CN109720916B - 自动卸卷上芯装置和自动卸卷上芯方法 - Google Patents

Abstract

一种自动卸卷上芯装置，包括左右两个收卷轴支座，在左侧收卷轴支座的后方还设有夹持组件，夹板支座上还安装有气嘴接头和一个用以感测收卷轴位置的接近开关，气嘴接头的左端连接有两通电磁阀，在夹持组件的右方还设有横向延伸的横向导轨，运载小车安装在在横向导轨上，还设有左右两根能前后摆动的卸卷摆臂、左右两根纵向吊轨，每根纵向吊轨上能前后滑动地安装有竖向吊臂，竖向吊臂的下端安装有机械夹手；在横向导轨旁边还设有支撑臂组件。本发明还提供一种自动卸卷上芯方法。本发明自动化程度高，运载小车顶面板不需升降，结构紧凑。

Description

自动卸卷上芯装置和自动卸卷上芯方法

技术领域

本发明属于薄膜收卷技术领域，具体涉及一种自动卸卷上芯装置和自动卸卷上芯方法。

背景技术

薄膜生产出来后通常会利用收卷设备卷取成为卷材。卷取过程中，收卷轴所处的位置称为收卷位置，由收卷轴带动套在其外周的纸芯筒不停转动，从而不断将膜料卷到纸芯筒上面，形成膜卷。纸芯筒的规格为标准规格。当薄膜卷取达到设定长度、膜卷达到设定直径后，需要将膜卷从收卷位置移走，以及将膜卷（连同纸芯筒）从收卷轴上抽取出来，这个工序称为“卸卷”。卸卷完成后，需要将新的纸芯筒套上收卷轴，并将收卷轴转移到收卷位置，这个工序称为“上芯”。

收卷轴可以为气胀轴，当需要将纸芯筒套上收卷轴或从收卷轴上卸下时，需将气胀轴放气，以便于套上或卸下；当处于收卷状态时，需将气胀轴充气，从而使气胀轴胀开而紧密套在纸芯筒里面。

传统的卸卷和上芯过程主要依靠人工进行，自动化程度低，工人劳动强度大。为了提高卸卷和上芯过程自动化程度，申请人不断进行探索，并申请了CN201611060866.7发明专利，但上述专利仍然存在有诸多待改进之处：1、没能实现自动放气，更没能进行自动充气，只能依靠工人操作进行充气和放气；2、运载膜卷的运载小车的顶面板必须能够精确升降，以便上芯时收卷轴能够精确插入纸芯筒，但由于运载小车顶面板的面积大，必须由四个布置在顶面板角点的下方的四个竖向运动机构进行驱动，而且该四个竖向运动机构必须同步，才能实现顶面板整体同步上升或下降，因而要求竖向运动机构比较精密，但在另一方面，运载小车运载膜卷时，其承载重量大，因而要求竖向运动机构比较粗重结实，为了同时满足精密和粗重结实两方面的要求，运载小车的顶面板竖向运动机构的制作成本往往较高；3、不但需要设置运载小车，还要设置拔芯小车，即需要两个小车，每个小车还需要对应设置一条轨道；4、自动化程度尚有待提高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺点而提供一种自动卸卷上芯装置和自动卸卷上芯方法，它自动化程度高，运载小车顶面板不需升降，结构紧凑。

其目的可以按以下方案实现： 一种自动卸卷上芯装置，包括左右两个收卷轴支座，左右两个收卷轴支座之间设有气胀式的收卷轴，收卷轴两端分别安装在左右两个收卷轴支座上，收卷轴的中心轴线沿横向延伸，收卷轴左右两端头形成有锥度，左右两个收卷轴支座分别设有轴套，轴套的中心轴线与收卷轴的中心轴线重叠，轴套的内腔带有与收卷轴端部对应的锥度；轴套可轴向移动地安装在对应侧的收卷轴支座上，每个收卷轴支座上还设有驱动对应侧的轴套横向移动的第一气缸，每个轴套与对应侧的收卷轴端头形成活动插接关系；

气胀式的收卷轴设有用于充气放气的气嘴，该气嘴位于收卷轴的左端面中心；收卷轴的左端段还形成有环形凸肋，环形凸肋的直径大于收卷轴的直径；

还设有运载膜卷的的运载小车，运载小车上的顶面板在纵向截面上呈前后两侧高而中间低的V字形；

其主要特点在于：在左侧收卷轴支座的后方还设有夹持组件，所述夹持组件包括有夹板支座，夹板支座上安装有竖直夹板和水平夹板，竖直夹板相对于夹板支座固定不动，水平夹板能相对于夹板支座横向滑动，水平夹板位于竖直夹板的左上方；从横向位置看 ，竖直夹板的横向位置比收卷轴的环形凸肋的横向位置更偏靠右方；还设有驱动夹板支座竖向移动的第一丝杆机构；竖直夹板的顶沿带有V字形叉口，该V字形叉口的横向投影形状为V字形，

夹板支座上还安装有气嘴接头和一个用以感测收卷轴位置的接近开关，其中接近开关相对于夹板支座固定不动，气嘴接头和水平夹板两者固定连在一起，夹板支座上还设有驱动水平夹板和气嘴接头横向滑动的第二气缸；气嘴接头右端的大小、形状与收卷轴的气嘴吻合；

所述收卷轴、水平夹板、气嘴接头和竖直夹板四者形成以下配合关系：当收卷轴的左端段水平搁放在竖直夹板的V字形叉口上面时，收卷轴的中心轴线与水平夹板下表面之间的竖向距离等于收卷轴环形凸肋的半径，气嘴接头对准收卷轴的中心轴线；

气嘴接头的左端连接有两通电磁阀，该两通电磁阀的第一个通道连接有充气气源，两通电磁阀的第二个通道连接有排气管，气嘴接头的左端通过两通电磁阀择一地连通到充气气源或排气管；

在夹持组件的右方还设有横向延伸的横向导轨，横向导轨的长度大于收卷轴长度的两倍，所述运载小车安装在在横向导轨上，还设有驱动运载小车横向移动的运载小车横向驱动机构；在运载小车的V字形顶面板的右端还设有向上凸出的凸块；

还设有左右两根能前后摆动的卸卷摆臂，卸卷摆臂的水平摆轴位于轴套中心轴线的正下方；卸卷摆臂的下端为固定端，卸卷摆臂的上端为摆动端，还设有驱动左右两根卸卷摆臂同步摆动的油缸；卸卷摆臂的上端形成有用以放置收卷轴的凹口；

还设有左右两根纵向吊轨，每根纵向吊轨上能前后滑动地安装有竖向吊臂，竖向吊臂的下端安装有机械夹手，竖向吊臂上还安装有驱动机械夹手上下升降的机械夹手升降机构、驱动机械夹手张开或合拢的机械夹手开合机构；还设有驱动竖向吊臂纵向移动的竖向吊臂驱动机构；当左右两根竖向吊臂沿纵向吊轨移动到其纵向滑动轨迹的最后端且运载小车沿横向导轨移动到最左端时，左右两根竖向吊臂位于运载小车V字形顶面板的V字形底部的正上方；当左右两根竖向吊臂沿纵向吊轨移动到其纵向滑动轨迹的最前端时，左右两根竖向吊臂位于轴套中心轴线的正上方；

在横向导轨旁边还设有支撑臂组件，该支撑臂组件包括有水平支撑臂、支撑臂支座, 该支撑臂支座位于横向导轨的后方；水平支撑臂能水平转动地安装在支撑臂支座上，支撑臂支座还安装有驱动水平支撑臂水平摆动的第三气缸；水平支撑臂的竖向转轴与所述竖直夹板之间的横向距离小于收卷轴的长度；支撑臂组件还设有驱动支撑臂支座竖向移动的第二丝杆机构。

竖直夹板、收卷轴和运载小车形成以下配合关系：当竖直夹板竖向移动达到其竖向移动轨迹的最下端，且收卷轴左端水平放置竖直夹板的V字形叉口时，收卷轴的中心轴线与放置在运载小车上的纸芯筒的中心轴线位于同一直线上。

一种自动卸卷上芯方法，其特征在于采用上述自动卸卷上芯装置，依次包括以下步骤：

（1）、当膜卷卷取达到设定长度而准备卸卷时，膜卷卷绕在纸芯筒外面，纸芯筒套在气胀式的收卷轴外面，收卷轴处于胀紧状态而与纸芯筒紧密结合在一起，收卷轴左右两端头分别插在对应侧的轴套中；运载小车位于收卷轴的后下方；两根卸卷摆臂处于向后倾斜状态，支撑臂支座处于其竖向移动轨迹的下端，水平支撑臂的长向处于横向状态，左右两根竖向吊臂位于其纵向滑动轨迹的后端，机械夹手位于其竖向移动轨迹的上端，机械夹手处于张开状态，夹板支座位于其竖向移动轨迹的下端，水平夹板位于其横向滑动轨迹的左端，两通电磁阀的第一个通道关闭而第二个通道打开；

（2）、开始卸卷，油缸驱动两根卸卷摆臂向前摆动，直至两根卸卷摆臂处于直立状态，两根卸卷摆臂的凹口来到收卷轴的正下方；

（3）、左侧的第一气缸驱动左侧的轴套向左移动，右侧的第一气缸驱动右侧的轴套向右移动，收卷轴左右两端头分别脱离对应侧的轴套，膜卷连同收卷轴下掉，收卷轴左右两端落入到左右两根卸卷摆臂的凹口中；

（4）、油缸驱动两根卸卷摆臂向后摆动，两根卸卷摆臂向后倾斜，卸卷摆臂的凹口的朝向随之改变，直至收卷轴左右两端从两根卸卷摆臂的凹口向后溜出，膜卷连同收卷轴下掉，膜卷落入运载小车的V字形顶面板；

（5）、第一丝杆机构驱动夹板支座竖向上升，竖直夹板随之上升，直至接近开关检测到收卷轴的左端段落在竖直夹板的V字形叉口上面时，夹板支座停止竖向上升，此时的收卷轴环形凸肋位于竖直夹板的左侧，竖直夹板的V字形叉口向上托住收卷轴的左端段；

（6）、第二气缸驱动水平夹板和气嘴接头向右滑动，直至水平夹板位于收卷轴环形凸肋的正上方且气嘴接头与收卷轴的气嘴形成对接， 收卷轴里面的气体依次通过气嘴、气嘴接头、两通电磁阀的第二个通道、排气管向外排走，收卷轴放气， 此时的收卷轴环形凸肋圆周与水平夹板下表面形成相切关系；

（7）、收卷轴放气完成之后，运载小车横向驱动机构驱动运载小车向右移动，膜卷连同纸芯筒在运载小车带动下向右移动，但收卷轴的环形凸肋由于受到水平夹板和竖直夹板的限制而不能向右移动，收卷轴固定不动，于是膜卷连同纸芯筒逐渐从收卷轴拔出；当纸芯筒左端即将脱离收卷轴的右端时，运载小车暂停向右移动，第三气缸驱动水平支撑臂水平摆动，使水平支撑臂的长向变为纵向，接着，第二丝杆机构驱动支撑臂支座上升，水平支撑臂随之上升，直至水平支撑臂的摆动端接触并托住收卷轴的右端段，再接着，运载小车横向驱动机构驱动运载小车继续向右移动，膜卷连同纸芯筒继续向右移动，直至纸芯筒完全从收卷轴拔出，膜卷完全与收卷轴脱离，完成卸卷；

（8）、工人将膜卷从运载小车上移走，并将新的纸芯筒放在运载小车V字形顶面板上；

（9）、第一丝杆机构驱动夹板支座竖向下降，同时第二丝杆机构驱动支撑臂支座同步下降，使竖直夹板和水平支撑臂同步下降，进而使收卷轴同步下降，直至夹板支座达到其竖向移动轨迹的最下端，竖直夹板随之达到其竖向移动轨迹的最下端，收卷轴的中心轴线与纸芯筒的中心轴线位于同一直线上；

（10）、运载小车横向驱动机构驱动运载小车向左移动，运载小车的凸块推动纸芯筒向左移动，当纸芯筒的左端套入收卷轴的右端之后，运载小车暂停向左移动，第二丝杆机构继续驱动支撑臂支座下降，使水平支撑臂随之下降并脱离收卷轴，之后第三气缸驱动水平支撑臂水平摆动，使水平支撑臂的长向变为横向；

（11）、运载小车继续横向驱动机构驱动运载小车向左移动，运载小车的凸块继续推动纸芯筒向左移动，直至整根纸芯筒完全套在收卷轴外面；

（12）、两通电磁阀动作，使两通电磁阀的第一个通道打开而第二个通道关闭，于是充气气源通过两通电磁阀的第一个通道、气嘴接头、气嘴向收卷轴充气，收卷轴胀气而将纸芯筒套紧；

（13）、第二气缸驱动水平夹板和气嘴接头向左滑动，同时两通电磁阀动作，使两通电磁阀的第一个通道关闭而第二个通道打开，气嘴接头从横向上离开收卷轴的气嘴，水平夹板从横向上与收卷轴错开；

（14）、机械夹手升降机构驱动左右两机械夹手下降，直至收卷轴进入左右两机械夹手的夹口，然后机械夹手开合机构驱动左右两机械夹手合拢，左右两机械夹手将收卷轴左右两端抓紧，之后机械夹手升降机构驱动左右两机械夹手上升，接着竖向吊臂驱动机构驱动竖向吊臂沿纵向吊轨移动到其纵向滑动轨迹的最前端，左右两根竖向吊臂来到轴套中心轴线的正上方，收卷轴也来到轴套中心轴线的正上方，再接着，机械夹手升降机构驱动左右两机械夹手下降，收卷轴随之下降，直至收卷轴中心轴线与轴套中心轴线位置位于同一直线上；

（15）、左侧的第一气缸驱动左侧的轴套向右移动，右侧的第一气缸驱动右侧的轴套向左移动，收卷轴左右两端头分别插入对应侧的轴套，然后机械夹手开合机构驱动左右两机械夹手张开，之后机械夹手升降机构驱动左右两机械夹手上升，最后竖向吊臂驱动机构驱动竖向吊臂沿纵向吊轨移动到其纵向滑动轨迹的最后端，这样，套有纸芯筒的收卷轴被安装在收卷位置，完成上芯。

本发明中，所谓横向，即左右方向，也是收卷轴的轴向，且以收卷轴带有气嘴的一端定义为收卷轴的左端，据此定义空间上的左右方；而所谓纵向，即前后方向，判定前后方向时，判定者左手位于空间上的左方，判定者右手位于空间上的右方，以判定者脸部朝向为前方，以判定者背部朝向为后方。

本发明具有以下优点和效果：

一、能实现自动卸卷、自动上芯，且能实现自动放气和自动充气，不需依靠工人操作进行充气和放气，自动化程度高；

二、只需设置运载小车，不需设置拔芯小车，即不需要两个小车。

三、运载小车的顶面板不必升降调节，简化结构，降低设备要求。

四、能适应于不同直径的膜卷。

附图说明

图1是本发明第一种具体实施例的侧视结构示意图。

图2是本发明第一种具体实施例的俯视结构示意图。

图3是本发明第一种具体实施例的在使用状态下的立体结构示意图。

图4是收卷轴在收卷状态下的安装结构示意图。

图5是收卷轴脱离轴套状态下的示意图。

图6是卸卷摆臂在直立时的使用状态示意图。

图7是卸卷摆臂向后摆动后的示意图。

图8是运载小车的立体结构示意图。

图9是运载小车的侧视结构示意图。

图10是夹持组件的侧视结构示意图。

图11是夹持组件的局部立体结构示意图。

图12是竖直夹板的侧视结构示意图。

图13是夹持组件将收卷轴左端夹住的立体结构示意图。

图14是收卷轴左端放在竖直夹板上但水平夹板与收卷轴左端在横向位置上错开的剖面示意图。

图15是夹持组件移动到下端、收卷轴左端放在竖直夹板上且水平夹板压在收卷轴左端环形凸肋上方、纸芯筒放置在运载小车上面的配合状态示意图。

图16是夹持组件移动到下端且水平夹板移动到左端的剖面示意图。

图17是夹持组件移动到上端且水平夹板移动到左端的剖面示意图。

图18是夹持组件移动到下端且水平夹板移动到右端的剖面示意图。

图19是夹持组件移动到下端且水平夹板移动到右端的剖面示意图。

图20是支撑臂组件的立体结构示意图。

图21是水平支撑臂为纵向时的主视结构示意图。

图22是水平支撑臂为纵向且支撑臂支座下降到下端的工作状态示意图。

图23是水平支撑臂为横向且支撑臂支座下降到下端的工作状态示意图。

图24是水平支撑臂为纵向且支撑臂支座上升到上端的工作状态示意图。

图25是水平支撑臂为纵向且支撑臂支座下降到中间位置的工作状态示意图。

图26是膜卷放置在运载小车上面时的侧视状态示意图。

图27是夹持组件夹住带膜卷的收卷轴左端的状态示意图。

图28是图27所示状态的俯视示意图。

图29是运载小车带动膜卷向右移动且水平支撑臂托住收卷轴右端的状态示意图。

图30是图29所示状态的俯视示意图。

图31是竖向吊臂移动到最前端、机械夹手竖向移动到上端且机械夹手合拢时的状态示意图。

图32是竖向吊臂移动到最前端、机械夹手竖向移动到上端且机械夹手张开时的状态示意图。

图33是竖向吊臂移动到最后端、机械夹手竖向移动到下端且机械夹手张开时的工作状态示意图。

图34是竖向吊臂移动到最后端、机械夹手竖向移动到上端且机械夹手张开时的状态示意图。

图35是竖向吊臂移动到最前端、机械夹手竖向移动到下端且机械夹手合拢时的状态示意图。

图36是收卷轴放气时的状态示意图。

具体实施方式

实施例一

一种自动卸卷上芯装置，包括左右两个收卷轴支座11，左右两个收卷轴支座11之间设有气胀式的收卷轴1，收卷轴1左右两端分别安装在左右两个收卷轴支座11上，收卷轴1的中心轴线沿横向延伸，收卷轴1左右两端头形成有锥度，左右两个收卷轴支座11分别设有轴套12，轴套12的中心轴线与收卷轴1的中心轴线重叠，轴套的内腔120带有与收卷轴端部对应的锥度；轴套12可轴向移动地安装在对应侧的收卷轴支座11上，每个收卷轴支座11上还设有驱动对应侧的轴套12横向移动的第一气缸，每个轴套12与对应侧的收卷轴端头形成活动插接关系，如图1、图2、图3、图4、图5所示；气胀式的收卷轴1设有用于充气放气的气嘴13，该气嘴13位于收卷轴的左端面中心；收卷轴1的左端段还形成有环形凸肋14，环形凸肋14的直径大于收卷轴1的直径；图1、图3、图8、图9所示，还设有运载膜卷的的运载小车2，运载小车2上的顶面板21在纵向截面上呈前后两侧高而中间低的V字形；

图1、图3、图10、图11、图14所示，在左侧收卷轴支座的后方还设有夹持组件3，图10、图11、图14、图15所示，所述夹持组件3包括有夹板支座30，夹板支座30上安装有竖直夹板31和水平夹板32，竖直夹板31相对于夹板支座30固定不动，水平夹板32能相对于夹板支座30横向滑动，水平夹板32位于竖直夹板31的左上方；从横向位置看 ，竖直夹板31的横向位置比收卷轴的环形凸肋14的横向位置更偏靠右方；图11、图12所示，竖直夹板31的顶沿带有V字形叉口33，该V字形叉口33的横向投影形状为V字形；图10、图11图16、图17所示，还设有驱动夹板支座30竖向移动的第一丝杆机构37；

图14、图15所示，夹板支座30上还安装有气嘴接头34和一个用以感测收卷轴位置的接近开关35，其中接近开关35相对于夹板支座30固定不动，气嘴接头34和水平夹板32两者固定连在一起而同步活动，夹板支座30上还设有驱动水平夹板32和气嘴接头34横向滑动的第二气缸36；气嘴接头34右端的大小、形状与收卷轴的气嘴13吻合匹配；所述收卷轴1、水平夹板32、气嘴接头34和竖直夹板31四者形成以下配合关系：当收卷轴1的左端段水平搁放在竖直夹板的V字形叉口33上面时，收卷轴1的中心轴线与水平夹板32下表面之间的竖向距离等于收卷轴环形凸肋14的半径，气嘴接头34对准收卷轴1的中心轴线，如图14、图15所示；

气嘴接头34的左端连接有两通电磁阀，该两通电磁阀的第一个通道连接有充气气源，两通电磁阀的第二个通道连接有排气管，气嘴接头34的左端通过两通电磁阀择一地连通到充气气源或排气管；即当第一个通道关闭而第二个通道打开时，气嘴接头34连接排气管，而当第一个通道打开而第二个通道关闭时，气嘴接头34连接充气气源；

图2、图3、图27、图28所示，在夹持组件3的右方还设有横向延伸的横向导轨22，横向导轨22的长度大于收卷轴1长度的两倍，所述运载小车2安装在在横向导轨上，还设有驱动运载小车1横向移动的运载小车横向驱动机构；在运载小车2的V字形顶面板的右端还设有向上凸出的凸块23，凸块23凸出运载小车上顶面板的厚度相当于膜卷纸芯筒的筒壁厚度；竖直夹板31、收卷轴1和运载小车2形成以下配合关系：当竖直夹板31竖向移动（即随同夹板支座30竖向移动）达到其竖向移动轨迹的最下端，且收卷轴1左端水平放置竖直夹板的V字形叉口33时，收卷轴1的中心轴线与放置在运载小车2上的纸芯筒的中心轴线位于同一直线上，如图15所示（当纸芯筒放在运载小车2上时，纸芯筒必定自然滚落到运载小车顶面板21的V字形底部位置，即纸芯筒必定位于运载小车顶面板21的V字形底部位置）。

图1、图3、图6、图7所示，还设有左右两根能前后摆动的卸卷摆臂4，卸卷摆臂的水平摆轴40位于轴套12中心轴线的正下方；卸卷摆臂4的下端为固定端，卸卷摆臂4的上端为摆动端，还设有驱动左右两根卸卷摆臂4同步摆动的油缸41；卸卷摆臂4的上端形成有用以放置收卷轴的凹口42；

图1、图3、图31、图33、图34所示，还设有左右两根纵向吊轨51，每根纵向吊轨51上能前后滑动地安装有竖向吊臂52，竖向吊臂52的下端安装有机械夹手53，竖向吊臂52上还安装有驱动机械夹手53上下升降的机械夹手升降机构、驱动机械夹手53张开或合拢的机械夹手开合机构；还设有驱动竖向吊臂沿纵向吊轨51纵向移动的竖向吊臂驱动机构；当左右两根竖向吊臂52沿纵向吊轨移动到其纵向滑动轨迹的最后端且运载小车2沿横向导轨22移动到最左端时，左右两根竖向吊臂52位于运载小车V字形顶面板21的V字形底部（如图8中AB线所示部位，也如图9中D点所示部位）的正上方；当左右两根竖向吊臂52沿纵向吊轨51移动到其纵向滑动轨迹的最前端时，左右两根竖向吊臂52位于轴套12中心轴线的正上方；

图1、图3、图20、图21、图22所示，在横向导轨22旁边还设有支撑臂组件6，该支撑臂组件包括有水平支撑臂61、支撑臂支座62, 该支撑臂支座62位于横向导轨22的后方；水平支撑臂61能水平转动地安装在支撑臂支座62上，支撑臂支座62还安装有驱动水平支撑臂水平摆动的第三气缸63；水平支撑臂的竖向转轴60与所述竖直夹板31之间的横向距离小于收卷轴1的长度；支撑臂组件6还设有驱动支撑臂支座61竖向移动的第二丝杆机构64。

实施例二

一种自动卸卷上芯方法，其特征在于采用实施例一的自动卸卷上芯装置，依次包括以下步骤：

（1）、当膜卷8卷取达到设定长度而准备卸卷时，膜卷8卷绕在纸芯筒外面，纸芯筒套在气胀式的收卷轴1外面，收卷轴1处于胀紧状态而与纸芯筒紧密结合在一起，收卷轴1左右两端头分别插在对应侧的轴套12中，如图4所示；运载小车2位于收卷轴1的后下方，如图1、图2、图3所示，两根卸卷摆臂4处于向后倾斜状态，如图7所示，支撑臂支座62处于其竖向移动轨迹的下端，水平支撑臂61的长向处于横向状态，如图23、图20所示，左右两根竖向吊臂52位于其纵向滑动轨迹的后端，机械夹手53位于其竖向移动轨迹的上端，机械夹手53处于张开状态，如图34所示，夹板支座30位于其竖向移动轨迹的下端，水平夹板位32于其横向滑动轨迹的左端，如16所示，两通电磁阀的第一个通道关闭而第二个通道打开；

（2）、开始卸卷，油缸41驱动两根卸卷摆臂4向前摆动，直至两根卸卷摆臂4处于直立状态，两根卸卷摆臂的凹口42来到收卷轴1的正下方，如图6所示；

（3）、左侧的第一气缸驱动左侧的轴套12向左移动，右侧的第一气缸驱动右侧的轴套12向右移动，收卷轴1左右两端头分别脱离对应侧的轴套12，如图5所示，膜卷8连同收卷轴1、纸芯筒81下掉，直至收卷轴1左右两端落入到左右两根卸卷摆臂的凹口42中；

（4）、油缸41驱动两根卸卷摆臂4向后摆动，两根卸卷摆臂4向后倾斜，卸卷摆臂的凹口42的朝向随之改变，直至收卷轴1左右两端从两根卸卷摆臂的凹口42向后溜出，如图7所示，膜卷8连同收卷轴1、纸芯筒81下掉，膜卷8落入运载小车的V字形顶面板；

（5）、第一丝杆机构37驱动夹板支座30竖向上升，竖直夹板31随之上升，如图17所示，直至接近开关35检测到收卷轴1的左端段落在竖直夹板的V字形叉口33上面时，夹板支座30停止竖向上升，此时的收卷轴环形凸肋14位于竖直夹板31的左侧，竖直夹板的V字形叉口33向上托住收卷轴1的左端段，如图26所示；

（6）、第二气缸35驱动水平夹板32和气嘴接头34向右滑动，直至水平夹板32位于收卷轴环形凸肋14的正上方且气嘴接头34与收卷轴的气嘴13形成对接，如图27、图28、图36、图13、图19所示（图19的图面省略了收卷轴），收卷轴1里面的气体依次通过气嘴13、气嘴接头34、两通电磁阀的第二个通道、排气管向外排走，收卷轴1放气， 此时的收卷轴环形凸肋14圆周与水平夹板32下表面形成相切关系，如图36所示；

（7）、收卷轴1放气完成之后，运载小车横向驱动机构驱动运载小车2向右移动，膜卷8连同纸芯筒81在运载小车2带动下向右移动，但收卷轴的环形凸肋14由于受到水平夹板32和竖直夹板31的限制而不能向右移动，收卷轴1固定不动，于是膜卷8连同纸芯筒81逐渐从收卷轴1拔出；当纸芯筒81左端即将脱离收卷轴1的右端时，运载小车2暂停向右移动，如图28所示，此后第三气缸63驱动水平支撑臂61水平摆动，使水平支撑臂61的长向变为纵向，如图21、图22所示，接着，第二丝杆机构64驱动支撑臂支座62上升，水平支撑臂61随之上升，直至水平支撑臂61的摆动端接触并托住收卷轴1的右端段，如图24、图29、图30所示，再接着，运载小车横向驱动机构驱动运载小车2继续向右移动，膜卷8连同纸芯筒81继续向右移动，直至纸芯筒81完全从收卷轴拔出，膜卷8完全与收卷轴1脱离，完成卸卷；

（8）、工人将膜卷8从运载小车上移走，并将新的纸芯筒81放在运载小车V字形顶面板21；

（9）、第一丝杆机构37驱动夹板支座30竖向下降，同时第二丝杆机构64驱动支撑臂支座62同步下降，使竖直夹板31和水平支撑臂61同步下降，进而使收卷轴1同步下降，直至夹板支座62达到其竖向移动轨迹的最下端，竖直夹板31随之达到其竖向移动轨迹的最下端，如图25、图15、图18所示状态（图18中省略了收卷轴），收卷轴1的中心轴线与运载小车V字形顶面板21上的纸芯筒81中心轴线位于同一直线上；

（10）、运载小车横向驱动机构驱动运载小车2向左移动，如图15箭头所示，运载小车的凸块23推动纸芯筒3向左移动，当纸芯筒的左端套入收卷轴1的右端之后，运载小车2暂停向左移动，第二丝杆机构64继续驱动支撑臂支座62下降，使水平支撑臂61随之下降并脱离收卷轴1，图22所示，之后第三气缸63驱动水平支撑臂61水平摆动，使水平支撑臂61的长向变为横向，如图20、图23所示；

（11）、运载小车继续横向驱动机构驱动运载小车2向左移动，运载小车的凸块23继续推动纸芯筒81向左移动，直至整根纸芯筒81完全套在收卷轴1外面，如图3所示状态；

（12）、两通电磁阀动作，使两通电磁阀的第一个通道打开而第二个通道关闭，于是充气气源通过两通电磁阀的第一个通道、气嘴接头34、气嘴13向收卷轴1充气，收卷轴1胀气而将纸芯筒3套紧；

（13）、第二气缸36驱动水平夹板32和气嘴接头34向左滑动，同时两通电磁阀动作，使两通电磁阀的第一个通道关闭而第二个通道打开，气嘴接头34从横向上离开收卷轴的气嘴13，水平夹板32从横向上与收卷轴1错开，如图14所示；

（14）、机械夹手升降机构驱动左右两机械夹手53下降，直至收卷轴1进入左右两机械夹手53的夹口，如图33所示，然后机械夹手开合机构驱动左右两机械夹手53合拢，左右两机械夹手53将收卷轴1左右两端抓紧，之后机械夹手升降机构驱动左右两机械夹手53上升，接着竖向吊臂驱动机构驱动竖向吊臂52沿纵向吊轨51移动到其纵向滑动轨迹的最前端，左右两根竖向吊臂52来到轴套12中心轴线的正上方，收卷轴1也来到轴套12中心轴线的正上方，如图31所示，再接着，机械夹手升降机构驱动左右两机械夹手53下降，收卷轴1随之下降，直至收卷轴1中心轴线与轴套12中心轴线位置位于同一直线上，如图35所示；

（15）、左侧的第一气缸驱动左侧的轴套12向右移动，右侧的第一气缸驱动右侧的轴套12向左移动，收卷轴1左右两端头分别插入对应侧的轴套12，恢复到如图4所示，然后机械夹手开合机构驱动左右两机械夹手53张开，之后机械夹手升降机构驱动左右两机械夹手53上升，如图32所示，最后竖向吊臂驱动机构驱动竖向吊臂52沿纵向吊轨51移动到其纵向滑动轨迹的最后端，如图34所示，这样，套有纸芯筒81的收卷轴1被安装在收卷位置，完成上芯。

Claims (2)

1.一种自动卸卷上芯装置，包括左右两个收卷轴支座，左右两个收卷轴支座之间设有气胀式的收卷轴，收卷轴两端分别安装在左右两个收卷轴支座上，收卷轴的中心轴线沿横向延伸，收卷轴左右两端头形成有锥度，左右两个收卷轴支座分别设有轴套，轴套的中心轴线与收卷轴的中心轴线重叠，轴套的内腔带有与收卷轴端部对应的锥度；轴套可轴向移动地安装在对应侧的收卷轴支座上，每个收卷轴支座上还设有驱动对应侧的轴套横向移动的第一气缸，每个轴套与对应侧的收卷轴端头形成活动插接关系； 气胀式的收卷轴设有用于充气放气的气嘴，该气嘴位于收卷轴的左端面中心；收卷轴的左端段还形成有环形凸肋，环形凸肋的直径大于收卷轴的直径；还设有运载膜卷的运载小车，运载小车上的顶面板在纵向截面上呈前后两侧高而中间低的V字形；

其特征在于：在左侧收卷轴支座的后方还设有夹持组件，所述夹持组件包括有夹板支座，夹板支座上安装有竖直夹板和水平夹板，竖直夹板相对于夹板支座固定不动，水平夹板能相对于夹板支座横向滑动，水平夹板位于竖直夹板的左上方；从横向位置看 ，竖直夹板的横向位置比收卷轴的环形凸肋的横向位置更偏靠右方；还设有驱动夹板支座竖向移动的第一丝杆机构；竖直夹板的顶沿带有V字形叉口，该V字形叉口的横向投影形状为V字形，

夹板支座上还安装有气嘴接头和一个用以感测收卷轴位置的接近开关，其中接近开关相对于夹板支座固定不动，气嘴接头和水平夹板两者固定连在一起，夹板支座上还设有驱动水平夹板和气嘴接头横向滑动的第二气缸；气嘴接头右端的大小、形状与收卷轴的气嘴吻合；

所述收卷轴、水平夹板、气嘴接头和竖直夹板四者形成以下配合关系：当收卷轴的左端段水平搁放在竖直夹板的V字形叉口上面时，收卷轴的中心轴线与水平夹板下表面之间的竖向距离等于收卷轴环形凸肋的半径，气嘴接头对准收卷轴的中心轴线；

气嘴接头的左端连接有两通电磁阀，该两通电磁阀的第一个通道连接有充气气源，两通电磁阀的第二个通道连接有排气管，气嘴接头的左端通过两通电磁阀择一地连通到充气气源或排气管；

在夹持组件的右方还设有横向延伸的横向导轨，横向导轨的长度大于收卷轴长度的两倍，所述运载小车安装在在横向导轨上，还设有驱动运载小车横向移动的运载小车横向驱动机构；在运载小车的V字形顶面板的右端还设有向上凸出的凸块；

还设有左右两根能前后摆动的卸卷摆臂，卸卷摆臂的水平摆轴位于轴套中心轴线的正下方；卸卷摆臂的下端为固定端，卸卷摆臂的上端为摆动端，还设有驱动左右两根卸卷摆臂同步摆动的油缸；卸卷摆臂的上端形成有用以放置收卷轴的凹口；

还设有左右两根纵向吊轨，每根纵向吊轨上能前后滑动地安装有竖向吊臂，竖向吊臂的下端安装有机械夹手，竖向吊臂上还安装有驱动机械夹手上下升降的机械夹手升降机构、驱动机械夹手张开或合拢的机械夹手开合机构；还设有驱动竖向吊臂纵向移动的竖向吊臂驱动机构；当左右两根竖向吊臂沿纵向吊轨移动到其纵向滑动轨迹的最后端且运载小车沿横向导轨移动到最左端时，左右两根竖向吊臂位于运载小车V字形顶面板的V字形底部的正上方；当左右两根竖向吊臂沿纵向吊轨移动到其纵向滑动轨迹的最前端时，左右两根竖向吊臂位于轴套中心轴线的正上方；

在横向导轨旁边还设有支撑臂组件，该支撑臂组件包括有水平支撑臂、支撑臂支座,该支撑臂支座位于横向导轨的后方；水平支撑臂能水平转动地安装在支撑臂支座上，支撑臂支座还安装有驱动水平支撑臂水平摆动的第三气缸；水平支撑臂的竖向转轴与所述竖直夹板之间的横向距离小于收卷轴的长度；支撑臂组件还设有驱动支撑臂支座竖向移动的第二丝杆机构;

竖直夹板、收卷轴和运载小车形成以下配合关系：当竖直夹板竖向移动达到其竖向移动轨迹的最下端，且收卷轴左端水平放置竖直夹板的V字形叉口时，收卷轴的中心轴线与放置在运载小车上的纸芯筒的中心轴线位于同一直线上。

2.一种自动卸卷上芯方法，其特征在于采用权利要求1所述的自动卸卷上芯装置，依次包括以下步骤：

（1）、当膜卷卷取达到设定长度而准备卸卷时，膜卷卷绕在纸芯筒外面，纸芯筒套在气胀式的收卷轴外面，收卷轴处于胀紧状态而与纸芯筒紧密结合在一起，收卷轴左右两端头分别插在对应侧的轴套中；运载小车位于收卷轴的后下方；两根卸卷摆臂处于向后倾斜状态，支撑臂支座处于其竖向移动轨迹的下端，水平支撑臂的长向处于横向状态，左右两根竖向吊臂位于其纵向滑动轨迹的后端，机械夹手位于其竖向移动轨迹的上端，机械夹手处于张开状态，夹板支座位于其竖向移动轨迹的下端，水平夹板位于其横向滑动轨迹的左端，两通电磁阀的第一个通道关闭而第二个通道打开；

（2）、开始卸卷，油缸驱动两根卸卷摆臂向前摆动，直至两根卸卷摆臂处于直立状态，两根卸卷摆臂的凹口来到收卷轴的正下方；

（3）、左侧的第一气缸驱动左侧的轴套向左移动，右侧的第一气缸驱动右侧的轴套向右移动，收卷轴左右两端头分别脱离对应侧的轴套，膜卷连同收卷轴下掉，收卷轴左右两端落入到左右两根卸卷摆臂的凹口中；

（4）、油缸驱动两根卸卷摆臂向后摆动，两根卸卷摆臂向后倾斜，卸卷摆臂的凹口的朝向随之改变，直至收卷轴左右两端从两根卸卷摆臂的凹口向后溜出，膜卷连同收卷轴下掉，膜卷落入运载小车的V字形顶面板；

（5）、第一丝杆机构驱动夹板支座竖向上升，竖直夹板随之上升，直至接近开关检测到收卷轴的左端段落在竖直夹板的V字形叉口上面时，夹板支座停止竖向上升，此时的收卷轴环形凸肋位于竖直夹板的左侧，竖直夹板的V字形叉口向上托住收卷轴的左端段；

（6）、第二气缸驱动水平夹板和气嘴接头向右滑动，直至水平夹板位于收卷轴环形凸肋的正上方且气嘴接头与收卷轴的气嘴形成对接， 收卷轴里面的气体依次通过气嘴、气嘴接头、两通电磁阀的第二个通道、排气管向外排走，收卷轴放气， 此时的收卷轴环形凸肋圆周与水平夹板下表面形成相切关系；

（7）、收卷轴放气完成之后，运载小车横向驱动机构驱动运载小车向右移动，膜卷连同纸芯筒在运载小车带动下向右移动，但收卷轴的环形凸肋由于受到水平夹板和竖直夹板的限制而不能向右移动，收卷轴固定不动，于是膜卷连同纸芯筒逐渐从收卷轴拔出；当纸芯筒左端即将脱离收卷轴的右端时，运载小车暂停向右移动，第三气缸驱动水平支撑臂水平摆动，使水平支撑臂的长向变为纵向，接着，第二丝杆机构驱动支撑臂支座上升，水平支撑臂随之上升，直至水平支撑臂的摆动端接触并托住收卷轴的右端段，再接着，运载小车横向驱动机构驱动运载小车继续向右移动，膜卷连同纸芯筒继续向右移动，直至纸芯筒完全从收卷轴拔出，膜卷完全与收卷轴脱离，完成卸卷；

（8）、工人将膜卷从运载小车上移走，并将新的纸芯筒放在运载小车V字形顶面板上；

（9）、第一丝杆机构驱动夹板支座竖向下降，同时第二丝杆机构驱动支撑臂支座同步下降，使竖直夹板和水平支撑臂同步下降，进而使收卷轴同步下降，直至夹板支座达到其竖向移动轨迹的最下端，竖直夹板随之达到其竖向移动轨迹的最下端，收卷轴的中心轴线与纸芯筒的中心轴线位于同一直线上；

（10）、运载小车横向驱动机构驱动运载小车向左移动，运载小车的凸块推动纸芯筒向左移动，当纸芯筒的左端套入收卷轴的右端之后，运载小车暂停向左移动，第二丝杆机构继续驱动支撑臂支座下降，使水平支撑臂随之下降并脱离收卷轴，之后第三气缸驱动水平支撑臂水平摆动，使水平支撑臂的长向变为横向；

（11）、运载小车继续横向驱动机构驱动运载小车向左移动，运载小车的凸块继续推动纸芯筒向左移动，直至整根纸芯筒完全套在收卷轴外面；

（12）、两通电磁阀动作，使两通电磁阀的第一个通道打开而第二个通道关闭，于是充气气源通过两通电磁阀的第一个通道、气嘴接头、气嘴向收卷轴充气，收卷轴胀气而将纸芯筒套紧；

（13）、第二气缸驱动水平夹板和气嘴接头向左滑动，同时两通电磁阀动作，使两通电磁阀的第一个通道关闭而第二个通道打开，气嘴接头从横向上离开收卷轴的气嘴，水平夹板从横向上与收卷轴错开；

（14）、机械夹手升降机构驱动左右两机械夹手下降，直至收卷轴进入左右两机械夹手的夹口，然后机械夹手开合机构驱动左右两机械夹手合拢，左右两机械夹手将收卷轴左右两端抓紧，之后机械夹手升降机构驱动左右两机械夹手上升，接着竖向吊臂驱动机构驱动竖向吊臂沿纵向吊轨移动到其纵向滑动轨迹的最前端，左右两根竖向吊臂来到轴套中心轴线的正上方，收卷轴也来到轴套中心轴线的正上方，再接着，机械夹手升降机构驱动左右两机械夹手下降，收卷轴随之下降，直至收卷轴中心轴线与轴套中心轴线位置位于同一直线上；

（15）、左侧的第一气缸驱动左侧的轴套向右移动，右侧的第一气缸驱动右侧的轴套向左移动，收卷轴左右两端头分别插入对应侧的轴套，然后机械夹手开合机构驱动左右两机械夹手张开，之后机械夹手升降机构驱动左右两机械夹手上升，最后竖向吊臂驱动机构驱动竖向吊臂沿纵向吊轨移动到其纵向滑动轨迹的最后端，套有纸芯筒的收卷轴被安装在收卷位置，完成上芯。

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