CN110386492A - 接装纸激光打孔系统中牵引端头在线自动清除及调整装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种能够在接装纸激光打孔系统中同时实现未打孔接装纸端头自动剔除以及根据需要自动调整打孔接装纸收卷长度的装置，涉及印刷设备技术领域，包括收卷机构辅助装置以及放卷机构辅助装置，解决了接装纸激光打孔设备无法去除未打孔端头的不足，提高了生产效率，并且能够在接装纸激光打孔过程中实现接装纸自动换卷，不需要停机更换，效率高，可根据卷烟包裹成型设备的生产需求来定制接装纸的长度，制备非标准长度的卷筒接装纸,有利于卷烟包裹成型设备进行高效率的流水线作业。
Description
技术领域
本发明涉及一种接装纸激光打孔系统的辅助设备，具体涉及打孔过程中接装纸牵引端头的自动清除装置。
背景技术
接装纸是连接烟丝和滤嘴的重要卷烟辅料,能够直接控制和影响卷烟的品质，特别是对于降低卷烟的焦油和一氧化碳含量，其效果明显，而最直接的方法就是通风稀释技术，即在接装纸表面打孔，以增加空气吸入量，达到稀释烟气，降低其浓度的效果。
现阶段接装纸打孔技术已经相对比较成熟，主要有机械打孔、电火花打孔、静电打孔以及激光打孔，其中，接装纸激光打孔技术通过激光入射到材料表面, 激光能量被激光照射区域的材料表面吸收, 并瞬时转换为热能, 使表面温度升高直至材料表面熔化和汽化，进而完成打孔，由于激光打孔的形状规则、透气度改变可控，生产速度快等优点，被大范围采用。
激光打孔设备采用的走纸系统包括接装纸放卷机构，张力机构，纠偏机构，收卷机构，接装纸放卷通过张力检测辊后直接进入打孔区域进行激光打孔，收卷机构将打孔后的产品进行收卷，走纸速度采用过辊信号及收卷电机旋转编码信号通过工控机进行闭环速度控制，其缺少了一个关键的功能机构。
现有的激光打孔设备在接装纸从打孔工位到收卷工位这一段是打孔的空白区域，生产时会在收卷的端部遗留未打孔的接装纸，这些未打孔的接装纸在经过卷烟包裹成型工序后得到的是不合格产品，因此需要对这些接装纸进行复卷，将没有打孔的部分进行剔除，增加了生产工序，也影响了生产效率；另外，由于现代化的卷烟包裹成型设备属流水线作业，其理想的工作状态是不受原料供应影响，在完整的生产计划中不停顿，但实际情况恰好相反，卷烟包裹成型设备的运行很多时候由于原料的性质影响，只能被动运转，特别是受接装纸的物理化学特性影响较大，其中接装纸的单卷长度对于卷烟包裹成型设备运行的完整性影响较大，单卷接装纸用完，需等待换上新的接装纸才能继续工作，间隔期间会造成设备及能源的浪费，要解决这一问题，如果直接对复杂高精度的卷烟包裹成型设备进行改进，改造难度较大，成本较高，因此只能考虑接装纸的生产设备，但现有的接装纸生产设备也无法实现根据卷烟包裹成型设备的生产计划来定制需求长度的接装纸。
例如CN102167238B的专利文献中公开了自动切除无孔纸带的水松纸激光打孔收纸装置，包括有收纸轮，还包括有断纸轮、压纸轮、导轨、滑块、断纸刀、断纸轮升降机构和装置升降机构，所述滑块套装在导轨上，所述断纸轮经断纸轮升降机构与滑块相连接，所述压纸轮铰接在压纸轮座上，压纸轮座设置在滑块上，所述断纸刀设置在压纸轮座上，所述装置升降机构与滑块相连接；通过本技术方案，在控制电路的配合下，能够自动的将没有经过激光打孔的水松纸卷收到断纸轮，将作好激光打孔的水松纸卷收到收纸轮上。
还有CN203461583U的专利文献，一种用于水松纸激光打孔机的纸带三辊切换机构，其结构为①纸带三辊切换机构安装于打孔机的收卷端，在收纸辊左右对称两侧各设置一个辅助压轮，由气缸驱动其运动；②在收纸辊的上方设置一个只可单向旋转的切换轮，由气缸驱动切换轮摆臂运动；③在切换轮摆臂上设置一个可调节角度和气流量的吹气嘴；④切换轮采用单向旋转轴承，切换轮抬起后纸带在切换过程中受拉力作用而被拉断；⑤左侧及右侧辅助压轮主体采用40Cr材料，外部包裹聚氨酯橡胶；用以自动将头段未经打孔和打孔不均匀的水松纸纸带稳定可靠地剔除的装置。
上述两篇专利文献公开的技术方案，采用不同的设备组合，一定程度上解决了接装纸激光打孔设备无法去除未打孔端头的不足，提高了生产效率，但仍然只能制备标准长度的卷筒接装纸,不能实现根据卷烟包裹成型设备的生产需求来定制接装纸的长度,这不利于卷烟包裹成型设备进行高效率的流水线作业。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种能够在接装纸激光打孔系统中同时实现未打孔接装纸端头自动剔除以及根据需要自动调整打孔接装纸收卷长度的装置。
本发明采用以下技术方案实现上述目的：接装纸激光打孔系统中牵引端头在线自动清除及调整装置，其特征在于，包括收卷机构辅助装置以及放卷机构辅助装置。
所述收卷机构辅助装置包括收卷轴1、辅助收卷轴2、导向轴3、收卷轴压紧轮4、接装纸切断刀5以及接装纸检测装置。
所述收卷轴1固定设置在收卷机构的墙板上，辅助收卷轴2、导向轴3以及收卷轴压紧轮4共同安装在T型支架6的横杆上，横杆的端部连接有升降装置7，带动横杆沿T型支架6的竖杆上下移动。
在所述收卷轴1与辅助收卷轴2之间，沿着连接二者的接装纸表面，以接装纸行进的相反方向为X轴，垂直接装纸表面的方向为Y轴，以X轴和Y轴构成一个完整的四象限图，在该象限图的第二象限和第三象限的任意角度处设置接装纸切断刀5，接装纸切断刀5的伸出方向与接装纸的行进方向相对。
进一步的，所述接装纸切断刀5的安装位置在该象限的135°处和225°处。
所述接装纸检测装置用以检测接装纸打孔区域和未打孔区域的分界线，采用编码器8进行接装纸的长度检测,预先测定接装纸端头未打孔部位的长度,并进行记录,作业时编码器8检测到的长度与预先记录的数据一致时发出信号。
所述接装纸检测装置采用光学检测设备，通过设置一个安装有光源、图像采集单元、图像处理单元的检测仓9，将接装纸穿过该检测仓9，在光源照射下，由图像采集单元、图像处理单元对接装纸进行高速检测，检测到规则排列的透光点时发出信号。
所述辅助收卷轴2为接装纸的初始收卷轴，即激光打孔设备开始工作前将接装纸穿过各导纸辊以及收卷轴1，通过导向辊后绕在辅助收卷轴2上。
所述辅助收卷轴2为主动轴，并设置压紧轮10与其轴面接触，辅助收卷轴2的旋转方向与收卷轴1相同或相反，转速一致。
所述辅助收卷轴2为从动轴，其轴面与收卷轴1相接触，二者的旋转方向相反。
所述收卷轴1和辅助收卷轴2均包括芯轴以及整体套装在芯轴上的两个以上可变直径套筒，组合后可变直径套筒的长度与芯轴相同，其内部中空，侧壁上设置并列的贯穿槽，能够张开与回弹；所述芯轴内部设置充气装置和凸块,充气后凸块顶起，将可变直径套筒侧壁撑开，实现全圆周方向的直径增加，两个以上的可变直径套筒组合使用，增加了接触点，大大提高稳定性。
所述放卷机构辅助装置包括三个或以上的放卷轴，相互之间绕统一中心的环状排列，且相互间的位置沿顺时针方向循环替换，任意时刻均有一个工作状态放卷轴11、一个待换放卷轴12以及至少一个安装状态放卷轴13；另外还包括一组接装纸放卷驱动辊组14，在放卷驱动辊组14上方设置有待连接接装纸的固定粘和辊15，在放卷驱动辊组14的侧下方设置放卷切刀16；固定粘和辊15表面设置负压孔，能够将待换放卷轴12上的接装纸端部吸附固定在固定粘和辊15下表面，同时固定粘和辊15由动力装置驱动，实现上下滑动。
另外，所述固定粘和辊15和放卷切刀16的动力装置同时与控制器17连接，并由其控制动作，控制器17连接一个光标识读装置18，在接装纸印刷过程中在需要换卷的特定位置印刷一个可识读光标，光标识读装置18读取到光标后反馈给控制器17，控制器17促使固定粘和辊15和放卷切刀16动作，进行接装纸的换卷。
本发明具有以下有益效果：
解决了接装纸激光打孔设备无法去除未打孔端头的不足，提高了生产效率，并且能够在接装纸激光打孔过程中实现接装纸自动换卷，不需要停机更换，效率高，可根据卷烟包裹成型设备的生产需求来定制接装纸的长度，制备非标准长度的卷筒接装纸,有利于卷烟包裹成型设备进行高效率的流水线作业。
附图说明
图1 是实施例1的结构示意图a。
图2是实施例2的结构示意图。
图3是实施例1的结构示意图b。
图4是实施例1的结构示意图c。
图中, 收卷轴1、辅助收卷轴2、导向轴3、收卷轴压紧轮4、接装纸切断刀5、T型支架6、升降装置7、编码器8、检测仓9、压紧轮10、工作状态放卷轴11、待换放卷轴12、安装状态放卷轴13、放卷驱动辊组14、固定粘和辊15、放卷切刀16、控制器17、光标识读装置18。
具体实施方式
实施例1
如图1、3、4所示，本实施例所述接装纸激光打孔系统中牵引端头在线自动清除及调整装置，包括收卷机构辅助装置以及放卷机构辅助装置。
所述收卷机构辅助装置包括收卷轴1、辅助收卷轴2、导向轴3、收卷轴压紧轮4、接装纸切断刀5以及接装纸检测装置。
所述收卷轴1固定设置在收卷机构的墙板上，辅助收卷轴2、导向轴3以及收卷轴压紧轮4共同安装在T型支架6的横杆上，横杆的端部连接有升降装置7，带动横杆沿T型支架6的竖杆上下移动。
在所述收卷轴1与辅助收卷轴2之间，沿着连接二者的接装纸表面，以接装纸行进的相反方向为X轴，垂直接装纸表面的方向为Y轴，以X轴和Y轴构成一个完整的四象限图，在该象限图的第二象限和第三象限的任意角度处设置接装纸切断刀5，接装纸切断刀5的伸出方向与接装纸的行进方向相对。
所述辅助收卷轴2为从动轴，其轴面与收卷轴1相接触，二者的旋转方向相反。
所述接装纸检测装置用以检测接装纸打孔区域和未打孔区域的分界线，采用编码器8进行接装纸的长度检测,预先测定接装纸端头未打孔部位的长度,并进行记录,作业时编码器8检测到的长度与预先记录的数据一致时发出信号。
所述收卷轴1和辅助收卷轴2均包括芯轴以及整体套装在芯轴上的两个以上可变直径套筒，组合后可变直径套筒的长度与芯轴相同，其内部中空，侧壁上设置并列的贯穿槽，能够张开与回弹；所述芯轴内部设置充气装置和凸块,充气后凸块顶起，将可变直径套筒侧壁撑开，实现全圆周方向的直径增加，两个以上的可变直径套筒组合使用，增加了接触点，大大提高稳定性。
所述放卷机构辅助装置包括三个或以上的放卷轴，相互之间绕统一中心的环状排列，且相互间的位置沿顺时针方向循环替换，任意时刻均有一个工作状态放卷轴11、一个待换放卷轴12以及至少一个安装状态放卷轴13；另外还包括一组接装纸放卷驱动辊组14，在放卷驱动辊组14上方设置有待连接接装纸的固定粘和辊15，在放卷驱动辊组14的侧下方设置放卷切刀16；固定粘和辊15表面设置负压孔，能够将待换放卷轴12上的接装纸端部吸附固定在固定粘和辊15下表面，同时固定粘和辊15由动力装置驱动，实现上下滑动。
另外，所述固定粘和辊15和放卷切刀16的动力装置同时与控制器17连接，并由其控制动作，控制器17连接一个光标识读装置18，在接装纸印刷过程中在需要换卷的特定位置印刷一个可识读光标，光标识读装置18读取到光标后反馈给控制器17，控制器17促使固定粘和辊15和放卷切刀16动作，进行接装纸的换卷。
实施例2
如图2所示，本实施例所述接装纸激光打孔系统中牵引端头在线自动清除及调整装置，包括收卷机构辅助装置以及放卷机构辅助装置。
所述收卷机构辅助装置包括收卷轴1、辅助收卷轴2、导向轴3、收卷轴压紧轮4、接装纸切断刀5以及接装纸检测装置。
所述收卷轴1固定设置在收卷机构的墙板上，辅助收卷轴2、导向轴3以及收卷轴压紧轮4共同安装在T型支架6的横杆上，横杆的端部连接有升降装置7，带动横杆沿T型支架6的竖杆上下移动。
在所述收卷轴1与辅助收卷轴2之间，沿着连接二者的接装纸表面，以接装纸行进的相反方向为X轴，垂直接装纸表面的方向为Y轴，以X轴和Y轴构成一个完整的四象限图，在该象限图的第二象限和第三象限的任意角度处设置接装纸切断刀5，接装纸切断刀5的伸出方向与接装纸的行进方向相对。
所述辅助收卷轴2为主动轴，并设置压紧轮10与其轴面接触，辅助收卷轴2的旋转方向与收卷轴1相同或相反，转速一致。
所述接装纸切断刀5的安装位置在该象限的135°处和225°处。
所述接装纸检测装置采用光学检测设备，通过设置一个安装有光源、图像采集单元、图像处理单元的检测仓9，将接装纸穿过该检测仓9，在光源照射下，由图像采集单元、图像处理单元对接装纸进行高速检测，检测到规则排列的透光点时发出信号。
所述收卷轴1和辅助收卷轴2均包括芯轴以及整体套装在芯轴上的两个以上可变直径套筒，组合后可变直径套筒的长度与芯轴相同，其内部中空，侧壁上设置并列的贯穿槽，能够张开与回弹；所述芯轴内部设置充气装置和凸块,充气后凸块顶起，将可变直径套筒侧壁撑开，实现全圆周方向的直径增加，两个以上的可变直径套筒组合使用，增加了接触点，大大提高稳定性。
所述放卷机构辅助装置包括三个或以上的放卷轴，相互之间绕统一中心的环状排列，且相互间的位置沿顺时针方向循环替换，任意时刻均有一个工作状态放卷轴11、一个待换放卷轴12以及至少一个安装状态放卷轴13；另外还包括一组接装纸放卷驱动辊组14，在放卷驱动辊组14上方设置有待连接接装纸的固定粘和辊15，在放卷驱动辊组14的侧下方设置放卷切刀16；固定粘和辊15表面设置负压孔，能够将待换放卷轴12上的接装纸端部吸附固定在固定粘和辊15下表面，同时固定粘和辊15由动力装置驱动，实现上下滑动。
另外，所述固定粘和辊15和放卷切刀16的动力装置同时与控制器17连接，并由其控制动作，控制器17连接一个光标识读装置18，在接装纸印刷过程中在需要换卷的特定位置印刷一个可识读光标，光标识读装置18读取到光标后反馈给控制器17，控制器17促使固定粘和辊15和放卷切刀16动作，进行接装纸的换卷。
Claims (8)
1.接装纸激光打孔系统中牵引端头在线自动清除及调整装置，其特征在于，包括收卷机构辅助装置以及放卷机构辅助装置；
所述收卷机构辅助装置包括收卷轴（1）、辅助收卷轴（2）、导向轴（3）、收卷轴压紧轮(4)、接装纸切断刀（5）以及接装纸检测装置；
所述收卷轴（1）固定设置在收卷机构的墙板上，辅助收卷轴（2）、导向轴（3）以及收卷轴压紧轮(4)共同安装在T型支架（6）的横杆上，横杆的端部连接有升降装置（7），带动横杆沿T型支架（6）的竖杆上下移动；
所述辅助收卷轴（2）为接装纸的初始收卷轴，即激光打孔设备开始工作前将接装纸穿过各导纸辊以及收卷轴（1），通过导向辊后绕在辅助收卷轴（2）上；
所述放卷机构辅助装置包括三个或以上的放卷轴，相互之间绕统一中心的环状排列，且相互间的位置沿顺时针方向循环替换，任意时刻均有一个工作状态放卷轴（11）、一个待换放卷轴（12）以及至少一个安装状态放卷轴（13）；另外还包括一组接装纸放卷驱动辊组（14），在放卷驱动辊组（14）上方设置有待连接接装纸的固定粘和辊（15），在放卷驱动辊组（14）的侧下方设置放卷切刀（16）；固定粘和辊（15）表面设置负压孔，能够将待换放卷轴（12）上的接装纸端部吸附固定在固定粘和辊（15）下表面，同时固定粘和辊（15）由动力装置驱动，实现上下滑动；
另外，所述固定粘和辊（15）和放卷切刀（16）的动力装置同时与控制器（17）连接，并由其控制动作，控制器（17）连接一个光标识读装置（18），在接装纸印刷过程中在需要换卷的特定位置印刷一个可识读光标，光标识读装置（18）读取到光标后反馈给控制器（17），控制器（17）促使固定粘和辊（15）和放卷切刀（16）动作，进行接装纸的换卷。
2.根据权利要求1所述的接装纸激光打孔系统中牵引端头在线自动清除及调整装置，其特征在于，在所述收卷轴（1）与辅助收卷轴（2）之间，沿着连接二者的接装纸表面，以接装纸行进的相反方向为X轴，垂直接装纸表面的方向为Y轴，以X轴和Y轴构成一个完整的四象限图，在该象限图的第二象限和第三象限的任意角度处设置接装纸切断刀（5），接装纸切断刀（5）的伸出方向与接装纸的行进方向相对。
3.根据权利要求2所述的接装纸激光打孔系统中牵引端头在线自动清除及调整装置，其特征在于，所述接装纸切断刀（5）的安装位置在该象限的135°处和225°处。
4.根据权利要求1所述的接装纸激光打孔系统中牵引端头在线自动清除及调整装置，其特征在于，所述接装纸检测装置用以检测接装纸打孔区域和未打孔区域的分界线，采用编码器（8）进行接装纸的长度检测,预先测定接装纸端头未打孔部位的长度，并进行记录，作业时编码器（8）检测到的长度与预先记录的数据一致时发出信号。
5.根据权利要求1所述的接装纸激光打孔系统中牵引端头在线自动清除及调整装置，其特征在于，所述接装纸检测装置采用光学检测设备，通过设置一个安装有光源、图像采集单元、图像处理单元的检测仓（9），将接装纸穿过该检测仓（9），在光源照射下，由图像采集单元、图像处理单元对接装纸进行高速检测，检测到规则排列的透光点时发出信号。
6.根据权利要求1所述的接装纸激光打孔系统中牵引端头在线自动清除及调整装置，其特征在于，所述辅助收卷轴（2）为主动轴，并设置压紧轮（10）与其轴面接触，辅助收卷轴（2）的旋转方向与收卷轴（1）相同或相反，转速一致。
7.根据权利要求1所述的接装纸激光打孔系统中牵引端头在线自动清除及调整装置，其特征在于，所述辅助收卷轴（2）为从动轴，其轴面与收卷轴（1）相接触，二者的旋转方向相反。
8.根据权利要求1所述的接装纸激光打孔系统中牵引端头在线自动清除及调整装置，其特征在于，所述收卷轴（1）和辅助收卷轴（2）均包括芯轴以及整体套装在芯轴上的两个以上可变直径套筒，组合后可变直径套筒的长度与芯轴相同，其内部中空，侧壁上设置并列的贯穿槽，能够张开与回弹；所述芯轴内部设置充气装置和凸块,充气后凸块顶起，将可变直径套筒侧壁撑开，实现全圆周方向的直径增加，两个以上的可变直径套筒组合使用，增加了接触点，大大提高稳定性。
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