CN114104800A - 一种带材收卷机器人 - Google Patents

Abstract

一种带材收卷机器人，属于包装带领域，包括智能控制器、引带机构、张力机构、排线机构、卷绕机构、覆膜机构、卸卷翻转机构、上纸芯机构和冷切机构。引带机构把带材引到收卷机构，接收打包带；张力机构调节收卷张力；排线机构排整齐打包带，使收卷两个端面平整，避免打包带弯曲；卷绕机构对打包带进行圆周收卷，卷绕机构的底部设置有重力传感器；卷绕后利用冷切机构切断打包带；覆膜机构将切断的打包带进行圆周覆膜，避免散卷，无需人工打包；能平稳地将卷装打包带转运到传输机构。多台收卷机器人联机时左右并列，连成一条连续出料传送线，联机响应时候，传送线通过算法程序可以智能避开卸卷动作与正在线上传输的卷产生碰撞，智能自动化程度高。

Description

一种带材收卷机器人

技术领域

本发明涉及一种带材收卷机器人，属于包装带领域。

背景技术

包装带，又称打包带、捆扎带，由聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯等塑料制成长而扁的条状。为了方便运输和使用，打包带通常以卷装出售，这就需要用到收卷机。现有技术中的收卷机具有以下缺点。

一、现有技术中的收卷机从卷绕第一匝开始，到卷绕完最后一匝并切断结束，缺少自动包装环节。

包装环节是指，卷绕完最后一匝并切断后，卷装打包带有一端游离，俗称线头，需要工人用绳捆绑或用胶纸封住，否则卷装打包带在储运过程中会逐渐自动放卷。

二、现有技术中收卷机虽有传输环节，但有待改进，传输环节是指，卷制完成后，由传输机运走。现有技术中收卷机的自动传输动作是，卷绕完最后一匝并切断后，释放卷装打包带，让卷装打包带依靠重力滚动到传输机上，滚动方向与卷绕方向相同，这样做存在以下缺点：

1）、卷装打包带存在游离端，滚动震动大，可能会使包装带在一定程度上放卷。

2）、如果传输机的传递方向与滚动方向相同，多台收卷机联机后如图1所示，从挤出机生产出的多条包装带从同一个方向传来（图1中右上角），分配到每一台收卷机中收卷，传输机设置在多台收卷机的下方。卷装打包带滚到传输机上容易互相碰撞，容易导致卷装打包带放卷。

3）、如果传输机的传递方向与滚动方向垂直，如图2所示，卷装打包带制作完成后滚动到收卷机侧面的传输机上后停止滚动，被传输机带走。多台收卷机联机后如图3所示，挤出机生产出的多条包装带从同一个方向传来（如图3右侧），分配到每一台收卷机中收卷。传输机的方向限制了多台收卷机只能前后排列，使得部分收卷机与挤出机的出料方向存在较大角度偏差，极容易导致包装带发生扭转，影响卷装打包带的质量。

三、现有技术中收卷机切断打包带的方式为热熔切断，热熔切断会造成打包带切口处熔融膨胀并轻度流动，冷却后切口处的截面积大于打包带其余地方，应用于自动打包机时需要额外剪一下带头（打包带的游离端）才能塞入自动打包机。

四、现有技术中收卷机缺少自动上纸芯环节，需要人工在气胀轴上套上纸芯。

五、现有技术中收卷机通过计米器测量打包带长度判断卷绕终点，然而打包带和计米器之间有可能出现打滑，计米器测量打包带长度存在一定偏差。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种带材收卷机器人，补充、改进全自动打包的各个环节。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种带材收卷机器人，其机架包括机构面板和设置在所述机构面板后方的机箱，所述机架上按带材的行进顺序依次设置有引带机构、张力机构、排线机构和卷绕机构，所述机箱的下方设置有传输方向与所述带材来源方向平行的传输机构，所述卷绕机构的底部设置有重力传感器，所述卷绕机构周围分布有用于在带材表面贴膜的覆膜机构，将卷装打包带翻转并平放在所述传输机构上的卸卷翻转机构，用于自动更换纸芯的上纸芯机构和用于切断带材的冷切机构，所述带材收卷机器人还包括用于协调各部件动作的智能控制器。

本申请提供的带材收卷机器人利用覆膜机构为卷装打包带覆膜，避免卷装打包带自动放卷，卸卷翻转机构能够将卷装打包带平稳转运到传输机构上。

进一步地，所述引带机构设置在所述机构面板上，所述引带机构包括横杆、设置在所述横杆顶面的多个竖直导辊以及设置在所述横杆两侧的横向导辊，所述横向导辊高于所述横杆。

进一步地，所述张力机构包括摆臂、设置在所述摆臂末端的张紧轮以及设置在所述张紧轮周向表面的压带轮，带材从所述张紧轮和所述压带轮之间通过，所述摆臂连接有角度传感器，所述角度传感器与所述智能控制器信号连接。

进一步地，所述排线机构设置在所述卷绕机构的一侧，所述排线机构包括横移装置、挂载在所述横移装置上的前后移动装置和连接在所述前后移动装置上的连接板，所述连接板上设置有排线器和压辊，所述压辊位于所述排线器下方，所述排线器的输出口竖直向下，所述排线器的输出口与收卷轴线在同一水平面上，所述横移装置和前后移动装置设置在所述机箱内。

进一步地，所述卷绕机构包括气胀轴和驱动所述气胀轴运动的卷绕驱动组件，所述卷绕驱动组件设置在所述机箱内，所述机构面板上设置有供所述气胀轴出入所述机箱的气胀轴让位孔，所述卷绕驱动组件包括第一推出装置和搭载在所述第一推出装置上的卷绕电机，所述卷绕电机与所述气胀轴传动连接，所述第一推出装置包括安装框、设置在所述安装框上的前后滑轨、设置在所述安装框上的前后气缸和与所述前后气缸的输出端连接的平台，所述平台与所述前后滑轨滑动连接，所述卷绕电机设置在所述平台上，所述重力传感器设置在所述第一推出装置的底部。一般带材收卷机器人通过计算长度决定终止卷制，本申请的带材收卷机器人能够通过称重修正计米器的偏差。

进一步地，所述冷切机构设置在所述排线机构下方，所述冷切机构包括设置在所述机箱内的第二推出装置和搭载在所述第二推出装置上的切带刀、拨杆组件，所述切带刀包括设置在所述第二推出装置上的第三推出装置和搭载在所述第三推出装置上的刀垫、刀具，所述刀具对准所述刀垫，所述机构面板上开设有供所述刀垫和刀具进出所述机箱的切带刀让位孔；所述拨杆组件包括步进电机、与所述步进电机的输出端连接的连接杆以及与所述连接杆垂直连接的拨杆，所述机构面板上开设有供所述拨杆进出所述机箱及拨动的拨杆槽。

进一步地，所述覆膜机构设置在所述卷绕机构上方，所述覆膜机构包括第一下压气缸和第二下压气缸，所述第一下压气缸的输出端连接有第一安装板，所述第一安装板上设置有膜卷座和可自由转动的第一压膜辊，所述第二下压气缸的输出端连接有第二安装板，所述第二安装板上设置有切膜刀和可自由转动的第二压膜辊。

进一步地，所述上纸芯机构设置在所述卷绕机构的一侧，所述上纸芯机构包括纸芯横送装置和用于放置纸芯的纸芯推送装置，所述机构面板上设置有对准所述纸芯推送装置的纸芯通孔，所述纸芯横送装置上设置有夹爪和在所述夹爪夹取纸芯时用于定位的纸芯限位器，所述纸芯横送装置承载所述夹爪和纸芯限位器在所述纸芯通孔和所述卷绕机构之间运动。

进一步地，所述机构面板在所述卷绕机构的下方开设有连通至所述传输机构的转运孔，所述卸卷翻转机构设置在所述转运孔前，所述卸卷翻转机构包括L型翻板和用于将所述卷绕机构上的卷装打包带运送至所述L型翻板的升降装置，所述L型翻板包括相连接的短板和长板，所述短板上连接有翻动轴，所述L型翻板受驱动绕所述翻动轴旋转使所述长板摆向所述传输机构，所述升降装置包括设置在所述转运孔两侧的升降导轨和沿所述升降导轨运动的升降板，所述升降板上设置有两根承托管。卷制完并覆膜后，升降装置将卷装打包带运送至短板上，然后L型翻板向后翻动，卷装包装带靠在长板上，最终转移到传输机构上。

进一步地，所述传输机构为滚筒传输机，所述传输机构的起始端设置有用于识别障碍物的监测电眼，所述监测电眼与所述智能控制器信号连接。

本发明的有益效果是：本发明的带材收卷机器人利用引带机构接收传来的打包带，通过张力机构连续反馈传来的打包带是否卡顿，以调节收卷张力使收卷保持均匀收卷，排线机构将打包带在卷绕机构上排整齐，上纸芯机构能自动更换纸芯，卷绕完成后利用冷切机构切断打包带，切断后利用覆膜机构在卷制好的打包带表面包覆上塑料膜，无需人工打包，卸卷翻转机构能平稳地将卷装打包带转运到传输机构上，减少震动，且使传输机构的传输方向能够与带材来源方向平行，避免带材扭转，多台带材收卷机器人联机时可以左右并列，机架下的传输机构可以连成一条连续的出料传送线，自动化程度高。

本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1是现有技术中传输机的传递方向与带材收卷机器人的卷绕方向相同情况下多台带材收卷机器人联机后的出料状态示意图。

图2是现有技术中传输机的传递方向与带材收卷机器人的卷绕方向垂直的带材收卷机器人的立体图。

图3是现有技术中传输机的传递方向与带材收卷机器人的卷绕方向垂直情况下多台带材收卷机器人联机后的出料状态俯视图。

图4是本申请实施例提供的一种带材收卷机器人的立体示意图之一。

图5是图4中A处的局部放大图。

图6是本申请实施例提供的一种带材收卷机器人拆除部分机架后的立体示意图之一。

图7是图6中B处的局部放大图。

图8是本申请实施例提供的一种带材收卷机器人除部分机架后的立体示意图之二。

图9是图8中C处的局部放大图。

图10是图4中E处的局部放大图。

图11是图4中D处的局部放大图。

图12是本申请实施例提供的一种带材收卷机器人的立体示意图之二。

附图标记：11、机构面板；111、转运孔；112、拨杆槽；113、切带刀让位孔；114、纸芯通孔；119、定滑轮；12、机箱；17、传输机构；2、引带机构；21、竖直导辊；22、横向导辊； 31、气胀轴；32、卷绕电机；33、安装框；331、重力传感器；34、前后滑轨；35、前后气缸；36、平台；41、第二推出装置；42、刀垫；43、刀具；44、第三推出装置；45、步进电机；46、连接杆；47、拨杆；51、第一下压气缸；52、第二下压气缸；53、第一安装板；54、膜卷座；55、第一压膜辊；56、第二安装板；57、切膜刀；58、第二压膜辊；62、短板；621、翻动轴；63、长板；64、升降导轨；65、升降板；651、承托管；71、横移装置；72、前后移动装置；73、连接板；74、排线器；75、压辊；81、纸芯推送装置；82、纸芯横送装置；83、夹爪；84、纸芯限位器；91、摆臂；92、张紧轮。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。

参照图4，一种带材收卷机器人，其机架包括机构面板11和设置在机构面板11后方的机箱12，机架上按带材的行进顺序依次设置有引带机构2、张力机构、排线机构和卷绕机构，机箱12的下方设置有传输方向与带材来源方向平行的传输机构17，卷绕机构的底部设置有重力传感器331，卷绕机构周围分布有用于在带材表面贴膜的覆膜机构，将卷装打包带翻转并平放在传输机构17上的卸卷翻转机构，用于自动更换纸芯的上纸芯机构和用于切断带材的冷切机构，带材收卷机器人还包括用于协调各部件动作的智能控制器。

本申请实施例的带材收卷机器人利用引带机构2接收传来的打包带，通过张力机构反馈传来的打包带是否卡顿，排线机构将打包带在卷绕机构上排整齐，上纸芯机构能自动更换纸芯，卷绕完成后利用冷切机构切断打包带，切断后利用覆膜机构在卷制好的打包带表面包覆上塑料膜，无需人工打包，卸卷翻转机构能平稳地将卷装打包带转运到传输机构17上，减少震动，且使传输机构17的传输方向能够与带材来源方向平行，避免带材扭转，多台带材收卷机器人联机时可以左右并列，机架下的传输机构可以连成一条连续的出料传送线，自动化程度高，实现智能收卷。

机架包括机构面板11、设置在机构面板11后方的机箱12以及设置在机箱12下方的传输机构17，卷绕机构包括气胀轴31和驱动气胀轴31运动的卷绕驱动组件。引带机构2、张力机构、气胀轴31和覆膜机构设置在机构面板11上，卷绕驱动组件设置在机箱12内。各部分零件设置在合理的位置，各个机构的工作部分凸出机构面板11，方便观察运行情况；驱动部分设在机箱12内，避免被带材缠绕，传输机构17不增加卷绕机的占地面积，直接将多台卷绕机左右紧靠并列就能联机，无需额外增设传送带。

如图4所示，机构面板11上设置有两种引带机构2，包括两个现有技术中的引带机构2和改进后的引带机构2如图4中D处所示。现有技术中的引带机构2仅具有横杆，多台收卷机联机器人时，靠近包装带挤出机的带材收卷机器人的引带机构2上承托多条包装带，容易互相摩擦。改进后的引带机构2具体参照图11，引带机构2包括横杆、设置在横杆顶面的多个竖直导辊21以及设置在横杆两侧的横向导辊22，横向导辊22高于横杆。横杆不再用于直接承托打包带，而是用于安装竖直导辊21和横向导辊22，横向导辊22用于承托打包带，竖直导辊21用于分隔多条打包带，使每条打包带位于相邻的竖直导辊21之间，竖直导辊21和横向导辊22对打包带的摩擦都是滚动摩擦，减少打包带损伤。附图中为便于对比，在一台带材收卷机器人上用了两种引带机构2，实际应用中可全部用上改进后的引带机构2。

现有技术中的张力机构为到位开关，属于非连续式调节。本申请实施例改进后的张力机构包括摆臂91、设置在摆臂91末端的张紧轮92以及设置在张紧轮92周向表面的压带轮，带材从张紧轮92和压带轮之间通过，压带轮用于避免打包带跳出张紧轮92，摆臂91连接有角度传感器，角度传感器与智能控制器信号连接。通过监测摆臂91的角度调节卷轴机构的转速。摆臂91的角度越大（对应图4中摆臂向图示右下方向运动），说明传来的包装带速度越慢，角度传感器发送信号给智能控制器，智能控制器调节卷绕机构旋转减慢。例如，当摆臂91转过10°时，使卷绕机构转速衰减为90%；当摆臂91转过25°时，使卷绕机构转速衰减为40%；当摆臂91转过80°时，使卷绕机构转速衰减为0%，中间逐渐过渡，由此实现连续式智能调节。

参照图7（图7中为了展示清楚结构，忽略了上纸芯机构）和图10，排线机构设置在卷绕机构的一侧，排线机构包括横移装置71、挂载在横移装置71上的前后移动装置72和连接在前后移动装置72上的连接板73，连接板73上设置有排线器74和压辊75，压辊75位于排线器74下方，排线器74的输出口竖直向下，排线器74的输出口与收卷轴线在同一水平面上，横移装置71和前后移动装置72设置在机箱12内。横移装置71具体是由伺服电机和丝杠构成，前后移动装置72与丝杠滑动连接。排线器74单个零件为现有技术，用于在卷绕时使打包带在卷绕机构上有序排列，使卷装打包带具有多层，每层具有并排的多匝，本申请实施例对其位置和角度进行了改造。现有技术中排线器排得不够整齐，经上述改进后，提前输入打包带的厚度和宽度，智能控制器记录卷绕机构转的圈数，根据圈数调节前后移动装置72前后运动排好包装带，且根据圈数调节横移装置71，时压辊75总是压住卷绕机构上已卷绕的打包带，排线器74总是与卷绕机构上已卷绕的打包带相切。这样卷绕出的打包带更加整齐，卷装打包带的侧面更加平整。

参照图4和图8，机构面板11在气胀轴31的下方开设有连通至传输机构17的转运孔111，卸卷翻转机构设置在转运孔111前（除非另外注明，否则“前”“后”“左”“右”均是针对人正对机构面板11而言），卸卷翻转机构包括L型翻板和用于将气胀轴31上的卷装打包带运送至L型翻板的升降装置，L型翻板包括相连接的短板62和长板63，短板62上连接有翻动轴621，翻动轴621连接有翻动电机，L型翻板受驱动绕翻动轴621旋转使长板63摆向传输机构17。卷绕机构释放卷制好并已经覆膜的卷装打包带时，升降装置升起托住卷装打包带，然后升降装置缓缓下降，将卷装打包带放在短板62上，翻动电机驱动L型翻板旋转，卷装打包带靠在长板63上，长板63继续倾斜将卷装打包带放在传输机构17上。分两种情况：一、传输机构17为滚筒传输机，滚筒传输机卸下其中一根滚筒，L型翻板向后翻转90°或以上，长板63从缺失滚筒的位置穿过至低于滚筒，卷装打包带与滚筒接触并被滚筒带走，然后L型翻板复位。二、传输机构17为传送带，L型翻板在设置时偏离转运孔111的中央，当翻动电机驱动L型翻板旋转使卷装打包带靠在长板63上时，卷装打包带的重心不与长板63重合，长板63倾斜到一定程度后，卷装打包带因中心不稳向一侧倾倒，一侧落在传送带上，传送带拖动卷装打包带的一侧将整个卷装打包带拖到传送带上，L型翻板复位。优选采用第一种形式，能够减少震动。对于第一种形式，还可以做一种变型，将L型翻板做得足够窄，能够从相邻滚筒之间通过，无需卸下任何滚筒，配置两个L型翻板，卷装打包带由两个较窄的L型翻板承托，能达相近的效果。

升降装置包括设置在转运孔111两侧的升降导轨64和沿升降导轨64运动的升降板65，升降板65上设置有两根承托管651，当升降板65未升起时，短板62位于两根承托管651中间。覆膜机构覆膜后，升降板65受驱动沿升降导轨64向上运动，直至两根承托管651托住卷装打包带，然后卷绕机构释放卷装打包带，升降板65受驱动向下运动，短板62与卷装打包带的最低点接触，从承托管651接过卷装打包带。升降板65的驱动形式可以是链条、无杆气缸等。

优选地，传输机构17的起始端设置有用于识别障碍物的监测电眼，监测电眼与智能控制器信号连接。多台带材收卷机器人联机时，传输机构17连成一条传输线，当本机正在卸卷且上游带材收卷机器人正好传来打包好的卷装打包带时，该卷装打包带被监测电眼识别，发送避让信号给本机的智能控制器，智能控制器控制本机的卸卷翻转机构动作至升降装置下降为止，暂不执行翻转动作，待本机的传输机构继续运行一段时间（例如6秒）才执行翻转动作，也可以在传输机构17的末端也加装电眼，用于判断上游传来的卷装打包带是否已经移出本机。卷绕一卷打包带需要数分钟，而避让只需数秒，因此避让的等待时间不会打乱带材收卷机器人的生产节拍，能够智能地避免同一传输线上的卷装打包带互相碰撞。

参照图6和图7，机构面板11上设置有供气胀轴31出入机箱12的气胀轴让位孔，卷绕驱动组件包括第一推出装置和搭载在第一推出装置上的卷绕电机32，卷绕电机32与气胀轴31传动连接。卷制完后，气胀轴31径向收缩，第一推出装置带动气胀轴31和卷绕电机32向后缩，气胀轴31完全缩入机箱12中，卷制完的打包带外径大于气胀轴让位孔，无法跟随气胀轴31缩进并脱落。

具体地，第一推出装置包括安装框33、设置在安装框33上的前后滑轨34、设置在安装框33上的前后气缸35和与前后气缸35的输出端连接的平台36，平台36与前后滑轨34滑动连接，卷绕电机32设置在平台36上。通过前后气缸35拉动平台36沿前后滑轨34在安装框33上前后滑动。

优选地，第一推出装置的底部设置有重力传感器331，一般带材收卷机器人通过计米器计算已绕包装带的长度，但计米器存在一定偏差，本申请实施例可以通过重力传感器331称重，计算卷绕机构卷绕前和卷绕后的重量差，修正计米器的偏差。优选地，多台带材收卷机器人联机时，传输机构17连成一条传输线，传输线的终点设置有总磅，总磅与每台带材收卷机器人的智能控制器信号连接，总磅将称量信息反馈给带材收卷机器人的智能控制器，智能控制器修正称重传感器的准确性。

参照图8和图9，冷切机构包括设置在机箱12内的第二推出装置41和搭载在第二推出装置41上的切带刀、拨杆组件，切带刀包括设置在第二推出装置41上的第三推出装置44和搭载在第三推出装置44上的刀垫42、刀具43，刀具43对准刀垫42，机构面板11上开设有供刀垫42和刀具43进出机箱12的切带刀让位孔113；拨杆组件包括步进电机45、与步进电机45的输出端连接的连接杆46以及与连接杆46垂直连接的拨杆47，机构面板11上开设有供拨杆47进出机箱12及拨动的拨杆槽112，拨杆槽112的上极限位高于排线器74与气胀轴31中点的连线，下极限位在切带刀让位孔113下方。现有技术中的切断机构如图1所示，直接对准卷绕机构，但每卷打包带卷制完的厚度不可能完全相同，向卷绕机构出刀有三种情况：一、切断最后一匝打包带；二、切得太深伤及里层打包带；三、切得太浅无法切断最后一匝打包带。本申请实施例的冷切机构能够避免这种情况，具体操作如下。卷制至一定匝数后，第二推出装置41向前推进，拨杆47插入拨杆槽112的上极限位，拨杆47在未绕入卷装打包带的打包带之上，步进电机45动作，拨杆47沿拨杆槽112运动，将未绕入卷装打包带的打包带拨向切带刀让位孔113，然后第三推出装置44推进，使刀垫42和刀具43向前穿过切带刀让位孔113，刀垫42和刀具43之间存在容纳打包带的缝隙，刀具43动作，切断未绕入卷装打包带的打包带，保证每次必定且只能切断一条打包带，不伤及卷装打包带。

参照图4和图5，覆膜机构包括第一下压气缸51和第二下压气缸52，第一下压气缸51的输出端连接有第一安装板53，第一安装板53上设置有膜卷座54和可自由转动的第一压膜辊55，第二下压气缸52的输出端连接有第二安装板56，第二安装板56上设置有切膜刀57和可自由转动的第二压膜辊58，切膜刀57位于第一压膜辊55和第二压膜辊58之间。膜卷座54用于装上胶膜，例如透明胶、自粘膜。覆膜前，使胶膜引出且处于第一压膜辊55下方，覆膜时，第一下压气缸51向下运动，第一压膜辊55将胶膜压在卷装打包带上粘结，卷绕机构驱动卷装打包带转动，卷装打包带旋转扯动胶膜放卷，放卷引出的胶膜被第一压膜辊55压在卷装打包带表面，卷装打包带转满一周或以上后，第二下压气缸52向下运动，第二压膜辊58压在已粘在卷装打包带的胶膜上，然后第一下压气缸51升起，卷绕机构驱动卷装打包带转动一定角度（10°-30°），此时第一压膜辊55已经升起，第一压膜辊55和第二压膜辊58之间的一段胶膜相对于切膜刀57接近垂直，在卷装打包带旋转的扯动下，第一压膜辊55和第二压膜辊58之间的一段胶膜被切膜刀57切断，卷绕机构驱动卷装打包带转动，第二压膜辊58将切断后游离的胶膜压在卷装打包带上。

制作无芯打包带时，在卷绕机构卷绕出第一层（多匝排列在同一层）后，不切断打包带，第一下压气缸51向下运动，第一压膜辊55将胶膜压在卷装打包带上粘结，卷绕机构驱动卷装打包带转动，卷装打包带旋转扯动胶膜放卷，放卷引出的胶膜被第一压膜辊55压在第一层打包带表面，第二层打包带的第一匝压在胶膜表面，如图4所示，卷绕机构顺时针旋转，可以使胶膜位于第一层打包带和第二层打包带之间，卷装打包带转满一周后，第二下压气缸52向下运动，第二压膜辊58压在已粘在卷装打包带的胶膜上，然后第一下压气缸51升起，卷绕机构驱动卷装打包带转动一定角度，此时第一压膜辊55已经升起，第一压膜辊55和第二压膜辊58之间的一段胶膜相对于切膜刀57接近垂直，在卷装打包带旋转的扯动下，第一压膜辊55和第二压膜辊58之间的一段胶膜被切膜刀57切断，卷绕机构转动，第二压膜辊58将切断后游离的胶膜压在卷装打包带上，接着卷绕后面的多层，卷绕完最后一层后，切断打包带并在卷装打包带表面覆一层膜。

制作有芯打包带需要上纸芯机构参与，参照图6和图12，上纸芯机构设置在卷绕机构的另一侧（相对于冷切机构而言），上纸芯机构包括设置在机构面板11后用于放置纸芯的纸芯推送装置81和设置在机构面板11后的纸芯横送装置82，纸芯横送装置82的输出端伸出机构面板11，机构面板11上设置有对准纸芯推送装置81的纸芯通孔114，纸芯横送装置82的输出端上连接有夹爪83和在夹爪83夹取纸芯时用于定位的纸芯限位器84，纸芯横送装置82承载夹爪83和纸芯限位器84在纸芯通孔114和卷绕机构之间运动。上纸芯机构共有一对夹爪83和一对纸芯限位器84，两个夹爪83的连线与两个纸芯限位器84的连线十字交叉。纸芯推送装置81和夹爪83由不同型号的无杆气缸驱动，纸芯横送装置82可以为普通气缸。自动更换纸芯的操作如下，在气胀轴31未伸出机构面板11前，纸芯推送装置81将排在纸芯推送装置81上的纸芯推出纸芯通孔114，夹爪83夹住排在最前的一个纸芯，纸芯限位器84用于夹取时辅助定位，纸芯横送装置82搭载夹爪83、纸芯限位器84和一个纸芯向卷绕机构移动，然后第一推出装置将气胀轴31推出机构面板11，气胀轴31伸入纸芯内，夹爪83释放纸芯，气胀轴31膨胀撑起纸芯，完成上纸芯环节，随后纸芯横送装置82搭载夹爪83和纸芯限位器84回到纸芯通孔114处，等待纸芯推送装置81推出的下一个纸芯。

以制作有芯打包带为例，完整流程如下：

挤出机生产出的打包带引到引带机构2上，多个带材收卷机器人联机，在前（按带材传递顺序）的引带机构2将打包带传递到在后（按带材传递顺序）的引带机构2。对于其中一台带材收卷机器人而言，引带机构2引入的打包带依次经张力机构、定滑轮119到达排线器74，定滑轮119用于使打包带跨过覆膜机构后转向，纸芯推送装置81将排在纸芯推送装置81上的纸芯推出纸芯通孔114，夹爪83夹住排在最前的一个纸芯，纸芯限位器84用于夹取时辅助定位，纸芯横送装置82搭载夹爪83、纸芯限位器84和一个纸芯向卷绕机构移动，然后第一推出装置将气胀轴31推出机构面板11，气胀轴31伸入纸芯内，夹爪83释放纸芯，气胀轴31膨胀撑起纸芯，横移装置71带动压辊75将打包带压在纸芯表面，卷绕电机32驱动气胀轴31转动，使打包带卷绕在纸芯上，排线器74在前后移动装置72的驱动下缓慢前后运动，使打包带在纸芯上有序排列，经计米器、重力传感器331确定卷绕够后，第二推出装置41向前推进，拨杆47插入拨杆槽112的上极限位，拨杆47在未绕入卷装打包带的打包带之上，步进电机45动作，拨杆47沿拨杆槽112运动，将未绕入卷装打包带的打包带拨向切带刀让位孔113，然后第三推出装置44推进，使刀垫42和刀具43向前穿过切带刀让位孔113，未绕入卷装打包带的打包带被套进刀垫42和刀具43之间的缝隙，刀具43动作，切断未绕入卷装打包带的打包带。第二推出装置41和第三推出装置44回退，拨杆47、刀垫42和刀具43退回机箱12内避免妨碍排线器74制作下一个卷装打包带。第一下压气缸51向下运动，第一压膜辊55将胶膜压在卷装打包带上粘结，卷绕电机32驱动气胀轴31转动，卷装打包带旋转扯动胶膜放卷，放卷引出的胶膜被第一压膜辊55压在卷装打包带表面，卷装打包带转满一周或以上后，第二下压气缸52向下运动，第二压膜辊58压在已粘在卷装打包带的胶膜上，然后第一下压气缸51升起，卷绕电机32驱动气胀轴31转动，此时第一压膜辊55已经升起，第一压膜辊55和第二压膜辊58之间的一段胶膜相对于切膜刀57接近垂直，在卷装打包带旋转的扯动下，第一压膜辊55和第二压膜辊58之间的一段胶膜被切膜刀57切断，卷绕电机32驱动气胀轴31转动，第二压膜辊58将切断后游离的胶膜压在卷装打包带上。第二下压气缸52复位。升降板65受驱动沿升降导轨64向上运动，直至两根承托管651托住卷装打包带，前后气缸35拉动平台36沿前后滑轨34在安装框33上向后滑动，使气胀轴31缩入机箱12中，卷装打包带被机构面板11阻隔在机箱12外，且被承托管651托住，升降板65受驱动向下运动，短板62与卷装打包带的最低点接触，从承托管651接过卷装打包带。翻动电机驱动L型翻板旋转，卷装打包带靠在长板63上，前后气缸35拉动平台36沿前后滑轨34在安装框33上向前滑动，使气胀轴31重新伸出机构面板11，排线器74开始制作下一个卷装打包带。传输机构17为滚筒传输机，L型翻板向后翻转90°或以上，长板63从两根滚筒之间穿过至低于滚筒，卷装打包带与滚筒接触并被滚筒带走，然后L型翻板复位。联机中的每台带材收卷机器人如此循环，实现高度自动化。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”“某些实施方式”“示意性实施方式”“示例”“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种带材收卷机器人，其机架包括机构面板（11）和设置在所述机构面板（11）后方的机箱（12），所述机架上按带材的行进顺序依次设置有引带机构（2）、张力机构、排线机构和卷绕机构，其特征在于，所述机箱（12）的下方设置有传输方向与所述带材来源方向平行的传输机构（17），所述卷绕机构的底部设置有重力传感器（331），所述卷绕机构周围分布有用于在带材表面贴膜的覆膜机构，将卷装打包带翻转并平放在所述传输机构（17）上的卸卷翻转机构，用于自动更换纸芯的上纸芯机构和用于切断带材的冷切机构，所述收卷机器人还包括用于协调各部件动作的智能控制器。

2.根据权利要求1所述的带材收卷机器人，其特征在于，所述引带机构（2）设置在所述机构面板（11）上，所述引带机构（2）包括横杆、设置在所述横杆顶面的多个竖直导辊（21）以及设置在所述横杆两侧的横向导辊（22），所述横向导辊（22）高于所述横杆。

3.根据权利要求1所述的带材收卷机器人，其特征在于，所述张力机构包括摆臂（91）、设置在所述摆臂（91）末端的张紧轮（92）以及设置在所述张紧轮（92）周向表面的压带轮，带材从所述张紧轮（92）和所述压带轮之间通过，所述摆臂（91）连接有角度传感器，所述角度传感器与所述智能控制器信号连接。

4.根据权利要求1所述的带材收卷机器人，其特征在于，所述排线机构设置在所述卷绕机构的一侧，所述排线机构包括横移装置（71）、挂载在所述横移装置（71）上的前后移动装置（72）和连接在所述前后移动装置（72）上的连接板（73），所述连接板（73）上设置有排线器（74）和压辊（75），所述压辊（75）位于所述排线器（74）下方，所述排线器（74）的输出口竖直向下，所述排线器（74）的输出口与收卷轴线在同一水平面上，所述横移装置（71）和前后移动装置（72）设置在所述机箱（12）内。

5.根据权利要求1所述的带材收卷机器人，其特征在于，所述卷绕机构包括气胀轴（31）和驱动所述气胀轴（31）运动的卷绕驱动组件，所述卷绕驱动组件设置在所述机箱（12）内，所述机构面板（11）上设置有供所述气胀轴（31）出入所述机箱（12）的气胀轴让位孔，所述卷绕驱动组件包括第一推出装置和搭载在所述第一推出装置上的卷绕电机（32），所述卷绕电机（32）与所述气胀轴（31）传动连接，所述第一推出装置包括安装框（33）、设置在所述安装框（33）上的前后滑轨（34）、设置在所述安装框（33）上的前后气缸（35）和与所述前后气缸（35）的输出端连接的平台（36），所述平台（36）与所述前后滑轨（34）滑动连接，所述卷绕电机（32）设置在所述平台（36）上，所述重力传感器（331）设置在所述第一推出装置的底部。

6.根据权利要求1所述的带材收卷机器人，其特征在于，所述冷切机构设置在所述排线机构下方，所述冷切机构包括设置在所述机箱（12）内的第二推出装置（41）和搭载在所述第二推出装置（41）上的切带刀、拨杆组件，所述切带刀包括设置在所述第二推出装置（41）上的第三推出装置（44）和搭载在所述第三推出装置（44）上的刀垫（42）、刀具（43），所述刀具（43）对准所述刀垫（42），所述机构面板（11）上开设有供所述刀垫（42）和刀具（43）进出所述机箱（12）的切带刀让位孔（113）；所述拨杆组件包括步进电机（45）、与所述步进电机（45）的输出端连接的连接杆（46）以及与所述连接杆（46）垂直连接的拨杆（47），所述机构面板（11）上开设有供所述拨杆（47）进出所述机箱（12）及拨动的拨杆槽（112）。

7.根据权利要求1所述的带材收卷机器人，其特征在于，所述覆膜机构设置在所述卷绕机构上方，所述覆膜机构包括第一下压气缸（51）和第二下压气缸（52），所述第一下压气缸（51）的输出端连接有第一安装板（53），所述第一安装板（53）上设置有膜卷座（54）和可自由转动的第一压膜辊（55），所述第二下压气缸（52）的输出端连接有第二安装板（56），所述第二安装板（56）上设置有切膜刀（57）和可自由转动的第二压膜辊（58）。

8.根据权利要求1所述的带材收卷机器人，其特征在于，所述上纸芯机构设置在所述卷绕机构的一侧，所述上纸芯机构包括纸芯横送装置（82）和用于放置纸芯的纸芯推送装置（81），所述机构面板（11）上设置有对准所述纸芯推送装置（81）的纸芯通孔（114），所述纸芯横送装置（82）上设置有夹爪（83）和在所述夹爪（83）夹取纸芯时用于定位的纸芯限位器（84），所述纸芯横送装置（82）承载所述夹爪（83）和纸芯限位器（84）在所述纸芯通孔（114）和所述卷绕机构之间运动。

9.根据权利要求1所述的带材收卷机器人，其特征在于，所述机构面板（11）在所述卷绕机构的下方开设有连通至所述传输机构（17）的转运孔（111），所述卸卷翻转机构设置在所述转运孔（111）前，所述卸卷翻转机构包括L型翻板和用于将所述卷绕机构上的卷装打包带运送至所述L型翻板的升降装置，所述L型翻板包括相连接的短板（62）和长板（63），所述短板（62）上连接有翻动轴（621），所述L型翻板受驱动绕所述翻动轴（621）旋转使所述长板（63）摆向所述传输机构（17），所述升降装置包括设置在所述转运孔（111）两侧的升降导轨（64）和沿所述升降导轨（64）运动的升降板（65），所述升降板（65）上设置有两根承托管（651）。

10.根据权利要求1所述的带材收卷机器人，其特征在于，所述传输机构（17）为滚筒传输机，所述传输机构（17）的起始端设置有用于识别障碍物的监测电眼，所述监测电眼与所述智能控制器信号连接。

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