CN110217631A - 一种自动张紧放卷装置及其放卷方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动张紧放卷装置及其放卷方法。现有胶带放卷装置难以稳定输出等长的胶带。本发明一种自动张紧放卷装置，包括自动张紧料盘和机架。所述的自动张紧料盘包括内套圈、固定轴、物料安装圈座、摩擦片、张紧调节组件、弹性件、转角检测组件和装夹组件。固定轴固定在机架上。内套圈支承在固定轴上。物料安装圈座与内套圈构成转动副。摩擦片与固定轴构成滑动副，且通过张紧调节组件抵住内套圈。物料安装圈座与内套圈同轴设置。物料安装圈座与内套圈之间设置有弹性件。物料安装圈座上安装有装夹组件。本发明能够使得放卷出的物料带条不会因松弛而出现褶皱等问题，且取出的每段物料带条的长度均精准可控。

Description

一种自动张紧放卷装置及其放卷方法

技术领域

本发明属于成卷物料张紧技术领域，具体涉及一种自动张紧放卷装置及其放卷方法。

背景技术

太阳能光伏电池组件在制作过程中，对排版后的电池串都需要贴胶带进行固定以防止在后续工艺过程中发生偏移。目前，多见的都是人工方式将截成一段段的胶带张贴固定电池串。此外，也存在一些自动贴标装置。但无论人工还是自动贴标，都需要持续消耗定长的胶带。现有胶带放卷装置难以稳定输出等长的胶带。因此，设计一种能够持续输出定长胶带的自动张紧放卷装置十分重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动张紧放卷装置及其放卷方法。

本发明一种自动张紧放卷装置，包括自动张紧料盘和机架。所述的自动张紧料盘包括内套圈、固定轴、物料安装圈座、摩擦片、张紧调节组件、弹性件、转角检测组件和装夹组件。固定轴固定在机架上。内套圈支承在固定轴上。物料安装圈座与内套圈构成转动副。摩擦片与固定轴构成滑动副。所述的张紧调节组件包括手轮和第一弹簧。固定轴的外端设置有外螺纹。手轮上的中心螺纹孔与固定轴上的外螺纹构成螺旋副。第一弹簧套置在固定轴上，且两端分别抵住摩擦片、手轮。物料安装圈座与内套圈同轴设置。物料安装圈座与内套圈之间设置有弹性件。所述的物料安装圈座上安装有装夹组件。所述的转角检测组件包括码盘和光电传感器。码盘与物料安装圈座同轴固定。码盘的外边缘设置有沿码盘的周向均布的多个编码凸片。光电传感器固定在机架上，且位置与码盘上的编码凸片对应。

进一步地，所述的弹性件为弹簧片。物料安装圈座的内圆周面上开设有V型槽。所述弹性件的一端与内套圈的固定，另一端伸入物料安装圈座的V型槽内。

进一步地，所述的弹性件为扭簧。所述扭簧的两端与内套圈、物料安装圈座分别固定。

进一步地，所述物料安装圈座的外圆周面上开设有沿物料安装圈座中心轴线的周向均布的n个T型容纳槽，n≥2。所述的装夹组件由n个单爪组成。n个单爪分别设置在n个T型容纳槽内。单爪包括顶块和第二弹簧。顶块设置在对应的T型容纳槽内。第二弹簧的两端与顶块的内侧面、物料安装圈座分别连接。顶块的外侧面中部设置有装夹凸块。装夹凸块的外端伸出T型容纳槽外。装夹凸块外端的外侧边缘设置有倒角。

进一步地，本发明一种自动张紧放卷装置还包括依次排列的夹持机构、切断机构、拉带机构。

进一步地，所述的夹持机构包括第一固定块、夹持块和第一电动推杆。第一固定块与机架固定。第一电动推杆固定在机架上。第一电动推杆的推出杆与夹持块固定。夹持块与第一固定块对齐。

所述的拉带机构包括滑轨、滑块、滑移驱动组件、第二固定块、翻转夹块、连接块和第二电动推杆。滑轨固定在机架上。滑块与滑轨构成滑动副。滑块由滑移驱动组件驱动。滑移电机固定在机架上，且输出轴与其中一个带轮固定。第二固定块固定在滑块上。翻转夹块呈L形，中部与翻转夹块铰接。第二电动推杆固定在滑块上。第二电动推杆的输出轴与连接块的一端铰接。连接块的另一端与翻转夹块的一端铰接。

所述的切断机构包括第三电动推杆和刀片。第三电动推杆与机架固定。第三电动推杆的推出杆与刀片固定。刀片设置在第一固定块与第二固定块之间。

进一步地，本发明一种自动张紧放卷装置还包括导向柱。多根导向柱均固定在机架上，且位于自动张紧料盘的下方。

该自动张紧放卷装置的放卷方法具体如下：

步骤一、将成卷物料通过装夹组件安装到物料安装圈座上。

步骤二、将成卷物料上的物料带条抽出，经过夹持机构、拉带机构后由拉带机构夹住。

步骤三、拉带机构拉动物料带条向远离夹持机构的一侧滑动，带动物料安装圈座转动，实现放卷。放卷过程中，弹性件使得物料安装圈座对内套圈产生转矩。该转矩无法克服摩擦片与内套圈之间的摩擦力情况下，内套圈与固定轴相对不转动，仅物料安装圈座继续转动，进一步使弹性件变形，增大对内套圈的转矩。当物料安装圈座对内套圈的转矩克服摩擦片与内套圈之间的摩擦力时，内套圈在物料安装圈座的带动下转动。

步骤四、当被抽出的物料带条达到预设长度时，拉带机构停止拉动物料带条。夹持机构夹住物料带条。使得内套圈停止转动，弹性件的弹力使得物料安装圈座保持反向转动的趋势，自动张紧料盘与夹持机构之间的物料带条保持张紧。

步骤五、切断机构切断物料带条。取下拉带机构处的定长物料带条。

步骤六、拉带机构移动至物料带条的端部，并重新夹住物料带条。夹持机构松开物料带条。

步骤七、持续重复步骤三至六。

本发明具有的有益效果是：

本发明中的可自动张紧料盘采用双层轴承套圈结构，并在外圈和内圈之间设置了旋转弹性件，使得放卷中的物料持续受到一个放卷反方向的转矩。进而让物料带条持续保持张紧状态。

因此，本发明能够使得放卷出的物料带条不会因松弛而出现褶皱等问题，且取出的每段物料带条的长度均精准可控。同时，张紧的物料带条使得刀片更加容易将其切断。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明中自动张紧料盘的内部结构示意图；

图3为本发明中自动张紧料盘的正面示意图；

图4为本发明中拉带机构的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

实施例1

如图1所示，一种自动张紧放卷装置，包括自动张紧料盘1、拉带机构2、夹持机构3、切断机构4、转角检测组件、导向柱7、机架6和控制器。

如图1、2和3所示，自动张紧料盘1包括外套圈1-1、内套圈1-2、固定轴1-3、第一轴承1-4、第二轴承1-5、物料安装圈座1-6、摩擦片1-7、张紧调节组件、弹簧片1-10和装夹组件。固定轴1-3固定在机架6上。内套圈1-2通过第二轴承1-5支承在固定轴1-3上。外套圈1-1通过第一轴承1-4支承在内套圈1-2上。摩擦片1-7呈环形，套置在固定轴1-3上，且与固定轴1-3构成滑动副。张紧调节组件包括手轮1-8和第一弹簧1-9。固定轴1-3的外端设置有外螺纹。手轮1-8上的中心螺纹孔与固定轴1-3上的外螺纹构成螺旋副。第一弹簧1-9套置在固定轴1-3上，且两端分别抵住摩擦片1-7、手轮1-8。通过转动手轮1-8，能够调节第一弹簧1-9的压缩量，从改变摩擦片1-7与内套圈1-2的最大静摩擦。

物料安装圈座1-6与外套圈1-1固定且同轴设置。内套圈1-2的外圆周面上开设有沿内套圈1-2轴线周向均布的三条卡入缝。三条卡入缝位于物料安装圈座1-6的内侧。物料安装圈座1-6的内圆周面上开设有沿物料安装圈座1-6轴线周向均布的三个V型槽。物料安装圈座1-6上的三个V型槽与内套圈1-2的三条卡入缝分别对齐。三片弹簧片1-10的一端分别嵌入内套圈1-2的三条卡入缝，另一端分别伸入物料安装圈座1-6的三个V型槽内。当物料安装圈座1-6与外套圈1-1相对转动时，弹簧片1-10被弯曲，进而产生一个使得物料安装圈座1-6与外套圈1-1恢复初始相对位置的弹力。

物料安装圈座1-6上安装有装夹组件。物料安装圈座1-6的外圆周面上开设有沿物料安装圈座1-6中心轴线的周向均布的n个T型容纳槽，n＝3。装夹组件由n个单爪组成。n个单爪分别设置在n个T型容纳槽内。单爪包括顶块1-11和第二弹簧1-12。顶块1-11设置在对应的T型容纳槽内。第二弹簧1-12的两端与顶块1-11的内侧面、物料安装圈座1-6分别连接，使得第二弹簧1-12对顶块产生一个沿着物料安装圈座1-6直径向外的弹力。顶块1-11的外侧面中部设置有装夹凸块。装夹凸块的外端伸出T型容纳槽外。装夹凸块外端的外侧边缘设置有倒角，以便于装入成卷的胶带或其他被放卷物料。当使用者将成卷胶带套上物料安装圈座1-6时，顶块1-11在倒角的作用下向内滑动，最终，n个顶块1-11上的装夹凸块均压紧成卷胶带的内圆周面，使得成卷胶带能跟随物料安装圈座1-6转动。

转角检测组件包括码盘和光电传感器。码盘与物料安装圈座1-6同轴固定。码盘的外边缘设置有沿码盘的周向均布的多个编码凸片。光电传感器固定在机架6上，且位置与码盘上的编码凸片对应。当有一个编码凸片经过光电传感器时，光电传感器被触发一次，从而实现对物料安装圈座1-6转动角度的检测。

两个导向柱7均固定在机架6上，且位于自动张紧料盘1的下方，用于调整被抽出的胶带的传输方向。最末端的导向柱7、夹持机构3、切断机构4、拉带机构2依次排列设置。

夹持机构3包括第一固定块、夹持块和第一电动推杆。第一固定块与机架6固定。第一电动推杆固定在机架上。第一电动推杆的推出杆与夹持块固定。夹持块与第一固定块对齐。当第一电动推杆推出时，夹持块向第一固定块滑动至接触状态。夹持机构3用于在切断胶带的过程中以及之后，夹住被拉出的胶带。

如图1和4所示，拉带机构2包括滑轨2-1、滑块2-2、滑移驱动组件2-3、第二固定块2-4、翻转夹块2-5、连接块2-6和第二电动推杆2-7。滑轨2-1固定在机架6上。滑块2-2与滑轨2-1构成滑动副。滑移驱动组件2-3包括滑移电机、带轮和传动带。两个带轮均支承在机架6的底部，并通过传动带连接。滑移电机固定在机架6上，且输出轴与其中一个带轮固定。第二固定块2-4固定在滑块2-2上。翻转夹块2-5呈L形，中部与翻转夹块2-5铰接。第二电动推杆2-7固定在滑块2-2上。第二电动推杆2-7的输出轴与连接块2-6的一端铰接。连接块2-6的另一端与翻转夹块2-5的一端铰接(形成摇杆滑块机构)。翻转夹块2-5的一端与第二固定块2-4靠近夹持机构3的那端对应，用于夹住被抽出的胶带。滑块2-2通过触片和感应触片的红外传感器限位。

切断机构4包括第三电动推杆和刀片。第三电动推杆与机架6固定。第三电动推杆的推出杆与刀片固定。刀片设置在第一固定块与第二固定块2-4之间。当第三电动推杆推出时，刀片切断第一固定块与第二固定块2-4之间的物料带条。

第一电动推杆、第二电动推杆2-7、第三电动推杆内的电机以及滑移电机均通过电机驱动器与控制器连接。红外传感器及光电传感器的信号输出接口与控制器的信号输入接口连接。控制器材料单片机。

该自动张紧放卷装置的放卷方法具体如下：

步骤一、将成卷物料套置到物料安装圈座1-6上，使得装夹组件内的n个装夹凸块从成卷物料的内圆周面夹紧成卷物料。成卷物料的内径大于物料安装圈座1-6的外径，且小于初始状态下装夹凸块外端到物料安装圈座1-6中心轴线的距离。本实施例中，成卷物料为成卷的胶带。

步骤二、将成卷物料上的物料带条5抽出，绕过导向柱7，穿过夹持机构3的第一固定块与夹持块之间，并拉至拉带机构2的第二固定块2-4与翻转夹块2-5之间。第三电动推杆推出，使得第二固定块2-4与翻转夹块2-5夹住物料带条。

步骤三、滑移电机正转，使得第二固定块2-4和翻转夹块2-5带着物料带条向远离夹持机构3的一侧滑动，进而带动物料安装圈座1-6转动，实现放卷。

放卷过程中，弹簧片1-10被弯曲，使得物料安装圈座1-6对内套圈1-2产生转矩。该转矩无法克服摩擦片1-7与内套圈1-2之间的摩擦力情况下，内套圈1-2与固定轴1-3相对不转动，仅物料安装圈座1-6继续转动，进一步弯曲弹簧片，增大对内套圈1-2的转矩。当物料安装圈座1-6对内套圈1-2的转矩克服摩擦片1-7与内套圈1-2之间的摩擦力时，摩擦片1-7与内套圈1-2两结合面打滑，内套圈1-2在物料安装圈座1-6的带动下转动。

由于弹簧片弯曲，故安装圈座1-6持续受到一个与放卷转动方向相反的转矩；这个转矩使得放卷过程中，物料带条被持续被张紧。由于弹簧片的弯曲程度与摩擦片1-7、内套圈1-2之间的滑动摩擦力有关，故通过转动手轮调节摩擦片1-7、内套圈1-2之间的滑动摩擦力能够改变张紧力。

步骤四、当被抽出的物料带条5达到预设长度时，滑移电机停转，第一电动推杆推出，使得第一固定块与夹持块夹住物料带条5。

此时，成卷物料停止放卷，摩擦片1-7与内套圈1-2之间不再打滑，内套圈1-2停止转动；弹簧片1-10的弹力使得物料安装圈座1-6保持反向转动(相对于放卷方向)的趋势，从而使得自动张紧料盘1与夹持机构3之间的物料带条5处于张紧状态。

步骤五、第二电动推杆2-7推出，切断物料带条。之后，第二电动推杆2-7及第三电动推杆缩回，通过人工或自动取料装置取下拉带机构2处的定长物料带条。

步骤六、滑移电机反转，使得第二固定块2-4和翻转夹块2-5移动至被夹持机构3夹住的物料带条5的端部。第三电动推杆推出，使得第二固定块2-4与翻转夹块2-5夹住物料带条。第一电动推杆缩回，使得第一固定块与夹持块松开物料带条5。

步骤七、持续重复步骤三至六，直到成卷物料耗尽或不再需要提供物料带条。

由于，本发明的放卷过程中物料带条持续处于张紧的状态，故物料带条不会因松弛而产生褶皱等问题，且取出的每段物料带条的长度均精准可控。同时，张紧的物料带条使得刀片更加容易将其切断。

实施例2

将实施例1中的弹簧片1-10改为扭簧，且取消内套圈1-2上的卡入缝和物料安装圈座1-6上的V型槽。扭簧的两端与内套圈1-2、物料安装圈座分别固定，用以产生和传动内套圈1-2与物料安装圈之间的相对转矩。

Claims (8)

1.一种自动张紧放卷装置，包括自动张紧料盘和机架；其特征在于：所述的自动张紧料盘包括内套圈、固定轴、物料安装圈座、摩擦片、张紧调节组件、弹性件、转角检测组件和装夹组件；固定轴固定在机架上；内套圈支承在固定轴上；物料安装圈座与内套圈构成转动副；摩擦片与固定轴构成滑动副；所述的张紧调节组件包括手轮和第一弹簧；固定轴的外端设置有外螺纹；手轮上的中心螺纹孔与固定轴上的外螺纹构成螺旋副；第一弹簧套置在固定轴上，且两端分别抵住摩擦片、手轮；物料安装圈座与内套圈同轴设置；物料安装圈座与内套圈之间设置有弹性件；所述的物料安装圈座上安装有装夹组件；所述的转角检测组件包括码盘和光电传感器；码盘与物料安装圈座同轴固定；码盘的外边缘设置有沿码盘的周向均布的多个编码凸片；光电传感器固定在机架上，且位置与码盘上的编码凸片对应。

2.根据权利要求1所述的一种自动张紧放卷装置，其特征在于：所述的弹性件为弹簧片；物料安装圈座的内圆周面上开设有V型槽；所述弹性件的一端与内套圈的固定，另一端伸入物料安装圈座的V型槽内。

3.根据权利要求1所述的一种自动张紧放卷装置，其特征在于：所述的弹性件为扭簧；所述扭簧的两端与内套圈、物料安装圈座分别固定。

4.根据权利要求1所述的一种自动张紧放卷装置，其特征在于：所述物料安装圈座的外圆周面上开设有沿物料安装圈座中心轴线的周向均布的n个T型容纳槽，n≥2；所述的装夹组件由n个单爪组成；n个单爪分别设置在n个T型容纳槽内；单爪包括顶块和第二弹簧；顶块设置在对应的T型容纳槽内；第二弹簧的两端与顶块的内侧面、物料安装圈座分别连接；顶块的外侧面中部设置有装夹凸块；装夹凸块的外端伸出T型容纳槽外；装夹凸块外端的外侧边缘设置有倒角。

5.根据权利要求1所述的一种自动张紧放卷装置，其特征在于：还包括依次排列的夹持机构、切断机构、拉带机构。

6.根据权利要求5所述的一种自动张紧放卷装置，其特征在于：所述的夹持机构包括第一固定块、夹持块和第一电动推杆；第一固定块与机架固定；第一电动推杆固定在机架上；第一电动推杆的推出杆与夹持块固定；夹持块与第一固定块对齐；

所述的拉带机构包括滑轨、滑块、滑移驱动组件、第二固定块、翻转夹块、连接块和第二电动推杆；滑轨固定在机架上；滑块与滑轨构成滑动副；滑块由滑移驱动组件驱动；滑移电机固定在机架上，且输出轴与其中一个带轮固定；第二固定块固定在滑块上；翻转夹块呈L形，中部与翻转夹块铰接；第二电动推杆固定在滑块上；第二电动推杆的输出轴与连接块的一端铰接；连接块的另一端与翻转夹块的一端铰接；

所述的切断机构包括第三电动推杆和刀片；第三电动推杆与机架固定；第三电动推杆的推出杆与刀片固定；刀片设置在第一固定块与第二固定块之间。

7.根据权利要求1所述的一种自动张紧放卷装置，其特征在于：还包括导向柱；多根导向柱均固定在机架上，且位于自动张紧料盘的下方。

8.如权利要求5所述的一种自动张紧放卷装置的放卷方法，其特征在于：步骤一、将成卷物料通过装夹组件安装到物料安装圈座上；

步骤二、将成卷物料上的物料带条抽出，经过夹持机构、拉带机构后由拉带机构夹住；

步骤三、拉带机构拉动物料带条向远离夹持机构的一侧滑动，带动物料安装圈座转动，实现放卷；放卷过程中，弹性件使得物料安装圈座对内套圈产生转矩；该转矩无法克服摩擦片与内套圈之间的摩擦力情况下，内套圈与固定轴相对不转动，仅物料安装圈座继续转动，进一步使弹性件变形，增大对内套圈的转矩；当物料安装圈座对内套圈的转矩克服摩擦片与内套圈之间的摩擦力时，内套圈在物料安装圈座的带动下转动；

步骤四、当被抽出的物料带条达到预设长度时，拉带机构停止拉动物料带条；夹持机构夹住物料带条；使得内套圈停止转动，弹性件的弹力使得物料安装圈座保持反向转动的趋势，自动张紧料盘与夹持机构之间的物料带条保持张紧；

步骤五、切断机构切断物料带条；取下拉带机构处的定长物料带条；

步骤六、拉带机构移动至物料带条的端部，并重新夹住物料带条；夹持机构松开物料带条；

步骤七、持续重复步骤三至六。