带状物料加工用物料站的换位放卷机构的制作方法

技术领域：

本实用新型属于烟草行业中带状物料加工成型设备技术领域，具体涉及一种带状物料加工用物料站的换位放卷机构。

背景技术：
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在烟草生产过程中，带状物料的使用是非常普遍的，比如传统烟草中的卷烟纸、烟盒内衬纸、包装纸等；再比如新型低温不燃烧烟草的带状薄片烟草、降温段的pla材料。带状物料是以盘状形式存在，使用时需要将带状物料盘安装在放卷装置上，然后将带状物料的带头牵引至各个辊中，之后才能开机生产，而且，一般是设置两个放卷装置，两个放卷装置交替使用，一卷带状物料盘用完之后，将其尾部与另一个带状物料盘的头部拼接后，另一个带状物料盘参与生产，然后，需要将新的带状物料盘安装在放卷装置上，并将其带头引出，为后续带状物料的拼接做好准备。

目前，带状物料的物料盘的搬运、更换及带头的牵引大多还只能采用人工操作的方式，人工更换带状物料盘并牵引带头的同时，原有的带状物料还在正常工作，存在一定的危险性，而且，人工操作，效率低，劳动强度大。随着科学技术的发展，烟草行业中对卷烟生产设备的自动化程度要求越来越高，对人工的依赖越来越少，现有的人工更换带状物料盘及人工牵引带头的方法已经严重制约了烟草自动化生产的发展。

目前国内外针对这些问题的解决主要使用物料站来实现的。典型代表的有德国hauni公司的bob物料站。此类设备利用巧妙的机械结构实现了上料、找头、牵引的全自动化，可靠性高。国内的物料站有yf72系列物料站，其基本功能与hauni公司的bob物料站相同，只不过为了实现一拖二的目的，将两台物料站前后布置在一起。

此类设备虽然能够自动化程度高，但在实际应用中使用并不广泛。究其原因，是占地面积太大。现阶段的烟草生产车间规划比较成熟，很难找到一大块区域来布置物料站。

探究市场上已有的物料站，发现其占地面积大的主要原因是新旧带状物料盘的换位采用的是转盘形式，即新旧带状物料盘通过做圆周运动来交替位置，这就不可避免要增加设备的长度，导致物料站体积大、占地面积大，严重影响了物料站的推广及使用。

技术实现要素：

综上所述，为了克服现有技术问题的不足，本实用新型提供了一种带状物料加工用物料站的换位放卷机构，该换位放卷机构包括两个竖直布置并左右对称的竖直换位装置，竖直换位装置通过电缸组件带动放卷驱动头竖直上下移动，且放卷驱动头能够相对电缸组件翻转，使放卷驱动头竖直朝上布置或者与电缸组件垂直布置，且两个竖直换位装置的放卷驱动头同轴布置，且该轴线即为两个竖直换位装置的对称轴线，放卷驱动头竖直朝上布置时，放卷驱动头向上移动用于抓取位于物料供给工位的带状物料盘，放卷驱动头与电缸组件垂直布置时，放卷驱动头用于放卷，两个竖直换位装置的放卷驱动头交替动作，从而实现带状物料的换卷及放卷。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种带状物料加工用物料站的换位放卷机构，其中：包括机架、主立板及两套竖直换位装置，所述的主立板固定设置在机架的前端，所述的两套竖直换位装置沿机架的高度方向竖直布置，两套竖直换位装置结构相同并左右对称布置，所述的竖直换位装置包括电缸组件、翻转电机、行星轮、大齿轮、翻转架、翻转轴、放卷电机及放卷驱动头，所述的电缸组件沿机架的高度方向竖直布置，所述的电缸组件的滑块上设置有翻转轴及大齿轮，所述的翻转轴与大齿轮同轴布置，且均与电缸组件的滑块相对固定连接，所述的翻转轴上通过轴承连接有翻转架，所述的翻转架上设置有翻转电机，所述的翻转电机的主轴上设置有行星轮，所述的行星轮与大齿轮相互啮合，在翻转电机作用下，行星轮围绕大齿轮转动，从而使翻转架围绕翻转轴翻转90°，所述的翻转架上设置有放卷电机及放卷驱动头，所述的放卷电机驱动放卷驱动头旋转，所述的放卷驱动头气动涨紧带状物料盘的卷筒并在放卷电机的带动下旋转放卷，所述的翻转电机通过相互啮合的行星轮与大齿轮使翻转架翻转90°，使放卷驱动头竖直朝上布置或者与主立板垂直布置，所述的主立板上设置有竖直布置的换位槽，放卷驱动头与主立板垂直布置时，放卷驱动头穿过换位槽位于主立板的前方，所述的机架的上端设置有物料供给工位，物料供给工位处设置有带状物料盘，放卷驱动头竖直朝上布置时，电缸组件带动放卷驱动头向上移动至物料供给工位，放卷驱动头气动涨紧物料供给工位的带状物料盘的卷筒，当两套竖直换位装置的放卷驱动头均随翻转架翻转至竖直朝上状态时，两套竖直换位装置的放卷驱动头同轴布置，其轴线即为两套竖直换位装置左右对称布置的对称轴线，所述的物料供给工位处的带状物料盘的卷筒轴线与对称轴线同轴。

进一步，所述的大齿轮的外圆周上设置有缺口，所述的大齿轮的轮齿布置在其外圆周的缺口以外的外圆周面上，所述的翻转架上设置有限位块，所述的限位块与大齿轮的外圆周上的缺口对应，限位块与缺口相互配合实现翻转架相对大齿轮旋转90°。

进一步，所述的翻转电机为步进电机。

进一步，所述的放卷电机为伺服电机。

本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型换位放卷机构包括两个竖直布置并左右对称的竖直换位装置，竖直换位装置通过电缸组件带动放卷驱动头竖直上下移动，且放卷驱动头能够相对电缸组件翻转，使放卷驱动头竖直朝上布置或者与电缸组件垂直布置，且两个竖直换位装置的放卷驱动头同轴布置，且该轴线即为两个竖直换位装置的对称轴线，放卷驱动头竖直朝上布置时，放卷驱动头向上移动用于抓取位于物料供给工位的带状物料盘，放卷驱动头与电缸组件垂直布置时，放卷驱动头用于放卷，两个竖直换位装置的放卷驱动头交替动作，从而实现带状物料的换卷及放卷。

2、本实用新型的竖直换位装置利用竖直布置的电缸组件带动翻转架上下移动，从而使放卷驱动头上下移动，利用翻转电机驱动翻转架翻转，从而改变放卷驱动头的朝向，当需要从物料供给工位取带状物料盘时，在翻转电机作用下使放卷驱动头朝上，之后在电缸组件的作用下，放卷驱动头向上移动并插入带状物料盘的卷筒内后，放卷驱动头气动涨紧卷筒，之后，在翻转电机的作用下，放卷驱动头再次翻转复位朝向主立板的前方，从而使带状物料盘处于竖直状态，之后在电缸组件的作用下，放卷驱动头沿主立板上的换位槽向下移动。

3、本实用新型的大齿轮的外圆周上设置有缺口，翻转架上设置有限位块，限位块与大齿轮的外圆周上的缺口对应，限位块与缺口相互配合，对翻转架的旋转角度进行限位，从而保证放卷驱动头翻转90°，即放卷驱动头要么竖直朝上布置要么朝向主立板的前方。

4、本实用新型的结构操作简单、使用方便、构思新颖、自动化程度高，换位放卷机构的两套竖直换位装置结构相同并左右对称布置，且两套竖直换位装置的放卷驱动头同轴布置，其轴线即为两套竖直换位装置左右对称布置的对称轴线，此种结构设置，保证两套竖直换位装置的放卷驱动头均沿主立板上的换位槽上下移动，从而有效的节约空间，提高换卷效率。

附图说明：

图1为物料站的结构示意图；

图2为图1的a-a剖视结构示意图；

图3为物料站的工位布置示意图；

图4为本实用新型的结构示意图；

图5为本实用新型的图4的俯视结构示意图；

图6为本实用新型的一种使用状态示意图；

图7为本实用新型的另一种使用状态示意图；

图8为本实用新型的竖直换位装置的一个角度的立体结构示意图；

图9为本实用新型的竖直换位装置的后视结构示意图；

图10为本实用新型的竖直换位装置的另一个角度的立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1、图2及图3所示，一种带状物料加工用带状物料站，包括料库1、支撑机构及物料更换搭接装置，所述的物料更换搭接装置设置在支撑机构上，且支撑机构上至少设置一套物料更换搭接装置，所述的支撑机构用于支撑物料更换搭接装置，所述的支撑机构包括机架2及主立板3，所述的主立板3固定设置在机架2的前端，所述的料库1布置在机架2的后方，所述的料库1内放置有竖直码垛的带状物料盘，所述的物料更换搭接装置包括抓取提升装置4、换位放卷机构5、牵引装置6、搭接装置7、胶片供给装置8、张力调节装置9及出料通道10，所述的机架2的后侧设置有沿机架2高度方向竖直布置的抓取提升装置4，所述的抓取提升装置4抓取料库1内的带状物料盘并提升翻转至机架2的上方的物料供给工位12，所述的抓取提升装置4与主立板3之间的机架2内设置有换位放卷机构5，所述的换位放卷机构5沿机架2的高度方向竖直布置，所述的主立板3上设置有竖直布置的换位槽11，换位放卷机构5的放卷驱动头57穿过换位槽11位于主立板3的前方，且能够沿换位槽11上下移动并能够翻转，换位放卷机构5的放卷驱动头57移动至机架2上方时，放卷驱动头57涨紧物料供给工位12的带状物料盘的卷筒，换位放卷机构5将物料供给工位12的带状物料盘沿换位槽11移动至主立板3上的新物料盘起头工位13，新物料盘起头工位13位于换位槽11竖直方向中部，所述的换位槽11的底部为放卷工位14，旧带状物料盘位于放卷工位14，所述的主立板3上设置有胶片供给装置8，所述的胶片供给装置8为新的带状物料的带头与旧的带状物料的尾段的拼接提供双面胶片，胶片供给装置8的下方的主立板3上设置接胶工位15，所述的主立板3上设置有拼接工位16，所述的拼接工位16设置有搭接装置7，所述的搭接装置7实现新的带状物料的带头与旧的带状物料的尾段的拼接，所述的主立板3上设置有牵引装置6，所述的牵引装置6用于将新的带状物料的带头及双面胶片牵引至搭接装置7，所述的搭接装置7下方的主立板3上设置有张力调节装置9及出料通道10，张力调节装置9调节带状物料的张紧力，带状物料从出料通道10流出本实用新型的物料站，进入带状物料生产系统。

如图4、图5、图6、图7、图8、图9及图10所示，所述的换位放卷机构5包括沿机架2高度方向竖直布置的两套竖直换位装置，两套竖直换位装置结构相同并左右对称布置，所述的竖直换位装置包括电缸组件51、翻转电机52、行星轮53、大齿轮54、翻转架50、翻转轴55、放卷电机56及放卷驱动头57，所述的电缸组件51沿机架2的高度方向竖直布置，所述的电缸组件51的滑块上设置有翻转轴55及大齿轮54，所述的翻转轴55与大齿轮54同轴布置，且均与电缸组件51的滑块相对固定连接，所述的翻转轴55上通过轴承连接有翻转架50，所述的翻转架50上设置有翻转电机52，翻转电机52为步进电机，所述的翻转电机52的主轴上设置有行星轮53，所述的行星轮53与大齿轮54相互啮合，在翻转电机52作用下，行星轮53围绕大齿轮54转动，从而使翻转架50围绕翻转轴55翻转90°，所述的翻转架50上设置有放卷电机56及放卷驱动头57，放卷电机56为伺服电机，所述的放卷电机56驱动放卷驱动头57旋转，所述的放卷驱动头57气动涨紧带状物料盘的卷筒并在放卷电机56的带动下旋转放卷，所述的大齿轮54的外圆周上设置有缺口58，所述的大齿轮54的轮齿布置在其外圆周的缺口58以外的外圆周面上，所述的翻转架50上设置有限位块59，所述的大齿轮54的外圆周上设置有缺口58，所述的大齿轮54的轮齿布置在其外圆周的缺口58以外的外圆周面上，所述的翻转架50上设置有限位块59，所述的限位块59与大齿轮54的外圆周上的缺口58对应，限位块59与缺口58相互配合实现翻转架50相对大齿轮54旋转90°。使放卷驱动头57竖直朝上布置或者与主立板3垂直布置，所述的主立板3上设置有竖直布置的换位槽11，放卷驱动头57与主立板3垂直布置时，放卷驱动头57穿过换位槽11位于主立板3的前方，所述的机架2的上端设置有物料供给工位12，物料供给工位12处设置有带状物料盘，放卷驱动头57竖直朝上布置时，电缸组件51带动放卷驱动头57向上移动至物料供给工位12，放卷驱动头57气动涨紧物料供给工位12的带状物料盘的卷筒，当两套竖直换位装置的放卷驱动头57均随翻转架50翻转至竖直朝上状态时，两套竖直换位装置的放卷驱动头57同轴布置，其轴线即为两套竖直换位装置左右对称布置的对称轴线，所述的物料供给工位12处的带状物料盘的卷筒轴线与对称轴线同轴。

使用时，抓取提升装置4将料库1内竖直码垛的带状物料盘中最上端的带状物料盘提升至物料供给工位12，启动换位放卷机构5的两套竖直换位装置中未参与生产的那个竖直换位装置的翻转电机52，翻转电机52带动行星轮53转动，行星轮53与大齿轮54相互啮合，由于翻转架50与翻转轴55通过轴承连接，而大齿轮54及翻转轴55与电缸组件51的滑块相对固定连接，则行星轮53在自转的同时围绕大齿轮54转动，从而使翻转架50翻转90°，从而将放卷驱动头57翻转至竖直朝上位置，启动电缸组件51，电缸组件51的滑块竖直向上移动，带动放卷驱动头57竖直向上移动，当放卷驱动头57自下而上插入物料供给工位12的带状物料盘的卷筒内后，电缸组件51停止动作，启动放卷驱动头57的涨紧轴，使放卷驱动头57涨紧带状物料盘的卷筒内壁。然后，再次启动翻转电机52，翻转电机52通过行星轮53及大齿轮54使翻转架50反向翻转90°，使放卷驱动头57翻转至朝向主立板3前方位置，此时，放卷驱动头57涨紧的带状物料位于主立板3的前方且与主立板3平行布置，启动电缸组件51，带动带状物料盘沿主立板3上的换位槽11竖直向下移动至新物料盘起头工位13。启动牵引装置6对位于新物料盘起头工位13的带状物料起头，牵引装置6夹持并牵引新带状物料的带头至搭接装置7等待拼接。

正常生产的旧的带状物料盘位于主立板3的换位槽11的底部，其带头依次绕过搭接装置7、张力调节装置9及出料通道10进入带状物料生产系统。当旧的带状物料盘即将使用完毕，需要更换新的带状物料时，启动搭接装置7，将新的带状物料的带头与旧的带状物料的尾端拼接。

拼接完毕后，启动旧的带状物料盘所在的放卷驱动头57的涨紧轴，使放卷驱动头57松开旧的带状物料盘的卷筒，并将该卷筒从放卷驱动头57上推出，启动旧的带状物料所在的竖直换位装置的翻转电机52，放卷驱动头57翻转至朝向上方，启动该竖直换位装置的电缸组件51，带动放卷驱动头57向上移动，启动新的带状物料盘所在的竖直换位装置的电缸组件51，带动新的带状物料盘向下移动至换位槽11的下部。重新启动抓取提升装置4提升料库1内的带状物料盘至物料供给工位12，启动放卷驱动头57朝向上方的竖直换位装置的电缸组件51，从物料供给工位12撑取带状物料盘，并翻转后携带至新物料盘起头工位13。为下一次新旧带状物料的拼接做好准备。

需要说明的是，以上所述实施例是对本实用新型技术方案的说明而非限制，所属技术领域普通技术人员的等同替换或者根据现有技术而做的其它修改，只要没超出本实用新型技术方案的思路和范围，均应包含在本实用新型所要求的权利范围之内。