CN101970321A - 拉伸膜卷绕机 - Google Patents

Abstract

若干小直径短宽度塑料膜卷以连续方式从较大宽度和长度的塑料薄片卷绕。所揭示的设备将所述较大宽度塑料薄片分裂为若干较窄宽度塑料薄片，将所述经分裂薄片定位在单个大直径卷绕滚筒上，且随后在单独的卷绕塔处卷绕每一较窄宽度薄片。在每一塔处，围绕第一心轴卷动所述塑料薄片，直到所述卷实现所需大小为止。随后，第二心轴接触所述塑料薄片，且所述塑料薄片在所述第一心轴与第二心轴之间切开，且附接到第二心轴以卷动成为具有所需长度的卷。在每一塔处重复所述过程，使得所述若干塑料薄片以连续方式同时卷绕。

Description

拉伸膜卷绕机

相关申请案

本发明主张2007年10月16日申请的第60/980,348号美国临时申请案和2008年5月9日申请的第61/127,028号美国临时申请案的优先权。上述申请案的整个教示以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及塑料拉伸膜卷绕技术领域，尤其涉及一种拉伸膜卷绕机及其实现方法。

背景技术

塑料拉伸膜(本文中也称为塑料卷筒)通常是通过铸造或吹塑膜高速挤压工序制造，所述工序初始产生作为连续的宽薄片的膜。膜本身通常用作工业装运材料，其用以缠绕货物并进而将货物固持在平板架上以用于装运。通过拉伸缠绕机(在此情况下，所得材料称为“机器缠绕物”)或通过个别操作者(在此情况下，材料称为“手工缠绕物”)将拉伸缠绕物施加于平板架上的装载物。当前，拉伸膜是以对于机器缠绕物或手工缠绕物应用来说过大的宽度来制造，因此通常在使用之前将薄片减小到标准宽度。依据特定的制造设施，将在制造之后但在初始卷绕之前使制成的薄片分裂为较窄的宽度，或将制成的薄片卷绕为完整宽度的碾压卷，且随后以高速挤压操作不一致地分裂并重新卷绕。

历史上，“手工缠绕物”产品卷绕在与“机器缠绕物”产品相同直径的芯上。虽然芯的使用一直是必要的，但对于制造商来说是额外的费用项目，显著的改变现在正主要在手工缠绕物市场中发生；需要较小、较薄且最好没有芯来减少成本且减少废弃。通过当前可用的卷绕机器，在将适应与当前挤压工序一致的卷绕的速度下制作这些较小、较薄或无芯的产品是不实际的，因此生产者被迫与膜挤压工序一致地卷绕大直径的碾压卷，且随后在非一致操作中分裂和重新卷绕膜。在许多情况下，分裂是在碾压卷经卷绕之前执行，且重新卷绕操作是在无进一步分裂的情况下执行。非一致操作增加了制造向最终用户出售的膜产品所需的时间和成本。另外，为了提供邻近的卷绕卷之间的足够分隔，惯例上是将膜分裂以制作两个邻近的平行切口，从而导致必须再循环的较窄材料带，称为“纸页切边(bleed trim)”。

发明内容

存在针对以较高线速度连续生产具有和不具有芯的小直径拉伸膜卷的卷绕机的市场需求。此卷绕机应允许与膜制造工序一致地卷绕短长度窄宽度手工缠绕物的卷，并允许卷绕较长长度机器缠绕物卷。揭示具有若干新颖方面的卷绕机，其可单独或与高速串联式膜卷绕机组合使用。

在优选实施例中，连续制造的膜(也称为薄片)直接从制造生产线馈送到大直径表面卷绕滚筒。制成的膜通常为几米宽。卷绕滚筒优选具有稍微大于制造线速度的表面速度，从而将塑料膜(也称为薄片)置于制造生产线与卷绕滚筒之间的微小张力下。定位于卷绕滚筒之前的分裂机构将宽的连续塑料薄片纵向切割为若干窄的连续塑料薄片和两个“边缘切边”。分裂器与卷绕滚筒之间的薄片上的张力致使所述若干窄的连续塑料薄片在其被拉到卷绕滚筒上时从其原始宽度进一步变窄以防止粘性的膜粘在一起。由其拉伸引起的变窄导致所述若干窄的连续塑料薄片在其被拉到卷绕滚筒上时其邻近边缘稍微分离。优选实施例具有橡胶“夹紧辊(nip roll″)”以稳固地抵靠滚筒按压膜，且移除通常将被吸到薄片与滚筒之间的空间中的空气的大部分。

还可能有可能在分裂台之前立即向膜施加微小的横向拉伸，使得在没有任何额外张力(例如，反向冠状无载托辊(idler roll)、成角度夹送辊(pinchroll)等)的情况下实现自然分离。

卷绕塔与滚筒的面上的每一窄的连续塑料薄片纵向对准。每一塔支撑围绕毂部署的多个(例如，三个)卷绕心轴。卷绕心轴(即，较窄的连续塑料薄片将围绕其卷绕的部分)可经配置以接受塑料薄片将围绕其卷绕的卷绕芯，或使较窄的连续塑料薄片在不具有芯的情况下直接缠绕在心轴周围。作为第三种替代方案，心轴可为卡盘机构，其固持窄的连续塑料薄片卷绕在上面的卷绕芯(例如纸板芯)。塔本身以可旋转方式安装在支撑结构中，所述支撑结构包含马达和相关联的用于塔旋转的设备以及用于使所述塔与卷绕滚筒接触的偏置装置。

横向刀刃机构与每一塔相关联以切割较窄的连续塑料薄片且将经切割膜附接到新心轴以连续产生个别的塑料膜的卷。刀刃可定位于铰接臂上，所述铰接臂能够将刀刃移动成与卷绕塔和卷绕滚筒相关联以及与卷绕塔和卷绕滚筒脱离关联。在切割时，刀刃被迫通过塑料薄片且与卷绕滚筒接触。刀切开塑料薄片且趋于提升经切开的薄片并朝向新的卷绕心轴引导经切开的薄片。任选地，鼓风装置与刀刃相关联以将经切开的薄片提升远离卷绕滚筒，且将其朝向新的卷绕心轴提升。同样与刀刃相关联的是速度匹配组合件，其用以加速新的心轴以将新的心轴的表面的速度匹配于卷绕滚筒的表面速度。速度匹配组合件包含马达和驱动轮组合件两者，其将经由来自马达的摩擦驱动将新的芯加速到线速度。摩擦驱动可为(例如)抵靠心轴的轮自旋或抵靠心轴的带自旋。

卷绕滚筒本身优选具有硬表面以防止来自在切割时与刀刃的接触的损坏和磨损。而且，刀刃优选以浅角度接触卷绕滚筒的表面以避免“挖掘进入”卷绕滚筒的表面。

每一塔处的自动且连续卷绕是根据以下步骤完成。第一卷绕心轴与卷绕滚筒上的窄的连续塑料薄片接触而起动，从而将塑料薄片卷绕成卷。在卷增长且接近其最终直径时，塔围绕其毂旋转且将第二空的卷绕心轴移动靠近卷绕滚筒的表面和塑料薄片，同时维持接近完成的卷与卷绕滚筒连续接触。在此塔旋转之后，第二心轴将在接近完成的卷的“上游”。在此塔旋转之后，刀刃组合件(包含速度匹配组合件)被带入邻近于第二心轴的预切割位置，使得组合件的速度匹配摩擦驱动装置接触第二心轴。在此位置中，刀刃将在第二心轴与第一心轴上的接近满的卷之间，恰好在第二心轴和最终切割位置的稍许下游。速度匹配组合件与第二心轴接触，因此第二心轴由电驱动马达和速度匹配组合件的相关联摩擦驱动机构加速到线速度。当第一卷绕心轴上的卷达到完成时，塔稍许进一步地旋转以使第二卷绕心轴与卷绕滚筒和位于滚筒上的窄的连续塑料薄片接触，同时仍保持第一心轴上的接近完成的卷还与滚筒接触。同时，刀刃移动为与卷绕滚筒接触，从而在第一卷绕心轴与第二卷绕心轴之间切割穿过塑料薄片。第一心轴在刀切口下方卷绕薄片的自由边缘，使得成品上的外层(缠绕物)不展现拉伸或在卷绕在塔卷绕机上的卷的外部所见的其它缺陷。塑料薄片的在刀切口上方的自由边缘通过第二心轴上的粘合剂材料被拉到第二心轴上，从而致使在第一卷绕心轴上的卷完成时膜开始在第二卷绕心轴上卷绕。粘合剂材料可为(例如)在刀切割时到达心轴上的胶粘剂或喷水。另外，在优选实施例中，在平行于刀刃的方向上从刀组合件排放鼓风以辅助从滚筒提升经切割塑料膜且到达第二心轴上。在另一优选实施例中，可使空气偏转包络面(enveloper)紧密接近第二心轴，使得窄的薄片的自由端在无粘合剂材料的情况下缠绕在第二心轴周围。

在将卷绕薄片切割且传送到新心轴之后，塔再次旋转以将全满的卷移动远离卷绕滚筒。先前通过与卷绕滚筒接触而驱动的第一心轴上的满辊被允许惯性运转而停止，或优选通过由塔位置致动的制动机构而停止。最终，此塔旋转将第三卷绕心轴上的先前完成的卷带到加载/卸载位置，在该处移除全满的卷且为新的卷准备所述塔位置。

还通过在圆周周围具有凹槽的辊上修整边缘切边来实现自动操作。刀刃放置于凹槽中以从连续塑料薄片的其余部分切割由于制造工序而常常质量不良的边缘切边。边缘切边由真空系统拉离。有时候，塑料薄片将在卷上扭曲。举例来说，塑料薄片可在其从卷松动的情况下拉到一侧。在此情况下，刀刃不再切割塑料薄片且真空系统失去其边缘切边。提升指状物放置于围绕辊的圆周的凹槽中且在刀刃外侧。当塑料薄片回复到在辊上且刀刃正在修整边缘切边时，指状物提升新回收的边缘切边且将其再次朝向真空系统引导。此回复是自动的，且不需要减慢或停止卷绕过程，且不需要人为干涉。

附图说明

从如附图中说明的以下对本发明实例实施例的更特定描述将明了前述内容，附图中相同参考标号在不同的图中始终指代相同部分。图式不一定按比例绘制，而是将重点放在说明本发明的实施例。

图1是第一实施例的侧视图；

图2A是图1的实施例的俯视图；

图2B是图1的实施例的透视图；

图3是具有用于边缘切边切割位置的凹槽和提升指状物的辊的侧视细节图；

图4是具有用于边缘切边切割位置的凹槽和提升指状物的图3的辊的夸示正视细节图；

图5是根据图1的实施例的塔组合件的侧视细节图；

图6是根据图1的实施例的塔组合件的透视细节图；

图7A到图7F是切断刀组合件以及相关联动装置和致动器的侧视细节图；

图8A到图8C是塔组合件卡紧机构的俯视细节图；

图9是根据图1的实施例的设备的起动序列的过程图；

图10是根据图1的实施例的设备的索引序列的过程图；

图11A到图11D是根据图10的索引序列的三臂塔的四个位置的视图；

图12A到图12D是根据图10的索引序列的四臂塔的四个位置的视图；

图13是用于塔组合件的刀刃组合件的实施例的侧视图；

图14A和图14B分别是用于图13的刀刃组合件的刀刃支撑杆的侧视图和正视图；

图15是可附接到图13的刀刃组合件的弧形流动表面(包络面)的侧视图；

图16A和图16B分别是在将接触卷绕滚筒和正在接触卷绕滚筒的位置中的图13的刀刃组合件的侧视图；以及

图17是用以自动确定塑料卷筒是否已传送到新的心轴的测试序列的过程图。

具体实施方式

本发明的实例实施例的描述如下。

如图1所示，将塑料膜薄片108从源102馈送到卷绕机100中。源102优选为在上面制作塑料薄片的制造生产线，例如铸造膜或吹塑膜生产线，即，卷绕机器可定位于制作塑料薄片材料的生产线的末端处，其可提供塑料薄片108的实际上无限的供应。或者，源102可为大直径的塑料膜薄片108的卷，其先前经制造且现在正在松开并馈送到卷绕机中。如本文使用，相对于塑料薄片的“连续”意味着塑料薄片在字面意义上是连续的，或塑料薄片具有一长度以使得工序将花费较长时间来使用所述长度。连续的塑料薄片108在被通过夹紧辊142抵靠卷绕滚筒110而按压之前被馈送通过一系列入口辊122、136。图1未图示的分裂机构将位于辊136处或辊136与夹紧辊142之间，以用于将薄片108细分为一个或一个以上窄的个别薄片，其将在卷绕区域104中卷绕成卷。卷绕滚筒110在由箭头134指示的方向上旋转以具有表面速度，且将优选具有硬化表面以避免来自与切断刀刃的重复接触的损坏。

卷绕区域104在此实施例中驻留在卷绕滚筒110的与入口辊122、136相对的一侧上，其中沿卷绕滚筒110的宽度布置的一系列卷绕台112、114(见图2B)将经细分(窄的)塑料薄片202、204、206、208、210和212卷绕成卷124。对于其中利用六个个别薄片的此实施例，其中的三个卷绕台112安装在卷绕滚筒110上方，且三个卷绕台114安装在卷绕滚筒下方。如图2B所示，卷绕塔在卷绕滚筒上方的台112与卷绕滚筒下方的台114之间交替。即使卷绕塔组合件112、114比正卷绕的个别塑料薄片202、204、206、208、210和212宽，但在卷绕滚筒上方的台112与卷绕滚筒下方的台114之间交替允许在卷绕滚筒上靠近在一起放置的邻近的塑料薄片202、204、206、208、210、212在没有干扰的情况下卷绕在单独的塔上。或者，邻近的塑料薄片202、204、206、208、210、212可以任何组合分组，且卷绕在同一卷绕塔(未图示)中的同一心轴上，但这通常需要移除线道之间的材料，称为纸页切边的工序，还可能需要较慢的速度或较大直径的轴来避免与轴偏转和轴临界速度相关联的问题。

每一卷绕台112、114具备切割刀和速度匹配组合件116、118，其将使心轴加速到线速度，且随后在卷124完成时切断经细分的塑料薄片202、204、206、208、210和212。图1展示滚筒上方的刀组合件118和滚筒下方的刀组合件116。在此实施例中，机械臂台106驻留在卷绕台104之外。在机械臂台106处，一个或一个以上机械臂120从每一卷绕塔112、114移除心轴和完成的卷124，且用为随后的卷改变准备的空的心轴将其替换。应注意，图1还展示接近于机械臂120的人130。人130可执行机械臂120的任务，如任何数目的其它机械装置那样。然而，鉴于在以较高线速度卷绕小直径卷时的卷改变频率和操作者安全性考虑下，例如机械手120的机械卷处置装置对人操作者130是优选的。如果使用机械卷处置装置，那么应采用安全性互锁装置来防止人在卷绕机正操作时进入所述区域。

图1还说明塑料薄片回收装置132，其位于卷绕滚筒110下方和卷绕塔112、114的下游。如果塔心轴中的一者未能在开始新的卷时拾取塑料薄片108(即，错过的切割)，那么回收装置132拾取未能卷绕的塑料薄片材料。回收装置132在此实施例中是滚筒表面刮刀，即，刮片刀将从卷绕滚筒110的表面提升任何经过塔112、114的薄片材料108，从而允许其通过机械输送或通过真空而被携带到丢弃或再循环点。刮片刀138通常与卷绕滚筒110的表面接触且相对于所述表面以一浅角度定向。刮片刀的浅角度预期小于30°(从平行于卷绕滚筒的表面到与卷绕滚筒的表面正切)，优选地小于20°，优选地大于5°，且最优选地在10°与15°之间。然而，其它角度也可能是可接受的。任选地，例如低压气刀等鼓风装置可经配置以接合刮片刀而工作。最终，图1说明主要在起动时使用的边料卷绕机140。当卷绕组合件100将起动时，将塑料薄片108材料围绕卷绕滚筒110馈送且卷动到边料卷绕机140上，直到每一卷绕塔开始卷绕为止。刮片刀138将在此时间期间提升离开卷绕滚筒。

图2A是图1的实施例的俯视图。在辊136处，将连续的塑料薄片108纵向切割为多个窄的连续塑料薄片，且移除边缘切边(未图示)。在此实施例中，将塑料薄片108切割为六个窄的塑料薄片202、204、206、208、210、212，但较多或较少的窄塑料薄片是可能的。个别窄薄片的实际数目将取决于传入的薄片108的总体宽度和最终成品的既定宽度。而且，可制作具有不同宽度的窄薄片。在优选实施例中，卷绕滚筒110以一速度旋转以使得窄的塑料薄片202、204、206、208、210、212的表面速度稍微高于完整宽度塑料薄片108的速度。较高的速度致使窄的塑料薄片202、204、206、208、210、212在长度上稍微拉伸且在宽度上稍微变窄，因此使薄片彼此稍微分离(所述分离未图示)。此分离防止邻近的窄的塑料薄片202、204、206、208、210、212重叠且彼此粘附，或者另外干扰单独卷的卷绕。在当前的拉伸膜卷绕机中，必须在分裂之后从邻近的卷之间移除纸页切边的窄带或使个别薄片线道转向，进而允许膜卷绕在共同轴上的邻近芯上。虽然在当前发明的卷绕机上可采用纸页切边(或使用转向机制)，但个别薄片的变窄且因此分离避免了从邻近卷之间取出废弃的纸页切边的需要，且是优选的。

图2A和图2B还说明安装于卷绕滚筒上方112配置中的三个塔214、216、218。三个塔214、216、218每一者将卷绕窄的塑料薄片202、206和210中的一者，而第二组三个塔226、228和230安装在卷绕滚筒下方114，且将分别卷绕窄的塑料薄片204、208和212。即使塔机器必定比窄的塑料薄片宽，使塔在卷绕滚筒上方的配置112与卷绕滚筒下方的配置114之间交错允许塔直接安装在每一窄的塑料薄片202、204、206、208、210、212上方而不会彼此干扰。塔可沿着轨道纵向移动以允许不同的薄片宽度。图2A还在此实施例中说明两个机械臂120、220。所述两个臂能够操纵以与此实施例的六个塔112、114中的任一者上的心轴介接。可使用较多或较少的机械臂来满足特定操作的需要。

如先前指出的，在辊136处或附近将薄片108细分为个别的窄的塑料薄片。图3和图4中展示一个分裂布置。在优选实施例中，刀刃302在凹槽304中行进而切割于辊136的表面中。如图3到图4中所示，刀刃切割来自塑料薄片108的边缘，即边缘切边。类似的刀刃将塑料薄片108分裂为窄的塑料薄片202、204、206、208、210和212。在每一凹槽304、306、308的任一侧上的辊136的表面为薄片提供支撑以允许刀刃干净地切割塑料薄片108。在塑料薄片108中切割以形成窄的塑料薄片202、204、206、208、210、212并不导致任何废弃的材料，而至少针对铸造膜应用来说，通常形成在任一侧上为几英寸的边缘切边的切口被切断以移除铸造膜工序中固有的缺陷。然而在切割之后，必须从辊136移除边缘切边以进行丢弃或再循环。图3和图4说明在辊136上的凹槽304中行进的边缘切边刀刃302的实施例。正常地，这是在无支撑的情况下执行，且边缘切边以连续方式由真空314拉离辊。未具体展示但一般技术人员熟悉的是，刀刃302可在凹槽304内振荡以在刀刃上分散磨损。如图4所示，进一步在凹槽304外侧的两个凹槽306、308与在外侧凹槽中行进的指状物310配合，以防止塑料薄片的经修整边缘312围绕辊而继续。指状物310将经修整边缘引导到真空取出系统314或传送带(未图示)中，所述真空取出系统314或传送带从所述区域移除切边312。应注意，至少一个指状物可在与刀刃相同的凹槽中行进，只要所述指状物在刀刃的外侧即可。优选地，将存在额外的凹槽以允许针对不同的薄片宽度的纵向调整。任选地，还将存在空气喷嘴，其用以辅助将边缘切边传送到拾取管中。

边缘切边刀刃302和指状物310允许修整系统从塑料薄片的边缘的临时损失中自动恢复。在铸造拉伸膜的生产期间，塑料薄片的边缘通常使用静电或空气喷射附接(插接)到辊以使膜维持其平坦形状，且防止膜在熔融时不合意地变窄。有时候，边缘销丢失，且薄片的边缘可移动成不与边缘切边刀刃302接触。当边缘恢复时，其将由刀刃302自动切割，且指状物310将把边缘切边引导到真空314。

图5和图6说明根据图1的实施例卷绕滚筒下方的塔114中的一者的更精细细节。虽然展示滚筒卷绕塔中的一者，但其代表卷绕机中的所有塔。每一塔包括左塔毂500和右塔毂500′，其每一者具有三个径向臂518、520、522、518′、520′、522′，其中每一毂500、500′由塔主轴610接合。毂500、500′包含短轴和轴承(未图示)，使得塔组合件可在安装在塔轭508中时旋转。如图6所示，塔组合件114经由驱动滑轮514和514′以及带或链602由电马达606和减速箱608旋转。电马达606优选为电伺服马达以在整个卷绕循环中提供准确的位置和/或接触力。或者，毂500可包含紧凑的电伺服马达以使塔旋转，进而消除单独的电马达606、滑轮514以及带或链602。在任一情况下，马达606、变速箱608和任何相关驱动设备必须能够抵抗组合的卷绕力和塔上的任何辊的有效负载而旋转塔114，且还能够在马达松弛时由塔114上的反作用力转动，以在切割循环期间使空的心轴与滚筒接触。

心轴502、504、506安装在径向臂518、520、522、518′、520′和522′的外侧末端之间。每一心轴502、504、506安装在其相应的径向塔臂518、520、522、518′、520′和522′之间，且平行于卷绕滚筒110的纵向轴。虽然图5和图6展示其中每一心轴502、504、506在每一侧上由臂支撑的塔组合件，但替代的塔组合件可仅在一侧包括径向臂518、520、522，其中心轴502、504、506以悬臂方式安装到臂518、520、522。而且，每一心轴可经配置以支撑卷绕芯的整个长度，可经配置以(例如，集成到径向臂中)使塑料薄片直接卷绕在其表面上，或可经配置以仅支撑卷绕芯的末端。

在图5中，心轴502展示为在由机械臂120移除之前具有完全卷绕的卷526，心轴506上的卷528在卷528正卷绕时与卷绕滚筒110接触，且心轴504为空的且经定位以在心轴506上的卷528完全卷绕时与卷绕滚筒110接触。每一塔臂518、520、522还可具有摩擦制动机构，其既定防止全满的卷当其在切割之后与卷绕滚筒110脱离之后旋转。

图5还说明枢转切割和传送组合件544。如图所示，铰接刀刃组合件510附接到旋转安装臂512，旋转安装臂512又附接到包括臂536、538、540的联动装置。臂512的旋转由致动器542实现，而包括臂536、538和540的联动装置的旋转由致动器516控制。在图6中，刀刃510展示为具有锯齿状边缘604。如图5所示，除了刀刃510以外，安装臂512还承载驱动轮和马达组合件532以及速度匹配轮530。当卷528接近所需大小时，致动器516延伸，且安装臂512和刀刃510插入塔组合件114中，位于心轴502上方且在心轴504与506之间(如图1所示)。如图7A所示，使速度匹配轮530抵靠心轴504搁置，以使刀刃510适当地靠近心轴504而定向，而驱动轮和马达组合件532也与速度匹配轮530接触以在切割膜之前加速心轴504的表面速度，且使其与卷绕滚筒110的表面速度匹配。当心轴504的表面速度处于与卷绕滚筒110相同的表面速度且心轴506上的卷528已达到其完整大小时，刀刃510从心轴504在稍许下游切割塑料薄片534，从而将薄片从卷绕辊528分离，且塑料薄片开始在心轴504上卷绕以产生新的卷(未图示)。

速度匹配轮530还可为带驱动装置，其接触心轴以加速心轴且使心轴与滚筒速度匹配。

图7A到图7F展示切割和传送机构以及传送过程的细节。刀刃510通过由致动器702和连接杆706抵靠薄片534以及到滚筒110上推动来切割塑料薄片534。刀刃510通过铰接载体704附接到安装臂512。致动器702(例如，气压缸或螺线管)快速地延伸刀刃510以接触卷绕滚筒110和塑料薄片534，如图7B所示。在此实施例中，刀刃510在其被与薄片534和滚筒110接触之后的短时间中返回到其储存位置，因为刀刃510几乎瞬时地切开塑料薄片534。如图所示，速度匹配轮530附接到与刀刃510相同的铰接载体704，使得速度匹配轮530在刀刃510被与薄片和卷绕滚筒接触时失去与驱动轮532的接触。刀刃510以一浅角度接触卷绕滚筒110，从而防止刀刃挖掘进入卷绕滚筒表面110。浅角度小于30°(从平行到卷绕滚筒的切线)，优选小于20°且大于5°，且最优选在10°与15°之间。另外，刀的尖端经特别研磨以最小化弯曲和进入卷表面的挖掘。如先前指示，滚筒110具有相对硬的表面以防止来自由刀510的重复接触的损坏。在进行切割之后，刀刃510和安装臂512由致动器516缩回。或者，速度匹配可由其它构件完成，包含(但不限于)较早描述的带型摩擦元件，其将不与刀固持器一起枢转。而且，刀刃可具有在切割塑料薄片534之前相对于心轴定位的其它构件。

图7C到图7F说明卷绕滚筒下方的塔114中的刀定位组合件708的运动。在图7C中，刀刃510展示为附接到安装臂512、536、538、540和致动器516、542。在图7C中，致动器516、542完全缩回，从而折叠刀刃组合件708以不阻挡机械臂120、220。在图7D中，致动器516已延伸，从而升高安装臂538、540，所述安装臂538、540枢转以使得安装臂512、536向上且朝向卷绕塔114上的心轴504平移。在此状态中，安装臂512对于速度匹配轮530接触心轴504来说太低。如图7E所示，致动器542延伸，其致使安装臂512枢转且升高速度匹配轮530以接触心轴504。现在，刀刃510也处于适当位置中以在致动器702延伸后切割塑料薄片534。最终，图7F展示与卷绕滚筒110和刀刃510接触的心轴504，刀刃510经由致动器702延伸以接触卷绕滚筒110而切割塑料薄片534。卷绕滚筒底部塔114配置中的刀刃组合件708使此四步骤移动接近新心轴504正下方的切割位置，但避免在不使用时干扰机械臂120、220。在此实施例中，刀刃组合件708由于穿过塔114的中部行进的轴610(见图6)而无法接近新心轴504正下方的切割位置。在卷绕滚筒上方塔112配置中，所描述实施例的刀刃组合件118还必须被带入心轴下方的位置且升高，直到速度匹配轮530与心轴504接触为止。然而，卷绕滚筒上方塔112配置允许刀刃组合件114延伸到新心轴正下方的切割位置，且还以直线(以对角方式向下且靠近或向上且远离)接近和缩回而不干扰机械臂120、220。此系统还以对硬件的最小改变或调整来适应各种心轴直径和/或芯厚度。

图5还展示塔114以及安装在底盘524上的刀刃510和传送组合件544。底盘的若干部分由驱动装置(在此实施例中为线性马达)移动，所述驱动装置用以朝向和远离卷绕滚筒110移动塔114以维持在卷绕、塔旋转和辊直径改变期间与卷绕滚筒的所需的卷接触力。底盘524的其它部分固定且承载刀刃510和传送组合件544。底盘524的可移动部分可以两个模式中的一者朝向和远离卷绕滚筒110驱动：位置模式，其中底盘524的可移动部分移动到特定位置；以及力模式，其中底盘524的可移动部分经由塔114的心轴502、504、506对卷绕滚筒110施加确定量的力。底盘524(可移动部分与固定部分两者)可在机器关闭时平行于卷绕滚筒110的纵轴移动以与塑料薄片对准。整个底盘524的此移动在配置卷绕机器以卷绕不同大小或数目的塑料薄片时可能是合意的。通过移动底盘524以平移和旋转塔毂500，心轴可经定向以使得仅一个心轴/辊与卷绕滚筒110接触，或两个心轴/辊同时与卷绕滚筒110接触。举例来说，图5展示仅心轴506和卷528与卷绕滚筒110接触。心轴504还可通过逆时针(根据此视图)旋转毂500而被与卷绕滚筒110接触。底盘驱动装置在力模式中进行响应以在卷528还随塔一起旋转时维持抵靠滚筒110的卷528的力。底盘524还在力模式中在卷(例如卷528)在心轴(例如心轴506)上建立时移动远离卷绕滚筒以维持辊与卷绕滚筒110之间的所需压力和接触。

图5说明具有三个臂的卷绕滚筒下方114塔的实施例。具有四个或四个以上臂的塔也将是可能的。臂的最大数目将受到针对空间的要求限制，尤其包含塔的臂之间的用于刀刃510的空间。

图8A到图8C说明用于卷绕塔800的卡紧和制动机构。图8A说明卷绕塔的一部分的俯视图。虚线802指示塔的旋转轴且还指示毂808的中心线。在此实施例中，塔正在两个塔侧面804、806之间支撑心轴832。心轴832由两个塔侧面通过塔臂828、822上的销842、844固持，销842、844与心轴832的任一侧上的插座818、846介接。卷834正在心轴832上建立。塔侧面804、806通过轴816、820连接到支撑轴810。每一塔侧面804、806包括刚性部件822、824和可移动部件826、828。可移动部件826、828经由枢轴840安装到刚性部件822、824，且其移动由弹簧836、838和面凸轮812、814控制。面凸轮812、814可具有凸轮表面848、850。弹簧836、838抵靠凸轮表面848、850按压可移动臂826、828的内部部分，使得可移动臂826、828的内部部分在凸轮表面848、850的高度在不同的角位置处改变时遵循凸轮表面848、850。面凸轮812、814刚性地安装到毂808，且不与塔侧面804、806一起旋转。图8A展示当心轴832与表面卷绕滚筒110接触且卷834正在心轴上建立时可移动部件826、828的配置。

图8B说明在卷834完成且心轴832和卷834移动远离表面卷绕滚筒110之后的卷绕塔800。塔800已相对于面凸轮812、814旋转。相对于面凸轮812、814，可移动臂826已到达凸轮表面848的较低部分(与图8A中的凸轮表面848相比)。弹簧838朝向凸轮表面848推动可移动臂826的内部部分，其致使可移动臂826的上部部分接触心轴832的边缘。可移动臂826与心轴832之间的接触和所得的摩擦致使心轴832和卷834的旋转减慢或完全停止。

图8C说明处于其中心轴832和卷834准备好从卷绕塔移除的位置中的卷绕塔800。此处，塔800已相对于面凸轮812、814旋转。相对于面凸轮814，可移动臂828已到达凸轮表面850的较高部分(与图8A和8B中的凸轮表面850相比)。凸轮表面850朝向弹簧836推动可移动臂828的内部部分，从而致使可移动臂828的上部部分移动为脱离与心轴832的接触。销844安装到可移动臂828，因此其从心轴832的托座846移除。托座846现在由刚性臂824的末端的托架830支撑。另外，塔旋转还导致可移动臂826在凸轮表面848移动到较低位置时朝向心轴832稍微进一步移动，从而从销842迫动心轴832和托座818。臂826的末端经轮廓设定以形成第二托架827，其将在加载和卸载操作期间支撑心轴832。在销844从托座846移除且销842从托座818移除的情况下，机械臂120、220可通过移动心轴832以将托座846提升出托架830且同时从托架827提升托座818来拾取心轴832和卷834。随后可通过将新心轴的第一托座放置于托架827上且将第二托座放置于托架830上来将新心轴替换到塔中。随后，在塔在下一切割循环中旋转时，可移动臂828到达凸轮表面850的较低部分，同时可移动臂826到达凸轮表面848上的较高位置。可移动臂826和828的移动朝向臂822稍许移位心轴832，从而使托座818与销842配合且托座830与销828配合。心轴现在受到完全支撑，其中预期切割循环时销842、844完全啮合于新心轴的托座中。

上述俘获和释放心轴(即，卡紧)以及制动心轴的构件仅依赖于机械力来致动。所属领域的一般技术人员将认识到，可使用替代的机构，例如不同的凸轮配置和不同的销配置。而且，可使用液压、气压或电子致动。然而，此类液压、气压或电子元件对塔增加了额外的复杂性和宽度要求。

若干不同类型的心轴可与塔一起使用。如果将使用例如硬纸管的卷绕芯，那么心轴将通常并入有可膨胀的囊状物。在芯安装于心轴上之后，用空气或另一流体使囊状物膨胀，从而致使囊状物抵靠凸耳或弯曲叶片而按压，所述凸耳或弯曲叶片又抵靠芯而按压，进而将芯固持在适当位置。如果卷将在无芯的情况下卷绕，那么心轴可并入有小孔，且以单层粘性膜缠绕以拾取经切割膜且开始将塑料薄片534围绕心轴卷绕为辊，且在从卷绕机移除之后以空气对心轴的内部加压，其中经加压空气通过小孔逸出且使全满的卷从心轴浮起。如稍后描述，弧形流动表面(包络面)也可围绕心轴引导膜，从而消除对用于无芯卷的粘性膜或对带芯卷上的粘合剂的需要。无芯卷也可以可膨胀囊状物或机械扩展而围绕心轴形成，其中轴可膨胀/扩展到大的直径以用于形成卷，且随后缩小/缩回到较小直径以从心轴移除完成的卷。最终，卷绕芯可由心轴在其末端(充当卡盘)固持。在本申请案中对术语“心轴”的使用希望涵盖这些配置中的任一者。

图5和图6已详细展示安装在卷绕滚筒110下方的塔114的机构。安装在卷绕滚筒110上方的塔112类似地操作，但安装可能不同，以适应不同的安装布置。举例来说，图1展示与刀臂116相对于塔114相比，相对于塔112安装于不同定向上的刀刃臂118。特定来说，刀刃臂118安装在直轨道上，因为其可以直线接近其切割位置而在处于其缩回位置中时不会干扰机械臂120、220。相比之下，刀刃臂116无法在不干扰机械臂120、220的情况下以直线从其切割位置缩回。

所揭示的系统能够进行近似连续的操作。然而有时候，机器将需要停止以用于维护或其它原因。当机器将重新起动时，可遵循类似于图9所描述的起动序列900。在第一步骤902中，卷绕塔112、114、分裂器302以及刮片刀140移动远离卷绕滚筒110，且塑料薄片108、134围绕卷绕滚筒110以低速馈送且卷到边料辊140上。在步骤907处，啮合分裂器302，从而将塑料薄片108分裂为窄的塑料薄片202、204、206、208、210、212。随后加速908卷绕滚筒110以对窄的塑料薄片202、204、206、208、210、212增加张力，从而致使薄片进一步变窄，如上文所述。在卷绕滚筒110正自旋且塑料薄片材料534正移动的此时期期间，在906处塑料薄片材料534卷绕在边料辊140上以用于稍后丢弃或再循环。当薄片经充分拉伸时，卷绕塔112、114各自根据索引序列910共同地或以任何序列将窄的塑料薄片202、204、206、208、210、212啮合。下文描述的索引序列910随后连续操作以产生塑料膜卷。整个生产线随后被加速。

图10中相对于图5和图6中详细展示的卷绕塔114说明索引序列910。索引序列以心轴(在此情况下，心轴506)接触卷绕滚筒110和塑料薄片534(步骤1002)开始。塑料薄片534卷到心轴506上。在此阶段，底盘524的可移动部分在力模式中，且定位其自身以经由心轴506维持抵靠卷绕滚筒110的所需按压力。同样，马达706和变速箱708由马达606锁定，马达606供应扭矩以防止卷绕塔114自旋。在卷528在心轴506上建立时，底盘524的可移动部分平移以用所需的按压力维持心轴506与卷绕滚筒110和塑料薄片534接触。同时，通过旋转卷绕塔114而使心轴504与卷绕滚筒110和塑料薄片534紧密接近(步骤1004)(见图11A)。

当将心轴504放置为紧密接近卷绕滚筒110时，刀刃510由支撑臂512、536、538、540和致动器516、542根据上文描述且图6C到图6F中说明的过程移动到心轴504下方的适当位置中。速度匹配轮530和驱动轮532与刀刃510位于支撑臂512上的同一地点。驱动轮532刚性地安装到支撑臂512，而刀刃510和速度匹配轮530经由铰链704、致动器臂706和致动器702安装到安装臂512。当刀刃510移动到心轴504下方的适当位置时，速度匹配轮530接触心轴504。驱动轮532使速度匹配轮530自旋，所述速度匹配轮530使心轴504自旋以使心轴504的表面速度与卷绕滚筒110的表面速度134匹配(步骤1006和步骤1008)(还参见图11B)。当心轴504大体上速度匹配于卷绕滚筒110且心轴506上的卷528处于所需膜长度时，致动器702以一浅角度抵靠卷绕滚筒110的表面推动刀刃510以切割塑料薄片534。应注意，速度匹配轮530失去与驱动轮532的接触。大体上同时，使心轴504与卷绕滚筒110和塑料薄片534接触(步骤1012)。可通过在底盘524的可移动部分处于力模式中的同时简单地“松弛”马达606历时简短的时刻，而使心轴504与卷绕滚筒110接触。在一个实施例中，在此时增加按压力以在同时与滚筒接触的两个心轴的每一者上维持预定的力。在另一实施例中，在初始薄片向新心轴传送时的按压力可独立地设定为与正常卷绕的情况下不同的值。在另一实施例中，在卷建立时按压力可定型为非恒定的值。在另一实施例中，控制器校正施加于底盘524的力与卷绕的卷和卷绕滚筒之间的作用线之间的角度差，使得无论塔的角位置如何，卷绕的卷与卷绕滚筒之间的按压力维持于所需的值。马达606可通过使马达去能或通过致动离合器以使毂500从马达606去耦来松弛。通过松弛马达606，卷绕塔114将自由地旋转。心轴506上的按压力将使卷绕塔114旋转，从而使心轴504与卷绕滚筒110接触，使得经由心轴506和心轴504施加类似量的按压力。应注意，在此描述的实施例中，心轴504维持与速度匹配轮530的接触。或者，心轴504和速度匹配轮530可在抵靠卷绕滚筒110推动刀刃510和心轴504时失去接触。

一旦塑料薄片534被切开，塑料薄片534便开始围绕心轴504卷绕(步骤1014)，且在刀刃510下游的塑料薄片534完成卷绕到心轴506上的卷528上。在心轴504接触卷绕滚筒110且卷绕塑料薄片524之后，马达606再次锁定以将卷绕塔114维持在单个角位置(步骤1016)(还参见图11C)。在塑料薄片534卷到心轴504上时，新的卷1102开始建立。为了在新卷建立时维持恒定的力，底盘524开始平移远离卷绕滚筒110，因此移动完成的卷528脱离与卷绕滚筒110的接触。或者，可能有利的是将塔毂500、500′旋转较小量以将完成的卷移动脱离接触，以确保针对新卷1102的良好接触。在刀刃510缩回退出卷绕区域(通过颠倒上文在图6C到6F中描述的过程)且卷528脱离与卷绕滚筒110的接触之后，塔毂500进一步旋转且底盘524平移以将心轴506和完成的卷528进一步移动远离卷绕滚筒110，且制动心轴506以停止其旋转，且还使心轴504及其卷绕卷1102保持与卷绕滚筒110和塑料膜534接触(步骤1016)(还参见图11D)。在至此的索引序列910期间，心轴502已被维持远离卷绕滚筒110。在索引序列910重复(步骤1022)时，心轴502变为当塑料薄片534从正卷绕在心轴504上的卷1102分离时将卷绕的下一心轴。在心轴506移动远离卷绕滚筒110之后，心轴502及其全满的卷526由机械臂120从塔臂518移除。机械臂120或220随后将新心轴1104放置于塔臂518的末端上(步骤1018和1020)。

返回到图11C和步骤1012，可遵循图17所示的替代程序1700以检测已由刀刃切割的塑料薄片534是正在新心轴504上卷绕还是因为新心轴504未能拾取塑料薄片534而继续在第一心轴(506)上卷绕。在此替代方法中，当心轴504接触卷绕滚筒110(步骤1702)时，马达606保持在其松弛状态(步骤1704)，使得心轴504和心轴506上的辊528与卷绕滚筒接触。毂500上的传感器(未图示)检测毂500的旋转(步骤1706)。相对于图11C，如果检测到毂500在顺时针方向上旋转，那么心轴504在直径上增长，其意味着塑料薄片534成功地传送到心轴504(步骤1708)。然而，如果检测到毂500在逆时针方向上旋转，那么心轴506上的辊528继续增长，其意味着塑料薄片534未能传送到心轴504且仍正在心轴506上的辊528上建立(步骤1710)。在此第二情况中，重复刀刃51切割操作(步骤1712)且方法1700沿回路返回到步骤1706，直到在心轴504中检测到塑料薄片534为止(步骤1708)。

可使用替代手段来检测塑料薄片534是否成功地传送到心轴504。举例来说，传感器(未图示)可放置于心轴504与心轴506之间。如果传感器(未图示)检测到卷绕滚筒110上的塑料薄片534，那么塑料薄片534并未传送。传感器类型包含(但不限于)光学传感器和导电刷，所述导电刷在与金属卷绕滚筒110接触时传递电流，但在塑料薄片534在卷绕滚筒110上时绝缘。

图12A-图12D说明相对于具有四个臂1216、1218、1220和1222的卷绕塔1200的索引序列910。如前，序列以单个心轴(在此情况下，心轴1202)与卷绕滚筒110和塑料薄片534接触开始。塑料薄片534正卷到心轴1202上以形成卷1210。在卷1210在心轴1202上建立时，塔1200处于力模式中且平移以维持心轴1202和卷1210与卷绕滚筒110和塑料薄片534接触。塔还旋转以相对于卷绕滚筒110和塑料薄片534移动心轴1204靠近卷绕滚筒110，处于心轴1202之前的位置(参见图12A)。

刀刃510由支撑臂512、536、538、540和致动器516、542根据上文在图6C到6F中描述的过程移动到心轴1204下方的适当位置。速度匹配轮530和驱动轮532与刀刃510位于支撑臂512上的同一地点。驱动轮532刚性地安装到支撑臂512，而刀刃510和速度匹配轮530经由铰链704、致动器臂706和致动器702安装到安装臂512。当刀刃510移动到心轴1204下方的适当位置时，速度匹配轮530接触心轴1204(参见图12B)。可任选地更改索引序列910以使得机械臂120在刀刃支撑臂512移动到如图12B所示的适当位置时已移除心轴1206，进而为支撑臂512相对于心轴1204和卷绕滚筒110接近其位置提供了较畅通的路径。如图11A到11D的三臂塔实例中，在心轴1204速度匹配于卷绕滚筒110之后，马达606松弛以使心轴1204与卷绕滚筒110和塑料薄片534接触。大体上同时，刀刃510在心轴1202与1204之间切割塑料薄片534。

一旦切开塑料薄片534，塑料薄片534便开始围绕心轴1204卷绕。任选地，刀刃510可保持紧密接近卷绕滚筒534以将塑料薄片534的自由端(参见图12C)引导到心轴1204以开始卷绕新的卷(图12D中的1224)。或者，刀刃510可缩回。在新的卷1224开始在心轴1204上建立时，底盘524开始平移远离卷绕滚筒110，因此移动完成的卷1210脱离与卷绕滚筒110的接触。

在刀刃510下游的塑料薄片534完成向心轴1202上的卷1210上的卷绕。在卷1210完成且刀刃支撑臂512已缩回(通过颠倒上文在图6C到6F中描述的过程)之后，塔毂500旋转且底盘524平移以移动心轴1202和完成的卷1210进一步远离卷绕滚筒110，且制动心轴1202以停止其旋转，且还维持心轴1204及其卷绕卷(图12D中的1224)与卷绕滚筒110和塑料膜534接触(参见图12D)。类似于用于图11A到11D中说明的三臂塔的索引序列910，心轴1208和1206均已维持远离卷绕滚筒110。在索引序列重复时，心轴1206变为当塑料薄片534与正在心轴1204上卷绕的卷1224分离时将卷绕的下一心轴，且心轴1208将跟随心轴1206。在心轴1202旋转远离卷绕滚筒110时，心轴1208及其全满的卷1212由机械臂120从塔臂1222移除。机械臂120随后将新心轴1208放置于塔臂1222的末端上。机械臂120可在心轴脱离与卷绕滚筒110的接触的任何时间移除心轴1208和全满的卷1212。图12A展示其中心轴1208、1206每一者承载全满的卷1212、1214的索引序列的实施例。因此，在所述实施例中，心轴1206和卷1214将在心轴1208和卷1212从塔臂1222移除之前从塔臂1220移除。

对于具有多个卷绕塔的卷绕滚筒，有利的是在索引序列中的不同步骤操作每一塔。通过在索引序列的不同步骤操作塔，塔可共享机械臂以移除和替换心轴，因为每次仅一个或两个塔将需要此移除和替换。

图13到图16B展示与卷绕塔相关联的刀刃的替代实施例。图13展示在向新心轴1308传送时切断刀组合件1300、卷绕滚筒1302和弧形气流表面(包络面)1304的相互关系。在传送时，如先前描述，使切断刀片1306与卷绕滚筒1302的表面接触，刀刃1306在与卷绕滚筒1302的行进方向1320相反的方向上指向。在切断刀1306的尖端接触卷绕滚筒1302的表面时，其刺穿且切开承载于卷绕滚筒1302的表面上的塑料薄片(未图示)，且同时从卷绕滚筒1302的表面提升塑料薄片。另外，为了辅助从滚筒表面提升膜且将其缠绕在新心轴1308周围，在与滚筒旋转的方向相反且平行于切断刀1306的方向上从气流路径1310排放加压空气。气流路径1310形成于切断刀片1306与刀支撑杆1314的起伏表面1312之间。附接到刀支撑杆1314的弧形气流表面1304(也称为包络面)围绕新心轴1308的一明显部分。弧形气流表面(包络面)1304另外含有一系列空气排放开口1316，其朝向切断刀片1306定位。这些空气排放开口1316与位于弧形气流表面的远离新心轴1308的侧面上的加压空气室1318成操作连通，且其经定向以便在大体上平行于新芯1308的表面的方向上排放空气。虽然图13未图示，但弧形气流表面1304轴向延伸过切断刀组合件1300的总长度的一显著分数。

图14A展示根据本发明的刀支撑杆1400的细节，包含横截面。如横截面中所示，存在内部空气室1402用于从源(未图示)接收加压空气，且用于通过排放通路1404排放加压空气。排放通路1404提供从压力通风室1402到刀支撑杆1400的起伏表面1406的用于加压空气的流动路径。压力通风室1402在此实例实施例中由盖板1408封闭。如先前在图13的论述中指示，起伏表面1406和切断刀片1306(图14A中未图示)形成平行于刀片的用于空气的流动路径1310，所述刀片用以帮助从卷绕滚筒1302提升经切割膜(未图示)的自由端且朝向新心轴1308引导所述末端。

图14B展示来自图14A的面对盖板1408的刀支撑杆1400。压力通风室1402(图14B中未图示)由切割面1410a到1410d上的一系列入口(未图示)馈送。使用多个入口(未图示)允许压力通风室1402中的更好的气压分布和使用较小的配件。

图15展示穿过弧形气流表面(包络面)1500的横截面。如图所示，弧形气流表面(包络面)1500具有朝向新心轴1308(图15中未图示)安置的第一表面1502和远离新辊1308安置的第二表面1504。第二表面1504另外承载空气室1506，所述空气室1506又被从空气供应源(未图示)供应以加压空气。空气室1506沿着弧形流动表面1500的中心部分轴向行进，且朝向下端(即，在操作中将最靠近切断刀(例如1306)的末端)安置。存在一系列成角度定向的孔口1508，其从弧形气流表面的背面1504行进到正面1502且与压力通风室1506轴向对准。孔口1508经定向以使得气流表面1500的第一表面1502处的孔口在新芯的旋转方向上位于比第二表面1504上的孔口1508更远处。孔口1508用以在切断过程期间排放加压空气以促进膜的经切割端(未图示)缠绕在新心轴1308(图15中未图示)周围，如下文描述。

参考图16A和图16B最佳描述切割和传送过程。如图16A所示，切断刀片1602被带到邻近于新心轴1604的位置，其中切断刀片1602的尖端在卷绕滚筒1606的表面上方较短距离处。在速度匹配驱动装置(未图示)将新心轴1604加速到传入的塑料薄片(未图示)的速度的同时，维持此位置。如图16B所示，当新心轴1604的速度大体上匹配于传入的薄片(未图示)的速度时，切断刀片1602通过在其铰接载体(未图示)上枢转刀组合件而被与薄片(未图示)和滚筒1606接触。在与使切断刀片1602与薄片(未图示)和滚筒1606接触的枢转动作的起始同时，控制加压空气向刀支撑杆1610的内部压力通风室1402(图16B中未图示)以及向弧形流动表面(包络面)1402(图16B中未图示)的压力通风室1612的供应的气压阀打开。向压力通风室1402(图16B中未图示)供应加压空气导致通过气流路径1608的空气排放，其趋于从滚筒1606的表面提升薄片(未图示)，而通过弧形流动表面(包络面)1600的孔口1614的空气排放趋于使膜(未图示)的经切割端在新心轴1604周围“浮起”。在一个实施例中，可在起始切割之前通过孔口1608、1614排放空气，以确保在切开塑料薄片之前建立空气流动。在包封心轴1604之后，塑料薄片(未图示)前缘与卷绕滚筒1606上的塑料薄片的上游部分接触且粘接到其自身。膜的后续缠绕借助于保留在塑料薄片中的轻微张力而固持下伏的层。刀组合件随后撤回到其储存位置，直到下一次辊转换需要为止。

虽然已参考本发明的实施例特定展示和描述了本发明，但所属领域的技术人员将了解，在不脱离由所附权利要求书涵盖的本发明范围的情况下可做出形式和细节上的各种改变。

Claims (79)

1.一种用于索引卷绕机上的卷绕芯的设备，其包括：

卷绕滚筒，其经配置以承载连续的塑料薄片；

底盘，其经配置以朝向和远离所述卷绕滚筒的表面平移，每一底盘承载：

卷绕塔，其具有多个卷绕位置，心轴附接于每一卷绕位置处，所述卷绕塔围绕毂旋转；

刀刃，其耦合到致动器，所述致动器抵靠所述卷绕滚筒的所述表面上的所述连续塑料薄片按压所述刀刃，进而所述刀刃在致动时在两个位置之间切割所述连续塑料薄片；以及

控制器，其经配置以：

抵靠所述卷绕滚筒按压第一心轴，使得所述连续塑料薄片卷绕在所述第一心轴上；

抵靠所述卷绕滚筒将第二心轴移动为与所述连续塑料薄片接触；

致动所述刀刃以在所述第一心轴与所述第二心轴之间切割所述连续塑料薄片，以开始在所述第二心轴上卷绕所述连续塑料薄片；以及

随后将所述第一心轴移动远离所述卷绕滚筒的所述表面。

2.根据权利要求1所述的设备，其包括多个所述的底盘，每一底盘卷绕多个连续塑料薄片中的一者。

3.根据权利要求2所述的设备，其中所述多个底盘中的每一者位于相对于所述卷绕滚筒的第一圆周位置或第二圆周位置处，且其中连续的塔位于交替的圆周位置处。

4.根据权利要求3所述的设备，其中所述第一圆周位置和第二圆周位置位于所述卷绕滚筒的同一侧上。

5.根据权利要求2所述的设备，其中所述多个底盘中的每一者可相对于所述卷绕滚筒的所述表面纵向平移。

6.根据权利要求1所述的设备，其中所述卷绕滚筒是表面卷绕滚筒。

7.根据权利要求1所述的设备，其中所述卷绕塔具有三个卷绕位置。

8.根据权利要求1所述的设备，其中所述刀刃安装在铰接臂上，所述铰接臂将所述刀刃移动为与所述卷绕滚筒相关联和与所述卷绕滚筒脱离关联。

9.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括摩擦驱动装置，所述摩擦驱动装置在所述控制器抵靠所述卷绕滚筒的所述表面移动所述第二心轴之前接触所述第二心轴，且加速所述第二心轴以使第二心轴表面速度大体匹配于所述卷绕滚筒的表面速度。

10.根据权利要求9所述的设备，其中所述摩擦驱动装置是轮。

11.根据权利要求9所述的设备，其中所述摩擦驱动装置是带驱动装置。

12.根据权利要求9所述的设备，其中所述摩擦驱动装置安装到铰接臂，所述铰接臂将所述摩擦驱动装置移动为与所述第二心轴相关联和与所述第二心轴脱离关联。

13.根据权利要求1所述的设备，其中所述心轴由所述卷绕滚筒的所述表面加速。

14.根据权利要求1所述的设备，其中围绕所述毂旋转的所述卷绕塔是经由所述控制器以连接到所述毂的电伺服马达来控制。

15.根据权利要求14所述的设备，其中所述电伺服马达通过滑轮和柔性驱动装置连接到所述毂。

16.根据权利要求1所述的设备，其中每一心轴是芯，所述塑料薄片卷绕在所述芯周围。

17.根据权利要求1所述的设备，其中所述连续塑料薄片卷绕在预先施加于每一心轴的起始材料上。

18.根据权利要求17所述的设备，其中所述起始材料是粘合剂。

19.根据权利要求1所述的设备，其中所述刀刃以浅角度抵靠所述卷绕滚筒的所述表面上的所述连续塑料薄片而按压；

所述设备进一步包括：

加压空气源；以及

一个或一个以上通路，来自所述加压空气源的空气通过所述通路沿着所述刀刃的平坦表面而引导，且因此以大体上所述浅角度撞击在所述卷绕滚筒的所述表面上，所述撞击空气在所述刀刃切割所述连续塑料薄片时从所述卷绕滚筒的所述表面提升塑料膜的前缘。

20.根据权利要求19所述的设备，其中所述加压空气源是刀刃支撑件内的压力通风室。

21.根据权利要求19所述的设备，其进一步包括与所述第二心轴间隔且大体上平行于所述第二心轴定向的弯曲包络面，所述弯曲包络面将所述塑料膜的所述前缘引导到所述第二心轴上。

22.根据权利要求21所述的设备，其进一步包括第二组一个或一个以上通路，来自加压空气源的加压空气通过所述通路大体上沿着所述弯曲包络面引导，从而将所述塑料膜的所述边缘引导到所述第二心轴上。

23.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括：

圆柱形辊，所述连续塑料薄片在由所述卷绕滚筒承载之前围绕所述圆柱形辊的圆周部分被引导；

多个圆周凹槽，其位于所述辊上的纵向位置处，所述圆周凹槽位于所述连续塑料薄片在所述辊上的位置下方；

刀刃，其至少一部分位于所述多个圆周凹槽中的一者内；以及

至少一个指状物，其在所述刀刃外侧且位于至少一个圆周凹槽中，所述至少一个指状物经配置以提升所述连续塑料薄片的切割边缘，且将所述连续塑料薄片的所述切割边缘引导到传送机，所述传送机将所述塑料薄片的所述边缘输送远离所述设备。

24.根据权利要求23所述的设备，其中所述多个圆周凹槽中的每一者位于对应于连续塑料薄片的不同宽度的纵向位置处。

25.根据权利要求23所述的设备，其中所述传送机是真空系统。

26.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括：

刮片刀，其在所述卷绕塔的下游，所述刮片刀经配置以从所述卷绕滚筒的所述表面移除废弃的塑料薄片材料；以及

传送机，其经配置以将所述移除的废弃塑料薄片材料输送到废品回收区域。

27.根据权利要求26所述的设备，其中所述刮片刀以相对于所述卷绕滚筒的所述表面的浅角度定位。

28.根据权利要求27所述的设备，其中所述传送机是真空系统。

29.一种用于索引卷绕机上的卷绕芯的方法，其包括步骤：

(a)抵靠卷绕滚筒的表面按压安装在承载多个心轴的塔上的第一心轴，且围绕所述第一心轴卷绕连续的塑料薄片；

(b)移动所述塔以继续抵靠所述卷绕滚筒的所述表面按压所述第一心轴，且开始抵靠所述卷绕滚筒的所述表面上的所述连续塑料薄片按压安装在所述塔上的第二心轴；

(c)在所述第一心轴与第二心轴之间切割所述卷绕滚筒的所述表面上的所述连续塑料薄片，以开始在所述第二心轴上卷绕所述连续塑料薄片；以及

(d)随后，移动所述塔以将所述第一心轴移动远离所述卷绕滚筒的所述表面，同时继续抵靠所述卷绕滚筒的所述表面按压所述第二心轴。

30.根据权利要求29所述的方法，其中抵靠所述卷绕滚筒的所述表面按压所述第一心轴包括以10磅与150磅之间的力抵靠所述卷绕滚筒的所述表面按压所述第一心轴。

31.根据权利要求29所述的方法，其中抵靠所述卷绕滚筒的所述表面按压所述第二心轴包括以10磅与150磅之间的力抵靠所述卷绕滚筒的所述表面按压所述第二心轴。

32.根据权利要求29所述的方法，其中维持抵靠所述表面卷绕滚筒按压所述第一心轴，至少直到所述第二心轴正抵靠所述滚筒的所述表面按压且所述连续塑料薄片正卷绕到所述第二心轴上为止。

33.根据权利要求29所述的方法，其中维持抵靠所述表面卷绕滚筒按压所述第一心轴，至少直到所述连续塑料薄片直到所述切口完成在所述第一心轴上的卷绕为止。

34.根据权利要求29所述的方法，其进一步包括在抵靠所述卷绕滚筒的所述表面按压每一心轴之前加速所述第一心轴和所述第二心轴中的每一者，以大体上匹配所述卷绕滚筒的所述表面与每一心轴的表面之间的表面速度。

35.一种用于连续卷绕多个塑料薄片的系统，其包括：

卷绕滚筒，其沿着其表面上的非重叠纵向位置承载多个连续塑料薄片；

多个卷绕塔，每一卷绕塔位于对应于所述卷绕滚筒的所述表面上所述多个连续塑料薄片中的不同一者的位置的纵向位置处，所述卷绕塔位于相对于所述卷绕滚筒的所述表面的不同圆周位置处。

36.根据权利要求35所述的系统，其中所述多个卷绕塔中的每一者可相对于所述卷绕滚筒的所述表面纵向平移。

37.根据权利要求36所述的系统，其中相对于所述卷绕滚筒的所述表面的所述不同圆周位置包括第一圆周位置和第二圆周位置，且其中连续的塔位于交替的圆周位置处。

38.根据权利要求37所述的系统，其中所述第一圆周位置和第二圆周位置位于所述表面卷绕滚筒的同一侧上。

39.根据权利要求35所述的系统，其中所述卷绕滚筒是表面卷绕滚筒。

40.一种卷绕机，其包括：

卷绕滚筒，其经配置以承载至少一个连续塑料薄片；

至少一个卷绕塔，其经配置以从所述卷绕滚筒的所述表面卷绕所述至少一个连续塑料薄片；

刮片刀，其在所述至少一个卷绕塔的下游，且经配置以从所述卷绕滚筒的所述表面移除废弃的塑料薄片材料；以及

传送机，其经配置以将所述移除的废弃塑料薄片材料输送到废品回收区域。

41.根据权利要求40所述的系统，其中所述刮片刀以相对于所述卷绕滚筒的所述表面的浅角度定位。

42.根据权利要求40所述的系统，其中所述传送机是真空系统。

43.一种用于从卷绕机丢弃废弃的塑料薄片材料的方法，其包括：

用与卷绕滚筒的表面相关联的刮片刀从卷绕塔下游处的所述表面卷绕滚筒的所述表面移除塑料薄片材料；以及

在已从所述卷绕滚筒的所述表面移除所述移除的塑料薄片之后将所述移除的塑料薄片输送到废品回收区域。

44.根据权利要求43所述的方法，其中所述刮片刀以相对于所述卷绕滚筒的所述表面的浅角度定位。

45.根据权利要求43所述的方法，其中在卷绕塔未能从所述卷绕滚筒卷绕所述塑料薄片时发生从所述卷绕滚筒的所述表面移除塑料薄片材料。

46.根据权利要求43所述的方法，其中在未从所述卷绕滚筒移除边缘切边时发生从所述卷绕滚筒的所述表面移除塑料薄片材料。

47.一种用于对塑料薄片进行边缘修整的设备，其包括：

圆柱形辊，连续的塑料薄片围绕其圆周部分而被引导；

多个圆周凹槽，其位于所述辊上的纵向位置处，所述圆周凹槽位于所述连续的塑料薄片在所述辊上的位置下方；

刀刃，其至少一部分位于所述多个圆周凹槽中的一者内；以及

至少一个指状物，其在所述刀刃外侧且位于至少一个圆周凹槽中，至少一个指状物经配置以提升所述连续塑料薄片的切割边缘，且将所述连续塑料薄片的所述边缘引导到传送机，所述传送机将所述连续塑料薄片的所述边缘移动远离所述设备。

48.根据权利要求47所述的设备，其中所述多个圆周凹槽中的每一者位于对应于连续塑料薄片的不同宽度的纵向位置处。

49.根据权利要求47所述的设备，其中所述传送机是真空系统。

50.一种用于切割连续塑料薄片的方法，其包括：

在围绕圆柱形辊的一部分引导连续塑料薄片时在所述圆柱形辊上支撑所述连续塑料薄片，所述辊在其表面中包含圆周凹槽；

以刀刃切割所述连续塑料薄片材料，其中所述刀刃的一部分在所述圆周凹槽的第一者内；

以至少一个指状物从所述辊的所述表面提升所述经切割塑料薄片，所述指状物位于所述刀刃外侧，其中所述指状物的一端位于一个或一个以上圆周凹槽中，所述指状物在刀凹槽外侧以机械方式使塑料薄片边缘与所述圆柱形辊分离；以及

将所述连续塑料薄片的所述经切割部分输送远离所述辊。

51.根据权利要求50所述的方法，其中将所述连续塑料薄片的所述经切割部分输送远离所述辊包括在所述连续塑料薄片的所述经切割部分已从所述辊提升之后对所述连续塑料薄片的所述经切割部分进行真空处理。

52.一种卷绕塑料膜的卷的方法，其包括：

提供连续的塑料薄片；

将所述连续塑料薄片分裂为多个窄的连续塑料薄片；

将所述多个窄的连续塑料薄片放在圆柱形卷绕滚筒上，所述多个窄的连续塑料薄片中的每一者位于所述圆柱形卷绕滚筒上的不同纵向位置处；

在所述卷绕滚筒上的所述多个窄的连续塑料薄片中的每一者处：

(a)抵靠所述卷绕滚筒的表面按压安装在承载多个心轴的塔上的第一心轴，且围绕所述第一心轴卷绕所述窄的连续塑料薄片；

(b)移动所述塔以继续抵靠所述卷绕滚筒的所述表面按压所述第一心轴，且开始在所述第一心轴的上游抵靠所述卷绕滚筒的所述表面按压安装在所述塔上的第二心轴；

(c)在所述第一心轴与所述第二心轴之间切割所述窄的连续塑料薄片，以开始在所述第二心轴上卷绕所述连续塑料薄片；

(d)随后，移动所述塔以将所述第一心轴移动远离所述卷绕滚筒的所述表面，同时继续抵靠所述卷绕滚筒的所述表面按压所述第二心轴，且在所述第二心轴上卷绕所述窄的连续塑料薄片；

(e)从所述第一心轴移除完成的窄的连续塑料薄片的卷；以及

(f)重复步骤(a)到(e)，其中所述第二心轴变为所述第一心轴。

53.根据权利要求52所述的方法，其中移动所述塔包括旋转和平移塔毂中的至少一者，所述塔毂经配置以用于旋转和平移两者。

54.根据权利要求52所述的方法，其中所述塔承载三个卷绕心轴，且其中塔毂总是在相同方向上旋转以使得所述心轴中的每一者通过成为以下各项而循环：

(i)步骤(a)到(f)的所述第二心轴；

(ii)步骤(a)到(f)的所述第一心轴；以及

(iii)闲置心轴。

55.根据权利要求54所述的方法，其中在闲置心轴位置处从所述塔移除所述完成的窄的连续塑料薄片的卷，且随后准备所述完成的卷以用于卷绕新的窄的连续塑料薄片的卷。

56.根据权利要求52所述的方法，其中所述塔支撑四个心轴，且其中塔毂总是在相同方向上旋转以使得所述心轴中的每一者通过成为以下各项而循环：

(i)步骤(a)到(f)的所述第二心轴；

(ii)步骤(a)到(f)的所述第一心轴；

(iii)第一闲置心轴；

(iv)第二闲置心轴；且

其中在第一或第二闲置心轴位置处从所述塔移除完成的窄的连续塑料薄片的卷，且准备所述塔的所述闲置心轴位置以用于卷绕新的窄的连续塑料薄片的卷。

57.根据权利要求52所述的方法，其中在所述第一心轴与所述第二心轴之间切割所述窄的连续塑料薄片包括在所述第一心轴与所述第二心轴之间定位刀刃且将所述刀刃按压到所述卷绕滚筒上的所述窄的连续塑料薄片中。

58.根据权利要求57所述的方法，其中所述刀刃包括锯齿状边缘，所述锯齿状边缘在抵靠所述卷绕滚筒上的所述窄的连续塑料薄片被按压时在所述窄的连续塑料薄片上的一系列位置处刺穿所述窄的连续塑料薄片，从而致使所述窄的连续塑料薄片在所述刀刃处分离。

59.根据权利要求52所述的方法，其中所述第二心轴在被抵靠所述卷绕滚筒的所述表面按压之前经加速以匹配所述卷绕滚筒的所述表面与所述第二心轴的表面之间的表面速度。

60.根据权利要求52所述的方法，其中：

将所述连续塑料薄片切割为多个窄的连续塑料薄片包括在所述多个窄的塑料薄片中的每一者的边缘位置处以单个刀刃切割所述塑料薄片；且

其中将所述多个窄的连续塑料薄片放在圆柱形卷绕滚筒上包含拉伸所述多个窄的连续塑料薄片，从而致使所述窄的连续塑料薄片进一步变窄且分离。

61.根据权利要求60所述的方法，其中拉伸所述多个窄的连续塑料薄片包括以比提供所述连续塑料薄片的速度快的速度将所述多个窄的连续塑料薄片放在所述圆柱形卷绕滚筒上。

62.一种用于自动卷绕塑料膜的设备，其包括：

连续塑料薄片的源；

分裂机构，其经配置以将所述连续塑料薄片纵向切割为多个窄的连续塑料薄片；

圆柱形卷绕滚筒，其经配置以沿着其圆周的一部分承载所述多个窄的连续塑料薄片，所述多个窄的连续塑料薄片中的每一者位于所述圆柱形卷绕滚筒上的不同纵向位置处；

多个卷绕塔，每一卷绕塔具有多个卷绕位置，在每一位置处的卷绕心轴，且每一塔与所述卷绕滚筒上的所述多个窄的连续塑料薄片中的一者对准；

刀刃，其与所述多个塔中的每一者相关联，且耦合到抵靠所述窄的连续塑料薄片按压所述刀刃的致动器，进而在两个卷绕位置之间切割所述窄的连续塑料薄片；以及

控制器，其经配置以控制每一卷绕塔和相关联的刀刃以：

抵靠所述卷绕滚筒按压第一心轴，使得所述经对准的窄的连续塑料薄片卷绕在所述第一心轴上；

抵靠所述卷绕滚筒将第二心轴移动为与所述经对准的窄的连续塑料薄片接触；

激活所述相关联的刀刃以在所述第一心轴与所述第二心轴之间切割所述经对准的窄的连续塑料薄片，以开始在所述第二心轴上卷绕所述经对准的窄的连续塑料薄片；以及

随后将所述第一心轴移动远离所述卷绕滚筒的表面。

63.根据权利要求62所述的设备，其中每一卷绕塔具有三个卷绕位置。

64.根据权利要求62所述的设备，其中每一卷绕塔具有四个卷绕位置。

65.根据权利要求62所述的设备，其中所述连续塑料薄片的所述源是制作所述连续塑料薄片的制造生产线。

66.根据权利要求62所述的设备，其中所述连续塑料薄片的所述源是先前制造的塑料薄片的线轴。

67.根据权利要求62所述的设备，其中每一刀刃附接到还承载摩擦驱动装置的支撑臂，所述摩擦驱动装置加速每一心轴以使得所述心轴的表面速度大体上匹配所述卷绕滚筒的表面速度。

68.根据权利要求62所述的设备，其中每一卷绕塔及其相关联的刀刃相对于所述卷绕滚筒移动以维持卷与所述卷绕滚筒之间的大体上恒定的压力和接触。

69.根据权利要求62所述的设备，其中所述分裂机构位于承载所述连续塑料薄片的辊处；且

其中所述圆柱形卷绕滚筒具有比所述辊的表面速度高的表面速度，使得离开所述辊的所述多个所述窄的连续塑料薄片拉伸且变窄，从而彼此分离。

70.一种用于卷绕机的切割设备，其包括：

刀刃，其经配置以以朝向放在卷绕滚筒的表面上的连续塑料薄片引导的浅角度接触所述卷绕滚筒的所述表面；

第一加压空气源；以及

一个或一个以上通路，来自所述加压空气源的空气通过所述通路沿着所述刀刃的平坦表面而引导从而以大体上所述浅角度撞击在所述卷绕滚筒上，所述撞击空气在所述刀刃切割所述连续塑料薄片时从所述卷绕滚筒的所述表面提升所述连续塑料薄片。

71.根据权利要求70所述的切割设备，其中所述卷绕滚筒是表面卷绕滚筒。

72.根据权利要求70所述的切割设备，其中所述加压空气源是在刀刃支撑件内的压力通风室。

73.根据权利要求70所述的切割设备，其进一步包括圆形弯曲的包络面，所述包络面与心轴的表面间隔且大体上平行于心轴的表面而定向，所述连续塑料薄片从所述卷绕滚筒的所述表面卷绕在所述心轴的所述表面上，所述圆形弯曲的包络面将由所述刀刃切割产生的所述连续塑料薄片的前缘引导到所述心轴上。

74.根据权利要求73所述的切割设备，其进一步包括第二多个空气通路，来自第二加压空气源的空气通过所述通路大体上沿着所述弯曲包络面的表面引导，从而将所述连续塑料薄片的所述前缘引导到所述心轴上。

75.根据权利要求74所述的切割设备，其中所述第二加压空气源与所述第一加压空气源相同。

76.一种用于将塑料薄片从卷绕滚筒传送到卷绕心轴的方法，其包括：

用刀刃以经配置以切割在旋转的卷绕滚筒的表面上的连续塑料薄片的浅角度来接触所述塑料薄片；以及

以大体上所述浅角度沿着所述刀刃的表面吹送空气，使得所述空气的至少一部分在所述卷绕滚筒的所述表面与所述连续塑料薄片之间在所述连续塑料薄片中的切口下方行进，从而致使所述连续塑料薄片提升离开所述卷绕滚筒的所述表面。

77.根据权利要求76所述的方法，其进一步包括将所述连续塑料薄片的前缘引导到卷绕心轴上。

78.根据权利要求77所述的方法，其中将所述连续塑料薄片的前缘引导到卷绕心轴上包含以机械方式将所述连续塑料薄片的所述前缘引导到所述卷绕心轴上。

79.根据权利要求77所述的方法，其中将所述连续塑料薄片的前缘引导到卷绕心轴上包含在所述卷绕心轴的方向上吹送空气以使得所述连续塑料薄片的所述前缘与所述吹送空气相互作用，且被朝向所述卷绕心轴推动。

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