專(zhuān)利名稱：用于準(zhǔn)備纏繞心軸以形成卷筒的系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)用于處理纏繞心軸的系統(tǒng)的改進(jìn)及相關(guān)的方法，該纏繞心軸用于將
幅材纏繞在巻筒上。
背景技術(shù)：
在對(duì)連續(xù)幅材(例如紙、無(wú)紡布、綿紙和類(lèi)似的產(chǎn)品)的轉(zhuǎn)換中，連續(xù)生產(chǎn)機(jī)器通 常結(jié)合有纏繞系統(tǒng)，纏繞系統(tǒng)形成大直徑和高軸向長(zhǎng)度的原始巻筒。隨后，這些原始巻筒必 須退繞并重新纏繞以形成小尺寸的巻筒。特別地，使用纏繞機(jī)或倒筒機(jī)，其從原始巻筒接收 連續(xù)的幅材，通過(guò)將幅材切割為寬度相對(duì)于初始材料的寬度更小的條帶而繞著安裝并夾緊 在纏繞心軸上的管狀纏繞芯部形成巻筒。該纏繞心軸可以通過(guò)機(jī)械或氣動(dòng)系統(tǒng)以如下方式 膨脹，即將管狀纏繞芯部支撐在用來(lái)形成巻筒的期望位置。 一旦這些巻筒已經(jīng)形成，則心軸 收縮，從而可以從管狀纏繞芯部中拔出，在纏繞芯部上形成了巻筒，而心軸在隨后的纏繞循 環(huán)中再次使用。 管狀纏繞芯部的軸向尺寸根據(jù)專(zhuān)門(mén)的需求而改變，所述需求有時(shí)在生產(chǎn)階段中出 現(xiàn)。因此需要有允許快速、盡可能自動(dòng)地且安全地在心軸上準(zhǔn)備管狀纏繞芯部的系統(tǒng)或裝 置。US-B-6655629描述了一種系統(tǒng)，其用于從由倒筒機(jī)形成的巻筒上拔出管狀心軸，將每個(gè) 心軸插入到紙板、塑料或其他材料的管子中，將心軸和管子互相夾緊，在期望的部位上切割 管子以使其變?yōu)橐唤M支撐在心軸上的管狀芯部，并將其上裝有管狀芯部的心軸引入倒筒機(jī) 中以形成后續(xù)的成組的巻筒。 該系統(tǒng)的側(cè)面連接至各倒筒機(jī)，并能夠使指定給倒筒機(jī)本身的纏繞芯部的準(zhǔn)備循 環(huán)自動(dòng)化。在該系統(tǒng)中，通過(guò)刀片來(lái)進(jìn)行管子的切割及將其分為各個(gè)管狀芯部，所述刀片與 圍繞各自的纏繞心軸插入并鎖緊在其上的管子相接合地操作，從而纏繞心軸構(gòu)成了切割刀 片工作要抵靠的壓力表面。這帶來(lái)的缺點(diǎn)是心軸由于切割刀片的動(dòng)作而受到磨損。而且， 心軸必須特別地堅(jiān)固以經(jīng)受由刀片施加的壓力。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一方面，本發(fā)明的目的在于提供用于準(zhǔn)備纏繞心軸的系統(tǒng)，其中纏繞芯部插 到所述纏繞心軸上，該系統(tǒng)完全地或部分地克服了已知系統(tǒng)的缺點(diǎn)。 本發(fā)明實(shí)施方式的目的在于提供用于準(zhǔn)備纏繞心軸的系統(tǒng)，其中通過(guò)切割刀片引 起的對(duì)心軸的磨損問(wèn)題得以避免。 特別地，根據(jù)一實(shí)施方式，本發(fā)明公開(kāi)一種用于準(zhǔn)備纏繞心軸的系統(tǒng)，所述纏繞心 軸用來(lái)在其上形成幅材的巻筒，所述系統(tǒng)包括
機(jī)器人，用于從形成的巻筒中拔出纏繞心軸； 切割單元，用于切割管子以形成軸向長(zhǎng)度可設(shè)定的管狀纏繞芯部；
插入單元，用于將該纏繞心軸插入到成組的管狀纏繞芯部中。 在可能的實(shí)施方式中，所述機(jī)器人包括處理頭部，該處理頭部設(shè)置有抓持部件，所述抓持部件用于抓住所述纏繞心軸，該處理頭部還設(shè)置有膨脹和收縮部件，所述膨脹和收 縮部件用于使所述纏繞心軸膨脹或收縮，從而使得所述纏繞心軸膨脹并將所述管狀纏繞芯 部鎖緊于其上，或使所述纏繞心軸收縮并使所述管狀纏繞芯部從所述纏繞心軸上解鎖。該 膨脹和收縮部件可以是機(jī)械部件。根據(jù)本發(fā)明當(dāng)前優(yōu)選的實(shí)施方式，該膨脹部件是氣動(dòng)部 件。 優(yōu)選地，用于使所述纏繞心軸膨脹或收縮的所述膨脹和收縮部件相對(duì)于所述抓持 部件能夠處于操作位置和空閑位置。 設(shè)置在機(jī)器人處理頭部上的、用于抓持所述纏繞心軸的部件可以包括至少第一卡 爪對(duì)，并最好是至少兩對(duì)爪，從而對(duì)齊以在兩個(gè)縱向間隔開(kāi)的部位上接合所述纏繞心軸。可 以設(shè)置用于抓持纏繞心軸的柄的另外的抓持部件。優(yōu)選地，該另外的抓持部件由具有預(yù)定 截面的桿件組成，其集成在一個(gè)卡爪對(duì)上，用于抓持所述纏繞心軸的外表面。
在一個(gè)實(shí)施方式中，用于纏繞心軸的擱架與插入單元相關(guān)聯(lián)地設(shè)置，所述插入單 元用于將纏繞心軸插入到纏繞芯部中，在將纏繞心軸引入到纏繞芯部中之前，機(jī)器人將每 個(gè)纏繞心軸放置于擱架上。也可能的是，所述引入是在沒(méi)有所述擱架幫助的情況下進(jìn)行的， 而是采用機(jī)器人來(lái)保持和推動(dòng)所述心軸進(jìn)入到管狀芯部中，為此通過(guò)專(zhuān)門(mén)的夾持部件將管 狀芯部鎖緊在插入單元中。 在可能的實(shí)施方式中，所述切割單元包括用于支撐所述管子且具有用于旋轉(zhuǎn)待 要切割的管子的系統(tǒng)的支撐支架；切割部件；用于向所述切割部件供應(yīng)待要切割的管子的 供應(yīng)器。優(yōu)選地，所述支撐支架包括一對(duì)具有大致平行的軸的輥?zhàn)?，至少其中一個(gè)輥?zhàn)幽鼙?驅(qū)動(dòng)以使所述管子旋轉(zhuǎn)。 根據(jù)不同的方面，本發(fā)明涉及用于準(zhǔn)備纏繞心軸的方法，所述纏繞心軸上提供有 用于形成幅材的巻筒的管狀纏繞芯部?；旧?，根據(jù)實(shí)施方式，本發(fā)明的方法包括步驟
從事先形成的幅材巻筒中拔出纏繞心軸； 將所述纏繞心軸插入到事先切割成預(yù)定尺寸并且軸向?qū)R的成組的管狀纏繞芯 部中； 將其上插有管狀纏繞芯部的纏繞心軸傳送到倒筒機(jī)中，以圍繞所述管狀纏繞芯部 形成幅材巻筒。
在一個(gè)實(shí)施方式中，該方法還包括步驟
使所述管狀纏繞芯部互相軸向地靠近； 在將所述纏繞心軸插入到管狀纏繞芯部中之后，在插入到倒筒機(jī)之前，將所述管 狀纏繞芯部互相間隔開(kāi)。 根據(jù)另一方面，本發(fā)明的目的在于提供具有頭部的機(jī)器人，該頭部適用于處理可 膨脹的纏繞心軸，其中所述管狀纏繞芯部鎖緊在纏繞心軸上?；旧希谝粋€(gè)實(shí)施方式中， 所提供的機(jī)器人包括承載頭部的臂，該頭部具有用于抓持所述纏繞心軸的抓持部件；以 及用于使所述纏繞心軸膨脹和收縮以在所述纏繞心軸上鎖緊和解鎖所述管狀纏繞芯部的 膨脹和收縮部件。 具有這樣預(yù)定形狀的頭部的機(jī)器人尤其適用于上面定義的類(lèi)型的系統(tǒng)中，以執(zhí)行
如上指出的方法。然而，也可以將具有所述頭部的機(jī)器人用于其他類(lèi)型的系統(tǒng)中。 根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)、方法和機(jī)器人的還有的優(yōu)點(diǎn)和可能的實(shí)施方式在后面的權(quán)利要求中指出，并將在下面結(jié)合非限制性的實(shí)施方式而更詳細(xì)地說(shuō)明。


本發(fā)明將通過(guò)下面結(jié)合附圖的說(shuō)明而得到更好的理解，其中附圖中示出了本發(fā)明 非限制性的實(shí)施方式。更特別地，在附圖中 圖1表示根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的俯視圖，該系統(tǒng)與倒筒機(jī)組合；
圖2表示用于處理心軸的機(jī)器人的俯視圖的放大圖；
圖3A-3E表示機(jī)器人頭部的不同視圖； 圖4A和4B表示用于切割管子以形成管狀芯部的切割單元根據(jù)兩個(gè)不同角度的軸 測(cè)圖； 圖4C表示用于將管子推向切割組的推動(dòng)系統(tǒng)的細(xì)節(jié)； 圖4D和圖4E表示切割系統(tǒng)根據(jù)兩個(gè)不同的角度的軸測(cè)圖的放大圖； 圖5A表示用于將纏繞心軸引導(dǎo)進(jìn)入管狀纏繞芯部的插入單元的總體軸測(cè)圖； 圖5B表示圖5A的單元的一部分的放大圖； 圖6A-6D依序表示從形成的巻筒組中拔出纏繞心軸的操作的示意圖； 圖7A-7D依序表示將纏繞心軸插入到管狀纏繞芯部(互相軸向?qū)R)中的示意
圖；和 圖8表示可氣動(dòng)膨脹的纏繞心軸的示意橫截面圖。
具體實(shí)施例方式
首先參見(jiàn)圖l，數(shù)字1示意性地表示倒筒機(jī)，用于通過(guò)退繞原始巻筒B上的幅材、連 續(xù)地縱向切割這些幅材和重繞這些幅材而形成幅材的巻筒BB (圖6)。巻筒BB通過(guò)將等寬 或不等寬的幅材條帶同時(shí)纏繞在管狀纏繞芯部上而形成，所述幅材條帶通過(guò)將由原始巻筒 B分配的幅材縱向切割而獲得。 在倒筒機(jī)1的一側(cè)定位有一組機(jī)器，所述機(jī)器形成總體上以附圖標(biāo)記3表示的系 統(tǒng)或裝置，其用于從在倒筒機(jī)1上形成的巻筒中拔出心軸、將它們插入到管狀芯部上(該管 狀芯部由標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度的管子切割為預(yù)定尺寸，這也是通過(guò)系統(tǒng)3將管子切割成段而獲得的)、 并將心軸——此時(shí)管狀芯部插于其上并卡緊——插入倒筒機(jī)l的纏繞區(qū)域中(這可能是在 將在各個(gè)心軸上的管狀纏繞芯部互相間隔開(kāi)之后進(jìn)行，以便于巻筒繞著各個(gè)纏繞心軸規(guī)則 地形成)。 更具體地，系統(tǒng)3包括用于處理心軸的機(jī)器人5，用于將紙板、塑料等構(gòu)成的管子 切割為各管狀纏繞芯部的切割單元7，用于將各纏繞心軸插入軸向?qū)R的管狀纏繞芯部組 中的插入單元9 (所述管狀纏繞芯部通過(guò)在切割單元7中切割各管子而獲得)。
在該圖示的實(shí)施方式中，系統(tǒng)3還包括位于上方的單元ll，裝備了管狀芯部的心 軸通過(guò)機(jī)器人5被引入該單元11中，用以在將心軸和芯部引入到倒筒機(jī)1之前能夠使管 狀纏繞芯部互相軸向間隔開(kāi)。該單元11可以根據(jù)本申請(qǐng)人提出的在審國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)PCT/ IT2006/000109中更加具體的描述而進(jìn)行設(shè)計(jì)，該申請(qǐng)的內(nèi)容完整地結(jié)合在此并理解為完 全地轉(zhuǎn)錄在本說(shuō)明書(shū)中。因此關(guān)于單元11的細(xì)節(jié)這里不將描述。 機(jī)器人5放大的俯視圖表示在圖2中，而其頭部——總體上用附圖標(biāo)記13表示——具體表示在圖3A和3E中，并將在下面描述。該頭部13由已知的臂15承載，該臂具 有足夠數(shù)量的自由度。 該頭部13裝備有用于安裝到臂15上的板17。該板17集成有兩個(gè)梁19，這兩個(gè)梁 19通過(guò)端板21A、21B互相連接?？拷?1B提供有對(duì)中設(shè)備23，該對(duì)中設(shè)備23用于使頭 部與纏繞心軸對(duì)中，所述纏繞心軸需要從形成在倒筒機(jī)1上的巻筒中拔出。在一個(gè)實(shí)施方 式中，該對(duì)中設(shè)備23具有兩個(gè)基本互相正交的鄰接的表面23A、23B，所述鄰接的表面23A、 23B連接有致動(dòng)器25A、25B。這些鄰接的表面23A、23B將與需要從巻筒中拔出的纏繞心軸 的端柄接觸。由于鄰接表面23A、23B相對(duì)于頭部13處于給定的位置，所以能夠知道心軸的 柄相對(duì)于頭部的位置，從而能夠以如下方式定位頭部，即能夠使得所述心軸由頭部本身所 承載的、將在后文描述的部件作用，而這些部件的功能是在工作循環(huán)的不同階段進(jìn)行心軸 的膨脹或收縮、抓住心軸以進(jìn)行處理，這一點(diǎn)將在后文中更好地描述。 頭部在與板17相對(duì)的位置設(shè)置有抓取部件用于抓取心軸。在一個(gè)實(shí)施方式中，抓 取部件包括第一卡爪對(duì)27A和第二卡爪對(duì)27B。卡爪對(duì)27A裝備有兩個(gè)適用于接合心軸的 柄的、具有預(yù)定形狀的輪廓件29。在可能的實(shí)施方式中，這兩個(gè)具有預(yù)定形狀的輪廓件29 具有大致半圓柱形的形狀。然而，必須理解的是，這些輪廓件根據(jù)需要(例如基于柄的形 狀)可以具有不同的形狀。可以與其中一個(gè)輪廓件29上相關(guān)聯(lián)地設(shè)置微型開(kāi)關(guān)31，其目的 在于校驗(yàn)該設(shè)備是否正確地抓住了心軸的柄。 在所述部件或輪廓件29的上方，卡爪對(duì)27A具有大致V形的抓持表面，如附圖標(biāo) 記33所指，其用來(lái)在心軸的大致圓柱形側(cè)表面上與心軸接合，該心軸上可能插有管狀纏繞 芯部。 卡爪對(duì)27B類(lèi)似于卡爪對(duì)27A，但是其不具有部件29，取而代之的是僅有表面35， 所述表面35大致成形為V形以抓持和從側(cè)面鎖緊所述心軸。每個(gè)卡爪對(duì)27A、27B中的卡 爪在專(zhuān)門(mén)的導(dǎo)軌37、39上滑動(dòng)，所述導(dǎo)軌分別在由板21B和21A承載的塊41和43上。卡 爪27A、27B的打開(kāi)和閉合由未示出的致動(dòng)器控制。 在卡爪對(duì)27A、27B之間設(shè)置有膨脹和收縮部件，其整體上如附圖標(biāo)記51所指示， 用于使所述纏繞心軸膨脹或收縮。在示例的實(shí)施方式中，該用于使心軸膨脹/收縮的膨脹 和收縮設(shè)備是氣動(dòng)式的。該設(shè)備是公知的，并且用在用于膨脹和收縮心軸的傳統(tǒng)系統(tǒng)中。實(shí) 際中，設(shè)備51作用在設(shè)置于心軸的柄上的閥上，以使心軸里面的空氣腔膨脹或收縮，引起 它們徑向膨脹或徑向收縮以相對(duì)于心軸鎖合或解鎖管狀纏繞芯部。 圖8表示氣動(dòng)膨脹心軸的實(shí)施方式的橫截面圖。該心軸整體上由A表示，包括彈 性材料制成的基本圓柱形的外套筒A1，外套筒A1限定了心軸大致圓柱形的外表面。套筒 Al里面設(shè)置有三個(gè)可膨脹部件A3，所述可膨脹部件具有如下的壁所述壁具有圓柱形表面 的一部分的形狀，所述可膨脹部件可在管狀部件A4的縱向槽中徑向運(yùn)動(dòng)并被引導(dǎo)。在所述 管狀部件A4的里面設(shè)置有可膨脹的腔A5，該腔具有大致圓柱形的設(shè)計(jì)，其可以通過(guò)設(shè)置在 心軸柄中的閥而膨脹或者收縮?？膳蛎浀那籄5作用于可膨脹部件的基部部件A6上，從而 可膨脹腔A5的膨脹引起彈性套筒A1的膨脹，同時(shí)當(dāng)可膨脹腔收縮時(shí)，套筒A1的彈性引起 部件A3的收縮進(jìn)而引起心軸的徑向收縮。 該膨脹和收縮設(shè)備或部件51安裝在托架53上，該托架53可繞著集成在頭部13 中的銷(xiāo)擺動(dòng)。該擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)由致動(dòng)器57操作。在圖3A和3E所示的位置，膨脹和收縮部件51位于其操作位置，大致與卡爪對(duì)27A的輪廓件29同軸。在該位置，該膨脹和收縮部件51可以作用于心軸柄的端部，其中該心軸柄的端部被卡爪對(duì)27A的輪廓件29抓住。
通過(guò)致動(dòng)器57使得桿或托架53擺動(dòng)90° ，膨脹和收縮部件51相對(duì)于爪27A、27B進(jìn)入空閑位置。該位置尤其在圖2的俯視圖中示出，其中部件51在頭部13的所述一對(duì)梁19的側(cè)面。在該位置，膨脹和收縮部件51不干涉卡爪27A、27B的動(dòng)作，后者可以同時(shí)在纏繞心軸的圓柱形表面上夾緊以將其驅(qū)動(dòng)到系統(tǒng)3中的不同位置。 通過(guò)頭部13，機(jī)器人5可以執(zhí)行位于巻筒組(所述巻筒通過(guò)倒筒機(jī)1形成)中的心軸的膨脹或收縮操作，并逐漸從巻筒中拔出心軸，并將心軸(不帶管狀纏繞芯部)送至插入站或單元，以用于將心軸插入到準(zhǔn)備用于接下來(lái)的纏繞循環(huán)的管狀纏繞芯部組中。從剛剛形成的巻筒中拔出心軸的該操作如圖6A-D示例性指示的順序進(jìn)行。
首先，頭部13靠近纏繞心軸A的柄AC(該心軸的柄從倒筒機(jī)1卸料區(qū)域中的巻筒BB突出)，并通過(guò)鄰接表面23A、23B使得頭部相對(duì)于柄AC到達(dá)已知的位置(圖6A)。隨后，頭部升高，且升高量等于鄰接表面23A與膨脹和收縮部件51的軸線之間的距離，以使所述膨脹和收縮部件與需要拔出的心軸軸向?qū)R(圖6B)。這種初始定位的操作是必要的，因?yàn)閹喭睟B的軸線的位置進(jìn)而需要處理的心軸的軸線的位置事先是未知的并且不是恒定的。事實(shí)上，其依賴于巻筒的直徑，而所述巻筒在倒筒機(jī)l的卸料區(qū)域中靠在限定出巻筒卸料支座的輥?zhàn)踊蚱渌考稀?—旦膨脹和收縮部件51與需要拔出的心軸軸向?qū)R，則其可以作用于心軸本身上使其緊縮，也就是收縮，即作用于心軸的頭閥。在隨后的階段(圖6C)，通過(guò)機(jī)器人5的臂15，頭部13可以從巻筒BB組拔出一定的量。在該階段，頭部13和心軸之間的連接通過(guò)所述部件或輪廓件29實(shí)現(xiàn)。當(dāng)心軸從位于倒筒機(jī)1上的巻筒拔出足夠量、但是仍然以不掉落的方式接合在巻筒BB中、并且膨脹和收縮部件51已經(jīng)通過(guò)托架53的擺動(dòng)而相對(duì)于卡爪27A、27B移動(dòng)至空閑位置時(shí)，頭部13能夠相對(duì)于心軸進(jìn)行平移，從而通過(guò)兩個(gè)卡爪對(duì)27A、27B抓住心軸本身，所述卡爪對(duì)在軸向間隔開(kāi)的兩個(gè)部位夾住該心軸。這樣被固定接合了的心軸可以從巻筒BB中被完全地拔出并傳送到插入單元9，后者將在下面描述。
圖4A和4E詳細(xì)地示出了切割單元7的結(jié)構(gòu)，其用于將管狀纏繞芯部切割成預(yù)定尺寸，該管狀纏繞芯部必須能插到剛剛從形成于倒筒機(jī)1上的巻筒中拔出的心軸上。
用于切割管子以形成管子纏繞芯部的切割單元或切割站7特別地表示在圖4A和4E中。該單元分為第一部分7A和第二部分7B。在第一部分中，管子T被引入，堆積在由架子61構(gòu)成的支撐表面上，所述架子相對(duì)于承載結(jié)構(gòu)63突伸設(shè)置。架子61限定了傾斜的平面，所述平面上可以堆積若干根管T，與所述架子61相關(guān)聯(lián)地設(shè)置有旋轉(zhuǎn)式或擺動(dòng)式分配器65，該分配器65 (圖4C)具有預(yù)定形狀的板件67，通過(guò)分配器65的旋轉(zhuǎn)或擺動(dòng)，板件67從由架子61形成的支撐表面上拾取各個(gè)管子，并將它們放在一對(duì)用以形成安放支架的、具有基本平行的軸的輥?zhàn)?9上。輥?zhàn)?9中的一個(gè)或兩個(gè)可以通過(guò)未示出的電機(jī)驅(qū)動(dòng)以繞著它們的軸旋轉(zhuǎn)。輥?zhàn)?9大致在切割單元7的整個(gè)長(zhǎng)度上延伸，并可以分為多個(gè)軸向?qū)R的部分，以允許它們進(jìn)行支撐。 在切割單元7的第一部分7A設(shè)置有推動(dòng)器71，其通過(guò)架73承載，通過(guò)電機(jī)75操作以在箭頭f71 (圖4A和4C)方向上沿著基本平行于輥?zhàn)?9軸向延伸方向的引導(dǎo)部分77縱向滑動(dòng)。推動(dòng)器71具有端部71A，端部71A作用于每個(gè)管子T對(duì)應(yīng)的端上，所述管子T必須從切割單元7的第一部分7A推到第二部分7B，以通過(guò)下面所述的切割部件分為各管狀纏繞芯部。 在切割單元7的第一部分7A和第二部分7B之間設(shè)置有切割單元79，其以放大的方式更詳細(xì)地表示在圖4D和4E中。該切割單元79包括通過(guò)電機(jī)83 (圖4D)操作的盤(pán)形切刀81。在一個(gè)實(shí)施方式中，該切刀81繞著銷(xiāo)85可擺動(dòng)地安裝，所述銷(xiāo)85基本平行于輥?zhàn)?9的軸線。在一個(gè)實(shí)施方式中，活塞_缸致動(dòng)器87控制盤(pán)形切刀81的擺動(dòng)，以使其分別處于切割位置和空閑位置，在空閑位置，其不與管子T相互作用。盤(pán)形切刀81設(shè)置為其自身的旋轉(zhuǎn)軸線基本平行于輥?zhàn)?9的軸線，并且因此平行于管子T的軸線，其中所述管子T沿著切割單元7的縱向延伸方向逐步前進(jìn)。 通過(guò)向著管子的軸線擺動(dòng)，切刀81可以切割管子T，所述管子通過(guò)輥?zhàn)?9而保持繞著其軸線旋轉(zhuǎn)。為了經(jīng)受切割過(guò)程中盤(pán)形切刀81施加在管子上的推力，切割單元7有兩個(gè)小輪子87，它們位于輥?zhàn)?9形成的支架之上，它們的軸基本平行于輥?zhàn)?9的軸。在一個(gè)實(shí)施方式中，輪子87可以自由地承載在滑塊89上，該滑塊89可以靠近和遠(yuǎn)離輥?zhàn)?9運(yùn)動(dòng)，例如在雙箭頭f89方向上基本豎直地運(yùn)動(dòng)。該運(yùn)動(dòng)通過(guò)活塞_缸致動(dòng)器91 (圖4D)控制。輪子87的上升和下降運(yùn)動(dòng)將所述輪子分別運(yùn)動(dòng)至空閑位置并在切割過(guò)程中運(yùn)動(dòng)到支撐及推動(dòng)位置，以使所述管子保持在通過(guò)輥?zhàn)?9形成的支架內(nèi)。 在第二部分7B，切割單元7具有滑板93，通過(guò)切割插入到切割單元7中的每個(gè)管子T而獲得的管狀纏繞芯部AT(圖4A)在滑板93上滾動(dòng)。通過(guò)控制管子T借助推動(dòng)器71實(shí)現(xiàn)的向前的運(yùn)動(dòng)、對(duì)立的輪子87的上升和下降的運(yùn)動(dòng)、以及切刀81的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，可以將每個(gè)管子T分為所需數(shù)量的管狀纏繞芯部AT且每個(gè)管狀纏繞芯部AT具有所需的長(zhǎng)度。
為了拋出通過(guò)前面所述的部件所生成的管狀纏繞芯部AT，切割單元7包括位于第二部分7B中的排出器95，這尤其在圖4D和4E中示出。該排出器95具有基本平行于輥?zhàn)?9軸線的棒97，其通過(guò)容納在輥?zhàn)?9下方的活塞-缸致動(dòng)器(其中一個(gè)在圖4D中用97表示)而擺動(dòng)，以將管狀芯部從由輥?zhàn)?9形成的支架推出并推向滑板93。
該滑板93構(gòu)成了切割站或切割單元7和插入站或插入單元9之間的連接(參見(jiàn)圖1)，該插入單元9用于將心軸A插入在切割單元7中切割而成的管狀纏繞芯部AT中。
現(xiàn)在將特別地參考圖5A和5B而描述插入單元9的結(jié)構(gòu)。 如前面指出的，插入單元9接收各心軸A，所述心軸A根據(jù)上面的描述(圖6A-6D)通過(guò)機(jī)器人5利用其頭部13從倒筒機(jī)1中纏繞的巻筒移出。該插入單元9具有擱架或支撐件101，各纏繞心軸通過(guò)機(jī)器人5定位在其上。該擱架或支撐件101具有一對(duì)V形的輥?zhàn)?03，其接收和保持心軸，該心軸借助其大致圓柱形的表面而支承在該具有預(yù)定形狀的輥?zhàn)?03上。 與支撐件或擱架101對(duì)齊的是插入單元9的接收由切割單元7切割的管狀纏繞芯部AT的部分105。該部分105(特別地參見(jiàn)圖5B放大圖)具有支撐架，該支撐架包括兩個(gè)板107和109，它們形成用于管狀纏繞芯部AT的支架。板109彎曲，使得形成在滑板93上滾動(dòng)的芯部AT的止擋件，并且板109從其自身向著大致與滑板93對(duì)齊的金屬板107彎曲。
在將心軸引入到位于通過(guò)板107和109形成的支撐架上的纏繞芯部AT里面之前，這些所述芯部必須互相鄰接并抵靠在鄰接端面或參考端面109之上。為此，部分105包括壓緊器設(shè)備，其整體上用111表示(具體表示在圖5B中)。該壓緊器設(shè)備通過(guò)活塞_缸致
10動(dòng)器113操作，并包括可動(dòng)部件115，該可動(dòng)部件115通過(guò)搖桿裝置117和119連接到插入單元9的部分105的承載結(jié)構(gòu)121上。通過(guò)可動(dòng)部件115和搖桿117、 119形成的、通過(guò)活塞_缸致動(dòng)器113操作的四桿鉸接系統(tǒng)在箭頭fA方向上推動(dòng)管狀纏繞芯部AT使之抵靠鄰接端面109并且每個(gè)管狀芯部鄰接相鄰的芯部。 在由插入單元9的部分105中的板107、109所形成的支撐架之上，設(shè)置有推壓件123，推壓件123形成用于夾持管狀芯部的夾持件。所述夾持件用于避免管狀纏繞芯部AT在纏繞心軸插入其中的過(guò)程中意外地運(yùn)動(dòng)。該夾持件123通過(guò)活塞-缸致動(dòng)器125借助擺動(dòng)臂127來(lái)操作。 將纏繞心軸插入到位于插入單元9中的管狀纏繞芯部AT的過(guò)程根據(jù)示意性地表示在圖7A-7D中的如下順序進(jìn)行。在第一步驟中，管狀纏繞芯部AT被放至支撐板107、 109上，纏繞心軸A定位在預(yù)定形狀的輥?zhàn)訉?duì)103上(圖7A)。 隨后，壓緊器111使得管狀纏繞芯部AT互相鄰接并抵靠鄰接端面109 (圖7B)。為了產(chǎn)生表明芯部AT正確定位的信號(hào)，可以設(shè)置與所述鄰接端面109相關(guān)聯(lián)的微型開(kāi)關(guān)。
在此，機(jī)器人5的頭部13可以抓住纏繞心軸A(圖7B)并將其插入到管狀芯部AT內(nèi)。該插入可以通過(guò)使心軸(即心軸本身的柄)與輪廓件29接合來(lái)進(jìn)行。在這種情況下，預(yù)定形狀的輥?zhàn)?03設(shè)置作為心軸的擱架。插入之后，在達(dá)到預(yù)定的相互位置時(shí)，膨脹和收縮部件51使心軸膨脹，從而使心軸鎖緊在管狀纏繞芯部AT上。然后頭部13自身可以平移并定位，使得與心軸A接合且管狀纏繞芯部AT位于兩者之間(圖7D)，以將心軸傳送到倒筒機(jī)1或單元11的里面；在倒筒機(jī)1或單元11中，在心軸收縮之后，各管狀芯部AT重新定位至彼此隔開(kāi)一定距離處。 在將纏繞心軸A插入到管狀芯部AT里面的過(guò)程中，后者如前所述通過(guò)夾持件105保持就位以避免意外運(yùn)動(dòng)。 很清楚，附圖只表示了一個(gè)實(shí)施方式，只簡(jiǎn)單給出本發(fā)明的一個(gè)可行實(shí)例，在不脫離本發(fā)明內(nèi)容的情況下其形狀和設(shè)置可以改變。所附權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記只為了方便根據(jù)說(shuō)明書(shū)和附圖閱讀權(quán)利要求，而不以任何方式限制通過(guò)權(quán)利要求表達(dá)的保護(hù)范圍。
1權(quán)利要求
一種用于準(zhǔn)備纏繞心軸的系統(tǒng)，所述纏繞心軸用來(lái)在其上形成幅材的卷筒，所述系統(tǒng)包括機(jī)器人，用于從形成的卷筒中拔出纏繞心軸；切割單元，用于切割管子以形成軸向長(zhǎng)度可設(shè)定的管狀纏繞芯部；插入單元，用于將該纏繞心軸插入到成組的管狀纏繞芯部中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述機(jī)器人包括處理頭部，該處理頭部設(shè)置有抓 持部件，所述抓持部件用于抓住所述纏繞心軸，該處理頭部還設(shè)置有膨脹和收縮部件，所述 膨脹和收縮部件用于使所述纏繞心軸膨脹或收縮，從而使得所述纏繞心軸膨脹并將所述管 狀纏繞芯部鎖緊于其上，或使所述纏繞心軸收縮并使所述管狀纏繞芯部從所述纏繞心軸上 解鎖。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述膨脹和收縮部件是氣動(dòng)部件。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的系統(tǒng)，其中，用于使所述纏繞心軸膨脹或收縮的所述膨脹 和收縮部件相對(duì)于所述抓持部件能夠處于操作位置和空閑位置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的系統(tǒng)，其中，所述抓持部件包括適用于接合所述纏繞心 軸的至少第一卡爪對(duì)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，所述抓持部件包括兩對(duì)對(duì)齊的卡爪，以在縱向間 隔開(kāi)的兩個(gè)部位接合所述纏繞心軸。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的系統(tǒng)，其中，所述第一卡爪對(duì)設(shè)置有用于接合所述纏繞心 軸的端柄的表面。
8. 根據(jù)一個(gè)或多個(gè)在前權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中，與所述插入單元相關(guān)聯(lián)地設(shè)置有 用于所述纏繞心軸的支撐件。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，所述機(jī)器人被控制用來(lái)通過(guò)軸向運(yùn)動(dòng)將所述纏 繞心軸從所述支撐件上傳送到所述管狀芯部中。
10. 根據(jù)一個(gè)或多個(gè)在前權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中，所述切割單元和所述插入單元并 排設(shè)置，并通過(guò)所述管狀纏繞芯部的傳送表面而連接。
11. 根據(jù)一個(gè)或多個(gè)在前權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中，所述切割單元包括用于支撐所 述管子且具有用于旋轉(zhuǎn)待要切割的管子的系統(tǒng)的支撐支架；切割部件；用于向所述切割部 件供應(yīng)待要切割的管子的供應(yīng)器。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述支撐支架包括一對(duì)具有大致平行的軸線 的輥?zhàn)?，至少其中一個(gè)輥?zhàn)幽鼙或?qū)動(dòng)以使所述管子旋轉(zhuǎn)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的系統(tǒng)，其中，用于支撐所述管子的所述支撐支架從所 述切割單元的相對(duì)兩側(cè)延伸，在一側(cè)上定位待要切割的管子，而在另一側(cè)上收集通過(guò)切割 各管子獲得的管狀纏繞芯部，所述管狀纏繞芯部互相之間軸向?qū)R。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11、12或13所述的系統(tǒng)，其中，與用于支撐所述管子的所述支撐支架 相關(guān)聯(lián)地設(shè)置有入口滑動(dòng)件和分配器，所述分配器從所述滑動(dòng)件上拾取各管子并將其傳送 到所述支撐支架上。
15. 根據(jù)權(quán)利要求11-14中一項(xiàng)或多項(xiàng)權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中，與所述支撐支架相 關(guān)聯(lián)地設(shè)置有排出器，所述排出器將互相之間軸向?qū)R的管狀纏繞芯部排向引入單元。
16. 根據(jù)權(quán)利要求11-15中一項(xiàng)或多項(xiàng)權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中，所述切割單元包括盤(pán)形切刀。
17. 根據(jù)權(quán)利要求11-16中一項(xiàng)或多項(xiàng)權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中，與所述切割部件相 關(guān)聯(lián)地設(shè)置有推壓件，所述推壓件用來(lái)保持所述支撐支架上的所述管子，以對(duì)抗由切割部 件施加在管子上的推力。
18. 根據(jù)一個(gè)或多個(gè)在前權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中，所述引入單元包括夾持部件，以 在所述纏繞心軸插入到所述管子纏繞芯部的過(guò)程中保持所述管子纏繞芯部互相軸向?qū)R。
19. 根據(jù)一個(gè)或多個(gè)在前權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中，設(shè)置有膨脹和收縮部件的所述機(jī) 器人被控制成在抓住待要從圍繞所述纏繞心軸形成的一個(gè)或多個(gè)巻筒中拔出的所述心軸 的位置時(shí)，使所述纏繞心軸收縮；并且使在所述插入單元中插入在所述管子纏繞芯部中的 所述纏繞心軸膨脹。
20. 根據(jù)一個(gè)或多個(gè)在前權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中，所述插入單元包括壓緊器，所述 壓緊器用來(lái)使所述管狀纏繞芯部彼此軸向地鄰接，其中，在所述管狀纏繞芯部中將插入纏 繞心軸。
21. 根據(jù)一個(gè)或多個(gè)在前權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，還包括用于將插入在纏繞心軸上的管 狀纏繞芯部互相軸向地間隔開(kāi)的工位。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中，所述機(jī)器人被設(shè)計(jì)并控制成將其上插有管狀 纏繞芯部的所述纏繞心軸從插入單元傳送到用于將所述管狀纏繞芯部互相軸向間隔開(kāi)的 工位。
23. —種用于準(zhǔn)備纏繞心軸的方法，所述纏繞心軸上插接并鎖緊有管狀纏繞芯部，該方 法包括如下步驟從事先形成的幅材巻筒中拔出纏繞心軸；將所述纏繞心軸插入到事先切割成預(yù)定尺寸并且軸向?qū)R的成組的管狀纏繞芯部中；將其上插有管狀纏繞芯部的纏繞心軸傳送到倒筒機(jī)中，以圍繞所述管狀纏繞芯部形成 幅材巻筒。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，還包括步驟 使所述管狀纏繞芯部互相軸向地靠近；在將所述纏繞心軸插入到管狀纏繞芯部中之后，在插入到倒筒機(jī)之前，將所述管狀纏 繞芯部互相間隔開(kāi)。
25. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中 將所述管狀纏繞芯部夾持在所述心軸上；將帶有管狀纏繞芯部的心軸從插入管狀纏繞芯部中的插入位置轉(zhuǎn)變?yōu)樗龉軤罾p繞 芯部互相軸向地間隔開(kāi)的位置；將所述管狀纏繞芯部從所述心軸上解鎖、互相軸向間隔開(kāi)并再次鎖緊在所述心軸上。
26. 根據(jù)權(quán)利要求23、24或25所述的方法，其中，所述心軸通過(guò)同一處理機(jī)器人從所述 幅材巻筒拔出并插入所述管狀纏繞芯部中。
27. 根據(jù)權(quán)利要求25和26所述的方法，其中，所述處理機(jī)器人將所述纏繞心軸從插入 位置傳送到互相軸向間隔開(kāi)的位置。
28. 根據(jù)權(quán)利要求25和26所述的方法，其中，所述心軸通過(guò)由所述處理機(jī)器人承載的膨脹和收縮部件而膨脹和收縮，以鎖緊和解鎖所述心軸上的所述管狀纏繞芯部。
29. —種用于處理可膨脹的纏繞心軸的機(jī)器人，其包括承載頭部的臂，該頭部具有用 于抓持所述纏繞心軸的抓持部件；以及用于使所述纏繞心軸膨脹和收縮以在所述纏繞心軸 上鎖緊和解鎖所述管狀纏繞芯部的膨脹和收縮部件。
30. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的機(jī)器人，其中，所述膨脹和收縮部件是氣動(dòng)部件。
31. 根據(jù)權(quán)利要求29或30所述的機(jī)器人，其中，用于使纏繞心軸膨脹和收縮的所述膨 脹和收縮部件相對(duì)于所述抓持部件能夠處于操作位置和空閑位置。
32. 根據(jù)權(quán)利要求29、30或31所述的機(jī)器人，其中，所述抓持部件包括適用于接合纏繞 心軸的至少第一卡爪對(duì)。
33. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的機(jī)器人，其中，所述抓持部件包括第二卡爪對(duì)，所述第一卡 爪對(duì)和第二卡爪對(duì)對(duì)齊，以在縱向間隔開(kāi)的兩個(gè)部位處接合所述纏繞心軸。
34. 根據(jù)權(quán)利要求32或33所述的機(jī)器人，其中，所述第一卡爪對(duì)設(shè)置有用于接合所述 纏繞心軸的端柄的表面。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于結(jié)合到一個(gè)或多個(gè)倒筒機(jī)(1)上以形成纏繞在纏繞心軸上的幅材卷筒或幅材卷的系統(tǒng)。該系統(tǒng)的功能在于準(zhǔn)備其上具有相關(guān)的纏繞芯部的纏繞心軸，該系統(tǒng)包括用于從形成的卷筒(BB)拔出纏繞心軸(A)的機(jī)器人(5)；用于切割管子(T)以形成具有軸向長(zhǎng)度可設(shè)定的管狀纏繞芯部(AT)的切割單元(7)；插入單元(9)，用于將纏繞心軸插入到成組的管狀纏繞芯部中。
文檔編號(hào)B65H19/30GK101743186SQ200780053569
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2007年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月4日
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