CN100463842C - 自动成卷机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动成卷机，包括开卷系统、送布系统、剪切系统、成卷系统、输出系统、机架和电控系统；原材料依次经开卷系统开卷送布、送布系统的送布，至成卷系统收卷成型、经剪切系统的剪切后，由输出系统输出布卷。本发明剪切机构与成卷机构，针对医用无纺布的特点及产品收卷成型的要求而设计，配合电控系统，可以自动将无纺布收卷成型、剪切输出，生产出医用无纺布卷，自动化程度高、生产效率高，成卷效果好。

Description

自动成卷机

【技术领域】

本发明涉及一种能将无纺布自动成卷、剪切的机电设备。

【背景技术】

目前，成卷设备包括：应用于纺织工业的成卷机，适用于化纤、棉纱的纤维成卷；应用于包装行业的成卷机，适用于包装薄膜的成卷。这些成卷设备的共同特点是成卷产品成卷规模较大，所以其设备精度要求低、结构简单。而在一些诸如医用纱布、无纺布的生产领域，由于产品包装要求，需要将材料进行成卷，然后剪切输出，以便最后包装成成品，其成卷材料的幅宽、长度一般均只有在几英寸，因此设备精度要求高，在现有技术中，尚没有一种能将曲缩无纺布自动成卷、剪切的机器。

【发明内容】

本发明的目的是：提供一种适用于将无纺布收卷成型、自动剪切的自动成卷机。

为实现上述目的，本发明提出一种自动成卷机，包括开卷系统、送布系统、剪切系统、成卷系统、输出系统、机架和电控系统；所述开卷系统、送布系统、剪切系统、成卷系统、输出系统设置于所述机架上，依次衔接；所述电控系统分别与所述剪切系统、成卷系统、输出系统电连接，用于控制剪切系统、成卷系统、输出系统的协调运行；开卷系统将布料开卷后输入到送布系统，送布系统输入该布料到成卷系统，成卷系统将布料成卷后，经剪切系统剪切，剪切后的成卷产品由输出系统输出；所述成卷系统包括回转运动机构、水平运动机构、夹持机构，夹持机构具有固定支点，活动连接于所述回转运动机构输出端，夹持机构固定支点二侧分别为受力端和开合端，受力端与水平运动机构连接，水平运动机构驱动受力端使开合端开合，回转运动机构驱动夹持机构转动。

上述的自动成卷机，所述送布系统包括动力装置、集槽、过布辊、门框和压布转轴、气管；过布辊与集槽的出口端衔接，过布辊的出口端与门框衔接，门框出口端与压布转轴衔接；所述动力装置驱动过布辊，过布辊、压布转轴同步联动转动，压布转轴牵引无纺布从集槽中经过过布辊，再进入门框，经过压布转轴进入所述剪切系统和成卷系统；所述气管连接气源，安装于门框底端前后，气管内侧各开设有一排气孔。所述门框包括框条、调节旋钮、调节条，所述框条通过所述调节旋钮与所述调节条相对固定，并可根据被加工材料幅宽调节框条之间的宽度。

优选的方案为，所述夹持机构包括夹子、弹簧与弹簧销钉套件，所述夹子呈交叉状，交叉点一侧尾页为受力端，另一侧夹页为开合端，弹簧与弹簧销钉套件连接于夹子尾页的二尾部之间；所述水平运动机构包括第一动力装置、滑块、滑动钢套，所述第一动力装置驱动所述滑块水平往复运动，所述滑动钢套固接于所述滑块，与所述滑块的相对位置可调，所述滑动钢套套设于所述夹子上，与所述夹子尾部相抵接，用于驱动所述夹子张合；所述轴向运动机构包括第二动力装置、滑动转轴，所述夹子交叉点活动连接于所述滑动转轴，所述第二动力装置驱动所述滑动转轴转动。所述水平运动机构还包括二滚柱，所述滚柱具有固定部、转动部，固定部固接于所述钢套内，转动部与固定部连接并可相对固定部转动，转动部分别与所述夹子二尾页相抵接。

所述剪切系统包括剪刀、滑动导轨、剪刀座、动力装置、剪切角调节机构；所述滑动导轨固接于所述机架，所述剪刀呈交叉状，以交叉点为剪切支点定位于所述滑动导轨、剪刀座上，剪刀二尾部分别与所述剪刀座活动连接；所述动力装置驱动所述剪刀座沿所述滑动导轨往复运动，所述剪刀座传动所述剪刀二尾部，所述剪刀二刀片以剪切支点为固定点张合；所述剪切角调节机构与所述滑动导轨固接、与所述剪刀连接于剪切支点，与所述剪刀座活动抵接，用于调节剪刀张开的剪切角。

上述剪切角调节机构包括固定丝杆、弹簧、斜面滑块、斜面滑轨；所述斜面滑轨与所述剪刀座固接，所述斜面滑块设置于所述斜面滑轨上，并通过所述固定丝杆与所述滑动导轨固接于剪切支点，所述弹簧套设于所述固定丝杆，顶端抵接于相对固定丝杆位置可调的紧固件、底端抵接所述斜面滑块上表面；当所述剪刀座运动时，所述斜面滑块可相对所述斜面滑轨运动，弹簧伸缩，剪刀剪切支点的压力改变。

所述集槽具有多个输送通道，用于同时输送多卷原材料。

所述电控系统包括主控电路、布位检测传感器，所述布位检测传感器安装子集槽的输送通道上，其信号输出端与所述主控电路电连接。

由于采用了以上的方案，带来了如下的有益效果：

本发明剪切系统与成卷系统，针对医用无纺布的特点及产品收卷成型的要求而设计，配合电控系统，可以自动将无纺布收卷成型、剪切输出，生产出医用无纺布卷，自动化程度高、生产效率高，成卷效果好。

设置的吹气装置吹气使生头摆动稳定，保证生头伸进夹子的方向，产品成卷质量高，成品率高；门框可以根据产品的规格调节宽度，可灵活适应生产多种规格产品的需要。

夹子的闭合间隙可以调节，使其可以根据不同规格的材料，将缝隙调节至最佳，以保证其对生头的夹持力处于合适的水平，避免因夹持力太大而在拔卷时无纺布卷抽芯，或避免因夹持力小使其难以夹住生头收卷。

剪切系统设置有剪切角调节机构，剪切角度可以根据不同的加工材料规格、厚度等进行调节，以保证剪切的顺利完成。

采用多通道集槽送布成卷，如左右各两个通道送布，并且左右两边对称，有效的提高了生产效率。

传动系统运行平稳，噪音小；控制系统的输入和显示采用中文界面触摸屏，使设备的操作更简单，更具人性化。

【附图说明】

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明作进一步详细的描述。

图1是自动成卷机主视图，图2是自动成卷机侧视图，图3是成卷系统图，

图4是成卷系统夹子结构图，图5是送布系统过布辊结构图，

图6是成卷系统滑动钢套调节装配图，图7是成卷系统夹子组装图，

图8是剪切系统剪刀结构图，图9是剪切系统结构示意图，

图10是剪切系统俯视图，图11是布位检测传感器位置图，

图12是成卷系统的结构剖视图，图13是图12的A-A剖视图，

图14是送布系统结构示意图，

图15——图21是自动成卷机各部分电气控制原理图。

【具体实施方式】

如图1、2所示，成卷机主要包括机架、开卷系统、送布系统、剪切系统、成卷系统、输出系统、电控系统等。开卷系统、送布系统、剪切系统、成卷系统、输出系统依次安装于机架上，电控系统控制开卷系统、送布系统、剪切系统、成卷系统、输出系统的协调运作，开卷系统将原材料开卷后输入到送布系统，送布系统输入该布料到成卷系统，成卷系统成卷后，经剪切系统剪切，剪切后由输出系统输出。

机架包括上料架10，上料架10通过胶轮平放在地面上，由铝合金焊接而成，上面装有送布电机、开卷送布辊11、集槽20等。曲缩无纺布经开卷送布辊11送入集槽20，再经过送布系统的过布辊21送入门框22，再进入成卷系统，在夹子31上成卷后由剪切系统的剪刀41剪断，剪断后在输出系统由拔卷和推卷两个动作将成卷后的无纺布卷送入输出槽，产品有序输出。

开卷系统主要包括开卷电机、减速机组合及减速器、开卷送布辊11等。如图11所示，电控系统的布位检测光电开关61，设置于集槽的中间位置。运行时当集槽中的布未挡住检测开关光路时，光电开关不动作，电控系统的主控PLC发出信号给开卷电机，拖动开卷送布辊转动，进行开卷放布，使集槽中的布增加；当集槽中的无纺布62增加到一定高度时，将挡住检测开关光路，光电开关动作，PLC发出信号使开卷电机停转，停止开卷放布，从而使集槽中的布位保持一定的储备量。从而避免集槽中布因堆积太多而导致缠绕在一起。

如图14所示，送布系统主要包括步进电机、集槽20、过布辊21、门框22和压布转轴23；门框的宽度可根据无纺布卷的宽度调节，中间框条保持不动，将调节旋钮222松开，二侧框条221可以在调节条223中根据产品的规格自由移动。如图5为过布辊的结构示意图，步进电机拖动过布辊转动，过布辊再带动压布转轴转动，压布转轴将无纺布从集槽中带到过布辊，再进入门框，经过压布转轴进入成卷系统和剪切系统。在成卷过程中，夹子首先要夹住被剪刀剪断后送下来的布头(俗称生头)，夹子如果夹不到生头，就无法完成成卷。为了使生头基本垂直伸进夹子，避免夹子夹不到布带，在门框底端前后各安装一个气管24，两根气管上内侧各开一排气孔，当压布转轴将布带送入成卷系统的同时，气管对其吹气，使生头摆动稳定，顺利伸进夹子。

如图8、9、10所示，剪切系统主要包括剪刀41、剪刀座40、连杆46、滑动导轨45、固定螺栓43、弹簧44、固定丝杆42、气缸47、斜面滑轨49、斜面滑块48等；剪刀的结构原理与普通剪刀相同，由两页片组成，其交叉处412即剪切支点通过固定丝杆固定在剪刀座、滑动导轨上，在剪刀座上前后各有一个固定螺栓43，固定螺栓43一端穿插固定在剪刀尾部的滑槽411中，另一端连接于剪刀座。滑动导轨45位于剪刀座的底部，滑动导轨固定在机架上，在滑动导轨上由固定丝杆连接剪刀座，在剪刀座上面有一个斜面滑轨49，并且通过固定丝杠42固定斜面滑块48在斜面滑轨49上。剪刀座通过连杆46连接气缸47，当成卷系统完成成卷后，PLC给剪切系统送出信号，气缸连杆就向左移动，连杆带动剪刀座在滑动导轨上向左移动。固定丝杆42、斜面滑块48、斜面滑轨49、弹簧44构成一个剪切角调节机构，斜面滑块、弹簧、剪刀都是通过固定丝杆固定在滑动导轨和剪刀座上的，而且剪刀是由剪切支点412固定在滑动导轨上，即剪刀相对于滑动导轨是固定的，剪刀座通过气缸连杆带动，剪刀座沿滑动导轨向左运动时，斜面滑块相对于剪刀座在斜面滑轨向右斜向上运动，压缩弹簧，弹簧就给下面一个压力，即弹性力作用于剪刀的剪切支点，使两片剪刀页片之间的压力增加，使之能减小上下剪刀片的缝隙，达到最佳的剪切角度；压缩弹簧44收缩，调整剪切角，二剪刀页片由剪刀座通过连接于尾部滑槽与剪刀座的固定螺栓43带动，剪刀闭合进行剪切。同理，反向运动剪刀张开。二剪刀页片之间的初始压力可以通过调节固定螺栓上的固定螺帽，通过弹簧伸长或收缩，可以调节剪切角增大或减小。

剪刀剪切功能直接关系到设备的效率，关系到设备的实用性。导致剪刀剪不断的直接原因是剪切角，本设备剪切角(剪刀能够正常剪切的角度)是可调整的：当弹簧伸长的时候，即剪刀张开的时候，上下剪刀片之间压力很小，缝隙就很大，如果在剪刀闭合的时候，上下剪刀片间的压力不够，缝隙过大就无法达到最佳的剪切角度，曲缩无纺布就无法剪断。在本发明的剪切角调节机构中，斜面滑块相对于剪刀座在斜面滑轨向右斜向上运动的目的就是使弹簧收缩，达到补偿的作用。

成卷系统包括回转运动机构、水平运动机构、夹持机构，夹持机构具有一固定支点，固接于所述回转运动机构输出端，夹持机构固定支点二侧分别为受力端和开合端，受力端与水平运动机构连接，水平运动机构驱动受力端使开合端开合，回转运动机构驱动夹持机构转动。结合图3、4、6、7、12、13所示，夹持机构包括夹子31、弹簧与弹簧销钉套件30，弹簧与弹簧销钉套件连接于夹子尾页的二尾部之间；如图4所示，夹子为交叉状，其交叉点即固定支点一侧为尾页，一侧为夹页。水平运动机构包括作为第一动力装置的气缸39、滑块33、钢拍34、滑动钢套35，气缸驱动滑块33水平往复运动，滑动钢套通过钢拍34固接于滑块，通过调节钢拍与滑块的相对位置，使滑动钢套与夹子的相对可调，滑动钢套与夹子尾部相抵接，通过驱动夹子尾页张合，带动夹子夹页张合；回转运动机构包括作为第二动力装置的步进电机、滑动转轴37，滑动转轴安装于机架1上，夹子的固定支点通过销钉活动连接于滑动转轴，步进电机通过皮带轮371驱动滑动转轴37转动。夹子张开后，压布转轴将布带送入夹子，形成生头。同时，门框前后两根气管24对生头吹气，保证生头能送入夹子中，然后夹子闭合，步进电机通过转轴带动夹子转动，布带在夹子上完成成卷。在转轴上有一个复位感应开关，且复位感应开关的感应端与夹子垂直张开时的方向一致，当产品送出后，感应开关感应转轴信号，转轴再转到夹子垂直张开的位置，完成复位。感应信号由PLC控制。为使滑动钢套驱动夹子尾页更加顺畅，减少摩擦力和阻力，在钢套增设二滚柱38，滚柱的固定部用两个销钉固定于钢套内，滚柱的转动部抵接夹子尾页，如图12所示。当汽缸放气时，滑动钢套35带动两个滚柱38向左滑动，滚柱压迫夹子尾页，弹簧收缩，使夹子张开，气缸放气时，滚柱复位，弹簧伸长，夹子在弹簧的作用下闭合。在整个生产过程中，夹子重复这样的运动。如图13所示为夹子与滑动导轨连接的剖视图，夹子由二个销钉321分别与滑动导轨活动连接，固定块32由固定螺钉322固定于滑块上，并盖住销钉321，使销钉定位于销孔内，保证夹子尾页、夹页能以销钉处为固定支点绕其转动。滑动钢套35套设于夹子尾页与夹页之间，滑动钢套35外还套设胶套36，以保护内部结构。

曲缩无纺布成卷后，拔卷拍将无纺布从夹子上拔出，夹子夹得太紧，缝隙就会很小，很容易产生无纺布卷抽心的现象。本发明带动夹子尾页滑动的钢套35初始相对夹子位置可调，如图6所示，滑动钢套是通过钢拍34与滑块33固接的，只要调节钢拍与滑块的相对位置，滑动钢套与夹子的初始相对位置即可改变。调节主要由两颗内六角圆柱头螺钉342、343完成，将固定螺栓341松开，调节螺钉342或343，钢套向左或右移动：调节螺钉33向左松，调节螺钉341向左拧紧，钢套向左移动，夹子在夹紧状态下的间隙增大，同理钢套向右移动，夹子在夹紧状态下的间隙减小。此处钢拍34与钢套35也可以是一体的。

输出系统主要由拔卷和推卷部分组成。当布料成卷后，剪刀将布带剪断，PLC给出信号，拔卷通过汽缸将成卷后的曲缩无纺布卷拔出夹子，由推卷推进输出槽。拔卷和推卷都是由气缸辅助完成。如图3所示，其拔卷机构包括拔卷气缸50、拔卷滑块51、拔卷拍52，拔卷气缸50驱动拔卷滑块51水平往复运动，拔卷拍52与拔卷滑块51固接，拔卷拍输出端套设于夹子中部，当夹子中的布带成卷并被剪刀剪断后，拔卷拍52在拔卷气缸50、拔卷滑块51的驱动下，将布卷拔出夹子。

电控系统如图15-21所示，主要包括开卷部分、送布成卷和辅助动作部分的控制，主要由PLC及触摸屏进行监控，控制各类电机、电磁阀等的动作。为了安全操作和控制方便，本设备采用先进的电气元件，主要包括PLC、触摸屏和感应开关，所有参数均可在触摸屏上设置调节。

Claims (9)

1.一种自动成卷机，其特征是：包括开卷系统、送布系统、剪切系统、成卷系统、输出系统、机架和电控系统；所述开卷系统、送布系统、剪切系统、成卷系统、输出系统设置于所述机架上，依次衔接；所述电控系统分别与所述剪切系统、成卷系统、输出系统电连接，用于控制剪切系统、成卷系统、输出系统的协调运行；开卷系统将布料开卷后输入到送布系统，送布系统输入该布料到成卷系统，成卷系统将布料成卷后，经剪切系统剪切，剪切后的成卷产品由输出系统输出；所述成卷系统包括回转运动机构、水平运动机构、夹持机构，夹持机构具有固定支点，活动连接于所述回转运动机构输出端，夹持机构固定支点二侧分别为受力端和开合端，受力端与水平运动机构连接，水平运动机构驱动受力端使开合端开合，回转运动机构驱动夹持机构转动。

2.如权利要求1所述的自动成卷机，其特征是：所述送布系统包括动力装置、集槽(20)、过布辊(21)、门框(22)和压布转轴(23)、气管(24)；过布辊与集槽的出口端衔接，过布辊的出口端与门框衔接，门框出口端与压布转轴衔接；所述动力装置驱动过布辊，过布辊、压布转轴同步联动转动，压布转轴牵引无纺布从集槽中经过过布辊，再进入门框，经过压布转轴进入所述剪切系统和成卷系统；所述气管连接气源，安装于门框底端前后，气管内侧各开设有一排气孔。

3.如权利要求1所述的自动成卷机，其特征是：所述夹持机构包括夹子(31)、弹簧与弹簧销钉套件(30)，所述夹子呈交叉状，交叉点一侧尾页为受力端，另一侧夹页为开合端，弹簧与弹簧销钉套件连接于夹子尾页的二尾部之间；所述水平运动机构包括第一动力装置、滑块(33)、滑动钢套(35)，所述第一动力装置驱动所述滑块水平往复运动，所述滑动钢套固接于所述滑块，与所述滑块的相对位置可调，所述滑动钢套套设于所述夹子上，与所述夹子尾部相抵接，用于驱动所述夹子张合；所述轴向运动机构包括第二动力装置、滑动转轴(37)，所述夹子交叉点活动连接于所述滑动转轴，所述第二动力装置驱动所述滑动转轴转动。

4.如权利要求3所述的自动成卷机，其特征是：所述水平运动机构还包括二滚柱(38)，所述滚柱具有固定部、转动部，固定部固接于所述钢套内，转动部与固定部连接并可相对固定部转动，转动部分别与所述夹子二尾页相抵接。

5.如权利要求1所述的自动成卷机，其特征是：所述剪切系统包括剪刀(41)、滑动导轨(45)、剪刀座(40)、动力装置(47)、剪切角调节机构；所述滑动导轨固接于所述机架，所述剪刀呈交叉状，以交叉点(412)为剪切支点定位于所述滑动导轨、剪刀座上，剪刀二尾部分别与所述剪刀座活动连接；所述动力装置驱动所述剪刀座沿所述滑动导轨往复运动，所述剪刀座传动所述剪刀二尾部，所述剪刀二刀片以剪切支点为固定点张合；所述剪切角调节机构与所述滑动导轨固接、与所述剪刀连接于剪切支点，与所述剪刀座活动抵接，用于调节剪刀张开的剪切角。

6.如权利要求5所述的自动成卷机，其特征是：所述剪切角调节机构包括固定丝杆(42)、弹簧(44)、斜面滑块(48)、斜面滑轨(49)；所述斜面滑轨与所述剪刀座固接，所述斜面滑块设置于所述斜面滑轨上，并通过所述固定丝杆与所述滑动导轨固接于剪切支点，所述弹簧套设于所述固定丝杆，顶端抵接于相对固定丝杆位置可调的紧固件、底端抵接所述斜面滑块上表面；当所述剪刀座运动时，所述斜面滑块可相对所述斜面滑轨运动，弹簧伸缩，剪刀剪切支点的压力改变。

7.如权利要求2所述的自动成卷机，其特征是：所述集槽(20)具有多个输送通道，用于同时输送多卷原材料。

8.如权利要求2或7所述的自动成卷机，其特征是：所述电控系统包括主控电路、布位检测传感器，所述布位检测传感器安装于集槽的输送通道上，其信号输出端与所述主控电路电连接。

9.如权利要求2所述的自动成卷机，其特征是：所述门框(22)包括框条(221)、调节旋钮(222)、调节条(223)，所述框条通过所述调节旋钮与所述调节条相对固定，并可根据被加工材料幅宽调节框条之间的宽度。

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