用于纸管生成的裁切机台及其纸管裁切方法与流程

本发明有关于一种纸管生成及裁切机台，其中切刀的位移速度与固定杆上的纸管生成速度相近，借此以提高切刀的耐用度及经过裁切的纸管品质。

背景技术：

纸管生成及裁切机台主要用以缠绕至少一纸带以形成一纸管，并通过切刀裁切纸管，以产生具有预设长度的纸管。纸管具有多种用途，例如纸管可作为纸吸管使用，此外亦可于纸管上绕设卫生纸以形成一卷筒式卫生纸。

一般而言切刀在裁切纸管的过程中，纸管生成及裁切机台仍持续生成纸管，生成的纸管会推挤切刀的侧边，不仅会影响纸管裁切的品质，更可能会造成切刀的损坏。

技术实现要素：

为了解决上述所提及的构造的问题，本发明提出一种新颖的纸管生成及裁切机台，可有效改善纸管裁切的品质，更有利于延长切刀的使用寿命。

本发明的一目的，在于提供一种纸管生成及裁切机台，其中切刀在裁切纸管时，切刀的位移方向及位移速度会与纸管的生成方向及生成速度相同，借此以提高纸管的裁切品质，同时延长切刀的使用寿命。

本发明的一目的，在于提出一种纸管生成及裁切机台，主要通过一缠绕机构将至少一纸带缠绕在一固定杆上以形成一纸管。此外通过一角度量测单元量测缠绕机构或纸带相对于固定杆的角度，并通过一长度量测单元量测纸带的一输送长度。驱动机构依据角度及输送长度决定切刀沿着固定杆位移的速度，使得切刀的位移速度与固定杆上的纸管生成速度相同或相近，以防止纸管挤压切刀的侧表面或切刀拉扯纸管，借此以提高切刀的耐用度及经过裁切的纸管品质。

本发明的一目的，在于提供一种纸管裁切方法，首先量测缠绕机构或纸带相对于固定杆的角度，并量测纸带的输送长度。而后依据角度、输送长度、纸带的宽度及/或固定杆的半径计算出纸管的生成速度，并依据纸管的生成速度调整切刀的位移速度，以提高切刀的耐用度及经过裁切的纸管品质。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于纸管生成的裁切机台，包括：一固定杆；一缠绕机构，与固定杆相邻，其中固定杆及缠绕机构接收一纸带，并通过缠绕机构将纸带缠绕在固定杆上以形成一纸管；一角度量测单元，用以量测缠绕机构或纸带相对于固定杆的一角度；一长度量测单元，设置在固定杆及缠绕机构的上游，并用以量测纸带的一输送长度；一切刀，与固定杆相邻，并用以裁切固定杆上的纸管；及一驱动机构，连接切刀，并依据角度及输送长度调整切刀沿着固定杆位移的速度。

本发明还提供一种纸管裁切方法用于对上述纸管生成的裁切机台所生成的纸管进行裁切，包括：量测至少一纸带的一输送长度；将纸带输送至一固定杆及一缠绕机构；量测纸带相对于固定杆的一入料角度；将纸带缠绕在固定杆上并形成一纸管；及依据输送长度及入料角度调整一切刀沿着固定杆位移的速度。

所述的用于纸管生成的裁切机台，其中缠绕机构包括一连接座、一驱动轮、至少一转轮及一带体，驱动轮及转轮设置在连接座上，带体则缠绕在驱动轮、转轮及固定杆上，纸带位于带体及固定杆之间，当驱动轮转动时会驱动带体将纸带缠绕在固定杆上以形成纸管。

所述的用于纸管生成的裁切机台，包括至少一滑轨通过至少一滑座连接切刀，而驱动装置则带动切刀及滑座沿着滑轨位移。

所述的用于纸管生成的裁切机台，包括至少一输送轮位于固定杆及缠绕机构的上游，并将纸带输送至固定杆及缠绕机构，而长度检测单元则连接输送轮，并计算输送轮转动的圈数，以得知纸带的输送长度。

所述的用于纸管生成的裁切机台，包括一计算单元电性连接角度量测单元、长度量测单元及驱动机构，依据接收的角度及输送长度推送出纸管的一生成速度，并依据纸管的生成速度控制驱动机构带动切刀位移的速度。

所述的用于纸管生成的裁切机台，其中计算单元接收固定杆的半径及纸带的一宽度，并依据角度、输送长度、固定杆的半径及纸带的宽度，推算出纸管的生成速度。

所述的纸管裁切方法，包括：量测缠绕机构与固定杆之间的一角度，以推算出纸带相对于固定杆的入料角度。

所述的纸管裁切方法，包括：取得固定杆的半径及纸带的一宽度；及依据输送长度、入料角度、固定杆的半径及纸带的宽度调整切刀沿着固定杆位移的速度。

所述的纸管裁切方法，包括：取得纸管上相邻的纸带的一重迭区域；及依据输送长度、入料角度、固定杆的半径、纸带的宽度及重迭区域调整切刀沿着固定杆位移的速度。

附图说明

图1为本发明用于纸管生成的裁切机台一实施例的构造示意图。

图2为本发明用于纸管生成的裁切机台一实施例的固定杆与缠绕机构的放大示意图。

图3为本发明用于纸管生成的裁切机台一实施例的切刀的放大示意图。

图4为本发明用于纸管生成的裁切机台又一实施例的构造示意图。

图5为本发明用于纸管生成的裁切机台又一实施例的构造示意图。

图6为本发明用于纸管生成的裁切机台所生成的纸管一实施例的构造示意图。

图7为本发明用于纸管生成的裁切机台所生成的纸管又一实施例的构造示意图。

图8为本发明用于纸管生成的裁切机台的纸管裁切方法一实施例的步骤流程图。

附图标记说明：

10纸管生成及裁切机台；11固定杆；110固定架；121纸带；123纸管；125重迭区域；13缠绕机构；131连接座；133驱动轮；135转轮；137带体；14角度量测单元；151切刀；1511板体；1512通孔；1513刀轮；1515摆臂；153驱动机构；161滑轨；163滑座；171长度量测单元；173输送轮；18计算单元；24角度量测单元。

具体实施方式

请参阅图1及图2，分别为本发明用于纸管生成的裁切机台一实施例的构造示意图及固定杆与缠绕机构的放大示意图。如图所示，纸管生成及裁切机台10主要包括一固定杆11、一缠绕机构13、一角度量测单元14、一长度量测单元171、一切刀151及一驱动机构153，其中缠绕机构13及固定杆接收一纸带121，并通过缠绕机构13将纸带121缠绕在固定杆11上以形成一纸管123。

固定杆11为圆柱状或长条状，而缠绕机构13则与固定杆11相邻，例如可将固定杆11固定在一固定架110上，使得固定杆11不会相对于固定架110转动或位移。

在本发明一实施例中，缠绕机构13包括一连接座131、一驱动轮133、至少一转轮135及一带体137，其中连接座131可为一板体，而驱动轮133及转轮135则设置在连接座131上，并可相对于连接座131转动。带体137缠绕在驱动轮133及转轮135上，当马达带动驱动轮133转动时将会通过带体137带动转轮135转动。

缠绕机构13的带体137缠绕在固定杆11上，如图2所示，例如缠绕机构13的驱动轮133及转轮135可分别位于固定杆11的下方及上方，而位于驱动轮133及转轮135之间的带体137则缠绕在固定杆11上。当驱动轮133转动时，带体137将会相对于固定杆11位移。

在实际应用时可将至少一纸带121放置到固定杆11与带体137之间的间隙，驱动轮133转动时会驱动带体137相对于固定杆11位移，使得带体137将位于固定杆11及带体137之间的纸带121缠绕在固定杆11上，并生成一纸管123。纸管123会沿着固定杆11朝着切刀151的方向增长，直到驱动轮133停止转动为止。在本发明图式中是将一个纸带121缠绕在固定杆11上以形成纸管123，在不同实施例中亦将复数个纸带121缠绕在固定杆11上以形成纸管123。

在本发明一实施例中，连接座131连接固定架110，可相对于固定架110摆动。当连接座131相对于固定杆11摆动时，将会改变带体137缠绕在固定杆11的角度，借此以调整纸带121相对于固定杆11的入料角度。上述的缠绕机构13的详细构造仅为本发明一实施例，并非本发明权利范围的限制。

切刀151与固定杆11相邻，并用以裁切固定杆11上的纸管123，以形成固定长度的纸管123。在本发明一实施例中，如图3所示，切刀151包括一板体1511、复数个刀轮1513及复数个摆臂1515，其中各个刀轮1513分别通过一摆臂1515连接板体1511，例如刀轮1513的数量可为三个。

板体1511上设置一通孔1512，固定杆11及/或纸管123则穿过板体1511上的通孔1512，而复数个刀轮1513则环设在通孔1512周围。摆臂1515可带动连接的刀轮1513相对于板体1511摆动，使得刀轮1513相对于板体1511上的通孔1512、固定杆11及/或纸管123位移，例如可通过马达驱动摆臂1515摆动。在裁切纸管123时，可通过摆臂1515带动刀轮1513朝固定杆11及/纸管123位移，以裁切固定杆11上的纸管123。上述的切刀151的详细构造仅为本发明一实施例，并非本发明权利范围的限制。

切刀151连接驱动机构153，其中驱动机构153用以带动切刀151沿着固定杆11位移，例如驱动机构153可为步进马达。在本发明一实施例中，可将至少一滑轨161设置在固定架110上，而切刀151则通过至少一滑座163连接滑轨161，驱动机构153可驱动切刀151及滑座163沿着滑轨161及固定杆11位移。

本发明的切刀151在裁切纸管123的过程中，驱动机构153驱动切刀151位移的方向与纸管123的长度增加的方向相同，其中驱动机构153驱动切刀151位移的速度可与单位时间内纸管123增加的长度相同或相近。例如当纸管123生成速度为10cm/s时，驱动机构153同样以10cm/s的速度驱动切刀151沿着固定杆11位移。

由于本发明的切刀151的位移速度与纸管123的生成速度相同，因此切刀151在裁切纸管123时，纸管123将不会推挤切刀151的侧边。相较之下，习用技术的切刀在裁切纸管时，并不会相对于纸管的生长方向位移，因此纸管会挤压切刀151的侧边或切刀151拉扯纸管123，不仅会影响纸管的裁切品质，亦会增加切刀的耗损率。

为了达到上述的目的，本发明是通过计算纸管123的生成速度，调整驱动机构153带动切刀151位移的速度。具体而言，本发明的纸管生成及裁切机台10包括一角度量测单元14及一长度量测单元171，其中角度量测单元14用以量测缠绕机构13相对于固定杆11的角度，或者是量测纸带121相对于固定杆11的入料角度，而长度量测单元171则用以量测纸带121的输送长度。

在本发明一实施例中，角度量测单元14可连接缠绕机构13，或者是与缠绕机构13相邻，并用以量测缠绕机构13的倾斜角度，例如角度量测单元14可以是倾斜角度量测器。

缠绕机构13及连接座131可相对于固定杆11转动，如图1及图4所示，以改变带体137缠绕在固定杆11的角度，并调整缠绕在固定杆11上的纸带121的入料角度或缠绕角度。基本上纸带121相对于固定杆11的入料角度与缠绕机构13与固定杆11之间的角度相关，在本发明实施例中是通过缠绕机构13与固定杆11之间的角度，推算出纸带121相对于固定杆11的入料角度。

在本发明另一实施例中，可直接量测纸带121相对于固定杆11的入料角度，如图5所示，角度量测单元24可设置在靠近纸带121进入固定杆11的位置，并直接量测纸带121与固定杆11之间的角度，如纸带121的入料角度。

长度量测单元171设置在固定杆11及缠绕机构13的上游，并用量测纸带121的输送长度。在本发明一实施例中，可将至少一输送轮173设置在固定杆11及缠绕机构13的上游，并通过输送轮173将纸带121输送至固定杆11及缠绕机构13，其中长度量测单元171可连接其中一个输送轮173，并量测输送轮173的转动圈数，以推算出纸带121的输送长度。

纸管123的生成速度与纸带121的输送长度及纸带121与固定杆11的入料角度相关，因此通过量测纸带121的入料角度及输送长度，将可以推算出单位时间内纸管123增加的长度。

为此在通过切刀151裁切纸管123时，可依据角度及输送长度调整切刀151沿着固定杆11位移的速度，例如依据纸管123生成速度调整切刀151的位移速度，使得两者的速度相同或相近。在不同实施例中，可将缠绕机构13及连接座131之间的夹角转换为纸带121与固定杆11之间的(入料)角度，因此亦可由缠绕机构13及连接座131之间的夹角及纸带121的输送长度推算出纸管123的生成速度。

在实际应用时，可进一步量测纸管123的周长及/或半径、纸带121的宽度w及/或厚度，并由纸管123的周长、纸带121的宽度w、厚度、入料角度及输送长度，更精确的计算出纸管123的生成速度，其中纸管123的周长与固定杆11的周长相关，例如纸管123的周长近似固定杆11的周长。

此外纸管123的增加速度亦可能与纸带121的缠绕方式相关，例如缠绕在固定杆11上相邻的纸带121之间不相互重迭，如图6所示，如此一来通过上述的缠绕机构13与固定杆11的夹角、纸管123的周长、纸带121的宽度w、厚度、入料角度及/或输送长度，便可推算出纸管123的生成速度，并调整驱动机构153驱动切刀151位移的速度。

在不同实施例中，缠绕在固定杆上11相邻的纸带121可能会部分重迭，如图7所示，使得生成的纸管123的纸带121会具有一重迭区域125。如此一来在计算纸管123生成速度时，便需要进一步考虑重迭区域125的宽度。

在实际应用时，纸管生成及裁切机台10可包括一计算单元18，例如计算单元18可为电脑。计算单元18电性连接角度量测单元14、长度量测单元171及驱动机构153，并分别由角度量测单元14及长度量测单元171接收角度及输送长度的资料，以计算出纸管123的生成速度，而后再依据纸管123的生成速度控制驱动机构153带动切刀151位移的速度。此外计算单元18亦可接收固定杆11的半径及纸带121的宽度，并依据角度、输送长度、固定杆11的半径及纸带121的宽度，推算出纸管123的生成速度。

具体而言，本发明的用于纸管生成的裁切机台10的切刀151位移的方向与纸管123生成的方向相同，此外切刀151的位移速度亦与纸管123的生长速度相同，因此在切刀151裁切纸管123的过程中，纸管123将不会挤压切刀151的侧边或切刀151拉扯纸管123，借此可有效提高纸管123的裁切品质，并延长切刀151的使用寿命。

请参阅图8，为本发明的纸管裁切方法一实施例的步骤流程图。请配合参阅图1，量测至少一纸带121的输送长度，如步骤31所示，可通过长度量测单元171搭配输送轮173量测纸带121的输送长度。

将纸带121输送至固定杆11及缠绕机构13，如步骤33所示，其中纸带121位于固定杆11与缠绕机构13之间的间隙，并可通过缠绕机构13带动纸带121。

量测纸带121相对于固定杆11的入料角度，如步骤35所示，在本发明一实施例中，可通过角度量测单元24直接量测纸带121相对于固定杆11的入料夹角。在不同实施例中，可透角度量测单元14量测缠绕机构13与固定杆11之间的角度，并进一步推算出纸带121相对于固定杆11的入料角度。

将纸带121缠绕在固定杆11上以形成一纸管123，步骤37所示。具体而言可通过缠绕机构13将纸带121缠绕在固定杆11上并形成纸管123。

依据输送长度及入料角度调整切刀151沿着固定杆11位移的速度，如步骤39所示。具体而言可通过纸带121相对于固定杆11的入料角度及纸带121的输送长度推算出纸管123的生成速度，并使得切刀151沿着固定杆11位移的速度与纸管123的生成速度相同或相近，以提高纸管123的裁切品质及切刀151的使用寿命。

在本发明另一实施例中，亦可进一步量测纸管123或固定杆11的周长及/或半径、纸带121的宽度w及/或厚度，借此可由纸管123或固定杆11的半径、周长、纸带121的宽度w、厚度、入料角度及输送长度更精确的推算出纸管123的生成速度及切刀151的位移速度，并调整切刀151沿着固定杆11位移的速度。

此外在计算纸管123的生成速度时，亦可进一步考虑纸管123上相邻的纸带121的重迭区域125的宽度，并依据输送长度、入料角度、固定杆11的半径、纸带121的宽度及重迭区域125，调整切刀151沿着固定杆11位移的速度。

以上所述者，仅为本发明的一较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，即凡依本发明申请专利范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的申请专利范围内。