DE102022105161A1

DE102022105161A1 - Materialstreifen-Verarbeitungssystem

Info

Publication number: DE102022105161A1
Application number: DE102022105161.7A
Authority: DE
Inventors: An Yang; Lvhai Hu; Roberto Francisco-Yi Lu
Original assignee: TE Connectivity Services GmbH; Tyco Electronics Shanghai Co Ltd
Current assignee: TE Connectivity Services GmbH; Tyco Electronics Shanghai Co Ltd
Priority date: 2021-03-11
Filing date: 2022-03-04
Publication date: 2022-09-15
Also published as: US20220289510A1; CN115072447A

Abstract

Ein Materialstreifen-Verarbeitungssystem (100) umfasst einen Materialstreifen-Sammelmechanismus (110), der konfiguriert ist zum Wickeln eines zugeführten Materialstreifens (1) auf eine Spule (10). Der Materialstreifen-Sammelmechanismus (110) umfasst eine vertikal positionierte Spulenklammer (111), die einen ersten Arm (1111) und einen zweiten Arm (1112) gegenüber dem ersten Arm (111) aufweist, wobei der erste Arm (1111) und der zweite Arm (1112) jeweils konfiguriert sind zum Halten der Spule (10) und gedreht werden können, um die Spule (10) für ein Drehen und Wickeln des Materialstreifens (1) auf die Spule (10) anzutreiben. Wenigstens ein Teil der Spulenklammer (111) ist konfiguriert für eine Drehung um eine vertikale Achse, sodass die Spulenklammer (111) zwischen einer ersten Konfiguration und einer zweiten Konfiguration versetzt werden kann. Wenn die Spulenklammer (111) in der ersten Konfiguration ist, befindet sich der erste Arm (1111) in einer Materialstreifen-Sammelposition, damit der Materialstreifen (1) auf die durch den ersten Arm (1111) gehaltene leere Spule (10) gewickelt werden kann, um eine volle Spule (10) zu bilden, während sich der zweite Arm (1112) in einer Warteposition befindet, damit die durch den zweiten Arm (1112) gehaltene volle Spule (10) durch eine neue leere Spule (10) ausgetauscht werden kann. Wenn die Spulenklammer (111) in der zweiten Konfiguration ist, befindet sich der zweite Arm (1112) in der Materialstreifen-Sammelposition, damit der Materialstreifen (1) auf die durch den zweiten Arm (1112) gehaltene leere Spule (10) gewickelt werden kann, um eine neue volle Spule (10) zu bilden, während sich der erste Arm (1111) in der Warteposition befindet, damit die durch den ersten Arm (1111) gehaltene volle Spule (10) durch eine neue leere Spule (10) ausgetauscht werden kann.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Die vorliegende Anmeldung beansprucht den Vorteil der am 11. März 2021 beim chinesischen Patentamt eingereichten chinesischen Patentanmeldung Nr. CN202110266138.6 , die hier vollständig unter Bezugnahme eingeschlossen ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Erfindungsfeld
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen allgemein ein Materialstreifen-Verarbeitungssystem und insbesondere ein Materialstreifen-Verarbeitungssystem, das einen Materialstreifen sammeln und eine Spule in einem nicht-heruntergefahrenen Zustand austauschen kann.
Stand der Technik
In einigen Anwendungen werden Produktmaterialstreifen wie etwa Stanzmaterialstreifen gewöhnlich auf Spulen aufgewickelt, um das Lagern, Transportieren, Verwalten oder Anwenden von Materialstreifen zu vereinfachen. Im Stand der Technik muss während des Austauschens der für das Aufwickeln des Materialstreifens verwendeten Spule gewöhnlich das Materialstreifen-Verarbeitungssystem gestoppt werden, um die volle Spule mit dem darauf aufgewickelten Materialstreifen zu entfernen und eine leere Spule ohne einen aufgewickelten Materialstreifen einzusetzen, um mit dem Aufnehmen und Aufwickeln des Materialstreifens fortzufahren. Das Austauschen der Spule kann manuell oder maschinell bewerkstelligt werden, wobei jedoch die Effizienz eines manuellen Austauschens der Spule gering ist. Auch während des maschinellen Austauschens der Spule muss das Materialstreifen-Verarbeitungssystem gestoppt werden, wodurch die Arbeitseffizienz beeinträchtigt wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezweckt, wenigstens einen Aspekt der oben genannten Nachteile zu beseitigen oder zumindest abzuschwächen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Materialstreifen-Verarbeitungssystem vorgesehen, das einen Materialstreifen-Sammelmechanismus umfasst, der konfiguriert ist zum Wickeln eines zugeführten Materialstreifens auf eine Spule. Der Materialstreifen-Sammelmechanismus umfasst eine vertikal positionierte Spulenklammer, die einen ersten Arm und einen zweiten Arm gegenüber dem ersten Arm aufweist, wobei der erste Arm und der zweite Arm jeweils konfiguriert sind zum Halten der Spule und gedreht werden können, um die Spule für ein Drehen und Wickeln des Materialstreifen auf die Spule anzutreiben, wobei wenigstens ein Teil der Spulenklammer konfiguriert ist für eine Drehung um eine vertikale Achse, sodass die Spulenklammer zwischen einer ersten Konfiguration und einer zweiten Konfiguration versetzt werden kann. Wenn die Spulenklammer in der ersten Konfiguration ist, befindet sich der erste Arm in einer Materialstreifen-Sammelposition, damit der Materialstreifen auf eine durch den ersten Arm gehaltene leere Spule gewickelt werden kann, um eine volle Spule zu bilden, während sich der zweite Arm in einer Warteposition befindet, damit die durch den zweiten Arm gehaltene volle Spule durch eine neue leere Spule ausgetauscht werden kann. Wenn die Spulenklammer in der zweiten Konfiguration ist, befindet sich der zweite Arm in der Materialstreifen-Sammelposition, damit der Materialstreifen auf die durch den zweiten Arm gehaltene leere Spule gewickelt werden kann, um eine neue volle Spule zu bilden, während sich der erste Arm in der Warteposition befindet, damit die durch den ersten Arm gehaltene volle Spule durch eine neue leere Spule ausgetauscht werden kann.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Spulenklammer eine Basis und ein Drehglied, das drehbar an der Basis montiert ist und um die vertikale Achse gedreht werden kann. Der erste Arm und der zweite Arm sind jeweils auf gegenüberliegenden Seiten des oberen Endes des Drehglieds angeordnet.
Gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der erste Arm oder der zweite Arm an der Materialstreifen-Sammelposition konfiguriert zum Halten und Antreiben der leeren Spule für eine Drehung mit einer Drehgeschwindigkeit in Entsprechung zu einer Zuführgeschwindigkeit des Materialstreifens.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind der erste Arm und der zweite Arm jeweils mit einer drehbaren ersten Halteplatte versehen, die zu der gehaltenen Spule hin ausgerichtet ist. Jede erste Halteplatte ist konfiguriert zum Eingreifen in die der ersten Halteplatte nächste Spule während des Aufwickelns des Materialstreifens, um die leere Spule in der Materialstreifen-Sammelposition für ein Drehen und ein Aufwickeln des Materialstreifens auf die leere Spule anzutreiben.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Materialstreifen-Sammelmechanismus weiterhin eine erste Antriebseinrichtung, die konfiguriert ist zum Antreiben des ersten Arms oder des zweiten Arms an der Materialstreifen-Sammelposition und/oder der ersten Halteplatte daran für eine Drehung, sodass die leere Spule an der Materialstreifen-Sammelposition für eine Drehung angetrieben wird und der Materialstreifen auf die leere Spule gewickelt wird.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Materialstreifen-Sammelmechanismus auch eine drehbare zweite Halteplatte, die gegenüber der ersten Halteplatte an dem ersten Arm oder dem zweiten Arm in der Materialstreifen-Sammelposition positioniert ist und konfiguriert ist zum Drücken der durch den einen Arm gehaltenen Spule in der Materialstreifen-Sammelposition gegen die erste Halteplatte während des Aufwickelns des Materialstreifens.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Materialstreifen-Sammelmechanismus auch eine zweite Antriebseinrichtung und eine Halterung, wobei die zweite Antriebseinrichtung und die zweite Halteplatte an der Halterung installiert sind. Die zweite Antriebseinrichtung ist konfiguriert zum Antreiben der zweiten Halteplatte für eine Drehung mit einer Drehgeschwindigkeit in Entsprechung zu der Zuführgeschwindigkeit des Materialstreifens während des Aufwickelns des Materialstreifens.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Materialstreifen-Sammelmechanismus auch einen Führungsmechanismus und ist die Spulenklammer beweglich an dem Führungsmechanismus montiert, um entlang des Führungsmechanismus bewegt zu werden, damit die leere Spule, die durch den ersten Arm oder den zweiten Arm in der Materialstreifen-Sammelposition gehalten wird und auf die der Materialstreifen gewickelt werden soll, mit dem zugeführten Materialstreifen ausgerichtet wird.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Führungsmechanismus eine Führungsschiene und eine dritte Antriebseinrichtung, die konfiguriert ist zum Antreiben der Spulenklammer für eine Bewegung entlang der Führungsschiene.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Materialstreifen-Verarbeitungssystem weiterhin ein Spulenaustauschsystem, das konfiguriert ist zum Entnehmen der durch den ersten Arm oder den zweiten Arm in der Warteposition gehaltenen vollen Spule und zum Einsetzen einer neuen leeren Spule an dem einen Arm in der Warteposition.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Spulenaustauschsystem einen beweglichen Träger und einen Roboterbetätigungsarm, der an dem beweglichen Träger montiert ist und konfiguriert ist zum Austauschen der Spule.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der bewegliche Träger ein automatisches, geführtes Fahrzeug, das geeignet ist für eine autonome Bewegung zwischen einer Vielzahl von Materialstreifen-Verarbeitungssystemen an einer Arbeitsstätte, und/oder umfasst der bewegliche Träger einen Raum, der für das Aufnehmen der leeren Spule und der vollen Spule geeignet ist.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Materialstreifen-Verarbeitungssystem weiterhin einen Materialstreifen-Puffermechanismus, der vorgeordnet zu dem Materialstreifen-Sammelmechanismus entlang der Zuführrichtung des Materialstreifens angeordnet ist und konfiguriert ist zum Puffern einer vorbestimmten Länge des Materialstreifens.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Materialstreifen-Puffermechanismus einen Rahmen, eine erste fixe Rolle und eine zweite fixe Rolle, die an dem Rahmen installiert sind, und eine bewegliche Rolle, die zwischen der ersten fixen Rolle und der zweiten fixen Rolle angeordnet ist. Der Materialstreifen wird um die erste fixe Rolle, die bewegliche Rolle und die zweite fixe Rolle geführt, sodass die bewegliche Rolle durch den Materialstreifen zwischen der ersten fixen Rolle und der zweiten fixen Rolle derart aufgehängt ist, dass sie nach oben und unten bewegt werden kann, um eine vorbestimmte Länge des Materialstreifens zwischen der ersten fixen Rolle, der beweglichen Rolle und der zweiten fixen Rolle zu puffern.
Figurenliste
Die oben genannten und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende detaillierte Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen verdeutlicht.

1 ist eine beispielhafte perspektivische Ansicht eines Materialstreifen-Verarbeitungssystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine perspektivische Seitenansicht, die schematisch ein Materialstreifen-Verarbeitungssystem gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist eine weitere perspektivische Seitenansicht, die schematisch ein Materialstreifen-Verarbeitungssystem gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
4 ist eine perspektivische Seitenansicht, die schematisch einen Materialstreifen-Sammelmechanismus eines Materialstreifen-Verarbeitungssystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
5 ist eine Draufsicht, die schematisch einen Materialstreifen-Sammelmechanismus eines Materialstreifen-Verarbeitungssystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
6 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch eine Spulenklammer eines Materialstreifen-Sammelmechanismus eines Materialstreifen-Verarbeitungssystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und eine an der Spulenklammer gehaltene Spule zeigt.
7 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch ein Spulenaustauschsystem eines Materialstreifen-Verarbeitungssystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
8 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch ein Materialstreifen-Prüf-/Schneidsystem eines Materialstreifen-Verarbeitungssystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei durchgehend gleiche Bezugszeichen verwendet werden, um gleiche Elemente anzugeben. Die Erfindung kann jedoch auf verschiedene Weise verkörpert werden und ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Die hier beschriebenen Ausführungsformen sollen das Konzept der Erfindung für den Fachmann verdeutlichen.
In der folgenden ausführlichen Beschreibung werden zahlreiche spezifische Details erläutert, um die Ausführungsformen zu verdeutlichen. Es sollte jedoch deutlich sein, dass eine oder mehrere Ausführungsformen auch ohne diese spezifischen Details realisiert werden können. Außerdem sind wohlbekannte Aufbauten und Einrichtungen lediglich schematisch gezeigt, um die Zeichnungen zu vereinfachen.
Gemäß dem allgemeinen Konzept der vorliegenden Erfindung wird ein Materialstreifen-Verarbeitungssystem vorgesehen, das einen Materialstreifen-Sammelmechanismus umfasst, der konfiguriert ist zum Wickeln eines zugeführten Materialstreifens auf eine Spule. Der Materialstreifen-Sammelmechanismus umfasst eine vertikal angeordnete Spulenklammer, die einen ersten Arm und einen zweiten Arm gegenüber dem ersten Arm umfasst, wobei der erste Arm und der zweite Arm jeweils konfiguriert sind zum Halten der Spule und gedreht werden können zum Antreiben der Spule für ein Drehen und ein Wickeln des Materialstreifens auf die Spule, wobei wenigstens ein Teil der Spulenklammer konfiguriert ist für eine Drehung um eine vertikale Achse, sodass die Spulenklammer zwischen einer ersten Konfiguration und einer zweiten Konfiguration versetzt werden kann. Wenn die Spulenklammer in der ersten Konfiguration ist, befindet sich der erste Arm in einer Materialstreifen-Sammelposition, damit der Materialstreifen auf eine durch den ersten Arm gehaltene leere Spule gewickelt werden kann, um eine volle Spule zu bilden, während sich der zweite Arm in einer Warteposition befindet, damit die durch den zweiten Arm gehaltene volle Spule durch eine neue leere Spule ausgetauscht werden kann. Wenn die Spulenklammer in der zweiten Konfiguration ist, befindet sich der zweite Arm in der Materialstreifen-Sammelposition, damit der Materialstreifen auf die durch den zweiten Arm gehaltene leere Spule gewickelt werden kann, um eine neue volle Spule zu bilden, während sich der erste Arm in der Warteposition befindet, damit die durch den ersten Arm gehaltene volle Spule durch eine neue leere Spule ausgetauscht werden kann.
Wie in der Figur gezeigt, wird gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Materialstreifen-Verarbeitungssystem 100 vorgesehen, das verschiedene Operationen an dem Materialstreifen ohne ein Herunterfahren durchführen kann, wie etwa ein Sammeln (Aufwickeln) des Materialstreifens, ein Austauschen der Spule usw. oder auch eine Produktprüfung des Materialstreifens, ein Schneiden des Materialstreifens usw. Der Materialstreifen kann ein Produktmaterialstreifen wie zum Beispiel ein Stanzmaterialstreifen und insbesondere ein Anschlussmaterialstreifen sein. In anderen Ausführungsformen kann ein Stanz- oder anderer Materialstreifen-Verarbeitungsmechanismus als ein Teil des Materialstreifen-Verarbeitungssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein.
In der gezeigten Ausführungsform umfasst das Materialstreifen-Verarbeitungssystem 100 einen Materialstreifen-Sammelmechanismus 110 für das Wickeln des zugeführten Materialstreifens 1 auf die Spule. Wie in 1-6 gezeigt, kann der Materialstreifen-Sammelmechanismus 110 an einem Unterrahmen 101, der eine Spulenklammer 111 umfasst, angeordnet sein. Zum Beispiel kann die Spulenklammer 111 insgesamt vertikal angeordnet sein, um die leere Spule 10, auf die der Materialstreifen gewickelt werden soll, und die volle Spule 10', auf die der Materialstreifen gewickelt wurde, zu halten. Zum Beispiel kann die Spulenklammer 111 wenigstens einen ersten Arm 1111 und einen zweiten Arm 1112 aufweisen, die voneinander getrennt sind, indem sie in entgegengesetzten Richtungen angeordnet sind bzw. sich in diesen erstrecken, wobei sie zum Beispiel in der horizontalen Richtung einander gegenüberliegen können. Jeder Arm kann eine oder mehrere leere Spulen 10 oder volle Spulen 10' wie etwa eine, zwei, drei oder mehr Spulen halten, wobei jeder Arm die Spulen derart halten kann, dass die Spulen (z.B. in der horizontalen Richtung) einander überlappen (z.B. die Endflächen der Spulen einander zugewandt sind). Zum Beispiel kann sich jeder Arm durch das Axialloch der Spule erstrecken, sodass die Spule an dem Arm gehalten wird. Jeder Arm kann sich drehen (z.B. durch den Antriebsmechanismus angetrieben werden), um die Spule für eine Drehung anzutreiben und den Materialstreifen auf die Spule zu wickeln. Wie in der Figur gezeigt, umfasst die Spule eine Rolle 11 und Endplatten 12, die an gegenüberliegenden Enden der Rolle 11 angeordnet sind, und ist ein Schlitz für das Wickeln des Materialstreifens zwischen den Endplatten 12 definiert. Die an jedem Arm gehaltenen Spulen können miteinander in der Axialrichtung der Spule derart überlappen dass die benachbarten Endplatten 12 gegeneinander anstoßen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist wenigstens ein Teil der Spulenklammer 11 derart angeordnet, dass er etwa um eine vertikale Achse gedreht werden kann, sodass die Spulenklammer 111 zwischen einer ersten Konfiguration und einer zweiten Konfiguration, d.h. zu der ersten Konfiguration oder der zweiten Konfiguration, versetzt werden kann, sodass der erste Arm 1111 und der zweite Arm 1112 die Positionen tauschen. In der ersten Konfiguration befindet sich der erste Arm 1111 in der Materialstreifen-Sammelposition und befindet sich der zweite Arm 1112 in der Warteposition, sodass der Materialstreifen auf jede durch den ersten Arm 1111 gehaltene und gedrehte leere Spule 10 gewickelt werden kann, um eine volle Spule zu bilden, und die durch den zweiten Arm 1112 gehaltene volle Spule 10' durch eine neue leere Spule ausgetauscht werden kann. In der zweiten Konfiguration sind die Positionen des ersten Arms 1111 und des zweiten Arms 1112 durch eine Drehung getauscht, sodass sich der zweite Arm 1112 in der Materialstreifen-Sammelposition befindet, damit der Materialstreifen auf die durch den zweiten Arm 1112 gehaltene und gedrehte leere Spule 10 gewickelt werden kann, um eine neue volle Spule zu bilden. Gleichzeitig befindet sich der erste Arm 1111 in der Warteposition, damit die durch den ersten Arm 1111 gehaltene volle Spule 10' durch eine neue leere Spule ausgetauscht werden kann.
Bei diesem Materialstreifen-Sammelmechanismus kann der Materialstreifen auf die durch den Arm auf einer Seite des Materialstreifen-Sammelmechanismus (etwa auf der Seite nahe dem zugeführten Materialstreifen bzw. auf der inneren Seite) gehaltene leere Spule gewickelt werden und kann die durch den Arm auf der anderen Seite des Materialstreifen-Sammelmechanismus (etwa auf der Seite fern von dem zugeführten Materialstreifen bzw. auf der äußeren Seite) gehaltene volle Spule durch eine neue leere Spule ersetzt werden. Deshalb können das Sammeln des Materialstreifens und das Austauschen der Spule gleichzeitig und ohne eine wechselseitige Behinderung durchgeführt werden, wodurch die Arbeitseffizienz verbessert wird. Nur durch die Drehung der Spulenklammer kann zwischen dem Sammeln des Materialstreifens und dem Austauschen der Spule schnell gewechselt werden. Die für das Wechseln benötigte Zeit ist kurz, und es kann ein beinahe kontinuierliches Sammeln des Materialstreifens realisiert werden. Außerdem können ein Herunterfahren der Presse oder eine Unterbrechung des Zuführens des Materialstreifens, wie sie im Stand der Technik erforderlich sind, vermieden werden.
In einigen Ausführungsformen umfasst wie in 2 und 4-6 gezeigt die Spulenklammer 111 eine Basis 1113 und ein Drehglied 1114, das zum Beispiel die Form einer Säule aufweist. Das Drehglied 1114 ist drehbar an der Basis 1113 montiert und kann um eine vertikale Achse gedreht werden. Der erste Arm 1111 und der zweite Arm 1112 können auf gegenüberliegenden Seiten des oberen Endes des Drehglieds 1114 angeordnet sein. Zum Beispiel bilden der erste Arm 1111 und der zweite Arm 1112 ein annähernd T-förmiges Profil mit dem Drehglied 1114. In anderen Ausführungsformen kann die gesamte Spulenklammer gedreht werden oder können alternativ dazu nur der erste Arm und der zweite Arm die Positionen tauschen.
Die durch den ersten Arm 1111 oder den zweiten Arm 1112 in der Materialstreifen-Sammelposition gehaltene leere Spule 10 kann für eine Drehung mit einer Drehgeschwindigkeit in Entsprechung zu der Materialstreifen-Zuführgeschwindigkeit angetrieben werden.
In der Ausführungsform von 1-6 sind der erste Arm 1111 und der zweite Arm 1112 jeweils mit einer drehbaren ersten Halteplatte 113 versehen, wobei jede erste Halteplatte 113 zu der durch den entsprechenden Arm gehaltenen Spule 10 oder 10' hin ausgerichtet ist, um mit der zu der ersten Halteplatte nächsten Spule während des Wickelns des Materialstreifens einzugreifen, wobei zum Beispiel die erste Halteplatte einen Saugnapf für das Adsorbieren der Spule, einen mit der Spule eingreifenden Vorsprung usw. aufweist. In einigen Beispielen kann die Drehung der ersten Halteplatte 113 die Spule an der Materialstreifen-Sammelposition für einen Drehung antreiben. Zum Beispiel kann sie wenigstens die leere Spule 10 an der Materialstreifen-Sammelposition für das Wickeln des Materialstreifens 1 auf die leere Spule antreiben. In anderen Beispielen können der erste Arm 1111 und der zweite Arm 1112 in der Materialstreifen-Sammelposition angetrieben werden, um die gehaltene Spule und/oder die erste Halteplatte 113 für eine gemeinsame Drehung anzutreiben.
Zum Beispiel kann wie in 4-6 gezeigt der Materialstreifen-Sammelmechanismus 110 auch eine erste Antriebseinrichtung 114 wie etwa einen Motor umfassen, der für das Antreiben des Arms 1111 oder 1112 an der Materialstreifen-Sammelposition und/oder der ersten Halteplatte 113 daran für eine Drehung verwendet wird, um die gehaltene Spule für eine Drehung anzutreiben, damit der zugeführte Materialstreifen 1 auf die leere Spule 10 gewickelt wird.
In der gezeigten Ausführungsform umfasst der Materialstreifen-Sammelmechanismus 110 auch eine drehbare zweite Halteplatte 115, die gegenüber der ersten Halteplatte 113 an dem ersten Arm 1111 oder dem zweiten Arm 1112 in der Materialstreifen-Sammelposition angeordnet ist, um die durch den Arm in der Materialstreifen-Sammelposition gehaltene Spule gegen die erste Halteplatte 113 während des Wickelns des Materialstreifens zu drücken. Es kann ein Wackeln der Spule während der Drehung vermieden werden, sodass der Materialstreifen stabil gewickelt werden kann. Nachdem alle durch den Arm an der Materialstreifen-Sammelposition gehaltenen leeren Spulen vollständig mit dem Materialstreifen bewickelt wurden, können die zweite Halteplatte 115 und die erste Halteplatte 113 von diesen vollen Spulen gelöst werden, um ein Austauschen dieser vollen Spulen zu vereinfachen.
Wie in 2, 4 und 5 gezeigt, kann der Materialstreifen-Sammelmechanismus 110 auch eine zweite Antriebseinrichtung 116 und eine Halterung 117 umfassen. Die zweite Antriebseinrichtung 116 und die zweite Halteplatte 115 sind an der Halterung 117 installiert. Die zweite Antriebseinrichtung 116 ist zum Beispiel ein Motor, der die zweite Halteplatte 115 für eine Drehung mit einer Drehgeschwindigkeit in Entsprechung zu der Materialstreifen-Zuführgeschwindigkeit während des Wickelns des Materialstreifens antreiben kann. Die Halterung 117 und die Spulenklammer 111 können relativ zueinander gedreht werden, sodass die zweite Halteplatte 115 in die durch den Arm der Spulenklammer 111 gehaltene Spule eingreifen und sich von dieser lösen kann.
In einigen Ausführungsformen kann wie in 1-5 gezeigt, der Materialstreifen-Sammelmechanismus 110 auch einen Führungsmechanismus 112 umfassen und ist die Spulenklammer 111 beweglich an dem Führungsmechanismus 112 montiert und kann für eine Bewegung entlang des Führungsmechanismus 112 angetrieben werden, sodass die durch den ersten Arm 1111 oder den zweiten Arm 1112 in der Materialstreifen-Sammelposition gehaltene leere Spule, auf die der Materialstreifen gewickelt werden soll, mit dem zugeführten Materialstreifen 1 ausgerichtet wird. Zum Beispiel nachdem eine durch den ersten Arm 1111 oder den zweiten Arm 1112 in der Materialstreifen-Sammelposition gehaltene leere Spule 10 vollständig mit dem Materialstreifen bewickelt wurde und eine volle Spule 10' geworden ist, kann die Spulenklammer 111 für eine Bewegung durch den Führungsmechanismus 112 geführt werden, sodass die durch den ersten Arm 1111 oder den zweiten Arm 1112 an der Materialstreifen-Sammelposition gehaltene andere leere Spule 10 mit dem zugeführten Materialstreifen 1 ausgerichtet ist und das Wickeln des Materialstreifens fortgesetzt wird.
Zum Beispiel kann der Führungsmechanismus 112 eine Führungsschiene 1121 und eine dritte Antriebseinrichtung 1122 wie etwa einen Motor umfassen, der für das Antreiben der Spulenklammer 111 für eine Bewegung entlang der Führungsschiene 1121 verwendet werden kann. Zum Beispiel ist die Basis 1113 der Spulenklammer 1111 beweglich an der Führungsschiene 1121 angeordnet und kann die dritte Antriebseinrichtung 1122 die Basis 1113 für eine Bewegung entlang der Führungsschiene 1121 direkt oder über einen Übertragungsmechanismus wie etwa eine Kette, einen Materialstreifen oder eine Schiene antreiben, um die Position der durch die Spulenklammer 111 und deren Arm gehaltenen Spule einzustellen. Außerdem kann in einigen Beispielen die Halterung 117 auch beweglich an dem Führungsmechanismus 112 oder dessen Führungsschiene 1121 montiert sein und kann die Halterung 117 für eine Bewegung durch die dritte Antriebseinrichtung 1122 oder eine andere Antriebseinrichtung angetrieben werden.
In einigen Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst das Materialstreifen-Verarbeitungssystem 100 auch ein Spulenaustauschsystem 120, das verwendet werden kann für das Entnehmen wenigstens der durch den ersten Arm 1111 oder den zweiten Arm 1112 in der Warteposition gehaltenen vollen Spule 10' und für das Einsetzen einer neuen leeren Spule an dem Arm in der Warteposition. Zum Beispiel kann ein Spulenaufbewahrungsmechanismus 130 in der Nähe des Materialstreifen-Sammelmechanismus 110 vorgesehen sein, in dem die ausgetauschte volle Spule 10' und/oder eine einzusetzende neue leere Spule 10 aufbewahrt werden können.
In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst das Spulenaustauschsystem 120 einen beweglichen Träger 121 und einen Roboterbetätigungsarm 122, der an dem beweglichen Träger getragen wird, um die Spule auszutauschen. Zum Beispiel ist das Ende des Roboterbetätigungsarms 122 mit einem Klemmwerkzeug 123 für das Klemmen und Entnehmen der durch den Arm in der Warteposition der Spulenklammer 111 gehaltenen vollen Spule 10' und das Platzieren derselben in dem Spulenaufbewahrungsmechanismus 130 sowie für das Klemmen einer neuen leeren Spule 10 von dem Spulenaufbewahrungsmechanismus 130 und zum Einsetzen derselben an dem Arm in der Warteposition der Spulenklammer 111 vorgesehen. Zum Beispiel kann das Klemmwerkzeug 123 mit einem Saugnapf für das Ansaugen der Spule versehen sein, wobei die Saugkraft für das Ansaugen der Spule mittels einer Vakuumpumpe 124 an dem Saugnapf vorgesehen werden kann.
In einigen Beispielen kann der bewegliche Träger ein automatisches geführtes Fahrzeug (Automatic Guided Vehicle bzw. AGV) für eine autonome Bewegung zwischen einer Vielzahl von Materialstreifen-Verarbeitungssystemen oder Materialstreifen-Sammelmechanismen an einer Arbeitsstätte (wie etwa einem Werk) für einen Spulenaustausch durch einen daran montierten Roboterbetätigungsarm 122 umfassen. Der bewegliche Träger selbst kann auch mit einem für das Aufnehmen von leeren Spulen und vollen Spulen geeigneten Raum versehen sein.
In einigen Ausführungsformen umfasst wie in 1-3 gezeigt das Materialstreifen-Verarbeitungssystem 100 auch einen Materialstreifen-Puffermechanismus 140, der vorgeordnet zu dem Materialstreifen-Sammelmechanismus 120 entlang der Materialstreifen-Zuführrichtung angeordnet ist, um eine vorbestimmte Länge des Materialstreifens zu puffern, sodass der kontinuierlich zugeführte Materialstreifen vorübergehend in dem Materialstreifen-Puffermechanismus innerhalb einer kurzen Zeit gespeichert werden kann, wenn der Materialstreifen-Sammelmechanismus geschaltet (z.B. gedreht wird). Es ist also nicht erforderlich, das Zuführen des Materialstreifens zu unterbrechen und/oder die den Materialstreifen stanzende Presse zu stoppen.
Zum Beispiel kann wie in der Figur gezeigt der Materialstreifen-Puffermechanismus 140 einen Rahmen 141, eine erste fixe Rolle 142 und eine zweite fixe Rolle 143, die an dem Rahmen 141 installiert sind, und eine bewegliche Rolle 144, die zwischen der ersten fixen Rolle 142 und der zweiten fixen Rolle 143 angeordnet ist, umfassen. Der Materialstreifen 1 wird nacheinander um die erste fixe Rolle 142, die bewegliche Rolle 144 und die zweite fixe Rolle 143 geführt. Die bewegliche Rolle 144 ist zwischen der ersten fixen Rolle 142 und der zweiten fixen Rolle 143 durch den Materialstreifen 1 derart aufgehängt, dass sie nach oben und unten bewegt werden kann, sodass die Länge des zwischen der ersten fixen Rolle 142, der beweglichen Rolle 144 und der zweiten fixen Rolle 143 gewickelten oder sich erstreckenden Materialstreifens geändert werden kann, um die Pufferung des Materialstreifens zu realisieren.
In einigen Ausführungsformen umfasst wie in 1-3 und 8 gezeigt das Materialstreifen-Verarbeitungssystem 100 auch ein Materialstreifen-Prüf-/Schneidsystem 150, das vorgeordnet zu dem Materialstreifen-Sammelmechanismus 120 entlang der Materialstreifen-Zuführrichtung und beispielsweise zwischen dem Materialstreifen-Puffermechanismus 140 und dem Materialstreifen-Sammelmechanismus 120 angeordnet ist. Das Materialstreifen-Prüf-/Schneidsystem 150 kann eine Kamera 151 für das Prüfen des Materialstreifens oder der daran getragenen Produkte (wie etwa Anschlüsse) vor dem Sammeln oder Wickeln des Materialstreifens 1 umfassen. Nachdem die durch den Arm der Spulenklammer 111 an der Materialstreifen-Sammelposition gehaltene Spule vollständig mit dem Materialstreifen bewickelt wurde und eine vollständige Spule 10' wurde, kann der Materialstreifen durch den Schneidmechanismus 152 des Materialstreifen-Prüf-/Schneidsystems 150 abgeschnitten werden. Die Spulenklammer 111 wechselt zwischen der ersten Konfiguration und der zweiten Konfiguration, wobei dann das Wickeln des Materialstreifens fortgesetzt wird.
In der gezeigten Ausführungsform umfasst wie in 1-3 gezeigt das Materialstreifen-Verarbeitungssystem 100 auch ein Kleberauftragungswerkzeug 30, das einen Kleber auf die Rolle 11 der leeren Spule 10 auftragen kann, bevor mit dem Wickeln des Materialstreifens auf die leere Spule 10 begonnen wird, um das vordere Ende des zugeführten Materialstreifens 1 an die Rolle 11 zu kleben, wobei dann der Materialstreifen auf die Spule gewickelt wird. In einigen Beispielen kann das Materialstreifen-Verarbeitungssystem 100 auch mit einer Papierbandrolle 20 zum Zuführen eines Papierbands 21 konfiguriert sein. Zum Beispiel trägt, vor dem Wickeln des Materialstreifens auf die leere Spule 10 das Kleberauftragungswerkzeug 30 einen Kleber auf die Rolle 11 der leeren Spule 10 auf, klebt das Papierband 21 auf die Rolle 11 der leeren Spule 10, trägt dann einen Kleber auf das Papierband 21 auf und klebt das vordere Ende des zugeführten Materialstreifens 1 auf das Papierband 21 auf der Rolle 11. Dann wird mit dem Wickeln des Papierbands 21 zusammen mit dem Materialband 1 auf die Spule begonnen, sodass ein Papierband 21 zwischen den Schichten des auf die Spule gewickelten Materialbands vorgesehen ist, um die Schichten des Materialbands voneinander zu trennen bzw. zu isolieren. Nachdem das Wickeln abgeschlossen wurde, werden das Papierband 21 und das Materialband 1 abgeschnitten und trägt das Kleberauftragungswerkzeug 30 Kleber auf, um das Papierband 21 an das Ende des Materialbands 1 zu kleben, damit das auf die Spule gewickelte Materialband gehalten und fixiert werden kann. Anstatt des Papierbands kann auch ein anderes geeignetes isolierendes Band verwendet werden.
Dem Fachmann sollte deutlich sein, dass die oben beschriebenen Ausführungsformen beispielhaft und nicht einschränkend aufzufassen sind. Zum Beispiel können viele Modifikationen an den oben beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden und können in verschiedenen Ausführungsformen beschriebene Merkmale frei miteinander kombiniert werden, ohne dass sich daraus Konflikte hinsichtlich der Konfiguration oder des Prinzips ergeben.
Es wurden mehrere beispielhafte Ausführungsformen beschrieben und gezeigt, wobei dem Fachmann deutlich sein sollte, dass verschiedene Änderungen oder Modifikationen an den hier beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne dass deshalb der durch die Ansprüche und deren Äquivalente definierte Erfindungsumfang verlassen wird.
Bei Formulierungen in Singular kann es sich jeweils auch um mehrere der genannten Elemente oder Schritte handeln, außer wenn dies eigens anders angegeben wird. Außerdem schließen Verweise auf „eine Ausführungsform“ der vorliegenden Erfindung nicht aus, dass weitere Ausführungsformen, die die genannten Merkmale enthalten, bestehen können. Und sofern nicht eigens anderes angegeben, können Ausführungsformen, die ein Element oder eine Vielzahl von Elementen mit einer bestimmten Eigenschaft umfassen, auch weitere Elemente ohne diese Eigenschaft umfassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

CN 202110266138 [0001]

Claims

Materialstreifen-Verarbeitungssystem (100), das einen Materialstreifen-Sammelmechanismus (110) umfasst, der konfiguriert ist zum Wickeln eines zugeführten Materialstreifens (1) auf eine Spule (10), dadurch gekennzeichnet, dass: der Materialstreifen-Sammelmechanismus (110) eine vertikal angeordnete Spulenklammer (111) mit einem ersten Arm (1111) und einem zweiten Arm (1112) gegenüber dem ersten Arm (1111) umfasst, wobei der erste Arm (1111) und der zweite Arm (1112) jeweils konfiguriert sind zum Halten der Spule (10) und gedreht werden können, um die Spule (10) für ein Drehen damit und ein Wickeln des Materialstreifens (1) auf die Spule (10) anzutreiben, und wenigstens ein Teil der Spulenklammer (111) konfiguriert ist, um um eine vertikale Achse gedreht zu werden, sodass die Spulenklammer (111) zwischen einer ersten Konfiguration und einer zweiten Konfiguration versetzt werden kann, wobei, wenn die Spulenklammer (111) in der ersten Konfiguration ist, sich der erste Arm (1111) in einer Materialstreifen-Sammelposition befindet, damit der Materialstreifen (1) auf eine durch den ersten Arm (1111) gehaltene leere Spule (10) gewickelt werden kann, um eine volle Spule (10) zu bilden, während sich der zweite Arm (1112) an einer Warteposition befindet, damit die durch den zweiten Arm (1112) gehaltene volle Spule (10) durch eine neue leere Spule (10) ausgetauscht werden kann, und wobei, wenn die Spulenklammer (111) in der zweiten Konfiguration ist, sich der zweite Arm (1112) in der Materialstreifen-Sammelposition befindet, damit der Materialstreifen (1) auf die durch den zweiten Arm (1112) gehaltene leere Spule (10) gewickelt werden kann, um eine neue volle Spule (10) zu bilden, während sich der erste Arm (1111) in der Warteposition befindet, damit die durch den ersten Arm (1111) gehaltene volle Spule (10) durch eine neue leere Spule (10) ausgetauscht werden kann.
Materialstreifen-Verarbeitungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass: die Spulenklammer (111) eine Basis (1113) und ein Drehglied (1114), das drehbar an der Basis (1113) montiert ist und um die vertikale Achse gedreht werden kann, umfasst, und der erste Arm (1111) und der zweite Arm (1112) jeweils auf gegenüberliegenden Seiten des oberen Endes des Drehglieds (1114) angeordnet sind.
Materialstreifen-Verarbeitungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass: der erste Arm (1111) oder der zweite Arm (1112) an der Materialstreifen-Sammelposition konfiguriert ist zum Halten und Antreiben der leeren Spule (10) für eine Drehung mit einer Drehgeschwindigkeit in Entsprechung zu einer Zuführgeschwindigkeit des Materialstreifens (1).
Materialstreifen-Verarbeitungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass: der erste Arm (1111) und der zweite Arm (1112) jeweils mit einer drehbaren ersten Halteplatte (113), die zu der gehaltenen Spule (10) hin ausgerichtet ist, versehen ist, und jede erste Halteplatte (113) konfiguriert ist zum Eingreifen in die der ersten Halteplatte (113) nächste Spule (10) während des Wickelns des Materialstreifens (1), um die leere Spule (10) in der Materialstreifen-Sammelposition für ein Drehen und Wickeln des Materialstreifens (1) auf die leere Spule (10) anzutreiben.
Materialstreifen-Verarbeitungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass: der Materialstreifen-Sammelmechanismus (110) auch eine erste Antriebseinrichtung (114) umfasst, die konfiguriert ist zum Antreiben des ersten Arms (1111) oder des zweiten Arms (1112) an der Materialstreifen-Sammelposition und/oder der ersten Halteplatte (113) daran für eine Drehung, sodass die leere Spule (10) an der Materialstreifen-Sammelposition für eine Drehung angetrieben wird und der Materialstreifen (1) auf die leere Spule (10) gewickelt wird.
Materialstreifen-Verarbeitungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass: der Materialstreifen-Sammelmechanismus (110) auch eine drehbare zweite Halteplatte (115) umfasst, die gegenüber der ersten Halteplatte (113) des ersten Arms (1111) oder des zweiten Arms (1112) in der Materialstreifen-Sammelposition angeordnet ist und konfiguriert ist zum Drücken der durch den einen Arm in der Materialstreifen-Sammelposition gehaltenen Spule (10) gegen die erste Halteplatte (113) während des Wickelns des Materialstreifens (1).
Materialstreifen-Verarbeitungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass: der Materialstreifen-Sammelmechanismus (110) auch eine zweite Antriebseinrichtung (116) und eine Halterung (117) umfasst, wobei die zweite Antriebseinrichtung (116) und die zweite Halteplatte (115) an der Halterung (117) installiert sind und wobei die zweite Antriebseinrichtung (116) konfiguriert ist zum Antreiben der zweiten Halteplatte (115) für eine Drehung mit einer Drehgeschwindigkeit in Entsprechung zu der Zuführgeschwindigkeit des Materialstreifens (1) während des Wickelns des Materialstreifens (1).
Materialstreifen-Verarbeitungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass: der Materialstreifen-Sammelmechanismus (110) auch einen Führungsmechanismus (112) umfasst und die Spulenklammer (111) beweglich an dem Führungsmechanismus (112) für eine Bewegung entlang des Führungsmechanismus (112) montiert ist, sodass die leere Spule (10), die durch den ersten Arm (1111) oder den zweiten Arm (1112) in der Materialstreifen-Sammelposition gehalten wird und auf die der Materialstreifen (1) zu wickeln ist, mit dem zugeführten Materialstreifen (1) ausgerichtet wird.
Materialstreifen-Verarbeitungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass: der Führungsmechanismus (112) eine Führungsschiene (1121) und eine dritte Antriebseinrichtung (1122), die für das Antreiben der Spulenklammer (111) für eine Bewegung entlang der Führungsschiene (1121) konfiguriert ist, umfasst.
Materialstreifen-Verarbeitungssystem nach einem der Ansprüche 1-7 und 9, weiterhin gekennzeichnet durch: ein Spulenaustauschsystem (120), das konfiguriert ist zum Entnehmen der durch den ersten Arm (1111) oder den zweiten Arm (1112) in der Warteposition gehaltenen vollen Spule (10) und zum Einsetzen einer neuen leeren Spule (10) an dem einen Arm in der Warteposition.
Materialstreifen-Verarbeitungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass: das Spulenaustauschsystem (120) einen beweglichen Träger (121) und einen Roboterbetätigungsarm (122), der an dem beweglichen Träger (121) montiert ist und konfiguriert ist zum Austauschen der Spule (10), umfasst.
Materialstreifen-Verarbeitungssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass: der bewegliche Träger (121) ein automatisches geführtes Fahrzeug, das für eine autonome Bewegung zwischen einer Vielzahl von Materialstreifen-Verarbeitungssystemen an einer Arbeitsstätte konfiguriert ist, umfasst, und/oder der bewegliche Träger (121) einen für das Aufnehmen der leeren Spule (10) und der vollen Spule (10) geeigneten Raum enthält.
Materialstreifen-Verarbeitungssystem nach einem der Ansprüche 1-7, 9, 11 und 12, weiterhin gekennzeichnet durch: einen Materialstreifen-Puffermechanismus (140), der vorgeordnet zu dem Materialstreifen-Sammelmechanismus (110) entlang der Zuführrichtung des Materialstreifens (1) angeordnet ist und konfiguriert ist zum Puffern einer vorbestimmten Länge des Materialstreifens (1).
Materialstreifen-Verarbeitungssystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass: der Materialstreifen-Puffermechanismus (140) einen Rahmen (141), eine erste fixe Rolle (142) und eine zweite fixe Rolle (143), die an dem Rahmen (141) installiert sind, und eine bewegliche Rolle (144), die zwischen der ersten fixen Rolle (142) und der zweiten fixen Rolle (143) angeordnet ist, umfasst, und der Materialstreifen (1) um die erste fixe Rolle (142), die bewegliche Rolle (144) und die zweite fixe Rolle (143) geführt wird, sodass die bewegliche Rolle (144) zwischen der ersten fixen Rolle (142) und der zweiten fixen Rolle (143) durch den Materialstreifen (1) derart aufgehängt ist, dass sie sich nach oben und unten bewegen kann, um eine vorbestimmte Länge des Materialstreifens (1) zwischen der ersten fixen Rolle (142), der beweglichen Rolle (144) und der zweiten fixen Rolle (143) zu puffern.