CN114476202B - 一种内纸筒自动抽取及其叠落打包智能设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种内纸筒自动抽取及其叠落打包智能设备，包括滚筒输送线、两工位旋转机械手和输送叠落机，能够传输和定位不同尺寸大小的捆料，两工位旋转机械手用于将捆料内的内纸筒抽出并转移到输送叠落机上，所述输送叠落机接收两工位旋转机械手放下的内纸筒，并将内纸筒按同一方向进行平放和压缩，输送叠落机将平放和压缩好的内纸筒推至打包机进行打包。本发明能够降低人工成本和不必要的浪费，结构相对简单，将内纸筒抽取与叠落打包功能集于一体，并且在抽取是能够减小内纸筒与纤维之间的摩擦力，能够完成抽取、横拉减小摩擦、撑紧提升、转运、压缩、打包等一系列动作，方便快捷，极大地提高了纤维卷内纸筒的回收效率，并有利于节约生产成本。

Description

一种内纸筒自动抽取及其叠落打包智能设备

技术领域

本发明涉及自动化智能设备领域，具体为一种内纸筒自动抽取及其叠落打包智能设备。

背景技术

在纤维卷拉丝生产过程中，存在使用“牛皮纸”或“纤维布”制成的柔性内筒，一般称为内纸筒，用于纤维生产后缠绕成卷时做暂时的支撑，比如玻璃纤维在拉丝成型后，缠绕圆柱形的柔性内纸筒以成卷。纤维卷内筒的主要作用是便于成卷的纤维脱离转轴。

纤维卷下线时，纤维卷的内筒可以回收利用，节能减排，降低成本，所以其生产过程中存在以下问题：操作工人一般先再把内筒抽出，因为每天都有大量的纤维卷生产出来，人工操作工作效率低、劳动强度大、企业成本高人工打包纸筒不够整齐美观，会因捆扎不牢而散落。为了降低人工成本和不必要的浪费，成型后的(玻璃)纤维卷需要设置一种自动化设备取出其内纸筒，并收集打包循环使用。但是目前尚无较为高效的手段实现上述目的。

发明内容

本发明目的在于提供一种内纸筒自动抽取及其叠落打包智能设备，秉持可持续发展的“绿色科技”研究理念，自动抽取内纸筒的设备可实现智能抽取纤维卷内纸筒及转移收集打包的功能，具有效率高、使用便捷等特点。

为达成上述目的，本发明提出如下技术方案：一种内纸筒自动抽取及其叠落打包智能设备，包括：

滚筒输送线，所述滚筒输送线用于传输含有内纸筒的捆料，所述滚筒输送线上设置有定位组件，所述定位组件用于定位不同尺寸大小的捆料；

两工位旋转机械手，所述两工位旋转机械手用于将捆料内的内纸筒抽出并转移到输送叠落机上，两工位旋转机械手抽出内纸筒时，先内纸筒的一侧将向中心位置变形，以减小内纸筒与物料之间的摩擦力；

输送叠落机，所述输送叠落机接收两工位旋转机械手放下的内纸筒，并将内纸筒按同一方向进行平放和压缩，输送叠落机将平放和压缩好的内纸筒推至打包机进行打包，推出时进行计数。

进一步的，在本发明中，所述滚筒输送线包括滚筒输送机和中心定位机构，带内纸筒的纤维捆料被输送至滚筒输送机上，由中心定位机构包括的传感器检测到响应位置，到达指定区域时滚筒输送机停机实现初步定位，当传感器检测纤维捆到位后，由滚筒输送线的中心定位机构对其进行精确定位，精确定位通过定位杆实现定位，以适应不同大小外径物料的定位情况。

进一步的，在本发明中，所述滚筒输送机包括滚筒输送架和安装在滚筒输送架上的若干个滚筒，中心定位机构包括固定架、升降架、气缸一、滑杆、滑套和定位杆，固定架固定安装在滚筒输送架底部，气缸一安装在固定架的底部，气缸一的输出端与升降架固定连接，并驱动升降架升降，滑杆固定在升降架上，滑杆与滚筒平行，所述滑套可滑动的安装在滑杆上，滑套可通过定位销定位在滑杆上，定位杆固定连接在滑套上，定位杆的顶部贯穿至滚筒的顶部，并用于定位带内纸筒的纤维捆料。

进一步的，在本发明中，两工位旋转机械手包括旋转组件和两个工位机械手，旋转组件包括支撑柱、齿轮一、齿轮二、旋转架和电机一，旋转架可旋转的安装在支撑柱上，电机一通过齿轮二和齿轮一驱动旋转架旋转。

进一步的，在本发明中，两个所述工位机械手对称的安装在旋转架上，工位机械手包括抓取组件和撑紧组件，抓取组件包括气缸二、升降杆、升降板、横拉气缸、机械夹手气缸、夹垫，夹垫安装在机械夹手气缸的端部，并配合机械夹手气缸实现内纸筒的夹紧动作，所述横拉气缸和机械夹手气缸均安装在升降板上，横拉气缸用于横拉机械夹手气缸实现内纸筒的内折，升降板固定连接在升降杆的底部，所述气缸二带动升降杆及其上的部件升降。

进一步的，在本发明中，所述撑紧组件包括安装架、步进电机、带轮、同步带、连接块、撑杆、滑轨和滑块，安装架安装在旋转架上，步进电机、带轮和滑轨均安装在安装架上，步进电机驱动带轮和同步带转动，连接块分别与滑块和同步带固定连接，所述滑块在滑轨滑动，撑杆固定连接在连接块上，同步带通过连接块带动两个撑杆相向或异向运动。

进一步的，在本发明中，所述输送叠落机包括皮带输送机、导料板、抚平组件、接料箱、压紧气缸、压紧板、推出气缸、推板、吹气孔、前腔板、限位气缸、限位挡板、开口板和升降支架。

进一步的，在本发明中，所述接料箱安装在升降支架的顶部，升降支架能够调节高度，皮带输送机安装在接料箱的前侧，皮带输送机接收工位机械手输送的内纸筒并转移到接料箱中，抚平组件包括安装横杆和限位压板，安装横杆和限位压板安装在皮带输送机顶部，内纸筒通过导料板水平倒在皮带输送机的传输皮带上，安装横杆和限位压板防止内纸筒飘起，并进一步压紧成型。

进一步的，在本发明中，传输皮带将内纸筒输送至接料箱中，吹气孔连通有吹气组件，吹气组件通过吹气孔吹出气体，使得落到接料箱内部的内纸筒保持水平状态，推出气缸安装在侧面，推板固定连接在推出气缸的输出端，推板设计有凹槽口，限位气缸和限位挡板形成气动闸门，并设计成斜面状的前腔板和开口板，气动闸门为可调节闸门高度的门板。

进一步的，在本发明中，腔体上面设计有压紧气缸，压紧气缸的输出端安装有压紧板，压紧板形状设计能够与推板凹槽口特征吻合，同时接料箱的腔体左右两侧设置有传感器检测料位高度，皮带输送机末端出设置有计数传感器用于检测内纸筒的数量，当内纸筒进入接料箱腔体内达到需求数量后，压紧气缸带动压紧板下压，限位气缸带动限位挡板上移，推出气缸带动推板推出叠落后的内纸筒，并进打包机，打包机为标准商业化设备，依次往复进行捆扎打包。

有益效果，本申请的技术方案具备如下技术效果：

1、本发明提供了一种智能化的纸筒抽取及其叠落打包设备，能够降低人工成本和不必要的浪费，能够自动抽取成型后的纤维卷中的内纸筒，并进行收集打包循环使用，结构相对简单，将内纸筒抽取与叠落打包功能集于一体，并且在抽取是能够减小内纸筒与纤维之间的摩擦力，能够完成抽取、横拉减小摩擦、撑紧提升、转运、压缩、打包等一系列动作，方便快捷，极大地提高了纤维卷内纸筒的回收效率，并有利于节约生产成本。

2、通过定位杆能够实现内纸筒的精确定位，且能够适应不同大小外径物料的定位情况，有利于扩大设备的应用范围；

本设备只需要循环往复旋转180°即可，两工位旋转架往复转动的优点是，电源线、数据线、气管可以直接连接至相应的设备部位；

为了便于内纸筒的脱离，横拉气缸带动机械夹手气缸水平移动，此时内纸筒向中心位置变形，从而使内纸筒与纤维接近脱离状态，减小内纸筒与纤维之间的摩擦力；

内纸筒在重力作用下，落至皮带输送机上，皮带输送机入口处设置有导料板，导料板的作用使内纸筒朝同一放心进入接料箱，内纸筒在皮带的带动下进入接料箱，接料箱后侧板设置有吹气孔，使内纸筒能处于平躺状态，推出气缸前端固定推板，推板设计有凹槽口特征，压紧气缸上安装有压紧板，压紧板的形状设计能够与推板的凹槽口特征吻合。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明滚筒输送线的具体结构示意图。

图3为本发明滚筒输送线的具体结构示意图。

图4为本发明两工位旋转机械手的具体结构示意图。

图5为本发明两工位旋转机械手的具体结构示意图。

图6为本发明两工位旋转机械手的局部结构示意图。

图7为本发明输送叠落机结构示意图。

图8为本发明输送叠落机局部结构示意图。

图9为本发明内纸筒形状变化动作示意图。

图中，各附图标记的含义如下：1、滚筒输送线；2、两工位旋转机械手；3、输送叠落机；4、捆料；5、内纸筒；6、打包机；101、滚筒输送机；1011、滚筒输送架；1012、滚筒；102、固定架；103、升降架；104、气缸一；105、滑杆；106、滑套；107、定位杆；108、传感器；201、旋转组件；2011、支撑柱；2012、齿轮一；2013、电机一；2014、旋转架；2015、齿轮二；202、工位机械手；2021、气缸二；2022、升降杆；2023、升降板；2024、横拉气缸；2025、机械夹手气缸；2026、夹垫；2027、撑紧组件；20271、安装架；20272、步进电机；20273、带轮；20274、同步带；20275、连接块；20276、撑杆；20277、滑轨；20278、滑块；301、皮带输送机；302、导料板；303、抚平组件；304、接料箱；305、压紧气缸；306、压紧板；307、推出气缸；308、推板；309、吹气孔；3010、前腔板；3011、限位气缸；3012、限位挡板；3013、开口板；3014、升降支架。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定义在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。

如图1-9所示，一种内纸筒自动抽取及其叠落打包智能设备，包括：

滚筒输送线1，滚筒输送线1用于传输含有内纸筒5的捆料4，滚筒输送线1上设置有定位组件，定位组件用于定位不同尺寸大小的捆料4；

两工位旋转机械手2，两工位旋转机械手2用于将捆料4内的内纸筒5抽出并转移到输送叠落机3上，两工位旋转机械手2抽出内纸筒5时，先内纸筒5的一侧将向中心位置变形，以减小内纸筒5与外侧物料之间的摩擦力；

输送叠落机3，输送叠落机3接收两工位旋转机械手2放下的内纸筒5，并将内纸筒5按同一方向进行平放和压缩，输送叠落机3将平放和压缩好的内纸筒5推至打包机6进行打包，推出时进行计数。

具体的，如图2和3，滚筒输送线1包括滚筒输送机101和中心定位机构，带内纸筒5的纤维捆料被输送至滚筒输送机101上，由中心定位机构包括的传感器108检测到响应位置，到达指定区域时滚筒输送机101停机实现初步定位，当传感器108检测纤维捆到位后，由滚筒输送线的中心定位机构对其进行精确定位，精确定位通过定位杆107实现定位，这样可以适应不同大小外径物料的定位情况。

更进一步的，滚筒输送机101包括滚筒输送架1011和安装在滚筒输送架1011上的若干个滚筒1012，中心定位机构包括固定架102、升降架103、气缸一104、滑杆105、滑套106和定位杆107，固定架102固定安装在滚筒输送架1011底部，气缸一104安装在固定架102的底部，气缸一104的输出端与升降架103固定连接，并驱动升降架103升降，滑杆105固定在升降架103上，滑杆105与滚筒1012平行，所述滑套106可滑动的安装在滑杆105上，滑套106可通过定位销定位在滑杆105上，定位杆107固定连接在滑套106上，定位杆107的顶部贯穿至滚筒1012的顶部，并用于定位带内纸筒5的纤维捆料。

具体的，如图4和5，两工位旋转机械手2包括旋转组件201和两个工位机械手202，旋转组件201包括支撑柱2011、齿轮一2012、齿轮二2015、旋转架2014和电机一2013，旋转架2014可旋转的安装在支撑柱2011上，电机一2013通过齿轮二2015和齿轮一2012驱动旋转架2014旋转。本设备只需要旋转架2014循环往复旋转180°即可，两工位旋转架2014往复转动的优点是，电源线、数据线、气管可以直接连接至相应的设备部位。

两个工位机械手202对称的安装在旋转架2014上，工位机械手202包括抓取组件和撑紧组件2027。抓取组件包括气缸二2021、升降杆2022、升降板2023、横拉气缸2024、机械夹手气缸2025、夹垫2026，夹垫2026安装在机械夹手气缸2025的端部，并配合机械夹手气缸2025实现内纸筒5的夹紧动作，所述横拉气缸2024和机械夹手气缸2025均安装在升降板2023上，横拉气缸2024用于横拉机械夹手气缸2025实现内纸筒5的内折，升降板2023固定连接在升降杆2022的底部，所述气缸二2021带动升降杆2022及其上的部件升降。

如图6所示，撑紧组件2027包括安装架20271、步进电机20272、带轮20273、同步带20274、连接块20275、撑杆20276、滑轨20277和滑块20278，安装架20271安装在旋转架2014上，步进电机20272、带轮20273和滑轨20277均安装在安装架20271上，步进电机20272驱动带轮20273和同步带20274转动，连接块20275分别与滑块20278和同步带20274固定连接，所述滑块20278在滑轨20277滑动，撑杆20276固定连接在连接块20275上，同步带20274通过连接块20275带动两个撑杆20276相向或异向运动，两个连接块20275分别固定连接在同步带20274的两侧即可。

在使用时，精确定位带内纸筒5的纤维捆料完成后，抓取组件包括的气缸二2021伸出，通过升降杆2022和升降板2023使得其下方安装的机械夹手气缸2025进入指定位置，此时内纸筒5处于夹垫2026的中间，机械夹手气缸2025开始动作加紧内纸筒5，为了便于内纸筒5的脱离，气缸三2024水平移动带动机械夹手气缸2025横向水平移动一定距离，此时内纸筒4的一侧向中心位置变形，如图9所示，从而使纸筒与纤维接近脱离状态，减小了纸筒与外部纤维之间的摩擦力。随后气缸2021上升至最高位置，在该过程中，内纸筒5会进入撑紧组件2027包括的撑杆20276之间，撑杆20276的作用是用于撑紧内纸筒并成型，步进电机20272驱动带轮20273和同步带20274转动，同步带20274通过连接块20275带动两个撑杆20276异向运动，连接块20275同时带动滑块20278在滑轨20277上滑动，此时向相反方向运动的撑杆20276会撑开内纸筒5，内纸筒5的形状变化如图9所示。

撑紧动作完成后旋转架2014旋转180°，将内纸筒5送达至输送叠落机3入口处，与此同时，另一个对称的工位可以单独实现上述过程，旋转架2014往复转动实现纸筒的取放动作。

具体的，输送叠落机3包括皮带输送机301、导料板302、抚平组件303、接料箱304、压紧气缸305、压紧板306、推出气缸307、推板308、吹气孔309、前腔板310、限位气缸3011、限位挡板3012、开口板3013和升降支架3014。接料箱304安装在升降支架3014的顶部，升降支架3014能够调节高度，皮带输送机301安装在接料箱304的前侧，皮带输送机301接收工位机械手202输送的内纸筒5并转移到接料箱304中，抚平组件303包括安装横杆和限位压板，安装横杆和限位压板安装在皮带输送机301顶部，内纸筒5通过导料板302水平倒在皮带输送机301的传输皮带上，安装横杆和限位压板防止内纸筒5飘起，并进一步压紧成型。

传输皮带将内纸筒5输送至接料箱304中，吹气孔309连通有吹气组件，吹气组件通过吹气孔309吹出气体，使得落到接料箱304内部的内纸筒5保持水平状态，推出气缸307安装在侧面，推板308固定连接在推出气缸307的输出端，推板308设计有凹槽口，限位气缸3011和限位挡板3012形成气动闸门，并设计成斜面状的前腔板310和开口板3013，气动闸门为可调节闸门高度的门板。

腔体上面设计有压紧气缸305，压紧气缸305的输出端安装有压紧板306，压紧板306形状设计能够与推板308凹槽口特征吻合，同时接料箱304的腔体左右两侧设置有传感器检测料位高度，皮带输送机301末端出设置有计数传感器用于检测内纸筒5的数量。当内纸筒5进入接料箱304腔体内达到需求数量后，压紧气缸305带动压紧板306下压，限位气缸3011带动限位挡板3012上移，推出气缸307带动推板308推出叠落后的内纸筒5。并进打包机6，打包机6为标准商业化设备，依次往复进行捆扎打包。

本发明结构相对简单，将内纸筒抽取与叠落打包功能集于一体，方便快捷，极大地提高了纤维卷内纸筒的回收效率，并有利于节约生产成本。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.一种内纸筒自动抽取及其叠落打包智能设备，其特征在于：包括：

滚筒输送线，所述滚筒输送线用于传输含有内纸筒的捆料，所述滚筒输送线上设置有定位组件，所述定位组件用于定位不同尺寸大小的捆料；

两工位旋转机械手，所述两工位旋转机械手用于将捆料内的内纸筒抽出并转移到输送叠落机上，两工位旋转机械手抽出内纸筒时，先内纸筒的一侧将向中心位置变形，以减小内纸筒与物料之间的摩擦力；

输送叠落机，所述输送叠落机接收两工位旋转机械手放下的内纸筒，并将内纸筒按同一方向进行平放和压缩，输送叠落机将平放和压缩好的内纸筒推至打包机进行打包，推出时进行计数。

2.根据权利要求1所述的一种内纸筒自动抽取及其叠落打包智能设备，其特征在于：所述滚筒输送线包括滚筒输送机和中心定位机构，带内纸筒的捆料被输送至滚筒输送机上，由中心定位机构包括的传感器检测到响应位置，到达指定区域时滚筒输送机停机实现初步定位，当传感器检测捆料到位后，由滚筒输送线的中心定位机构对其进行精确定位，精确定位通过定位杆实现定位，以适应不同大小外径物料的定位情况。

3.根据权利要求2所述的一种内纸筒自动抽取及其叠落打包智能设备，其特征在于：所述滚筒输送机包括滚筒输送架和安装在滚筒输送架上的若干个滚筒，中心定位机构包括固定架、升降架、气缸一、滑杆、滑套和定位杆，固定架固定安装在滚筒输送架底部，气缸一安装在固定架的底部，气缸一的输出端与升降架固定连接，并驱动升降架升降，滑杆固定在升降架上，滑杆与滚筒平行，所述滑套可滑动的安装在滑杆上，滑套可通过定位销定位在滑杆上，定位杆固定连接在滑套上，定位杆的顶部贯穿至滚筒的顶部，并用于定位带内纸筒的捆料。

4.根据权利要求1所述的一种内纸筒自动抽取及其叠落打包智能设备，其特征在于：两工位旋转机械手包括旋转组件和两个工位机械手，旋转组件包括支撑柱、齿轮一、齿轮二、旋转架和电机一，旋转架可旋转的安装在支撑柱上，电机一通过齿轮二和齿轮一驱动旋转架旋转。

5.根据权利要求4所述的一种内纸筒自动抽取及其叠落打包智能设备，其特征在于：两个所述工位机械手对称的安装在旋转架上，工位机械手包括抓取组件和撑紧组件，抓取组件包括气缸二、升降杆、升降板、横拉气缸、机械夹手气缸、夹垫，夹垫安装在机械夹手气缸的端部，并配合机械夹手气缸实现内纸筒的夹紧动作，所述横拉气缸和机械夹手气缸均安装在升降板上，横拉气缸用于横拉机械夹手气缸实现内纸筒的内折，升降板固定连接在升降杆的底部，所述气缸二带动升降杆及其上的部件升降。

6.根据权利要求5所述的一种内纸筒自动抽取及其叠落打包智能设备，其特征在于：所述撑紧组件包括安装架、步进电机、带轮、同步带、连接块、撑杆、滑轨和滑块，安装架安装在旋转架上，步进电机、带轮和滑轨均安装在安装架上，步进电机驱动带轮和同步带转动，连接块分别与滑块和同步带固定连接，所述滑块在滑轨滑动，撑杆固定连接在连接块上，同步带通过连接块带动两个撑杆相向或异向运动。

7.根据权利要求1所述的一种内纸筒自动抽取及其叠落打包智能设备，其特征在于：所述输送叠落机包括皮带输送机、导料板、抚平组件、接料箱、压紧气缸、压紧板、推出气缸、推板、吹气孔、前腔板、限位气缸、限位挡板、开口板和升降支架。

8.根据权利要求7所述的一种内纸筒自动抽取及其叠落打包智能设备，其特征在于：所述接料箱安装在升降支架的顶部，升降支架能够调节高度，皮带输送机安装在接料箱的前侧，皮带输送机接收工位机械手输送的内纸筒并转移到接料箱中，抚平组件包括安装横杆和限位压板，安装横杆和限位压板安装在皮带输送机顶部，内纸筒通过导料板水平倒在皮带输送机的传输皮带上，安装横杆和限位压板防止内纸筒飘起，并进一步压紧成型。

9.根据权利要求8所述的一种内纸筒自动抽取及其叠落打包智能设备，其特征在于：传输皮带将内纸筒输送至接料箱中，吹气孔连通有吹气组件，吹气组件通过吹气孔吹出气体，使得落到接料箱内部的内纸筒保持水平状态，推出气缸安装在侧面，推板固定连接在推出气缸的输出端，推板设计有凹槽口，限位气缸和限位挡板形成气动闸门，并设计成斜面状的前腔板和开口板，气动闸门为可调节闸门高度的门板。

10.根据权利要求9所述的一种内纸筒自动抽取及其叠落打包智能设备，其特征在于：腔体上面设计有压紧气缸，压紧气缸的输出端安装有压紧板，压紧板形状设计能够与推板凹槽口特征吻合，同时接料箱的腔体左右两侧设置有传感器检测料位高度，皮带输送机末端出设置有计数传感器用于检测内纸筒的数量，当内纸筒进入接料箱腔体内达到需求数量后，压紧气缸带动压紧板下压，限位气缸带动限位挡板上移，推出气缸带动推板推出叠落后的内纸筒，并进打包机，打包机为标准商业化设备，依次往复进行捆扎打包。