CN108217268A - 一种无芯表面卷取的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及卷取设备技术领域，尤其涉及一种无芯表面卷取的方法和装置。一种无芯表面卷取的方法，用于将基材卷绕成无芯卷材，将基材放置在两个轴线相互平行且转向相同的辊体上，通过压制辊将芯轴压附于两个辊体间，利用辊体与芯轴之间的摩擦力使基材绕附于芯轴表面，基材起卷后将芯轴沿轴线抽出，基材逐渐卷绕成无芯卷材。一种无芯表面卷取的装置，包括后支撑辊、前支撑辊、压制辊、压制辊气缸以及对称布置于所述压制辊的端部两侧的芯轴、芯轴气缸和芯轴升降气缸。本发明结构简单、易于实现，卷取效率高、效果好，具有100％起卷率、卷取速度可调以及卷取端面平整等优点，适用于柔性材料全自动化无芯表面卷取作业。
Description
技术领域
本发明涉及卷取设备技术领域，尤其涉及一种无芯表面卷取的方法和装置。
背景技术
在柔性材料(如布匹、纱布、纸张、薄膜、地毯等)的表面卷取工艺中，根据用户对有芯卷和无芯卷的两种不同需求，存在两种表面卷取技术，即有芯表面卷取和无芯表面卷取两种技术。有芯表面卷取具有卷芯，可以通过卷芯与相应表面卷取机构实现可靠的起卷。而无芯表面卷取不存在卷芯，柔性材料起卷非常困难，即使有时能够实现起卷，起卷时也容易产生打滑、起皱和皱褶等问题。因此，本发明提供一种无芯表面卷取的方法和装置，不仅可以有效地解决上述技术和工艺问题，而且可以实现无需人工干预的全自动化无芯表面卷取。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种结构简单、易于实现，卷取效率高、效果好并且可实现全自动化作业的无芯表面卷取的方法和装置。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种无芯表面卷取的方法，用于将基材卷绕成无芯卷材，将基材放置在两个轴线相互平行且转向相同的辊体上，通过压制辊将芯轴压附于两个辊体间，利用辊体与芯轴之间的摩擦力使基材绕附于芯轴表面，基材起卷后将芯轴沿轴线抽出，基材逐渐卷绕成无芯卷材。
一种无芯表面卷取的装置，包括后支撑辊、前支撑辊、压制辊、压制辊气缸以及对称布置于所述压制辊的端部两侧的芯轴、芯轴气缸和芯轴升降气缸；
所述后支撑辊、前支撑辊、压制辊和芯轴的轴线相互平行，所述后支撑辊和前支撑辊的转向及线速度均相同，所述后支撑辊与所述前支撑辊间存在间隙，所述压制辊位于所述间隙的上方，所述前支撑辊的顶部高度低于所述后支撑辊的顶部高度，所述芯轴气缸位于所述芯轴所在的轴线上，所述芯轴气缸的活塞杆与所述芯轴连接，所述芯轴设置在所述后支撑辊、前支撑辊和压制辊之间，所述后支撑辊、前支撑辊和压制辊分别与所述芯轴相切，所述压制辊气缸的活塞杆与所述压制辊连接，所述芯轴相对于所述活塞杆可自转，所述芯轴升降气缸的活塞杆与所述芯轴气缸连接。
本发明的有益效果在于：本发明提供了一种无芯表面卷取的方法和装置，通过三辊对滚的表面摩擦卷取方法，极大的简化了机械结构并且降低了控制系统复杂度，确保了起卷可靠性和表面卷取松紧度，实现“无芯”的芯轴机构。通过芯轴气缸和芯轴升降气缸调节芯轴的放置、抽出以及高度调节。本发明结构简单、易于实现，卷取效率高、效果好，能够解决现有技术中卷取设备在对柔性材料进行表面卷取作业时，难以实现全自动起卷和卷取松紧度调控，容易产生卷取打滑、起皱和皱褶等技术问题，具有100％起卷率、卷取速度可调以及卷取端面平整等优点，适用于柔性材料全自动化无芯表面卷取作业。
附图说明
图1为本发明实施例的无芯表面卷取装置的结构示意图；
图2为本发明实施例的压制辊的结构示意图；
标号说明：
1-后支撑辊；
2-前支撑辊；
3-压制辊；
4-芯轴；
5-芯轴气缸；
6-机架；
7-压制辊气缸；
8-芯轴升降气缸；
9-糙面橡胶带。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本发明最关键的构思在于：通过三辊对滚的表面摩擦卷取方法，极大的简化了机械结构并且降低了控制系统复杂度，确保了起卷可靠性和表面卷取松紧度。
请参照图1以及图2，一种无芯表面卷取的方法，用于将基材卷绕成无芯卷材，将基材放置在两个轴线相互平行且转向相同的辊体上，通过压制辊将芯轴压附于两个辊体间，利用辊体与芯轴之间的摩擦力使基材绕附于芯轴表面，基材起卷后将芯轴沿轴线抽出，基材逐渐卷绕成无芯卷材。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：使用时，将基材放置在两个辊体上方，利用压制辊使芯轴将基材压向两个辊体之间的间隙处，并且保证芯轴不会从间隙中掉落；由于两个辊体同步转动，通过辊体与芯轴间产生的摩擦力将基材起卷，起卷后，将芯轴沿自身的轴线从基材内部抽出，基材自动卷绕成无芯卷材。
进一步的，所述无芯表面卷取的方法具体包括以下步骤：
步骤一：将两个辊体水平高低错位放置，将基材放置在两个辊体的顶部；
步骤二：将芯轴放置在两个辊体之间，利用压制辊对芯轴施加一个向下的力，使基材压附于两个辊体的顶部并对芯轴产生一个包角；
步骤三：两个辊体以及压制辊以相同的线速度同步转动并带动基材绕附于芯轴表面；
步骤四：将芯轴沿轴线从起卷后的基材中抽离，基材继续转动形成无芯卷材。
由上述描述可知，卷绕前，通过调整上述包角的大小，可使起卷率达100％；通过调节辊体的转速，可以控制卷取速度；通过调节上述压制辊对芯轴施加的力的大小，可以控制表面卷取松紧度的调节；通过改变辊体以及基材表面的摩擦系数，能够防止打滑、起皱，并且提高卷取后的卷材的稳定性。
进一步的，两个辊体沿基材的进给方向呈前后设置，前辊体与后辊体间具有间隙并且前辊体的顶部高度低于后辊体的顶部高度，将基材的前端放置于芯轴和前辊体的相切位置以保证100％起卷率。
由上述描述可知，应保证前辊体与后辊体间的间隙尽可能小，前辊体的顶部高度低于后辊体的顶部高度以保证100％起卷率，将基材的前端放置在前辊体上与芯轴相切的位置，可以保证在前辊体和芯轴的共同作用下，基材100％起卷。
一种无芯表面卷取的装置，包括后支撑辊、前支撑辊、压制辊、压制辊气缸以及对称布置于所述压制辊的端部两侧的芯轴、芯轴气缸和芯轴升降气缸；
所述后支撑辊、前支撑辊、压制辊和芯轴的轴线相互平行，所述后支撑辊和前支撑辊的转向及线速度均相同，所述后支撑辊与所述前支撑辊间存在间隙，所述压制辊位于所述间隙的上方，所述前支撑辊的顶部高度低于所述后支撑辊的顶部高度，所述芯轴气缸位于所述芯轴所在的轴线上，所述芯轴气缸的活塞杆与所述芯轴连接，所述芯轴设置在所述后支撑辊、前支撑辊和压制辊之间，所述后支撑辊、前支撑辊和压制辊分别与所述芯轴相切，所述压制辊气缸的活塞杆与所述压制辊连接，所述芯轴相对于所述活塞杆可自转，所述芯轴升降气缸的活塞杆与所述芯轴气缸连接。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：后支撑辊与前支撑辊沿基材的进给方向呈前后设置，前支撑辊位于前端且水平高度较低。起卷前，将基材的前端拉至前支撑辊上与压制辊相切的切点附近以保证100％起卷率，将芯轴放置在后支撑辊和前支撑辊之间，使基材压附于辊体的顶部并对芯轴产生一个包角。卷取时，后支撑辊、前支撑辊和压制辊以相同的线速度转动，利用表面摩擦力带动基材逆时针转动至完全起卷，然后利用芯轴气缸将芯轴沿轴线从起卷后的基材中抽离，基材继续转动形成无芯卷材。卷取完成后，压制辊抬起，将卷绕后形成的卷材推出即可完成卷取工艺。后支撑辊和前支撑辊与基材始终保持紧密接触，并且后支撑辊与前支撑辊间的间隙尽可能小以保证卷取效果。后支撑辊和前支撑辊的直径大小可以根据基材的最大直径选配。
进一步的，所述压制辊的直径均小于所述后支撑辊的直径和所述前支撑辊的直径。
由上述描述可知，这样设计降低了压制辊的体积和重量，便于调整其位置并且使其具有一定的自适应性，结构简单、保证了三辊对滚的稳定性。
进一步的，所述无芯表面卷取的装置还包括机架，所述后支撑辊、前支撑辊、压制辊和芯轴分别横置于所述机架上，所述压制辊气缸安装于所述机架上，所述芯轴气缸安装于所述机架上，所述芯轴和芯轴气缸在所述机架上分别以所述压制辊的中分面呈对称布置。
由上述描述可知，机架用以安装上述部件保证了结构的稳定性且便于卷取装置的运行和管理。
进一步的，所述压制辊的表面设有糙面橡胶带。
由上述描述可知，糙面橡胶带可以增加压制辊和基材之间的表面摩擦力，保证了卷取率和卷取效果，并且可以根据不同的柔性材料选用不同的糙面橡胶带。
进一步的，所述后支撑辊与所述前支撑辊间的间隙不超过10mm。
由上述描述可知，上述间隙越大，越不利于基材的卷取，并且由于芯轴受力不合理，容易发生打滑或起皱，卷取松紧度亦不好把握，卷取端面亦不够平整，因此，上述间隙应尽可能小以保证卷取效果。
进一步的，每个所述芯轴与所述基材接触部分的轴向长度大于所述基材的幅宽的三分之一，所述芯轴的表面光滑并且端部具有一定锥度。
由上述描述可知，芯轴与基材的接触面积直接影响表面卷取的卷取效果，上述接触部分的轴向长度设定为大于基材的幅宽的三分之一即可保证100％起卷率。
进一步的，所述芯轴升降气缸安装于所述机架上，所述机架上设有与所述芯轴气缸相适配的升降导轨。
由上述描述可知，芯轴升降气缸用于调节芯轴和芯轴气缸的水平高度，通过在机架上设置升降导轨能够进一步保证升降过程的稳定运行。
请参照图1以及图2，本发明的实施例一为：一种无芯表面卷取的装置，包括后支撑辊1、前支撑辊2、压制辊3、压制辊气缸7以及对称布置于所述压制辊3的端部两侧的芯轴4、芯轴气缸5和芯轴升降气缸8；
所述后支撑辊1、前支撑辊2、压制辊3和芯轴4的轴线相互平行，所述后支撑辊1和前支撑辊2的转向及线速度均相同，所述后支撑辊1与所述前支撑辊2间存在间隙，所述压制辊3位于所述间隙的上方，所述前支撑辊2的顶部高度低于所述后支撑辊1的顶部高度，所述芯轴气缸5位于所述芯轴4所在的轴线上，所述芯轴气缸5的活塞杆与所述芯轴4连接，所述芯轴4设置在所述后支撑辊1、前支撑辊2和压制辊3之间，所述后支撑辊1、前支撑辊2和压制辊3分别与所述芯轴4相切，所述压制辊气缸7的活塞杆与所述压制辊3连接，所述芯轴4相对于所述活塞杆可自转，所述芯轴升降气缸8的活塞杆与所述芯轴气缸5连接。
请参照图1以及图2，本发明的实施例二为：一种无芯表面卷取的装置，包括后支撑辊1、前支撑辊2、压制辊3、压制辊气缸7以及对称布置于所述压制辊3的端部两侧的芯轴4、芯轴气缸5和芯轴升降气缸8；
所述后支撑辊1、前支撑辊2、压制辊3和芯轴4的轴线相互平行，所述后支撑辊1和前支撑辊2的转向及线速度均相同，所述后支撑辊1与所述前支撑辊2间存在间隙，所述压制辊3位于所述间隙的上方，所述前支撑辊2的顶部高度低于所述后支撑辊1的顶部高度，所述芯轴气缸5位于所述芯轴4所在的轴线上，所述芯轴气缸5的活塞杆与所述芯轴4连接，所述芯轴4设置在所述后支撑辊1、前支撑辊2和压制辊3之间，所述后支撑辊1、前支撑辊2和压制辊3分别与所述芯轴4相切，所述压制辊气缸7的活塞杆与所述压制辊3连接，所述芯轴4相对于所述活塞杆可自转，所述芯轴升降气缸8的活塞杆与所述芯轴气缸5连接。
所述压制辊3的直径均小于所述后支撑辊1的直径和所述前支撑辊2的直径。所述无芯表面卷取的装置还包括机架6，所述后支撑辊1、前支撑辊2、压制辊3和芯轴4分别横置于所述机架6上，所述压制辊气缸7安装于所述机架6上，所述芯轴气缸5安装于所述机架6上，所述芯轴4和芯轴气缸5在所述机架6上分别以所述压制辊3的中分面呈对称布置。所述压制辊3的表面设有糙面橡胶带9。所述后支撑辊1与所述前支撑辊2间的间隙不超过10mm。每个所述芯轴4与所述基材接触部分的轴向长度大于所述基材的幅宽的三分之一，所述芯轴4的表面光滑并且端部具有一定锥度。所述芯轴升降气缸8安装于所述机架6上，所述机架6上设有与所述芯轴气缸5相适配的升降导轨。
综上所述，本发明提供的一种无芯表面卷取的方法和装置，通过三辊对滚的表面摩擦卷取方法，极大的简化了机械结构并且降低了控制系统复杂度，确保了起卷可靠性和表面卷取松紧度。本发明结构简单、易于实现，卷取效率高、效果好，能够解决现有技术中卷取设备在对柔性材料进行表面卷取作业时，难以实现全自动起卷和卷取松紧度调控，容易产生卷取打滑、起皱和皱褶等技术问题，具有100％起卷率、卷取速度可调以及卷取端面平整等优点，适用于柔性材料全自动化无芯表面卷取作业。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种无芯表面卷取的方法，其特征在于，用于将基材卷绕成无芯卷材，将基材放置在两个轴线相互平行且转向相同的辊体上，通过压制辊将芯轴压附于两个辊体间，利用辊体与芯轴之间的摩擦力使基材绕附于芯轴表面，基材起卷后将芯轴沿轴线抽出，基材逐渐卷绕成无芯卷材。
2.根据权利要求1所述的无芯表面卷取的方法，其特征在于，所述无芯表面卷取的方法具体包括以下步骤：
步骤一：将两个辊体水平高低错位放置，将基材放置在两个辊体的顶部；
步骤二：将芯轴放置在两个辊体之间，利用压制辊对芯轴施加一个向下的力，使基材压附于两个辊体的顶部并对芯轴产生一个包角；
步骤三：两个辊体以及压制辊以相同的线速度同步转动并带动基材绕附于芯轴表面；
步骤四：将芯轴沿轴线从起卷后的基材中抽离，基材继续转动形成无芯卷材。
3.根据权利要求2所述的无芯表面卷取的方法，其特征在于，两个辊体沿基材的进给方向呈前后设置，前辊体与后辊体间具有间隙并且前辊体的顶部高度低于后辊体的顶部高度，将基材的前端放置于芯轴和前辊体的相切位置以保证100％起卷率。
4.一种无芯表面卷取的装置，其特征在于，包括后支撑辊、前支撑辊、压制辊、压制辊气缸以及对称布置于所述压制辊的端部两侧的芯轴、芯轴气缸和芯轴升降气缸；
所述后支撑辊、前支撑辊、压制辊和芯轴的轴线相互平行，所述后支撑辊和前支撑辊的转向及线速度均相同，所述后支撑辊与所述前支撑辊间存在间隙，所述压制辊位于所述间隙的上方，所述前支撑辊的顶部高度低于所述后支撑辊的顶部高度，所述芯轴气缸位于所述芯轴所在的轴线上，所述芯轴气缸的活塞杆与所述芯轴连接，所述芯轴设置在所述后支撑辊、前支撑辊和压制辊之间，所述后支撑辊、前支撑辊和压制辊分别与所述芯轴相切，所述压制辊气缸的活塞杆与所述压制辊连接，所述芯轴相对于所述活塞杆可自转，所述芯轴升降气缸的活塞杆与所述芯轴气缸连接。
5.根据权利要求4所述的无芯表面卷取的装置，其特征在于，所述压制辊的直径均小于所述后支撑辊的直径和所述前支撑辊的直径。
6.根据权利要求4所述的无芯表面卷取的装置，其特征在于，所述无芯表面卷取的装置还包括机架，所述后支撑辊、前支撑辊、压制辊和芯轴分别横置于所述机架上，所述压制辊气缸安装于所述机架上，所述芯轴气缸安装于所述机架上，所述芯轴和芯轴气缸在所述机架上分别以所述压制辊的中分面呈对称布置。
7.根据权利要求4所述的无芯表面卷取的装置，其特征在于，所述压制辊的表面设有糙面橡胶带。
8.根据权利要求4所述的无芯表面卷取的装置，其特征在于，所述后支撑辊与所述前支撑辊间的间隙不超过10mm。
9.根据权利要求4所述的无芯表面卷取的装置，其特征在于，每个所述芯轴与所述基材接触部分的轴向长度大于所述基材的幅宽的三分之一，所述芯轴的表面光滑并且端部具有一定锥度。
10.根据权利要求6所述的无芯表面卷取的装置，其特征在于，所述芯轴升降气缸安装于所述机架上，所述机架上设有与所述芯轴气缸相适配的升降导轨。
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