CN114380098A - 一种制备卷材材料的卷筒的边缘的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于制备卷材材料的卷筒(2)的边缘(1)的方法和设备，其中构想的是，夹持新卷筒(2)的卷材材料的外层(29)的任何部分，从而移除形成卷筒(2)的外环(29)的损坏的卷材材料，并且布置新卷筒(2)的前导边缘(1)以与接近完成的卷筒的尾部边缘连结。

Description

一种制备卷材材料的卷筒的边缘的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种用于制备卷材材料的卷筒的边缘的方法和设备。
具体地，本发明已经关于其在生产卫生用品领域的应用进行了开发。在下面的描述中，应当理解术语“卫生用品”至少包括以下用品：卫生吸收性毛巾、婴儿尿布、短裤尿布、失禁成年人用尿布、绷带、粘性绷带，例如创可贴，以及面部保护面罩。
背景技术
在生产卫生用品的机器中，使用大量的卷材材料，例如非织造卷材。这种卷材材料通常包含在卷筒中，卷筒的宽度等于卷材材料的宽度，直径为1-1.5米。卷筒的卷材材料的前导边缘通常粘合到卷筒的外表面上，以防止卷材材料的端部部段在运输过程中从卷筒上退绕。
用于生产吸收性卫生用品的现代机器以越来越高的速度运行，使得卷材材料从卷筒上退绕的速度趋于不断增加，增加了必须用新卷筒替换成品卷筒的频率。用新卷筒替换完成的卷筒需要一组操作来制备新卷筒的卷材的前导部段，包括：寻找缠绕卷材的前导端部，释放粘合到卷筒外表面的边缘，移除卷材材料的形成经常被弄脏或损坏的卷筒外圈的部段，以及夹持在移除外圈之后形成的卷筒的新前导边缘，以在接近完成时连结到卷筒的尾部边缘。
随着机器运行速度的提高，这种制备新卷筒的操作往往以越来越短的时间间隔相继进行，因此需要尽可能快速有效地进行这种操作。特别是，需要在没有操作员干预的情况下自动执行制备新卷筒的所有必要操作。
自动制备非织造材料边缘的另一个已知问题是，由于非织造卷材特有的多孔性，很难通过自动夹持装置夹持材料。
同一申请人的专利EP-1277683A描述了一种退绕组件，该退绕组件自动执行从接近完成的卷筒退绕的卷材尾部部段和新卷筒的前导部段之间的制备和连接操作。该退绕组件提供了第一模块，用于将胶带段分配到由旋转滚筒组成的夹持元件上。滚筒将粘合元件施加到卷筒的外表面上，以便与缠绕在其上的卷材建立粘合连接。由于滚筒和卷筒之间的相对运动，卷材形成与卷筒分离的环，该环可以经受第二模块，该第二模块设置有用于形成自由边缘的切割装置。完成卷筒前导边缘的制备以连接到接近完成的卷筒的卷材的尾部部分需要提供至少一个第三模块，该第三模块设置有用于布置边缘的夹持构件，例如用于施加连接粘合剂元件。
在文献EP-1277683A中描述的解决方案涉及需要提供多个独立的模块，这些模块必须精确和协调地工作，从而增加了故障的风险，这可能需要操作者的干预和卷筒更换操作的减慢，以及制造和维护以及退绕组件的成本。
DE-4212095C1、US-6264132B1和EP-3150527描述了用于部分制备卷筒前导边缘的设备和方法，其中不提供形成卷筒外圈的被污染或损坏的卷材材料的部段的自动移除，然后必须由操作者移除。
此外，DE-4212095C1使用粘合带来夹持卷材材料，该粘合带被施加到多孔材料上，然后通过吸盘提升，而US-6264132B1使用一对辊来形成材料环。
因此，需要一种设备来自动执行所有的操作，以制备卷材材料的卷筒的边缘，从而最小化必要的模块和装置的数量。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于制备满足前述需求的卷材材料边缘方法和设备。
特别地，本发明的一个目的是提供一种方法和装置，用于夹持新卷筒的卷材材料的外层的任何部分，移除形成卷筒的外圈的卷材材料，并且布置新卷筒的前导边缘以连结到接近完成的卷筒的尾部边缘。
根据本发明，该目的通过具有形成权利要求1和5的主题的特征的方法和设备来实现。
根据本发明，通过使夹持装置的摩擦表面与卷材材料的卷筒的外层接触来进行对卷材的夹持。这种摩擦表面涂覆有高摩擦系数材料，比如砂纸。此后，摩擦表面通过确定的力被压到辊上，并且通过稍微旋转卷筒，形成卷材材料的环，板被插入在该环下方。对该环的材料的部分的夹紧通过多个吸盘来进行，这些吸盘被布置成沿着板的整个长度对齐。吸盘可以轴向滑动，并且可以下降到板上并被操作以夹持该环的材料的部分，此后，可以通过沿着整个卷筒宽度旋转和移动的刀片来切割所述部分。
通过借助于抽吸装置吸起外圈并在之后借助于夹持装置的旋转刀片对卷材材料进行第二切割，实现对形成卷筒的外圈的卷材材料的移除。
附图说明
现在将参考附图详细地描述本发明，所述附图仅通过非限制性示例来给出，其中：
图1-8是示意图，示出了根据本发明的制备卷材材料的卷筒的边缘的操作顺序，
图9是显示根据本发明的夹持装置的示意性透视图，
图10是图9的分解透视图，以及
图11是示意性透视图，示出了从卷筒退绕的卷材材料的部段的抽吸装置。
具体实施方式
在以下描述中，为了彻底理解根据本发明的实施例的示例，示出了各种具体细节。可以在没有一个或更多个特定细节的情况下，或者利用其他方法、组件、材料等来实现进一步的实施例。在一些情况下，没有详细示出或描述已知的结构、材料或操作，以避免模糊本发明的相关细节。
参考图1-8，示出了用于自动制备新卷筒2的前导边缘1以连结到接近完成的卷筒的尾部边缘(图中未示出)的操作顺序。
特别地，制备卷筒2的前导边缘1(图8)需要释放卷材的前导端部(其通常借助于粘性标签、粘合剂等胶结在卷筒2的外表面上)，移除卷材材料29的形成卷筒2的外圈的部段(经常被弄脏或损坏)，并且夹持在移除外圈29之后形成的卷筒2的前导边缘1，以连结到新卷筒的尾部边缘。
在图1-8中，卷筒2布置在自动退绕组件(图中未示出)的轴上，可绕第一轴线Z旋转。箭头B表示卷材退绕方向，箭头A表示卷绕方向。
参考图9和10，根据本发明的设备包括夹持装置3，该夹持装置可借助于处理装置，例如拟人机器人(图中未示出)的手臂，沿着正交于轴线Z的至少两个轴线X、Y移动，并且可围绕轴线Z旋转。
在该实施例中，夹持装置3包括设置有摩擦表面6(其功能将在下文中描述)的中心模块9，以及一对镜像的侧模块10、11，每个侧模块都设置有夹紧装置和卷材切割装置，这将在下文中描述。具有两个夹紧和切割侧模块10、11的夹持装置的这一特征还允许使用根据本发明的方法和设备来制备第二卷筒的前导边缘，该第二卷筒与卷筒2并排设置并布置在用于退绕和处理卷筒的模块的相应轴上，图中未示出。
在一个可能的实施例中，夹持装置可以包括单个中心模块，其包括用于容纳夹紧和切割装置的矩形外壳，并且设置有布置在其底基部上的摩擦表面。
参照图10，中心模块9包括延伸的矩形框架4，其包括顶部横梁5、底部横梁和一对侧立柱12、13，所述顶部横梁具有用于与机器人处理装置装配的支撑件7，该底部横梁具有摩擦表面6，其沿着大于卷材宽度的长度平行于第一轴线Z延伸。
在一个可能的实施例中，摩擦表面6可以具有凸起形状，并且涂覆有高摩擦系数材料，比如砂纸。摩擦表面6和卷材的材料之间的静摩擦系数必须大于卷筒2的两个重叠的卷材材料层之间的摩擦系数。
每个侧模块10、11的夹紧装置包括延伸板8和多个吸盘14，所述多个吸盘垂直于板8并由框架15承载的。这种板8平行于摩擦表面6延伸，并且可借助于由框架4的侧立柱12承载的致动器16沿着平行于第一轴线Z的方向移动。在一个实施例中，板8可以具有锥形形状。吸盘14可借助于致动器17沿轴线X轴向移动。
每个侧模块10、11的切割装置包括旋转刀片18，该旋转刀片由致动器19驱动并且可沿着由平行于板8布置的框架21承载的一对轨道20移动。
参照图11，根据本发明的设备还包括固定抽吸装置22，该固定抽吸装置包括延伸的箱式主体23，该延伸的箱式主体在其较小的侧面处分别设置有连接到抽吸源(未示出)的顶部抽吸嘴部24和底部抽吸管33。抽吸装置22还设置有用于卷材材料的支撑件，该支撑件包括由连接到箱式主体的框架27承载的三个辊25、26、37。辊可以由高摩擦系数材料(例如，PVC粘合带)涂覆，该高摩擦系数材料根据螺旋而布置成条，以限制抽吸期间褶皱在材料中的形成，辊被布置成旋转轴线平行于装置22的抽吸嘴部24。辊37可借助于致动器36在休息位置和材料的锁定位置之间移动，在休息位置中，该辊与辊25间隔开，在材料的锁定位置中，该辊压靠在辊25上。
参考图1-8，现在将描述根据本发明的用于制备卷材材料2的卷筒的前导边缘1的方法。
在图1中，使夹持装置3接近并以预定的力压在卷筒2的卷材材料的外圈29的任何部分28上，所述卷筒布置在相应的可旋转支撑轴上。由摩擦表面6施加到卷材的该部分上的力必须等于或大于使卷筒2旋转所需的扭矩跟卷筒的半径和摩擦表面6与卷材材料之间的静摩擦系数的乘积之间的比。
在图2中，卷筒2被驱动在卷绕方向A上旋转预定角度，使得相对于卷筒2的退绕方向B，卷材材料在摩擦表面6的下游的部分形成环30。
在一个可能的实施例中，通过使夹持装置3的摩擦表面6沿着卷筒的外表面移动预定的长度来形成环30。
此后，相对于卷筒2的退绕方向B，侧模块11的在中心模块9的下游的板8被插入环30内，使侧模块11的多个吸盘14与环30的外表面接触，并且吸盘14被操作以夹持卷材材料的环30在多个吸盘14和板8之间的部分。
在图3中，夹持装置移动远离卷筒2，以便张紧卷材材料，从而便于对其进行切割，并且刀片18在材料30的该部分处进行第一次横向切割。由于卷材材料的端部被胶结至卷筒2的外圈29，所以卷材材料在切口下游的部分31保持连接到卷筒2。
在图4中，卷筒2被驱动在退绕方向B上旋转，使夹持装置3接近抽吸装置22的嘴部24使得卷材材料32的端部被抽吸装置22的嘴部夹持，吸盘14被停用，从而在抽吸装置22的辊26、37处释放材料30的被夹紧部分，并且板8远离吸盘移动到休息位置。
在图5中，夹持装置3远离抽吸装置22移动，并且当卷材材料32的端部被抽吸装置22吸起时，卷材材料的具有等于或大于卷筒2的周长的长度的部段从卷筒2上退绕。以这种方式，形成外圈29的所有卷材材料(通常被损坏)连同包括先前切割的卷材材料31的部分在内的部份从卷筒2上退绕。卷材29的从卷筒2上退绕的部段被抽吸装置22吸起。
在图6中，使夹持装置3接近抽吸装置22，并且板8和多个吸盘14被操作以便夹持材料34的与辊25、26接触的第二部分。
参照图7，在退绕和吸起卷材的形成卷筒2的外圈29的部段的步骤结束时，夹持装置3远离抽吸装置移动，以便张紧卷材材料，从而便于将其切割，并且辊37被驱动到卷材材料抵靠辊25的夹紧位置。
在图8中，切割装置18对板8的下游的卷材材料进行第二横向切割，材料35在切口下游的部分作为废料被排到抽吸装置22中。
制备卷筒2的前导边缘1的步骤结束，并且边缘1制备好用于与接近完成的卷筒的边缘连结所需的操作。
当然，在不损害本发明的原理的情况下，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，构造的细节和实施例可以相对于这里描述和示出的那些进行广泛的改变。

Claims (8)

1.一种用于制备卷材材料的卷筒(2)的边缘(1)的方法，包括：
将卷筒(2)放置到能够绕第一轴线(Z)旋转的支撑轴上，
使夹持装置(3)靠近到所述卷筒(2)的卷材材料的外圈(29)的任何部分上，所述夹持装置能够沿着正交于所述第一轴线(Z)的至少两个轴线(X，Y)移动并且能够绕着所述第一轴线(Z)旋转，
将所述夹持装置(3)的摩擦表面(6)压到所述外圈(29)的卷材材料的所述部分上，并在所述卷筒(2)和所述摩擦表面(6)之间产生相对运动，使得卷材材料的所述部分形成环(30)，
在平行于所述第一轴线(Z)的方向上将所述夹持装置(3)的至少一个板(8)插入所述环(30)内，
使所述夹持装置(3)的至少一个吸盘(14)与所述环(30)的外表面接触，
启动所述至少一个吸盘(14)并将所述卷材材料的环(30)的一部分夹紧在所述至少一个吸盘(14)和所述至少一个板(8)之间，
借助于所述夹持装置(3)的切割装置(18)在所述环(30)处对所述卷材材料的外圈(29)进行第一横向切割，使所述夹持装置(3)接近固定抽吸装置(22)的嘴部(24)，借助于所述抽吸装置(22)的所述嘴部(24)夹紧所述卷材材料(32)的端部，停用所述至少一个吸盘(14)并释放所述卷材材料(30)的被夹持部分，
退绕所述卷材材料的长度等于或大于所述卷筒(2)周长的部段(29)，
通过所述抽吸装置(22)抽吸卷材材料(29)的从所述卷筒退绕的所述部段，
重新启动所述吸盘(14)并将所述卷材材料的第二部分夹紧在所述吸盘(14)和所述板(8)之间，
借助于所述切割装置(18)相对于所述卷筒(2)的退绕方向(B)在所述板(8)的下游对所述卷材材料(35)的部段进行第二横向切割，以及
将退绕的卷材材料(35)的在切口下游的部分作为废料排出到所述抽吸装置(22)中。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述卷筒(2)和所述摩擦表面(6)之间的用于形成所述环(30)的所述相对运动是通过将所述卷筒(2)旋转预定角度或通过沿着卷筒(2)的预定长度的外表面移动所述夹持装置(3)来获得的。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，包括在进行所述第一横向切割和/或所述第二横向切割之前，将所述夹持装置(3)移动远离所述卷筒(2)以张紧所述卷材材料。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括在停用所述至少一个吸盘(14)以释放卷材(30)的所述被夹紧部分的步骤和吸起材料的所述部分(29)的步骤之间，将所述夹持装置(3)移动远离所述抽吸装置(22)，并且在所述抽吸步骤之后使所述夹持装置(3)回到所述抽吸装置(22)处。
5.一种用于制备卷材材料的卷筒(2)的边缘(1)的设备，包括：
夹持装置(3)，所述夹持装置能够沿着正交于第一轴线(Z)的至少两个轴线(X，Y)移动，并且能够绕着所述第一轴线(Z)旋转，以及
固定抽吸装置(22)，所述固定抽吸装置设有抽吸嘴部(24)，
其中所述夹持装置(3)包括：
至少一个吸盘(14)，
至少一个板(8)，所述板能够沿着平行于所述第一轴线(Z)的方向在远离所述吸盘(14)的休息位置和与所述吸盘(14)相对的操作位置之间移动，
至少一个切割装置(18)，所述切割装置能够平行于所述第一轴线(Z)移动，以及
摩擦表面(6)，所述摩擦表面被构造成被压到所述卷筒(2)的卷材材料的外圈(29)的任何部分上，使得卷材材料的所述部分在所述卷筒(2)和所述摩擦表面(6)之间的相对运动之后形成环(30)，
其中所述夹持装置(3)的所述至少一个板(8)被构造成插入到卷材材料的所述环(30)中，所述至少一个吸盘(14)被构造成抵靠所述板(8)夹持卷材材料的部段，并且所述切割装置(18)被构造成横向切割卷材材料在所述环(30)处的部分，
其中所述抽吸装置(22)被构造成吸起卷材材料(35)的从所述卷筒(2)上退绕的部分，并且
其中所述切割构件(18)还构造成对所述卷材材料(35)在所述板(8)的下游的部分进行第二横向切割。
6.根据权利要求5所述的设备，其中所述摩擦表面(6)具有凸起形状。
7.根据权利要求5或权利要求6所述的设备，其中所述夹持装置(3)包括设有所述摩擦表面(6)的中心模块(9)和一对镜像的侧模块(10，11)，每个侧模块(10，11)设有切割装置(18)和夹紧装置，所述夹紧装置包括至少一个吸盘(14)和板(8)。
8.根据权利要求5-7中任一项所述的设备，其中所述抽吸装置(22)包括用于所述卷材材料的支撑件，所述支撑件包括由框架(27)承载的三个辊(25，26，37)，所述框架连接到所述抽吸装置(22)并且布置有平行于所述抽吸装置(22)的抽吸嘴部(24)的旋转轴线，所述辊中的一个辊(37)能够在休息位置和所述卷材材料的夹紧位置之间移动，在所述休息位置中，所述一个辊与相邻的辊(25)间隔开，在所述卷材材料的夹紧位置中，所述一个辊压靠在相邻的辊(25)上。
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