印包机械制造平台

技术领域

本发明涉及印包机械技术领域，具体涉及印包机械制造平台。

背景技术

在印刷和包装机械设备上应用数字孪生技术，并将其与网络化协同制造平台相结合意味着创建一个虚拟模型，以模拟印包机械的运行，并将其与网络化平台集成，以实现实时监控、远程操作、数据分析和协同生产，这种综合方法可以提高生产效率、降低成本，并提高产品质量。同时还允许制造商更快速地适应市场需求的变化，以满足客户的要求。

纸杯在快节奏的现代生活中发挥着重要作用，提供了一种方便、环保的解决方案，以满足人们对容器的需求。在生产高质量纸杯时需进行纸坯生产、印刷和包装，在生产纸坯时通常选择裁切纸张呈扇形，而后使用模具对扇形形状的纸张粘接形成纸杯主体，现有技术在裁切纸张时采用刀模切割，在生产多种尺寸型号的纸杯时需要频繁更换刀模，过程较为繁琐，无法快捷更换。

发明内容

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了印包机械制造平台，能够有效解决现有技术采用刀模切割时无法根据需要快捷更换刀模的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

本发明提供印包机械制造平台，包括：

纸杯制造平台，所述纸杯制造平台步进转动；

纸坯真空吸附台，所述纸坯真空吸附台具有多个且环形阵列分布在纸杯制造平台上，且纸坯真空吸附台可沿自身轴线旋转以及升降；

纸坯曲边裁切组件，用于裁切纸坯的扇形曲边，并可根据需要设定曲边裁切长度以及两扇形曲边宽度；

纸坯直边裁切组件，用于裁切纸坯的扇形直边，并可根据需要设定两扇形直边宽度；

其中，所述纸杯制造平台的旋转方向和纸坯由纸坯曲边裁切组件到纸坯直边裁切组件的方向一致。

进一步地，所述纸坯曲边裁切组件包括：被动旋转的转动轴，所述转动轴上固接有多个直径各不相同的柱形凸轮，所述柱形凸轮的外周面设有沟槽，各所述沟槽通过从动结构、连接结构连接有主动裁切刀。

进一步地，所述从动结构包括与沟槽限位滑动连接的限位柱，所述限位柱的一端固接有水平杆，所述水平杆的另一端上下贯通有插槽；

多个所述水平杆的两侧均设置有夹板，所述夹板固定设置且与水平杆滑动连接；

所述连接结构包括可与插槽插接的插杆，所述插杆的上端固接有水平板，所述水平板的下端转动连接有多级电动伸缩杆，所述多级电动伸缩杆的下端固接有连接板，所述连接板的下端固接有螺纹杆，所述螺纹杆传动螺纹连接有螺纹筒，所述螺纹筒的下端固接有主动裁切刀，所述主动裁切刀传动连接有从动裁切刀；

所述纸坯曲边裁切组件还包括固定设置的径向板，且螺纹筒与径向板转动连接，所述径向板处于纸坯真空吸附台的径向上。

进一步地，所述径向板内开设有限位槽，所述限位槽内滑动连接有限位板，所述限位板与限位槽内壁共同固接有弹簧一，所述限位板内转动连接有从动裁切刀；

所述径向板的侧面固定安装有伸缩缸一，所述伸缩缸一的伸缩端固接有安装板，所述安装板的上端转动连接有短轴，所述螺纹筒、从动裁切刀、短轴在同一水平面上分别固接有带轮一、带轮二、带轮三，所述带轮一、带轮二、带轮三外共同套接有传动带。

进一步地，所述纸坯直边裁切组件包括固定设置的上固定柱、下固定柱，且上固定柱、下固定柱上下分布，所述上固定柱与纸坯真空吸附台的上表面存在间隙，所述上固定柱与下固定柱之间上下转动设置有转动结构，所述转动结构包括通过转动件转动设置的转动环，所述转动环一体成型有外接板，所述外接板内滑动设置有侧边裁切刀，所述上固定柱内设置有用于固定转动结构的定位结构，所述纸坯直边裁切组件还包括用于下压侧边裁切刀以裁切纸坯扇形侧边的裁切动力结构。

进一步地，所述转动环的内侧面为多棱边形、外侧面为圆形；

所述定位结构包括开设在上固定柱上端且与转动环横截面形状相同的多棱边槽，所述多棱边槽内滑动连接有多棱柱，所述多棱柱的上端固接有操作杆，所述操作杆的上端固接有拉杆，所述操作杆外套设有弹簧二，且弹簧二的两端分别与上固定柱、拉杆固接。

进一步地，所述裁切动力结构包括固定设置的伸缩缸二，所述伸缩缸二的伸缩端固接有联动板，所述联动板的下端开设有弧形槽，且弧形槽与纸坯真空吸附台同心设置，所述侧边裁切刀的上端固接有与弧形槽限位滑动的弧形块。

本发明提供的技术方案，与已知的现有技术相比，具有如下有益效果：

本发明通过纸杯制造平台、纸坯真空吸附台、纸坯曲边裁切组件和纸坯直边裁切组件的相互配合，实现能够快捷更换以裁切不同长度扇形曲面的纸坯，调整纸坯扇形直边的宽度以及更换以裁切纸坯两扇形直边的不同宽度，相较于现有技术在改变纸坯生产尺寸时更为便捷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明第一视角的结构示意图；

图2为图1中纸坯曲边裁切组件放大的结构示意图；

图3为本发明纸坯曲边裁切组件第二视角的结构示意图；

图4为图1中纸坯直边裁切组件放大的结构示意图；

图5为本发明纸坯直边裁切组件截面的结构示意图；

图6为本发明纸坯裁切变化图。

图中的标号分别代表：1、纸杯制造平台；2、纸坯真空吸附台；3、纸坯曲边裁切组件；31、转动轴；32、柱形凸轮；321、沟槽；33、从动结构；331、限位柱；332、水平杆；333、插槽；34、夹板；35、连接结构；351、水平板；352、多级电动伸缩杆；353、连接板；354、螺纹杆；355、螺纹筒；36、主动裁切刀；37、纸坯高度调节结构；371、带轮一；372、限位槽；373、限位板；374、弹簧一；375、从动轴；376、带轮二；377、带轮三；378、安装板；379、伸缩缸一；3710、从动裁切刀；3711、传动带；38、径向板；4、纸坯直边裁切组件；41、上固定柱；42、下固定柱；43、转动结构；431、转动环；432、转动件；433、外接板；434、侧边裁切刀；44、定位结构；441、多棱边槽；442、多棱柱；443、操作杆；444、弹簧二；45、裁切动力结构；451、联动板；452、伸缩缸二。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

需要说明的是，文中的“固定设置”均为采用支架类结构进行固定，为了使本发明的设计更为清楚地呈现，因此未将支架类的结构画出。

实施例：参照图1至图6，印包机械制造平台，包括步进转动的纸杯制造平台1、多个且环形阵列分布在纸杯制造平台1上且沿自身轴线旋转以及升降的纸坯真空吸附台2、用于裁切纸坯的扇形曲边，并可根据需要设定曲边裁切长度以及两扇形曲边宽度的纸坯曲边裁切组件3和用于裁切纸坯的扇形直边，并可根据需要设定两扇形直边宽度的纸坯直边裁切组件4，需要说明的是：1、步进转动的纸杯制造平台1和可以沿自身轴线旋转以及升降的纸坯真空吸附台2采用现有技术中常见的技术方案，其中纸杯制造平台1可采用步进电机进行驱动，纸坯真空吸附台2采用两个齿轮相互啮合的传动方式实现转动，并通过其中一个齿轮升降的方式实现纸坯真空吸附台2的升降，另外纸坯真空吸附台2属于现有产品；2、纸杯制造平台1的旋转方向和纸坯由纸坯曲边裁切组件3到纸坯直边裁切组件4的方向一致，整体实现先裁切纸坯的扇形曲边，后裁切纸坯的扇形直边的裁切顺序；3、本发明通过纸杯制造平台1、纸坯真空吸附台2、纸坯曲边裁切组件3和纸坯直边裁切组件4的相互配合，实现能够快捷更换以裁切不同长度扇形曲面的纸坯，调整纸坯扇形直边的宽度以及更换以裁切纸坯两扇形直边的不同宽度。

需要说明的是：在本发明未对纸坯进行裁切之前，卷绕的纸坯先被裁切成如图6所示第一种状态（图6中从上至下依次为纸坯变化的第一种状态、第二种状态和第三种状态），后被纸杯制造平台1单次步进旋转至纸坯曲边裁切组件3的相应位置，在此过程中的纸坯真空吸附台2为下降状态，纸坯与纸坯曲边裁切组件3并无接触部位，纸坯被纸坯真空吸附台2吸附在非裁切区域；而后纸坯真空吸附台2上升至与主动裁切刀36、从动裁切刀3710接触的状态，纸坯真空吸附台2旋转使纸坯迎向主动裁切刀36、从动裁切刀3710进行裁切，在裁切过程中，主动裁切刀36与从动裁切刀3710同步变化裁切角度以裁切纸坯扇形曲面，主动裁切刀36与从动裁切刀3710切向角度始终保持与纸坯扇形曲面保持相切，裁切如图6所示的第二种状态；而后纸杯制造平台1再次旋转一个步距角，使已裁切扇形曲边的纸坯旋转至纸坯直边裁切组件4的相应位置，根据需要调整两个侧边裁切刀434的张开角度，另外，纸坯扇形曲边与两个侧边裁切刀434的转动点同心设置，以确保纸坯扇形直边垂直于扇形曲边所在圆心，有助于构建一个稳定的圆筒形状，经裁切后的纸坯如图6所示的第三种状态。另外，可根据实际情况选择在裁切前或裁切后印刷图像。

具体的，参照图1至图3，纸坯曲边裁切组件3包括被动旋转的转动轴31，转动轴31由旋转电机（图中未画出）驱动以被动旋转，转动轴31上固接有多个直径各不相同的柱形凸轮32，柱形凸轮32的外周面设有沟槽321，需要说明的是，沟槽321在竖直方向上的高度发生变化以转化为主动裁切刀36相对于纸坯裁切角度的变化，为了裁切不同长度扇形曲边而设定了不同直径的柱形凸轮32，使沟槽321影响主动裁切刀36的时间各不相同，各个柱形凸轮32上的沟槽321在各个径向上均具有相同的升降幅度，还可根据实际需要在转动轴31上安装不同数量、直径各不相同的柱形凸轮32。

从动结构33包括与沟槽321限位滑动连接的限位柱331，即始终保持限位柱331位于沟槽321中，限位柱331的一端固接有水平杆332，水平杆332的另一端上下贯通有插槽333；多个水平杆332的两侧均设置有夹板34，夹板34固定设置且与水平杆332滑动连接，在一对夹板34对水平杆332的限位下使水平杆332仅能沿其自身轴线方向运动；连接结构35包括可与插槽333插接的插杆，插杆的上端固接有水平板351，水平板351的下端转动连接有多级电动伸缩杆352，水平板351可相对于多级电动伸缩杆352旋转以避免在多级电动伸缩杆352伸缩过程中被水平杆332阻碍，多级电动伸缩杆352的下端固接有连接板353，连接板353的下端固接有螺纹杆354，螺纹杆354传动螺纹连接（非自锁螺纹）有螺纹筒355，螺纹筒355的下端固接有主动裁切刀36，螺纹筒355与径向板38转动连接，且径向板38固定设置，即省略支架。

通过以上设置，实现实时变化主动裁切刀36迎向纸坯的角度以裁切纸坯扇形曲边和纸坯曲边裁切组件3裁切不同长度的纸坯扇形曲边：通过多级电动伸缩杆352带动水平板351升降，利用水平板351相对于多级电动伸缩杆352的旋转使插杆插接在相应插槽333中，与纸坯真空吸附台2旋转速度相匹配的设定转动轴31、柱形凸轮32的旋转速度，使纸坯真空吸附台2、转动轴31、柱形凸轮32同步旋转，在纸坯真空吸附台2旋转过程中改变主动裁切刀36相对于纸坯的位置，在转动轴31与柱形凸轮32旋转过程中，沟槽321通过限位柱331、水平杆332、插接配合的插槽333与插杆、水平板351、多级电动伸缩杆352、连接板353、螺纹杆354在竖直方向上升降，在驱动螺纹的作用下进而实时带动螺纹筒355与主动裁切刀36旋转，以实时改变主动裁切刀36的裁切角度。

主动裁切刀36传动连接有从动裁切刀3710，此处的传动连接可采用常见的带传动、链传动或齿轮传动的方式，但未加以限制的传动方式，只能维持主动裁切刀36与从动裁切刀3710的位置关系，仅能裁切固定扇形直边的纸坯，存在一定限制。

进一步地，为了解除上述限制而另外进行以下设计：1、实现距离关系的变化，径向板38内开设有限位槽372，限位槽372内滑动连接有限位板373，限位板373与限位槽372内壁共同固接有弹簧一374，限位板373内转动连接有从动裁切刀3710，设定从动裁切刀3710在径向板38上变化位置以增大或减小主动裁切刀36与从动裁切刀3710的距离，需要说明的是，径向板38处于纸坯真空吸附台2的径向上；弹簧一374具有一定强度使在从动裁切刀3710进行裁切过程中不会因纸坯受阻而变化位置。2、为了径向板38的侧面固定安装有伸缩缸一379，伸缩缸一379的伸缩端固接有安装板378，安装板378的上端转动连接有短轴，螺纹筒355、从动裁切刀3710、短轴在同一水平面上分别固接有带轮一371、带轮二376、带轮三377，带轮一371、带轮二376、带轮三377外共同套接有传动带3711，通过伸缩缸一379带动安装板378远离或靠近径向板38，改变安装板378与径向板38的距离，从而带动限位板373在限位槽372中滑动，保持带轮一371、带轮二376、带轮三377与传动带3711的传动关系，通过此传动关系同步带动从动裁切刀3710与主动裁切刀36同步变化裁切角度。

具体的，参照图4至图5，纸坯直边裁切组件4包括固定设置的上固定柱41、下固定柱42，且上固定柱41、下固定柱42上下分布，上固定柱41与纸坯真空吸附台2的上表面存在间隙，不会影响纸坯真空吸附台2的位置变化，同样省略了支架类结构，上固定柱41与下固定柱42之间上下转动设置有转动结构43，转动结构43包括通过转动件432转动设置的转动环431，转动环431一体成型有外接板433，外接板433内滑动设置有侧边裁切刀434，上固定柱41内设置有用于固定转动结构43的定位结构44，纸坯直边裁切组件4还包括用于下压侧边裁切刀434以裁切纸坯扇形侧边的裁切动力结构45。通过调整两个外接板433之间夹角以调整侧边裁切刀434相对于纸坯的角度关系，通过裁切动力结构45来对转动结构43进行固定，以及通过裁切动力结构45通过施加压力于侧边裁切刀434实现径向裁切。

实现固定的设置之一：转动环431的内侧面为多棱边形、外侧面为圆形；

实现固定的设置之二：定位结构44包括开设在上固定柱41上端且与转动环431横截面形状相同的多棱边槽441，多棱边槽441内滑动连接有多棱柱442，多棱柱442的上端固接有操作杆443，操作杆443的上端固接有拉杆，操作杆443外套设有弹簧二444，且弹簧二444的两端分别与上固定柱41、拉杆固接，弹簧二444便于操作杆443、拉杆复位。

通过以上设置，在需要改变两个侧边裁切刀434的位置关系时，通过拉杆、上固定柱41带动多棱柱442上升以与转动环431分离，使转动环431与转动件432可自由旋转，技术人员操作两个转动环431向相反方向旋转相同角度，此角度为360°/多棱柱442的棱边数的倍数，以使旋转后的转动环431与多棱柱442的各个侧面处于同一平面，后通过放松拉杆，在弹簧二444的弹力下重新将多棱柱442插入转动环431内进行定位。

实现动力裁切的设置如下：裁切动力结构45包括固定设置的伸缩缸二452，伸缩缸二452的伸缩端固接有联动板451，联动板451的下端开设有弧形槽，且弧形槽与纸坯真空吸附台2同心设置，侧边裁切刀434的上端固接有与弧形槽限位滑动的弧形块（弧形槽与弧形块均未画出）。在进行调整转动环431的位置时，会带动弧形块在弧形槽内滑动，但不影响竖直方向，在确定转动环431与侧边裁切刀434的位置后，伸缩缸二452下压联动板451并通过限位滑动配合的弧形块与弧形槽带动侧边裁切刀434裁切纸坯扇形直边。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的保护范围。