自动装卸卷料机械手及换卷设备的制作方法

1.本实用新型涉及卷料纸或薄膜生产技术领域，尤其是涉及一种自动装卸卷料机械手及换卷设备。


背景技术：

2.在偏光膜生产工艺中，最繁重、最危险的工作就是所有工序的收放卷机更换卷料。偏光膜生产设备均为卷对卷生产，前中后每个工艺对应的设备均有上卷和卸卷的工序。常见的1.49米宽幅偏光膜卷料，一般收卷直径在950毫米时，卷重接近一吨，传统装卸卷料方式是人工用手动或电动液压叉车将一吨重的卷料对准卷芯卡头安装，完成上卷工序，或是将收好的卷料从收卷机上卸下来，完成卸卷工序。
3.传统装卸卷料方式中，操作人员有时需要操作液压叉车将水平放置的卷料绕竖直轴线旋转180度，改变卷料上的薄膜更换膜面上下方向。然而，传统装卸卷料方式进行卷料换向操作，存在着操作繁琐和劳动强度高的技术问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种自动装卸卷料机械手及换卷设备，旨在解决现有的装卸卷料方式进行卷料换向时存在着操作繁琐和劳动强度高的技术问题。
5.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种自动装卸卷料机械手，包括龙门架、旋转驱动件、旋转平台和两个夹持驱动件，所述旋转驱动件安装于所述龙门架，所述旋转驱动件与所述旋转平台连接，所述旋转驱动件驱动所述旋转平台绕一竖直轴线旋转，两个所述夹持驱动件安装于所述旋转平台的相对两侧，两个所述夹持驱动件工作，以夹持位于两个所述夹持驱动件之间的卷芯。
6.在其中一个实施例中，所述自动装卸卷料机械手还包括两个柱塞，所述柱塞与所述夹持驱动件一一对应，所述夹持驱动件的固定部安装于所述旋转平台，所述夹持驱动件的伸缩部与对应的所述柱塞连接，以使两个所述柱塞能够相向移动而夹持所述卷芯。
7.在其中一个实施例中，所述自动装卸卷料机械手还包括滑轨，所述滑轨安装于所述旋转平台，所述柱塞滑动地安装于所述滑轨。
8.在其中一个实施例中，所述旋转平台包括第一齿轮和旋转支撑板，两个所述夹持驱动件安装于所述旋转支撑板的相对两侧，所述旋转支撑板安装于所述第一齿轮，所述旋转驱动件连接有第二齿轮，所述第二齿轮与所述第一齿轮相啮合。
9.在其中一个实施例中，所述自动装卸卷料机械手还包括升降机构，所述旋转驱动件安装于所述升降机构，所述升降机构安装于所述龙门架，所述升降机构驱动所述旋转驱动件升降。
10.在其中一个实施例中，所述自动装卸卷料机械手还包括活动安装架，所述活动安装架滑动地设置于所述龙门架，所述升降机构安装于所述活动安装架。
11.在其中一个实施例中，所述自动装卸卷料机械手还包括滑动驱动件，所述滑动驱
动件安装于所述龙门架，所述滑动驱动件与所述活动安装架连接，所述滑动驱动件用于驱动所述活动安装架在所述龙门架上滑动。
12.在其中一个实施例中，所述夹持驱动件为夹持气缸，和/或，所述旋转驱动件为驱动电机。
13.本实用新型还提供了一种换卷设备，包括放卷架、对中轨道车、卷料架和上述任意一项所述的自动装卸卷料机械手，所述卷料架用于放置所述卷料或所述卷芯，所述对中轨道车用于将所述卷料或所述卷芯在所述放卷架和所述卷料架之间移动，所述自动装卸卷料机械手用于将所述卷料或所述卷芯在所述对中轨道车和所述卷料架之间搬运。
14.在其中一个实施例中，所述换卷设备还包括中转车，所述中转车位于所述卷料架远离所述放卷架的一侧，所述中转车用于放置所述卷料或所述卷芯，所述自动装卸卷料机械手用于将所述卷料或所述卷芯在所述对中轨道车、所述卷料架和所述中转车之间搬运。
15.本实用新型提供的自动装卸卷料机械手及换卷设备的有益效果是：两个夹持驱动件工作，能够夹持位于两个夹持驱动件之间的卷料，旋转驱动件驱动旋转平台绕一竖直轴线旋转，夹持驱动件及卷料随之旋转180
°
，改变卷料上薄膜更换膜面的上下方向，解决了现有的装卸卷料方式存在着劳动强度高且换向安全风险高的技术问题，从而提高了操作安全性，降低了操作人员的劳动强度。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本实用新型实施例提供的换卷设备的结构示意图；
18.图2为图1中的换卷设备的自动装卸卷料机械手的安装示意图；
19.图3为图2中的a向局部视图。
20.其中，图中各附图标记：
21.10、卷料；
22.20、卷芯；
23.31、放卷架；32、对中轨道车；33、卷料架；34、中转车；
24.40、自动装卸卷料机械手；
25.100、龙门架；
26.210、旋转驱动件；220、第二齿轮；
27.300、旋转平台；310、第一齿轮；320、旋转支撑板；
28.410、夹持驱动件；420、柱塞；430、滑轨；440、连接板；
29.510、升降机构；520、活动安装架；530、滚轮；540、滑动驱动件；550、传动机构。
具体实施方式
30.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参
考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
31.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
32.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
33.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
34.在偏光膜生产工艺中，最繁重、最危险的工作就是所有工序的收放卷机更换卷料10。传统装卸卷料10方式是人工用手动或电动液压叉车将一吨重的卷料10对准卷芯20卡头安装，完成上卷工序，或是将收好的卷料10从收卷机上卸下来，完成卸卷工序。传统装卸卷料10方式由于卷料10重，存在对中困难、速度慢、劳动强度高的问题，而且需要的操作人员多，若一不小心卷料10掉下来还会砸伤操作人员，导致人员工伤和质量事故的发生。而且，操作人员有时需要操作液压叉车将水平放置的卷料10绕竖直轴线旋转180度，改变卷料10上的薄膜更换膜面的上下方向，换向操作同样存在着操作繁琐和劳动强度高的技术问题。
35.相关技术中，如果采用高精度agv(automated guided vehicle，自动导航车)送料和对中夹装的工艺实现卷料10换向及装卸，则agv需要具备卷料10两端单独细微的升降功能，还具有精确对中的感应器，并且agv行走精度和行走方式要求都非常高，导致设备成本高昂。
36.现对本实用新型实施例中的换卷设备及自动装卸卷料机械手40进行说明。
37.请参考图1和图2，换卷设备包括放卷架31、对中轨道车32、卷料架33和自动装卸卷料机械手40。
38.请参考图2和图3，自动装卸卷料机械手40包括龙门架100、旋转驱动件210、旋转平台300和两个夹持驱动件410。旋转驱动件210安装于龙门架100，旋转驱动件210与旋转平台300连接，旋转驱动件210驱动旋转平台300绕一竖直轴线旋转，两个夹持驱动件410安装于旋转平台300的相对两侧。两个夹持驱动件410工作，以夹持位于两个夹持驱动件410之间的卷芯20。
39.具体地，两个夹持驱动件410相向运动，从而将位于两个夹持驱动件410之间的卷芯20夹持。两个夹持驱动件410相背运动，从而将夹持的卷芯20放下。薄膜缠绕于卷芯20上时，两夹持驱动件410夹持卷芯20，相当于夹持整个卷料10。
40.上述自动装卸卷料机械手40具体换向操作是，两个夹持驱动件410工作，自动夹持位于两个夹持驱动件410之间的卷料10，旋转驱动件210驱动旋转平台300自动绕一竖直轴
线旋转，夹持驱动件410及卷料10随之旋转180
°
，改变卷料10上的薄膜更换膜面的上下方向，解决了现有的装卸卷料10方式存在着劳动强度高且换向安全风险高的技术问题，从而提高了操作安全性，降低了操作人员的劳动强度，且制造成本低。
41.其中，请参考图2，如果此时卷料10上的薄膜更换膜面的上下方向位于卷料10的左侧，则自动装卸卷料机械手40将卷料10水平旋转180
°
后，卷料10上的薄膜更换膜面的上下方向位于卷料10的右侧，实现换向。
42.在其中一个实施例中，请参考图2，自动装卸卷料机械手40还包括升降机构510。旋转驱动件210安装于升降机构510，也就是说，旋转驱动件210通过升降机构510安装于龙门架100。升降机构510安装于龙门架100，升降机构510驱动旋转驱动件210升降。如此，自动装卸卷料机械手40既具有自动夹持卷芯20及卷料10、旋转卷料10换向的功能，还具有自动升降卷芯20及卷料10的功能，自动化程度高，操作效率高，降低操作人员的劳动强度。
43.可选地，升降机构510为电动葫芦。
44.可以理解，在一些实施例中，升降机构510还可以是液压机构、气压机构或电机机构。
45.具体地，请参考图2，自动装卸卷料机械手40还包括活动安装架520。活动安装架520滑动地设置于龙门架100，升降机构510安装于活动安装架520。也就是说，升降机构510通过活动安装架520活动安装于龙门架100。活动安装架520能够沿着龙门架100的横跨方向滑动，使得自动装卸卷料机械手40能够将卷料10及卷芯20沿龙门架100的横跨方向进行搬运。
46.可选地，活动安装架520通过滚轮530滚动地设置于龙门架100。
47.可以理解，在其他实施例中，可参考图1，自动装卸卷料机械手40不能将卷料10及卷芯20沿龙门架100的横跨方向进行搬运，而是通过对中轨道车32和卷料架33的移动，实现卷料10及卷芯20在中轨道车和卷料架33之间的搬运。比如，载有卷芯20的对中轨道车32移动至自动装卸卷料机械手40的下方，自动装卸卷料机械手40夹起该卷芯20，对中轨道车32移走，卷料架33移至自动装卸卷料机械手40的下方，自动装卸卷料机械手40将该卷芯20放置在卷料架33，实现装卸操作。
48.可选地，请参考图2，自动装卸卷料机械手40还包括滑动驱动件540。滑动驱动件540安装于龙门架100，滑动驱动件540与活动安装架520连接，滑动驱动件540用于驱动活动安装架520在龙门架100上滑动，从而自动装卸卷料机械手40能够自动地沿龙门架100的跨度方向搬运卷芯20及卷料10，降低操作人员的劳动强度。
49.可选地，滑动驱动件540为电机、气缸或液压缸。
50.具体地，请参考图1，滑动驱动件540通过传动机构550与活动安装架520连接，以带动活动安装架520滑动。
51.比如，请参考图1，滑动驱动件540安装于龙门架100的一端，传动机构550为皮带，皮带绕设在龙门架100的两端且与活动安装架520连接，滑动驱动件540通过带动皮带转动，从而带动活动安装架520在龙门架100上左右滑动。
52.在其中一个实施例中，请参考图3，旋转平台300包括第一齿轮310和旋转支撑板320。两个夹持驱动件410安装于旋转支撑板320的相对两侧。旋转支撑板320安装于第一齿轮310，旋转驱动件210连接有第二齿轮220，第二齿轮220与第一齿轮310相啮合。如此，旋转
驱动件210带动第二齿轮220旋转，与第二齿轮220啮合的第一齿轮310随之旋转，从而旋转支撑板320、夹持驱动件410及卷料10随之旋转。
53.可选地，旋转驱动件210为驱动电机。
54.在其中一个实施例中，请参考图3，自动装卸卷料机械手40还包括两个柱塞420。柱塞420与夹持驱动件410一一对应，夹持驱动件410的固定部安装于旋转平台300，夹持驱动件410的伸缩部与对应的柱塞420连接，以使两个柱塞420能够相向移动而夹持卷芯20。夹持驱动件410通过柱塞420插入卷芯20端部的孔洞，实现夹持固定卷芯20。
55.具体地，夹持驱动件410为夹持气缸。
56.具体地，柱塞420的端部具有锥头，以便更好地插入卷芯20端部的孔洞内。
57.具体地，自动装卸卷料机械手40还包括滑轨430。滑轨430安装于旋转平台300，柱塞420滑动地安装于滑轨430。滑轨430对柱塞420的移动起到导向作用，以便柱塞420更精准地对位插入卷芯20的端部。
58.可选地，请参考图3，每一柱塞420通过连接板440连接到对应的夹持驱动件410上。连接板440的一端与夹持驱动件410连接、且滑动设置于滑轨430上，连接部的另一端安装于对应的柱塞420。
59.下面介绍换卷设备的具体结构。
60.请结合图1，卷料架33用于放置卷料10或卷芯20。对中轨道车32用于将卷料10或卷芯20在放卷架31和卷料架33之间移动，自动装卸卷料机械手40用于将卷料10或卷芯20在对中轨道车32和卷料架33之间搬运。
61.其中，放卷架31用于卷料10的放卷，或者称之为退卷。放卷架31放卷完毕后，对中轨道车32将放卷架31上的空的卷芯20搬运至卷料架33旁。自动装卸卷料机械手40将卷芯20从对中轨道车32搬运至卷料架33。卷料架33上的卷芯20通过滚筒机和普通agv自动送回仓库。
62.在其中一个实施例中，请参考图1，换卷设备还包括中转车34。中转车34位于卷料架33远离放卷架31的一侧，中转车34用于放置卷料10或卷芯20，自动装卸卷料机械手40用于将卷料10或卷芯20在对中轨道车32、卷料架33和中转车34之间搬运。
63.比如，中转车34用于放置卷料10，并移动至卷料架33旁，自动装卸卷料机械手40将卷芯20从对中轨道车32搬运至卷料架33后，再将中转车34上的卷料10搬运至对中轨道车32，对中轨道车32接着将卷料10送至放卷架31，以使放卷架31继续放卷，实现连续作业。
64.可选地，中转车34具有锁定部，中转车34通过地面设置的定位装置精确地锁定在固定位置，以配合自动装卸卷料机械手40搬运卷料10。
65.可选地，请参考图1，放卷架31具有双工位，当左侧的卷料10放卷完毕后留下空的卷芯20，放卷架31旋转180
°
，则右侧的卷料10转动至左侧继续放卷，左侧空的卷芯20转动至右侧，并由对中轨道车32更换新的卷料10。
66.其中，采用过渡的中转车34临时放置卷芯20或卷料10，实现自动装卸卷料机械手40自动抓取来料后又能在中转车34上放回用过的卷芯20或收满的卷料10。相比高精度agv装料必须在装料位已经取走腾空的情况下才能送卷安装，本实施例提供的换卷设备可以节省一次送料流程。
67.可以理解，在其他实施例中，换卷设备还包括收卷机，对中轨道车32和自动装卸卷
料机械手40用于取走收卷机上的卷料10并更换上空的卷芯20，以实现连续收卷作业。
68.综上，本实用新型提供的换卷设备中，自动装卸卷料机械手40能够从中转车34上抓取卷料10，通过对中轨道车32转移到放卷架31或收卷机上，还能够将用过的卷芯20或收满的卷料10放回到中转车34上带回。当卷料10放在卷料架33上通过普通agv及滚筒传输线停在定位点后，自动装卸卷料机械手40下降并通过两边柱塞420在夹持驱动件410和滑轨430的作用下插入卷芯20中，夹持卷料10并提起，如果卷料10上的薄膜需要更换膜面的上下方向，还可以通过旋转驱动件210将卷芯20转动180度完成换向，通过程序控制在卷料架33和中转车34之间抓取和放置卷料10，实现自动更换卷料10的功能。因此，本实用新型提供的换卷设备无需人工辅助，可自动实现装卸卷料10及卷料10换向，结构简单，动作可靠且成本低，在减少人工和劳动强度的前提下保证人员的安全。
69.以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。