金元宝自动折叠机的制作方法

1.技术领域

本发明是关于纸张、塑料等柔韧性材料的折叠设备，更具体地说，本发明是金元宝自动折叠设备。

2.

背景技术：

现在市场上的折页机、折纸机、信封机、红包机、特快传递封机等各种纸类折叠设备，存在两种现象：一种是简洁的折叠设备不具有折角功能；另一种是具备折角功能的折叠设备又很复杂、庞大、昂贵。这些设备功能都很专一，不易转型加工金元宝。即使有专用的金元宝折叠设备，也还存在设备庞大、复杂、易发生故障、不易维修、可用性低的现象。80％以上的金元宝产品还是手工折叠的。

3.

技术实现要素：

1)所要解决的技术问题(发明创造的目的)

本发明克服了现有技术中的缺点，提供了一种新的折角方案，并且优化了金元宝的折叠工序，采用滚动碾压的方式进行折叠，实现了一种结构简单、可靠性好、成本低、具有自动控制功能的金元宝折叠设备。2)技术方案

本发明的技术方案概述如下：

本发明金元宝自动折叠机采用滚动碾压的方式进行折叠，共分6道工序完成，依次为：折叠前端角41、折叠中线43、折叠上边ii44、折叠下边45、折下边角46、折叠上边i42。

本发明金元宝自动折叠机主要由机体部分1、纸箱部分2、进纸机构、两组折角机构、三组折叠机构、出纸托盘3及自动控制系统构成。

所述机体部分1是安装和纸张导向的基础装置，首端与纸箱部分2相连接，衔接部位的上端是进纸机构，后方是与控制系统相连接的检测与定位的光电开关组合7，然后是折叠前端角41的折角机构，由传送滚轮9、12、按压滚轮8、13、导引件10、折叠件11、折角定形主辊14、折角定形按压辊15等组成，随后是折叠中线43和折叠上边ii44的折叠机构，由折叠主辊17、折叠按压辊16、18等组成，其后是折叠下边45的折叠机构，由折叠主辊20、折叠按压辊19、21等组成，下方是折下边角46的折角机构，主要由传送滚轮23、26、按压滚轮24、25、导引件22、折叠件28、折角定形主辊30、折角定形按压辊29组成，再向下是折叠上边i42的折叠机构，由折叠主辊32、折叠按压辊31、33等组成，其左侧出口处安有光电开关组合27，左下方即是末端的出纸托盘3。

所述传送滚轮、折叠主辊、折叠按压辊、折角定形主辊、折角定形按压辊最好是可以旋转的胶辊，并相互保持相同的线速度。

所述导引件10、22是具有能够将纸张边角翘起的斜面体或弹簧片等装置，所述折叠件11、28是具有控制所需折叠角的行走轨迹、翻转被折叠部位的曲面53和控制折叠效果的下斜面51、内侧直立平面52、开口角度55和开口宽度54等几何形状的装置。

所述的自动控制系统主要由六个步进电机、光电开关、显示屏、pcb板、控制按键等组成，六个步进电机分别驱动进纸机构、两组折角机构、三组折叠机构，pcb板是控制的中枢，集成了stc5a60s2单片机、l298n驱动模块等。

3)有益效果

由于采用上述技术方案，达到了纸张的边输送、边折角、边折叠，整个加工过程简单直观、顺滑流畅，利于采用多工位设计结构。使得设备的结构更为简洁、体积更小、成本更低、效率更高，彻底实现了桌面式的自动加工设备。另外，使用时可通过修改程序参数或调整折角部件来折叠不同规格的金元宝，甚至可以改型加工其它产品。

4.附图说明

图1是折叠金元宝部分工序示意图

图2是折叠金元宝全部工序示意图

图3是折叠件俯视结构示意图

图4是折叠件仰视结构示意图

图5是金元宝自动折叠机结构示意图

图6是双工位金元宝自动折叠机实施例部分装配图

图7是自动控制系统原理图

图中：折叠前端角41折叠上边i42折叠中线43折叠上边ii44折叠下边45折下边角46

下斜面51内侧直立平面52曲面53开口宽度54开口角度55

机体部分1纸箱部分2出纸托盘3搓纸轮4搓纸轮5分页器6光电开关组合7按压滚轮8传送滚轮9导引件10折叠件11传送滚轮12按压滚轮13折角定形主辊14折角定形按压辊15折叠按压辊16折叠主辊17折叠按压辊18折叠按压辊19折叠主辊20折叠按压辊21导引件22传送滚轮23按压滚轮24按压滚轮25传送滚轮26光电开关组合27折叠件28折角定形按压辊29折角定形主辊30折叠按压辊31折叠主辊32折叠按压辊33齿轮34齿轮35齿轮36摆动件37固定轴套38滑动轴套39

5.具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

在图1和图2中，本发明首先优化了金元宝的折叠工序，共分6道工序完成，依次为：首先折叠前端角41，折叠中线43，折叠上边ii44，折叠下边45，折下边角46，最后折叠上边i42，因为按照此加工流程有利于采用滚动碾压的方式进行折叠。

在图5和图6中，根据优化的加工流程，本发明的金元宝自动折叠机主要由机体部分1、纸箱部分2、进纸机构、两组折角机构、三组折叠机构、出纸托盘3及自动控制系统构成。

机体部分1是安装和纸张导向的基础装置，左端与纸箱部分2相连接，衔接部位的上端是进纸机构，左方是与控制系统相连接的检测与定位的光电开关组合7，然后是折叠前端角41的折角机构，由传送滚轮9、12、按压滚轮8、13、导引件10、折叠件11、折角定形主辊14、折角定形按压辊15等组成，随后是实施折叠中线43和折叠上边ii44工序的折叠机构，由折叠主辊17、折叠按压辊16、18等组成，其左方是实施折叠下边45的折叠机构，由折叠主辊20、折叠按压辊19、21等组成，下方是完成折下边角46的折角机构，主要由传送滚轮23、26、按压滚轮24、25、导引件22、折叠件28、折角定形主辊30、折角定形按压辊29组成，再向下是完成折叠上边i42功能的折叠机构，由折叠主辊32、折叠按压辊31、33等组成，其左侧出口处安有光电开关组合27，左下方即是末端的出纸托盘3。

机体部分1可以是一次成形，如铸造或铣加工等，最好是注塑的，也可以将其分成几个部分，分别加工后再组装成一体，本实例是用光敏树脂三d打印一次成形的。

进纸机构的搓纸轮5固连在棘轮机构的从动轴上，主动轴外置摆件37和嵌有齿轮36，齿轮36与进纸步进电机驱动机构相连接，摆动件37上安有齿轮35，齿轮36、35相啮合，搓纸轮4与齿轮34固连在一根轴上，在进纸步进电机的驱动下，齿轮36带动棘轮机构的主动轴顺时针旋转，在摩擦力的作用下，摆动件37克服弹簧的拉力也顺时针旋转，使得齿轮35又与齿轮34相啮合，实现了单向驱动功能，又不妨碍其他动作。

按压滚轮8、13、24、25分别配置在传送滚轮9、12、23、26相对于纸张传输路线的另一侧，并可自由旋转，它们的直径不宜过大，在8mm左右比较适合，尽可能的加大长度，视安装位置而定。

可以旋转的传送滚轮9、12、23、26、折角定形主辊14、30和折叠主辊17、20、32采用了胶辊，在它们的两端外置固定轴套38，嵌在机体部分1上，其一端还安有齿轮，与步进电机驱动机构相连接，齿轮 的分度圆直径分别等于这些胶辊的直径。这样，在输送动力的同时，还具有相同的线速度，便于相互配合，保证折叠工作的顺畅同步。这些胶辊的直径在10～20mm之间、间离一般在25mm左右方能够适合小规格纸张的折叠。

折角定形按压辊15、29和折叠按压辊16、18、19、21、33、31分别配置在折角定形主辊14、30或折叠主辊17、20、32的一侧，它们的两端外置滑动轴套39，安装在的u型开口槽内，能够沿着u型槽做径向移动，并用拉簧或弹簧等弹性装置将其按压在主辊上，在其一端也安有齿轮，与其主辊上的齿轮相啮合，模数取0.8mm比较适合。这样，保证了按压辊和主辊具有相同的线速度，这些辊轴又都采用了胶辊，防止纸张打滑，保证了折叠的可靠性和效果。

折叠按压辊33最好按压在折角定形主辊30上，因为，加工到此处时，产品已经叠得很厚、双侧又不均匀、折叠主辊32回转半径小，导致产品厚的一侧不易弯曲变形，很难从折叠主辊32与折叠按压辊33之间折叠通过。如此设计能够使产品顺利地从折角定形主辊30和折叠按压辊33之间折叠通过，实现折叠上边i42功能。

如图3和图4所示，折叠件11、28是具有控制所需折叠角的行走轨迹、翻转被折叠部位的曲面53和控制折叠效果的下斜面51、内侧直立平面52、开口角度55和开口宽度54等几何形状的装置，曲面53在两侧边缘处平缓，逐渐过渡到内侧直立平面52处，并逐渐趋于陡峭。因为本实例是折直角，折叠件11、28的开口角度55都取的是四十五度，开口宽度54分别取得是18mm、32mm，用pla材料三d打印成形的。也可以根据需要调整相关尺寸，用cnc加工、注塑加工等。导引件10、22是具有能够将纸张边角翘起的装置，本实例做成了斜面体，也可以用弹簧片等替代，安置在机体部分1上，纸张行走路线的两侧，确保被折叠边角顺利进入折叠件11、28的曲面53处。

下面结合图7对自动控制系统作进一步说明。

自动控制系统主要由一个dc12v的稳压电源、一个电源开关、六个步进电机、两组光电开关、一块lcd显示屏、一块pcb板、一个控制按键等组成。所述dc12v的稳压电源接到pcb板的p2接口上，为步进电机、pcb板提供12v电源，还可通过pcb板载接口p5-1、p5-2、p5-3为外部组件(电风扇等)提供12v电源，经lm7805稳压器为板载元件及外部组件提供5v电源，pcb板载接口是p3-1、p3-2、p3-3；所述电源开关是设备的总电源开关；所述六个步进电机分别驱动进纸机构、两组折角机构、三组折叠机构，并与pcb板上l298n的输出接口p7至p12相连接；所述光电开关组合7用于进纸的检测和定位，与pcb板上p17接口相连接；所述光电开关组合27用于成品的检测，与pcb板上p18接口相连接；所述lcd显示屏用来显示运行状态及操控信息，与pcb板上p14-1、p14-2接口相连接；所述pcb板是控制的中枢，集成了stc5a60s2单片机、l298n驱动模块、ds18b20温度传感器、蜂鸣器、led指示灯、复位按键、续流电路及各接口等；所述控制按键接到pcb板的p16接口上，根据lcd提示的信息进行人工操控。设计好的程序通过pcb板的uart(即p15)接口存入stc5a60s2单片机内，开机后单片机自动运行程序，通过控制按键和lcd进行人机交互，能够控制各个步进电机随意动作互不干扰，进而实现有机的配合，可以通过修改程序参数，实现各种控制需求。

加工过程是：进纸机构首先动作，当光电开关组合7检测到有纸张时，由程序开始计数测算，折叠前端角41的折角机构择机启动，折叠件11将两个前端角折叠后由折角定形主辊14和折角定形按压辊15碾压定形后继续向左输送，折叠主辊17择机启动，顺时针方向旋转，折叠主辊20择机启动，逆时针方向旋转，折叠主辊17、20择机同时换向旋转，折叠主辊17和折叠按压辊16折叠中线43后，折叠主辊17、20又同时换向旋转，折叠主辊17和折叠按压辊18折叠上边ii44，折叠主辊20择机再次换向旋转，折叠主辊20和折叠按压辊21折叠下边45，折下边角46的折角机构择机启动，折叠件28将下边的两个角折叠后由折角定形主辊30和折角定形按压辊29碾压定形后向下输送，折叠主辊32择机启动顺时针旋转，再择机反转，折角定形主辊30和折叠按压辊33折叠上边i42，光电开关组合27将检测信息送给单片机进行处理，产品从出口落入出纸托盘3。