專利名稱：箔片拾取頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總地涉及薄片材需要無損地輸送的工業(yè)生產(chǎn)過程。本發(fā)明可特別適用于鋁 箔片和薄條軋機(jī)領(lǐng)域，描述了一種可拾取和輸送約12-50微米厚度范圍內(nèi)的箔片的新型裝 置。該裝置可與拾取更厚箔片和條的現(xiàn)有系統(tǒng)相組合，以產(chǎn)生一種能拾取和輸送約12-300 微米范圍內(nèi)的箔片和條的新組合裝置。該新裝置適于用作軋機(jī)箔給料系統(tǒng)的部分，其能夠 使箔片或薄條自動從卷被帶至軋輥縫。
背景技術(shù)：
鋁箔片軋機(jī)的進(jìn)入側(cè)包括開卷機(jī)和軋機(jī)機(jī)座，開卷機(jī)是被稱為“入口張緊裝置”的 一件裝置，軋機(jī)機(jī)座本身包含降低箔片厚度的“工作輥”。為了開始軋制，箔片卷的自由端必 須被拾起并通過入口張緊裝置輸送至軋機(jī)輥縫，距離大約為3米。更低厚度范圍(低至12微米厚)的鋁箔片極易折斷并幾乎沒有固有剛度。因此 無損地自動拾取這種材料并通過裝置輸送是具有挑戰(zhàn)的。傳統(tǒng)上，采用下述典型的工序來 人工完成該任務(wù)一從卷手工抬起箔片端部一折疊該卷以產(chǎn)生箭頭并配合在木桿端上一旋轉(zhuǎn)卷以允許松弛箔片—推該桿通過張緊裝置直至工作輥夾抓住并拉住箔片熟練的操作員可執(zhí)行這種功能，但是該工序使得操作員站得靠近移動的機(jī)器，并 且如果桿被誤處理則該工序存在損壞張緊裝置或軋機(jī)機(jī)座的風(fēng)險。為了人員和設(shè)備的安 全，因此需要箔片被自動地從卷抬起并運(yùn)載至軋機(jī)輥縫。此外，更大厚度范圍(上至300微 米厚)的鋁箔片/條相當(dāng)硬，這意味著需要不同的方法以供給這種材料。同樣，接下來傳統(tǒng) 地采用人工工序，這次使得在條被從卷松開的同時操作員在下方用木桿支撐條的前端。存 在的安全和損傷問題同箔片供料。因此，更加需要一種能自動抬起和運(yùn)送寬范圍厚度的條 的系統(tǒng)。已存在一些試圖執(zhí)行箔片供料功能的系統(tǒng)，但是該每個系統(tǒng)僅能受限地成功專利GB2185927描述了一種將箔片或條從卷供料至入口張緊裝置的方法和設(shè)備。 但是，該方法仍需要操作員從卷分離箔片并手工地將箔片附接至運(yùn)載機(jī)構(gòu)。專利申請JP56001216描述了一種用于一直將箔片或條送入軋機(jī)輥縫的方法和裝 置。但是，所述方法要求操作員執(zhí)行分離動作以分離箔片并將其附接至供料機(jī)構(gòu)。此外，還 要求操作員在供料機(jī)構(gòu)周圍將箔片折疊為特殊形狀以便提供突出超出供料機(jī)構(gòu)的前緣。專利US4520645描述了一種用于箔片軋機(jī)的自動穿帶的方法和設(shè)備。描述了一種 箔片拾取頭，其中，真空吸盤被用于抓住箔片，空氣噴嘴被用于抬升箔片的前端以便實現(xiàn)將 其穿入軋機(jī)輥縫。描述了兩種不同的機(jī)構(gòu)，用于將箔片拾取頭從卷運(yùn)至靠近軋機(jī)輥縫。專利EP1518645描述了基本相同的方法，其使用真空吸盤以從卷拾取箔片并向軋 機(jī)輸送該箔片，只是在這個例子中箔片在入口張緊裝置之前被放下并使用空氣浮動臺來進(jìn)一步輸送。實際使用中已發(fā)現(xiàn)，使用真空吸盤來抬升箔片和條具有一定局限性。對于約50微 米以上厚度的較厚箔片和條，該方法可工作得很好。在這種情況下，通過吸盤和條之間的接 觸，同時通過吸盤中心的孔來施加抽吸動作，吸盤的柔性邊緣(通常是類似橡膠的材料)在 吸盤和條之間產(chǎn)生低壓力時彎曲，同時較硬鋁條保持剛性。因此，得到良好的抓取且不會損 壞該條。但是，當(dāng)試圖抬升約50微米及以下厚度的薄箔片時，箔片的硬度更小。因此當(dāng)吸 盤邊緣和箔片發(fā)生接觸時，同時通過吸盤中心孔施加抽吸動作，箔片而不是吸盤邊緣彎曲， 或者兩者都彎曲。在兩個柔性物件之間產(chǎn)生有效的密封是困難的，因此會導(dǎo)致在吸盤和箔 片之間抓取不良。如果抽吸動作在吸盤中心孔內(nèi)增加，產(chǎn)生的更高的壓力差可能會破壞薄 箔片形成穿過薄箔片的孔或?qū)е虏谖P孔自身內(nèi)變形和被部分地拉起。因此，為了拾取和輸送薄箔片，有必要設(shè)計一種替代的頭設(shè)計，本新發(fā)明就是為此 目的而提供的?？紤]到用于將拾取頭從卷輸送至軋機(jī)輥縫所必要的機(jī)構(gòu)已由現(xiàn)有技術(shù)很好 地建立，因此不在超出理解本發(fā)明的需要之外來討論它位。

發(fā)明內(nèi)容
依照本發(fā)明，用于輸送片材的設(shè)備包括所附權(quán)利要求1所述的特征。在一個實施例中，用于提供壓力差的裝置包括真空源和噴嘴，噴嘴布置成從板的 上方區(qū)域抽出空氣。優(yōu)選地，板被布置為形成封閉結(jié)構(gòu)的底部，具有設(shè)置為抽空該封閉結(jié)構(gòu) 的噴嘴/真空源。在可選實施例中，壓力差通過在板的上表面上引導(dǎo)氣流來獲得。這通常是使用加 壓氣體源和布置為在板的上表面上引導(dǎo)該氣體的噴嘴來實現(xiàn)的。優(yōu)選地，使用扁平射流空 氣噴嘴。此外，通過將板布置為形成限制氣流的管道的底部來優(yōu)選地改進(jìn)流動氣體的效率。優(yōu)選地，通過在孔處結(jié)合流線形罩來進(jìn)一步增強(qiáng)流動氣體的效果，流線形罩具有 漸縮的封閉端和敞開端，封閉端布置為朝向流動氣體(在孔的上游側(cè))，敞開端布置在下游 側(cè)。本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)一步包括用于從板的邊緣沿大致平行于板平面的方向以 及在板平面上方引導(dǎo)氣流的裝置。在一些實施例中，在氣體流過所述上表面之后，在板的上 表面上、沿大致平行于板平面的方向并且在板平面上方引導(dǎo)連續(xù)的氣流。優(yōu)選地，格柵上的孔是交錯的。在至少一個實施例中，設(shè)備包括多個板，每個板具有關(guān)聯(lián)的多個孔以及用于提供 板的上表面和下表面之間的壓力差的關(guān)聯(lián)裝置。每個板可附接到鄰近的板，噴嘴成流體連
ο在一些實施例中，設(shè)備包括傳統(tǒng)的吸盤，該吸盤附接到真空源以抬升片材。這些吸 盤通?？杀辉O(shè)置為多段，與本發(fā)明的板交替。在優(yōu)選實施例中，吸盤可被例如線性驅(qū)動器移 動，使得它們可升至板高度之上或降至板高度之下。優(yōu)選實施例中，本發(fā)明用于輸送金屬箔片。依照本發(fā)明的第二方面，提供一種如獨(dú)立方法權(quán)利要求所述的用于輸送片材的方法。為了抓住厚度小于50微米的箔片而不損傷箔片，以及因此克服先前的拾取頭設(shè)計的主要限制，該新發(fā)明具有由剛性板中的數(shù)個小孔構(gòu)成的“抽吸柵格”。這替代了傳統(tǒng)的 作為抓住箔片的機(jī)構(gòu)的橡膠吸盤。盡管薄箔片是柔性的，抽吸板的對比硬度允許良好密封， 并因此允許在箔片和頭之間形成良好抓取。此外，抽吸孔的小尺寸防止了箔片過度偏斜到 孔中，這進(jìn)而會防止損傷或穿過箔片形成孔。穿過柵格孔的抽吸壓力由孔的上表面上的高速空氣流的通過來提供。高速空氣流 由與連接到壓縮空氣源的扁平狹縫型噴嘴來提供。抽吸壓力由于所謂的“伯努利效應(yīng)”而 產(chǎn)生，其中孔上表面上的移動空氣的壓力低于柵格或箔片下靜止的空氣的壓力。盡管該效 應(yīng)可發(fā)生在簡單垂直鉆孔內(nèi)，但是抽吸效果可通過確保高速空氣流平穩(wěn)地在孔上流動而不 傾向于穿過孔而是產(chǎn)生抽吸來增強(qiáng)。這可通過使用在前緣上具有流線形罩(參見圖3)的 孔來完成。通過以交錯圖案設(shè)置孔也可實現(xiàn)平滑氣流并因此維持空氣速度的另外好處?？蛇x地，抽吸壓力可由真空泵裝置提供，但這并不帶來專利US4520645所實現(xiàn)的 下述額外優(yōu)點。用于產(chǎn)生抽吸效果的高速空氣流在柵格上損失速度很小。在離開柵格后，氣流可 被導(dǎo)引至箔片前面上。如US4520645所述，仍借由伯努利效應(yīng)，對箔片前端給予抬升動作， 使得箔片很容易供入軋機(jī)輥縫而拾取頭不接觸輥。然而，盡管US4520645中需要抽吸和吹 兩個分立動作來產(chǎn)生箔片抓取和箔片前端抬升，但是新發(fā)明允許兩個動作均由相同的氣流 來執(zhí)行，相應(yīng)地降低了設(shè)備復(fù)雜性和成本。


將參照顯示了本發(fā)明優(yōu)選實施例的圖1、2、3通過非限定性的實施例來描述本發(fā)明。
具體實施例方式圖1示出了抓取了一片薄箔片的拾取頭的橫截面。圖2示出了窄箔片用的拾取頭 的平面圖，或用于寬箔片的拾取頭的一部分。箔片由下述系統(tǒng)拾起并保持在拾取頭上所示 的位置處加壓頭1向一個或多個扁平射流噴嘴2供應(yīng)壓縮空氣。高速射流空氣(大箭頭 所示)流出一個或多個噴嘴并沿著由頂蓋3、柵格4和側(cè)板5構(gòu)成的通道6行進(jìn)。當(dāng)空氣射 流沿著管道6流動時，它降低了孔7上側(cè)上的壓力，開始使得空氣(小箭頭所示)通過孔7 被吸入。當(dāng)抽吸頭放置緊靠箔條8時，由于通道6內(nèi)空氣和箔片下方空氣之間的壓力差，在 箔片8和柵格4之間產(chǎn)生抽吸力。此外，任何在頭9前面突出的箔片均受到由流過其上表 面的高速空氣引起的抬升力。因此，箔條前端可被拾取頭抬起并保持，箔片具有與圖1所示類似的形狀。圖3示出了通過優(yōu)化的孔設(shè)計的平面圖和截面圖?？?0具有流線形罩11，用于增 加通過孔產(chǎn)生的抽吸壓力并防止當(dāng)主氣流12在孔10上流動時速度損失太大。圖4和5示出了用于拾取和輸送厚度范圍約為12至300微米的箔片或薄條的組 合拾取頭。頭組件13包括由分隔件14分離的兩種交替類型部分。一種部分15包括上述 抽吸柵格組件。每個抽吸柵格組件被供應(yīng)有從加壓頭16來的空氣，加壓頭16占據(jù)了頭的 寬度。其他部分17包括兩個傳統(tǒng)的抽吸裝置18。如現(xiàn)有技術(shù)已知的，吸盤18連接至真空泵裝置(未示出)。當(dāng)運(yùn)行時，吸盤組件可經(jīng)由例如是小氣動缸的線性運(yùn)動裝置19來下降 至柵格4的高度以下。當(dāng)未運(yùn)行時，吸盤18可升經(jīng)由相同的線性運(yùn)動裝置19上升至柵格 4高度上方。每種類型部分的數(shù)目和因此的頭寬度與要被拾取的箔片和/或條的寬度相匹配。使用時，該頭將具有3種通常運(yùn)行模式，這取決于要被拾取的箔片或條的厚度。對 于12至約50微米范圍內(nèi)的薄箔片，僅使用抽吸柵格4，吸盤18會被縮回，真空裝置被關(guān)掉。 對于在100至300微米范圍內(nèi)的薄條，吸盤18將伸出，真空裝置開啟。然后在吸盤18和相 對硬的條之間將會獲得好的抓取。因此在該情況下，向抽吸柵格4供應(yīng)的空氣可被切斷。50 至100微米厚度之間存在中間情形，在該情形下，吸盤18伸出且吸盤18和柵格14同時運(yùn) 行是有利的。圖6示出了拾取頭的可選設(shè)計，其中抽吸柵格和吹動作是分離的。由以下系統(tǒng)拾 取箔片并保持在拾取頭上所示位置真空泵裝置(未示出)經(jīng)由頭或管20向密封箱21施 加降低了的壓力。箱底部包括抽吸柵格22。真空泵裝置降低了孔23的上側(cè)上的壓力，開始 使得空氣通過孔23被吸入。加壓頭24向一個或多個扁平射流噴嘴25供應(yīng)壓縮空氣。高 速空氣射流(大箭頭所示)穿過一個或多個噴嘴25并在箔片27的前緣頂部上流動。當(dāng)抽吸頭放置為緊靠箔條26時，由于箱21中空氣和箔片下方空氣之間的壓力差， 在箔片26和柵格22之間產(chǎn)生抽吸力。此外，任何在頭27前面突出的箔片均受到由在其上 表面行進(jìn)的高速空氣引起的抬升力。因此，箔條前端可被拾取頭抬起并保持，箔片具有與圖6所示類似的形狀。
權(quán)利要求
一種用于輸送片材的設(shè)備，包括板，其具有多個孔，所述多個孔布置為形成柵格；用于在所述板的上表面和下表面之間提供壓力差的裝置；用于從板的邊緣沿大致平行于所述板的平面并在所述板的平面之上引導(dǎo)氣流的裝置；以及用于輸送所述板的馬達(dá)裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述用于提供壓力差的裝置包括真空源和噴嘴， 所述噴嘴布置成從所述板上方的區(qū)域抽出空氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述板形成了封閉結(jié)構(gòu)的底部，所述真空源和噴 嘴布置為抽空該封閉結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述用于提供壓力差的裝置包括用于在所述板 的上表面上引導(dǎo)氣流的裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中，所述用于引導(dǎo)氣流的裝置包括加壓氣體源和布 置為引導(dǎo)氣流穿過所述上表面的噴嘴。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中，所述噴嘴包括扁平射流壓縮空氣噴嘴。
7.根據(jù)權(quán)利要求4-6任一項所述的設(shè)備，其中，所述板形成管道的底部，所述管道限制 所述板上的氣流。
8.根據(jù)權(quán)利要求4-7任一項所述的設(shè)備，其中，所述孔的每一個包括流線形罩，所述流 線形罩位于流動氣體中并具有封閉的漸縮的上游端和敞開的下游端。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述的設(shè)備，其中，所述用于從所述板的邊緣沿大致平行 于所述板的平面的方向且在所述板的平面上方引導(dǎo)氣流的裝置和所述用于在所述板的上 表面和下表面之間提供壓力差的裝置包括相同的氣流。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述的設(shè)備，其中，所述孔布置為形成交錯圖案。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述的設(shè)備，包括多個板，其中，每個板具有布置形成柵 格的多個關(guān)聯(lián)孔，并且每個板具有用于在所述板的上表面和下表面之間提供壓力差的關(guān)聯(lián)直O(jiān)
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，每個板物理附接到相鄰板上，且用于提供壓力 差的關(guān)聯(lián)裝置形成流體連通。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括多個吸盤和真空源，通過使所述吸盤接 觸片材和施加真空給所述吸盤所述設(shè)備可操作以拾取片材。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，包括多個部分，其中第一類型部分包括具有多個布置為形成柵格的孔的板，以及包括用于在所述板的上表 面和下表面之間提供壓力差的裝置；以及第二類型部分包括多個與真空源相連的吸盤。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括多個線性驅(qū)動器，所述多個線性驅(qū)動器 可操作以調(diào)整吸盤相對于所述板的高度。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述的設(shè)備，用于輸送金屬箔片。
17.一種用于輸送片材方法，包括以下步驟定位板，所述板具有多個布置為形成柵格的孔，使得所述板的下表面接近所述片材；從所述板的邊緣沿著大致平行于所述板的平面方向并在所述板的平面之上引導(dǎo)氣流；促使所述板上方的區(qū)域內(nèi)的壓力相對于所述板下方的區(qū)域降低；以及 輸送所述板。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，通過向所述板上方的區(qū)域施加真空促使所述 板上方的區(qū)域內(nèi)壓力降低。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，包括形成封閉結(jié)構(gòu)并抽空所述封閉結(jié)構(gòu)的步驟，封 閉結(jié)構(gòu)具有一個由所述板限定的邊界。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，通過在所述板的上表面上引導(dǎo)氣流促使降低 所述板的上方區(qū)域內(nèi)壓力。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，使用噴嘴從加壓氣體源引導(dǎo)氣流。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，扁平射流壓縮空氣噴嘴被用于引導(dǎo)氣流。
23.根據(jù)權(quán)利要求17-22任一項所述的方法，包括完成管道并引導(dǎo)氣流通過管道的步 驟，所述管道具有一個由所述板限定的邊界。
24.一種使用如前述權(quán)利要求任一項所述的設(shè)備的方法，當(dāng)引用權(quán)利要求13時，包括 確定將要被輸送的片材厚度的步驟，如果確定的片厚度在12至50微米范圍內(nèi)，則以第一模 式操作設(shè)備，如果確定的片厚度在100至300微米范圍內(nèi)，則以第二模式操作設(shè)備，以及如 果確定的厚度在50至100微米內(nèi)，以第三模式操作設(shè)備，其中，第一模式下，未向吸盤施加 真空，吸盤從所述片縮回；第二模式下，吸盤伸至接近所述片的位置，向吸盤施加真空以使 得能使用未施加真空的吸盤部分來抓住所述片；第三模式下，吸盤伸至接近所述片的位置， 向吸盤和吸盤部分均施加真空以使得能通過吸盤和吸盤部分來抓住所述片。
25.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述的方法，其中被輸送的片材是較寬的條材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了箔片拾取頭。本發(fā)明描述了用于處理薄箔條的新設(shè)備。該新設(shè)備借由抽吸柵格來抓住箔片并將箔條的突出端抬升到有利于后續(xù)機(jī)械穿帶的大致水平位置。抽吸和抬升動作均受相同高速氣流的影響。此外，公開了一種組合處理設(shè)備，其中抽吸柵格組件沿頭寬度交替有傳統(tǒng)吸盤組件，使得所有常見厚度的箔片和薄條均可被有效處理。該新設(shè)備打算與現(xiàn)有輸送機(jī)械結(jié)合使用以便將薄箔片自動地從卷輸送至軋機(jī)輥縫或其他處理機(jī)械。
文檔編號B21B39/06GK101920274SQ201010198708
公開日2010年12月22日 申請日期2010年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月9日
發(fā)明者P·D·史密斯 申請人:西門子Vai金屬科技有限公司