专利名称：自动上卷机构以及应用该机构的卷绕机的制作方法
技术领域：
本发明属于一种玻璃纤维织物或非织物的柔性连续片状产品的自动上巻巻 绕机，尤其是一种用于玻璃纤维织造或非织造物为基材的覆膜产品的自动上巻机 构以及应用该机构的巻绕机。
背景技术：
在织物或非织物以及以之为基材的覆膜生产过程中，尤其是高速生产线上， 所采用的巻绕机是否是自动上巻的以及自动上巻巻绕机性能的优劣对产品的质 量起着关键性的作用，它决定着产品在收巻过程中是否巻紧、巻齐以及能否完成 正常收巻、生产能否稳定的进行。现有的自动巻绕机多数存在如下缺点定位不 精确；初始上巻时不能将织物或非织物在轴向以相同的巻绕力紧贴在芯轴上；自 动上巻时需要借助诸如双面胶带纸等类的辅助物方可自动上巻，但是一些用户是 不允许这样做的。所以这严重的影响了产品的巻绕质量。
发明内容
本发明为了决上述问题，提供一个定位精确、在芯轴轴向提供相同巻绕力并 紧密贴合在巻轴上、不借助其他辅助物的高质量的自动上巻机构以及应用该机构 的巻绕机，具体技术方案如下
一种巻绕机的自动上巻机构包括主体、底座和上布杆；主体与底座滑动连接， 在动力驱动下作往复运动；主体的两侧设有对称的曲线导轨；上布杆沿该曲线导 轨与主体滑动连接，在动力驱动下作往复运动；在上布杆上设有刀口；与上布杆 对应位置还设有与上布杆平行的跟紧辊，该跟紧辊与所述被巻产品的光轴平行且 位置对应；所述跟紧辊在动力驱动下作与光轴靠近或离开的往复运动。
所述主体包括传动轴和两块曲线链轨板；所述两块曲线链轨板的形状相同， 分设在传动轴的两端；所述曲线导轨设在曲线链轨板上；每个曲线链轨板的底面 设有导轨滑块，底座上设有与之对应的导轨。在每块曲线链轨板上都设有多个导向轴承，导向轴承上连接链条；该链条与 上布杆连接，拉动上布杆运动；链条还连接驱动它运动的马达；两块曲线链轨板 的链条通过所述传动轴连接，作同歩运动。
所述曲线链轨上包括曲线凹轨和曲线凸轨，曲线凹轨和曲线凸轨构成的曲线 链轨的截面形状是"万"字形，曲线凸轨设在曲线凹轨上方；
所述上布杆的两端设有与所述曲线链轨相应的导向轴承，导向轴承在曲线凹 轨内滑动；所述链条沿曲线凸轨运动。
所述曲线链轨板和跟紧辊上分别连接往复汽缸；它们由各自的往复汽缸驱动。
所述马达连接同步齿形带轮，该同步齿形带轮驱动被动同步齿形带轮，被动 同步齿形带轮连接并驱动所述链条。
一种应用上述自动上巻机构的巻绕机，包括巻绕机架，巻绕机架上设有所述 自动上巻机构、翻转机构、巻绕机构、横切装置、纵切装置和自动控制系统；所 述自动控制系统连接控制自动上巻机构、巻绕机构、翻转机构、横切装置、纵切 装置和巻绕机构的动作；所述自动上巻机构还连接产品输送装置。
所述翻转机构包括变频翻转电机和减速机，以及两组翻转主动齿轮、翻转同 歩齿轮箱和同步动作的翻转被动齿圈；
所述两组翻转主动齿轮、翻转同步齿轮箱和同歩动作的翻转被动齿圈分设在 被巻产品芯轴两端，对称且动作同步；
所述变频翻转电机与减速机连接为一体，该变频翻转电机连接其中一组的翻 转主动齿轮，在该组中，翻转主动齿轮连接带动翻转被动齿轮圈转动，被动齿轮 圈再连接带动其上的巻绕机构翻转；该翻转主动齿轮还连接带动翻转同步齿轮箱 工作；
另一组中，翻转同步齿轮箱连接带动翻转主动齿轮，翻转主动齿轮带动翻转 被动齿轮圈转动，被动齿轮圈再连接带动其上的巻绕机构翻转； 两组翻转同步齿轮箱之间设有连接轴；
所述被动齿轮圈连接带动巻绕机构沿被动齿轮圈圆周作翻转运动。
当自动控制系统发出翻转指令时，与减速机连接为一体的变频翻转电机带动翻转主动齿轮，翻转主动齿轮带动翻转被动齿轮圈转动，翻转主动齿轮也同时带 动翻转同步齿轮箱工作，同歩齿轮箱有一输出轴和另一侧与这一侧完全相同的同 歩齿轮箱以及其上的主动翻转齿轮工作，翻转主动齿轮带动被动齿轮圈转动，达 到同歩翻转的目的。被动齿轮圈再带动其上的巻绕机构翻转。这是翻转的一种特 殊形式，它具有翻转稳定、定位精确的功能，为自动上巻机构的精确上巻奠定了 必要的基础。
所述产品输送装置是输送对辊；输送对辊上连接有滑板，滑板的另一端与所 述自动上巻机构的跟紧辊连接，支撑产品在输送对辊和跟紧辊之间运行；该滑板 的作用使产品保持平面下滑。
上述所述巻绕机的工作歩骤如下
当一个芯轴上巻绕的产品达到所需米数时，自动控制系统发出信号，横切机 构将产品切断，翻巻机构启动翻转，将巻满产品的芯轴翻转到卸载起吊位置；
把光轴(即未巻绕产品的芯轴)翻转到上巻工作位置，然后启动自动上巻机 构，从静止位置运动到光轴附近进入工作状态；
自动控制系统计量产品通过输送对辊后的长度，当达到上巻所需最佳长度 时，启动上布杆，将产品精确定位巻绕在光轴上；计量长度的装置可以采用计数 器等；
接着自动上巻机构退到原来的静止位置；由自动控制系统发出指令，正在巻 绕的巻绕机构随巻绕机的翻转运动达到正常的便于操作的工作位置。
使用本发明，整个上巻、收巻动作一次完成，产品巻得紧、巻得齐。尤其整 个自动上巻机构的曲线链轨是精确设计和加工的，上布杆的加工精度、运行精度 以及整个自动上巻机构的定位精度都非常高，自动控制系统使执行机构精确运 行，所以可保证在整个光轴上使产品以相同的包裹力紧紧地巻在巻轴上，为产品 的巻紧巻齐打下了极好的基础，从而节省了人力，克服了巻取过程中人为的不利 因素。
图1为自动上巻机构主视示意图。图2为自动上巻机构右视示意图。
图3为自动上巻机构链轨板A—A向的局部剖视示意图。
图4为巻绕机结构示意图
其中l-主动链轮；2-被动同歩齿形带轮；3-同歩齿形带；4-同歩齿形带轮； 5-伺服马达；6-链轨板往复汽缸；7-跟紧辊往复汽缸；8-织物或非织物片状连续 产品；9-跟紧辊；10-导向链轮；ll-巻绕机光轴；12-上布杆；13-曲线凹槽导向 轴承；14-上布杆链条连接座；15-导向链轮；16-上布杆运动到曲线链轨中间的 位置；17-链条；18-导向链轮；19-导轨；20-曲线链轨板；21-曲线凹轨；22-曲线凸轨；23-传动轴；24-导轨滑块；25_输送对辊；26-收巻机罩壳、机架；27-
翻转齿轮圈；28-气涨轴；29-自动上巻机构静止(非工作状态)的位置；30_翻 转电机；31-翻转减速机；32-翻转主动齿轮；33-同步翻转齿轮箱；34-自动上巻 机构工作状态的位置；35-与跟紧辊一体的斜向滑板及被加工产品。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施例子进一步说明本专利。
本例中，自动上巻机构包括主体、底座和上布杆；主体与底座滑动连接，在 动力驱动下作往复运动；主体的两侧设有对称的曲线导轨；上布杆沿该曲线导轨 与主体滑动连接，在动力驱动下作往复运动；在上布杆上设有刀口；与上布杆对 应位置还设有与上布杆平行的跟紧辊，该跟紧辊与所述被巻产品的光轴平行且位 置对应；所述跟紧辊在动力驱动下作往复运动。
上述自动上巻机构的主体包括传动轴和两块曲线链轨板；所述两块曲线链轨 板的形状相同，分设在传动轴的两端；所述曲线导轨设在曲线链轨板上；每个曲 线链轨板的底面设有导轨滑块，底座上设有与之对应的导轨。
上述的每块曲线链轨板上都设有导向轴承，导向轴承上连接链条；该链条与 上布杆连接，拉动上布杆运动；链条还连接驱动它运动的马达；两块曲线链轨板 链条通过所述传动轴连接，作同步运动。
上述的曲线链轨上包括曲线凹轨和曲线凸轨，曲线凹轨和曲线凸轨构成的曲 线链轨的截面形状是"万"字形，曲线凸轨设在曲线凹轨上方；
上述的上布杆的两端设有与所述曲线链轨相应的导向轴承，导向轴承在曲线凹轨内滑动；所述链条沿曲线凸轨运动。
上述的曲线链轨板和跟紧辊上分别连接往复汽缸；它们由各自的往复汽缸驱动。
上述的马达连接同歩齿形带轮，该同歩齿形带轮驱动被动同歩齿形带轮，被 动同步齿形带轮连接并驱动所述链条。
本例中，自动上巻机构包括两个曲线链轨板、两根链条、三组导向链轮、一 个主传动链轮、 一个主动同步齿形带轮、 一个被动同歩齿形带轮、马达、传动轴、 上布杆、往复机构和跟紧辊等组成。
应用上述上巻机构的巻绕机包括巻绕机架(机架上还设有罩壳)，巻绕机架 上设有所述自动上巻机构、翻转机构、巻绕机构、横切装置、纵切装置和自动控 制系统；所述自动控制系统连接控制自动上巻机构、巻绕机构、翻转机构、横切 装置、纵切装置和巻绕机构的动作；所述自动上巻机构还连接产品输送装置(即 输送对辊)。
所述翻转机构包括变频翻转电机和减速机，以及两组翻转主动齿轮、翻转同 步齿轮箱和同步动作的翻转被动齿圈；所述两组翻转主动齿轮、翻转同步齿轮箱 和同步动作的翻转被动齿圈分设在被巻产品芯轴两端，对称且动作同步；所述变 频翻转电机与减速机连接为一体，该变频翻转电机连接其中一组的翻转主动齿 轮，在该组中，翻转主动齿轮连接带动翻转被动齿轮圈转动，被动齿轮圈再连接 带动其上的巻绕机构翻转；该翻转主动齿轮还连接带动翻转同步齿轮箱工作；另 一组中，翻转同步齿轮箱连接带动翻转主动齿轮，翻转主动齿轮带动翻转被动齿 轮圈转动，被动齿轮圈再连接带动其上的巻绕机构翻转；两组翻转同步齿轮箱之 间设有连接轴；所述被动齿轮圈连接带动巻绕机构沿被动齿轮圈圆周作翻转运 动。
所述巻绕机构包括变频巻绕减速电机、安全卡盘、张力辊(未画出)、气涨 轴、安全卡盘以及张力机构等。由于巻绕机构在现有公知技术中比较多见，在此 不作进一步限制。
所述产品输送装置是输送对辊；输送对辊上连接有滑板，滑板的另一端与所 述自动上巻机构的跟紧辊连接，支撑产品在输送对辊和跟紧辊之间运行。
滑板的一端与输送对辊下部靠紧，用铰链连接在巻绕机架上，由驱动系统驱动滑板绕铰链轴转动，同时使跟紧辊靠近或离开巻绕机构上的气涨轴，该滑板的 作用使产品保持平面下滑，为进入跟紧辊和气涨轴形成的缝隙打下基础；跟紧辊 靠紧气涨轴为将产品巻绕在气涨轴上提供必须的条件。
其中的自动控制系统利用PLC、触摸屏、变频器等组成对自动上巻机的计数、 巻绕、翻转、上巻、横切、张力等指令的发出，控制收巻机精确稳定地工作，由 于实现上述功能的装置和方法在现有技术中比较多见，在此不作进一步限制。自 动控制系统可以集成在巻绕机架上，也可以单独摆放。
横切装置可以是横切刀，纵切装置可以是纵切刀，它们均为现有技术中的成 熟产品，在此不作进一步限制。纵切刀作用是切掉产品的两侧毛边，刀片也就位 于机架宽度方向的两侧，和产品的线速度同歩。
当巻绕机的一个芯轴按设定的长度巻完产品时，即工作中的巻绕机构中的气 涨轴巻完所需长度的产品时，自动控制系统指令机架上的横切装置，即横切刀切 断产品，再命令机架上的翻转机构翻转，带动巻绕机构同时翻转，而此时巻绕产 品的气涨轴达到一个适合卸载的位置，停止翻转和巻绕，同时巻绕机构上的待巻 绕的光轴一气涨轴翻转到工作位置，停止翻转，启动气涨轴转动；用铰链连接的 滑板和跟紧辊连为一体，在启动装置驱动下使跟紧辊靠紧光轴；自动控制系统自 动计量由输送辊过来的产品的长度，当由滑板过来的产品露出跟紧辊、光轴的长 度处于最佳上巻的尺寸时，自动控制系统向自动上巻机构发出指令；此时机架上 的自动上巻机构由静止闲置状态在气动装置的驱动下沿着导轨运动到光轴附近 处于工作状态伺服电机驱动链条沿着曲线凸轨运动，链条带动其上的上布杆按 设定的曲线轨迹运动，与此同时上布杆两端的轴承在曲线凹轨内运动，起限位、 稳定上布杆运动的作用；上布杆在运动终点将其上的刀口带起的产品塞入跟紧辊 和光轴一气涨轴的缝隙内，在跟紧辊、光轴的共同作用下巻绕在气涨轴上；完成 这个动作后，自动控制系统指令自动上巻机构回到原来静止闲置的位置，滑板与 跟紧辊也回到原来的初始位置，翻转电机通过减速电机带动翻转机构翻转，翻转 机构上的工作中的气涨轴也翻转到最佳的工作位置继续巻绕，卸载后的另一个气 涨轴也随之翻转到相对的闲置位置。需要说明的是翻转机构的实现模式不是唯一的，此处给出的形式只是一个 特例，只要功能相同皆可，这里的模式定位精确；巻绕轴也不限定为气涨轴，气 涨轴是一个特例；自动上巻机构的曲线导轨也不是唯一的，但是原理是相同的， 它的加工精度影响着上巻及巻绕的质量；上布杆的形状大小、刚度、安装精度对 上布的质量、成功与否影响很大，不限于图示形状；马达的转速、扭矩、启停精 度要求很高，不限于伺服马达；曲线链轨板的巻绕位置对自动上巻起着成功与失 败的作用，所以对驱动的精度控制要求很高，但不限启动装置；传动轴的刚度、 安装精度对自动上巻有很大的影响，不限于图示形式。
权利要求
1、一种卷绕机的自动上卷机构，其特征是包括主体、底座和上布杆；主体与底座滑动连接，在动力驱动下作往复运动；主体的两侧设有对称的曲线导轨；上布杆沿该曲线导轨与主体滑动连接，在动力驱动下作往复运动；在上布杆上设有刀口；与上布杆对应位置还设有与上布杆平行的跟紧辊，该跟紧辊与被卷产品的光轴平行且位置对应；所述跟紧辊在动力驱动下作与光轴靠近或离开的往复运动。
2、 根据权利要求1所述的自动上巻机构，其特征是所述主体包括传动轴和 两块曲线链轨板；所述两块曲线链轨板的形状相同，分设在传动轴的两端；所述 曲线导轨设在曲线链轨板上；每个曲线链轨板的底面设有导轨滑块，底座上设有 与之对应的导轨。
3、 根据权利要求2所述的自动上巻机构，其特征是在每块曲线链轨板上都 设有多个导向轴承，导向轴承上连接链条；该链条与上布杆连接，拉动上布杆运 动；链条还连接驱动它运动的马达；两块曲线链轨板的链条通过所述传动轴连接， 作同歩运动。
4、 根据权利要求3所述的自动上巻机构，其特征是所述曲线链轨上包括曲 线凹轨和曲线凸轨，曲线凹轨和曲线凸轨构成的曲线链轨的截面形状是"万"字 形，曲线凸轨设在曲线凹轨上方；所述上布杆的两端设有与所述曲线链轨相应的导向轴承，导向轴承在曲线凹 轨内滑动；所述链条沿曲线凸轨运动。
5、 根据权利要求2或3所述的自动上巻机构，其特征是所述曲线链轨板和 跟紧辊上分别连接往复汽缸；所述曲线链轨板和跟紧辊由各自的往复汽缸驱动。
6、 根据权利要求3所述的巻绕机的自动上巻机构，其特征是所述马达连接 同歩齿形带轮，该同步齿形带轮驱动被动同歩齿形带轮，被动同步齿形带轮连接 并驱动所述链条。
7、 --种应用权利要求1 6任---所述的自动上巻机构的巻绕机，其特征是包 括巻绕机架，该巻绕机架上安装有所述自动上巻机构、翻转机构、巻绕机构、横 切装置、纵切装置和自动控制系统；所述自动控制系统连接控制自动上巻机构、 翻转机构、横切装置、纵切装置和巻绕机构的动作；所述自动上巻机构还连接产 品输送装置；所述巻绕机构连接翻转机构。
8、 根据权利要求7所述巻绕机，其特征是所述翻转机构包括变频翻转电机 和减速机，以及两组翻转主动齿轮、翻转同歩齿轮箱和翻转被动齿圈；所述两组 翻转主动齿轮、翻转同歩齿轮箱和翻转被动齿圈分设在被巻产品芯轴两端，对称 且动作同歩；所述变频翻转电机与减速机连接为一体，该变频翻转电机连接其中一组的翻 转主动齿轮，在该组中，翻转主动齿轮连接带动翻转被动齿轮圈转动，被动齿轮 圈再连接带动其上的巻绕机构翻转；该翻转主动齿轮还连接带动该组的翻转同步 齿轮箱工作；另一组中，翻转同步齿轮箱连接带动翻转主动齿轮，翻转主动齿轮带动翻转 被动齿轮圈转动，被动齿轮圈再连接带动其上的巻绕机构翻转；两组翻转同歩齿轮箱之间设有连接轴，通过该连接轴同歩动作； 所述被动齿轮圈连接带动巻绕机构沿被动齿轮圈圆周作翻转运动。
9、 根据权利要求7或8所述巻绕机，其特征是所述产品输送装置是输送对 辊；输送对辊上连接有滑板，滑板的另一端与所述自动上巻机构的跟紧辊连接， 支撑产品在输送对辊和跟紧辊之间运行。
全文摘要
一种卷绕机的自动上卷机构，包括主体、底座和上布杆；主体与底座滑动连接，在动力驱动下作往复运动；主体的两侧设有对应的曲线导轨；上布杆沿该曲线导轨与主体滑动连接，在动力驱动下作往复运动；在上布杆上设有刀口；与上布杆对应位置还设有与上布杆平行的跟紧辊，该跟紧辊与被卷产品的光轴平行且位置对应；所述跟紧辊在动力驱动下作与光轴靠近或离开的往复运动。一种应用上述自动上卷机构的卷绕机，包括卷绕机架，该卷绕机架上安装有所述自动上卷机构、翻转机构、卷绕机构、横切装置、纵切装置和自动控制系统；自动控制系统连接控制机架上各个部件的动作；所述自动上卷机构还连接产品输送装置；所述卷绕机构连接翻转机构。
文档编号B65H19/22GK101475105SQ20091002833
公开日2009年7月8日 申请日期2009年1月21日 优先权日2009年1月21日
发明者赵东波, 项朝卫, 黄箭玲 申请人:中材科技股份有限公司