專利名稱：用于搬運材料卷的機器人的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于搬運成巻的幅面材料的機器人，特別但不排 它地涉及一種用于搬運成巻的無紡織物的機器人。
背景技術：
無紡織物是在多種工業(yè)領域都有很多用途的材料。例如，它可作 為組成部分用于生產衛(wèi)生巾、嬰兒尿布及類似物品。無紡織物也用于 制造過濾器、衣服(尤其是一次性的)、被褥、各種類型的衛(wèi)生用品以 及其它物品。
無紡織物通常由在出口處設置有巻繞器的系統或機器連續(xù)制造； 巻繞器是連續(xù)接收幅面材料條帶并將條帶巻繞到大直徑巻筒上的機 器，該巻筒也稱作母巻筒或主巻筒。這些大巻筒必須隨后被退繞和回 繞，從而將幅面材料切割成具有較小寬度的條帶，以并行地制造具有 不同直徑和軸向尺寸的幅面材料巻。幅面材料巻的尺寸依據半加工成 品的最終目的而定。然后，這些幅面材料巻通常被發(fā)送到其它系統或 設備以形成用于制造成品的原材料。
制造無紡織物的機器可為梳理機和機械纏結或水力纏結系統、射 流噴網系統或其它公知系統。
在EP-A-1245515中描述了能用在連續(xù)制造無紡織物的機器的下 游的巻繞器示例。在這種特定類型的巻繞器中，幅面材料繞支撐于兩 個側部面板之間的巻繞軸或心軸巻繞。所形成的幅面材料巻被壓靠在 巻繞滾筒上，其中從制造機器輸送來的幅面材料圍繞著該巻繞滾筒被 饋送。
可具有不同構造的倒筒機用來退繞巻筒，并在首先通過將其縱向 切割成單個的條帶而分開之后，將它回繞成單個的巻筒。例如，在EP-A-0747308、 EP-A-1070675、 EP-A-1375400中描述了能在無紡織 物制造過程中使用的一些倒筒機。
倒筒機配備有具有刀片和刀片對應物或其它縱向切割工具的系 統。這些刀片根據待通過切割來自巻筒的幅面材料而獲得的條帶的尺 寸而相對于幅面材料饋送方向橫向定位。已經研究出用于根據待制造 的材料而自動定位刀片的各種系統。在EP-A-1245354中描述了執(zhí)行 所述定位的設備的示例。
其上安裝了管狀巻繞芯部的巻繞心軸逐漸插入倒筒機內，其中所 述管狀巻繞芯部的數量、位置及尺寸方面與由切割工具切割幅面材料 而成的條帶的數量、位置及尺寸相對應，所述幅面材料來自被退繞的 主巻筒。當前存在的機器和設備的心軸上安裝有管狀巻繞芯部。在 WO-A-0061480和對應的歐洲專利EP-B-1169250中描述了這種類型的 設備的示例。
在倒筒機的下游，將巻繞心軸從所形成的材料巻中移出，然后將 所形成的材料巻送去封裝。
當從通過同時巻繞幅面材料條帶(其通過切割從母巻筒退繞的幅 面材料而形成)而獲得的成組材料巻或巻筒中移出芯軸時，必須對所 述材料巻進行處理以進行封裝。通常，根據這些材料巻的軸向尺寸對 材料巻進行分組，并且將它們放置在集裝架上。在相鄰材料巻之間放 置隔離薄紙板，以避免損壞幅面材料。然后，將堆疊的材料巻用塑料 膜包裝以進行運輸。

發(fā)明內容
根據一個方面，本發(fā)明涉及一種用于搬運幅面材料的材料巻的機 器人，特別但不排它地涉及一種用于搬運薄紙、無紡織物及類似物品 的材料巻的機器人。
在一個實施方式中，根據本發(fā)明的機器人包括鉸接臂，鉸接臂隨 著多個數控軸移動并支撐吸附頭部。根據實施方式，吸附頭部具有用 于夾持材料巻的、大致平坦形狀和大致半圓形的表面。有利地，吸附
5頭部可具有能根據待搬運的材料巻的直徑而選擇性地啟動的抽吸區(qū)域。
根據本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，抽吸區(qū)域由與抽吸管流體連通的大致半圓形部分形成。還提供有選擇構件以將所述大致半圓形部分選擇性地連接到抽吸管。選擇構件可包括閥。
在本發(fā)明的另一實施方式中，機器人的頭部可包括多個自動關閉閥，自動關閉閥連接到抽吸管并且定位成抽吸側朝向機器人的吸附頭部的夾持表面。自動關閉閥可配備有相應的截止構件，當所述頭部的前方不存在待經由所述頭部接合的幅面材料巻的表面時，截止構件關閉所述閥。
在本發(fā)明的特別優(yōu)選的實施方式中，設置有與所述頭部相關聯的、當所述頭部接近幅面材料巻時啟動抽吸操作的傳感器。
根據本發(fā)明的機器人的其它優(yōu)選附加特征和實施方式在附圖中示出并在下文中公開，另外還在所附權利要求中進行了闡述。


通過以下描述及附圖將更好地理解本發(fā)明，附圖示出本發(fā)明的非限制性的實施方式。
更具體地，附圖中
圖1A和1B示出其上放置有幅面材料材料巻的往返式設備的側視圖，以及設置用來搬運所述材料巻的機器人以 一種可能的方式進行操作的細節(jié)；
圖2A和2B以側視圖示出第一實施方式中的位于兩個不同角位置的機器人頭部；
圖3示出沿圖2A中III - III觀察的^f見圖4和5示出圖2A、2B、3中的頭部位于兩個角位置時的軸測圖6示出沿圖2A中的VI - VI觀察的正^L圖7示出另一不同實施方式中的機器人的頭部的軸測圖8示出圖7中的頭部的分解圖；圖9示出又一實施方式中的頭部的軸測圖IO示出圖9的放大細節(jié)，示出設置在頭部上的夾持機構；
圖11示出圖10中的細節(jié)的正視圖；以及
圖12示出設置在頭部上的夾持機構的橫剖視圖。
具體實施例方式
圖1A至圖1B示意性地示出處于一可能的使用狀態(tài)下的本發(fā)明的機器人。機器人總體上以61表示。機器人包括能夠根據多個數控軸而運動的機器人臂60、以及用于夾持和搬運材料巻R的吸附頭部61A。
在圖1A、圖1B中所示的應用中，機器人被設計并控制用來拾取各個材料巻或巻筒R，所述材料巻或巻筒R位于由往返式設備11上的滾動件37所形成的支架上。機器人可以被設計成直接從倒筒機上或者從固定地設置于所述倒筒機出口處的支架上拾取巻筒，而不是從圖1A、圖1B所示的能往返移動的設備上拾取巻筒。
材料巻R位于支架37內，支架37具有水平軸線A-A。機器人61可設置在垂直于附圖延伸的滑軌(未示出)上，從而允許機器人61每次都定位成其頭部位于往返式設備11上的每組材料巻R中的第一材料巻的高度處。
圖1A和圖1B示意性地圖示了以下運動，即機器人61借助于頭部61A將其本身定位成從置于往返式設備11上的成行材料巻中拾取材料巻R(圖1A)，并旋轉頭部(圖1B)，將所述材料巻置于材料巻R堆的頂部上，由材料巻R構成的材料巻堆形成在集裝架P上或一簡單表面上，所述集裝架P或簡單表面的形狀允許由叉車或其它合適運輸設備拾取材料巻。
在可能的實施方式中，在機器人61的頭部61A能夠容易達到的合適位置設置堆疊的隔離薄紙板S或類似物。隔離板可為盤形，并可具有與材料巻R直徑相等的直徑。
在圖1A所示的實施方式中，堆疊的隔離板放置在集裝架Pp上?？墒褂貌煌窝b置，例如小推車、往返運送車或類似裝置。在一些
7情況中，可根據巻繞在材料巻R上的幅面材料的性質分配隔離板。
在圖2A至圖12中示出機器人頭部61A的各種實施方式、以及設置在機器人頭部61上的用于夾持材料巻R和隔離板S的相關夾持構件的各種實施方式，后文將對其進行詳細描述。
在圖2A至圖6中圖示了機器人61的頭部61A的第一實施方式，其中圖2A和圖2B示出具有夾持構件的頭部的側視圖，在兩個圖中夾持構件處于兩個不同位置，具體而言為夾持軸線A-A呈水平位置的材料巻的位置(圖2B)、以及在軸線豎直的位置釋放材料巻的位置(圖2A)。圖3是沿圖2A的線III-III觀察的平面圖，圖6是沿圖2A的線VI-VI觀察的正視圖，而圖4和圖5是處于圖2A和圖2B中示意性圖示的兩個位置的夾持構件的軸測圖。
在本發(fā)明的有利實施方式中，機器人61的吸附頭部61A具有以501表示的具有大致扁平的半圓形形狀的幅面材料巻夾持表面。更具體地，表面501具有圓形中心區(qū)域501A和半圓形延伸區(qū)域501B。根據本發(fā)明的可能實施方式，夾持表面501分成五個抽吸區(qū)域503A、503B、 503C,而圓形中心區(qū)域因為與材料巻的軸向孔重合所以沒有吸力。
抽吸區(qū)域503A具有大致圓形形狀，并由兩個同心的圓形凸部界定，在抽吸區(qū)域503A內部限定有隔室，隔室借助于抽吸孔505A與撓性抽吸管507流體連通，而撓性抽吸管507則連接到抽吸管路。標號505B表示與兩個區(qū)域503B相關的抽吸孔，這兩個區(qū)域503B在與中心部分501A同心的環(huán)形表面部分內形成。標號505C表示將區(qū)域503C連接到抽吸管線507的抽吸孔。
由致動器507操作的、例如電磁類型的滑閥(圖5 )與抽吸孔505A、505B及505C相關聯。該操作設計成能夠選擇性地打開或關閉抽吸孔505A、 505B及505C。這樣，可以僅使孔505A與抽吸管507流體連通而保持孔505B和孔505C關閉，或者，也可使孔505B以及可選地使孔505C與抽吸管507流體連通。根據待接合的材料巻的直徑，打開或關閉抽吸孔505A、 505B及505C。材料巻的直徑越大，待設置成與抽吸管507連接的圓形或半圓形區(qū)域503A、 530B、 503C的數目就越大。這就保證了隨材料巻直徑變化的最大夾持力，并使耗氣量最小化。
根據有利實施方式，與以501表示的、用于夾持材料巻的表面相關聯地設置有接近傳感器511和與感應傳感器協作的條帶513。當吸附頭部一一更精確地說是夾持表面501 ——接觸待與吸附頭部接合的材料巻的前表面時，條帶513彎曲。條帶的撓曲激勵使得能夠進行抽吸操作的感應傳感器。接近傳感器511可包括聲波定位器，以確定與材料巻的距離。
夾持表面501以能擺動的方式安裝在由框架523支撐的軸521上。標號525表示活塞-缸體致動器，該致動器的桿527借助于軸529鉸接到與夾持表面501剛性連接的突出部531?；钊?缸體致動器525以與夾持表面501的擺動軸521類似的方式支撐在框架523上?；钊?缸體致動器525和框架523之間的約束容許活塞-缸體致動器往復移動，使得活塞-缸體致動器525在夾持表面501相對于軸521的各個角位置中置于正確位置(參見圖2A、圖2B)。標號533表示盤，框架523借助于該盤緊固到機器人61的臂的頭端部。最后，標號535表示用于配線的撓性通道。
圖7和圖8示出材料巻夾持構件的修改實施方式。相同標號表示與圖2A至圖6中的實施方式的零部件相同或等同的零部件。
在該實施方式中，不再有具備能夠經由滑閥與抽吸管路選擇性連通的環(huán)形或圓形區(qū)域的夾持表面501,而是提供了抽吸構件的不同構造以容許自動啟動或停用較小或較大的抽吸表面。根據這種實施方式，
抽吸夾持表面601具有大致圓形形狀的中心部分501A，中心部分501A的中心區(qū)域不能抽吸，并且該中心區(qū)域由繞中心軸同心設置的抽吸區(qū)域502和504圍繞。帶有配備了孔506的環(huán)形扇段501D的兩個部分繞該中心軸定位。從圖8的分解圖中可以看到，孔506形成于板508內，板508限定了扇段501D的外表面，并且在板508后面設置有過濾器510?？蚣?12置于過濾器510的后面，在框架512上安裝有自
9動關閉閥514，自動關閉閥514的數目和位置與孔506的數目和布局對應。這些閥將孔與位于閥后面并和管507流體連通的抽吸區(qū)域連通。
自動關閉閥514配置成當有限流速的氣體通過它們時，它們保持打開。當流速提高到超過某一極限時，閥自動關閉。以此方法，當機器人操作并且前方的抽吸夾持表面501與材料巻的平坦表面接觸時，該平坦表面阻擋一定數量的孔506以及區(qū)域502和區(qū)域504。區(qū)域502和區(qū)域504總是與抽吸管507流體連通一一只要已經由傳感器513致動截止閥，而孔506只有在待經由表面501接合的材料巻前表面位于孔506前方的情況下才與抽吸管507流體連通。處在未被待拾取的材料巻前表面閉合的孔506的高度處的自動關閉閥514會因為氣體自由通過孔506而自動地關閉。這種方案無需利用具有相關受控致動器的閥，即可容許自動調節(jié)待經其進行抽吸的區(qū)域。也可以制成整個抽吸表面制造有孔506以及具有位于孔506后面的自動關閉閥的系統。
自動關閉閥本身^>知，因此本文不需要贅述。例如，由FESTOAG&CoKG.(德國)制造的型號ISVl/8"閥即可用于此目的。
圖9至圖12示出機器人頭部61 (61A)的另一實施方式。相同參考標號用于指示與前述實施方式中示出的那些部件相同或等同的零部件。頭部61A仍然是具有抽吸構件的吸附頭部，所述抽吸構件設計并配置成自動地啟動特定區(qū)域(其根據待搬運的材料巻的直徑而較大或較小)內的抽吸作用。
在一些示例中，根據例如幅面材料的性質、材料巻的軸向長度、它們的重量及其它生產參數，需要由頭部61A施加的抽吸力可能會導致第二材料巻一一即頭部61A作用的第一材料巻的鄰近材料巻一 一被該頭部抽吸。這會導致兩個材料巻被同時地拾取。當材料巻要被單獨放置在材料巻堆上以由隔離板S隔離時，這就成為了問題。圖9至圖11中的實施方式提供了避免或解決了這個問題的吸附頭部61A。
在吸附頭部61A的特定部分內提供了總體上由701表示的機械夾具。機械夾具701包括一對夾鉗703。夾鉗703由滑塊705支撐，滑塊705能夠在設置于座709內的導槽707內滑動地移動。在座709內容置了致動器(未示出)，以控制夾鉗703沿箭頭f703的打開和關閉運動。
在一個實施方式中，夾鉗703具有外部彎曲狀夾持表面703A，夾持表面703A的形狀適于夾持各材料巻R形成于其上的巻繞芯部WC(圖1A)。
座709滑動地設置于管形殼體711內，管形殼體711設置在頭部61A上并位于表面501后方。座709可沿雙箭頭f709移動(圖12 )。在一個實施方式中，為此目的提供了兩個缸體-活塞致動器713。座709沿箭頭f709的軸向運動使得夾鉗703可被帶至伸出位置和縮回位置，在伸出位置夾鉗703自表面501伸出，在縮回位置夾鉗703容納于管形殼體711內，并不從表面501伸出。
頭部61A按如下方式操作。當頭部61A需要夾持諸如支架37(圖1A )上的材料巻堆中的 一個材料巻R時，夾鉗703置于它們的縮回位置。并且，兩夾鉗703互相接近，使得通過朝材料巻R表面移動頭部61A,夾鉗703可進入材料巻的巻繞芯部Wc內部的中空空間。 一旦設置在頭部61A上的傳感器指示表面501已與材料巻R的前表面接觸，則夾鉗703打開，使得它們用它們的外部圓柱形表面703A夾持材料巻的內表面。然后，頭部61A略微遠離以將由夾鉗703夾持的材料巻與下一個材料巻分開。在這時，可啟動負吸。既然被夾鉗703接合的材料巻已與鄰近材料巻分離，因此鄰近材料巻不會粘附到被夾持走的材料巻。即使很小的距離(例如1至幾個毫米)也足以避免鄰近巻筒互相粘附。
當頭部61A需要夾持分離板S時，夾鉗703縮回到殼體711內部，使得它們不阻礙頭部的操作。因此，表面501可完全接觸隔離板S。
可以理解，附圖僅示出了本發(fā)明的實際圖示所提供的示例，這些示例可在不脫離本發(fā)明所包括概念的范圍的情況下變更形式和配置。所附權利要求中提供的任何參考標號是為了便利參照描述和附圖研讀所述權利要求，而不是限制權利要求所包括的保護范圍。
權利要求
1. 一種用于搬運幅面材料卷的機器人，其包括鉸接臂，所述鉸接臂隨著多個數控軸運動并支撐吸附頭部。
2. 如權利要求1所述的機器人，其中所述吸附頭部具有用于夾持 幅面材料巻的、大致平坦和大致半圓形形狀的表面。
3. 如權利要求1或2所述的機器人，其中所述吸附頭部具有抽吸 區(qū)域，所述抽吸區(qū)域能夠根據待搬運的所述幅面材料巻的直徑選擇性 地操作。
4. 如權利要求3所述的機器人，其中所述抽吸區(qū)域由與抽吸管流 體連通的大致半圓形部分形成，并且設置有選擇構件以將所述大致半 圓形部分選擇性地連接到所述抽吸管。
5. 如權利要求4所述的機器人，其中所述選擇構件包括閥。
6. 如權利要求1或2或3所述的機器人，其中所述吸附頭部包括 多個自動關閉閥，所述自動關閉閥連接到抽吸管并且定位成抽吸側朝 向所述機器人的吸附頭部的夾持表面，所述閥配備有相應的截止構件， 當所述吸附頭部的前方不存在待經由所述吸附頭部接合的幅面材料巻 的表面時，所述截止構件關閉所述閥。
7. 如前述權利要求中一項或多項所述的機器人，其中設置有與所 述吸附頭部相關聯的、當所述吸附頭部接近幅面材料巻時啟動抽吸操 作的傳感器。
8. 如前述權利要求中一項或多項所述的機器人，其中，該機器人被控制成將所述幅面材料巻從其軸線水平的位置倒豎到其軸線豎直的 位置。
9. 如前述權利要求中一項或多項所述的機器人，其進一步包括用 于夾持所述幅面材料巻的巻繞芯部的機械夾具。
10. 如權利要求9所述的機器人，其中所述機械夾具包括至少一 對夾鉗。
11. 如權利要求10所述的機器人，其中所述夾鉗具有彎曲狀表面， 所述彎曲狀表面被設計并配置用于接觸所述巻繞芯部的內表面。
12. 如權利要求9或10或11所述的機器人，其中所述機械夾具 能縮回到位于所述吸附頭部的抽吸表面后方的位置。
13. 如權利要求12所述的機器人，其中所述機械夾具包括座，所 述座滑動地設置在置于所述吸附頭部的抽吸表面后方的殼體內，所述 座在所述殼體內能移動以置于伸出位置和縮回位置。
14. 如權利要求10和13所述的機器人，其中所述座包括使所述 夾鉗沿其滑動以夾持和釋放所述巻繞芯部的導引裝置。
15. 如權利要求14所述的機器人，其中在所述座內設置有用于打 開和關閉所述夾鉗的致動器。
全文摘要
本文公開一種用于搬運成卷的幅面材料的機器人。機器人包括鉸接臂(60)，鉸接臂隨著多個數控軸移動并支撐吸附頭部(61A)。
文檔編號B65H18/10GK101489897SQ200780026966
公開日2009年7月22日 申請日期2007年6月28日 優(yōu)先權日2006年7月17日
發(fā)明者F·巴爾薩奇 申請人:A.塞利無紡股份公司