一种复膜设备的切边修边装置

王仁龙 整理

一、概述

在塑料制品的生产过程中，需要对完成加工工序的薄膜等加工材料进行切边修边工序，以便进行下道工序。在进行切边时，对于加工材料边缘不整齐或者基材过宽的部分，采用切刀组或者切割刀轮对薄膜等加工材料的修边位置进行裁切。原有复膜设备或者印刷设备的切边修边装置，包括固定轴（即水平导轨）、滑动设置于固定轴上的活动座（即平移座）、偏移检测机构、纠偏执行器（即平移控制机构）、固定设置于所述活动座上的切刀片以及一对刀垫辊，切刀片尖端置于所述一对刀垫辊之间的平面之下，偏移检测机构设置于所述一对刀垫辊的后方，纠偏执行器与偏移检测机构同步动作，驱动活动座随所切膜边缘的偏移而移动；偏移检测机构包括U 形框架以及设置于所述U 形框架内的检测探头（即为红外传感器）。工作时，U 形框架套入所要裁切膜的边缘实时检测其偏移量，经控制中心计算出活动座所需的对应的移动量；纠偏执行器与偏移检测机构同步动作，驱动活动座随所要裁切膜的边缘的偏移而移动，确定好需要修边的位置；最后通过切刀片与一对刀垫辊之间的配合对薄膜等加工材料需要修边的位置进行裁切。目前，在生产中，需要在塑编材料基材上面复合一层珠光膜（珠光膜比塑编材料基材略宽些），再由切边修边装置对制成的塑编材料复膜膜材进行切边修边，但是，由于上述检测探头（即红外传感器）无法穿透珠光膜来判断塑编材料基材的边缘位置，因此上述偏移检测机构无法明确判断出塑编材料与塑编材料外的界限，即无法准确检测塑编材料复膜膜材的修边位置，这会大大增加废品率，不适用于完成对塑编材料复膜膜材的切边修边工序。

本文介绍了一种复膜设备的切边修边装置，这种切边修边装置能够一次性完成对塑编材料复膜膜材两侧边缘部位的切边修边工序，并且可确保对塑编材料复膜膜材的切边修边位置准确，有利于提高工作效率并大大降低废品率。

二、技术方案

一种复膜设备的切边修边装置，包括机架、水平导轨、两个平移座和两个平移控制机构，水平导轨安装在机架上并且沿左右方向设置，两个平移座均安装在水平导轨上并与水平导轨滑动配合，两个平移控制机构均安装在机架上并且左右并排设置，两个平移控制机构的动力输出端分别与相应的平移座连接，其特征在于：所述切边修边装置还包括控制装置和两个切边位置检测裁切装置，两个切边位置检测裁切装置与两个所述平移座一一对应，切边位置检测裁切装置包括升降导轨、升降座、滚筒、压轮、拉力弹簧、位移传感器、位移块和裁切机构，升降导轨安装在相应的平移座上并且沿竖直方向设置，升降座安装在升降导轨上并与升降导轨滑动配合；滚筒可转动安装在相应的平移座上并且沿左右方向设置，压轮可转动安装在升降座上并处在滚筒的上方，压轮与滚筒相互压合且相对转动，拉力弹簧的上端与升降座连接，拉力弹簧的下端与相应的平移座连接，裁切机构安装在相应的平移座上并处在压轮的正后方；位移传感器安装在相应的平移座上，位移块安装在升降座上并处在位移传感器的检测端正下方；两个位移传感器分别与控制装置相应的输入端电连接，两个所述平移控制机构、两个裁切机构分别与控制装置相应的输出端电连接。

上述切边修边装置设于复膜设备的收卷装置前方；塑编材料复膜后得到的塑编材料复膜膜材先从两个切边位置检测裁切装置中两个压轮与两个滚筒之间、两个裁切机构的下方经过，再由收卷装置进行收卷。

上述切边位置检测裁切装置中，升降座及其上的压轮在拉力弹簧的拉力作用下具有向下移动的趋势，使压轮与滚筒保持压合状态；压轮与滚筒之间的间隙大小会随着塑编材料复膜膜材上与压轮接触部位的厚度变化而发生变化，当塑编材料复膜膜材上与压轮接触部位的厚度变大时，压轮会随之发生上移，并带动升降座及其上的位移块一起沿升降导轨一起上移；当塑编材料复膜膜材上与压轮接触部位的厚度变小时，压轮发生下移，并带动升降座及其上的位移块一起沿升降导轨下移。位移传感器用于检测其检测端与位移块之间的间距值，并发送给控制装置进行处理；当位移传感器检测到其检测端与位移块之间间距发生变化时，控制装置将塑编材料复膜膜材上与压轮接触的位置判断为塑编材料基材与塑编材料基材外的界限，并将该位置确定为需要修边的位置。

在进行切边修边之前，控制装置可通过两个平移控制机构驱动两个平移座沿水平导轨及其上的切边位置检测裁切装置沿水平导轨向塑编材料复膜膜材在相应的边缘部位平移（此时两个压轮在相应的滚筒上平移，并在拉力弹簧的拉力作用下与滚筒保持压合状态），直至当位移传感器检测到其检测端与位移块之间的间距值发生变大时，控制装置便通过平移控制机构使平移座及其上的切边位置检测裁切装置暂停平移，并将塑编材料复膜膜材上与压轮接触的位置确定为需要修边的位置（此时压轮处在塑编材料基材的边界内侧）；在确定好塑编材料复膜膜材需要修边的两个位置后，控制装置通过两个平移控制机构控制两个平移座及其上的切边位置检测裁切装置沿水平导轨同步移动或停止，使两个压轮之间的间距大小保持不变（两个压轮之间的间距与塑编材料基材的宽度大小相当）。工作人员也可以根据塑编材料基材的宽度大小直接将预设好的两个压轮之间的间距大小输入控制装置中，由控制装置进行计算和分析，并通过两个平移控制机构对两个平移座及其上的切边位置检测裁切装置之间的间距大小进行调节控制。

进行切边修边时，塑编材料复膜膜材在收卷装置的带动下自前至后移动，压轮与滚筒在塑编材料复膜膜材的带动下发生相对转动；当两个位移传感器检测到其检测端与位移块之间的间距值大小一致时，控制装置便判断两个压轮处在需要修边的位置上，并控制两个裁切机构开始动作，分别对经过的塑编材料复膜膜材两个需要修边的位置进行裁切，这样可一次性完成对塑编材料复膜膜材的两侧边缘部位的切边修边工序，可提高工作效率。如果塑编材料复膜膜材在移动过程中出现偏移，则其中一位移传感器会检测到其检测端与位移块之间的间距保持不变，另一位移传感器会检测到其检测端与位移块之间的间距变大（间距变大说明压轮与滚筒之间的塑编材料复膜膜材变薄，压轮发生下移并带动升降座及其上的位移块一起沿升降导轨下移，压轮已偏向塑编材料基材的边界外面，塑编材料复膜膜材与压轮接触的部位只有珠光膜，没有塑编材料），控制装置便会通过两个平移控制机构控制两个平移座及其上的切边位置检测裁切装置一起沿水平导轨同步平移，朝向检测到间距变小的位移传感器一侧移动，直至当两个位移传感器检测到其检测端与位移块之间的间距值大小一致时，控制装置便通过两个平移控制机构使两个平移座停止动作，实现对裁切机构的裁切位置进行自动调整，这样可确保对塑编材料复膜膜材的切边修边位置准确，从而大大降低废品率。

上述位移传感器为激光位移传感器。

上述平移驱动机构包括滚珠丝杆和平移电机，滚珠丝杆的螺杆可转动安装在所述机架上并与所述水平导轨相平行，滚珠丝杆的螺母与所述平移座连接，平移电机安装在机架上，平移电机的动力输出轴与滚珠丝杆的螺杆传动连接；平移电机与所述控制装置相应的输出端电连接。工作时，平移电机驱动滚珠丝杆的螺杆正转或者反转，通过滚珠丝杆的螺母带动平移座沿水平导轨向左或向右平移一定距离。平移电机采用步进电机。

上述平移控制机构包括电缸，电缸的缸体安装在所述机架上并与水平导轨相平行，电缸的输出端与所述平移座连接。工作时，电缸驱动平移座沿水平导轨向左或向右平移一定距离。

上述机架上可转动安装有沿左右方向设置的刀垫辊；所述裁切机构包括摆动臂、摆动气缸、切割刀轮和旋转电机，摆动臂的中部与所述平移座铰接，旋转电机安装在摆动臂的下端上，切割刀轮安装在旋转电机的输出轴上，切割刀轮处在刀垫辊的上方并与刀垫辊相配合；摆动气缸的缸体铰接在所述平移座上，摆动气缸的活塞杆与摆动臂上端铰接，旋转电机、摆动气缸分别与控制装置相应的输出端电连接。工作时，塑编材料复膜膜材的边缘部位从切割刀轮与刀垫辊之间经过；进行裁切时，控制装置通过旋转电机驱动切割刀轮持续转动，并通过摆动气缸驱动摆动臂绕其与平移座的铰接处摆动，带动切割刀轮朝向刀垫辊移动，通过切割刀轮与刀垫辊之间的配合，对塑编材料复膜膜材的修边位置进行裁切。

上述切边修边装置还包括两个接近开关，两个接近开关均安装在所述机架上并且左右并排设置，两个接近开关分别处在两个切边位置检测裁切装置的两侧；两个接近开关与控制装置相应的输入端电连接。上述切边修边装置设于复膜设备的纠偏收卷装置前方，纠偏收卷装置与控制装置相应的输出端电连接。工作时，两个接近开关分别处在塑编材料复膜膜材的两侧，用于检测塑编材料复膜膜材是否出现较大幅度的偏移，并发送给控制装置进行处理；当检测到塑编材料复膜膜材出现较大幅度的偏移时，控制装置便通过纠偏收卷装置对塑编材料复膜膜材进行纠偏处理，这样可大大降低废品率。

上述控制装置为PLC 控制器，通过上位机的人机交互界面可向PLC 控制器输入各种设定参数（如平移控制机构的平移速度、两个压轮之间的间距、旋转电机的转速等）。

三、有益效果

1. 本技术的切边修边装置通过水平导轨、控制装置、两个平移座、两个平移控制机构和两个切边位置检测裁切装置之间的配合，能够一次性完成对塑编材料复膜膜材两侧边缘部位的切边修边工序，有利于提高工作效率；

2. 本技术的切边位置检测裁切装置通过升降导轨、升降座、滚筒、压轮、拉力弹簧、位移传感器、位移块和裁切机构之间的配合，能够准确地判断出塑编材料复膜膜材需要修边的位置，并对其修边切边位置进行自动调整及裁切，可确保对塑编材料复膜膜材的切边修边位置准确，从而大大降低废品率。

四、附图说明

图1 本技术的结构示意图

图2 图1 的左视图

图3 图1 中与平移座连接、配合的示意图

图4 图3 的左视图

五、具体实施方式

如图1-图4 所示，这种复膜设备的切边修边装置包括机架1、水平导轨2、两个平移座3、两个平移控制机构4、控制装置（图中未画出）和两个切边位置检测裁切装置5。

水平导轨2 安装在机架1 上并且沿左右方向设置，两个平移座3 均安装在水平导轨2 上并与水平导轨2 滑动配合，两个平移控制机构4 均安装在机架1 上并且左右并排设置，两个平移控制机构4的动力输出端分别与相应的平移座3连接。

两个切边位置检测裁切装置5 与两个平移座3 一一对应，切边位置检测裁切装置5 包括升降导轨51、升降座52、滚筒53、压轮54、拉力弹簧55、位移传感器56、位移块57 和裁切机构58，升降导轨51 安装在相应的平移座3 上并且沿竖直方向设置，升降座52 安装在升降导轨51 上并与升降导轨51 滑动配合。

滚筒53 可转动安装在相应的平移座3上并且沿左右方向设置，压轮54 可转动安装在升降座52 上并处在滚筒53 的上方，压轮54 与滚筒53相互压合且相对转动，拉力弹簧55 的上端与升降座52 连接，拉力弹簧55 的下端与相应的平移座3 连接，裁切机构58 安装在相应的平移座3 上并处在压轮54 的正后方。

位移传感器56 安装在相应的平移座3 上，位移块57 安装在升降座52 上并处在位移传感器56的检测端正下方；两个位移传感器56 分别与控制装置相应的输入端电连接，两个平移控制机构4、两个裁切机构58 分别与控制装置相应的输出端电连接。

位移传感器56 为激光位移传感器。

平移驱动机构4 包括滚珠丝杆41 和平移电机42，滚珠丝杆41 的螺杆可转动安装在机架1 上，并与水平导轨2 相平行，滚珠丝杆41 的螺母与平移座3 连接，平移电机42 安装在机架1 上，平移电机42 的动力输出轴与滚珠丝杆41 的螺杆传动连接。

平移电机42 与控制装置相应的输出端电连接。工作时，平移电机42 驱动滚珠丝杆41 的螺杆正转或者反转，通过滚珠丝杆41 的螺母带动平移座3 沿水平导轨2 向左或向右平移一定距离。

机架1 上可转动安装有沿左右方向设置的刀垫辊6；裁切机构58 包括摆动臂581、摆动气缸582、切割刀轮583 和旋转电机（图中未画出），摆动臂581 的中部与平移座3 铰接，旋转电机安装在摆动臂581 的下端上，切割刀轮583 安装在旋转电机的输出轴上，切割刀轮583 处在刀垫辊6 的上方并与刀垫辊6 相配合；摆动气缸582 的缸体铰接在平移座3 上，摆动气缸582 的活塞杆与摆动臂581 上端铰接，旋转电机、摆动气缸582分别与控制装置相应的输出端电连接。

下面简述一下本复膜设备的切边修边装置的工作原理：

上述切边修边装置设于复膜设备的收卷装置前方；塑编材料复膜后得到的塑编材料复膜膜材7 先从两个切边位置检测裁切装置5 中的两个压轮54 与两个滚筒53 之间、两个裁切机构58 的切割刀轮583 与刀垫辊6 之间经过，再由收卷装置进行收卷。

在进行切边修边之前，控制装置可通过两个平移控制机构4 驱动两个平移座3 沿水平导轨2及其上的切边位置检测裁切装置5 沿水平导轨2向塑编材料复膜膜材7 在相应的边缘部位平移（此时两个压轮54 在相应的滚筒53 上平移，并在拉力弹簧55 的拉力作用下与滚筒53 保持压合状态），直至当位移传感器56 检测到其检测端与位移块57 之间的间距值发生变大时，控制装置便通过平移控制机构4 使平移座3 及其上的切边位置检测裁切装置5 暂停平移，并将塑编材料复膜膜材7上与压轮54接触的位置确定为需要修边的位置（此时压轮54 处在塑编材料基材的边界内侧）。

在确定好塑编材料复膜膜材7 需要修边的两个位置后，控制装置通过两个平移控制机构4 控制两个平移座3 及其上的切边位置检测裁切装置5 沿水平导轨2 同步移动或停止，使两个压轮54之间的间距大小保持不变（两个压轮54 之间的间距与塑编材料基材的宽度大小相当）。

进行切边修边时，塑编材料复膜膜材7 在收卷装置的带动下自前至后移动，压轮54 与滚筒53 在塑编材料复膜膜材7 的带动下发生相对转动；当两个位移传感器56 检测到其检测端与位移块57 之间的间距值大小一致时，控制装置便判断两个压轮54 处在需要修边的位置上，并控制两个裁切机构58 开始动作，旋转电机驱动切割刀轮583 持续转动，同时摆动气缸582 驱动摆动臂581绕其与平移座3 的铰接处摆动，带动切割刀轮583朝向刀垫辊6 移动，通过切割刀轮583 与刀垫辊6 之间的配合，对塑编材料复膜膜材7 的修边位置进行裁切。

如果塑编材料复膜膜材7 在移动过程中出现偏移，则其中一位移传感器56 会检测到其检测端与位移块57 之间的间距保持不变，另一位移传感器56 会检测到其检测端与位移块57 之间的间距变大（间距变大说明压轮54 与滚筒53 之间的塑编材料复膜膜材7 变薄，压轮54 发生下移并带动升降座52 及其上的位移块57 一起沿升降导轨51下移，压轮54 已偏向塑编材料基材的边界外面，塑编材料复膜膜材7 与压轮54接触的部位只有珠光膜，没有塑编材料），控制装置便会通过两个平移控制机构4 控制两个平移座3 及其上的切边位置检测裁切装置5 一起沿水平导轨2 同步平移，朝向检测到间距变小的位移传感器56 一侧移动，直至当两个位移传感器56 检测到其检测端与位移块57 之间的间距值大小一致时，控制装置便通过两个平移控制机构4使两个平移座3停止动作，实现对裁切机构58 的裁切位置进行自动调整，确保对塑编材料复膜膜材7 的切边修边位置准确。

本技术专利信息：

申请号：CN202010762454.8

申请日：20200731

公开（公告）号：CN111730659A

公开（公告）日：20201002

IPC 分类号：B26D1/22；B26D5/00；B26D7/26；B26D7/27