CN111056251A - 一种料卷自动输送装置及料卷自动输送方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种料卷自动输送装置，包括支撑主架、送料机构、放料机构、输送机构和控制装置。支撑主架包括支撑底座及支撑侧架，支撑侧架上设置若干个补料工位，最后端设置一个单卷上料工位；输送机构包括安装在支撑主架后端的拼接工作台，安装在拼接工作台前端的前道输送机构，后端的后道输送机构，及设置在二者之间的伺服缝纫机构，第一检测器和第二检测器。当第一检测器检测到卷尾长度达到预设长度时，前道输送辊和后道输送辊停止转动；送料机构向单卷上料工位水平等距移动一个工位以将料卷送入单卷上料工位，并复位；第一伺服驱动电机驱动料卷转动。还提供料卷自动输送方法。本发明显著降低了人工成本，且显著提高了缝纫精度和生产效率。

Description

一种料卷自动输送装置及料卷自动输送方法

技术领域

本发明属于机械设备技术领域，具体地讲，是涉及一种料卷自动输送装置及料卷自动输送方法。

背景技术

现有技术中，很多卷材绕一根中心辊缠绕成料卷后再存储，使用时料卷被放置在支撑架的单卷上料工位上，通过电机驱动中心辊的两端转动，带动料卷转动，同时通过输送辊和后续生产线的驱动，将卷材输送至后续生产线进行使用。通常，料卷需要人工放入支撑架上的单卷上料工位。当前一卷料卷快用完时，人工判断卷尾的预留长度，停止输送辊的转动，然后人工或通过叉车将另一卷料卷搬上单卷上料工位，并人工将后一卷的卷头与前一卷的卷尾插接重叠，然后用手持缝纫机将重叠部分缝纫连接，再重新启动输送辊，以维持后续生产线的持续用料。

上述工艺不仅需要较多的人工(至少四个，两个工人更换卷材，2个工人缝纫连接卷头和卷尾)长时间守着输送装置，导致人工成本高、效率低；同时由于采用人工判断卷尾长度和手持缝纫机缝纫连接，导致换料的效率低且缝纫连接精度低，不合格率高，影响后续的用料生产线的应用，降低了整个生产工序的生产效率。

为此，需要设置自动化的料卷输送装置，以克服现有技术中的上述技术问题。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种料卷自动输送装置，以克服现有技术中的上述技术问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种料卷自动输送装置，包括支撑主架、送料机构、放料机构、输送机构和控制装置，其中：

所述支撑主架包括支撑底座，及设置在所述支撑底座两侧的支撑侧架，所述支撑侧架上设置若干个补料工位，最后端设置一个单卷上料工位；

所述送料机构包括送料底板、若干个第二直线驱动装置、送料架、第三直线驱动装置、送料底板滑轨，及若干个Y型架；所述送料底板滑轨设置在所述支撑底座上，且沿料卷的输送方向延伸；所述第二直线驱动装置对称设置在所述送料底板上，并可将所述送料架向上顶起或向下复位；所述Y型架固定设置在所述送料架的两侧，且与所述料卷的中心辊的两端对应；一侧的所述Y型架的数量与所述支撑侧架上的料卷数量相同；所述第三直线驱动装置水平设置，一端与所述支撑底座固定，另一端用于推动所述送料底板沿所述送料底板滑轨向所述单卷上料工位水平等距移动一个工位或复位；

所述放料机构包括设置在所述单卷上料工位一侧的第一伺服驱动电机，由所述第一伺服驱动电机驱动的两个驱动滚轮，及用于检测所述单卷上料工位上是否具有中心辊的第一检测器；所述中心辊支撑在两个所述驱动滚轮之间，并通过两个所述驱动滚轮驱动转动；

所述输送机构包括安装在所述支撑主架后端的拼接工作台，安装在所述拼接工作台前端的前道输送机构，后端的后道输送机构，及设置在所述前道输送机构和后道输送机构之间的伺服缝纫机构；其中：

所述前道输送机构包括设置在所述拼接工作台前端两侧的前道支架，由所述前道支架支撑的第二伺服驱动电机和若干对前道输送辊；所述后道输送机构包括设置在所述拼接工作台后端两侧的后道支架，由所述后道支架支撑的第三伺服驱动电机，若干对后道输送辊，用于检测卷尾长度的第二检测器，和用于检测卷头和卷尾重叠长度的第三检测器；

所述伺服缝纫机构包括分别设置在所述拼接工作台两侧的伺服缝纫机和驱动所述缝纫机前后滑动的伺服驱动模组；所述伺服驱动模组包括第四伺服驱动电机和缝纫机滑轨，所述伺服缝纫机可在所述第四伺服驱动电机的作用下沿所述缝纫机滑轨前后移动，以将重叠的卷头和卷尾缝纫连接；

所述第二直线驱动装置、第三直线驱动装置、第一伺服驱动电机、第二伺服驱动电机、第三伺服驱动电机、第四伺服驱动电机、伺服缝纫机、第一检测器、第二检测器和第三检测器分别与所述控制装置可通信地连接；

当所述第二检测器检测到卷尾长度达到预设长度时，所述第二检测器向所述控制装置发送数据信号，所述控制装置控制所述前道输送辊和后道输送辊停止转动，所述卷尾不动；当所述第一检测器检测到所述单卷上料工位上的中心辊被取走后，所述第一检测器向所述控制装置发送数据信号，所述控制装置控制所述送料机构向所述单卷上料工位水平等距移动一个工位以将料卷送入所述单卷上料工位，并复位；当所述第一检测器检测到所述单卷上料工位上的中心辊后，所述第一检测器向所述控制装置发送数据信号，所述控制装置控制所述第一伺服驱动电机驱动所述单卷上料工位上的料卷转动，以向所述输送机构输送卷头。当所述第三检测器检测到卷头和卷尾重叠长度达到预设长度时，所述第三检测器向所述控制装置发送数据信号，所述控制装置控制所述伺服缝纫机构将重叠的卷头和卷尾缝纫连接。

上述方案，一次上料可确保长时间的运行，无需人工看守上料，且无需人工缝纫，至少减少了4个人工，显著降低了人工成本。且显著提高了缝纫精度和效率，减低不合格率，提高了整个生产工序的生产效率。

需要说明的是，本发明中，所述送料机构上的料卷可通过机械直接上料。或通过人工和辅助设备辅助上料。

根据本发明的一个优选技术方案，所述料卷自动输送装置还包括上料机构；所述上料机构包括存料架、第一直线驱动装置和第四检测器，所述存料架的后端与所述支撑侧架的前端铰接，所述第一直线驱动装置用于将所述存料架的前端向上顶起或向下复位，以使所述存料架被顶起并向所述支撑主架一侧倾斜时，所述存料架上的料卷可在重力的作用下自动进入所述支撑侧架上最前端的补料工位；所述第四检测器用于检测所述存料架上是否放置有料卷；所述第一直线驱动装置、第四检测器分别与所述控制装置可通信地连接；

当需要上料时，所述第一直线驱动装置将所述存料架顶起，所述存料架上的料卷在重力的作用下自动进入所述支撑侧架上最前端的补料工位，所述第四检测器检测到所述存料架上具有料卷，则所述控制装置设定为上料状态。所述送料机构向前水平等距移动一个工位，并复位；如此重复，直至所述送料架上的补料工位和单卷上料工位上均具有料卷，则上料结束。

优选地，所述卷尾的长度为60cm～150cm，所述卷头与所述卷尾的重叠部分长度为40cm～70cm，所述伺服缝纫机的缝纫长度为30cm～50cm。

优选地，所述前道输送辊有1-5对；所述后道输送辊有1-5对。

优选地，所述第一直线驱动装置、第二直线驱动装置和第三直线驱动装置选自气缸、液压缸、电动缸、直线电机、蜗杆中的一种。

进一步优选地，所述第三直线驱动装置为无杆气缸。

优选地，所述驱动滚轮为包胶滚轮。

优选地，所述支撑侧架的顶部在每一个补料工位处设置中心辊限位座，所述中心辊限位座的顶部具有通槽，所述中心辊的两端分别嵌入所述通槽内，从而被所述中心辊限位座限位。

优选地，所述支撑侧架上设置有1-20个补料工位，用于存放1-20个料卷，对应地，一侧的所述Y型架的数量为1-20个。

根据本发明的另一个优选技术方案，所述放料机构还包括安装在所述单卷上料工位之后的刮板，及安装在所述单卷上料工位一侧的伺服滑送模组；所述刮板用于找到所述单卷上料工位上的料卷的卷头，并将所述卷头刮起；所述伺服滑送模组用于精确调节所述单卷上料工位的前后位置，以使所述刮板能够精确找到所述卷头并将所述卷头刮起；其中：

所述伺服滑送模组包括第五伺服驱动电机及上料工位滑轨；所述第五伺服驱动电机与所述控制装置可通信地连接，可驱动所述单卷上料工位上的料卷连同所述第一伺服驱动电机和驱动滚轮整体沿所述上料工位滑轨前后移动；所述第一伺服驱动电机驱动所述单卷上料工位上的料卷转动，所述卷头经过所述刮板时，被所述刮板刮起，并被输送至所述拼接工作台上。

进一步优选地，还包括设置在所述刮板后端的拼接工作台上的第五检测器，所述第五检测器用于检测所述刮板是否将所述卷头刮起。

当所述第五检测器检测到所述卷头时，则说明所述卷头已经被所述刮板刮起，所述第五检测器向所述控制装置发送数据信号，所述控制装置控制所述伺服滑送模组停止精调。

所述第五检测器可以为一组光电开关或接近开关，或一组红外发射器。本领域技术人员很容易设置所述第五检测器的具体位置。例如，可设置为1组与所述控制装置可通信地连接的红外对射器，所述红外对射器的发送端和接收端分别设置在所述卷材的上方和下方。当所述发送端和接收端之间存在卷材时，红外线被阻挡，所述红外对射器产生信号，传送给所述控制装置，所述控制装置控制伺服滑送模组停止精调，并控制所述第二伺服驱动电机522驱动所述前道输送辊523转动。

本发明的第二个目的是提供一种料卷自动输送方法，采用上述的料卷自动输送装置输送料卷，包括如下步骤：

(1)、所述第二检测器检测到卷尾的长度达到预设长度，则向所述控制装置发出数据信号，所述控制装置控制所述第二伺服驱动电机和第三伺服驱动电机停止转动，以使所述前道输送辊和后道输送辊停止转动，所述卷尾不动；

(2)、取走所述单卷上料工位上剩下的中心辊，所述第一检测器检测到所述单卷上料工位上无中心辊，则向所述控制装置发出数据信号，然后所述控制装置控制所述送料机构向所述单卷上料工位水平等距移动一个工位以将料卷送入所述单卷上料工位，再复位；

(3)、所述第一检测器检测到所述单卷上料工位上有中心辊，则向所述控制装置发出数据信号，所述第一伺服驱动电机驱动所述单卷上料工位上的料卷转动以向后输送卷头；当所述第三检测器检测到卷头和卷尾的重叠长度达到预设长度，所述第三伺服驱动电机驱动所述后道输送辊转动，以实现向后续生产线输送卷材。

与现有技术相比，本发明具有如下有益技术效果：

(1)、本发明的料卷自动输送装置，通过控制装置控制特别设置的送料机构、放料机构和输送机构，可有效实现料卷的自动输送。一次上料可维持半天时间无需人工上料和人工拼接，至少可减少4个人工，明显降低了人工成本。

(2)、本发明的料卷自动输送装置及料卷自动输送方法，采用自动缝纫连接显著提高了拼接效率和拼接精度，提高了整个生产工序的生产效率及合格率。与现有的人工缝纫拼接操作相比，合格率提高了6％。

附图说明

图1为本发明的料卷自动输送装置的结构示意图(上料机构已上料完毕)。

图2为图1中单卷上料工位及放料机构处的结构示意图放大图。

图3为图1中输送机构的结构示意图放大图。

图4为图1的主视图。

图5为图1的俯视图。

图6为控制装置控制方框图。

图中：10-支撑主架、20-上料机构、30-送料机构、40-放料机构、50-输送机构、60-料卷；

11-支撑底座、12-支撑侧架、13-中心辊限位座；

21-存料架、22-第一直线驱动装置、

31-送料底板、32-第二直线驱动装置、33-送料架、34-第三直线驱动装置、35-送料底板滑轨、36-Y型架；

41-第一伺服驱动电机、42-驱动滚轮、43-刮板、44-第五伺服驱动电机、45-上料工位滑轨、46-第一检测器、47-支撑板；

51-拼接工作台、52-前道输送机构、53-后道输送机构、54-伺服缝纫机构、55-第五检测器；

521-前道支架、522-第二伺服驱动电机、523-前道输送辊、531-后道支架、532-第三伺服驱动电机、533-后道输送辊；

541-伺服缝纫机、542-第四伺服驱动电机、543-缝纫机滑轨；

61-中心辊。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。

如图1至图5所示，本发明的料卷自动输送装置，包括支撑主架10、上料机构20、送料机构30、放料机构40、输送机构50和控制装置，其中：

所述支撑主架10包括支撑底座11，及设置在所述支撑底座11两侧的支撑侧架12，所述支撑侧架12上设置5个补料工位，最后端设置一个单卷上料工位；所述补料工位和单卷上料工位用于存放料卷60。

所述上料机构20包括存料架21、第一直线驱动装置22和第四检测器，所述存料架21的后端与所述支撑侧架12的前端铰接，所述第一直线驱动装置22用于将所述存料架21的前端向上顶起或向下复位，以使所述存料架21被顶起并向所述支撑主架11一侧倾斜时，所述存料架21上的料卷可在重力的作用下自动进入所述支撑侧架12上最前端的补料工位。所述第四检测器用于检测所述存料架上是否放置有料卷；所述存料架21的长度可根据实际需要灵活设定。

所述送料机构30包括送料底板31、若干个第二直线驱动装置32、送料架33、第三直线驱动装置34、送料底板滑轨35，及若干个Y型架36；所述送料底板滑轨35设置在所述支撑底座11上，且沿料卷60的输送方向延伸；所述第二直线驱动装置32对称设置在所述送料底板31上，并可将所述送料架33向上顶起或向下复位；所述Y型架36固定设置在所述送料架33的两侧，且与所述料卷60的中心辊61的两端对应；一侧的所述Y型架36的数量与所述支撑侧架12上的料卷数量相同；所述第三直线驱动装置34水平设置，所述第三直线驱动装置34的前端与所述支撑底座11固定连接，后端用于推动所述送料底板31沿所述送料底板滑轨35向所述单卷上料工位水平等距移动一个工位或复位。

所述放料机构40包括设置在所述单卷上料工位一侧的第一伺服驱动电机41，由所述第一伺服驱动电机41驱动的两个驱动滚轮42，及用于检测所述单卷上料工位上是否具有中心辊的第一检测器46；所述中心辊61支撑在两个所述驱动滚轮42之间，并通过两个所述驱动滚轮42驱动转动。

如图1和图3所示，所述输送机构50包括安装在所述支撑主架11后端的拼接工作台51，安装在所述拼接工作台51前端的前道输送机构52，后端的后道输送机构53，及设置在所述前道输送机构52和后道输送机构53之间的伺服缝纫机构54；其中：

所述前道输送机构52包括设置在所述拼接工作台51前端两侧的前道支架521，由所述前道支架支521撑的第二伺服驱动电机522和若干对前道输送辊523；所述后道输送机构53包括设置在所述拼接工作台51后端两侧的后道支架531，由所述后道支架531支撑的第三伺服驱动电机532，若干对后道输送辊533，用于检测卷尾长度的第二检测器(图中未示出)，和用于检测卷头和卷尾重叠长度的第三检测器(图中未示出)。

所述伺服缝纫机构54包括分别设置在所述拼接工作台51两侧的伺服缝纫机541和驱动所述伺服缝纫机541前后滑动的伺服驱动模组；所述伺服驱动模组包括第四伺服驱动电机542和缝纫机滑轨543，所述伺服缝纫机541可在所述第四伺服驱动电机542的作用下沿所述缝纫机滑轨543前后移动，以将重叠的卷头和卷尾缝纫连接。

所述第一直线驱动装置22、第二直线驱动装置32、第三直线驱动装置34、第一伺服驱动电机41、第二伺服驱动电机522、第三伺服驱动电机532、第四伺服驱动电机542、伺服缝纫机541、第一检测器46、第二检测器和第二检测器分别与所述控制装置可通信地连接，以使所述控制装置可控制上述部件的运行。

本发明的料卷自动输送装置，一次上料可维持所述送料机构较长时间送料。当需要上料时，所述第一直线驱动装置22将所述存料架21顶起，叉车将料卷放入存料架上，然后所述存料架21上的料卷60在重力的作用下自动进入所述支撑侧架12上最前端的补料工位，所述送料机构30向前水平等距移动一个工位，并复位；如此重复，直至所述送料架33上的所有补料工位和单卷上料工位上均具有料卷，则上料结束。

本发明的料卷自动输送装置，采用如下的料卷自动输送方法，包括如下步骤：

(1)、当需要上料时，通过人工或机械所述存料架21上放置料卷，所述第四检测器被触发，并向所述控制装置发送数据信号，所述控制装置控制所述第一直线驱动装置22驱动所述存料架21的前端向上运行，以使所述存料架21向所述送料架一侧倾斜，所述存料架21上的料卷可在重力的作用下自动进入所述支撑侧架12上最前端的补料工位。所述控制装置记录所述上料机构为上料状态。所述送料机构30向前水平等距移动一个工位，并复位；如此重复，直至所述送料架33上的补料工位和单卷上料工位上均具有料卷，所述第四检测器检测到所述存料架21上无料卷，则控制装置控制上料结束，第一卷料卷的卷头直接向后输送至生产线。

(2)、当所述第二检测器检测到卷尾的长度为预设长度(例如80cm)，则向所述控制装置发出数据信号，所述控制装置控制所述第二伺服驱动电机522和第三伺服驱动电机532停止转动，以使所述前道输送辊523和后道输送辊533停止转动，所述卷尾被压住，卷尾不动。

(3)、人工或通过机械取走所述单卷上料工位上剩下的中心辊61，所述第一检测器46检测到所述单卷上料工位上无中心辊，则向所述控制装置发出数据信号，然后所述控制装置控制所述第二直线驱动装置32向上顶起所述送料架33，所述Y型架36的上端将对应的补料工位上的料卷60顶起，接着所述控制装置控制所述第三直线驱动装置34驱动所述送料架33沿所述送料底板滑轨35向所述单卷上料工位水平等距移动一个工位，然后所述控制装置控制所述第二直线驱动装置32复位，所述单卷上料工位上被放置一个料卷60；接着所述控制装置控制所述第三直线驱动装置34驱动所述送料架33沿所述送料底板滑轨35复位；

(4)、所述第一检测器46检测到所述单卷上料工位上有中心辊，则向所述控制装置发出数据信号，所述控制装置控制所述第一伺服驱动电机41驱动所述单卷上料工位上的料卷转动，所述第二伺服驱动电机522驱动所述前道输送辊523转动，以向后输送卷头用于与卷尾插接；当所述第三检测器检测到卷头和卷尾的重叠长度达到预设长度(例如60cm)，所述第三检测器检向所述控制装置发送数据信号，所述控制装置控制所述伺服缝纫机541开始工作，所述伺服缝纫机541在所述伺服驱动模组的驱动下缝纫设定的长度(例如50cm)，然后复位。此后，所述第三伺服驱动电机532驱动所述后道输送辊533无动力转动，卷材由后续生产线驱动向后输送。

如此设置，本发明的料卷自动输送装置，通过控制装置控制特别设置的上料机构20、送料机构30、放料机构40和输送机构50，可有效实现料卷的自动输送。一次上料可维持半天时间无需人工上料和人工拼接，至少可减少4个人工，明显降低了人工成本。且自动缝纫连接显著提高了拼接效率和拼接精度，提高了合格率。与现有的人工缝纫拼接操作相比，合格率提高了6％。

需要说明的是，所述第二检测器可以为电子计米器，也可以为设置在所述卷材上方和下方的2组光电开关或接近开关，还可以为成对的红外检测器；2组所述电开关或接近开关，或红外检测器相隔的距离即卷尾的预设长度。所述第二检测器的设置为常规技术，只要能够实现对所述卷尾的长度检测即可。

需要说明的是，所述第三检测器可以为2个厚度检测器，2个厚度检测器分别相距预设的重叠长度。当后端的厚度检测器也检测到预设的厚度(例如，卷材重叠后的厚度为2mm)时，则认为是达到了预设的重叠长度。也可以为2组红外对射检测器或组光电开关或接近开关，每组分别安装在卷材的上方和下方。所述第三检测器的设置为常规技术，只要能够实现对卷头和卷尾预设的重叠长度的检测即可。

需要说明的是，本发明中，所述送料机构上的料卷可通过机械直接上料，或通过人工和辅助设备辅助上料，而无需经过上料机构上料，同样能够实现送料机构自动输送料卷的功能。当然，通过上料机构上料，叉车可将料卷放置在所述上料机构上，并直接滚动至所述送料机构的最前端的补料工位上，料卷在所述送料机构的补料工位上的安放位置更精确，有利于后续的单卷上料工位上的料卷的安放精度的提高。

需要说明的是，所述第四检测器可以为光电开关或接近开关。所述光电开关为常开状态。当光电开关之间被所述料卷遮挡时，形成光电信号，传送给所述控制装置。

需要说明的是，所述单卷上料工位上的料卷的卷头可通过人工拉开，或通过找头装置自动找头。当单卷用料工位上的料卷用完后，中心辊通过人工拿走时，也可同时通过同一个人拉开卷头。

当单卷用料工位上的料卷用完后，中心辊通过机械手自动拿走时，可设计自动找头装置以实现卷头的自动找头。

如图1和图5所示，根据本发明的一个优选实例，为了实现料卷的卷头的自动找头功能以进一步减少人工，所述放料机构40还包括安装在所述单卷上料工位之后的刮板43，及安装在所述单卷上料工位一侧的伺服滑送模组；所述刮板43为板状结构，长度通常大于等于所述料卷60的长度，所述刮板43的一端与所述料卷60的外壁接触，用于通过接触找到所述单卷上料工位上的料卷的卷头，并将所述卷头刮起；所述伺服滑送模组用于精确调节所述单卷上料工位的前后位置，以使所述刮板能够精确找到所述卷头并将所述卷头刮起；其中：

所述伺服滑送模组包括第五伺服驱动电机44及上料工位滑轨45；所述第五伺服驱动电机44与所述控制装置可通信地连接，可驱动所述单卷上料工位上的料卷连同所述第一伺服驱动电机41和驱动滚轮42整体沿所述上料工位滑轨45前后移动；所述第一伺服驱动电机41驱动所述驱动滚轮42转动，带动所述单卷上料工位上的料卷转动，所述卷头经过所述刮板43时，被所述刮板43的上端刮起，进一步被输送至所述拼接工作台51上以与所述卷尾进行插接。

如此设置，换卷时无需特别安排人工寻找所述单卷上料工位上的料卷的卷头，进一步减少了人工成本。且所述伺服滑送模组的设置，显著提高了装置的找头精度，可精确确保料卷的卷头被所述刮板刮开，并被输送至后续的拼接工作台与所述卷尾进行插接，提高了整个装置的自动化水平并确保了操作精度。

本优选实例中，可采用如下料卷自动输送方法实现自动输送，包括如下步骤：

(1)、当需要上料时，通过人工或机械所述存料架21上放置料卷，所述第四检测器被触发，并向所述控制装置发送数据信号，所述控制装置控制所述第一直线驱动装置22驱动所述存料架21的前端向上运行，以使所述存料架21向所述送料架一侧倾斜，所述存料架21上的料卷可在重力的作用下自动进入所述支撑侧架12上最前端的补料工位。所述控制装置记录所述上料机构为上料状态。所述送料机构30向前水平等距移动一个工位，并复位；如此重复，直至所述送料架33上的补料工位和单卷上料工位上均具有料卷，所述第四检测器检测到所述存料架21上无料卷，则控制装置控制上料结束，第一卷料卷的卷头被所述刮板刮起，并被向后输送至生产线。

(2)、当所述第二检测器检测到卷尾的长度为预设长度(例如80cm)，则向所述控制装置发出数据信号，所述控制装置控制所述第二伺服驱动电机522和第三伺服驱动电机532停止转动，以使所述前道输送辊523和后道输送辊533停止转动，所述卷尾被压住，卷尾不动。

(2)、通过人工或通过机械取走所述单卷上料工位上剩下的中心辊61，所述第一检测器46检测到所述单卷上料工位上无中心辊，则向所述控制装置发出数据信号，然后所述控制装置控制所述第二直线驱动装置32向上顶起所述送料架33，所述Y型架36的上端将对应工位上的料卷60顶起，接着所述控制装置控制所述第三直线驱动装置34驱动所述送料架33沿所述送料底板滑轨35向所述单卷上料工位水平等距移动一个工位，然后所述控制装置控制所述第二直线驱动装置32复位，所述单卷上料工位上被放置一个料卷60；接着所述控制装置控制所述第三直线驱动装置34驱动所述送料架33沿所述送料底板滑轨35复位。

(3)、所述第一检测器46检测到所述单卷上料工位上有中心辊，则向所述控制装置发出数据信号，所述控制装置控制所述第五伺服驱动电机44驱动所述单卷上料工位上的料卷连同所述第一伺服驱动电机41和驱动滚轮42整体沿所述上料工位滑轨45前后移动，以使所述料卷60的外壁与所述刮板43接触；然后所述控制装置控制所述第一伺服驱动电机41驱动所述单卷上料工位上的料卷转动，所述料卷60的卷头被所述刮板刮起；当所述第一检测器46检测到所述卷头时，所述第一检测器46向所述控制装置发送数据信号，所述控制装置控制所述第二伺服驱动电机522驱动所述前道输送辊523转动，以将所述卷头向后输送并与所述卷尾插接；当所述第三检测器检测到卷头和卷尾的重叠长度达到预设长度(例如60cm)，所述第三检测器向所述控制装置发送数据信号，所述控制装置控制所述伺服缝纫机541开始工作，所述伺服缝纫机541在所述伺服驱动模组的驱动下缝纫设定的长度(例如50cm)，然后复位。此后，所述第三伺服驱动电机532驱动所述后道输送辊533无动力转动，卷材由后续生产线驱动向后输送。

根据本发明，还包括设置在所述刮板43后端的拼接工作台51上的第五检测器55，所述第五检测器55用于检测所述刮板43是否将所述卷头刮起。

当所述第五检测器55检测到所述卷头时，则说明所述卷头已经被所述刮板43刮起，所述第五检测器55向所述控制装置发送数据信号，所述控制装置控制所述伺服滑送模组停止滑动精调。

根据本发明，所述第一伺服驱动电机41和驱动滚轮42安装在支撑板47上。所述支撑板47与所述上料工位滑轨45滑动连接，并通过所述第五伺服驱动电机44驱动可沿所述上料工位滑轨45滑动，从而带动所述单卷上料工位上的料卷连同所述第一伺服驱动电机41和驱动滚轮42整体沿所述上料工位滑轨45前后移动。

需要说明的是，所述伺服滑送模组可具有5～10cm的精确度，即可调节5～10cm的范围。采用1mm无级变速。

需要说明的是，所述卷尾的长度通常为60cm～100cm，所述卷头与卷尾的重叠部分长度为40cm～70cm，所述伺服缝纫机541的缝纫长度为30cm～50cm。如此设置，可确保各部分的工序顺利进行，提高了装置的整体控制精度。

需要说明的是，所述前道输送辊523和后道输送辊533的对数可根据实际卷材的性质，输送速度、输送辊的材料等因素灵活设定。所述前道输送辊可以设置为1-5对；所述后道输送辊可以设置1-5对。

本实施例中，采用表面光滑的不锈钢输送辊，因此分别设置3对前道输送辊和后道输送辊。

需要说明的是，所述第一直线驱动装置22、第二直线驱动装置32和第三直线驱动装置34可以为现有技术中可行的装置。例如可以选自气缸、液压缸、电动缸、直线电机、蜗杆中的一种。优选为气缸，例如本实施例中采用台湾亚德客的气缸SI80X225S/250/275/300/350/400S系列。还可以为亚德客的SC型标准气缸系列，德国FESTO费托气缸DNC-125-100-PPV-A系列。

进一步优选地，所述第三直线驱动装置34为无杆气缸(例如台湾亚德客的无杆气缸RMS系列RMS20X200-S)。

如图1所示，根据本发明，所述支撑侧架12的顶部在每一个补料工位处设置中心辊限位座13，所述中心辊限位座13的顶部具有通槽，所述中心辊61的两端分别嵌入所述通槽内，从而被所述中心辊限位座13限位。

优选地，所述驱动滚轮42为包胶滚轮。包胶滚轮提高了驱动滚轮表面的摩擦力，且耐磨性能好，使得放料机构的整体结构稳定性好，使用寿命长。

需要说明的是，所述支撑侧架12上的补料工位，可根据生产需要灵活设定。

通常，所述支撑侧架12上设置有1-20个补料工位，用于存放1-20个料卷，对应地，一侧的所述Y型架的数量为1-20个。

本实施例中，所述支撑侧架12上设置有5个补料工位，用于存放5个料卷，对应地，一侧的所述Y型架的数量为5个。加上所述单卷上料工位上的1个料卷，即总共6个料卷。设定的工序半小时用完一卷料卷，采用一次性上料6个料卷，可确保3个小时的自动化无人上料。当然，可使所述存料架21处于向所述支撑侧架12倾斜的状态，此时所述存料架21上还可存放1-2个料卷，当支撑侧架12的最前端的补料工位上无料卷时，存料架上的料卷自动滚动至最前端的补料工位上，如此设置，可自动输送的料卷数量增多，从而可延长自动化无人上料时间。

根据本发明，所述前道输送辊523和后道输送辊533均由变位齿轮组件驱动，当卷头和卷尾拼接完成后，变位齿轮复位，所述前道输送辊523和后道输送辊533则转变成无动力辊，卷材由后续的生产线驱动送料。

根据本发明，所述控制装置为程序PCL控制装置。控制方框图如图6所示。所述控制装置分别与所述第一直线驱动装置、第二直线驱动装置、第三直线驱动装置、第一伺服驱动电机、第二伺服驱动电机、第三伺服驱动电机、第四伺服驱动电机、第五伺服驱动电机、伺服缝纫机、第一检测器、第二检测器、第三检测器、第四检测器和第五检测器可通信地连接。

所述PLC控制装置可根据实际工序需要设置，可以有多种方式。例如，通过程序设定所述第二直线驱动装置向上顶起所述送料架和Y型架的时间，所述第三直线驱动装置驱动所述送料架和Y型架连同其上的料卷整体向所述单卷上料工位水平等距移动一个工位的时间，所述第二直线驱动装置复位时间，所述第三直线驱动装置复位时间和缝纫时间。本实施例中采用的PLC控制装置为台湾台达的DVP32ES200T台达PLC。

当然，本发明中，所述PLC控制装置还可以采用欧姆龙的可编程PLC，例如CP1H-X40DR-A，CP1H-X40DT-D；或西门子的PLC，例如PLCS7-200smart SR20 ST20 SR30 SR40ST40 SR60；或三菱PLC可编程控制器例如FX3U-16/32/48/64/80/128MR/MT/ES-A FX2N系列。

所述PLC控制装置控制自动输送料卷的一种控制流程如下：

(1)、第四检测器检测到所述存料架21上无料卷，则上料完毕，所述PLC控制装置控制所述单卷上料工位上的料卷转动，卷头被输送至后续生产线；

(2)、当所述第二检测器检测所述卷尾的长度达到预设长度，PLC控制装置控制所述前道输送辊523和后道输送辊533停止转动；

(3)、当所述第一检测器46检测所述单卷上料工位上无中心辊61，所述PLC控制装置控制所述第二直线驱动装置32向上顶起所述送料架33，经过程序设定时间后，PLC控制装置控制所述第三直线驱动装置34水平等距向前移动一个工位；经过程序设定时间后，PLC控制装置控制所述第二直线驱动装置32复位；经过程序设定时间后，PLC控制装置控制所述第三直线驱动装置34复位；

(3)、当所述第一检测器46检测所述单卷上料工位上有中心辊，所述第一伺服驱动电机41驱动所述单卷上料工位上的料卷转动；

(4)、所述第五检测器55检测是否具有卷头；

(5)、若否，则所述PLC控制装置控制所述伺服滑动模组精调所述单卷上料工位上的料卷的前后位置，以使所述刮板43能够准确找到卷头；

(6)、若是，则所述第二伺服驱动电机522驱动所述前道输送辊523转动；所述第二检测器检测卷头和卷尾的重叠长度达到预设长度，所述控制装置控制所述伺服缝纫机541工作预设时间，然后复位；所述第三伺服驱动电机532驱动所述后道输送辊533无动力转动，卷材由后续生产线驱动向后输送。

所述步骤(5)和步骤(6)不分前后顺序。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种料卷自动输送装置，其特征在于，包括支撑主架、送料机构、放料机构、输送机构和控制装置，其中：

所述支撑主架包括支撑底座，及设置在所述支撑底座两侧的支撑侧架，所述支撑侧架上设置若干个补料工位，最后端设置一个单卷上料工位；

所述送料机构包括送料底板、若干个第二直线驱动装置、送料架、第三直线驱动装置、送料底板滑轨，及若干个Y型架；所述送料底板滑轨设置在所述支撑底座上，且沿料卷的输送方向延伸；所述第二直线驱动装置对称设置在所述送料底板上，并可将所述送料架向上顶起或向下复位；所述Y型架固定设置在所述送料架的两侧，且与所述料卷的中心辊的两端对应；一侧的所述Y型架的数量与所述支撑侧架上的料卷数量相同；所述第三直线驱动装置水平设置，一端与所述支撑底座固定，另一端用于推动所述送料底板沿所述送料底板滑轨向所述单卷上料工位水平等距移动一个工位或复位；

所述放料机构包括设置在所述单卷上料工位一侧的第一伺服驱动电机，由所述第一伺服驱动电机驱动的两个驱动滚轮，及用于检测所述单卷上料工位上是否具有中心辊的第一检测器；所述中心辊支撑在两个所述驱动滚轮之间，并通过两个所述驱动滚轮驱动转动；

所述输送机构包括安装在所述支撑主架后端的拼接工作台，安装在所述拼接工作台前端的前道输送机构，后端的后道输送机构，及设置在所述前道输送机构和后道输送机构之间的伺服缝纫机构；其中：

所述前道输送机构包括设置在所述拼接工作台前端两侧的前道支架，由所述前道支架支撑的第二伺服驱动电机和若干对前道输送辊；所述后道输送机构包括设置在所述拼接工作台后端两侧的后道支架，由所述后道支架支撑的第三伺服驱动电机，若干对后道输送辊，用于检测卷尾长度的第二检测器，和用于检测卷头和卷尾重叠长度的第三检测器；

所述伺服缝纫机构包括分别设置在所述拼接工作台两侧的伺服缝纫机和驱动所述缝纫机前后滑动的伺服驱动模组；所述伺服驱动模组包括第四伺服驱动电机和缝纫机滑轨，所述伺服缝纫机可在所述第四伺服驱动电机的作用下沿所述缝纫机滑轨前后移动，以将重叠的卷头和卷尾缝纫连接；

所述第二直线驱动装置、第三直线驱动装置、第一伺服驱动电机、第二伺服驱动电机、第三伺服驱动电机、第四伺服驱动电机、伺服缝纫机、第一检测器、第二检测器和第三检测器分别与所述控制装置可通信地连接；

当所述第二检测器检测到卷尾长度达到预设长度时，所述控制装置控制所述前道输送辊和后道输送辊停止转动，所述卷尾不动；当所述第一检测器检测到所述单卷上料工位上的中心辊被取走后，所述控制装置控制所述送料机构向所述单卷上料工位水平等距移动一个工位以将料卷送入所述单卷上料工位，并复位；当所述第一检测器检测到所述单卷上料工位上的中心辊后，所述第一伺服驱动电机驱动所述单卷上料工位上的料卷转动，以向所述输送机构输送卷头；当所述第三检测器检测到卷头和卷尾重叠长度达到预设长度时，所述控制装置控制所述伺服缝纫机构将重叠的卷头和卷尾缝纫连接。

2.根据权利要求1所述的料卷自动输送装置，其特征在于，所述料卷自动输送装置还包括上料机构；所述上料机构包括存料架、第一直线驱动装置和第四检测器，所述存料架的后端与所述支撑侧架的前端铰接，所述第一直线驱动装置用于将所述存料架的前端向上顶起或向下复位，以使所述存料架被顶起并向所述支撑主架一侧倾斜时，所述存料架上的料卷可在重力的作用下自动进入所述支撑侧架上最前端的补料工位；所述第四检测器用于检测所述存料架上是否放置有料卷；所述第一直线驱动装置、第四检测器分别与所述控制装置可通信地连接；

当需要上料时，通过人工或机械所述存料架上放置料卷，所述第四检测器被触发，并向所述控制装置发送数据信号，所述控制装置控制所述第一直线驱动装置驱动所述存料架的前端向上运行，以使所述存料架向所述送料架一侧倾斜，所述存料架上的料卷可在重力的作用下自动进入所述支撑侧架上最前端的补料工位。所述控制装置记录所述上料机构为上料状态。所述送料机构向前水平等距移动一个工位，并复位；如此重复，直至所述送料架上的补料工位和单卷上料工位上均具有料卷，所述第四检测器检测到所述存料架上无料卷，则控制装置控制上料结束。

3.根据权利要求1所述的料卷自动输送装置，其特征在于，所述卷尾的长度为60cm～150cm，所述卷头与卷尾的重叠部分长度为40cm～70cm，所述伺服缝纫机的缝纫长度为30cm～50cm。

4.根据权利要求1所述的料卷自动输送装置，其特征在于，所述前道输送辊有1-5对；所述后道输送辊有1-5对。

5.根据权利要求1所述的料卷自动输送装置，其特征在于，所述第一直线驱动装置、第二直线驱动装置和第三直线驱动装置选自气缸、液压缸、电动缸、直线电机、蜗杆中的一种。

6.根据权利要求1所述的料卷自动输送装置，其特征在于，所述支撑侧架的顶部在每一个补料工位处设置中心辊限位座，所述中心辊限位座的顶部具有通槽，所述中心辊的两端分别嵌入所述通槽内，从而被所述中心辊限位座限位。

7.根据权利要求1所述的料卷自动输送装置，其特征在于，所述支撑侧架上设置有1-20个补料工位，用于存放1-20个料卷，对应地，一侧的所述Y型架的数量为1-20个。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的料卷自动输送装置，其特征在于，所述放料机构还包括安装在所述单卷上料工位之后的刮板，及安装在所述单卷上料工位一侧的伺服滑送模组；所述刮板用于找到所述单卷上料工位上的料卷的卷头，并将所述卷头刮起；所述伺服滑送模组用于精确调节所述单卷上料工位的前后位置，以使所述刮板能够精确找到所述卷头并将所述卷头刮起；其中：

所述伺服滑送模组包括第五伺服驱动电机及上料工位滑轨；所述第五伺服驱动电机与所述控制装置可通信地连接，可驱动所述单卷上料工位上的料卷连同所述第一伺服驱动电机和驱动滚轮整体沿所述上料工位滑轨前后移动；所述第一伺服驱动电机驱动所述单卷上料工位上的料卷转动，所述卷头经过所述刮板时，被所述刮板刮起，并被输送至所述拼接工作台上。

9.根据权利要求8所述的料卷自动输送装置，其特征在于，还包括设置在所述刮板的后端的拼接工作台上的第五检测器，所述第五检测器用于检测所述刮板是否将所述卷头刮起。

10.一种料卷自动输送方法，其特征在于，采用权利要求1-9中任一项所述的料卷自动输送装置输送料卷，包括如下步骤：

(1)、所述第二检测器检测到卷尾的长度达到预设长度，则向所述控制装置发出数据信号，所述控制装置控制所述第二伺服驱动电机和第三伺服驱动电机停止转动，以使所述前道输送辊和后道输送辊停止转动，所述卷尾不动；

(2)、取走所述单卷上料工位上剩下的中心辊，所述第一检测器检测到所述单卷上料工位上无中心辊，则向所述控制装置发出数据信号，然后所述控制装置控制所述送料机构向所述单卷上料工位水平等距移动一个工位以将料卷送入所述单卷上料工位，再复位；

(3)、所述第一检测器检测到所述单卷上料工位上有中心辊，则向所述控制装置发出数据信号，所述第一伺服驱动电机驱动所述单卷上料工位上的料卷转动以向后输送卷头；当所述第三检测器检测到卷头和卷尾的重叠长度达到预设长度，所述第三伺服驱动电机驱动所述后道输送辊转动，以实现向后续生产线输送卷材。

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