一种黏胶带定位冷塑装置

1.本发明涉及机械技术领域，尤其涉及一种黏胶带定位冷塑装置。


背景技术：

2.黏胶带具有很好的粘贴附着力和抗撕裂效果，其铺贴过程属于简捷的冷塑方式，粘贴在一些柔软脆性的平面基材面上能够起到较好的加固作用。例如柔软薄质的工艺流转卡背面间隙定位铺贴几条黏胶带，能显著增强纸质基材的抗断裂能力，也不影响正面书写。该功能还经常被用于某些平面板材上通过铺贴黏胶带进行标识卡的辅助固定，或者用于平面包装箱表面的封口固定等诸多场景中。要实现黏胶带全自动定位冷塑，主要工艺过程包括：黏胶带的顺畅导出、头部定位、牢固铺贴、定长裁断、复位回程和基材的间歇进给。虽然冷塑的技术路线简捷，但常规形态的黏胶带是逐层环绕在圆筒卷轴上，胶带层间靠压力敏感黏性力牢固粘接，胶带柔软且一侧表面带有强黏性，胶带头部飘忽不定，非常易粘连，因此实现上述冷塑工艺过程的全自动化非常困难。通过检索发现有类似设备文献，但是其技术文件主要公开了铺贴运动过程装置，而未涉及黏胶带如何克服自身粘性力进行顺畅输送以及如何避免黏胶带随机粘连实现定位铺贴等核心技术难点。因此目前市场上应用的黏胶带定位冷塑装置主要采用手控定位铺贴方式，定位准确度差，操作效率低，平整度不稳定。


技术实现要素：

3.基于以上原因，发明了一种黏胶带定位冷塑装置，以平面基材上定位冷塑黏胶带为目的，创新设计了异形摩擦辊推搓机构实现黏胶带的顺畅导出，开发了气管吹气定位装置和无驱动型固定裁断机构，解决了黏性胶带连续顺畅输出、准确定位、定长裁断的技术难题，实现了铺贴过程的自动化。
4.一种黏胶带定位冷塑装置，主要包括：供给模块、驱动模块、进给模块；所述供给模块包括：透明检测传感器、压块、裁断刀、橡胶辊、第一支撑座、剥离辊，胶带、卡盘、侧板、壳体、第二支撑座、第一齿轮、电机、支撑平台、气管、固定架、主动齿轮、第二齿轮；所述壳体为刚性空心箱体结构，内部下底面为水平的支撑平台，支撑平台的中心处纵向设置工艺通孔，通孔的左右两侧设置第一支撑座和第二支撑座；所述橡胶辊和剥离辊为圆轴结构，左端均旋转连接在第一支撑座上，右端均旋转连接在第二支撑座上且贯穿出第二支撑座，两个轴辊水平平行且外圆相切；剥离辊和橡胶辊的右端头部分别安装第一齿轮和第二齿轮并啮合传动联接；所述电机安装在第二支撑座旁边，电机的驱动轴上安装主动齿轮，主动齿轮啮合传动联接第一齿轮；所述橡胶辊的外轴面上均匀包裹橡胶层；所述剥离辊包括刚性的中心轴和剥离圈，所述剥离圈由多个圆形摩擦片横向串联组成，间隙式固定安装在中心轴上，摩擦片的外圆面上设置细小的凸齿，齿面进行粗糙化处理，摩擦片采用砂轮磨料或木料制作；所述侧板为刚性板，设置两块，左右对称固定在壳体内的后上方，所述卡盘的两端水平安装在两块侧板上；所述胶带为中空卷轴结构，卡盘在中空卷轴内旋转固定胶带，胶带
的头部穿过橡胶辊和剥离辊的相切外圆处，下垂伸出支撑平台的工艺通孔，胶带的头部黏性面朝里；所述固定架为中空框架结构，固定安装在支撑平台的正下部，所述压块的下底面为平面，设置在固定架的前端底部，压块的底面上设置凹槽，所述透明检测传感器设置在凹槽内；所述裁断刀固定设置在支撑平台的工艺通孔左下侧，刀刃水平朝右，正对胶带的非黏性面，胶带被“橡胶辊和剥离辊的夹持点、裁断刀的刀刃点、压块的右下端点”接触支撑时呈向右的外圆弧状；所述气管设置在固定架的底部右侧，气管的底部高于压块的底面，气管的吹气口正对压块及胶带的黏性面，气管连接微型气泵，微型气泵设置在壳体的外壁上。
5.进一步的方案在于，所述驱动模块包括：吊臂、滑台、伸缩摇杆、滑轨，龙门架；所述龙门架为刚性结构，所述吊臂滑动安装在龙门横梁上，吊臂的下端安装垂直升降驱动机构，垂直升降驱动机构的下端连接供给模块，吊臂的上端连接滑台，滑台横向滑动安装在滑轨上，滑台的上部连接伸缩摇杆。
6.进一步的方案在于，所述进给模块包括：输送平台、间歇进给机构、底座，所述底座为刚性架体结构，上部安装输送平台，输送平台上设置间歇进给机构。
7.进一步的方案在于，所述剥离辊和橡胶辊的直径比在3-6之间，橡胶辊的直径在10-20mm之间。
8.进一步的方案在于，所述第一齿轮和第二齿轮的传动比根据剥离辊和橡胶辊的直径比确定，保证橡胶辊和剥离辊外圆相切处线速度相同。
9.进一步的方案在于，所述卡盘包括内撑架，凸块，弹簧，卡座，阻尼旋转轴，所述阻尼旋转轴固定安装在侧板上，所述卡座为中心为圆形通孔结构，外部设置三个卡爪，通孔结构旋转安装在阻尼旋转轴上，卡座卡爪头部设置凹槽，所述内撑架的两端分别设置一个凸块，凸块内联配合安装在卡座的凹槽内，并通过连接弹簧使内撑架在凹槽里上下移动。
附图说明
10.图1为供给模块剖视三维图；图2为剥离辊4结构图；图3为供给模块右视二维图；图4为驱动模块和进给模块左视结构图；图5为卡盘8结构示意图。
具体实施方式
11.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本技术及其应用或使用的任何限制。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。在本技术的描述中，需
要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
12.一种黏胶带定位冷塑装置，主要包括：供给模块和驱动模块；所述供给模块如图1所示，包括：透明检测传感器1、压块2、裁断刀3、橡胶辊4、第一支撑座5、剥离辊6，胶带7、卡盘8、侧板9、壳体10、第二支撑座11、第一齿轮12、电机13、支撑平台14、气管15、固定架16、主动齿轮17、第二齿轮18；所述壳体10为刚性空心箱体结构，如图1所示，内部下底面为水平的支撑平台14，支撑平台14的中心处纵向设置工艺通孔，通孔的左右两侧设置第一支撑座5和第二支撑座11；所述橡胶辊4和剥离辊6为圆轴结构，左端均旋转连接在第一支撑座5上，右端均旋转连接在第二支撑座11上且贯穿出第二支撑座11，两个轴辊水平平行且外圆相切；剥离辊6和橡胶辊4的右端头部分别安装第一齿轮12和第二齿轮18并啮合传动联接；所述电机13安装在第二支撑座11里侧，电机13的驱动轴上安装主动齿轮17，主动齿轮17啮合传动联接第一齿轮12；电机13选用减速伺服电机型号。
13.所述橡胶辊4的外轴面上设置均匀包括橡胶层；所述剥离辊6如图2所示，包括刚性的中心轴6-2和剥离圈6-1，所述剥离圈6-1由多个圆形摩擦片横向串联组成，间隙式固定安装在中心轴6-2上，摩擦片的外圆面上设置细小的凸齿，齿面进行粗糙化处理，摩擦片采用砂轮磨料或木料制作，这些材料不易产生静电吸附现象，并且具有一定韧性。
14.所述侧板9为刚性板，设置两块，如图1和图3所示，左右对称固定在壳体10内的后上方，所述卡盘8的两端水平安装在两块侧板9上；所述胶带7为中空卷轴结构，卡盘8在中空卷轴内旋转固定胶带7，胶带7的头部穿过橡胶辊4和剥离辊6的相切外圆处，下垂伸出支撑平台14的工艺通孔，胶带7的头部黏性面朝里。
15.所述固定架16为中空框架结构，如图3所示，固定安装在支撑平台14的正下部，所述压块2的下底面为平面，设置在固定架16的前端底部，压块2的底面上设置凹槽，所述透明检测传感器1设置在凹槽内。
16.所述裁断刀3如图3所示，固定设置在支撑平台14的工艺通孔左下侧，刀刃水平朝右，正对胶带的非黏性面，胶带被“橡胶辊4和剥离辊6的夹持点、裁断刀3的刀刃点、压块2的右下端点”接触支撑时呈向右的外圆弧状。
17.所述气管15如图3所示，设置在固定架16的底部右侧，气管15的底部高于压块2的底面，气管15的吹气口正对压块2及胶带的黏性面，气管15连接微型气泵，微型气泵设置在壳体10的外壁上。
18.所述驱动模块如图4所示，包括：吊臂19、滑台20、伸缩摇杆21、滑轨22，龙门架23；所述龙门架23为刚性龙门结构，所述吊臂19滑动安装在龙门横梁上，吊臂19的下端安装垂直升降驱动机构，垂直升降驱动机构的下端连接供给模块，吊臂19的上端连接滑台20，滑台20横向滑动安装在滑轨22上，滑台20的上部连接伸缩摇杆21。垂直升降驱动机构优选气缸机构，此为公知技术。
19.所述进给模块如图4所示，包括：输送平台24、间歇进给机构25、底座26，所述底座
26为刚性架体结构，上部安装输送平台24，输送平台24上设置间歇进给机构；间歇进给机构为公知技术，以实现对平面基材的驱动进给，如采用步进电机驱动的传动带进给方式、滚轮摩擦进给方式或齿轮啮合进给方式等，具体采用哪种方式可根据所要冷塑的平面基材特征进行决定。例如，如果需要冷塑加固的平面基材是带有双排孔的连续打印纸，适宜采用齿轮轮齿和排孔啮合方式；如果冷塑对象是普通复印纸，适应采用滚轮摩擦进给方式，如果冷塑对象是厚度和硬度较大的纸板或箱体平面，适宜采用传送带进给方式，这是本领域技术人员能够容易想到的。
20.所述剥离辊6和橡胶辊4的直径比在3-6之间，橡胶辊4的直径在10-20mm之间。
21.所述第一齿轮12和第二齿轮18的传动比根据剥离辊6和橡胶辊4的直径比确定，保证橡胶辊4和剥离辊6外圆相切处线速度相同。
22.所述卡盘8如图5所示，包括内撑架8-1，凸块8-2，弹簧8-3，卡座8-4，阻尼旋转轴8-5，所述阻尼旋转轴8-5固定安装在侧板9上，所述卡座8-4为中心为圆形通孔结构，外部设置三个卡爪，通孔结构旋转安装在阻尼旋转轴8-5上，卡座8-4卡爪头部设置凹槽，所述内撑架8-1的两端分别设置一个凸块8-2，凸块8-2内联配合安装在卡座8-4的凹槽内，并通过连接弹簧8-3使内撑架8-1在凹槽里上下移动，以适配不同型号的胶带卷筒，凸块8-2和卡座8-4内联配合移动结构为公知常见机构；阻尼旋转轴8-5的阻尼设置是避免卡盘8带动胶带卷轴产生惯性自转，旋转轴的阻尼结构为公知技术，例如摩擦阻尼原理和机构。
23.实施例一，胶带顺畅输出的原理及过程传统采用双摩擦辊（轮）推搓法能够容易实现对柔软的非黏性平面基材的主动进给输送，例如打印机进纸结构，但是胶带的单面带有黏性，非常容易粘连到所接触的摩擦辊上。试验发现，黏性面不易粘连粗糙且不易产生静电的材料上，其原理是因为黏性面和粗糙面之间的相互接触面积减小且不会产生静电吸附。因此创新设计了剥离辊6的异型结构和特定材质选择，如图1所示，黏胶带置于橡胶辊4和剥离辊6之间，当双辊同步对向旋转时，橡胶辊4和胶带的非黏性面全面接触，剥离辊6和胶带黏性面相当于多点接触，砂轮磨料或木料制作的异型的剥离辊6不易和黏胶带发生粘连，而是产生对胶带非黏性面的摩擦推搓力，且黏性面的摩擦系数较大，多点接触能够保证足够大的摩擦推搓力。
24.其工作过程为：电机13驱动主动齿轮17，进而带动第二齿轮18和第一齿轮12，使橡胶辊4和剥离辊6对向同步旋转，形成对胶带的摩擦推搓作用，当摩擦推搓力大于胶带的层间敏感黏性力和阻尼旋转轴8-5的阻尼之和时，就会获得向下部主动连续输送胶带的效果。如果电机13停止转动，胶带就停止输出，阻尼旋转轴8-5的阻尼使胶带卷轴不会惯性转动。
25.实施例二，胶带下垂的头部准确定位过程胶带的头部柔软，受重力和气流影响飘忽不定，且单面具有黏性，如果采用刚性夹具夹住胶带头部硬接触定位，胶带和夹具之间易粘连，造成胶带扭曲无法固定。创新设计了吹气定位方式，气管15对着胶带头部的黏性面吹出气流，当横向风力达到一定强度后，胶带头部的重力可忽略不计，从而使被吹的胶带头部接近水平，当胶带头部的非黏性面接近压块2下部的透明检测传感器1时，控制垂直升降驱动机构带动供给模块向下运动，压块2就将胶带头部下压到平面基材上完成胶带头部定位粘贴。
26.实施例三，胶带定长裁断的过程胶带的铺贴冷塑是左右往复运动过程，每个铺贴行程完毕后须裁断胶带才能进行
复位动作。本发明技术方案中，如图3所示，胶带的头部是被橡胶辊4和剥离辊6主动推搓输出的，输出速度等于或略大于压块2的水平移动速度，因此压块2仅实现对胶带的平整下压效果，并不会对胶带产生拉拽力，因此“橡胶辊4和剥离辊6的夹持点”和“压块2的右下端点”之间的胶带不存在绷紧张力，由于此位置胶带“呈向右的外圆弧状”，此处的胶带和裁断刀3的刀刃点属于无张力接触甚至不接触，而且胶带的非黏性面非常光滑，因此刀刃不会裁断胶带。当需要裁断胶带时，在铺贴行程即将结束时，控制橡胶辊4和剥离辊6停止转动，胶带的主动输出停止，而铺贴行程还在继续，压块2开始对胶带产生拉拽力，造成“橡胶辊4和剥离辊6的夹持点”和“压块2的右下端点”之间的胶带会瞬间绷紧，胶带在裁断刀3的刀刃点接触并产生绷紧张力，胶带被瞬间裁断，被裁断的胶带被压块2继续下压完成铺贴，如图3所示的胶带和裁断刀的相互位置关系，胶带的新头部自然下垂并和刀刃保持一定距离，不会产生粘连。
27.实施例四，驱动模块的运动过程如图4所示，驱动模块的作用是驱动供给模块左右往复运动和上下垂直运动，左右往复运动过程为：伸缩摇杆21选择液压驱动杆，左端头部为伸缩驱动端，右端旋转固定，当伸缩驱动端伸缩时能够带动滑台20沿滑轨22水平往复运动，滑台20能够带动吊臂19沿龙门架23的横梁做水平往复运动，进而吊臂19带动供给模块做水平往复运动；吊臂19和供给模块之间通过垂直升降驱动机构连接，能够实现供给模块的垂直往复运动。
28.实施例五，黏胶带在平面基材上定位冷塑的过程如图4所示，将平面基材平铺在输送平台24上，初始状态时平面基材静止，供给模块位于龙门架23的右端且处于悬吊静止状态；开始工作后，控制橡胶辊4和剥离辊6转动将胶带的头部推搓送出，胶带的头部立刻被气管15吹向右侧并接近透明检测传感器1，透明检测传感器1检测到胶带后控制垂直升降驱动机构向下推动供给模块，胶带头部被压块2下压定位粘贴到平面基材的右侧，进而驱动模块的伸缩摇杆21驱动吊臂19带动垂直升降驱动机构及供给模块向左水平运动，同时胶带被主动顺畅送出，压块2连续将胶带紧密按压在平面基材上粘贴牢固；当供给模块即将运动到龙门架23的左端时，控制橡胶辊4和剥离辊6停止转动，裁断刀3将胶带裁断，胶带的尾部继续下落被压块2完全按压在平面基材的左侧，进而控制垂直升降驱动机构向上拉起供给模块，同时驱动模块驱动供给模块进行复位返程，并同时控制进给模块带动平面基材进给一个冷塑的间歇距离，即完成了单条胶带的冷塑工序。当供给模块复位到龙门架23的右端时，平面基材的间歇进给行程结束，重复进行上述操控即可实现黏胶带的多条冷塑铺贴；控制平面基材的单次间歇进给距离，就能够实现冷塑的间歇距离控制。
29.本发明中的布线连接和电气控制方案均为公知技术，胶带头部在基材平面的右端起始定位点、左端结束点可通过供给模块的左右行程控制进行自主控制设定，此为公知技术。
30.优点：本发明结构和工作模式简捷，工作可靠，功能移植性强，适用于多种材质的平面基材定位冷塑。