專利名稱：在薄片卷材上自動(dòng)貼敷高速貼接膠帶用的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于把貼接膠帶貼敷到薄片卷材上的系統(tǒng)，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及用于自動(dòng)把一條貼接膠帶貼敷到一薄片卷材的外圓周上的一個(gè)精確位置上用的方法和裝置，貼接膠帶相對(duì)于卷材的軸線以大致筆直的樣子延伸并且定位成貼接膠帶的一第一部分被卷材的最外層覆蓋，而貼接膠帶的第二部分保持暴露著。
背景技術(shù)：
在進(jìn)行最大量的印刷的場(chǎng)合，例如在印刷報(bào)紙時(shí)，被印刷的薄片材料(例如紙張)是以大的卷材形式被送到一個(gè)處理站。在印刷過(guò)程中，薄片材料被從卷材上連續(xù)地拉散下來(lái)并通過(guò)處理站送到印刷機(jī)。經(jīng)過(guò)一定時(shí)間，由一個(gè)卷材供給的薄片材料將被用完，這樣這一即將用完的卷材就需要用一個(gè)新的適當(dāng)?shù)谋∑聿膩?lái)更換?？梢韵胂蟮剑圃焐?出版商都希望最大可能地減小從用完的卷材過(guò)渡到新的卷材的復(fù)雜性和時(shí)間耽擱。為此，迄今已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了一些方法，用這些方法把新的卷材的首端連接于即將用完的卷材的尾部(或最內(nèi)層)，在處理站實(shí)現(xiàn)從用完的卷材向新的卷材的幾乎無(wú)接逢的過(guò)渡。
更具體地說(shuō)，可以用貼接膠帶來(lái)作為新的卷材的首端和將用完的卷材的尾端之間的連接件。貼接操作可以以靜態(tài)或動(dòng)態(tài)方式進(jìn)行。一般地說(shuō)，靜態(tài)方式需要把將用完的卷材的轉(zhuǎn)動(dòng)停止下來(lái)，把一條連接膠帶貼到這兩個(gè)卷材之一或兩者上，然后在兩者之間形成一個(gè)接頭。以靜態(tài)方式形成的貼接通常稱之為零速貼接。相反，進(jìn)行動(dòng)態(tài)方式貼接無(wú)需中斷連續(xù)的生產(chǎn)/印刷過(guò)程。也就是說(shuō)，在進(jìn)行貼接時(shí)將用完的和新的卷材都連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。在動(dòng)態(tài)運(yùn)行方式中進(jìn)行的貼接通常稱之為高速貼接。
現(xiàn)今，有許多種貼接膠帶可用于進(jìn)行高速貼接。不管其具體形式如何，高速貼接膠帶都是先粘貼到新的卷材的最外層上，而將貼接膠帶的至少一部分暴露著，用于隨后連接于將用完的卷材的尾部。對(duì)于高速貼接應(yīng)用，還有一個(gè)限制條件是新的卷材必須以卷繞著的形式供應(yīng)到處理站，以使得在新的卷材隨后與將用完的卷材一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)新的卷材將不會(huì)意外地散開(kāi)。這樣，高速貼接膠帶就被以這樣的方式貼敷到新的卷材上，即新的卷材的最外層是被緊靠在或者說(shuō)是保持在第二最外層上，以保證新的卷材在進(jìn)行貼接之前仍處于卷繞著的狀態(tài)。
高速貼接膠帶的特定形式通常限定著把它初始貼敷于新的薄片卷材的方式。例如，某些類型的貼接膠帶有可撕毀的突出標(biāo)記片，如WO 95/29115中所述的那樣，并且是以W或V形狀貼敷。這種形式不利于進(jìn)行自動(dòng)貼敷。相反，高速貼接膠帶可以呈現(xiàn)一種形式，這種形式要求將新的卷材的最外層的首端邊緣切成有一個(gè)角度(相對(duì)于卷材的軸線)，例如，如美國(guó)專利No.4,802,632中所述。
這些和其他類型的貼接膠帶都證明是相當(dāng)可行的。但是，還是在不斷地追求改進(jìn)。為此，現(xiàn)已開(kāi)發(fā)出了多種以沿著其外表面的直線(相對(duì)于卷材的軸線)貼敷的高速貼接膠帶。由于是直線貼敷，這些類型的貼接膠帶有助于進(jìn)行自動(dòng)貼敷。例如，美國(guó)專利5,783,029描述了一種自動(dòng)的貼接膠帶貼敷器，它包括一個(gè)工作托架，該托架可以切割最外層的首端邊緣并同時(shí)把幾個(gè)間隔的粘接簽條和一個(gè)雙面粘接貼接膠帶沿卷材的寬度貼敷于卷材。如美國(guó)專利5,783,029的圖3所示，各間隔的粘接簽條相當(dāng)大，且定位成使卷繞著的外表面緊靠在其自身上。這種貼接膠帶是成形在粘接簽條之上。由于這一特定的貼敷方式，幾乎不必考慮相對(duì)于卷材的其余部分精確地切割/定位首端邊緣，因?yàn)槟切┱辰雍灄l很容易補(bǔ)償任何對(duì)齊誤差。
2001年1月26日提交的、授予同一受讓人的題目為“用于高速貼接的膠帶及其使用方法和制造方法”的美國(guó)專利申請(qǐng)09/770,985中敘述了近來(lái)開(kāi)發(fā)的一種貼接膠帶。所敘述的貼接膠帶可一般地稱為“可分離的貼接膠帶”，因?yàn)樗▋?nèi)層帶元件(inner tape element)和外層帶元件(outer tapeelement)，兩者被一個(gè)可分離的中間層可分開(kāi)地相互緊貼在一起。內(nèi)層帶元件在最外層和第二最外層的交界處(就是在最外層的首端邊緣之下)貼固于卷材。最外層的首端邊緣粘貼于外層帶元件的外表面。更具體地說(shuō)，首端邊緣被定位成使得最外層圍繞外層帶元件的一部分(雖然不必但最好是沿其整個(gè)寬度)，而外層帶元件的其余部分被“暴露著”。接著，即將用完的卷材的尾部被粘接于外層帶元件的那一暴露部分，借以把兩個(gè)卷材貼接起來(lái)。隨著新的卷材的最外層被拉出或者說(shuō)是被迫從卷材上散開(kāi)下來(lái)，外層帶元件與內(nèi)層帶元件分開(kāi)或“分離”，隨后，新的卷材就可被充分拉散出去了。
上述可分離的貼接膠帶是高速貼接膠帶技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)明顯的進(jìn)步。但是，它卻有一些許多其他類型的貼接膠帶的應(yīng)用中未遇到的應(yīng)用上的難點(diǎn)，這使得這種可分離貼接膠帶的自動(dòng)貼敷難以做到。首先，與大多數(shù)其他貼接膠帶不同，這種可分離貼接膠帶必須貼在卷材的最外層的首端邊緣與其余部分之間，這樣，最外層必須是部分地散開(kāi)而貼敷貼接膠帶，而后需要以按壓來(lái)使首端邊緣與貼接膠帶接觸。其次，在一相關(guān)的問(wèn)題上，可分離的貼接膠帶的可取之處是相當(dāng)窄。因此，首端邊緣或者說(shuō)是被部分地散開(kāi)的那一部分相對(duì)于貼接膠帶將被貼敷上去的位置的對(duì)齊是非常重要的。舉例來(lái)說(shuō)，可分離的貼接膠帶可以有 英寸(3.81cm)左右的寬度。由于這一寬度的一部分必須可用于隨后的與即將用完的卷材的尾端的貼合，在把膠帶沿著卷材相對(duì)于隨后再貼敷時(shí)首端邊緣將位于的那一點(diǎn)定位膠帶時(shí)幾乎沒(méi)有給誤差留任何余地。另外的需要考慮之處，諸如有時(shí)提供在外層帶元件頂面上的脫離襯層的至少一部分的去除、貼接膠帶相對(duì)于卷材的側(cè)面的精確切割等，也被可分離的貼接膠帶給提出來(lái)了。
鑒于上述各應(yīng)用限制條件，現(xiàn)今，可分離貼接膠帶是用手工貼敷。在把卷材裝入裝料站之后，其最外層的首端部分被允許自由地延伸并散開(kāi)于卷材的其余部分。首端部分被從卷材上拉出，使得余下的卷繞著的部分的外表面可以接近。然后，把包括一個(gè)外脫離襯層(outer release liner)的可分離貼接膠帶橫跨卷材的卷繞著的部分放在一個(gè)清楚地處于散開(kāi)的首端部分的內(nèi)部位置。值得注意的是由于貼接膠帶是用手貼敷，往往難以做到“直的”定向(平行于卷材的中心軸線)。而且不管怎樣，隨后還需把脫離襯層的一部分去除。最外層的散開(kāi)的首端部分然后被重卷到卷材上并粘貼于貼接膠帶。假定貼接膠帶已正確定位了，最外層的一部分(或尾部)將繼續(xù)從卷材延伸出去，超出與貼接膠帶的界面點(diǎn)。這一尾料(tail material)被折回在與貼接膠帶的界面點(diǎn)而形成一個(gè)皺褶。這一尾料然后被從卷材沿皺褶切除。遺憾的是，要使由切割形成的新的首端邊緣精確地成形并相對(duì)于貼接膠帶的暴露區(qū)域精確定位實(shí)際上是不可能的，還可能導(dǎo)致在隨后的貼接操作中出現(xiàn)問(wèn)題。而且，在試圖把最外層的首端部分放在貼接膠帶上時(shí)還可能遇到困難。事實(shí)上，由于不可避免的手工操作誤差，切割/首端邊緣可能相對(duì)于貼接膠帶和/或在界面點(diǎn)形成的皺褶大大錯(cuò)位，以至于所產(chǎn)生的布置不好用。在這種情況下，必須把包括粘貼了貼接膠帶的那一部分的一段薄片材料切除而棄之，而后貼接過(guò)程重新進(jìn)行。
可分離的貼接膠帶以及其它以直的橫跨方式貼敷的和/或貼敷在最外層的首端邊緣下面的貼接膠帶給使用者提供了許多優(yōu)點(diǎn)。但是，現(xiàn)有的自動(dòng)貼敷器不能滿足在用于高速貼接時(shí)由這些貼接膠帶帶來(lái)的許多應(yīng)用限制條件。而且，手工貼敷不能算是最佳的。所以，需要有一種能夠始終如一地并自動(dòng)地把貼接膠帶尤其是可分離的貼接膠帶貼敷于卷材的裝置和方法，這種裝置和方法能夠以適于高速貼接的形狀正確地切割和定位被貼敷的貼接膠帶的首端邊緣。
發(fā)明概述本發(fā)明的一個(gè)方面是關(guān)于自動(dòng)地將可分離的貼接膠帶(splicing tape)貼敷于薄片卷材的方法。薄片卷材定義為有一個(gè)寬度和一個(gè)最外層?？紤]到這一點(diǎn)，所述方法包括把卷材的最外層的一部分提起離開(kāi)卷材的其余部分。然后對(duì)被提起的部分進(jìn)行切割以形成一個(gè)與卷材的其余部分有一間隔的首端邊緣。由于有了這一間隔，卷材就變成了有卷繞部分和一個(gè)散開(kāi)部分。對(duì)此，在一規(guī)定的空間位置沿著最外層進(jìn)行切割，使得形成的首端邊緣相對(duì)于卷材的卷繞部分的外圓周徑向地對(duì)準(zhǔn)一規(guī)定的貼敷線。換句話說(shuō)，在最外層隨后被卷回到卷材上時(shí)首端邊緣將是對(duì)準(zhǔn)規(guī)定的貼敷線。然后在規(guī)定的貼敷線上把貼接膠帶貼敷于卷材的卷繞部分，使得貼接膠帶橫跨卷材寬度的至少一部分。在一個(gè)較佳實(shí)施例中，沿平行于卷材軸線的一直線貼敷貼接膠帶。最后，首端邊緣被粘貼于貼接膠帶的外表面。更具體地說(shuō)，首端邊緣相對(duì)于貼接膠帶定位成使得最外層覆蓋貼接膠帶的一個(gè)第一部分，而貼接膠帶的一個(gè)第二部分保持暴露著。在一個(gè)較佳實(shí)施例中，緊隨最外層的初始切割之后使首端邊緣進(jìn)一步移離卷材，尤其是移離規(guī)定的貼敷線，以便為貼敷貼接膠帶提供足夠的空間。
本發(fā)明的另一方面是關(guān)于用于將可分離的貼接膠帶貼敷于薄片卷材的裝置。所述裝置包括一個(gè)薄片材料接觸機(jī)構(gòu)、一個(gè)薄片材料切割器和一個(gè)貼帶裝置。薄片材料接觸機(jī)構(gòu)構(gòu)造成能夠吸住卷材的最外層并將其移動(dòng)。薄片材料切割器構(gòu)造成能夠橫跨最外層的寬度切割它。最后，貼帶裝置包括一個(gè)構(gòu)造成能夠精確地把貼接膠帶貼敷于卷材并對(duì)其進(jìn)行切割的膠帶頭。考慮到這些，薄片材料接合機(jī)構(gòu)(sheet engagement mechanism)、薄片材料切割器和貼帶裝置都在給定的空間位置相互連接，使得膠帶頭能夠沿對(duì)應(yīng)于薄片材料切割器切出的切割線的一條線貼敷貼接膠帶。在一個(gè)較佳實(shí)施例中，貼帶裝置固定于一個(gè)框架，而薄片材料接觸機(jī)構(gòu)和切割器直接相互聯(lián)接并可移動(dòng)地連接于框架。用這樣的結(jié)構(gòu)，組合的薄片材料接觸機(jī)構(gòu)和切割器相對(duì)于膠帶頭可作徑向運(yùn)動(dòng)。在一個(gè)更佳的實(shí)施例中，用一個(gè)四桿聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)把組合的薄片材料接觸機(jī)構(gòu)和切割器連接于保持著膠帶頭的框架。在另一個(gè)較佳實(shí)施例中，貼帶裝置還包括一個(gè)定位于鄰靠膠帶頭的膠帶切割器，用于緊接在貼接膠帶被貼敷于卷材之后切斷貼接膠帶。
本發(fā)明的再一個(gè)方面是關(guān)于自動(dòng)地將可分離的貼接膠帶貼敷于有一個(gè)規(guī)定寬度和一個(gè)最外層的薄片卷材的方法。所述方法包括相對(duì)于卷材的外圓周建立一條貼敷線(application line)。然后在貼敷線區(qū)域把最外層提起離開(kāi)卷材的其余部分。切割最外層以形成一個(gè)首端邊緣，這一切割應(yīng)使得形成的首端邊緣徑向地對(duì)準(zhǔn)所建立的貼敷線。然后沿著貼敷線將貼接膠帶貼敷于卷材的卷繞部分，使貼接膠帶橫跨卷材的寬度。就此而論，在貼敷貼接膠帶時(shí)首端邊緣仍對(duì)卷繞部分保持間距。最后，將首端邊緣粘貼于貼接膠帶的外表面，使得最外層覆蓋貼接膠帶的第一部分，而貼接膠帶的第二部分保持暴露著。在一個(gè)較佳實(shí)施例中，是通過(guò)提供一個(gè)能夠沿著一空間切割線(spatial cut line)進(jìn)行切割的薄片材料切割器以及提供一個(gè)能夠沿著一空間膠帶貼敷線貼敷一條貼接膠帶的貼帶裝置而建立該貼敷線。薄片材料切割器和貼帶裝置相互聯(lián)接，使得空間切割線徑向地對(duì)準(zhǔn)空間膠帶貼敷線。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1A是本發(fā)明的自動(dòng)的貼接膠帶貼敷器的前視立體圖，其定位在一個(gè)薄片卷材的上方；圖1B是圖1A的貼敷器的后視立體圖；圖2是圖1A和1B的貼敷器的薄片材料接觸機(jī)構(gòu)和薄片材料切割器的一部分的放大側(cè)視圖；圖3A和3B分別是圖1A和1B的貼敷器的貼帶裝置的一部分分別處于貼帶位置和切割位置時(shí)的放大后視圖；圖4是一種較佳的可分離的貼接膠帶的放大立體視圖；圖5是圖3的貼帶裝置的放大后視圖；以及圖6A-13B圖示說(shuō)明了圖1A和1B的貼敷器按照本發(fā)明的方法的工作過(guò)程。
較佳實(shí)施例的說(shuō)明圖1A和1B示出了本發(fā)明的自動(dòng)的貼接膠帶貼敷器的一個(gè)較佳實(shí)施例20。作為一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，所示出的貼敷器20與一個(gè)被它處理的薄片卷材22相關(guān)聯(lián)。記住這一點(diǎn)，貼敷器20包括一個(gè)薄片材料接觸機(jī)構(gòu)24、一個(gè)薄片材料切割器組件26和一個(gè)貼帶裝置(taping device)28。下文將更詳細(xì)地描述各個(gè)部件。但是，一般說(shuō)來(lái)，薄片材料接觸機(jī)構(gòu)24、薄片材料切割器組件26和貼帶裝置28是由一個(gè)框架30連接起來(lái)的，可取的是薄片材料接觸機(jī)構(gòu)24和薄片材料切割器組件26是由一個(gè)聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)32聯(lián)接于框架30。用這一結(jié)構(gòu)，通過(guò)聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)32，薄片材料接觸機(jī)構(gòu)24和薄片材料切割器組件26可在一第一位置與一第二位置之間相對(duì)于貼帶裝置28作運(yùn)動(dòng)，在第一位置時(shí)由薄片材料切割器組件26提供的切割線與由貼帶裝置28提供的膠帶貼敷線對(duì)準(zhǔn)，而在第二位置時(shí)薄片材料切割器組件26離開(kāi)膠帶貼敷線。
下面，對(duì)照卷材22的各結(jié)構(gòu)要素可以最方便地描述貼敷器20的各部件的定位和應(yīng)用。為此，卷材22總地定義為包括一最外層34。在被貼敷器20處理之前，最外層34是緊密地卷繞在卷材22的其余部分上，且結(jié)束于自由端或稱“首端”36。根據(jù)卷材22的被看到的這一側(cè)面，卷材22，包括最外層34，可以以順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较蚓砝@。在整個(gè)說(shuō)明書中，不管卷繞方向如何，最外層34的首端36總是被稱為“上游”，于是，最外層34以及其余內(nèi)部各層(或稱為各圈)都可稱為是首端36的“下游”。最后，相對(duì)于貼接膠帶(未示)被貼敷器貼敷的方向，卷材22形成有一第一側(cè)面160和一第二側(cè)面166(在圖1A和1B中被遮住了)。換句話說(shuō)，在工作過(guò)程中，貼接膠帶先是在或靠近第一側(cè)面160處被貼敷而后貼敷延伸至或靠近第二側(cè)面166。
從上述約定出發(fā)，在一較佳實(shí)施例中，薄片材料接觸機(jī)構(gòu)24包括一個(gè)支承條40、多個(gè)真空杯(vacuum cup)42和一個(gè)卷材感受器44。真空杯42和卷材感受器44由支承條40保持。
真空杯42是本技術(shù)領(lǐng)域已知的類型的，并且其每一個(gè)都流體地連通于真空源(未示)。在一較佳實(shí)施例中，各真空杯42布置成幾個(gè)區(qū)段48a-48d。用這一分區(qū)段的結(jié)構(gòu)，薄片材料接觸機(jī)構(gòu)24能夠容易地處理具有不同寬度的卷材。作為一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，對(duì)于卷材22乃是一卷紙的許多印刷行業(yè)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，“標(biāo)準(zhǔn)的”卷材寬度(或稱為軸向長(zhǎng)度)是12.25英寸(31.1cm)、24.5英寸(62.2cm)和50英寸(127cm)。卷材22的實(shí)際寬度將決定著各區(qū)段48中的那幾個(gè)區(qū)段需要投入工作。例如，在卷材的寬度為50英寸(127cm)的情況下，各區(qū)段48a-48d中的全部真空杯都要用上(即都要施加以真空)。相反，12.25英寸(31.1cm)的卷材寬度只需要將區(qū)段48b和48c投入工作。就這一點(diǎn)而論，可取的是設(shè)置了一個(gè)單獨(dú)的可編程序控制器(未示)用以使所需要的區(qū)段建立真空?；蛘?，可以布置成各區(qū)段有不同個(gè)數(shù)的真空杯42，或在貼敷器20的使用過(guò)程中總是使全部真空杯42一起建立真空。不管怎樣，如下文的更詳細(xì)描述，真空杯42全都是從支承條40向下(相對(duì)于圖1A和1B的取向)伸至一個(gè)公共平面。
卷材感受器44也是本技術(shù)領(lǐng)域已知類型的，并且安裝成從支承條40向下伸而超過(guò)各真空杯42形成的公共平面?？扇〉氖蔷聿母惺芷麟姷剡B接于可編程序控制器(未示)，并在使用中一接觸到卷材22的外表面時(shí)就發(fā)出一個(gè)信號(hào)給可編程序控制器?？删幊绦蚩刂破饕皇盏絹?lái)自卷材感受器44的信號(hào)就啟動(dòng)真空源.(未示)，使所需要的真空杯42形成真空。這樣，卷材感受器44就是起一個(gè)開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)的作用，以確保貼敷器20對(duì)卷材22的貼敷操作只能在各部件相對(duì)于卷材22正確定位之后開(kāi)始進(jìn)行。就此而論，貼敷器20可以適用于例如30-50英寸(76-127cm)范圍內(nèi)的若干不同的卷材直徑。
在一個(gè)較佳實(shí)施例中，薄片材料接觸機(jī)構(gòu)24還包括拉緊裝置50。如下文的更詳細(xì)描述，拉緊裝置50用于防止在貼敷器20的貼敷操作過(guò)程中卷材22的最外層產(chǎn)生較明顯的位移，并且可取的是它包括多個(gè)各裝有一個(gè)滾輪54的臂52。每個(gè)臂52都連接于框架30，并且可取的是都由一個(gè)彈簧56偏壓在下位。用這樣一種較佳的構(gòu)造，可將各滾輪54保持為與卷材22接觸而不管聯(lián)動(dòng)裝置32的位置如何。或者，拉緊裝置50采用各種其他的構(gòu)造也是可以接受的。拉緊裝置50與卷材22之間的接觸，特別是以滾輪54的接觸，起了定位作用而使它們隔開(kāi)于真空杯42，并且是在其后面或下游。也就是說(shuō)，滾輪54(或其他類似的與卷材接觸的零件)相對(duì)于最外層34的首端36是定位在真空杯42的下游。
可取的是薄片材料切割器組件26包括一個(gè)導(dǎo)架60和一個(gè)切刀機(jī)構(gòu)62。在切割操作中導(dǎo)架60沿著平面路徑引導(dǎo)由切刀機(jī)構(gòu)62產(chǎn)生的切割表面，并且可取的是聯(lián)接于以另一方式保持著真空杯42的支承條40。切刀機(jī)構(gòu)62的切割表面從導(dǎo)架60向下延伸，并且構(gòu)造成能切割卷材22的薄片材料。就此而論，可取的是切刀機(jī)構(gòu)62的切割表面延伸至真空杯42以下(相對(duì)于圖1A和1B的取向)，以使由真空杯42吸住的薄片材料或最外層可被沿導(dǎo)架60橫向移動(dòng)切刀機(jī)構(gòu)62而切割。很明顯，導(dǎo)架60的長(zhǎng)度，因而切刀機(jī)構(gòu)62的移動(dòng)距離，最好是大于由多個(gè)真空杯42和預(yù)料的卷材22的寬度所形成的總長(zhǎng)度。這樣，在圖1A和1B的中間位置(也就是在切割操作之前)，切刀機(jī)構(gòu)62可被定位成沿橫向離開(kāi)真空杯42，以使真空杯42能接觸于卷材22而不會(huì)受切刀機(jī)構(gòu)62的干涉。
在一個(gè)較佳實(shí)施例中，切刀機(jī)構(gòu)62包括一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的軸58、一個(gè)安裝托架59、一個(gè)線性致動(dòng)器(linear actuator)61、一個(gè)旋轉(zhuǎn)式薄片材料切割器63、一個(gè)滑輪64、一個(gè)支承靴65和一個(gè)纜繩66。旋轉(zhuǎn)式薄片材料切割器63為切割薄片材料提供切割表面。旋轉(zhuǎn)式薄片材料切割器63和滑輪64是通過(guò)可轉(zhuǎn)動(dòng)的軸58可轉(zhuǎn)動(dòng)地聯(lián)接于安裝托架59，以便共同地繞一由軸58提供的公共軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。支承靴65也固定于安裝托架59。安裝托架59又可滑動(dòng)地固定于線性致動(dòng)器61，線性致動(dòng)器61又形成為導(dǎo)架60的一部分。纜繩66卷繞在滑輪64上，并且纜繩66的兩端分別穩(wěn)固地固定在支承條40的兩端。用這一結(jié)構(gòu)，在線性致動(dòng)器61被激勵(lì)以驅(qū)動(dòng)安裝托架59時(shí)，纜繩66就使旋轉(zhuǎn)式薄片材料切割器63和滑輪64轉(zhuǎn)動(dòng)。就此而論，可取的是旋轉(zhuǎn)式薄片材料切割器63的外圓周大于滑輪64的外圓周。其結(jié)果，旋轉(zhuǎn)式薄片材料切割器63的表面速度就高于安裝托架59的線速度。這一結(jié)構(gòu)能夠產(chǎn)生切割動(dòng)作，不需要為使旋轉(zhuǎn)式薄片材料切割器63轉(zhuǎn)動(dòng)而設(shè)置另外的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。此外，與諸如固定的刀片或剪刀式切割頭相比，這一結(jié)構(gòu)還有幾個(gè)另外的優(yōu)點(diǎn)占用空間小，動(dòng)力源便宜，能進(jìn)行更有效的切割等。當(dāng)然，薄片材料切割器組件26也可以是各種其他形狀，包括受驅(qū)動(dòng)的直刀片、剪刀等。
通過(guò)直接把薄片材料切割器組件26聯(lián)接于薄片材料接觸機(jī)構(gòu)24，以及尤其是把導(dǎo)架60直接聯(lián)接于支承條40，由切刀機(jī)構(gòu)62提供的切割表面就被恒定地定位在相對(duì)于真空杯42(或其他接觸裝置)的一個(gè)確定的空間位置。這一較佳的結(jié)構(gòu)還可以使切刀機(jī)構(gòu)62的切割表面非?？拷婵毡?2。而且，組合的薄片材料接觸機(jī)構(gòu)24/薄片材料切割器組件26，以及尤其是組合的真空杯42/切刀機(jī)構(gòu)62的切割表面，可作為一單個(gè)單元而靈活移動(dòng)。為此，可取的是聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)(linkage)32可使組合的薄片材料接觸機(jī)構(gòu)24/薄片材料切割器組件26作所需要的運(yùn)動(dòng)。圖2清楚的示出，聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)32是聯(lián)接于框架30(它還保持著下文將描述的貼帶裝置)并且包括一個(gè)第一聯(lián)接桿70、一個(gè)第二聯(lián)接桿72、一個(gè)第三聯(lián)接桿74和一個(gè)第四聯(lián)接桿76。這一較佳的四桿聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)(four-barlinkage)32可以可靠地使薄片材料接觸機(jī)構(gòu)24/薄片材料切割器組件26從第一位置即圖2中的下位移動(dòng)到第二位置即縮回位置(未示)，在第一位置時(shí)真空杯42和切刀機(jī)構(gòu)62的切割表面沿徑向?qū)R于貼帶裝置28，而在第二位置時(shí)真空杯42和切刀機(jī)構(gòu)62相對(duì)于貼帶裝置28向上并向后移動(dòng)(按照?qǐng)D2的取向來(lái)說(shuō))。為此，可取的是設(shè)置了一個(gè)本技術(shù)領(lǐng)域已知的機(jī)電激勵(lì)器(electromechanical activator)78用以促成并限定第一位置與第二位置之間的運(yùn)動(dòng)。盡管未示出，但可取的是激勵(lì)器78是電氣連接于可編程序控制器，后者可激勵(lì)激勵(lì)器產(chǎn)生所需要的動(dòng)作?；蛘?，聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)32也可以是不同于圖2所示的其他形式的，并可以有多于或少于四個(gè)的聯(lián)接桿。不管怎樣，可取的是拉緊裝置50是獨(dú)立于聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)32地連接于框架30，這樣拉緊裝置50，尤其是滾輪54(或其他的接觸裝置)的位置，可被保持而與聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)32的位置/運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)。
回到圖1A和1B，可取的是貼帶裝置28包括一個(gè)導(dǎo)軌90、一個(gè)膠帶頭92、一個(gè)膠帶切割器94、一個(gè)卷材側(cè)面感受器96和一個(gè)壓緊滾輪98。一般地說(shuō)，膠帶頭92、膠帶切割器94、卷材側(cè)面感受器96和壓緊滾輪98都是安裝于板100(或類似的部件)，而板100又是可移動(dòng)地固定于導(dǎo)軌90。導(dǎo)軌90是安裝在框架30上。板100以及由它保持的各部件可被選擇地沿著導(dǎo)軌移動(dòng)而作為貼帶操作的一部分。作為一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，圖1A和1B示出了剛剛作了貼帶操作之后的貼帶裝置28(也就是，板100已經(jīng)橫移過(guò)卷材22，因此卷材側(cè)面感受器96已離開(kāi)卷材22)。在貼敷貼接膠帶之前，板100將被定位在導(dǎo)軌90的相反側(cè)?？扇〉氖琴N帶裝置28還包括一個(gè)諸如伺服電動(dòng)機(jī)的致動(dòng)器(未示)，其可使板100沿導(dǎo)軌90運(yùn)動(dòng)。這一致動(dòng)器是電地連接于可編程序控制器(未示)，后者促成并限定致動(dòng)器的動(dòng)作。
貼帶裝置28的各部分更詳細(xì)地示于圖3A和3B。作為一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，圖3A描繪的貼帶裝置28正在把貼接膠帶102往卷材的最外層34上貼，其中膠帶頭92(一般稱之)正在沿圖3A中的箭頭所指的方向運(yùn)動(dòng)。相反，圖3B所描繪的貼帶裝置28正在切割貼接膠帶102的剛剛貼好的一段?？紤]到這一點(diǎn)，膠帶頭92包括一個(gè)供帶卷盤104、導(dǎo)輪106a-106c、一個(gè)放置滾輪(placementroller)108和一個(gè)收卷卷盤(take-up reel)110。顯然，術(shù)語(yǔ)“收卷卷盤”是指一個(gè)用于把去除的脫離襯層卷材(removed liner material)繞起來(lái)的裝置。輪子106和108以及卷盤104和110都連接于板100，這將在下文敘述。供帶卷盤104支承著貼接膠帶102的帶卷112。如圖3A所示，貼接膠帶從供帶卷盤104拉出，沿著膠帶路徑繞過(guò)兩個(gè)導(dǎo)輪106a、106b而到達(dá)放置滾輪108，膠帶路徑從放置滾輪108繼續(xù)延伸至第三個(gè)導(dǎo)輪106c，最后到收卷卷盤110。在圖3A中，放置滾輪108是處在一個(gè)放低的位置，而圖3B表示出放置滾輪108處在一個(gè)抬高的位置。
為了最好地理解較佳的膠帶路徑和較佳膠帶頭92的動(dòng)作，來(lái)參閱由圖4一般地表示的貼接膠帶102的一個(gè)較佳實(shí)施例。這一較佳的貼接膠帶102通常包括一個(gè)第一或稱外層帶元件120和一個(gè)第二或稱內(nèi)層帶元件122，且外層帶元件120通過(guò)中間分離層124可分開(kāi)地貼緊于內(nèi)層帶元件122。而且，第一帶元件120的外表面128涂有粘接劑126，第二帶元件122的外表面132涂有粘接劑130。最后，脫離襯層134可脫離地貼在與第一帶元件120的外表面128關(guān)聯(lián)的粘接劑126上。2001年1月26日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)09/770,985中給出了幾個(gè)較佳貼接膠帶例子，當(dāng)然，各種其他結(jié)構(gòu)的貼接膠帶也是可以接受的。不管怎樣，脫離襯層134是被成形為包括至少一條分開(kāi)線136，襯層的第一部分134a可以沿著這條線與其第二部分134b分開(kāi)。尤其是，貼接膠帶102往卷材22(見(jiàn)圖1A)上的正確貼敷要求把第一部分134a去除。
再來(lái)參見(jiàn)圖3A，收卷卷盤110是用作襯層去除裝置(liner removaldevice)，用于方便地去除脫離襯層134的第一部分134a。在膠帶卷112初始裝到膠帶頭92上時(shí)，用手把脫離襯層134的多余的一條第一部分134a從貼接膠帶的其余部分上撕脫開(kāi)來(lái)。然后將貼接膠帶102引過(guò)膠帶路徑，使得只有脫離襯層134的被分離的第一部分134a從放置滾輪伸過(guò)去，再繞過(guò)導(dǎo)輪106c，最后貼牢于收卷卷盤110。然后，使收卷卷盤110和供帶卷盤104對(duì)應(yīng)地轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，使脫離襯層134的第一部分134a初始脫離貼接膠帶102的其余部分的那一點(diǎn)位于放置滾輪108的下死點(diǎn)附近。于是，在正確地裝上了貼接膠帶102之后，可將其通過(guò)放置滾輪108進(jìn)行精確的貼敷，并由收卷卷盤110連續(xù)地收卷而去除脫離襯層134的第一部分134a。收卷卷盤110與供帶卷盤104相配合，并通過(guò)脫離襯層134的第一部分134a，使貼接膠帶102保持一定程度的張緊。當(dāng)然，若貼接膠帶102具有不同于這一較佳實(shí)施例中所示的形狀，膠帶頭92可以相應(yīng)地改變結(jié)構(gòu)。
膠帶頭92的另一個(gè)較佳特點(diǎn)是與較佳的膠帶切割器94有關(guān)。下文將更詳細(xì)地?cái)⑹?，膠帶切割器94是構(gòu)造成可以在大致對(duì)準(zhǔn)卷材22的側(cè)面166的那一點(diǎn)切割貼接膠帶102。為了正確地執(zhí)行這一切割動(dòng)作，可取的是放置滾輪108先移離卷材22并由膠帶切割器94提供切刀。這樣，在一個(gè)較佳實(shí)施例中，膠帶頭92還包括一個(gè)致動(dòng)器142(大致地示于圖1A)和一個(gè)貼帶頭靴144。致動(dòng)器142是電氣連接于可編程序控制器(未示)，并且根據(jù)來(lái)自可編程序控制器的信號(hào)限定放置滾輪108的位置。尤其是，在圖3A中的第一或稱放低位置，致動(dòng)器142使放置滾輪108處于把貼接膠帶102貼敷到卷材22上的位置，如圖3A所示。相反，在第二或稱抬高位置(見(jiàn)圖3B)，致動(dòng)器142使放置滾輪108向上運(yùn)動(dòng)而離開(kāi)膠帶切割器94?？紤]到這一點(diǎn)，致動(dòng)器142可以有多種形式，并且在一較佳實(shí)施例中，它包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)活塞和一個(gè)聯(lián)動(dòng)組件。
在抬高位置，貼帶頭靴144可確保貼接膠帶102正確地定位而接受切割。更具體地說(shuō)，貼帶頭靴144可將貼接膠帶102的就在切割點(diǎn)(或卷材側(cè)面166)上游的部分引向卷材22的表面。這樣，在圖3B的抬高位置，貼接膠帶102從導(dǎo)輪106b延伸至貼帶頭靴144，并然后延伸至放置滾輪108。如果省略貼帶頭靴144，將貼接膠帶102從導(dǎo)輪106b直接舒展地延伸至抬高的放置滾輪108(并因此而離開(kāi)卷材22的表面)，這可能引起貼接膠帶102脫離卷材22，或引起切割不良。
如上所述，膠帶切割器94提供了用于切割貼接膠帶的切刀。在一個(gè)較佳實(shí)施例中，再參照?qǐng)D5，膠帶切割器94包括一個(gè)旋轉(zhuǎn)式膠帶切刀或稱切割器150和一個(gè)致動(dòng)器152(圖5中表示得最清楚)。作為一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)式切割器150在圖3A中是處于抬高位置而在圖3B中是處于放低位置。致動(dòng)器152可使旋轉(zhuǎn)式膠帶切割器150移動(dòng)而作橫向移過(guò)貼接膠帶102的寬度范圍的切割運(yùn)動(dòng)(也就是在平行于卷材側(cè)面166并垂直于圖3A和3B的平面的一個(gè)平面內(nèi))。為此，致動(dòng)器152電氣連接于可激勵(lì)其動(dòng)作的可編程序控制器(未示)，并且通過(guò)軸154連接于旋轉(zhuǎn)式膠帶切割器150，軸154相對(duì)于由致動(dòng)器152形成的中心軸線定向成有一個(gè)角度。用這一較佳的結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)式膠帶切割器150可以更容易地切斷貼接膠帶102。而且，可取的是設(shè)置了一個(gè)用于相對(duì)于貼接膠帶102支承旋轉(zhuǎn)式膠帶切割器150的從動(dòng)滾輪155。
在切割操作過(guò)程中，致動(dòng)器152使旋轉(zhuǎn)式膠帶切割器150來(lái)回運(yùn)動(dòng)。而且，從圖5可以看出，可取的是致動(dòng)器152可通過(guò)連桿156產(chǎn)生一種凸輪作用，使旋轉(zhuǎn)式膠帶切割器150在膠帶貼敷過(guò)程中向上運(yùn)動(dòng)而離開(kāi)放置滾輪108。旋轉(zhuǎn)式膠帶切割器150的這一抬高位置在圖5中以虛線表示?；蛘撸z帶切割器94采用其它結(jié)構(gòu)也是可以接受的。
回過(guò)來(lái)看圖3A和3B，設(shè)置了用于感受卷材22的兩側(cè)面160(圖1A)和166的位置的卷材側(cè)面感受器96。卷材側(cè)面感受器96可以是本技術(shù)領(lǐng)域已知的多種形式的，例如機(jī)械的、光學(xué)的或接近式感受器(proximity sensor)，并且可取的是電氣連接于可編程序控制器(未示)。不管是什么樣的，卷材側(cè)面感受器96總是沿著板100定位成使至放置滾輪108和旋轉(zhuǎn)式膠帶切割器150有一個(gè)精確的給定距離。這樣，根據(jù)來(lái)自感受器96的表示已經(jīng)感受到卷材22的一個(gè)側(cè)面(側(cè)面160或166)的信號(hào)，可編程序控制器可激發(fā)膠帶頭92和/或膠帶切割器94的動(dòng)作。膠帶頭92和/或膠帶切割器94根據(jù)來(lái)自感受器96的信號(hào)的動(dòng)作將在下文更詳細(xì)地描述。
最后，在貼帶過(guò)程中壓緊輪98從板100向下延伸至一個(gè)與放置滾輪108所形成的平面相對(duì)應(yīng)的平面。在一較佳實(shí)施例中，壓緊輪98是由彈簧加壓的，以將一個(gè)向下的力(相對(duì)于圖3A和3B的取向而言)施加于接觸表面，諸如被粘貼于貼接膠帶102的材料表面。
回到圖1A和1B，上述貼帶裝置28是通過(guò)導(dǎo)軌90固定于框架30?？蚣?0又是可運(yùn)動(dòng)地安裝在一個(gè)導(dǎo)向臺(tái)(未示)內(nèi)，該導(dǎo)向臺(tái)可以包括另外的框架部件，例如用于保持卷材22的心軸。用這一結(jié)構(gòu)，框架30、以及安裝的薄片材料接觸機(jī)構(gòu)24、薄片材料切割器組件26和貼帶裝置28都相對(duì)于卷材22處在已知的空間位置。而且，聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)32允許薄片材料接觸機(jī)構(gòu)24和薄片材料切割器組件26獨(dú)立于貼帶裝置28地運(yùn)動(dòng)。這就是說(shuō)，貼帶裝置28尤其是膠帶頭92可以在薄片材料接觸機(jī)構(gòu)24和薄片材料切割器組件26的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中被保持在一單獨(dú)平面內(nèi)。很明顯，薄片材料接觸機(jī)構(gòu)24、薄片材料切割器組件26和貼帶裝置28的各相關(guān)位置都是空間互相相對(duì)地定位在已知位置，這就便于精確地貼敷貼接膠帶。
貼接膠帶貼敷器20的工作示于圖6A-10B。為了便于圖示，圖6A-10B中的各部分是以方塊形式和/或示意地表示的。從圖6A和6B開(kāi)始，卷材22已經(jīng)相對(duì)于貼敷器20安裝到位，以及貼接膠帶102(見(jiàn)圖3A)已經(jīng)裝入膠帶頭92。具體地說(shuō)，卷材22是定位成使其最外層34的自由端36處于真空杯42的上游。另外，框架30(見(jiàn)圖1A)已經(jīng)被放低或者說(shuō)是向卷材22運(yùn)動(dòng)了，使得真空杯42已經(jīng)接觸到了最外層34。所以，卷材感受器44初始地接觸最外層34，發(fā)信號(hào)給可編程序控制器(未示)，其通過(guò)真空源(未示)使真空杯42形成真空。從圖6B可清楚地看到，在這一初始卷材接觸狀態(tài)，旋轉(zhuǎn)式薄片材料切割器63和膠帶頭92是在離開(kāi)卷材22的第一側(cè)面160的位置。照此，真空杯42對(duì)最外層34的接觸不受阻礙。
一旦真空杯42正確地吸住了最外層34，聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)32就使真空杯42以及最外層34的被接觸的區(qū)域移動(dòng)而離開(kāi)卷材22的其余部分，如圖7A和7B所示。例如，可編程序控制器(未示)觸發(fā)激勵(lì)器78使聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)32按圖所示運(yùn)動(dòng)。這一動(dòng)作使得在最外層34的被接觸區(qū)域和卷材22的仍然卷繞著的部分直接出現(xiàn)一個(gè)間距。換句話說(shuō)，最外層34的至少一部分被從卷材22上拉散開(kāi)了，而且可取的是有壓緊裝置50能防止最外層34進(jìn)一步向真空杯42與最外層34之間的接觸點(diǎn)的下游散開(kāi)。間距162對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)式薄片材料切割器63伸過(guò)由真空杯42形成的接觸平面的尺度，并且可取的是其約為0.25英寸(0.64cm)左右。不管具體是多少，間距162足以允許旋轉(zhuǎn)式薄片材料切割器63切割鄰接真空杯42的最外層34，而不會(huì)不希望地切到仍然卷繞著的部分164。
隨后，切刀機(jī)構(gòu)62被操作而切割最外層34，如圖8所示。切刀機(jī)構(gòu)62由來(lái)自可編程序控制器(未示)的信號(hào)觸發(fā)而橫移導(dǎo)架60，從而切割最外層34。用切刀機(jī)構(gòu)62的這一較佳實(shí)施例，在旋轉(zhuǎn)式薄片材料切割器63切割薄片材料時(shí)支承靴65可滑入間距162(見(jiàn)圖7A)，如此地在下面支承最外層34。支承靴65在使最外層34相對(duì)于旋轉(zhuǎn)式薄片材料切割器63定位中起幫助作用，使切割操作更為有效。
圖9A和9B示出了切割操作剛結(jié)束時(shí)的貼敷器20和卷材22。具體地說(shuō)，對(duì)最外層34來(lái)說(shuō)，切割形成了一個(gè)“新的”首端邊緣170，切割處(或首端邊緣170)上游的多余的薄片材料從卷材22落下。但是，在首端邊緣170的下游，最外層34的一部分仍然被真空杯吸住，并且間隔于卷材22的保持被卷繞的部分164。因?yàn)樾D(zhuǎn)式薄片材料切割器63的相對(duì)于真空杯42和膠帶頭92的空間位置的空間位置是已知的(通過(guò)框架30和聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)32)，所以切割形成的首端邊緣170相對(duì)于這些部件的空間位置也是已知的。根據(jù)這一空間相互關(guān)系，沿著卷材22的保持被卷繞的部分164的外圓周的膠帶貼敷線172也可被確定。作為一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，假若把最外層重新完全卷繞于卷材22，膠帶貼敷線172是首端邊緣170將定位于其上的那條線。換個(gè)方式來(lái)說(shuō)，在最外層34被重新卷繞到卷材22上的情況下膠帶貼敷線172代表著卷材22從最外層34向第二最外層174過(guò)渡的那一點(diǎn)。但是在圖9A和9B的間隔位置，最外層34，包括首端邊緣170是散開(kāi)的，而最外層36的尾部178仍然卷繞在卷材22上。正因?yàn)槿绱?，膠帶貼敷線172被看作是“假想的”。
考慮到上述各定義，膠帶貼敷線172延伸橫跨卷材22的軸向?qū)挾?，并且可限定在保持被卷繞的部分164的外圓周上。由于膠帶貼敷線172代表著在隨后的重卷時(shí)首端邊緣將落在的那一點(diǎn)，在貼敷貼接膠帶(未示)之前預(yù)先限定其位置是非常重要的，以便貼接膠帶被最佳地沿著用于接納首端邊緣170的膠帶貼敷線定位。這樣，通過(guò)在相對(duì)于膠帶頭92(見(jiàn)圖1)的一已知空間位置形成首端邊緣170，更可取的是通過(guò)徑向地相對(duì)于放置滾輪108(見(jiàn)圖3)對(duì)準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)式薄片材料切割器63，膠帶頭92可被正確地定位而沿膠帶貼敷線172工作。
可取的是在貼敷貼接膠帶(未示)之前，薄片材料切割器組件26和最外層34的首端邊緣170被進(jìn)一步移動(dòng)離開(kāi)卷材22，更具體地說(shuō)，是離開(kāi)形成的膠帶貼敷線172，如圖10A和10B所示。尤其是，聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)32例如通過(guò)激勵(lì)器被移動(dòng)到完全抬高位置，使薄片材料切割器組件26和真空杯42(以及首端邊緣170)向上運(yùn)動(dòng)而離開(kāi)膠帶貼敷線172。
在聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)32處于完全抬高位置時(shí)，就可操作貼帶裝置28以將貼接膠帶102貼敷于卷材22的被卷繞的部分164，且可取的是沿著膠帶貼敷線172進(jìn)行貼敷。如圖11A和11B所示，膠帶頭92是由導(dǎo)軌100導(dǎo)向走過(guò)卷材22的寬度，如同上述那樣貼敷貼接膠帶102。就此而論，隨著膠帶頭92初始地向卷材22的第一側(cè)面160運(yùn)動(dòng)，卷材側(cè)面感受器96感受第一側(cè)面160的位置。根據(jù)感受器96與放置滾輪108之間的已知距離，可編程序控制器(未示)能夠促發(fā)貼接膠帶102的初始貼敷而將其貼在靠近第一側(cè)面160約0.25英寸(0.64cm)范圍內(nèi)。應(yīng)該注意到?jīng)]有任何其他已有的自動(dòng)貼接膠帶貼敷器能到達(dá)這樣的貼敷精確度。
膠帶頭92繼續(xù)沿著卷材22的寬度行走而貼敷貼接膠帶102，并且可取的是像上述那樣去除脫離襯層134的第一部分134a(見(jiàn)圖4)。卷材側(cè)面感受器96走向貼帶路徑的末端去感受卷材22的第二側(cè)面166的存在?？删幊绦蚩刂破?未示)一收到這一信號(hào)就觸發(fā)切割膠帶的動(dòng)作。首先，根據(jù)放置滾輪108(或貼接膠帶102被從膠帶頭92送出那一點(diǎn))與卷材側(cè)面感受器96之間的已知距離，控制器命令膠帶頭92繼續(xù)送出貼接膠帶102至剛剛超過(guò)檢測(cè)到的第二側(cè)面166的一點(diǎn)。然后，放置滾輪108被移動(dòng)至前面結(jié)合圖3B所述的一個(gè)抬高位置，并且旋轉(zhuǎn)式膠帶切割器150(見(jiàn)圖3B)被移動(dòng)到大致對(duì)準(zhǔn)第二側(cè)面166的一點(diǎn)與被貼敷的貼接膠帶102接觸。最后，旋轉(zhuǎn)式膠帶切割器150走過(guò)貼接膠帶102的整個(gè)寬度范圍把貼接膠帶切斷。在一個(gè)較佳實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)式膠帶切割器150走過(guò)貼接膠帶兩趟，以確保將其完全切斷。最后，旋轉(zhuǎn)式膠帶切割器150回到抬高位置。
如圖12A和12B所示，可取的是，緊隨膠帶貼敷動(dòng)作之后，貼接膠帶102一直沿橫向延伸越過(guò)卷材22的整個(gè)寬度范圍，平行于卷材22的軸線?；蛘?，可這樣來(lái)操作貼敷器20，使貼接膠帶102僅伸過(guò)卷材寬度的一部分和/或間斷地貼敷。甚至還可以將貼接膠帶102貼敷成與卷材軸線有一個(gè)角度。不管怎樣，用前述最佳形式的貼接膠帶102，緊隨貼敷和切割之后，貼接膠帶102的外表面由帶有暴露的粘接劑的第一部分180和第二部分182形成，而且可取的是第二部分182上留有脫離襯層134(見(jiàn)圖4)。
板100以及由它保持的各部件進(jìn)一步被移動(dòng)離開(kāi)卷材22的第二側(cè)面166，并且最外層34重新卷繞于卷材22，如圖13A和13B所示。更具體地說(shuō)，聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)32被操作使首端邊緣170在第一部分180與貼接膠帶102接觸，以將首端邊緣170通過(guò)提供在第一部分180上的粘接劑粘貼于貼接膠帶102。然后，使真空杯42脫離最外層34，并且聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)32移回到前面所述的抬高位置。最后，板100返回走過(guò)卷材22，而壓緊輪98(見(jiàn)圖3A)壓在首端邊緣170上。這一動(dòng)作可確保首端邊緣170貼牢于貼接膠帶102。
貼敷器20的動(dòng)作一完成，貼接膠帶102就被貼敷于卷材22，最外層34的首端邊緣170被貼敷到貼接膠帶上。在這一最佳實(shí)施例中且如圖13B所示，首端邊緣170是被定位成使得最外層34覆蓋貼接膠帶102的寬度的一部分，而余下的寬度暴露著。也可以用貼敷器20使首端邊緣170相對(duì)于貼接膠帶102有不同的位置。但是，一般來(lái)說(shuō)，貼敷器20能夠自動(dòng)地把貼接膠帶102放在卷材22上，并隨后把首端邊緣170定位于貼接膠帶102的至少一部分上，偏差不超過(guò)所希望的定位的±5mm，更可取的是可做到不超過(guò)±1mm，而且始終如一。不妨再說(shuō)一遍，這一迄今未曾到達(dá)過(guò)的結(jié)果是通過(guò)在一直接對(duì)準(zhǔn)一條線或一個(gè)平面的空間位置切割出最外層34的首端邊緣170，而且隨后貼接膠帶102正是將被沿著這一條線或這個(gè)平面貼敷于卷材22來(lái)達(dá)到的。然后，貼敷器20就可通過(guò)將薄片材料切割切刀63對(duì)準(zhǔn)放置滾輪108有效地建立相對(duì)于卷材22的已知膠帶貼敷線172(見(jiàn)圖10B)。
本發(fā)明的貼接膠帶貼敷器及其用法顯著地改進(jìn)了已有的設(shè)計(jì)。通過(guò)把初始切割最外層所沿的那條線與貼敷貼接膠帶所沿的那條線直接關(guān)聯(lián)起來(lái)，本發(fā)明能夠貼敷近來(lái)可供應(yīng)用的、構(gòu)造成僅部分地被最外層覆蓋的可分離貼接膠帶。現(xiàn)在可用的一些自動(dòng)貼接膠帶貼敷器已不承認(rèn)由這一類型的貼接膠帶的應(yīng)用提出的許多限制條件，更不用說(shuō)著手去解決。本發(fā)明還克服了與手工貼敷可分離的貼接膠帶相關(guān)的許多缺點(diǎn)。最后，在一個(gè)較佳實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種設(shè)計(jì)獨(dú)特、能夠相對(duì)于卷材的側(cè)面達(dá)到高精度的膠帶切割的膠帶切割器。
盡管已參照幾個(gè)較佳實(shí)施例描述了本發(fā)明，但熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，可以在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)做出多種形式上和細(xì)節(jié)上的改變。例如，已經(jīng)描述的膠帶切割器是包括一個(gè)旋轉(zhuǎn)式切割器和一個(gè)致動(dòng)器，但也可以采用本技術(shù)領(lǐng)域已有的多種其他結(jié)構(gòu)形式的膠帶切割器。還有，已經(jīng)描述的貼敷器是用于貼敷有一預(yù)切脫離襯層和兩個(gè)膠帶元件的可分離的貼接膠帶，但也可以用本發(fā)明貼敷各種其他的貼接膠帶。
權(quán)利要求
1.一種自動(dòng)地將一種貼接膠帶貼敷于有一寬度和一最外層的薄片卷材用的方法，所述方法包括將所述最外層的一部分提起離開(kāi)所述卷材的其余部分；切割所述最外層的被提起的部分，以形成與所述卷材的其余部分有間距的卷材首端邊緣，而使所述卷材變成有被卷繞部分和一散開(kāi)部分，所述切割是在相對(duì)于所述被卷繞部分的外圓周的一個(gè)給定的空間位置進(jìn)行，使得所述首端邊緣徑向地對(duì)準(zhǔn)所述被卷繞部分上的一規(guī)定的貼敷線；在規(guī)定的貼敷線處把所述貼接膠帶貼敷于所述卷材的被卷繞部分，使所述貼接膠帶橫跨所述卷材寬度的至少一部分；以及將所述首端邊緣粘貼于所述貼接膠帶的外表面，使得所述最外層覆蓋所述貼接膠帶的一個(gè)第一部分，而所述貼接膠帶的鄰靠所述首端邊緣的一個(gè)第二部分保持暴露著。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述提起最外層的一部分包括建立足以允許切割所述最外層的一個(gè)間距。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，它還包括緊接在所述切割步驟之后將所述首端邊緣再移動(dòng)遠(yuǎn)離所述規(guī)定的貼敷線一個(gè)距離，以便為貼敷所述貼接膠帶提供間距。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述將首端邊緣再移動(dòng)一個(gè)距離的步驟包括用一個(gè)接觸機(jī)構(gòu)吸住鄰靠所述首端邊緣的所述最外層；在所述接觸機(jī)構(gòu)與所述最外層之間的界面點(diǎn)的下游用一個(gè)壓緊裝置將所述最外層的一部分保持靠在所述卷材的其余部分上；以及將所述接觸機(jī)構(gòu)移離所述規(guī)定的貼敷線，且在移動(dòng)所述首端邊緣的過(guò)程中由所述壓緊裝置保持所述最外層的張緊。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，緊接在所述切割步驟之后，使所述最外層形成有一個(gè)包括所述首端邊緣的散開(kāi)部分和一個(gè)從所述散開(kāi)部分延伸至卷繞于所述卷材的其余部分的第二最外層的被卷繞部分，其中，所述規(guī)定的貼敷線是在所述最外層向所述第二最外層過(guò)渡處。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述貼敷貼接膠帶的步驟包括將所述貼接膠帶一直橫跨所述卷材地貼敷于所述卷材。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，大致平行于所述卷材的軸線貼敷所述貼接膠帶。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，與所述卷材的的軸線成一個(gè)角度地貼敷所述貼接膠帶。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述貼接膠帶有一個(gè)相當(dāng)均勻的寬度和一條拼合線，其中，所述貼敷所述貼接膠帶的步驟包括把所述拼合線大致對(duì)中于所述規(guī)定的貼敷線。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述貼接膠帶有一個(gè)相當(dāng)均勻的寬度，其中，所述貼接膠帶貼敷成使得在隨后粘貼所述首端邊緣時(shí)所述貼接膠帶寬度的約三分之一被所述最外層覆蓋。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，它還包括提供一個(gè)用于貼敷所述貼接膠帶的貼帶裝置；以及提供一個(gè)用于切割所述最外層的切割機(jī)構(gòu)；其中，所述貼帶裝置機(jī)械地聯(lián)接于所述切割機(jī)構(gòu)，使得所述切割機(jī)構(gòu)相對(duì)于所述貼帶裝置的空間位置的空間位置是已知的。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述貼接膠帶包括在其外表面上有粘接劑的外層帶元件和一個(gè)位于所述粘接劑上的脫離襯層，所述方法還包括在把所述貼接膠帶貼敷于所述卷材的所述被卷繞的部分之后除去所述脫離襯層的至少一部分。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，它還包括提供一個(gè)包括一個(gè)膠帶頭和一個(gè)襯層去除裝置的貼帶裝置；以及使所述貼帶裝置作橫越所述卷材的寬度范圍的運(yùn)動(dòng)，以便在所述貼帶裝置的一個(gè)單程運(yùn)動(dòng)中用所述貼帶頭貼敷所述貼接膠帶，并且用所述襯層去除裝置去除所述脫離襯層的至少一部分。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述薄片卷材形成有一個(gè)第一側(cè)面和一個(gè)第二側(cè)面，其中，所述貼敷所述貼接膠帶的步驟包括把所述貼接膠帶沿伸到所述第二側(cè)面，所述方法還包括感測(cè)所述第二側(cè)面的一位置；根據(jù)感測(cè)到的該位置把一個(gè)膠帶切割器定位在所述卷材的所述第二側(cè)面處；用所述膠帶切割器將所述貼接膠帶切割至一個(gè)相對(duì)于所述卷材規(guī)定的位置，使得所述貼接膠帶的尾端邊緣大致對(duì)準(zhǔn)于所述卷材的所述第二側(cè)面。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述貼接膠帶是用包括一個(gè)放置滾輪的貼帶裝置貼敷的，其中，所述貼敷所述貼接膠帶的步驟還包括感測(cè)所述第一側(cè)面的一位置；根據(jù)感受到的第一側(cè)面的該位置將所述放置滾輪對(duì)準(zhǔn)于所述卷材的所述第一側(cè)面；以及激勵(lì)所述貼帶裝置以貼敷所述貼接膠帶，并使得所述貼接膠帶的首端邊緣大致對(duì)準(zhǔn)于所述卷材的所述第一側(cè)面。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述將所述卷材的首端邊緣粘貼于所述貼接膠帶的外表面的步驟包括讓一個(gè)滾輪從所述首端邊緣上面通過(guò)以將所述首端邊緣壓貼于所述貼接膠帶的外表面。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，它還包括在所述提起最外層的步驟之前感測(cè)所述最外層的空間位置。
18.一種用于將貼接膠帶貼敷于薄片卷材的裝置，所述裝置包括一個(gè)構(gòu)造成能夠吸住并拎起移動(dòng)所述卷材的最外層的薄片材料接觸機(jī)構(gòu)；一個(gè)構(gòu)造成能夠橫著所述卷材的寬度切割所述卷材的所述最外層的薄片材料切割器；一個(gè)包括一個(gè)構(gòu)造成可將貼接膠帶貼敷于所述卷材的膠帶頭的貼帶裝置；其中，所述薄片材料接觸機(jī)構(gòu)、所述薄片材料切割器和所述貼帶裝置在已知的空間位置相互連接成，使得所述膠帶頭可沿著一條與所述薄片材料切割器產(chǎn)生的切割線相對(duì)應(yīng)的貼帶線而貼敷所述貼接膠帶。
19.如權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，所述膠帶頭構(gòu)造成可沿著一條規(guī)定的膠帶貼敷線貼敷一條貼接膠帶，其中，所述薄片材料接觸機(jī)構(gòu)、所述薄片材料切割器和所述貼帶機(jī)構(gòu)的連接構(gòu)造成，使得所述薄片材料切割器可切割所述卷材的被所述薄片材料接觸機(jī)構(gòu)提升離開(kāi)所述卷材的其余部分的最外層，以形成一空間對(duì)準(zhǔn)所述規(guī)定膠帶貼敷線的首端邊緣。
20.如權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，所述薄片材料切割器直接聯(lián)接于所述薄片材料接觸機(jī)構(gòu)。
21.如權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，組合的薄片材料接觸機(jī)構(gòu)和切割器構(gòu)造成可相對(duì)于所述膠帶頭運(yùn)動(dòng)。
22.如權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，所述組合的薄片材料接觸機(jī)構(gòu)和切割器可從一第一位置移動(dòng)到一第二位置，在第一位置時(shí)所述薄片材料切割器對(duì)準(zhǔn)于由所述膠帶頭形成的膠帶貼敷線，在第二位置時(shí)所述薄片材料切割器間隔于所述膠帶貼敷線。
23.如權(quán)利要求22所述的裝置，其特征在于，它還包括一個(gè)用于使所述組合的薄片材料接觸機(jī)構(gòu)和切割器從所述第一位置運(yùn)動(dòng)到所述第二位置的致動(dòng)器。
24.如權(quán)利要求22所述的裝置，其特征在于，它還包括一個(gè)保持所述貼帶裝置的框架；以及一個(gè)將所述組合的薄片材料接觸機(jī)構(gòu)和切割器連接于所述框架的聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)；其中，所述聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)操縱所述組合的薄片材料接觸機(jī)構(gòu)和切割器在所述第一位置與所述第二位置之間的運(yùn)動(dòng)。
25.如權(quán)利要求22所述的裝置，其特征在于，它還包括一個(gè)連接于并且間隔于所述組合的薄片材料接觸機(jī)構(gòu)和切割器的壓緊裝置，所述壓緊裝置構(gòu)造成在所述組合的薄片材料接觸機(jī)構(gòu)和切割器從所述第一位置移動(dòng)到所述第二位置過(guò)程中被保持固定不動(dòng)。
26.如權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于，所述壓緊裝置包括多個(gè)彈簧加壓的滾輪。
27.如權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，所述薄片材料接觸機(jī)構(gòu)包括一個(gè)真空源。
28.如權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，所述薄片材料切割器和所述膠帶頭構(gòu)造成各沿著兩條平行線中的一條線分別切割薄片材料和貼敷膠帶。
29.如權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，所述貼帶裝置還包括一個(gè)用于引導(dǎo)膠帶頭走過(guò)一規(guī)定路徑的導(dǎo)軌。
30.如權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，所述膠帶頭包括一個(gè)用于保持一個(gè)貼接膠帶卷的供帶卷盤；以及一個(gè)用于把一條貼接膠帶貼敷于所述卷材的放置滾輪。
31.如權(quán)利要求30所述的裝置，其特征在于，所述貼接膠帶包括一層可脫離地貼在外層帶元件的涂有粘接劑的外表面上的脫離襯層，其中，所述貼帶裝置還包括一個(gè)用于從所述外層帶元件上去除所述脫離襯層的至少一部分的襯層去除機(jī)構(gòu)，所述襯層去除機(jī)構(gòu)定位在所述放置滾輪的后面，使得所述貼帶機(jī)構(gòu)能夠緊接在貼敷所述貼接膠帶之后立即去除所述脫離襯層的至少一部分。
32.如權(quán)利要求31所述的裝置，其特征在于，所述襯層去除機(jī)構(gòu)包括一個(gè)收卷卷盤。
33.如權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，所述貼帶裝置還包括一個(gè)用于切割所述貼接膠帶的膠帶切割器，所述膠帶切割器定位于鄰靠膠帶頭，使得所述貼接膠帶在被貼敷于所述卷材之后立即被切斷。
34.如權(quán)利要求33所述的裝置，其特征在于，所述薄片卷材形成有一第一側(cè)面和一第二側(cè)面，所述貼接膠帶被從所述第一側(cè)面貼敷至所述第二側(cè)面，所述貼帶裝置還包括一個(gè)用于感測(cè)所述第一側(cè)面和所述第二側(cè)面的位置的卷材側(cè)面?zhèn)鞲衅?；其中，所述膠帶切割器可根據(jù)來(lái)自所述卷材側(cè)面?zhèn)鞲衅鞯男盘?hào)定位。
35.如權(quán)利要求34所述的裝置，其特征在于，由所述膠帶頭貼敷所述貼接膠帶是根據(jù)來(lái)自卷材側(cè)面?zhèn)鞲衅鞯谋硎舅鼍聿牡乃龅谝粋?cè)面的位置的信號(hào)進(jìn)行的。
36.如權(quán)利要求33所述的裝置，其特征在于，所述膠帶切割器包括一個(gè)旋轉(zhuǎn)式切割器。
37.如權(quán)利要求36所述的裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)式切割器可相對(duì)于所述膠帶頭沿徑向移動(dòng)。
38.如權(quán)利要求36所述的裝置，其特征在于，所述膠帶頭包括一個(gè)用于把所述貼接膠帶放置到所述卷材上的放置滾輪，其中，所述貼帶裝置還包括一個(gè)用于從所述貼接膠帶上去除所述脫離襯層的一部分的收卷卷盤其中，所述旋轉(zhuǎn)式切割器相對(duì)于為所述貼接膠帶規(guī)定的膠帶路徑定位在所述放置滾輪與所述收卷卷盤之間。
39.如權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，所述貼帶裝置還包括一個(gè)用于將薄片材料的首端邊緣壓靠在被所述膠帶頭貼敷于所述卷材的貼接膠帶的外表面上的壓靠滾輪。
40.如權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，它還包括一個(gè)用于感測(cè)所述卷材相對(duì)于所述薄片材料接觸機(jī)構(gòu)的空間位置的卷材傳感器。
41.如權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，所述薄片材料切割器包括一個(gè)旋轉(zhuǎn)式薄片材料切割器。
42.一種自動(dòng)地把貼接膠帶貼敷于有一寬度和一最外表面的薄片卷材的方法，所述方法包括建立橫向于所述卷材外圓周延伸的一條假想貼敷線；在所述假想貼敷線區(qū)域?qū)⑺鲎钔鈱犹崞痣x開(kāi)所述卷材的其余部分；切割所述最外層以形成一個(gè)首端邊緣，且所述切割使所述首端邊緣沿徑向?qū)?zhǔn)所述貼敷線；沿著所述貼敷線將所述貼接膠帶貼敷于所述卷材的被卷繞的部分，且使所述貼接膠帶延伸過(guò)所述卷材的寬度的至少一部分，并且在所述貼接膠帶被貼敷過(guò)程中所述首端邊緣保持間隔于所述被卷繞的部分；以及將所述首端邊緣粘貼于所述貼接膠帶的外表面，使所述最外層覆蓋所述貼接膠帶的第一部分，并使所述貼接膠帶的第二部分保持暴露著。
43.如權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，建立貼敷線包括設(shè)置一個(gè)能夠沿著一空間切割線進(jìn)行切割的薄片材料切割器；設(shè)置一個(gè)能夠沿著一空間膠帶貼敷線貼敷一條貼接膠帶的貼帶裝置；以及把所述薄片材料切割器和所述貼帶裝置相互聯(lián)接起來(lái)，使所述空間切割線沿徑向?qū)?zhǔn)空間膠帶貼敷線。
全文摘要
一種用于自動(dòng)地將一種高速貼接膠帶貼敷于一個(gè)薄片卷材(22)用的方法和裝置，薄片卷材定義為有一寬度和一最外層。照此，該方法包括將最外層的一部分(170)提起離開(kāi)卷材的其余部分，隨后切割該提起的部分(170)以形成一個(gè)間隔于卷材(22)的被卷繞的其余部分的首端邊緣。為此，切割是在規(guī)定的空間位置沿著最外層進(jìn)行，且使得首端邊緣沿徑向?qū)?zhǔn)于相對(duì)于卷材的被卷繞的部分的外圓周規(guī)定的一條貼敷線(172)。換言之，在最外層隨后卷回到卷材上時(shí)，首端邊緣將對(duì)準(zhǔn)于規(guī)定的貼敷線(172)。然后把貼接膠帶(102)在規(guī)定的貼敷線(172)處貼敷于卷材的被卷繞的部分，且使得貼接膠帶延伸橫過(guò)卷材寬度的至少一部分。在一個(gè)較佳實(shí)施例中，貼接膠帶是以直對(duì)著卷材的軸線的方式貼敷的。最后，將首端邊緣粘貼于貼接膠帶的外表面。更具體地說(shuō)，首端邊緣相對(duì)于貼接膠帶是定位成使得最外層覆蓋貼接膠帶的一第一部分，而貼接膠帶的一第二部分保持暴露著。在另一個(gè)較佳實(shí)施例中，貼敷的貼接膠帶(102)被切斷而形成一個(gè)大致對(duì)準(zhǔn)于卷材側(cè)面的尾端。
文檔編號(hào)B65H19/18GK1533348SQ02814511
公開(kāi)日2004年9月29日 申請(qǐng)日期2002年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月15日
發(fā)明者L·A·庫(kù)特, L·O·埃里克森, L A 庫(kù)特, 埃里克森 申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司