CN205240851U - 一种换卷装置 - Google Patents

Abstract

一种换卷装置，包括机架和分别设在机架上的卷轴工位切换机构、实时检测机构、自动控制机构；机架上具有工作工位和换卷工位；卷轴工位切换机构包括驱动电机、翻转座和两根卷轴；翻转座的中央通过转轴可转动地设在机架上；驱动电机与翻转座传动连接；两根卷轴设在翻转座上，两根卷轴均与转轴平行设置，两根卷轴对称地设置在转轴的两侧；当一根卷轴位于工作工位上时，另一根卷轴位于换卷工位上，工作工位上的卷轴与换卷工位上的卷轴切换工位配合；实时检测机构采用摄像头，摄像头位于工作工位的上方或下方，摄像头的镜头朝向工作工位；自动控制机构采用控制器，控制器的信号输入端与摄像头电连接，控制器的信号输出端与驱动电机电连接。

Description

一种换卷装置

技术领域

本实用新型涉及一种机械设备，更加具体地说，涉及一种换卷装置。

背景技术

在卷材（例如薄膜卷材等）的加工过程中，当放卷机构上的卷材用完时，需要将新的卷材卷安装到放卷机构上，以便加工的连续进行；当收卷机构上的卷材达到一定的直径时，需要将卷材卷取下，再将新的卷轴重新安装到收卷机构上，以便收卷的连续进行。

因此，为了方便于换卷的进行、降低劳动强度以及提高生产效率，设计出一种工作工位上的卷轴和换卷工位上的卷轴能够自动切换的换卷装置，这已经成为目前急需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种工作工位上的卷轴和换卷工位上的卷轴能够自动切换的换卷装置，从而方便于换卷的进行，降低了劳动强度，提高了生产效率。为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种换卷装置，其特征在于：包括机架和分别设在机架上的卷轴工位切换机构、实时检测机构、自动控制机构；

上述机架上具有工作工位和换卷工位；

上述卷轴工位切换机构包括驱动电机、翻转座和两根卷轴；上述翻转座的中央通过转轴可转动地安装在机架上；上述驱动电机固定安装在机架上，上述驱动电机与翻转座传动连接；上述两根卷轴安装在翻转座上，上述两根卷轴均与翻转座的转轴平行设置，上述两根卷轴对称地设置在翻转座的转轴的两侧；当一根卷轴位于工作工位上时，另一根卷轴位于换卷工位上，工作工位上的卷轴与换卷工位上的卷轴切换工位配合；

上述实时检测机构采用摄像头，上述摄像头安装在机架上，上述摄像头位于工作工位的上方或下方，上述摄像头的镜头朝向工作工位；

上述自动控制机构采用控制器，上述控制器安装在机架上，上述控制器的信号输入端与摄像头电连接，上述控制器的信号输出端与驱动电机电连接。

当本换卷装置要用于放卷时，先让摄像头拍摄工作工位上的在用卷材卷刚好用完时的卷筒相片，并将该卷筒相片输送给控制器；控制器接收该卷筒相片后，将该卷筒相片作为基准相片储存在控制器内；在该基准相片中，卷筒相片的直径为基准直径D₀；

在本换卷装置用于放卷的过程中，装有在用卷材卷的卷轴位于工作工位上，位于工作工位上的卷轴不停地放卷，因此，位于工作工位上的在用卷材卷不停地输出；

在本换卷装置用于放卷的过程中，可以方便地在换卷工位的卷轴上预先安装上备用卷材卷；

在本换卷装置用于放卷的过程中，摄像头拍摄工作工位上的在用卷材卷的实时相片，并将拍摄到的实时相片输送给控制器，在实时相片中，在用卷材卷的直径为实时直径D；控制器接收实时相片，并将实时相片的数据帧与基准相片的数据帧相比对，从而判断实时直径D是否等于基准直径D₀：

如果实时相片的数据帧和基准相片的数据帧两者的对应位置的像素点数据发生变化，并且像素点变化数超过预先设置的像素点变化数阈值，则表明实时直径D不等于基准直径D₀，工作工位上还有在用卷材卷，在这种情况下，控制器不发送控制信号给驱动电机，驱动电机不启动，驱动电机仍然处于静止状态；

如果实时相片的数据帧和基准相片的数据帧两者的对应位置的像素点数据发生变化，但是像素点变化数没有超过预先设置的像素点变化数阈值，则表明实时直径D等于基准直径D₀，工作工位上的在用卷材卷刚好用完，在这种情况下，控制器发送控制信号给驱动电机，使驱动电机启动，驱动电机驱动翻转座绕着转轴翻转，从而使工作工位上的卷轴和换卷工位上的卷轴相互切换，这样，预先安装有备用卷材卷的卷轴位于工作工位上，从而方便于换卷的进行，降低了劳动强度，提高了生产效率；而在用卷材卷已经用完的卷轴位于换卷工位上，从而方便于在换卷工位的卷轴上预先地安装上备用卷材卷。

当本换卷装置要用于收卷时，先让摄像头拍摄工作工位上的卷材卷刚好达到预先设定的直径时的卷材卷相片，并将该卷材卷相片输送给控制器；控制器接收该卷材卷相片后，将该卷材卷相片作为基准相片储存在控制器内；在该基准相片中，卷材卷相片的直径为基准直径d₀；

在本换卷装置用于收卷的过程中，工作工位上的卷轴不停地收卷，工作工位上的卷材卷的直径不断地增大；

在本换卷装置用于收卷的过程中，可以方便地在换卷工位的卷轴上预先地安装上备用卷筒；

在本换卷装置用于收卷的过程中，摄像头拍摄工作工位上的卷材卷的实时相片，并将拍摄到的实时相片输送给控制器，在实时相片中，卷材卷的直径为实时直径d；控制器接收实时相片，并将实时相片的数据帧与基准相片的数据帧相比对，从而判断实时直径d是否等于基准直径d₀：

如果实时相片的数据帧和基准相片的数据帧两者的对应位置的像素点数据发生变化，并且像素点变化数超过预先设置的像素点变化数阈值，则表明实时直径d不等于基准直径d₀，工作工位上的卷材卷的直径还没有达到预先设定的直径，在这种情况下，控制器不发送控制信号给驱动电机，驱动电机不启动，驱动电机仍然处于静止状态；

如果实时相片的数据帧和基准相片的数据帧两者的对应位置的像素点数据发生变化，但是像素点变化数没有超过预先设置的像素点变化数阈值，则表明实时直径d等于基准直径d₀，工作工位上的卷材卷的直径刚好达到预先设定的直径，在这种情况下，控制器发送控制信号给驱动电机，使驱动电机启动，驱动电机驱动翻转座绕转轴翻转，从而使工作工位上的卷轴和换卷工位上的卷轴相互切换，这样，预先安装有备用卷筒的卷轴位于工作工位上，从而方便于换卷的进行，降低了劳动强度，提高了生产效率；而达到预先设定直径的卷材卷位于换卷工位上，从而方便于卷材卷从换卷工位上取下，也方便于在换卷工位的卷轴上预先地安装上备用卷筒。

上述实时检测机构和自动控制机构采用工业视觉技术，工业视觉技术是一项包括数字图像处理技术、机械工程技术、控制技术、电光源照明技术、光学成像技术、计算机软硬件技术和人机接口技术等技术的一项综合技术。

工业视觉技术一般包括工业视觉产品（例如摄像头）和控制器，最近几年，高速的摄像头和高性能的控制器，这些技术为直径的在线检测以及工作工位上的卷轴和换卷工位上的卷轴的自动切换提供了良好基础。同时，由于工业视觉技术可以快速获取大量信息，而且易于同设计信息及加工控制信息集成，所以，工业视觉技术作为一种检测手段，已经日益引起人们的重视，并在工业检测与控制中得到越来越广泛的应用。

上述摄像头和控制器均为现有技术，现有的摄像头具有高像素、视频捕获速度快等特点，现有的控制器本身固有高实时性算法和软件处理技术。

作为本实用新型中的卷轴工位切换机构的进一步改进技术方案：

所述卷轴工位切换机构还包括两根支撑辊，上述支撑辊通过支架安装在翻转座上，上述两根支撑辊均与翻转座的转轴平行设置，上述两根支撑辊分别位于两根卷轴之间，上述两根支撑辊对称地分布在翻转座的转轴的两侧。

在翻转座绕着转轴翻转的过程中，位于两根卷轴之间的支撑辊能够将卷材撑紧，从而方便于换卷的进行。

本实用新型对照现有技术的有益效果是：

由于本换卷装置包括机架和分别设在机架上的卷轴工位切换机构、实时检测机构、自动控制机构；上述机架上具有工作工位和换卷工位；上述卷轴工位切换机构包括驱动电机、翻转座和两根卷轴；上述翻转座的中央通过转轴可转动地安装在机架上；上述驱动电机固定安装在机架上，上述驱动电机与翻转座传动连接；上述两根卷轴安装在翻转座上，上述两根卷轴均与翻转座的转轴平行设置，上述两根卷轴对称地设置在翻转座的转轴的两侧；当一根卷轴位于工作工位上时，另一根卷轴位于换卷工位上，工作工位上的卷轴与换卷工位上的卷轴切换工位配合；上述实时检测机构采用摄像头，上述摄像头安装在机架上，上述摄像头位于工作工位的上方或下方，上述摄像头的镜头朝向工作工位；上述自动控制机构采用控制器，上述控制器安装在机架上，上述控制器的信号输入端与摄像头电连接，上述控制器的信号输出端与驱动电机电连接；

所以，本换卷装置的工作工位上的卷轴和换卷工位上的卷轴能够自动切换，从而方便于换卷的进行，降低了劳动强度，提高了生产效率。

同时，本换卷装置还具有结构简单、设计合理、运行安全可靠、直径检测精度高、响应速度快、操作与维护方便、生产成本低、易于推广等优点。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的详细说明。

附图说明

图1是本实用新型优选实施例的结构示意图；

图2是本实用新型优选实施例用于放卷过程中的结构示意图；

图3是本实用新型优选实施例在放卷过程中、工作工位上的在用卷材卷刚好用完时的结构示意图；

图4是本实用新型优选实施例在放卷过程中、工作工位上的卷轴和换卷工位上的卷轴自动切换后的结构示意图；

图5是本实用新型优选实施例用于收卷过程中的结构示意图；

图6是本实用新型优选实施例在收卷过程中、工作工位上的卷材卷的直径刚好达到预先设定的直径时的结构示意图；

图7是本实用新型优选实施例在收卷过程中、工作工位上的卷轴和换卷工位上的卷轴自动切换后的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本优选实施例中的换卷装置，包括机架1和分别设在机架1上的卷轴工位切换机构2、实时检测机构3、自动控制机构4。

上述机架1上具有工作工位11和换卷工位12。

上述卷轴工位切换机构2包括驱动电机21、翻转座22、两根卷轴23、24和两根支撑辊25、26；

上述翻转座22的中央通过转轴20可转动地安装在机架1上；

上述驱动电机21固定安装在机架1上，驱动电机21与翻转座22传动连接；

上述两根卷轴23、24安装在翻转座22上，上述两根卷轴23、24均与翻转座22的转轴20平行设置，上述两根卷轴23、24对称地设置在翻转座22的转轴20的两侧；

当一根卷轴23位于工作工位11上时，另一根卷轴24位于换卷工位12上，工作工位11上的卷轴23与换卷工位12上的卷轴24切换工位配合；

上述支撑辊25通过支架250安装在翻转座22上，上述支撑辊26通过支架260安装在翻转座22上；上述两根支撑辊25、26均与翻转座22的转轴20平行设置，上述两根支撑辊25、26分别位于两根卷轴23、24之间，上述两根支撑辊25、26对称地分布在翻转座22的转轴20的两侧。

上述实时检测机构3采用摄像头30，上述摄像头30安装在机架1上，上述摄像头30位于工作工位11的下方，上述摄像头30的镜头朝向工作工位11。

上述自动控制机构4采用控制器40，上述控制器40安装在机架1上，上述控制器40的信号输入端与摄像头30电连接，上述控制器40的信号输出端与驱动电机21电连接。

如图2、图3和图4所示，当本换卷装置要用于放卷时，先让摄像头30拍摄工作工位11上的在用卷材卷13刚好用完时的卷筒15的相片即卷筒相片，并将该卷筒相片输送给控制器40；

控制器40接收该卷筒相片后，将该卷筒相片作为基准相片储存在控制器40内；在该基准相片中，卷筒相片的直径为基准直径D₀；

在本换卷装置用于放卷的过程中，装有在用卷材卷13的卷轴23位于工作工位11上，位于工作工位11上的卷轴23不停地放卷，因此，位于工作工位11上的在用卷材卷13不停地输出卷材130，如图2所示；

在本换卷装置用于放卷的过程中，可以方便地在换卷工位12的卷轴24上预先安装上备用卷材卷14，如图2所示；

在本换卷装置用于放卷的过程中，摄像头30拍摄工作工位11上的在用卷材卷13的实时相片，并将拍摄到的实时相片输送给控制器40，在实时相片中，在用卷材卷13的直径为实时直径D；控制器40接收实时相片，并将实时相片的数据帧与基准相片的数据帧相比对，以判断实时直径D是否等于基准直径D₀：

如果实时相片的数据帧和基准相片的数据帧两者的对应位置的像素点数据发生变化，并且像素点变化数超过预先设置的像素点变化数阈值，则表明实时直径D不等于基准直径D₀，工作工位11上还有在用卷材卷13，如图2所示，在这种情况下，控制器40不发送控制信号给驱动电机21，驱动电机21不启动，驱动电机21仍然处于静止状态；

如果实时相片的数据帧和基准相片的数据帧两者的对应位置的像素点数据发生变化，但是像素点变化数没有超过预先设置的像素点变化数阈值，则表明实时直径D等于基准直径D₀，工作工位11上的在用卷材卷13刚好用完，如图3所示，在这种情况下，控制器40发送控制信号给驱动电机21，使驱动电机21启动，驱动电机21驱动翻转座22沿着图3中弧形箭头所示的方向绕着转轴20翻转180度，从而使工作工位11上的卷轴23和换卷工位12上的卷轴24相互切换，在翻转座22绕着转轴20翻转的过程中，位于两根卷轴23、24之间的支撑辊25能够将卷材130撑紧，从而方便于换卷的进行，如图4所示，这样，预先安装有备用卷材卷14的卷轴24位于工作工位11上，从而方便于换卷的进行，这样便降低了劳动强度，提高了生产效率；而在用卷材卷13已经用完的卷轴23位于换卷工位12上，从而方便于在换卷工位12的卷轴23上预先地安装上备用卷材卷。

如图5、图6和图7所示，当本换卷装置要用于收卷时，先让摄像头30拍摄工作工位11上卷材卷16刚好达到预先设定的直径时的卷材卷相片，并将该卷材卷相片输送给控制器40；

控制器40接收该卷材卷相片后，将该卷材卷相片作为基准相片储存在控制器40内；在该基准相片中，卷材卷相片的直径为基准直径d₀；

在本换卷装置用于收卷的过程中，工作工位11上的卷轴23不停地将卷材160收卷，工作工位11上的卷材卷16的直径不断地增大，如图5所示；

在本换卷装置用于收卷的过程中，可以方便地在换卷工位12的卷轴24上预先地安装上备用卷筒17，如图5所示；

在本换卷装置用于收卷的过程中，摄像头30拍摄工作工位11上的卷材卷16的实时相片，并将拍摄到的实时相片输送给控制器40，在实时相片中，卷材卷16的直径为实时直径d；控制器40接收实时相片，并将实时相片的数据帧与基准相片的数据帧相比对，从而判断实时直径d是否等于基准直径d₀：

如果实时相片的数据帧和基准相片的数据帧两者的对应位置的像素点数据发生变化，并且像素点变化数超过预先设置的像素点变化数阈值，则表明实时直径d不等于基准直径d₀，工作工位11上的卷材卷16的直径还没有达到预先设定的直径，如图5所示，在这种情况下，控制器40不发送控制信号给驱动电机21，驱动电机21不启动，驱动电机21仍然处于静止状态；

如果实时相片的数据帧和基准相片的数据帧两者的对应位置的像素点数据发生变化，但是像素点变化数没有超过预先设置的像素点变化数阈值，则表明实时直径d等于基准直径d₀，工作工位11上的卷材卷16的直径刚好达到预先设定的直径，如图6所示，在这种情况下，控制器40发送控制信号给驱动电机21，使驱动电机21启动，驱动电机21驱动翻转座22沿着图6中弧形箭头所示的方向绕着转轴20翻转180度，从而使工作工位11上的卷轴23和换卷工位12上的卷轴24相互切换，在翻转座22绕着转轴20翻转的过程中，位于两根卷轴23、24之间的支撑辊26能够将卷材160撑紧，从而方便于换卷的进行，如图7所示，这样，预先安装有备用卷筒17的卷轴24位于工作工位11上，从而方便于换卷的进行，降低了劳动强度，提高了生产效率；而达到预先设定直径的卷材卷16位于换卷工位12上，从而方便于卷材卷16从换卷工位12上取下，也方便于在换卷工位12的卷轴23上预先地安装上备用卷筒。

以上具体实施方式的内容仅为本实用新型的优选实施例，上述优选实施例并非用来限定本实用新型的实施范围；凡是依照本实用新型其权利要求的保护范围所做出的各种等同变换，均被本实用新型其权利要求的保护范围所覆盖。

Claims (2)

1.一种换卷装置，其特征在于：包括机架和分别设在机架上的卷轴工位切换机构、实时检测机构、自动控制机构；

上述机架上具有工作工位和换卷工位；

上述卷轴工位切换机构包括驱动电机、翻转座和两根卷轴；上述翻转座的中央通过转轴可转动地安装在机架上；上述驱动电机固定安装在机架上，上述驱动电机与翻转座传动连接；上述两根卷轴安装在翻转座上，上述两根卷轴均与翻转座的转轴平行设置，上述两根卷轴对称地设置在翻转座的转轴的两侧；当一根卷轴位于工作工位上时，另一根卷轴位于换卷工位上，工作工位上的卷轴与换卷工位上的卷轴切换工位配合；

上述实时检测机构采用摄像头，上述摄像头安装在机架上，上述摄像头位于工作工位的上方或下方，上述摄像头的镜头朝向工作工位；

上述自动控制机构采用控制器，上述控制器安装在机架上，上述控制器的信号输入端与摄像头电连接，上述控制器的信号输出端与驱动电机电连接。

2.根据权利要求1所述的换卷装置，其特征在于：所述卷轴工位切换机构还包括两根支撑辊，上述支撑辊通过支架安装在翻转座上，上述两根支撑辊均与翻转座的转轴平行设置，上述两根支撑辊分别位于两根卷轴之间，上述两根支撑辊对称地分布在翻转座的转轴的两侧。