一种双工位自动换卷装置的制作方法

1.本实用新型涉及膜材生产加工领域，具体涉及一种双工位自动换卷装置。


背景技术：

2.在膜材的加工过程中，当放卷机构上的膜材卷用完时，一般需要先停机，再将新的膜材卷安装到放卷机构上，以便于放卷的继续进行，这不仅操作不便，费时费力，而且会造成生产的停滞，浪费生产时间，从而降低生产效率。
3.为了提高工作效率，人们设计出一种双工位放卷机构，现有的双工位放卷机构一般包括机座、转轴、电机、两个旋转件和两根放卷轴，机座的一侧设有工作工位，机座的另一侧设有换卷工位；转轴的两端可转动地安装在机座上；电机安装在机座上，电机的输出轴与转轴传动连接；两个旋转件分别固定设在转轴的两端上，两个旋转件平行设置；放卷轴的两端分别可转动且可拆卸地安装在两个旋转件上，两根放卷轴与转轴平行设置且对称地分布在转轴的两侧，其中一根放卷轴位于工作工位上，另一根放卷轴位于换卷工位上。工作时，当工作工位上的放卷轴工作时，可以在换卷工位的放卷轴上安装上新的膜材卷，预先做好换卷的准备工作；当工作工位上的放卷轴上的膜材卷用完时，一般采用切刀将该膜材卷的膜材切断，再采用人工方式将生产中被切断的膜材末端与换卷工位上的放卷轴上的新膜材卷接合起来，然后由电机驱动转轴转动，带动两个旋转件旋转180度，使工作工位上的放卷轴和换卷工位上的放卷轴互换位置，完成换卷操作。虽然这种双工位换卷机构能够在不停机的状态下完成换卷操作，以确保加工的连续进行，从而提高工作效率，但是，采用人工方式驳接膜材的操作较为不便，并且需要工人以较快的速度完成对膜材的驳接，对工人的操作熟练度要求相当高，这会大大增加人工成本，且难以适应大批量规模化生产。
4.随着技术的发展，目前也出现一些双工位自动换卷装置，但是，目前的双工位自动换卷装置在接膜时，需先新膜材卷放出来一小段垂于工作工位的旧膜材卷一侧，然后通过一条摆动辊推动新膜材卷的端头贴向工作工位的旧膜材卷上，同时再由另一条压合辊进行压合，使新膜材卷的端头接在旧膜材卷上继续输送，随后用切刀切断旧卷膜材，再通过反转机构驱动新膜材卷、旧膜材卷调换位置，切换新膜材卷进行放卷。这种双工位自动换卷装置虽然能够实现自动接膜换卷，但由于在接膜时采用一条摆动辊来推动新膜材卷的端头向工作工位的膜材旧卷，贴合后，新卷膜材与旧卷膜材往往对位不准，导致新卷膜材前方的牵引力偏离中间位置，最终导致新卷膜材向一侧偏移或缠绕在一起，难以平整展开。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种双工位自动换卷装置，这种双工位自动换卷装置能够在不停机的状态下自动完成换卷操作，并且接膜对位准确，可确保膜材平整展开。采用的技术方案如下：
6.一种双工位自动换卷装置，包括机架和双工位放卷机构，双工位放卷机构包括转轴、翻转架、翻转电机、两个放卷轴和两个放卷电机，转轴可转动安装在机架上并且沿左右
方向设置，翻转电机安装在机架上，翻转电机的输出轴与转轴传动连接；翻转架的中部安装在转轴上，两个放卷轴分别可转动且可拆卸安装在翻转架的两端部上；两个放卷电机均安装在翻转架上，两个放卷电机与两个放卷轴一一对应，放卷电机的输出轴与相应的放卷轴传动连接；双工位放卷机构设有工作工位和换卷工位，两个放卷轴分别处在工作工位、换卷工位上，其特征在于：所述双工位自动换卷装置还包括自动接膜机构，自动接膜机构包括升降架、能够驱动升降架升降的第一升降机构、贴合辊、能够驱动贴合辊升降的第二升降机构、切刀和能够驱动切刀升降的第三升降机构，第一升降机构安装在所述机架上，第二升降机构、第三升降机构均安装在升降架上，贴合辊、切刀均沿左右方向设置并处在换卷工位上的放卷轴的正上方或正下方；工作工位上的放卷轴、切刀、贴合辊沿膜材的输送方向自前至后依次排列。
7.工作时，工作工位上的放卷轴在相应的放卷电机的驱动下持续转动，实现对其上的膜材卷进行放卷，该膜材卷释放出的膜材在前方牵引下从切刀、贴合辊与换卷工位上的放卷轴之间经过，再输送至后续加工工序中；当工作工位上的放卷轴工作时，操作人员可在换卷工位的放卷轴上安装上新的膜材卷，预先做好换卷的准备工作。当工作工位上的放卷轴上的膜材卷（下面简称旧膜材卷）即将用完时，第一升降机构驱动升降架及其上的第二升降机构、贴合辊、第三升降机构和切刀一起上升或下降，朝向换卷工位上的放卷轴上的新膜材卷的方向移动直至贴合辊几乎与新膜材卷接触；随后，第二升降机构驱动贴合辊向上或向下移动，通过贴合辊推动旧膜材卷输送的膜材朝向新膜材卷移动，将正在输送膜材与新膜材卷的膜材端部接合在一起（新膜材卷的膜材末端一般带有胶粘层，或者人工贴附上胶粘层），在接膜后，第三升降机构随即驱动切刀向上或向下移动，通过切刀的刀刃对旧膜材卷输送的膜材切断；随后第一升降机构驱动升降架及其上的第二升降机构、贴合辊、第三升降机构和切刀一起下降或上升复位，并且第二升降机构、第三升降机构分别驱动贴合辊、切刀向下或向上移动复位；随后翻转电机驱动转轴和翻转架绕转轴翻转180度，使工作工位上的放卷轴和换卷工位上的放卷轴互换位置，从而自动完成换卷操作。上述双工位自动换卷装置能够在不停机的状态下自动换卷操作，更重要的是，颠覆了将新膜材卷的端头贴向旧膜材卷的传统接膜思维，采用第一升降机构驱动贴合辊推动旧膜材卷输送的膜材靠近新膜材卷，在此基础上，再驱动贴合辊微升降进行接膜，驱动切刀微升降进行切断，动作稳定，接膜对位准确，确保膜材平整展开，有利于保证膜材的加工质量。
8.一种具体方案中，所述贴合辊、切刀均处在换卷工位上的放卷轴正下方，切刀的刀刃朝向上方。
9.另一种具体方案中，所述贴合辊、切刀均处在换卷工位上的放卷轴正上方，切刀的刀刃朝向下方。
10.优选方案中，所述第一升降机构包括升降电机、至少一个竖直导轨和至少一个滚珠丝杠，竖直导轨、升降电机均安装在所述机架上，所述升降架安装在竖直导轨上并与竖直导轨滑动配合，滚珠丝杠的螺杆可转动安装在所述机架上并与竖直导轨相平行，滚珠丝杠的螺杆与升降电机的输出轴传动连接，滚珠丝杠的螺母与升降架连接。工作时，升降电机驱动滚珠丝杠的螺杆正向或反向转动，通过滚珠丝杠的螺母带动升降架沿竖直导轨上升或下降一定高度。
11.优选方案中，所述第二升降机构包括第二摆动轴、第二摆动架和至少一个第二摆
动气缸，第二摆动轴可转动安装在所述升降架上并且为左右走向，第二摆动架固定安装在第二摆动轴上；所述贴合辊安装在第二摆动架上并且为左右走向；第二摆动气缸的缸体铰接在机架上，第二摆动气缸的活塞杆与第二摆动架偏离第二摆动轴的位置铰接。工作时，可通过第二摆动气缸的活塞杆伸缩，驱动第二摆动架绕第二摆动轴摆动，带动贴合辊上升或下降。因为第一升降机构已经驱动贴合辊到几乎与新膜材卷接触，因此，贴合辊此时只要作微升降即可，此时，采用摆动结构驱动贴合辊升降与垂直升降几乎没有差别，而且采用摆动的方式驱动贴合辊升降能够使贴合辊与高速输送的膜材更好的衔接。当然，第二升降机构也可以采用垂直升降机构，例如气缸或电机与丝杆的配合。
12.优选方案中，所述第三升降机构包括第三摆动轴、第三摆动架和第三摆动气缸，第三摆动轴可转动安装在所述升降架上并且为左右走向，第三摆动架固定安装在第三摆动轴上；所述切刀安装在第三摆动架上并且为左右走向；第三摆动气缸的缸体铰接在机架上，第三摆动气缸的活塞杆与第三摆动架偏离第三摆动轴的位置铰接。工作时，可通过第三摆动气缸的活塞杆伸缩，驱动第三摆动架绕第三摆动轴摆动，带动切刀上升或下降。因为第一升降机构已经驱动切刀到几乎与旧膜材卷输送的膜材接触，因此，切刀此时只要作微升降即可，此时，采用摆动结构驱动切刀升降与垂直升降几乎没有差别，而且采用摆动的方式驱动切刀升降能够使贴合辊与高速输送的膜材更好的衔接。当然，第三升降机构也可以采用垂直升降机构，例如气缸或电机与丝杆的配合。
13.优选方案中，所述贴合辊为胶辊。
14.优选方案中，所述双工位自动换卷装置还包括控制器和光电开关，光电开关安装在所述升降架上并处在所述贴合辊与换卷工位上的放卷轴之间，光电开关与控制器相应的输入端电连接，所述翻转电机、第一升降机构、第二升降机构、第三升降机构分别与控制器相应的输出端电连接。工作时，控制器通过第一升降机构驱动升降架及其上的第二升降机构、贴合辊、第三升降机构、切刀和光电开关一起朝向换卷工位上的放卷轴上的新膜材卷移动，直至当光电开关检测到该新膜材卷的外边沿时，控制器通过第一升降机构控制升降架暂停移动，使贴合辊几乎与新膜材卷接触。
15.更优选方案中，所述光电开关为对射式光电开关。
16.通常，上述控制器采用plc控制器或单片机。
17.优选方案中，所述双工位自动换卷装置还包括膜材张紧机构；沿膜材的输送方向，膜材张紧机构处在所述自动接膜机构的后方；膜材张紧机构包括张紧气缸、第一摆动架、活动导辊和两个固定导辊，两个固定导辊均可转动安装在所述机架上，第一摆动架一端与机架铰接，活动导辊可转动安装在第一摆动架的另一端并处在两个固定导辊之间，张紧气缸的缸体与机架铰接，张紧气缸的活塞杆与第一摆动架的中部铰接。工作时，膜材依次从一固定导辊、活动导辊、另一固定导辊之间绕过，再输送至后续工序；当两个固定导辊之间的膜材变长而出现松弛时，张紧气缸驱动第一摆动架摆动，对膜材表面施加作用力，使膜材处于张紧状态。
18.通常，处在工作工位上的放卷轴和膜材张紧机构之间安装有多个导引辊，各个导引辊能够对经过的膜材起到支撑及导引作用，实现对膜材的平稳输送。
19.本实用新型的双工位自动换卷装置通过双工位放卷机构和自动接膜机构之间的配合，能够在不停机的状态下自动换卷操作，更重要的是，颠覆了将新膜材卷的端头贴向旧
膜材卷的传统接膜思维，采用第一升降机构驱动贴合辊推动旧膜材卷输送的膜材靠近新膜材卷，在此基础上，再驱动贴合辊微升降进行接膜，驱动切刀微升降进行切断，动作稳定，接膜对位准确，确保膜材平整展开，有利于保证膜材的加工质量。
附图说明
20.图1是本实用新型优选实施方式实施例一的结构示意图；
21.图2是实施例一中自动接膜机构的结构示意图（其中第一升降机构未画出）；
22.图3是图2的俯视图；
23.图4是实施例一中双工位放卷机构的结构示意图（其中放卷电机未画出）；
24.图5是本实用新型优选实施方式实施例二的结构示意图。
具体实施方式
25.实施例一
[0026] 如图1
‑
图4所示，这种双工位自动换卷装置包括机架1、双工位放卷机构2、自动接膜机构3和膜材张紧机构4；双工位放卷机构2包括转轴21、翻转架22、翻转电机23、两个放卷轴24和两个放卷电机（图中未画出），转轴21可转动安装在机架1上并且沿左右方向设置，翻转电机23安装在机架1上，翻转电机23的输出轴与转轴21传动连接；翻转架22的中部安装在转轴21上，两个放卷轴24分别可转动且可拆卸安装在翻转架22的两端部上；两个放卷电机均安装在翻转架22上，两个放卷电机与两个放卷轴24一一对应，放卷电机的输出轴与相应的放卷轴24传动连接；双工位放卷机构2设有工作工位201和换卷工位202，两个放卷轴24分别处在工作工位201、换卷工位202上；自动接膜机构3包括升降架31、能够驱动升降架31升降的第一升降机构32、贴合辊33、能够驱动贴合辊33升降的第二升降机构34、切刀35和能够驱动切刀35升降的第三升降机构36，第一升降机构32安装在机架1上，第二升降机构34、第三升降机构36均安装在升降架31上，贴合辊33、切刀35均沿左右方向设置并处在换卷工位202上的放卷轴24的正下方，切刀35的刀刃朝向上方；工作工位201上的放卷轴24、切刀35、贴合辊33、膜材张紧机构4沿膜材的输送方向自前至后依次排列。
[0027]
在本实施例中，第一升降机构32包括升降电机321、至少一个竖直导轨322和至少一个滚珠丝杠323，升降电机321、竖直导轨322均安装在机架1上，升降架31安装在竖直导轨322上并与竖直导轨322滑动配合，滚珠丝杠323的螺杆可转动安装在机架1上并与竖直导轨322相平行，滚珠丝杠323的螺杆与升降电机321的输出轴传动连接，滚珠丝杠323的螺母与升降架31连接。
[0028]
在本实施例中，贴合辊33为胶辊。
[0029]
在本实施例中，第二升降机构34包括第二摆动轴341、第二摆动架342和两个第二摆动气缸343，第二摆动轴341可转动安装在升降架31上并且为左右走向，第二摆动架342固定安装在第二摆动轴341上；贴合辊33安装在第二摆动架342上并且为左右走向；两个第二摆动气缸343的缸体均铰接在机架1上，两个第二摆动气缸343的活塞杆均与第二摆动架342偏离第二摆动轴341的位置铰接。
[0030]
在本实施例中，第三升降机构36包括第三摆动轴361、第三摆动架362和第三摆动气缸363，第三摆动轴361可转动安装在升降架31上并且为左右走向，第三摆动架362固定安
装在第三摆动轴361上；切刀35安装在第三摆动架362上并且为左右走向；第三摆动气缸363的缸体铰接在机架1上，第三摆动气缸363的活塞杆与第三摆动架362偏离第三摆动轴361的位置铰接。
[0031]
在本实施中，膜材张紧机构4包括张紧气缸41、第一摆动架42、活动导辊43和两个固定导辊44，两个固定导辊44均可转动安装在机架1上，第一摆动架42一端与机架1铰接，活动导辊43可转动安装在第一摆动架42的另一端并处在两个固定导辊44之间，张紧气缸41的缸体与机架1铰接，张紧气缸41的活塞杆与第一摆动架42的中部铰接。工作时，膜材依次从一固定导辊44、活动导辊43、另一固定导辊44之间绕过，再输送至后续工序；当两个固定导辊44之间的膜材变长而出现松弛时，张紧气缸41驱动第一摆动架42摆动，对膜材表面施加作用力，使膜材处于张紧状态。
[0032]
在本实施例中，所述双工位自动换卷装置还包括控制器（图中未画出）和光电开关5，光电开关5为对射式光电开关，光电开关5安装在升降架31上并处在贴合辊33与换卷工位202上的放卷轴24之间，光电开关5与控制器相应的输入端电连接，翻转电机23、第一升降机构32、第二升降机构34、第三升降机构36分别与控制器相应的输出端电连接。
[0033]
在本实施例中，处在工作工位201上的放卷轴24和膜材张紧机构4之间设有多个导引辊6，各个导引辊6能够对经过的膜材起到支撑及导引作用，实现对膜材的平稳输送。
[0034]
下面简述一下本双工位自动换卷装置的工作原理：
[0035]
工作时，工作工位201上的放卷轴24在相应的放卷电机的驱动下持续转动，实现对其上的膜材卷241进行放卷，该膜材卷241释放出的膜材在前方牵引下从切刀35、贴合辊33与换卷工位202上的放卷轴24之间经过，再依次从一固定导辊44、活动导辊43、另一固定导辊44之间绕过，再输送至后续工序；当工作工位201上的放卷轴24工作时，操作人员可在换卷工位202的放卷轴24上安装上新的膜材卷241，预先做好换卷的准备工作。当工作工位201上的放卷轴24上的膜材卷241（下面简称旧膜材卷241）即将用完时，第一升降机构32的升降电机321驱动滚珠丝杠323的螺杆正向转动，通过滚珠丝杠323的螺母带动升降架31及其上的第二升降机构34、贴合辊33、第三升降机构36、切刀35和光电开关5一起上升，朝向换卷工位202上的放卷轴24上的新膜材卷241的方向移动，直至当光电开关5检测到该新膜材卷241的外边沿时，控制器通过第一升降机构32控制升降架31暂停移动，使贴合辊33几乎与新膜材卷241接触；随后，第二升降机构34的第二摆动气缸343驱动第二摆动架342和贴合辊33绕第二摆动轴341向上摆动，通过贴合辊33推动旧膜材卷241输送的膜材朝向新膜材卷241移动，将正在输送膜材与新膜材卷241的膜材端部接合在一起（新膜材卷241的膜材末端一般带有胶粘层，或者人工贴附上胶粘层），在接膜后，第三升降机构36的第三摆动气缸363驱动第三摆动架362和切刀35绕第三摆动轴361向上摆动，通过切刀35的刀刃对旧膜材卷241输送的膜材切断；随后第一升降机构32的升降电机321驱动滚珠丝杠323的螺杆反向转动，通过滚珠丝杠323的螺母带动升降架31及其上的第二升降机构34、贴合辊33、第三升降机构36、切刀35和光电开关5一起下降复位，并且第二升降机构34、第三升降机构36分别驱动贴合辊33、切刀35向下摆动复位；随后翻转电机23驱动转轴21和翻转架22绕转轴21翻转180度，使工作工位201上的放卷轴24和换卷工位202上的放卷轴24互换位置，从而自动完成换卷操作。
[0036]
实施例二
[0037]
参考图5，在其他部分均与实施例一相同的情况下，其区别在于：贴合辊33、切刀35均处在换卷工位202上的放卷轴24的正上方，切刀35的刀刃朝向下方。
[0038]
工作时，工作工位201上的放卷轴24在相应的放卷电机的驱动下持续转动，实现对其上的膜材卷241进行放卷，该膜材卷241释放出的膜材在前方牵引下从切刀35、贴合辊33与换卷工位202上的放卷轴24之间经过，再依次从一固定导辊44、活动导辊43、另一固定导辊44之间绕过，再输送至后续工序；当工作工位201上的放卷轴24工作时，操作人员可在换卷工位202的放卷轴24上安装上新的膜材卷241，预先做好换卷的准备工作。当工作工位201上的放卷轴24上的膜材卷241（下面简称旧膜材卷241）即将用完时，控制器控制第一升降机构32的升降电机321驱动滚珠丝杠323的螺杆正向转动，通过滚珠丝杠323的螺母带动升降架31及其上的第二升降机构34、贴合辊33、第三升降机构36、切刀35和光电开关5一起下降，朝向换卷工位202上的放卷轴24上的新膜材卷241的方向移动，直至当光电开关5检测到该新膜材卷241的外边沿时，控制器控制第一升降机构32控制升降架31暂停移动，使贴合辊33几乎与新膜材卷241接触；随后，第二升降机构34的第二摆动气缸343驱动第二摆动架342和贴合辊33绕第二摆动轴341向下摆动，通过贴合辊33推动旧膜材卷241输送的膜材朝向新膜材卷241移动，将正在输送膜材与新膜材卷241的膜材端部接合在一起（新膜材卷241的膜材末端一般带有胶粘层，或者人工贴附上胶粘层），在接膜后，控制器控制第三升降机构36的第三摆动气缸363驱动第三摆动架362和切刀35绕第三摆动轴361向下摆动，通过切刀35的刀刃对旧膜材卷241输送的膜材切断；随后控制器控制第一升降机构32的升降电机321驱动滚珠丝杠323的螺杆反向转动，通过滚珠丝杠323的螺母带动升降架31及其上的第二升降机构34、贴合辊33、第三升降机构36和切刀35一起上升复位，并且第二升降机构34、第三升降机构36分别驱动贴合辊33、切刀35向上摆动复位；随后控制器控制翻转电机23驱动转轴21和翻转架22绕转轴21翻转180度，使工作工位201上的放卷轴24和换卷工位202上的放卷轴24互换位置，从而自动完成换卷操作。
[0039]
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。