1.技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是關(guān)于紙張、塑料等柔韌性材料的折疊設(shè)備，更具體地說(shuō)，本發(fā)明是金元寶自動(dòng)折疊設(shè)備。

2.

背景技術(shù)：

現(xiàn)在市場(chǎng)上的折頁(yè)機(jī)、折紙機(jī)、信封機(jī)、紅包機(jī)、特快傳遞封機(jī)等各種紙類折疊設(shè)備，存在兩種現(xiàn)象：一種是簡(jiǎn)潔的折疊設(shè)備不具有折角功能；另一種是具備折角功能的折疊設(shè)備又很復(fù)雜、龐大、昂貴。這些設(shè)備功能都很專一，不易轉(zhuǎn)型加工金元寶。即使有專用的金元寶折疊設(shè)備，也還存在設(shè)備龐大、復(fù)雜、易發(fā)生故障、不易維修、可用性低的現(xiàn)象。80％以上的金元寶產(chǎn)品還是手工折疊的。

3.

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

1)所要解決的技術(shù)問(wèn)題(發(fā)明創(chuàng)造的目的)

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供了一種新的折角方案，并且優(yōu)化了金元寶的折疊工序，采用滾動(dòng)碾壓的方式進(jìn)行折疊，實(shí)現(xiàn)了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性好、成本低、具有自動(dòng)控制功能的金元寶折疊設(shè)備。2)技術(shù)方案

本發(fā)明的技術(shù)方案概述如下：

本發(fā)明金元寶自動(dòng)折疊機(jī)采用滾動(dòng)碾壓的方式進(jìn)行折疊，共分6道工序完成，依次為：折疊前端角41、折疊中線43、折疊上邊ii44、折疊下邊45、折下邊角46、折疊上邊i42。

本發(fā)明金元寶自動(dòng)折疊機(jī)主要由機(jī)體部分1、紙箱部分2、進(jìn)紙機(jī)構(gòu)、兩組折角機(jī)構(gòu)、三組折疊機(jī)構(gòu)、出紙托盤3及自動(dòng)控制系統(tǒng)構(gòu)成。

所述機(jī)體部分1是安裝和紙張導(dǎo)向的基礎(chǔ)裝置，首端與紙箱部分2相連接，銜接部位的上端是進(jìn)紙機(jī)構(gòu)，后方是與控制系統(tǒng)相連接的檢測(cè)與定位的光電開(kāi)關(guān)組合7，然后是折疊前端角41的折角機(jī)構(gòu)，由傳送滾輪9、12、按壓滾輪8、13、導(dǎo)引件10、折疊件11、折角定形主輥14、折角定形按壓輥15等組成，隨后是折疊中線43和折疊上邊ii44的折疊機(jī)構(gòu)，由折疊主輥17、折疊按壓輥16、18等組成，其后是折疊下邊45的折疊機(jī)構(gòu)，由折疊主輥20、折疊按壓輥19、21等組成，下方是折下邊角46的折角機(jī)構(gòu)，主要由傳送滾輪23、26、按壓滾輪24、25、導(dǎo)引件22、折疊件28、折角定形主輥30、折角定形按壓輥29組成，再向下是折疊上邊i42的折疊機(jī)構(gòu)，由折疊主輥32、折疊按壓輥31、33等組成，其左側(cè)出口處安有光電開(kāi)關(guān)組合27，左下方即是末端的出紙托盤3。

所述傳送滾輪、折疊主輥、折疊按壓輥、折角定形主輥、折角定形按壓輥?zhàn)詈檬强梢孕D(zhuǎn)的膠輥，并相互保持相同的線速度。

所述導(dǎo)引件10、22是具有能夠?qū)⒓垙堖吔锹N起的斜面體或彈簧片等裝置，所述折疊件11、28是具有控制所需折疊角的行走軌跡、翻轉(zhuǎn)被折疊部位的曲面53和控制折疊效果的下斜面51、內(nèi)側(cè)直立平面52、開(kāi)口角度55和開(kāi)口寬度54等幾何形狀的裝置。

所述的自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由六個(gè)步進(jìn)電機(jī)、光電開(kāi)關(guān)、顯示屏、pcb板、控制按鍵等組成，六個(gè)步進(jìn)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)進(jìn)紙機(jī)構(gòu)、兩組折角機(jī)構(gòu)、三組折疊機(jī)構(gòu)，pcb板是控制的中樞，集成了stc5a60s2單片機(jī)、l298n驅(qū)動(dòng)模塊等。

3)有益效果

由于采用上述技術(shù)方案，達(dá)到了紙張的邊輸送、邊折角、邊折疊，整個(gè)加工過(guò)程簡(jiǎn)單直觀、順滑流暢，利于采用多工位設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。使得設(shè)備的結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)潔、體積更小、成本更低、效率更高，徹底實(shí)現(xiàn)了桌面式的自動(dòng)加工設(shè)備。另外，使用時(shí)可通過(guò)修改程序參數(shù)或調(diào)整折角部件來(lái)折疊不同規(guī)格的金元寶，甚至可以改型加工其它產(chǎn)品。

4.附圖說(shuō)明

圖1是折疊金元寶部分工序示意圖

圖2是折疊金元寶全部工序示意圖

圖3是折疊件俯視結(jié)構(gòu)示意圖

圖4是折疊件仰視結(jié)構(gòu)示意圖

圖5是金元寶自動(dòng)折疊機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

圖6是雙工位金元寶自動(dòng)折疊機(jī)實(shí)施例部分裝配圖

圖7是自動(dòng)控制系統(tǒng)原理圖

圖中：折疊前端角41折疊上邊i42折疊中線43折疊上邊ii44折疊下邊45折下邊角46

下斜面51內(nèi)側(cè)直立平面52曲面53開(kāi)口寬度54開(kāi)口角度55

機(jī)體部分1紙箱部分2出紙托盤3搓紙輪4搓紙輪5分頁(yè)器6光電開(kāi)關(guān)組合7按壓滾輪8傳送滾輪9導(dǎo)引件10折疊件11傳送滾輪12按壓滾輪13折角定形主輥14折角定形按壓輥15折疊按壓輥16折疊主輥17折疊按壓輥18折疊按壓輥19折疊主輥20折疊按壓輥21導(dǎo)引件22傳送滾輪23按壓滾輪24按壓滾輪25傳送滾輪26光電開(kāi)關(guān)組合27折疊件28折角定形按壓輥29折角定形主輥30折疊按壓輥31折疊主輥32折疊按壓輥33齒輪34齒輪35齒輪36擺動(dòng)件37固定軸套38滑動(dòng)軸套39

5.具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

在圖1和圖2中，本發(fā)明首先優(yōu)化了金元寶的折疊工序，共分6道工序完成，依次為：首先折疊前端角41，折疊中線43，折疊上邊ii44，折疊下邊45，折下邊角46，最后折疊上邊i42，因?yàn)榘凑沾思庸ち鞒逃欣诓捎脻L動(dòng)碾壓的方式進(jìn)行折疊。

在圖5和圖6中，根據(jù)優(yōu)化的加工流程，本發(fā)明的金元寶自動(dòng)折疊機(jī)主要由機(jī)體部分1、紙箱部分2、進(jìn)紙機(jī)構(gòu)、兩組折角機(jī)構(gòu)、三組折疊機(jī)構(gòu)、出紙托盤3及自動(dòng)控制系統(tǒng)構(gòu)成。

機(jī)體部分1是安裝和紙張導(dǎo)向的基礎(chǔ)裝置，左端與紙箱部分2相連接，銜接部位的上端是進(jìn)紙機(jī)構(gòu)，左方是與控制系統(tǒng)相連接的檢測(cè)與定位的光電開(kāi)關(guān)組合7，然后是折疊前端角41的折角機(jī)構(gòu)，由傳送滾輪9、12、按壓滾輪8、13、導(dǎo)引件10、折疊件11、折角定形主輥14、折角定形按壓輥15等組成，隨后是實(shí)施折疊中線43和折疊上邊ii44工序的折疊機(jī)構(gòu)，由折疊主輥17、折疊按壓輥16、18等組成，其左方是實(shí)施折疊下邊45的折疊機(jī)構(gòu)，由折疊主輥20、折疊按壓輥19、21等組成，下方是完成折下邊角46的折角機(jī)構(gòu)，主要由傳送滾輪23、26、按壓滾輪24、25、導(dǎo)引件22、折疊件28、折角定形主輥30、折角定形按壓輥29組成，再向下是完成折疊上邊i42功能的折疊機(jī)構(gòu)，由折疊主輥32、折疊按壓輥31、33等組成，其左側(cè)出口處安有光電開(kāi)關(guān)組合27，左下方即是末端的出紙托盤3。

機(jī)體部分1可以是一次成形，如鑄造或銑加工等，最好是注塑的，也可以將其分成幾個(gè)部分，分別加工后再組裝成一體，本實(shí)例是用光敏樹(shù)脂三d打印一次成形的。

進(jìn)紙機(jī)構(gòu)的搓紙輪5固連在棘輪機(jī)構(gòu)的從動(dòng)軸上，主動(dòng)軸外置擺件37和嵌有齒輪36，齒輪36與進(jìn)紙步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連接，擺動(dòng)件37上安有齒輪35，齒輪36、35相嚙合，搓紙輪4與齒輪34固連在一根軸上，在進(jìn)紙步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，齒輪36帶動(dòng)棘輪機(jī)構(gòu)的主動(dòng)軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，在摩擦力的作用下，擺動(dòng)件37克服彈簧的拉力也順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，使得齒輪35又與齒輪34相嚙合，實(shí)現(xiàn)了單向驅(qū)動(dòng)功能，又不妨礙其他動(dòng)作。

按壓滾輪8、13、24、25分別配置在傳送滾輪9、12、23、26相對(duì)于紙張傳輸路線的另一側(cè)，并可自由旋轉(zhuǎn)，它們的直徑不宜過(guò)大，在8mm左右比較適合，盡可能的加大長(zhǎng)度，視安裝位置而定。

可以旋轉(zhuǎn)的傳送滾輪9、12、23、26、折角定形主輥14、30和折疊主輥17、20、32采用了膠輥，在它們的兩端外置固定軸套38，嵌在機(jī)體部分1上，其一端還安有齒輪，與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連接，齒輪 的分度圓直徑分別等于這些膠輥的直徑。這樣，在輸送動(dòng)力的同時(shí)，還具有相同的線速度，便于相互配合，保證折疊工作的順暢同步。這些膠輥的直徑在10～20mm之間、間離一般在25mm左右方能夠適合小規(guī)格紙張的折疊。

折角定形按壓輥15、29和折疊按壓輥16、18、19、21、33、31分別配置在折角定形主輥14、30或折疊主輥17、20、32的一側(cè)，它們的兩端外置滑動(dòng)軸套39，安裝在的u型開(kāi)口槽內(nèi)，能夠沿著u型槽做徑向移動(dòng)，并用拉簧或彈簧等彈性裝置將其按壓在主輥上，在其一端也安有齒輪，與其主輥上的齒輪相嚙合，模數(shù)取0.8mm比較適合。這樣，保證了按壓輥和主輥具有相同的線速度，這些輥軸又都采用了膠輥，防止紙張打滑，保證了折疊的可靠性和效果。

折疊按壓輥33最好按壓在折角定形主輥30上，因?yàn)椋庸さ酱颂帟r(shí)，產(chǎn)品已經(jīng)疊得很厚、雙側(cè)又不均勻、折疊主輥32回轉(zhuǎn)半徑小，導(dǎo)致產(chǎn)品厚的一側(cè)不易彎曲變形，很難從折疊主輥32與折疊按壓輥33之間折疊通過(guò)。如此設(shè)計(jì)能夠使產(chǎn)品順利地從折角定形主輥30和折疊按壓輥33之間折疊通過(guò)，實(shí)現(xiàn)折疊上邊i42功能。

如圖3和圖4所示，折疊件11、28是具有控制所需折疊角的行走軌跡、翻轉(zhuǎn)被折疊部位的曲面53和控制折疊效果的下斜面51、內(nèi)側(cè)直立平面52、開(kāi)口角度55和開(kāi)口寬度54等幾何形狀的裝置，曲面53在兩側(cè)邊緣處平緩，逐漸過(guò)渡到內(nèi)側(cè)直立平面52處，并逐漸趨于陡峭。因?yàn)楸緦?shí)例是折直角，折疊件11、28的開(kāi)口角度55都取的是四十五度，開(kāi)口寬度54分別取得是18mm、32mm，用pla材料三d打印成形的。也可以根據(jù)需要調(diào)整相關(guān)尺寸，用cnc加工、注塑加工等。導(dǎo)引件10、22是具有能夠?qū)⒓垙堖吔锹N起的裝置，本實(shí)例做成了斜面體，也可以用彈簧片等替代，安置在機(jī)體部分1上，紙張行走路線的兩側(cè)，確保被折疊邊角順利進(jìn)入折疊件11、28的曲面53處。

下面結(jié)合圖7對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)作進(jìn)一步說(shuō)明。

自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由一個(gè)dc12v的穩(wěn)壓電源、一個(gè)電源開(kāi)關(guān)、六個(gè)步進(jìn)電機(jī)、兩組光電開(kāi)關(guān)、一塊lcd顯示屏、一塊pcb板、一個(gè)控制按鍵等組成。所述dc12v的穩(wěn)壓電源接到pcb板的p2接口上，為步進(jìn)電機(jī)、pcb板提供12v電源，還可通過(guò)pcb板載接口p5-1、p5-2、p5-3為外部組件(電風(fēng)扇等)提供12v電源，經(jīng)lm7805穩(wěn)壓器為板載元件及外部組件提供5v電源，pcb板載接口是p3-1、p3-2、p3-3；所述電源開(kāi)關(guān)是設(shè)備的總電源開(kāi)關(guān)；所述六個(gè)步進(jìn)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)進(jìn)紙機(jī)構(gòu)、兩組折角機(jī)構(gòu)、三組折疊機(jī)構(gòu)，并與pcb板上l298n的輸出接口p7至p12相連接；所述光電開(kāi)關(guān)組合7用于進(jìn)紙的檢測(cè)和定位，與pcb板上p17接口相連接；所述光電開(kāi)關(guān)組合27用于成品的檢測(cè)，與pcb板上p18接口相連接；所述lcd顯示屏用來(lái)顯示運(yùn)行狀態(tài)及操控信息，與pcb板上p14-1、p14-2接口相連接；所述pcb板是控制的中樞，集成了stc5a60s2單片機(jī)、l298n驅(qū)動(dòng)模塊、ds18b20溫度傳感器、蜂鳴器、led指示燈、復(fù)位按鍵、續(xù)流電路及各接口等；所述控制按鍵接到pcb板的p16接口上，根據(jù)lcd提示的信息進(jìn)行人工操控。設(shè)計(jì)好的程序通過(guò)pcb板的uart(即p15)接口存入stc5a60s2單片機(jī)內(nèi)，開(kāi)機(jī)后單片機(jī)自動(dòng)運(yùn)行程序，通過(guò)控制按鍵和lcd進(jìn)行人機(jī)交互，能夠控制各個(gè)步進(jìn)電機(jī)隨意動(dòng)作互不干擾，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)有機(jī)的配合，可以通過(guò)修改程序參數(shù)，實(shí)現(xiàn)各種控制需求。

加工過(guò)程是：進(jìn)紙機(jī)構(gòu)首先動(dòng)作，當(dāng)光電開(kāi)關(guān)組合7檢測(cè)到有紙張時(shí)，由程序開(kāi)始計(jì)數(shù)測(cè)算，折疊前端角41的折角機(jī)構(gòu)擇機(jī)啟動(dòng)，折疊件11將兩個(gè)前端角折疊后由折角定形主輥14和折角定形按壓輥15碾壓定形后繼續(xù)向左輸送，折疊主輥17擇機(jī)啟動(dòng)，順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，折疊主輥20擇機(jī)啟動(dòng)，逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，折疊主輥17、20擇機(jī)同時(shí)換向旋轉(zhuǎn)，折疊主輥17和折疊按壓輥16折疊中線43后，折疊主輥17、20又同時(shí)換向旋轉(zhuǎn)，折疊主輥17和折疊按壓輥18折疊上邊ii44，折疊主輥20擇機(jī)再次換向旋轉(zhuǎn)，折疊主輥20和折疊按壓輥21折疊下邊45，折下邊角46的折角機(jī)構(gòu)擇機(jī)啟動(dòng)，折疊件28將下邊的兩個(gè)角折疊后由折角定形主輥30和折角定形按壓輥29碾壓定形后向下輸送，折疊主輥32擇機(jī)啟動(dòng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，再擇機(jī)反轉(zhuǎn)，折角定形主輥30和折疊按壓輥33折疊上邊i42，光電開(kāi)關(guān)組合27將檢測(cè)信息送給單片機(jī)進(jìn)行處理，產(chǎn)品從出口落入出紙托盤3。