CN107364752B - 具有对准系统的用于生产线轴的机器和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机器(1)，其包括：卷带材料(Na、Nb)的母绕线器(Ba、Bb)的退绕部段(3)；切割工位(13)，包括多个切割构件(201、203)，以将卷带材料(Na、Nb)分成纵向条带(S)；多个卷绕工位(15)；在每个卷绕工位(15)中的用于引导纵向条带(S)的引导臂(31)，能够与卷绕芯轴(51)的旋转轴线(C‑C)平行地进行调节。切割工位(13)包括传感器构件(213、214)，该传感器构件用于检测切割构件(201、203)的位置。控制单元(216)与切割工位(13)的传感器构件(213、214)和定位致动器(27)接口连接，以根据对应切割构件(201、203)的位置与相应的卷绕芯轴(51)的旋转轴线(C‑C)平行地定位引导臂(31)。

Description

具有对准系统的用于生产线轴的机器和方法

技术领域

本发明涉及用于生产由螺旋卷绕的卷带材料的条带形成的线轴的机器，例如用于生产由非织造织物的条带形成的线轴的机器。

本文所述的实施例具体涉及用于纵向条带的引导系统的改进，该引导系统用于沿着从纵向切割工位到多个顺序布置的卷绕工位的路径引导纵向条带。

背景技术

在许多工业部门中，需要借助于退绕母绕线器或所谓的大盘辊并且将它们重新卷绕成不具有不同尺寸特性的线轴，将一种尺寸的卷带材料的绕线器转换为不同尺寸的线轴。在某些情况下，来自单个母绕线器的卷带材料退绕并分成多个纵向条带，每个纵向条带卷绕到螺旋卷绕线轴上。以这种方式获得的完成的线轴用作半成品，以进给用于其它制品的生产线。

从母绕线器生产螺旋卷绕卷带材料线轴的机器有时候称为绕线机。卷带材料可以例如是非织造织物。由此获得的螺旋卷绕线轴利用用来进给用于生产卫生巾、尿布以及其它保健和卫生制品的机器。卷绕在母绕线器上的卷带材料有时具有的横向尺寸(对应于母绕线器的轴向尺寸)为单独纵向条带的宽度的5-15倍，该纵向条带通过纵向地切割母绕线器上的卷带材料而获得。单独的条带同时进给到螺旋卷绕工位，在每个螺旋卷绕工位中形成螺旋卷绕线轴。卷绕工位沿着机器方向一个在另一个之后有序布置，该机器方向由通过切割母绕线器上的材料获得的纵向条带的前进方向限定。每个条带沿着进给路径进给到相应的卷绕工位。

每个纵向条带从切割工位到相应的卷绕工位跟随的路径可能是非常长的，其长度甚至达到若干米。为了正确引导卷带材料的纵向条带，在每个卷绕工位中设有引导构件，通常是支撑引导辊的臂。这是由操作者定位的，使其与产生相应纵向条带的切割工位中的刀片大致对准。

由于用于每个纵向条带的进给路径的相当长的长度，这种对准是长时间且复杂的操作，需要有经验的人员的干预。

因此，需要改进上述类型的绕线机器，以便卷带材料纵向条带引导系统获得更加容易且更加精确的对准。

发明内容

根据一个实施例，为了完全地或部分地解决现有技术的机器中存在的一个或多个问题，提供一种用于形成螺旋卷绕线轴的机器，其包括：退绕部段，用于退绕卷带材料的母绕线器；切割工位，包括多个切割构件，以将来自退绕部段的卷带材料分成纵向条带，其中切割构件能够沿着与卷带材料的进给方向成横向的方向径向定位；多个卷绕工位，每个卷绕工位设置有卷绕芯轴，该卷绕芯轴具有围绕旋转轴线的旋转运动以及沿着与旋转轴线平行的方向的往复平移运动，以围绕卷绕芯轴螺旋地卷绕所述纵向条带之一。此外，每个卷绕工位设置有用于引导纵向条带的引导臂，该引导臂能够与卷绕芯轴的旋转轴线平行地进行调节。该机器还包括用于每个纵向条带的、从切割工位到相应的引导辊的进给路径。有利地，切割工位包括传感器构件，该传感器构件用于沿着横向方向检测切割构件的位置。控制单元与切割工位的传感器构件和定位致动器接口连接，以便根据对应切割构件的位置，将引导臂沿着与相应卷绕芯轴的旋转轴线平行的方向定位在各个卷绕工位中。

在每个引导臂上可以安装有引导辊，相应的纵向条带围绕引导辊被引导。

切割构件，例如圆形刀片和相应的对刃，可以手动地定位在要求的横向位置中，该横向位置由卷带材料分成的纵向条带的尺寸和数量确定。在其它实施例中，该机器还可以包括用于定位切割构件的致动器。用于定位切割构件的致动器也可以与控制单元接口连接。这样，操作者可以利用控制单元上合适的接口，例如触摸屏、键盘或其它装置，简单地定位切割构件和引导构件两者。

根据另一个方面，提供一种用于由卷带材料生产纵向条带并将纵向条带螺旋地卷绕到螺旋卷绕线轴上的方法。如本文所述，所述方法包括以下步骤：

定位多个切割构件；

通过传感器构件检测切割构件的位置并通过控制单元获取检测到的位置；

通过由所述控制单元根据切割构件的位置控制的相应定位致动器，定位对应的多个引导臂，每个引导臂设置在相应的卷绕工位中，在卷绕工位中布置有卷绕芯轴，该卷绕芯轴具有围绕旋转轴线的旋转运动以及沿着与旋转轴线平行的方向的往复平移运动；

将来自母绕线器的卷带材料朝向切割构件进给；

借助于切割构件，将卷带材料分成多个纵向条带；

将卷带材料的每个纵向条带进给到所述卷绕工位的相应的卷绕工位；

使每个纵向条带借助于引导臂朝向相应的卷绕芯轴引导，并且围绕卷绕芯轴螺旋地卷绕纵向条带。

在以下的说明书中以及在形成该说明书整体部分的所附的权利要求中，示出了根据本发明的方法和机器的其它有利特征和实施例。

附图说明

通过以下的描述和附图，将会更好地理解本发明，附图示出了本发明的实际非限制性实施例。更具体地，在附图中：

图1示出了机器及其主工位的侧视图；

图2示出了沿着图1的II-II的平面图；

图3和4示出了螺旋卷绕工位的轴测图；

图5示出了螺旋卷绕工位的放大侧视图；

图6示出了利用根据图3至5的螺旋卷绕工位获得的螺旋卷绕线轴的示意图；

图7示出了纵向切割工位的放大侧视图；

图8示出了卷带材料纵向切割构件的轴测图。

具体实施方式

示例性实施例的以下详细说明参考附图。不同图中的相同附图标记表示相同的或类似的元件。另外，附图未必按比例绘制。另外，以下的详细说明并不限制本发明。相反，本发明的范围由所附权利要求书限定。

在整篇说明书中引用的“一个实施例”或“实施例”或“一些实施例”意味着结合所述实施例描述的特定特征、结构或特性包括在所公开的主题的至少一个实施例中。因此，在整片说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”或“在一些实施例中”并不一定都指相同的实施例。另外，在一个或多个实施例中，可按照任何合适的方式组合具体特征、结构或特性。

图1示出了用于生产螺旋卷绕线轴的机器的整体侧视图。该机器实际上是包括多个工位的转换线。该机器整体用1表示。其具有退绕部段3，在该退绕部段中定位有母绕线器，该母绕线器也被称为主辊或大盘辊，在图1中用Ba和Bb表示。在图示实施例中，退绕部段3包括第一退绕工位5和第二退绕工位7。两个退绕工位5和7可以是大致对称的，并且每个退绕工位具有由9表示的退绕芯轴，母绕线器Ba、Bb安装在该退绕芯轴上。这些母绕线器包含一定量的卷带材料，针对图1的绕线器Ba和Bb用Na和Nb表示。

在两个退绕工位5、7之间可以布置有切割和焊接工位11，其中来自定位在一个退绕工位5、7中的耗尽的母绕线器的卷带材料的尾端焊接到搁置在两个退绕工位5、7中另一个退绕工位中的母绕线器上的卷带材料的前边缘，以允许利用多个母绕线器依次连续地工作。来自相继母绕线器的卷带材料的焊接在结束的绕线器的退绕减速或临时停止之后进行，原因在于所述的机器是启动-停止类型的机器。在其它实施例中，焊接工位可以定位在两个退绕工位5、7的下游。在其它实施例中，可以设有多于两个的退绕工位。

退绕部段3的下游设置有切割工位13，其中一般性地用N表示的由退绕部段进给的卷带材料被纵向地切割，并且分为多个纵向条带S，这些纵向条带进给到多个螺旋卷绕工位，这些螺旋卷绕工位可以是彼此相同的，每个都用15表示。螺旋卷绕工位15沿着机器方向顺序地布置，该机器方向一般性地用箭头MD表示，并且由纵向条带S前进的方向表示。为了图示的目的，图1和2是仅仅三个卷绕工位15的部分表示，但是必须理解，根据卷带材料N可以分成的纵向条带S的数量，卷绕工位的数量在需要的情况下可以从两个变化到十个或更多。

来自退绕部段3的卷带材料N所分成的每个条带S沿着从切割工位13到相应的卷绕工位15的路径前进。在有利的实施例中，进给路径定位在卷绕工位上方，但是不必排除进给路径布置在卷绕工位下方的选择。

每个纵向条带S的路径的长度不同于剩余的纵向条带的路径的长度，并且取决于纵向条带进给到的相应的卷绕工位15的位置。

一般性地用70表示的是控制单元，例如微处理器、微型计算机或PLC，以控制构成机器1的一个或多个工位。在一些实施例中，机器1可以设置有多个PLC或其它专用局部控制单元，例如以监管机器1中的部分、部段或工位的操作。中心单元70可以被指派用于监管和协调各个局部控制单元或局部PLC。在其它实施例中，可以设有单个控制单元，以管理这个线路或机器1或者其多个工位。

图3-5更详细地示出了螺旋卷绕工位15的可能的构造，而图6示出了利用卷绕工位15获得的螺旋卷绕线轴的示意图。如图6所示，形成螺旋卷绕线轴B的条带S围绕管状卷绕芯部T形成螺旋线匝。A-A表示螺旋卷绕线轴B的卷绕轴线，B1、B2表示螺旋卷绕线轴B的两个轴向端部。

图3至5中清楚地示出了螺旋卷绕工位15的整体结构。其包括支承结构17，该支承结构可以包括一对侧壁18、连接两个侧壁18的上部横梁19和下部横梁21。在上部横梁19上可以设置有第一引导件23，滑动件25可以沿着该第一引导件在方向f25上运动。附图标记27表示马达，该马达借助于带29、螺杆或其它合适的传动构件来控制滑动件25沿着引导件23的运动。在其它实施例中，该运动可以由安装在滑动件25上的电动马达来控制，该电动马达使得与约束到横梁21的齿条啮合的小齿轮旋转。

滑动件25承载枢转引导臂31，该枢转引导臂在31A处枢转到滑动件25并且具有的功能在于引导纵向条带S进给到螺旋卷绕工位15。引导臂31在其远侧端部处可以支撑引导辊33，该引导辊具有的轴向长度足以接纳具有机器1所允许的最大宽度的纵向条带S。引导臂31可以通过绕轴线31A枢转而升高和降低。在一些实施例中，根据例如纵向条带S的横向尺寸，引导辊33可以是可互换的。

轮或支撑辊35可以同轴地安装到引导辊33，引导臂31利用该轮或支撑辊抵靠在接触辊37上。接触辊37可以空转地安装在臂39上，该臂绕枢转轴线39A铰接到滑架41。附图标记42表示缸-活塞致动器，其可以控制臂39围绕枢转轴线39A的升高和降低运动。臂39可以与编码器43相关联，该编码器可以检测臂39相对于滑架41的角度位置。

滑架41可以包括通过横梁、杆或梁连接在一起的两个侧壁41A、41B。滑架41可以根据双箭头f41沿着可以约束到下部梁21的引导件45进行往复平移运动。滑架41根据双箭头f41的往复平移运动可以由电动马达47控制。在图示实施例中，电动马达47安装在滑架41上并且包括与约束到梁21的齿条49啮合的小齿轮。在其它实施例中，可以想到其它驱动机构，例如使用固定马达和丝杠或螺杆。通过与静止齿条49共同作用，滑架41上的马达47允许滑架41获得高线性加速。

卷绕芯轴51可以安装在滑架41上，旋转轴线基本平行于接触辊37的轴线和支撑接触辊37的臂39的枢转轴线39A，以及滑架41的根据f41的往复直线运动方向。卷绕芯轴51可以由电动马达53驱动旋转，该电动马达可以由滑架41承载。例如，卷绕芯轴51和马达53可以由滑架41的侧壁41B承载。带55可以用来将运动从马达53传递到卷绕芯轴51。卷绕芯轴51的旋转轴线标记为C-C。该旋转轴线与围绕卷绕芯轴51形成的线轴B的轴线A-A重合。

上述结构允许卷绕芯轴51执行双卷绕运动，更具体地：由马达53控制的绕其自身轴线C-C的旋转运动；以及由双箭头f41表示的并且由马达47控制的往复平移运动。当管状卷绕芯部T安装在卷绕芯轴51上时，实现图6所示的纵向条带S的螺旋卷绕。在螺旋卷绕运动期间，引导辊33沿横向方向(即沿方向f25)可以保持基本上静止，同时其可以与接触辊37一起逐步地升高，原因在于螺旋卷绕线轴B的直径尺寸增大。编码器43可以检测臂39的角度位置，并且因此可以提供形成在卷绕芯轴51上的螺旋卷绕线轴B的直径测量值。

卷绕工位15上方的用于纵向条带S的引导辊用61表示。用于进给到每个卷绕工位15的纵向条带S的张紧辊用63表示。张紧辊63限定了Z字形路径，以用于纵向条带S形成某种花彩。一些张紧辊63具有活动轴线，以保持纵向条带S根据需要张紧。

到目前为止所述的机器1操作如下。至少一个母绕线器Ba或Bb放置在两个退绕工位5、7的至少一个中。来自母绕线器的卷带材料Na或Nb退绕并进给通过切割工位13，在该切割工位处，卷带材料被切割成多个纵向条带S。每个纵向条带S进给到一个螺旋卷绕工位15以形成相应的螺旋卷绕线轴B。为了形成，每个螺旋卷绕线轴B通常需要使用多于一个的母绕线器Ba、Bb。通常，两个至五个之间的母绕线器Ba、Bb是形成一系列螺旋卷绕线轴B所需要的，但是该数量不必认为是限制性的。因此，当在一个退绕工位5、7中退绕的母绕线器结束时，其后边缘连接到已经准备好的并且在两个退绕工位5、7中的另一个退绕工位中等待的第二母绕线器的前边缘。在焊接工位11中进行焊接。焊接通常在低速下进行，或者在机器停止的情况下进行。因此，当必须更换用尽的母绕线器时，机器1减速或停止。在其它实施例中，可以提供卷带材料或纵向条带S的供应源，其例如利用多个活动引导辊形成。这种供应可以允许卷绕工位15在需要的情况下以降低的速度持续工作，即使在更换母绕线器所需的时间内母绕线器停止并且没有卷带材料Na、Nb由退绕工位3递送。

当螺旋卷绕线轴B已经完成时，它们在卷绕工位15中从卷绕芯轴51移除并且更换为新的管状卷绕芯部，以开始下一个卷绕过程。

该操作通常执行为使得所有的螺旋卷绕线轴B同时完成，并且因此可以全部一起进行更换，在可能最小的时间量内停止机器1。为此，机器1减速直到其停止，也就是说直到纵向条带S的进给速度降低到零。

图7示出了切割工位13的放大图。附图标记201表示刀片，该刀片为横向地对准的圆形切割刀片形式，也就是沿着与待切割的卷带材料Na、Nb的前进方向(箭头MD)垂直的方向对准。圆形刀片201与对刃(counter-blade)203共同作用，以将卷带材料Na、Nb切割成纵向条带S。

如图8中更清楚地示出，在一些实施例中，每个圆形刀片201安装在滑动件207上，其位置例如沿着由梁211承载的横向引导件209是可调节的。该调节允许每个圆形刀片201被带到根据圆形刀片201必须产生的相应的纵向条带S的宽度所需的位置中。

圆形刀片201可以借助于电动马达或其它装置来驱动。在图示实施例中，圆形刀片201以空转模式安装。它们可以通过与对刃203的摩擦而进行旋转，该对刃例如由使可膨胀轴旋转的单个马达驱动，对刃203可以安装在该可膨胀轴上并调节就位。刀片201和对刃203可以被构造成执行剪刀式切割。

在其它实施例中，切割可以是压力切割。在这种情况下，圆形刀片201可以与单个对刃共同作用，该单个对刃由具有平滑表面的辊构成。这样，通过仅仅调节刀片的位置，就可以设定纵向条带S的宽度。反之亦然，如果切割系统想到对刃203，那么这些对刃的位置也可以根据条带的横向尺寸进行修改和调节。圆形刀片201可以安装在相应的滑动件上，以便处于活动位置或非活动位置中，在该活动位置中，它们与相应的对刃203共同作用，在非活动位置中，它们沿径向远离对刃203。这样，根据制造需要，能够保持从1至n个的可变数量的圆形刀片处于活动状态下，其中n是能够获得的圆形刀片201的最大数量。以对应的方式，生产从2至n+1个的可变数量的纵向条带S，并且从2至n+1个的可变数量的螺旋卷绕工位15保持进行操作。

圆形刀片201可以与传感器构件相关联，以识别每个圆形刀片201沿着横向对准方向(在图8中用D表示)的位置。为此，能够使用例如磁性传感器，该磁性传感器包括与横梁211一体地形成的杆213并且与电子装置214接口连接，被构造成沿着磁体215的直径D检测位置，该磁体固定到承载单个刀片201的滑动件207。这种类型的传感器是本领域中已知的。

电子装置214与控制单元216接口连接，该控制单元处理与圆形刀片201的位置相关的信号。具体地，控制单元216可以与各个卷绕工位15的马达27接口连接，所述马达表示将用于引导臂31的致动器沿横向方向定位，也就是与卷绕工位15中相应的卷绕芯轴的轴线平行地定位。

圆形刀片201将卷带材料Na、Nb细分为单独的纵向条带S，每个纵向条带被进给到一个卷绕工位15。借助于控制单元216，能够将滑动件25沿着引导件23精确地定位，基于从传感器构件213获得的用于圆形刀片201的位置信号，来检查相应的马达27。这样，引导臂31以及由此引导辊33被正确地定位，与相应的切割构件对齐，因此与在切割工位13中形成的相应的纵向条带S对齐。

在图7和8所示的实施例中，承载圆形刀片201的滑动件207沿着D方向手动地定位。借助于传感器构件213检测这些位置，并将这些位置传递到控制单元216。这控制每个卷绕工位15中的各个马达27，以便将滑动件25(和其上的相关构件，尤其是引导臂31和相关的引导辊33)正确地定位在与圆形刀片201对准的位置中，该圆形刀片切割去往相应的卷绕工位15的纵向条带S。

在其它实施例中，还能够提供致动器，以将圆形刀片201定位在要求的位置中。在这种情况下，控制单元216也可以控制执行各个圆形刀片201的定位的致动器或多个致动器。因此，通过合适接口(例如触摸屏、键盘、鼠标或类似物)的直接作用，操作者可以根据形成和卷绕纵向条带S的位置来管理圆形刀片201和滑动件27的定位。

活动和非活动圆形刀片的数量和位置可以由操作者传递到控制单元，或者可以借助于合适的传感器自动地检测到。

虽然图示实施例提供了圆形刀片201的横向位置的检测，但是其它实施例可以提供对刃的横向位置的检测，或者圆形刀片201和对刃203两者的位置的检测。

Claims (7)

1.一种用于形成螺旋卷绕线轴(B)的机器(1)，其包括：

卷带材料(Na、Nb)的母绕线器(Ba、Bb)的退绕部段(3)；

切割工位(13)，该切割工位包括多个切割构件(201、203)，以将来自退绕部段(3)的卷带材料(Na、Nb)分为多个纵向条带(S)，其中切割构件(201、203)能够沿着与卷带材料(Na、Nb)的进给方向(MD)成横向的方向(D)定位；

多个卷绕工位(15)，在每个卷绕工位中布置有具有围绕旋转轴线(C-C)的旋转运动以及沿着与旋转轴线(C-C)平行的方向的往复平移运动的卷绕芯轴(51)，以围绕卷绕芯轴(51)螺旋地卷绕所述纵向条带(S)中的一个纵向条带；

在每个卷绕工位(15)中的用于引导纵向条带(S)的引导臂(31)，该引导臂能够与卷绕芯轴(51)的旋转轴线(C-C)平行地进行调节；

其中切割工位(13)包括传感器构件(213、214)，该传感器构件用于沿着横向方向(D)检测切割构件(201、203)的位置；并且其中控制单元(216)与切割工位(13)的传感器构件(213、214)接口连接并且接口连接到定位致动器(27)，以根据对应切割构件(201、203)的位置与相应的卷绕芯轴(51)的旋转轴线(C-C)平行地定位引导臂(31)。

2.根据权利要求1所述的机器(1)，其中在每个引导臂(31)上安装有引导辊(33)，相应的纵向条带(S)围绕引导辊被引导。

3.根据权利要求1所述的机器(1)，其包括用于定位切割构件(201、203)的致动器，该致动器与控制单元(216)接口连接。

4.根据权利要求2所述的机器(1)，其包括用于定位切割构件(201、203)的致动器，该致动器与控制单元(216)接口连接。

5.根据权利要求1所述的机器(1)，其中每个切割构件(201、203)包括彼此共同作用的刀片(201)和对刃(203)，所述刀片(201)和对刃(203)中的至少一者与所述传感器构件(213、214)相关联。

6.根据权利要求2、3或4所述的机器(1)，其中每个切割构件(201、203)包括彼此共同作用的刀片(201)和对刃(203)，所述刀片(201)和对刃(203)中的至少一者与所述传感器构件(213、214)相关联。

7.一种用于由卷带材料(Na、Nb)的母绕线器(Ba、Bb)生产纵向条带(S)并将纵向条带(S)螺旋地卷绕在螺旋卷绕线轴(B)上的方法；所述方法包括以下步骤：

沿着与卷带材料的进给方向成横向的定位方向定位多个切割构件(201、203)；

通过传感器构件(213、214)检测切割构件(201、203)的位置并通过控制单元(216)获取检测到的位置；

通过根据检测到的切割构件(201、203)的位置控制的相应定位致动器(27)，定位对应的多个引导臂(31)，每个引导臂设置在相应的卷绕工位(15)中，在卷绕工位中布置有卷绕芯轴(51)，该卷绕芯轴具有围绕旋转轴线(C-C)的旋转运动以及沿着与旋转轴线(C-C)平行的方向的往复平移运动；

将来自母绕线器线轴的卷带材料(Na、Nb)朝向切割构件(201、203)进给；

通过切割构件(201、203)将卷带材料(Na、Nb)分成多个纵向条带(S)；

将每个纵向条带(S)进给到所述卷绕工位(15)中的相应的卷绕工位；

使每个纵向条带(S)通过引导臂(31)朝向相应的卷绕芯轴(51)引导，并且将纵向条带(S)螺旋地卷绕在卷绕芯轴(51)上。

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