向和刀夾組件200的進給方向相反。

在砂輪101削磨之前就被確定的砂輪削磨位b，即為此時與之重合的指示位j，由此被指示件112所記錄，然后指示件112離開指示位j使削磨作業進行，指示件112的存在是為了給砂輪101的磨損以一個原始參照特征，那么調節砂輪101即可回復砂輪101相對于刀刃感應器102和指示件112兩者的原始位置。而抵觸件113和指示件112通常是同體設置的，不論是砂輪指示器111處于哪個狀態抵觸件113始終是抵在擺動件106上，由此可以抵消刀刃400進給時帶來刀刃感應器102的摩擦力。

本發明特別開發了刀夾組件200對刀具的定位夾具，用以自動適應各種不同形狀的刀刃，避免因其形狀各異導致的定位不穩，其結構是：刀夾組件200包括刀夾基座201、快速夾202、下刀夾203、上刀夾204、連接塊205以及球頭206，快速夾202固定安裝在刀夾基座201，下刀夾203固定安裝在刀夾基座201，下刀夾203和上刀夾204中心對齊，上刀夾204和球頭206固定安裝，連接塊205設有球套207，球套207固定安裝在連接塊205上，球套207與球頭206形狀相吻合，球頭206可活動地安裝在球套207之中，球套207包括球套環208，球套環208和球頭206擋接配合，使球頭206不會脫離球套207，球頭206設有限位環209，限位環209固定安裝在球頭206上，限位環209和球套環208之間具有擺動間隙210，連接塊205和快速夾202固定安裝，連接塊205可調節相對于下刀夾203的上下間距并定位。

對前述刀具的定位夾具進一步改進是：下刀夾203包括朝向上刀夾204的下圓環面211和下凹槽212，上刀夾204包括朝向下刀夾203的上圓環面213和上凹槽214。使用上下圓環面213、211對刀具進行定位是可以認為更能有利于定位效果的一種方案，而且上下凹槽214、212可以用來定位剪刀兩刀刃的鉸接部，尤其適用于削磨剪刀類的刀具結構。

刀夾組件200除了前述的作為刀具的夾具，本發明還特地附加了對刀具的調平功能，刀夾基座201包括刀刃調平塊215，刀刃調平塊215可轉動地固定安裝在刀夾基座201上，刀刃調平塊215包括調平平面216，刀刃調平塊215包括調平位l和復原位m，刀刃調平塊215處于調平位l時刀刃400和調平平面216相抵觸，刀刃調平塊215處于復原位m時刀刃削磨直線a和調平平面216相互平行，每當刀具初步定位在刀夾組件200后，通過調平平面216的參考性擋接作用可以進一步將刀刃400對齊，而確保刀刃400上的刀刃削磨直線a在刀夾組件200沿著刀夾組件進給路徑f進給時準確無誤經過刀刃感應器削磨位c和砂輪削磨位b。

刀刃調平塊215以刀夾基座201繞著旋轉的形式在調平位l和復原位m之間變換，其收納原理通過兩個磁體來完成：刀夾基座201包括第一磁體217和第二磁體218，刀刃調平塊215處于調平位l時刀刃調平塊215和第一磁體217相互吸附，刀刃調平塊215處于復原位m時刀刃調平塊215和第二磁體218相互吸附。

本發明的傳動組件300也是特制的：刀夾組件200包括縱桿219和橫桿220，縱桿219套接在橫桿220上，縱桿219可相對橫桿220滑動，縱桿219可相對橫桿220轉動，傳動組件300包括伺服電機301、螺桿302、套筒303，套筒303具有內螺紋，螺桿302具有外螺紋，伺服電機301驅動螺桿302，套筒303包括套筒開口304，螺桿302可通過套筒開口304進出套筒303，刀夾組件200包括刀夾擺動件221，刀夾擺動件221固定安裝在縱桿219上，套筒303可轉動地固定安裝在刀夾擺動件221上，刀夾擺動件221和套筒303之間設有套筒拉簧270，套筒拉簧270作用于套筒303使得套筒開口304始終朝向螺桿302。特制的套筒可以方便地與螺桿完成離合，并隨動于縱桿，人工操作刀夾組件200就可以輕松斷開和接續傳動過程。

刀夾組件進給路徑f是虛擬的，也可以認為是橫桿220的軸心線來代替。特別補充說明的是本發明中所有以英文字母表示的技術名詞都可以認為是空間中虛擬的部件或部位，為便于理解而將其標示出來。

伺服電機301作為傳動組件300的動力，可以有人工操作和自動操作兩種方式：人工操作只需操作伺服電機301，刀夾組件200即可自動進給；而自動操作需要依據刀夾組件200和砂輪組件100的相對位置反饋信號的指示來操作伺服電機301。

需要補充的是伺服電機301的啟動都需要刀刃400經過刀刃感應器浮動位d到達刀刃感應器削磨位c，換句話說刀刃感應器浮動位d開始直至刀刃感應器削磨位c的過程中刀刃400都是在被削磨，刀刃的前部被削磨后伺服電機301才會繼續帶動刀夾組件200進給以便削磨刀刃的后部，但是刀刃感應器浮動位d的浮動量并非全是在削磨，更大幅度的浮動可以是冗余浮動，當然也可以調整成正好從刀刃感應器浮動位d最大幅度處就開始削磨，此時的刀刃感應器浮動位d和刀刃感應器削磨位c的最短直線距離正好等于刀刃400的削磨厚度。

但不論是人工操作還是自動操作，本發明的刀夾組件200在完成單次進給削磨作業后，復位都必須是由人工完成的，既手動扳動刀夾組件200使其脫離與砂輪組件100的相互抵靠，并手動沿著橫桿220將其送回原位。

前述已經提及過刀刃表面不平整可能導致其削磨時跳動，為了避免刀刃400在跳動時帶動刀夾組件200脫離傳動組件300，需要在刀夾組件200和傳動組件300之間增設跳動緩沖結構：刀夾擺動件221包括擺動聯桿222、擺動橫銷223、擺動片224、擺動拉簧225以及擺動點226，擺動聯桿222固定安裝在縱桿219上，擺動聯桿222、擺動橫銷223、擺動點226固定連接，擺動片224套接于擺動橫銷223，擺動片224位于擺動聯桿222和擺動點226之間，擺動片224可相對于擺動橫銷223轉動，擺動點226抵接作用于擺動片224，擺動點226和擺動片224之間具有擺動空隙227，擺動拉簧225作用于擺動片224和擺動點226，套筒303可轉動地固定安裝在擺動片224上，擺動片224和套筒303之間設有套筒拉簧270。此處的擺動點226實質上是起到頂塊的作用，擺動片224輕微幅度的擺動不會抵觸到它，除非人工操作大幅度扳動刀夾組件200，會帶動擺動片224直至頂到擺動點226后繞它轉動，擺動片224上翹并帶動套筒303脫離與螺桿302的嚙合。

上述工作原理如下：確定刀刃400需要被削磨的厚度后，手動扳開并推動刀夾組件200，使刀夾組件200回到刀夾組件進給路徑f的起始位，然后將刀刃400定位于刀夾組件200，調整刀刃400朝向砂輪101的仰角或俯角，以確定通過砂輪削磨位b的刀刃削磨直線a，可通過刀刃調平塊215對其輔助對齊，砂輪組件100也對砂輪101和刀刃感應器102進行相應的方位調整，確保使刀刃削磨直線a、砂輪削磨位b、刀刃感應器削磨位c在削磨時滿足同一直線，此時的刀刃400的刀刃削磨直線a的端頭處是同時抵靠在砂輪削磨位b和刀刃感應器削磨位c，通過前述手動或自動啟動伺服電機301，其帶動螺桿302轉動，進而帶動刀夾組件200進給，使得刀刃400完成削磨。刀夾組件200進給完畢后，扳動刀夾組件200，反向推動刀夾組件200即可使其回到原位。

對其余結構的補充說明如下：

1、刀夾組件推動件280：具體使用一扭簧，該扭簧套設在縱桿219上，并聯系在縱桿219和機架900之間，可以是機架900上的限位橫桿910之間，在扳動刀夾組件200時受力儲能，松手后釋放使其復位；

2、刀夾組件200設置砂輪磨平裝置，因砂輪101在長期使用后出現表面不平整的情況，導致砂輪削磨位b出現偏移，雖然可以使用前述的調整方法補償砂輪削磨位b的偏移，但是仍然無法解決其表面不平整的現實情況，所以通過砂輪磨平裝置對其進行修正：包括可調節相對于砂輪組件100的間距并定位的磨頭260，以及可在套筒303脫離與螺桿302的嚙合時將其定位的鎖定機構,該鎖定機構包括滑塊261和滑槽262，滑槽固定安裝在縱桿219上，滑塊261可滑動地安裝在滑槽262中，滑塊261可調節相對于砂輪組件100的間距，滑塊261設置第一限位塊263和第二限位塊264以及位于兩者之間的滑塊空間265，以及固定安裝在機架900上的限位橫桿910，第一限位塊263和第二限位塊264分別與限位橫桿910的抵靠配合可以完成在砂輪101修正時的鎖定。通過砂輪101運行，而刀夾組件200脫開傳動組件300嚙合，伸出磨頭260并調整鎖定磨頭260與砂輪101的接觸區域后，開動砂輪101，砂輪101受磨頭260打磨回復平整；

3、本實施例中涉及到的部件，當其具備調節相對于另一部件的間距并定位的作用時，都可以通過在軌道上滑動結合螺紋緊固的結構得以實現的；

4、關于指示件112的指示作用，根據其離開指示位j時的活動方式大致可以分為兩種：直線調節間距并定位或是轉動調節角度并定位，不論是哪一種都必須是指示件112處在指示位j時其邊緣接觸砂輪削磨位b，指示件112相對于砂輪101僅有兩個位置可被定位，即是指示位j和分離位k，還可以對指示件112增設刻度來加以記錄其位移量。