胶带解卷导送装置及其方法与流程

本发明属于自动化设备领域，具体涉及一种胶带解卷导送装置及其方法。

背景技术：

在线束生产领域，胶带的使用非常广泛，尤其是在线束的后端加工工序，比如线束装配时采用胶带缠绕的方式来固定和保护线缆，焊点处的胶带绝缘包扎等环节。由于胶带是以胶带卷的形式供应的，那么胶带在被使用前就必须先从胶带卷上脱离开来，也就是胶带使用前的解卷过程。同时，被解开的胶带离胶带的使用端会有一定距离，这就需要将解开的胶带稳定可靠地被导送到使用位置，而且在导送的过程中又不能使胶带的黏性面再次与导送机构中的接触面有较强的粘合，否则就会带来胶带的二次解开过程，给使用带来很大的不便。抛开使用过程中采用手动解卷胶带不说(实际上在线束生产厂家，还是有大量的环节是采用人工解卷胶带的，长期操作工人劳动强度很大，效率很低)。现有设备中，特别是用于线束焊点处绝缘点包胶带用的胶带点包机中，胶带的解卷和导送是同步进行的，准确的说是，胶带的解卷是靠导送机构中的某个动力轮的旋转来提供胶带的解卷力，同时又提供解卷后胶带的传送力。那么，此动力轮与胶带的静摩擦力要大于胶带的解卷力，一般来说是胶带的黏性面与动力轮表面接触，动力轮能提供的扭转力要大于胶带的解卷力。在应对黏性较小的pvc等胶带的时候是没有太大的问题的，因为胶带黏性小，所以胶带的解卷力不需要很大，动力轮所需要提供的扭矩也不是很大，胶带与动力轮之间的二次解开力也不会影响胶带的导送和使用。但是，现有设备在应对大黏性胶带的时候，特别是宽度较大的布基胶带，解卷效果很不理想，甚至出现胶带解不开，解卷时动力轮打滑的情况。而且解卷后胶带的传送也很不稳定，胶带与动力轮之间的二次解开需要设置新的机构来实现。再则，由于胶带的解卷与传送是同步进行的，胶带的使用势必得与胶带的解卷是配合进行的，在使用时候需要有自动化的机构去衔接配合，增加了整个机构的复杂程度和加工使用成本。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决现有技术中的胶带解卷导送环节存在的问题，并提供一种胶带解卷导送装置，以较好地实现对大黏性、宽度大等本身所需解卷力很大的胶带的解卷，同时在解卷过程中不会影响胶带的传送过程。

本发明所采用的具体技术方案如下：

胶带解卷导送装置，包括胶带轮、推动机构、胶带张力导辊和胶带止回导辊；所述的胶带轮用于安装胶带卷，胶带卷上解开的胶带依次经过胶带张力导辊和胶带止回导辊，且胶带的黏性面与两个导辊均形成包裹角；所述的推动机构用于推动胶带轮交替性远离和靠近胶带张力导辊；所述的胶带张力导辊上设置有阻尼器，用于对胶带张力导辊的转动施加阻尼力；所述的胶带止回导辊上设有单向止回装置，用于在胶带回退过程中限制胶带止回导辊的转动。

需要指出的是，上述描述仅用于清楚描述各部件的位置关系，本发明的胶带解卷导送装置本身并不包含胶带卷和胶带，两者是在使用过程中才被安装于装置上的。单向止回装置可以采用现有的各种设备，只要其能够实现限制轴承单向旋转即可。但上述所说的在胶带回退过程中限制胶带止回导辊的转动，并不一定指反向转动过程中完全无法进行，也可以是反向旋转至一定角度或圈数后，转动才被限制。

本发明采用将胶带的解卷与传送分隔开来的方式实现胶带的解卷导送，而且解卷与传送在时间上是有先后顺序的。待使用的胶带卷被安装在胶带解卷座上的胶带轮上，胶带轮的转动轴安装于推动机构上，如滑台气缸、滚珠丝杠直线模组等。推动机构提供胶带解卷所需的解卷力和解卷行程。当然，推动机构的滑动力要大于胶带的解卷力，推动机构的滑动行程要大于胶带使用端的需求长度。通过推动机构反向推动胶带轮，推动机构在将胶带解开后，回到初始位置，此时已经解开的胶带是处于自由松弛的状态，最后再通过外部的胶带导送机构将已经处于解开状态的胶带导送到需要被使用的地方。整个装置中，导送机构中的张力导辊用于在胶带解卷后的导送过程中给胶带提供张力，以避免胶带在传送过程中出现松弛现象。而且为了适应各种黏性的胶带的不同张力需求，在张力导辊一侧连接有阻尼器，用于调整胶带在传送过程中的张力大小。导送机构中的胶带止回导辊，是为了避免胶带在解卷过程中将已经处于导送机构中的待使用的胶带拉回来。

作为优选，所述的胶带止回导辊留有一定的回转余量，用于在胶带回退一定距离后卡住胶带止回导辊，防止其继续回转。实现该功能可以采用多种方式，例如在胶带止回导辊本身的转轴上设置有一定余量的止退结构，也可以在胶带止回导辊的一侧设置有可调行程的胶带回退机构，典型结构是能将角位移转变为直线位移的齿轮齿条结构(当然也不排除其它类似原理的机构的应用)。该回转余量最终会导致处于使用端的胶带具备一定的回退量，由此实现自动调整胶带使用端的留头量。

作为进一步的优选，所述的单向止回装置包括胶带回退齿条和胶带回退齿轮；胶带止回导辊通过单向离合器轴承套装于胶带止回导辊轴上，其止回方向(即限制转动的方向)为使胶带回退的方向；胶带回退齿轮同轴嵌套于胶带止回导辊中的胶带止回导辊轴上，并与胶带回退齿条啮合；胶带回退齿条在与胶带回退齿轮的传动过程中，位移行程受限。由于胶带回退齿轮是轴向旋转的，传动过程中发生位移的是胶带回退齿条，因此当胶带回退齿条的位移行程受限时，胶带回退齿轮仅能够回转一定角度或圈数，到达极限位置后其无法旋转。此时，胶带止回导辊的转动被限制，使胶带无法往回自由移动，产生胶带卷的解卷力。

作为更进一步的优选，所述的胶带回退齿条安装于导辊座中，且导辊座上设有位移调整组件，用于调整胶带回退齿条的可移动距离。胶带回退齿条的可移动距离与胶带的回退量有关，因此该方式可以方便地调整胶带留头量。位移调整组件可以采用多种方式，如螺丝组件或者卡件等，只要能够在齿条的移动路径上形成位置可调整的限位结构即可。

作为优选，所述的推动机构的推动方式为直线推动，且胶带轮的位移方向为水平方向。该方式下，被解开的胶带能够在重力作用下自然下垂，减少出现相互粘连或者粘连至其他周边设备上的情况。

作为优选，所述的胶带张力导辊和/或胶带止回导辊附近安装有一个或多个胶带导辊，胶带导辊与胶带的非黏性面接触，用于改变胶带方向，使胶带与导辊之间形成包裹角。用于改变胶带走向的胶带导辊是与胶带的非黏性面接触，而且胶带导辊可以绕着胶带导辊轴回转，胶带导辊对胶带的传送不会带来很大的阻力，基本可以忽略，只是用于改变胶带的走向。胶带导辊是否安装以及安装的个数需要视胶带张力导辊或胶带止回导辊上的胶带进入的方向和出去的方向而定，假如原先方向无法满足形成包裹角的要求，则需要设置胶带导辊进行转向，假如原先角度已经可以满足要求，则无需设置。

作为优选，所述的胶带张力导辊和胶带止回导辊与胶带接触的外表面均进行滚花处理，再车加工形成若干环形沟槽。由于胶带张力导辊和胶带止回导辊是直接与胶带的黏性面接触，所以胶带张力导辊与胶带止回导辊的圆柱表面为滚花后再车加工出很多环形沟槽，其目的是尽量减小导辊面与胶带黏性面的接触面积，以减小胶带在传送过程中与导辊表面再次粘合后的解开力。当然，接触面积也不能小到使胶带与滚花表面的最大静摩擦力小于胶带的解卷力，从而导致胶带与滚花导辊面产生相对滑动打滑的情况。因此，在布置的时候也须考虑胶带与张力导辊和止回导辊的包覆角大小，此参数也直接影响胶带与滚花表面的接触面积和最大静摩擦力大小。

作为优选，胶带卷上的胶带解开位置附近设置有胶带支撑杆，用于在胶带轮向靠近胶带张力导辊方向运动过程中，托住已被解开的胶带，起到稳定胶带姿态的作用，防止解卷后胶带回退时胶带黏性面与周边碰触。胶带支撑杆一般设置于胶带解开位置偏下方处，但不能离解开位置过远。

本发明的另一目的在于提供一种利用上述任一方案中的导送装置的胶带解卷导送方法，其步骤如下：

首先将胶带卷安装于胶带轮上，解开一段胶带并依次经过胶带张力导辊和胶带止回导辊到达使用端(使用胶带的位置或设备处)，胶带的黏性面与两个导辊均保持包裹角，其中胶带与胶带止回导辊的包裹角应满足使胶带在解卷过程中与导辊表面的最大静摩擦力之和不小于胶带的解卷力；然后，通过推动机构使胶带轮从初始位置向远离胶带张力导辊的方向移动，当到达预定位置后再回位至初始位置，完成胶带卷的解卷工作；被解开的胶带存放在胶带卷与胶带张力导辊之间的区域，等待后续使用。

在解卷过程中，胶带回退，胶带张力导辊、胶带止回导辊以及胶带导辊与胶带之间均存在摩擦力，但主要的摩擦力是由被限制转动的胶带止回导辊带来的，因此设计时，应当尽量满足胶带止回导辊表面与胶带的最大静摩擦力之和不小于胶带的解卷力。

作为优选，胶带止回导辊在初始状态留有一定的回转余量，用于在胶带回退一定距离后限制胶带止回导辊转动，实现胶带留头量的调整。

通过实际的生产应用，本发明能很好的解决现有设备中胶带解卷导送环节中存在的主要问题，使胶带解卷更可靠、胶带适应性更广泛、同时整个胶带解卷导送环节结构变得更加简单、加工成本低、维护方便。

附图说明

图1是本发明设计胶带解卷导送装置的整体结构示意；

图2是本发明设计胶带解卷导送装置的整体结构示意；

图3是用于描述胶带在被解卷前时的状态和已经被解开的胶带的布置状态；

图4是用于描述胶带在被解卷时的状态；

图5是用于描述胶带在被解卷后的状态；

图6是用于描述胶带在被解卷后导送使用时的状态；

图7是用于描述胶带止回导辊组件的结构示意图。

图中：胶带卷1、胶带黏性面2、解开的胶带3、胶带轮4、胶带解卷座5、推动机构6、胶带导辊轴7、胶带导辊8、胶带张力导辊9、阻尼器10、张力导辊支座11、胶带止回导辊12、胶带止回导辊轴13、导辊座14、胶带回退齿条15、胶带回退齿轮16、调整螺丝组件17、胶带支撑杆18、解开待用的胶带19、单向离合器轴承20、轴承支撑面21。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步阐述和说明。本发明中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。

如图1、图2所示，本发明包括胶带卷1、胶带黏性面2、解开的胶带3、胶带轮4、胶带解卷座5、推动机构6、胶带导辊轴7、胶带导辊8、胶带张力导辊9、阻尼器10、张力导辊支座11、胶带止回导辊12、胶带止回导辊轴13、导辊座14、胶带回退齿条15、胶带回退齿轮16、调整螺丝组件17、胶带支撑杆18、解开待用的胶带19、单向离合器轴承20、轴承支撑面21。

待使用的胶带卷1被安装在胶带解卷座5上的胶带轮4上，胶带轮被套装在胶带解卷座5上的固定轴上，使胶带卷在解卷过程中能绕固定轴自行旋转。胶带轮4的结构形式要求方便胶带卷的更换安装，同时要求胶带在解卷过程中保持胶带卷稳定可靠。胶带解卷座5为钣金折弯件，待解卷的胶带卷通过胶带轮4安装于胶带解卷座5之上，同时胶带解卷座的一端又安装于推动机构6的活动滑台上，推动机构6沿水平方向来回直线推动胶带轮4，其结构可以是滑台气缸模组、滚珠丝杠直线模组等能提供解卷胶带动力和行程的标准机构。当然，推动机构6的推动方向与水平方向具有一定角度或者具有一定弧度也是可以的，但要保证胶带轮4能够交替性远离和靠近胶带张力导辊9，且被解开的胶带在松弛状态下不会二次粘连。另外，在结构和强度允许的情况下，胶带轮4的轴也可以直接固定于推动机构6上。

胶带在解卷使用前，首先需要手动解开一部分胶带。按照图示3，将已经手动解开的胶带穿过导送机构到达使用端。胶带首先穿过胶带支撑杆18上方，胶带支撑杆起到稳定胶带姿态的作用，防止解卷后胶带回退时胶带黏性面与周边碰触，胶带支撑杆表面与胶带的非黏性面接触。当然支撑杆18并不意味着一定要以杆的形式，片状、块状的支撑结构均可以对胶带进行稳定支撑。

胶带通过两个胶带导辊8的导向后，穿过了胶带张力导辊9，胶带导辊8套装于胶带导辊轴7上，可以围绕胶带导辊轴7旋转，胶带导辊轴7是固定设置的，其中胶带的非黏性面与胶带导辊8的表面接触。而此处胶带的黏性面2是包覆于胶带张力导辊9的滚花面上的，胶带张力导辊表面为滚花后再车加工出很多环形沟槽，其目的是尽量减小导辊表面与胶带黏性面2的接触面积，以减小胶带在传送过程中与导辊表面再次粘合后的解开力。胶带张力导辊9通过张力导辊支座11安装固定于设备上，其中胶带张力导辊9在胶带行进过程中可以绕轴线回转，而且安装于胶带张力导辊一侧的阻尼器10(最好是阻尼力可调的)可以提供改变胶带张力导辊回转时的回转阻尼力，用于提供胶带传送过程中的张力，使已经解开的胶带3不会在传送过程中出现松弛现象。可调阻尼器可以是磁力可调阻尼器、摩擦可调阻尼器、重力可调阻尼器等。

之后胶带再经过一组胶带导辊8的导向后，绕过胶带止回导辊12后到达胶带使用位置。如图示3所示，胶带止回导辊12表面与胶带的黏性面2接触，胶带止回导辊表面与胶带张力导辊9表面一样为滚花后再车加工出很多环形沟槽，目的也是尽量减小导辊表面与胶带黏性面2的接触面积。

如图7所示，胶带止回导辊12套装于胶带止回导辊轴13上，止回导辊轴13上安装有单向离合器轴承20，轴承的外圈与止回导辊轴上的内孔过盈配合或者用螺丝紧定，以实现轴承外圈与止回导辊之间的固定。单向离合器轴承20在胶带解卷行程中是处于锁止状态，在胶带使用行程中是处于打开状态。胶带止回导辊轴13的一侧安装有胶带回退齿轮16，胶带回退齿轮16与胶带止回导辊轴13的轴通过过盈安装或者用螺丝紧定的方式实现固定连接。胶带止回导辊轴13由其上两个轴承支撑面21支撑安装于设备固定位置上，其中一个轴承支撑面安装于导辊座14的轴承孔内，在两个轴承支撑面的支撑下使胶带止回导辊轴13为悬臂杆支撑结构，同时止回导辊轴本身可以绕着支撑面自由回转。导辊座14固定安装于设备固定位置，起到止回导辊轴的一个轴承座作用，同时里面安装有胶带退回齿条15。胶带退回齿条15与安装在胶带止回导辊上的胶带退回齿轮16啮合，胶带退回齿条15被限制在只能在一定尺寸范围内移动，其移动方向上的一侧的导辊座对应位置上安装有调整螺丝组件17，调整螺丝组件17中的螺丝穿过导辊座14顶部悬于胶带退回齿条15上方一定距离，通过旋进或旋出螺丝，可以调整胶带回退齿条的可移动范围，也就是图示3中的a尺寸。那么胶带退回齿条的移动尺寸a直接就反应了胶带退回齿轮16的转动角度范围，也就是说胶带止回导辊轴只能在一定角度范围内可自由回转。

如图3所示，胶带在解卷使用的初始状态，胶带卷处于图示前置位置，胶带回退齿条15在图示下极限位置处。如图示4所示，胶带解卷过程开始后，推动机构6带动胶带卷1向后移动。首先，在解卷力的作用下，处于导送机构内的已经解开的胶带3被往回拉，同时带动胶带止回导辊12按图示逆时针方向旋转，此时，单向离合器轴承20处于锁止方向，胶带止回导辊轴13也跟着一起逆时针方向旋转。在胶带回退齿轮16的带动下，胶带回退齿条15往上移动到与调整螺丝组件接触位置，此时，胶带止回导辊12被锁止不能转动，由于胶带黏性面2与胶带止回导辊表面的粘合作用，胶带也不能被解卷力往回拉，胶带停留在当前位置。此时，胶带的使用端被往回拉回了图示4所示尺寸b的长度，而且尺寸b跟可调尺寸a成一定线性比例关系。胶带回退量尺寸b的作用是在一定程度上调整胶带使用端的留头位置，比如说应用于胶带台式点包机的时候，当包较粗的线束的时候就需要有较多的胶带留头量，反之包细线时需要较少的胶带留头量。

当胶带回退齿条15到达上止位后，胶带止回导辊不能再在胶带的带动下继续往回退，随着推动机构继续往后运行，胶带卷上的胶带被解开。推动机构运行到后极限位置后，胶带解卷工作完成。解卷完成后，推动机构6回到前部初始位置，如图示5所示，之前被解开待用的胶带19被留存在图示区域中等待被使用。

当然，胶带止回导辊13的回转余量调节还可以通过其他方式实现，比如在胶带止回导辊13的轴上设置销钉，然后在销钉随着轴反向旋转的路径上设置限位块，其他实现方式类同。

如图6所示，胶带导送机构本身不具备传送胶带的动力，解开待使用的胶带的传送是依靠胶带使用环节的胶带需求动作将胶带拉扯出来，比如说，手动将线束送入包胶动轮时，顺带也将导送机构中的胶带拉扯出来。由于整个胶带导送机构中的阻力很小，胶带黏性面2与两个滚花导辊表面的二次解开力也很小，所以胶带通过导送机构的阻力很小，不会给胶带的使用带来额外的不便。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，然其并非用以限制本发明。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。