实用新型内容
为解决上述技术问题,本实用新型提供一种薄膜收卷装置,按照薄膜的收卷方向,依次包括导向辊、张力辊、接触辊组和双工位收卷辊;
所述导向辊安装于所述薄膜收卷装置的起始位置,并固定转动,引导所述薄膜沿预定的路径平稳前行;
所述张力辊与所述接触辊组同时移动和/或相对移动,控制所述薄膜的运输方向和张力;
所述接触辊组沿平行或垂直于所述双工位收卷辊中两个收卷辊中心轴的连线方向移动,或所述接触辊组沿与所述双工位收卷辊中两个收卷辊中心轴的连线方向呈夹角的方向移动,将所述薄膜在所述双工位收卷辊进行转移;
所述双工位收卷辊安装于所述薄膜收卷装置的末端位置,包括两个固定转动的收卷辊,两个所述收卷辊通过与其余各辊的配合,采用转移薄膜的方式实现薄膜收卷;
其中,所述导向辊、张力辊、接触辊组和双工位收卷辊通过机架以及设置在机架上的导轨进行相连,以完成所述薄膜在收卷过程中的对位、传输以及收卷。
进一步地,所述接触辊组包括两个同时移动、以及转向相反的接触辊。
进一步地,两个所述接触辊相对的边缘距离大于等于薄膜的厚度,以确保所述薄膜能从两个所述接触辊之间穿过所述接触辊组。
进一步地,所述接触辊组在薄膜收卷过程中,其中一个所述接触辊将薄膜压在双工位收卷辊正进行收卷中的膜卷上,可随膜卷直径增大逐渐向远离所述双工位收卷辊的方向移动后退,且根据薄膜收卷需要提供不同的压力,提供稳定的贴合效果。
进一步地,所述接触辊组中的两个所述接触辊中心轴的连线与所述双工位收卷辊中的两个收卷辊中心轴的连线相平行。
进一步地,所述夹角的角度为大于0°,小于90°。
进一步地,所述双工位收卷辊中的两个收卷辊中心轴的连线与地面水平或垂直。
进一步地,两个所述收卷辊的转向相反。
进一步地,所述薄膜收卷装置还包括与所述双工位收卷辊配合的裁切装置,当所述双工位收卷辊中的一个收卷辊收卷完毕,将薄膜转移另一个收卷辊后,对位于两个收卷辊中间的薄膜进行裁切。
进一步地,所述裁切装置包括但不限于裁刀。
进一步地,所述裁切装置沿所述双工位收卷辊中的两个收卷辊中心轴的连线方向平行移动或垂直于所述连线方向移动,从而在合适裁断位置进行裁切,并保证在裁切完成后让出装卸收卷辊卷芯或膜卷的空间。
进一步地,所述张力辊沿平行或垂直于地面方向移动的同时进行转动。
进一步地,设置与所述张力辊配套的张力传感器实时检测薄膜上的张力,确保作用在所述薄膜上的收卷张力合理,进而确保收卷过程中的稳定性和所述薄膜的质量。
进一步地,所述薄膜与所述张力辊为包角设置。
进一步地,所述包角设置为恒定值。
进一步地,所述恒定值为80-100°。
进一步地,所述导向辊固定转动,保证薄膜收卷过程中所述薄膜对所述张力辊的包角设置为恒定值。
进一步地,所述导向辊、张力辊、接触辊组和双工位收卷辊中各辊的线速度在薄膜收卷的过程中各自保持固定值不变,用以避免张力突变。
本实用新型还提供一种薄膜收卷系统,所述系统包括上述薄膜收卷装置、静电发生装置、静电消除装置。
进一步地,所述静电发生装置位于所述接触辊组的上游、薄膜的上下两侧,在薄膜收卷开始或者工位切换时提供静电电荷用于收集起头缠绕。
进一步地,所述静电消除装置位于所述导向辊的上游、薄膜上下两侧,用以减少薄膜收卷过程的静电电荷。
进一步地,在薄膜收卷过程中,静电发生装置不工作,静电消除装置工作;在工位切换过程中,静电发生装置工作,静电消除装置不工作。
进一步地,所述薄膜收卷装置中的所述张力辊与控制系统相连,所述控制系统用于检测薄膜收卷过程薄膜的拉伸力,并反馈至控制系统,降低薄膜收卷的加工难度。
本实用新型的有益效果在于:
1、本实用新型提供一种薄膜收卷装置,按照薄膜的收卷方向,依次包括导向辊、张力辊、接触辊组和双工位收卷辊;所述导向辊安装于所述薄膜收卷装置的起始位置,并固定转动;所述张力辊与所述接触辊组同时移动和/或相对移动;所述接触辊组沿平行或垂直于所述双工位收卷辊中两个收卷辊中心轴的连线方向移动,或所述接触辊组沿与所述双工位收卷辊中两个收卷辊中心轴的连线方向呈夹角的方向移动;所述双工位收卷辊安装于所述薄膜收卷装置的末端位置,包括两个固定转动的收卷辊;其中,所述导向辊、张力辊、接触辊组和双工位收卷辊通过机架以及设置在机架上的导轨进行相连;本实用新型采用双辊转移薄膜的方式,无需收卷辊移动,可实现收卷工位自动切换,实现薄膜生产过程的自动收卷,简化收卷装置结构,降低设备成本,实现不停机连续化进行薄膜收卷,大幅提高薄膜收卷效率;
2、本实用新型提供的薄膜收卷装置,具有自动切换收卷工位的功能,可实现薄膜的不停机不减速、连续自动收卷;采用薄膜转移的方式,相对于现有技术,无转台或转换塔结构,简化了收卷装置,降低设备成本;能通过装配过程调整收卷辊精度,降低了加工难度和控制系统复杂程度。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是,本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”意图在于覆盖不排他的包含。在本实用新型中,术语“上”、“下”、“第一”、“第二”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本实用新型及其实施例,并非用于限定所指示的组成部分必须具有特定方位。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解这些术语在本实用新型中的具体含义。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
实施例1
如图1所示,本实施例提供一种薄膜收卷装置,按照薄膜A的收卷方向,依次包括导向辊1、张力辊2、接触辊组3和双工位收卷辊4;
所述导向辊1安装于所述薄膜收卷装置的起始位置,并固定转动,引导所述薄膜A沿预定的路径平稳前行;
所述张力辊2与所述接触辊3组同时移动和/或相对移动,控制所述薄膜A的运输方向和张力;
所述接触辊组3沿平行或垂直于所述双工位收卷辊4中两个收卷辊中心轴的连线方向移动,或所述接触辊组3沿与所述双工位收卷辊4中两个收卷辊中心轴的连线方向呈夹角的方向移动;
所述双工位收卷辊4安装于所述薄膜收卷装置的末端位置,包括两个固定转动的收卷辊,两个所述收卷辊通过与其余各辊的配合,采用转移薄膜的方式实现薄膜收卷,实现不停机连续化进行薄膜收卷,大幅提高薄膜收卷效率;并且固定两个所述收卷辊能够确保薄膜A在收卷过程中保持整洁,避免现有技术中非固定式,如转台式卷取装置带来的卷曲不整齐导致的薄膜A裂解和断层,从而保证了薄膜A的整洁性和牢固度;也使得所述收卷辊易于维护和保养,降低了生产成本。
其中,所述导向辊1、张力辊2、接触辊组3和双工位收卷辊4通过机架以及设置在机架上的导轨进行相连,以完成所述薄膜A在收卷过程中的对位、传输以及收卷。
在图1中,所述箭头为各装置的运动或转动方向。在一些实施例中,以满足最优化薄膜生产为目的,各装置的运动或转动方向也可根据实际需要进行适应性调整。如运动方向包括但不限于水平或垂直,也可以一定夹角的方向进行运动。
所述接触辊组3包括两个同时移动、以及转向相反的接触辊,即第一接触辊301和第二接触辊302。
在本实施例中,两个所述接触辊,即第一接触辊301和第二接触辊302相对的边缘距离等于薄膜A的厚度,以确保所述薄膜A能从两个所述接触辊,即第一接触辊301和第二接触辊302之间穿过所述接触辊组3,所述边缘距离能随薄膜A厚度的变化进行调整,以适应不同的收卷工艺。
所述接触辊组3在薄膜收卷过程中将薄膜A压在双工位收卷辊4正进行收卷中的膜卷B上,可随膜卷B直径增大逐渐向远离所述双工位收卷辊4的方向移动后退,并可根据收卷需要提供不同的压力,用以稳定贴合效果。
所述接触辊组3中的两个所述接触辊,即第一接触辊301和第二接触辊302中心轴的连线与所述双工位收卷辊中的两个收卷辊,即第一收卷辊401和第二收卷辊402中心轴的连线相平行。
在本实施例中,如图1-8所示,所述双工位收卷辊4中的两个收卷辊,即第一收卷辊401和第二收卷辊402中心轴的连线与地面垂直,在一些实施例中,如图9所示,第一收卷辊401和第二收卷辊402中心轴的连线与地面水平。
且两个所述收卷辊,即第一收卷辊401和第二收卷辊402的转向相反。
在本实施例中,所述薄膜收卷装置还包括与所述双工位收卷辊4配合的裁切装置5为裁刀,当所述双工位收卷辊4中的一个收卷辊,如第一收卷辊401收卷完毕,将薄膜A转移另一个收卷辊,即第二收卷辊402后,对位于两个收卷辊中间的薄膜A进行裁切。
所述裁切装置5沿所述双工位收卷辊4中的两个收卷辊,即第一收卷辊401和第二收卷辊402中心轴的连线方向平行移动或垂直于所述连线方向移动,从而在合适裁断位置进行裁切,并保证在裁切完成后让出装卸收卷辊卷芯或膜卷B的空间。
所述张力辊2沿平行或垂直于地面方向移动的同时进行转动。
在本实施例中,还设置与所述张力辊2配套的张力传感器实时检测薄膜A上的张力,确保作用在所述薄膜A上的收卷张力合理,进而确保收卷过程中的稳定性和所述薄膜A的质量。
如图2所述,所述薄膜A与所述张力辊2为包角设置,薄膜A对张力辊2的包角C为恒定值90°。在一些实施例中,所述包角设置可以根据不同薄膜收卷的要求为80-100°中的任一值,但是需要在一次收卷过程中保持同一恒定值不变。同时也是为了张力计算的方便性,避免出现计算复杂或失误导致张力设置出现偏差,进而导致薄膜收卷过程中因此出现的收卷质量不合格等问题。
所述导向辊1固定转动,在本实施例中,所述导向辊1与所述张力辊2相对的边缘切点的连线,垂直于地面,即位于所述导向辊1和所述张力辊2之间的薄膜A垂直于地面,因此能够保证薄膜收卷过程中所述薄膜A对所述张力辊2的包角设置为恒定值90°。
在本实施例中,所述接触辊组3和所述张力辊2的材质为碳纤维材质,在其他实施例中,也可为其余能够制备其结构的任何材质。
在本实施例中,所述导向辊1、张力辊2、接触辊组3和双工位收卷辊4中各辊的线速度设定好固定不变,能确保所述薄膜A在进行传送和在双工位进行转移的过程中,所受的张力不会出现突然的变化;因为如果线速度在收卷过程中出现变动和偏差,薄膜A在转移瞬间就可能会面临拉力的急剧增减,这极易导致薄膜A出现拉伸过度、褶皱甚至破损等问题,而保持固定值的线速度就很好地规避了这些情况,保障了薄膜A收卷后的平整度和完整性,使得最终收卷成型的产品质量更高,更符合后续加工或使用的要求。
本实施例还提供一种薄膜收卷系统,所述系统包括上述薄膜收卷装置、静电发生装置、静电消除装置。
所述静电发生装置位于所述接触辊组3的上游、薄膜A的上下两侧,在薄膜收卷开始或者工位切换时提供静电电荷用于收集起头缠绕。
当第一收卷辊401起头缠绕时,薄膜A上侧静电发生装置发射静电电荷到薄膜A上表面,当薄膜A被裁断时静电电荷将薄膜A吸附到第一收卷辊401上,可实现第一收卷辊401自动起头缠绕;
当第二收卷辊402起头缠绕时,薄膜A下侧静电发生装置发射静电电荷到薄膜A下表面,当薄膜A被裁断时静电电荷将薄膜吸附到第二收卷辊402上,可实现第二收卷辊402自动起头缠绕。起头缠绕后静电发生装置不工作。
所述静电消除装置位于所述导向辊1的上游、薄膜A上下两侧,用以减少薄膜收卷过程的静电电荷。
在薄膜A收卷过程中,静电发生装置不工作,静电消除装置工作;在工位切换过程中,静电发生装置工作,静电消除装置不工作。
在一些实施例中,所述薄膜收卷装置中的所述张力辊2还可与控制系统相连,所述控制系统用于检测薄膜收卷过程薄膜A的拉伸力,并反馈至控制系统,降低薄膜收卷的加工难度。
在本实施例中,所述薄膜收卷装置中的机架包括第一机架、第二机架、第三机架,并安装有水平方向导轨和/或竖直方向导轨,以及驱动所述薄膜收卷装置中各装置的电机。在一些实施例中,为了再次增强效率,也可安装有带有倾斜角度方向导轨。
具体的,设置两个固定收卷辊组成所述双工位收卷辊4,两收卷辊中心连线可为任意方向,优先为竖直或水平方向,本实施例中,如图1所示,第一收卷辊401和第二收卷辊402中心轴的连线与地面垂直。每个收卷辊单独固定在第一机架上,每个收卷辊由单独电机驱动。两收卷辊中心线互相平行。
设置两个接触辊组成所述接触辊组3,一个张力辊2。所述接触辊组3中的第一接触辊301和第二接触辊302的中心线相互平行且平行于所述双工位收卷辊4的中心线,第一接触辊301和第二接触辊302中间留有可供薄膜A通过的间隙,即在本实施例中,所述间隙的厚度等于薄膜A的厚度。第一接触辊301和第二接触辊302同时移动、以及转向相反。第一接触辊301和第二接触辊302的转动可由一个电机及齿轮组驱动同步转动,也可由两个电机独立驱动,在本实施例中,为两个电机独立驱动。独立驱动的好处在于,在第一接触辊301工作时,第二接触辊302不需要转动,当第一接触辊301对应的第一收卷辊401收卷完毕后,打开控制第二接触辊302的电机即可,但是需要在所述接触辊组3到达下一工位前就达到设定好的线速度;同样,在第二接触辊302工作时,第一接触辊301不需要转动,当第二接触辊302对应的第二收卷辊402收卷完毕后,打开控制第一接触辊301的电机即可,同样也是需要在所述接触辊组3到达下一工位前就达到设定好的线速度,这样的两个电机独立驱动能够在整套装置中达到节能又不降低薄膜收卷效率的目的,同时也延长了每个接触辊的使用寿命,也避免了连续转动带来的接触辊疲劳和磨损。
竖直方向导轨设置在第一机架上,第二机架安装在竖直方向导轨上,在本实施例中由电机通过滚珠丝杠结构,或在一些实施例中由齿轮齿条驱动第二机架在竖直方向上移动。张力辊2安装在第二机架上,由电机驱动旋转。第二机架上设置有水平方向导轨,第三机架安装在水平方向导轨上,在本实施例中由直线电机,或在一些实施例中由电机加滚柱丝杆或电机加齿轮齿条驱动水平移动。所述接触辊组3及其驱动装置安装在第三机架上。各个辊移动后要保证与所述双工位收卷辊4平行,优先考虑用伺服电机作为各辊移动的驱动电机,因此,能够通过装配过程调整收卷辊精度,降低了加工难度和控制系统复杂程度。
设置一个导向辊1安装在第一机架上,由独立电机驱动旋转。
如图2-8所示,在本实施例的薄膜收卷装置工作时,具体流程为:
第一次进行收卷,需由人工将薄膜A牵引到所述双工位收卷辊4中的一个收卷辊上,如第一收卷辊401。此时接触辊组3水平方向上处于远离所述双工位收卷辊4位置,如图2所示,竖直方向上位于中间位且第二接触辊302的上表面与第一收卷辊401的上表面平齐,以便于人工将薄膜A牵引到第一收卷辊401。随后第一收卷辊401开始收卷,如图3所示,与薄膜A接触的导向辊1、张力辊2、第二接触辊302、第一接触辊301以设定好的固定线速度转动,并且张力辊2、接触辊组3快速移动到所述第一收卷辊401对应的第一收卷工位。
第一收卷辊401收卷时,张力辊2、接触辊组3处于第一收卷工位,其中第一接触辊301将薄膜A压在第一收卷辊401上。随着收卷的进行,膜卷B直径逐渐变大,接触辊组3跟随卷径逐步后退,随膜卷B直径增大逐渐向远离所述双工位收卷辊4的方向移动后退,并可根据收卷过程要求提供一定压紧力。收卷过程,所有与薄膜A接触的辊筒以设定好的固定线速度转动,其中第二接触辊302不与薄膜A接触可不转动,即两个接触辊通过两个电机进行驱动,达到节能降损的目的。
如图4-5所示,第一收卷辊401收卷满后,张力辊2、接触辊组3快速转移到所述第二收卷辊402对应的第二收卷工位,在转移前第二接触辊302和第二收卷辊402开始转动并保持设定好的固定线速度,在一些实施例中,所述张力辊2进行直线运动的同时所述接触辊组3也可进行斜线运动,在图4中为由图中位置斜向上,向第二收卷辊402的方向斜线运动,此时需要配合带有倾斜角度方向导轨,实现快速转移衔接,最大限度地减少因工位转换带来的时间延误,从而提升整个薄膜A收卷工序的生产效率,单位时间内可以完成更多的收卷任务。张力辊2、接触辊组3到达第二收卷工位后,薄膜A被带到第二收卷辊402,并由第二接触辊302压到第二收卷辊402上。此时,所有辊筒均以设定好的固定线速度转动。
随后,薄膜A下侧静电发生装置将静电电荷发射到薄膜A下侧,同时裁切装置,在本实施例中为裁刀,快速移动到裁断位置快速裁断薄膜A,薄膜A尾料继续被缠绕在第一收卷辊401上,薄膜A头料被静电吸附到第二收卷辊402上进行缠绕收卷。之后第一收卷辊401、第一接触辊301停止转动,静电发生装置停止产生静电。至此完成从第一收卷工位到第二收卷工位的自动切换。
如图6所示,第二收卷辊402收卷时,张力辊2、接触辊组3处于第二收卷工位,其中第二接触辊302将薄膜A压在第二收卷辊402上。随着收卷的进行,膜卷B直径逐渐变大,第二接触辊302跟随卷径逐步后退,随膜卷B直径增大逐渐向远离所述双工位收卷辊4的方向移动后退,并可根据收卷过程要求提供一定压紧力。收卷过程,所有与薄膜A接触的辊筒以设定好的固定线速度转动,其中第一接触辊301不与薄膜A接触可不转动,即两个接触辊通过两个电机进行驱动,达到节能降损的目的。
如图7-8所示,第二收卷辊402收卷满后,张力辊2、接触辊组3再快速转移到第一收卷工位,在转移前第一接触辊301和第一收卷辊401开始转动并保持设定好的固定线速度,在一些实施例中,所述张力辊2进行直线运动的同时所述接触辊组3也可进行斜线运动,在图7中为由图中位置斜向下,向第一收卷辊401的方向斜线运动,此时需要配合带有倾斜角度方向导轨,实现快速转移衔接,最大限度地减少因工位转换带来的时间延误,从而提升整个薄膜A收卷工序的生产效率,单位时间内可以完成更多的收卷任务。张力辊2、接触辊组3到达第一收卷工位后,薄膜A被带到第一收卷辊401,并由第一接触辊301压到第一收卷辊401上。此时,所有辊筒均以设定好的固定线速度转动。
由于本实用新型中规定了各辊需要保持设定好的固定线速度这一明确的运行要求,在装置日常的操作以及不同批次生产切换时,操作人员能够按照标准设定来快速调试装置,不需要花费大量时间去摸索各辊之间合适的速度配比,使得设备的启动准备以及不同收卷阶段过渡时的调试流程更加简便快捷,进一步助力整体生产效率的提高。
同时,各辊筒保持设定好的固定线速度转动,避免了因生产中速度产生差异造成的相互拉扯、摩擦不均匀等情况。例如,如果线速度不固定,可能会使某些辊筒之间的接触部位出现局部摩擦力过大的现象,长时间这样运转会加剧部件的磨损,而稳定的固定线速度运行模式能让各部件之间的受力相对均匀,有助于延长导向辊1、张力辊2、接触辊组3和双工位收卷辊4等关键部件的使用寿命,减少设备维修更换部件的频次,降低设备维护成本。
因此整个收卷过程中对各辊线速度的精准把控以及合理的工位转移衔接,使得所述薄膜收卷装置在运行时能够处于一种较为稳定的状态,减少因工艺不合理带来的设备异常抖动、卡顿等情况,不仅保障了生产的连续性,也有助于提高装置整体的运行稳定性和可靠性,减少因装置故障导致的停机时间,提高装置的有效利用率。
综上所述,本实用新型采用双辊转移薄膜的方式,无需收卷辊移动,可实现收卷工位自动切换,实现薄膜生产过程的自动收卷,简化收卷装置结构,降低设备成本的薄膜收卷装置;并且固定双工位收卷辊的收卷方式相对简单,操作人员只需将薄膜A的一端固定在其中一个收卷辊上,启动电机即可开始收卷;并且相对于现有技术,无转台或转换塔结构,简化了收卷装置,降低设备成本;能通过装配过程调整收卷辊精度,降低了加工难度和控制系统复杂程度,实现不停机连续化进行薄膜收卷,大幅提高薄膜收卷效率。
应当理解的是,本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的内容,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。