CN111689273A - 一种自动调速的边废收卷装置及模切机 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种自动调速的边废收卷装置，其包括设置于工作台出料侧的支架、设置于支架上的收卷机构、以及用于平衡顶层边废收卷速度和出料速度的控制机构，所述收卷机构包括用于收卷边废的边废收集辊和用于驱动边废收集辊转动的收卷电机，所述控制机构包括转动连接于支架上的导向辊、水平设置于导向辊和边废收集辊之间下方的张紧辊、两端分别转动连接于支架和张紧辊并在竖直平面内摆动的摆臂、以及控制电路，所述导向辊、张紧辊和边废收集辊依次与边废相连，所述边废张紧或舒张以使张紧辊上摆或下摆，所述控制电路基于张紧辊的摆动角度控制控制收卷电机的转速。本申请具有平衡出料速度和顶层边废的收卷速度的效果。

Description

一种自动调速的边废收卷装置及模切机

技术领域

本申请涉及膜料加工的领域，尤其是涉及一种自动调速的边废收卷装置及模切机。

背景技术

目前触控型汽车中控台的使用越发广泛，为了提高中控台的使用寿命和防止屏幕被划伤，人们通常会将车载防爆膜贴合于中控台表面。由于防爆膜的生产需要进行多层材料的贴合、模切和分离，涉及到多道工序的配合，往往需要在不同车间乃至不同工厂分别对防爆膜进行加工，因此防爆膜在进行模切后需要搭载在承载膜上，以避免运送过程中贴合面受到污染。

现有防爆膜通常是由模切机对四层结构的膜材进行模切而成，模切机是一种用于对板材、膜材等材料进行模切、压痕和烫金作业的设备，模切机将背光膜固定在工作台上，工作台上的升降台安装有刀具模组，升降台带动刀具模组上下升降以将各层膜进行模切。上两层的膜材作为顶层膜被模切后形成防爆膜片（顶层膜片）和顶层边废，第三层膜材作为中层膜模切后形成承载膜片（中层膜片）和中层边废，第四层为底膜。在模切机的相关技术中，通常采取出料装置以驱动膜料由进料口向出料口移动，并在出料的过程中使用剥刀将顶层边废与顶层膜片相分离，并使用边废收卷装置收卷顶层边废。

参照图1，顶层边废具有口字型结构，假如发生稳定收卷时，边废收卷装置收卷过程中顶层边废料卷会呈现两边粗中间细的情况。但是模切机作业具有间断性的特点，在刀具模组上下移动的过程中，边废收卷装置和出料装置将会停止运作，此时容易造成连于上收卷装置的顶层边废剧烈抖动而发生扭曲或侧偏，继续收卷后顶层边废的位置可能会向原收卷处的两侧偏移，使得顶层边废料卷的各处半径成不规则变化。但是，由于出料装置匀速转动，出料速度稳定。而上层边废料卷半径的不均匀变化，使得顶层边废的收卷速度不规则变化而与出料速度出现速度差异，将会导致连于剥刀和顶层边废料卷之间的边废过于张紧或过于松弛，可能会造成边废拉断或无法在剥刀处剥离。

发明内容

为了平衡出料速度和顶层边废的收卷速度，本申请提供一种自动调速的边废收卷装置及模切机。

第一方面，本申请提供的一种自动调速的边废收卷装置，采用如下的技术方案：

一种自动调速的边废收卷装置，包括设置于工作台出料侧的支架、设置于支架上的收卷机构、以及用于平衡顶层边废收卷速度和出料速度的控制机构，所述收卷机构包括用于收卷边废的边废收集辊和用于驱动边废收集辊转动的收卷电机，所述控制机构包括转动连接于支架上的导向辊、水平设置于导向辊和边废收集辊之间下方的张紧辊、两端分别转动连接于支架和张紧辊并在竖直平面内摆动的摆臂、以及控制电路，所述导向辊、张紧辊和边废收集辊依次与边废相连，所述边废张紧或舒张以使张紧辊上摆或下摆，所述控制电路基于张紧辊的摆动角度控制控制收卷电机的转速。

通过采用上述技术方案，由于边废在收卷过程中会发生左右抖动而使得收卷处的半径增大或减小。当收卷半径增大时，边废的收卷速度也同步提高。由于出料速度不变，此时边废发生张紧，对张紧辊向上的推力增大，使得张紧辊和摆臂向上摆动，控制电路检测到摆臂的角度增大而控制收卷电机降速，直至边废的收卷速度与底膜的出料速度相平衡。当收卷半径减小时，边废的收卷速度也同步降低。由于出料速度不变，此时边废发生松弛，对张紧辊向上的推力减小，使得张紧辊和摆臂向下摆动，控制电路检测到摆臂的角度减小而控制收卷电机提速，直至边废的收卷速度与底膜的出料速度相平衡。综上，当顶层边废收卷速度变化时，控制机构能够检测到速度变化并控制收卷机构调整收卷速度，以避免边废被拉断或无法在剥刀处剥离。

优选的，所述控制电路包括：

检测模块，包括角度传感器，用于检测摆臂的转动角度，并基于转动角度的大小输出检测信号；

控制执行模块，用于接收检测信号，并基于检测信号的大小控制收卷电机的电枢电流频率。

通过采用上述技术方案，角度传感器检测到摆臂发生转动，向控制执行模块传输检测信号，控制执行模块控制收卷电机降速，直至边废的收卷速度与底膜的出料速度相平衡。

优选的，还包括用于调节边废收集辊水平位置的调位机构，所述边废收集辊与收卷电机的转轴在轴向上滑动连接且在周向上固定连接，且边废收集辊的两端分别与支架之间具有间隙；所述调位机构包括固定于支架上的调位电机、与调位电机的转轴固定连接并同轴转动的螺杆、套设于螺杆上并与螺杆螺纹连接的连接块、以及固定于支架的导向套，所述导向套在螺杆的轴向上与连接块滑动连接且在螺杆的周向上与连接块相固定，所述连接块与边废收集辊转动连接，所述调位电机正转或反转以推动或拉动边废收集辊。

优选的，所述连接块为方块，所述导向套内设有方形凹槽，所述连接块与方形凹槽的形状相适配。

优选的，所述调位机构还包括限位挡板，所述限位挡板分别位于边废收集辊和剥刀之间的边废两侧，所述限位挡板之间的距离与边废的宽度相适配。

通过采用上述技术方案，调位电机按照一定频率依次发生正转和反转，以使得连接块推动或拉动边废收集辊沿收卷电机的转轴发生往复滑移。由于限位挡板对边废产生限位作用，因此边废在边废收集辊的绕接处相对于边废收集辊发生左右移动，从而使得边废能够均匀地缠绕在边废收集辊上，提高边废收集辊的空间利用率。

优选的，所述收卷电机所在的支架与边废收集辊的距离大于等于顶层边废的宽度，所述边废收集辊的长度大于等于边废的两倍宽度。

通过采用上述技术方案，由于顶层边废呈现连续的口字型结构，当缠绕在边废收集辊上时，两侧的收卷半径增长快，中部的收卷半径增长慢，当连接块推动边废收集辊移动时，顶层边废两侧连续的部分将发生偏移并缠绕在中间的口形缺口部和顶层边废的外侧，使得边废收集辊各处的收卷半径均匀增长。由于边废收集辊的长度大于等于边废的两倍宽度，边废一侧的连续部分能够逐渐偏移到另一侧的连续部分，从而充分利用中部的口形缺口部对应的空间。

优选的，所述调位电机为步进电机。

通过采用上述技术方案，步进电机具有转动角度较为精确和容易控制的优点。

第二方面，本申请提供一种模切机，采用如下的技术方案：

一种模切机，包括上述的自动调速的边废收卷装置。

通过采用上述技术方案，升降台带动刀具模组反复朝向工作台冲切，出料装置拉动膜料朝向出料口运动。顶层边废依次绕过导向辊的顶部和张紧辊的底部，直至连于边废收集辊。限位挡板位于张紧辊和边废收集辊之间，并阻止边废发生侧向偏移。收卷电机驱动边废收集辊转动，边废收集辊将顶层边废收集成卷。调位电机按照一定频率依次发生正转和反转，以使得连接块推动或拉动边废收集辊沿收卷电机的转轴发生往复滑移。由于限位挡板对边废产生限位作用，因此边废在边废收集辊的绕接处相对于边废收集辊发生左右移动，从而使得边废能够均匀地缠绕在边废收集辊上。随着顶层边废料卷半径的增大，边废收集辊对边废的收卷速度也同步提高。由于出料速度不变，边废发生张紧，对张紧辊向上的推力增大，使得张紧辊和摆臂发生转动，角度传感器检测到摆臂发生转动，向控制执行模块传输检测信号，控制执行模块控制收卷电机降速，直至边废的收卷速度与底膜的出料速度相平衡，以避免边废被拉断或无法在剥刀处剥离。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.能够检测到速度变化并控制收卷机构调整收卷速度，以避免边废被拉断或无法在剥刀处剥离；

2.使得边废能够均匀地缠绕在边废收集辊上，提高边废收集辊的空间利用率。

附图说明

图1是本申请实施例中一种能够自动调节边废收卷速度的模切机的整体示意图；

图2是本申请实施例中一种能够自动调节边废收卷速度的模切机的局部示意图；

图3是本申请实施例中一种能够自动调节边废收卷速度的模切机的部分爆炸图。

附图标记说明：

1、边废收卷装置；

11、支架；111、支撑立杆；112、第一横梁；113、第二横梁；

12、收卷机构；121、边废收集辊；122、收卷电机；123、间隙；

13、控制机构；131、导向辊；132、张紧辊；133、摆臂；134、控制电路；

14、调位机构；141、调位电机；142、螺杆；143、连接块；144、导向套；145、限位挡板；

2、工作台；3、升降台；31、升降柱；4、出料装置；5、膜料卷；6、顶层边废；7、剥刀。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种能够自动调节边废收卷速度的模切机，参照图1，其包括供膜料通过的工作台2、设置于工作台2上方的朝向工作台2反复冲切的升降台3、设置于工作台2出料侧上方用于收卷顶层边废6的边废收卷装置1、以及设置于工作台2出料侧下方用于拉动膜料向出料口移动的出料装置4。

参照图1，模切机在进料口前设置有膜料卷5，该膜料卷5可以通过主动放料的方法为模切机进行供料，也可以通过被动放料的方法为模切机进行供料。若为被动放料的供料形式，则可以通过以下形式来实现：将该膜料卷5设置于一支撑架上的转轴上，膜料卷5与该转轴转动连接，依靠出料装置4对膜料的拉力来实现放料。若为主动放料的供料形式，则可以通过以下形式来实现：将该膜料卷5设置于一支撑架的转轴上，该转轴由电机驱动，膜料卷5与该转轴固定连接，依靠电机控制该膜料卷5的转动实现放料。若使用主动放料的方法，能够降低膜料上的张力，减轻模切机上出料装置4的负荷。但凡采用其他的方式实现膜料卷5放料的方式均可，在本实施例中选用被动放料的供料形式。

参考图1，工作台2上的升降台3呈方块状设置，其四角的底部分别通过升降柱31与工作台2相连，工作台2内部设置有用于驱动升降柱31升降的气缸（图上未示出）。升降台3朝向工作台2的底部设置有刀具模组（图上未示出），刀具模组上的刀具呈框形设置。在升降台3朝向膜料运动时，刀具模组将会冲切在膜料上，将顶层膜料裁切为顶层膜片和顶层边废6。

参照图2和图3，边废收卷装置1包括设置于工作台2出料侧的支架11、设置于支架11上的收卷机构12、用于平衡顶层边废6收卷速度和出料速度的控制机构13、以及用于调节边废收集辊121水平位置的调位机构14。

支架11共有两个，且在工作台2出料侧相对设置，每个支架11包括相对设置的两个支撑立杆111和设置于两个支撑立杆111之间的第一横梁112和第二横梁113，第一横梁112和第二横梁113的两端分别与支撑立杆111固定相连，且第一横梁112的高度高于第二横梁113。

收卷机构12包括设置于两个支架11之间的边废收集辊121、以及用于驱动边废收集辊121转动的收卷电机122，收卷电机122的转轴穿过第一横梁112并朝向另一支架11。边废收集辊121的两端分别与支架11具有间隙123，其中一端套设于收卷电机122的转轴上，边废收集辊121与收卷电机122的转轴在轴向上滑动连接且在周向上固定连接。收卷电机122所在支架11与边废收集辊121之间的间隙123宽度大于等于顶层边废6的宽度，边废收集辊121的长度大于等于顶层边废6的两倍宽度，在本实施例中，收卷电机122所在支架11与边废收集辊121之间的间隙123宽度等于顶层边废6的宽度，边废收集辊121的长度等于顶层边废6的五倍宽度。收卷电机122固定安装于一支架11上的第一横梁112背离边废收集辊121的一侧，且转轴与边废收集辊121的辊轴同轴连接。

控制机构13包括转动连接于支架11上的导向辊131、水平设置于导向辊131和边废收集辊121之间下方的张紧辊132、两端分别转动连接于支架11和张紧辊132的摆臂133、以及控制电路134，导向辊131水平设置于两支架11之间，且两端分别与两支架11上的第二横梁113转动连接，在本实施例中导向辊131与第二横梁113通过轴承连接。摆臂133的一端通过转轴（图上未标出）与第二横梁113转动连接，并围绕转轴在竖直平面上摆动。张紧辊132设置于摆臂133远离转轴的一端，并与张紧辊132转动连接。顶层边废6自被剥刀7剥离后，向上延伸到导向辊131并抵接于导向辊131的上半侧，张紧辊132抵接于顶层边废6背离导向辊131的一侧并将顶层边废6朝向边废收集辊121的一侧推动，从而达到张紧的效果。在边废收集辊121收卷过程中，由于顶层边废6抖动的关系，顶层边废6料卷各处的半径会发生不均匀增加，而顶层边废6的收卷速度正比于边废连于顶层边废6料卷处的半径，因此在该连接处的半径增大时，顶层边废6的收卷速度加快，将会导致剥刀7与边废收集辊121之间的边废张紧，此时张紧辊132所受重力小于顶层边废6向上的推力，从而带动摆臂133向上转动，此时摆臂133与竖直平面的夹角增大；当该连接处的半径减小时，顶层边废6的收卷速度降低，将会导致剥刀7与边废收集辊121之间的边废松弛，此时张紧辊132所受重力大于顶层边废6向上的推力，而带动摆臂133向下转动，此时摆臂133与竖直平面的夹角减小。

控制电路134包括用于检测摆臂133转动角度的控制模块、以及用于控制收卷电机122转速的控制执行模块。检测模块为设置于支架11上的角度传感器，用于检测摆臂133的转动角度，基于摆臂133转动角度的大小输出检测信号。控制执行模块与检测模块电性相连，用于接收检测信号，并基于检测信号的大小控制收卷电机122的电枢电流频率，从而控制收卷电机122的转速。通过对控制执行模块内各元件参数的调控，以使得顶层边废6缠绕上边废收集辊121的速度与出料速度相适配，从而使得张紧辊132在重力和向上推力的作用下相对平衡。本领域技术人员可以理解，但凡是能够基于摆臂133转动角度大小以控制收卷电机122的转速与出料速度相适配的控制电路134均可，而不局限于某一种电路。

继续参照图2和图3，调位机构14包括固定于支架11上的调位电机141、由调位电机141驱动转动的螺杆142、套设于螺杆142上并与螺杆142螺纹连接的连接块143、固定于支架11的导向套144、以及用于限制顶层边废6发生侧向移动的限位挡板145。限位挡板145共有两块，分别位于边废收集辊121和剥刀7之间的顶层边废6两侧，并分别固定安装于两支架11的第一横梁112上。两块限位挡板145之间的宽度大于或等于顶层边废6的宽度，在本实施例中，限位挡板145之间的距离与顶层边废6的宽度相适配，当顶层边废6发生抖动而产生侧向偏移的趋势时，限位挡板145阻碍顶层边废6发生侧偏。

调位电机141位于与收卷电机122所在支架11的相对支架11上的第一横梁112，且位于该第一横梁112背离收卷电机122的一侧，在本实施例中，调位电机141为步进电机。调位电机141的转轴穿过第一横梁112并与螺杆142同轴连接，并带动螺杆142同步转动。导向套144在螺杆142的轴向上与连接块143滑动连接且在螺杆142的周向上与连接块143相固定。在本实施例中，连接块143为方块，内部设置有与螺杆142相适配的螺纹孔。导向套144为圆柱形套筒，一端固定连接于第一横梁112，另一端开设有方形凹槽，且方形凹槽的形状与连接块143相适配。连接块143设置于导向套144内并与导向套144滑动连接，且连接块143背离第一横梁112的一端与边废收集辊121相连并转动连接。当电机发生转动时，螺杆142同步转动，由于连接块143在周向上被导向套144限制转动，因此在螺杆142的作用下连接块143在导向套144发生滑动，从而推动或拉动边废收集辊121。

本申请实施例一种模切机的实施原理为：

当模切机启动时，升降台3带动刀具模组反复朝向工作台2冲切，出料装置4拉动膜料朝向出料口运动。顶层边废6依次绕过导向辊131的顶部和张紧辊132的底部，直至连于边废收集辊121。限位挡板145位于张紧辊132和边废收集辊121之间，并阻止顶层边废6发生侧向偏移。收卷电机122驱动边废收集辊121转动，边废收集辊121将顶层边废6收集成卷。调位电机141按照一定频率依次发生正转和反转，以使得连接块143推动或拉动边废收集辊121沿收卷电机122的转轴发生往复滑移。由于限位挡板145对顶层边废6产生限位作用，因此顶层边废6在边废收集辊121的绕接处相对于边废收集辊121发生左右移动，从而使得顶层边废6能够均匀地缠绕在边废收集辊121上。随着顶层边废6料卷半径的增大，边废收集辊121对顶层边废6的收卷速度也同步提高。由于出料速度不变，顶层边废6发生张紧，对张紧辊132向上的推力增大，使得张紧辊132和摆臂133发生转动，角度传感器检测到摆臂133发生转动，向控制执行模块传输检测信号，控制执行模块控制收卷电机122降速，直至顶层边废6的收卷速度与底膜的出料速度相平衡。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种自动调速的边废收卷装置，其特征在于，包括设置于工作台(2)出料侧的支架(11)、设置于支架(11)上的收卷机构(12)、以及用于平衡顶层边废(6)收卷速度和出料速度的控制机构(13)，所述收卷机构(12)包括用于收卷顶层边废(6)的边废收集辊(121)和用于驱动边废收集辊(121)转动的收卷电机(122)，所述控制机构(13)包括转动连接于支架(11)上的导向辊(131)、水平设置于导向辊(131)和边废收集辊(121)之间下方的张紧辊(132)、两端分别转动连接于支架(11)和张紧辊(132)并在竖直平面内摆动的摆臂(133)、以及控制电路(134)，所述导向辊(131)、张紧辊(132)和边废收集辊(121)依次与顶层边废(6)相连，所述顶层边废(6)张紧或舒张以使张紧辊(132)上摆或下摆，所述控制电路(134)基于张紧辊(132)的摆动角度控制控制收卷电机(122)的转速。

2.根据权利要求1所述的自动调速的边废收卷装置，其特征在于，所述控制电路(134)包括：

检测模块，包括角度传感器，用于检测摆臂(133)的转动角度，并基于转动角度的大小输出检测信号；

控制执行模块，用于接收检测信号，并基于检测信号的大小控制收卷电机(122)的电枢电流频率。

3.根据权利要求1所述的自动调速的边废收卷装置，其特征在于，还包括用于调节边废收集辊(121)水平位置的调位机构(14)，所述边废收集辊(121)与收卷电机(122)的转轴在轴向上滑动连接且在周向上固定连接，且边废收集辊(121)的两端分别与支架(11)具有间隙(123)；所述调位机构(14)包括固定于支架(11)上的调位电机(141)、与调位电机(141)的转轴固定连接并同轴转动的螺杆(142)、套设于螺杆(142)上并与螺杆(142)螺纹连接的连接块(143)、以及固定于支架(11)的导向套(144)，所述导向套(144)在螺杆(142)的轴向上与连接块(143)滑动连接且在螺杆(142)的周向上与连接块(143)相固定，所述连接块(143)与边废收集辊(121)转动连接，所述调位电机(141)正转或反转以推动或拉动边废收集辊(121)。

4.根据权利要求3所述的自动调速的边废收卷装置，其特征在于，所述连接块(143)为方块，所述导向套(144)内设有方形凹槽，所述连接块(143)与方形凹槽的形状相适配。

5.根据权利要求3所述的自动调速的边废收卷装置，其特征在于，所述调位机构(14)还包括限位挡板(145)，所述限位挡板(145)分别位于边废收集辊(121)和剥刀(7)之间的顶层边废(6)两侧，所述限位挡板(145)之间的距离与顶层边废(6)的宽度相适配。

6.根据权利要求3所述的自动调速的边废收卷装置，其特征在于，所述收卷电机(122)所在的支架(11)与边废收集辊(121)的距离大于等于顶层边废(6)的宽度，所述边废收集辊(121)的长度大于等于顶层边废(6)的两倍宽度。

7.根据权利要求3所述的自动调速的边废收卷装置，其特征在于，所述调位电机(141)为步进电机。

8.一种模切机，特征在于，包括如权利要求1~7任意一项所述的自动调速的边废收卷装置(1)。

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