МАШИНА ДЛЯ НАСТИЛАНИЯ ТКАНИ
TEXTILE SPREADING MACHINE

Настоящее изобретение относится к машине для настилания ткани, то есть машине, которая способна укладывать слой или несколько перекрывающихся слоев ткани на плоскую поверхность, разматывая ее из рулона ткани или сложенной ткани.
Из уровня техники известны машины для настилания ткани, которые содержат плоскость настила и каретку, которая выполнена с возможностью совершения прямолинейного движения в прямом и обратном направлениях по плоскости настила. Система для разматывания ткани установлена на каретку и содержит пару ленточных конвейеров, расположенных рядом с образованием V-образной формы, чтобы ограничить область для размещения разматываемого рулона ткани, при этом его ось проходит горизонтально. Кроме того, каретка снабжена наклонной поверхностью скольжения, вблизи нижнего конца которой установлена режущая система для разрезания ткани.
Во время использования одновременное приведение в действие ленточных конвейеров вызывает вращение рулона ткани вокруг его собственной оси, в результате чего происходит разматывание ткани из рулона. Полоса размотанной ткани перемещается ленточным конвейером, расположенным ниже по потоку (относительно направления движения размотанной ткани), к свободному концу, с которого продолжающая движение ткань проходит вниз до тех пор, пока не достигнет наклонной поверхности скольжения, которая направляет полосу ткани к режущей системе и от нее к плоскости настила.
В результате координированного движения ленточных конвейеров и каретки происходит постепенное распределение полосы размотанной ткани по плоскости настила. После того как желаемая длина ткани будет уложена, режущая система отрезает ткань, и цикл настила может быть возобновлен.
Автор настоящего изобретения обнаружил, что эта методика настила ткани не является оптимальной в случае некоторых типов ткани, включая, например, очень тонкие и(или) легковесные трикотажные ткани, так как скольжение по поверхности скольжения и(или) протягивание по значительному участку конвейерной ленты приводят к образованию складок на ткани, распределяемой по плоскости настила, в результате чего требуется вмешательство оператора для их удаления вручную.
Кроме того, из уровня техники известна альтернативная методика, согласно которой размотанная ткань проходит вертикально вниз из размоточной системы до тех пор, пока она не попадает в режущую систему, без использования какой-либо поверхности скольжения, по которой может скользить ткань.
Однако автор настоящего изобретения обнаружил, что этой методике настила ткани присуща низкая скорость настила, даже в случае настила тканей, которые характеризуются существенной массой. Это связано с тем, что вертикальная гравитационная подача ткани создает «парус» из ткани, который имеет тенденцию надуваться во время перемещения каретки в прямом и обратном направлениях, и этот эффект возрастает при увеличении скорости настила, в результате чего указанная скорость подлежит ограничению.
В патенте США №5,699,980 раскрыта машина для настилания ткани.
Целью настоящего изобретения является предоставление машины для настилания ткани, которая может устранить один или несколько рассмотренных выше недостатков.
В частности, целью настоящего изобретения является предоставление универсальной машины для настилания ткани, которая способна настилать как легковесные ткани, используя методику вертикальной гравитационной подачи, так и более тяжелые ткани, используя методику гравитационной подачи при помощи поверхности скольжения, тем самым обеспечивая оптимизацию соответствующих скоростей настила без их взаимного влияния или ограничения, а также обеспечивая простой и(или) быстрый переход от одной методики настила к другой.
Эта цель, а также другие описанные ниже в настоящем документе цели достигаются при помощи машины для настилания ткани в соответствии с настоящим изобретением согласно его различным вариантам осуществления, как описано ниже и заявлено в прилагаемой формуле изобретения, и, возможно, в сочетании со следующими ниже вариантами осуществления.
Согласно одному аспекту настоящее изобретение относится к машине для настилания ткани на плоскость настила, содержащей каретку, которая выполнена с возможностью прямолинейного движения в прямом и обратном направлениях по плоскости настила и вдоль направления настила (параллельно плоскости настила), при этом каретка содержит:
- размоточную систему, содержащую по меньшей мере первый элемент, выполненный с возможностью приведения во вращение рулона ткани, так чтобы происходило разматывание ткани;
- наклонную поверхность скольжения, расположенную ниже по меньшей мере одного участка указанного первого элемента;
- режущую систему для резания ткани, которая расположена в области нижнего конца поверхности скольжения и содержит режущую головку.
Размоточная система характеризуется наличием первого конца и второго конца, которые располагаются ближе и дальше относительно указанной режущей системы, соответственно, причем во время использования указанный первый конец выполнен с возможностью обеспечивать падение вниз размотанной ткани.
Преимущественно, указанная каретка содержит систему перемещения, выполненную с возможностью перемещения указанной размоточной системы между по меньшей мере первой и второй рабочими конфигурациями разматывания.
Предпочтительно, в указанной первой конфигурации указанный первый конец размоточной системы расположен на вертикальной линии, проходящей через указанную поверхность скольжения, и в указанной второй конфигураций указанный первый конец расположен в положении ближе к вертикальной линии, проходящей через указанную режущую головку, относительно первой конфигурации.
Термины «горизонтальный», «вертикальный», «нижний», «верхний», «высокий», «низкий» и другие подобные термины относятся к типичному положению установки указанной машины, при этом плоскость настила расположена в горизонтальной плоскости относительно направления силы тяжести (которое задает вертикальное направление). Однако настоящее изобретение включает в себя случаи установки с плоскостью настила, которая не является горизонтальной, причем в этом случае упомянутые выше термины должны относиться к фактической плоскости настила.
Более того, термины «выше по потоку» и «ниже по потоку» следует понимать в качестве относящихся к локальному направлению движения полосы размотанной ткани.
По мнению автора настоящего изобретения, наличие системы перемещения, служащей для перемещения размоточной системы для ткани между первой рабочей конфигурацией разматывания, в которой конец для подачи ткани расположен на вертикальной линии, проходящей через поверхность скольжения, и второй рабочей конфигурацией разматывания, в которой конец для подачи ткани расположен ближе к вертикальной линии, проходящей через режущую головку (по существу минуя поверхность скольжения), позволяет получить машину, которая является универсальной для описанных выше методик настила с гравитационной подачей при помощи поверхности скольжения и по существу вертикальной гравитационной подачей, а также позволяет осуществить простой и быстрый переход от одной методики к другой.
Во время использования ось рулона ткани обычно расположена горизонтально и перпендикулярно направлению настила.
Предпочтительно, расстояние, взятое на плоскости поверхности скольжения вдоль направления движения ткани, между двумя соответствующими точками, являющимися вертикальными проекциями указанного первого конца на указанную плоскость поверхности скольжения в указанных первой и второй конфигурациях, соответственно, больше или равно половине (более предпочтительно двум третьим) общей длины указанной поверхности скольжения вдоль указанного направления движения.
Предпочтительно, в указанной первой конфигурации указанный первый конец размоточной системы расположен на вертикальной линии, проходящей через точку указанной поверхности скольжения, которая удалена от верхнего конца указанной поверхности скольжения на расстояние, взятое вдоль плоскости поверхности скольжения, которое меньше или равно половине (предпочтительно меньше или равно одной трети) общей длины указанной поверхности скольжения вдоль направления движения ткани по указанной плоскости поверхности скольжения. Преимущественно, благодаря этому ткань постоянно покрывает существенный участок поверхности скольжения, что позволяет ей следовать за движением каретки в прямом и обратном направлениях за счет массы ткани на поверхности скольжения (поверхность скольжения также функционирует в качестве щита от потока воздуха, который создается при перемещении каретки).
Предпочтительно, в указанной второй конфигураций указанный первый конец расположен на вертикальной линии, проходящей через точку, находящуюся вблизи режущей головки и/или расположенную между указанным нижним концом указанной поверхности скольжения и указанной режущей головкой; более предпочтительно, указанный конец расположен на вертикальной линии, проходящей через указанную режущую систему, и, предпочтительней, на вертикальной линии, проходящей через вспомогательную поверхность скольжения указанной режущей системы и вблизи указанной режущей головки выше по потоку от последней относительно направления движения ткани. Преимущественно, благодаря этому полностью предотвращается попадание ткани на поверхность скольжения и обеспечивается вертикальная гравитационная подача, в результате чего ткань поступает почти к режущей головке.
Указанная размоточная система обычно имеет поверхность транспортировки, которая характеризуется (реверсивным) направлением движения, что обеспечивает вращение рулона ткани и/или перемещение размотанной ткани вдоль указанного направления движения.
Указанная поверхность транспортировки обычно характеризуется наличием первого и второго концов, которые расположены близко к первому и второму концам размоточной системы, соответственно, или совпадают с ними.
Указанный первый элемент предпочтительно является ленточным конвейером, выполненным с возможностью поддержки указанного рулона ткани и содержащим пару моторизированных роликов (при этом по меньшей мере один из двух роликов является ведущим) и полотно, предназначенное для охвата роликов, так чтобы задавать указанную поверхность транспортировки. Эта конструкция показала себя в качестве простой и эффективной.
Размоточная система предпочтительно содержит второй вращающийся элемент (предпочтительно ролик), расположенный вблизи первого конца первого элемента, который находится вблизи первого конца размоточной системы, и по меньшей мере частично (предпочтительно полностью) расположенный в верхнем полупространстве относительно поверхности транспортировки первого элемента, более предпочтительно, на некотором расстоянии от указанного первого элемента. Ось вращения второго элемента обычно проходит параллельно оси вращения первого элемента. Предпочтительно, указанный второй элемент выполнен с возможностью приведения во вращение, более предпочтительно, независимо от указанного первого элемента. Таким образом, второй элемент может взаимодействовать с первым элементом таким образом, чтобы поддерживать и(или) вызывать вращение рулона ткани. Второй элемент может также взаимодействовать с первым элементом для реверсивного разматывания ткани, при котором размотанная ткань поступает вертикально вниз из размоточной системы, перемещаясь по касательной ко второму элементу, в отличие от того, что происходит при нормальном процессе разматывания, при котором размотанная ткань поступает вертикально вниз из размоточной системы, спадая с первого конца первого элемента.
Предпочтительно, в указанной первой и(или) второй конфигурациях указанная поверхность транспортировки проходит сверху вниз от второго конца к первому концу поверхности транспортировки. Предпочтительно, поверхность транспортировки образует с горизонтальной плоскостью острый угол, значение которого менее или равно 60°, более предпочтительно менее или равно 40° и(или) более или равно 10°, более предпочтительно более или равно 15°. Преимущественно, учитывая, что рулон ткани удерживается вторым элементом в области первого конца размоточной системы, размотанная ткань перемещается при помощи первого элемента на протяжении лишь короткого участка или вообще не взаимодействует с первым элементом (как в случае реверсивного процесса разматывания), при этом она направляется поверхностью скольжения к режущей системе.
Предпочтительно, система перемещения выполнена с возможностью придания указанной размоточной системе первого поступательного движения в прямом и обратном направлениях относительно основания каретки вдоль (предпочтительно прямолинейной) траектории, характеризующейся наличием по меньшей мере одной составляющей вдоль указанного направления настила (предпочтительно параллельно указанному направлению настила), и второго качательного движения относительно указанного основания вокруг оси качания, которая проходит горизонтально и (по существу) перпендикулярна указанному направлению настила. Таким образом, достигается значительная универсальность в отношении расположения размоточной системы, что также позволяет вносить изменения в ориентацию поверхности транспортировки.
Предпочтительно, первое и(или) второе движения являются непрерывными (в отличие от прерывистого движения). Таким образом, размоточная система может принимать широкий диапазон положений.
Система перемещения предпочтительно содержит подвижную опору, которая установлена на основании каретки таким образом, чтобы иметь возможность перемещаться вдоль указанной траектории первого поступательного движения, при этом указанная размоточная система установлена на указанной подвижной опоре таким образом, чтобы качаться в соответствии со вторым качательным движением. Предпочтительно, элементы размоточной системы установлены с возможностью вращения на жесткой структуре, которая установлена на указанной подвижной опоре таким образом, чтобы качаться в соответствии с указанным вторым качательным движением. Таким образом, обеспечивается эффективное перемещение размоточной системы между различными конфигурациями согласно настоящему изобретению.
Размоточная система предпочтительно содержит первый двигатель для приведения во вращение указанного первого элемента и второй двигатель для приведения во вращение указанного второго элемента. Указанная ось качания предпочтительно проходит вдоль приводимого во вращение поворотного вала первого элемента. Преимущественно, первый двигатель может быть установлен на указанной подвижной опоре. Предпочтительно, первый двигатель жестко установлен на указанной подвижной опоре, и второй двигатель жестко установлен на указанной жесткой структуре.
Система перемещения предпочтительно содержит третий двигатель и первые соединительные элементы, расположенные между третьим двигателем и указанной подвижной опорой, для обеспечения указанного первого поступательного движения подвижной опоры и, следовательно, размоточной системы. Система перемещения предпочтительно содержит первую систему привода (например, содержащую пару противоположных поршней), которая функционально расположена между указанной подвижной опорой и указанной жесткой структурой, для обеспечения указанного второго качательного движения размоточной системы.
Каретка обычно содержит основание, снабженное моторизированными колесами (приводимыми в действие четвертым двигателем, установленным на основании) для движения в прямом и обратном направлениях каретки по плоскости настила. Как правило, каретка дополнительно содержит раму, установленную на основании, и вторую систему привода, функционально расположенную между указанным основанием и указанной рамой таким образом, чтобы обеспечить поступательное движение в прямом и обратном направлениях рамы относительно основания вдоль дополнительного направления, которое обычно параллельно плоскости настила и перпендикулярно направлению движения в прямом и обратном направлении каретки. Указанная подвижная опора предпочтительно установлена на указанную раму, и указанный третий двигатель и указанные первые соединительные элементы установлены на указанную раму.
Предпочтительно, система перемещения выполнена с возможностью перемещения указанной размоточной системы в конфигурацию установки и(или) снятия, в которой указанный первый конец размоточной системы расположен дальше относительно режущей головки по сравнению с первой конфигурацией, и, более предпочтительно, поверхность транспортировки размоточной системы является по существу горизонтальной (т.е. она образует с горизонтальной плоскостью положительный или отрицательный угол, абсолютное значение которого меньше или равно 10°), и, еще более предпочтительно, второй конец размоточной системы расположен на конце каретки, который расположен напротив указанной режущей системы. Более предпочтительно, указанная подвижная опора находится в месте на указанной траектории первого поступательного движения, которое наиболее удалено относительно указанной режущей системы.
Размоточная система предпочтительно содержит третий вращающийся элемент (предпочтительно ролик), расположенный вблизи второго конца первого элемента, который находится вблизи указанного второго конца размоточной системы, и выполненный с возможностью принимать по меньшей мере первое положение, в котором он по меньшей мере частично (предпочтительно полностью) расположен в верхнем полупространстве относительно поверхности транспортировки. В результате этого третий элемент взаимодействует с первым элементом таким образом, чтобы поддерживать и(или) перемещать рулон ткани, например, в конфигурации установки/снятия и(или) в третьей конфигурации, описанной ниже. Ось вращения третьего элемента обычно проходит параллельно оси вращения первого и/или второго элементов.
Система перемещения предпочтительно выполнена с возможностью перемещения указанной размоточной системы в третью конфигурацию, в которой указанная поверхность транспортировки проходит снизу вверх от второго конца к первому концу размоточной системы, и в которой указанный первый конец размоточной системы расположен на вертикальной линии, проходящей через указанную поверхность скольжения (предпочтительно находится в положении, подобном принимаемому в первой конфигурации). Предпочтительно, поверхность транспортировки образует с горизонтальной плоскостью острый угол, значение которого менее или равно 60°, более предпочтительно менее или равно 40° и(или) более или равно 10°, более предпочтительно более или равно 15°. Преимущественно, благодаря этому размотанная ткань перемещается вдоль значительной части поверхности транспортировки, как и в стандартной методике разматывания.
Согласно одному варианту осуществления третий элемент закреплен в указанном первом положении.
Согласно альтернативному варианту осуществления третий элемент шарнирно установлен относительно первого элемента таким образом, чтобы принимать множество положений относительно последнего. Система перемещения предпочтительно выполнена с возможностью перемещения указанного третьего элемента между указанным первым положением и по меньшей мере вторым положением, в котором он расположен по существу на одной линии с указанной поверхностью транспортировки. Преимущественно, в результате этого третий элемент может быть расположен таким образом, чтобы облегчать установку и(или) снятие рулона ткани.
Предпочтительно, указанный третий элемент обычно приводится во вращение синхронно с указанным первым элементом.
Предпочтительно, режущая система выполнена с возможностью перемещения относительно основания (например, при помощи пятого двигателя, установленного на основании) вдоль направления, характеризующегося по меньшей мере одной вертикальной составляющей (более предпочтительно вдоль вертикального направления). Таким образом, положение режущей системы является регулируемым в зависимости от высоты стопки полос ткани, которые уже присутствуют на плоскости настила.
Поверхность скольжения предпочтительно содержит по меньшей мере первый участок и второй участок, которые способны раздвигаться, скользя относительно друг друга, вдоль плоскости поверхности скольжения. Первый участок поверхности скольжения предпочтительно прикреплен к основанию, и второй участок поверхности скольжения прикреплен к режущей системе. Преимущественно, благодаря этому длина плоскости поверхности скольжения адаптируется к наклону плоскости поверхности скольжения.
Согласно одному варианту осуществления указанная система перемещения выполнена с возможностью настройки указанной поверхности скольжения в зависимости от конфигурации указанной размоточной системы. Предпочтительно, верхний конец указанной поверхности скольжения ограничен относительно указанного второго конца размоточной системы с поворотной степенью подвижности. Таким образом, наклон поверхности скольжения определяют в зависимости от конфигурации размоточной системы.
Режущая система предпочтительно содержит вспомогательную наклонную поверхность скольжения, расположенную вблизи режущей головки и выше по потоку от нее, поверх которой расположена удерживающая планка, которая выполнена с возможностью перемещения между положением, в котором указанная планка находится на расстоянии от вспомогательной поверхности скольжения (так чтобы обеспечить скольжение ткани), и положением контакта, в котором указанная планка прижата к вспомогательной поверхности скольжения (так чтобы удерживать полосу ткани во время процесса резания).
Каретка (обычно установленная на основании) предпочтительно содержит экран, расположенный ниже по меньшей мере одного участка первого элемента и рядом и выше нижнего конца указанной поверхности скольжения, расположенного близко к режущей системе. Экран предпочтительно выполнен из жесткого материала, более предпочтительно, из металла или пластмассы. Экран предпочтительно проходит по существу вертикально, то есть образует с вертикальной линией угол, который меньше или равен 10°. Преимущественно, благодаря этому экран защищает от потока воздуха (создаваемого при движении каретки) полосу ткани, которая при использовании методики вертикальной гравитационной подачи проходит вертикально вблизи экрана.
Экран предпочтительно содержит по меньшей мере первый участок и второй участок, которые способны раздвигаться, скользя относительно друг друга, вдоль плоскости прохождения экрана. Первый участок экрана предпочтительно прикреплен к основанию, и второй участок экрана прикреплен к режущей системе. Преимущественно, благодаря этому общая длина экрана в вертикальном направлении адаптируется к высоте расположения режущей системы относительно плоскости поверхности скольжения.
Режущая система предпочтительно содержит систему обнаружения, служащую для обнаружения степени натяжения размотанной ткани, которая расположена ниже по потоку от режущей головки относительно направления перемещения ткани и, более предпочтительно, ниже режущей головки. Преимущественно, благодаря этому система обнаружения, служащая для обнаружения натяжения, может функционировать в любой из конфигураций размоточной системы.
Режущая система предпочтительно содержит систему обнаружения, служащую для обнаружения положения ткани вдоль упомянутого выше дополнительного направления параллельно плоскости настила и перпендикулярно указанному направлению движения каретки, причем эта система обнаружения (например, светоотражающий датчик с фотоэлементом) активна в точке, расположенной вблизи режущей головки выше по потоку от нее и, более предпочтительно, в области указанной вспомогательной поверхности скольжения и(или) возле нижнего конца поверхности скольжения. Преимущественно, благодаря этому система обнаружения положения может функционировать в любой из конфигураций размоточной системы (с методикой вертикальной гравитационной подачи и гравитационной подачи при помощи поверхности скольжения).
Машина предпочтительно содержит электронный блок управления и контроля (обычно установленный на указанной каретке, в частности, на указанном основании), который функционально соединен с указанной системой перемещения и выполнен с возможностью и запрограммирован для управления указанной системой перемещения, чтобы выборочно настраивать размоточную систему в одну из указанной первой и второй конфигураций и предпочтительно в указанную третью конфигурацию и(или) указанную конфигурацию установки и(или) снятия. Таким образом, оператор может просто, быстро и автоматически выбрать и активировать одну из предварительно заданных конфигураций.
Дополнительные характеристики и преимущества настоящего изобретения будут более очевидны при ознакомлении с иллюстративным и, следовательно, неограничивающим описанием нескольких предпочтительных, но неограничивающих вариантов осуществления машины для настилания ткани в соответствии с настоящим изобретением. Описание содержит ссылки на прилагаемые фигуры, где:
на фиг. 1 представлен вид в перспективе первого варианта осуществления машины для настилания ткани в соответствии с настоящим изобретением;
на фиг. 2 и 3 представлены два частичных вида в перспективе, иллюстрирующие с противоположных сторон каретку машины, изображенной на фиг. 1, при этом некоторые части удалены;
на фиг. 4 представлен частичный покомпонентный вид в перспективе каретки машины, изображенной на фиг. 1;
на фиг. 5 представлен частичный разрез в перспективе каретки, изображенной на фиг. 1;
на фиг. 6 представлен подробный вид каретки машины, изображенной на фиг. 1;
на фиг. 7-9 представлены частичные схематические разрезы некоторых возможных конфигураций машины в соответствии с фиг. 1-6;
на фиг. 10 и 11 представлены частичные схематические разрезы некоторых возможных конфигураций машины в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 1 в качестве примера изображена машина 1 для настилания ткани на плоскость 2 настила.
Машина содержит каретку 3, которая выполнена с возможностью прямолинейного движения в прямом и обратном направлениях вдоль направления 4 настила параллельно плоскости настила.
Каретка обычно содержит подножку 5 (не показана на фиг. 2-6), которая неподвижно прикреплена к ней для опоры ног оператора.
Каретка содержит размоточную систему 6, в состав которой входят первый вращающийся элемент 7 для приведения во вращение рулона ткани 8, так чтобы происходило разматывание полосы ткани 9 (ткань схематически изображена только на фиг. 7-11).
Каретка содержит наклонную поверхность 10 скольжения, расположенную ниже по меньшей мере одного участка указанного первого элемента.
Каретка содержит режущую систему 11 для резания ткани, которая расположена в области нижнего конца 12 поверхности скольжения, ниже по потоку относительно последней, и содержит режущую головку 13. Режущая головка и ее система перемещения, переназначенная для перемещения указанной головки вдоль направления поперек направления 4 настила (как изображено стрелками 13а), не будут подробно описываться, так как, например, могут быть использованы известные специалистам в данной области техники головки и системы.
Конец, который располагается ближе к указанной режущей системе, и конец, который располагается дальше от указанной режущей системы, обычно обозначаются в качестве первого конца 14 и второго конца 15 размоточной системы, соответственно. Во время использования при нормальной процедуре разматывания первый конец 14 обычно является концом, с которого размотанная ткань падает вниз, и он обычно совпадает с первым концом первого элемента.
Первый элемент предпочтительно является ленточным конвейером (как изображено, например, на прилагаемых фигурах), содержащим пару роликов 20а, 20b и полотно 21, предназначенное для охвата роликов, так чтобы задавать поверхность 22 транспортировки размоточной системы.
Настоящее изобретение также охватывает другие альтернативные варианты осуществления первого элемента, например, в которых ленточный конвейер заменен набором роликов или даже лишь одним роликом достаточного диаметра или в которых полотно заменено одной или большим количеством лент.
Концы, которые расположены близко к первому концу 14 и второму концу 15 размоточной системы и, как правило, совпадают с ними, обычно обозначены в качестве первого и второго конца поверхности 22 транспортировки (или первого элемента 7), соответственно.
Размоточная система предпочтительно содержит второй вращающийся элемент 30 (предпочтительно ролик, как изображено на прилагаемых фигурах), расположенный вблизи первого конца 14 первого элемента 7 и находящийся полностью в верхнем полупространстве относительно поверхности 22 транспортировки, а также отделенный от первого элемента таким образом, чтобы ограничить пространство для прохождения полосы размотанной ткани в случае нормального процесса разматывания.
Каретка содержит систему 35 перемещения, выполненную с возможностью перемещения размоточной системы 6.
Каретка предпочтительно содержит основание 40, снабженное колесами 41, два из которых являются моторизированными колесами, которые выполнены с возможностью синхронного вращения для движения в прямом и обратном направлениях каретки по плоскости настила. Колеса 41 обычно движутся вдоль продольных кромок 48 плоскости 2 настила. Система приведения во вращение колес 41 установлена на основании и содержит четвертый двигатель 42, систему ремней и шкивов и поворотный передаточный вал 43, чтобы обеспечить синхронное вращение пары колес. Система приведения во вращение колес 41 описана кратко, так как ее конструкция хорошо известна специалисту в данной области техники.
Каретка дополнительно содержит раму 50, установленную на основании, и систему 51 привода (которая представляет собой линейный исполнительный механизм в примере, изображенном на прилагаемых фигурах), расположенную между основанием и рамой таким образом, чтобы обеспечить поступательное движение в прямом и обратном направлениях рамы относительно основания вдоль направления 52 параллельно плоскости настила и перпендикулярно направлению 4 настила. Поступательное движение рамы 50 обеспечивает регулировку положения полосы размотанной ткани вдоль направления 52.
Система 35 перемещения предпочтительно содержит подвижную опору 36, установленную на раме 50 таким образом, чтобы иметь возможность перемещаться относительно основания (относительно рамы 50) в соответствии с траекторией первого поступательного движения, которая параллельна направлению 4 настила. Предпочтительно, первый элемент 7 и(или) второй элемент 30 (и, возможно, третий элемент, например, в варианте осуществления, изображенном на фиг. 11) размоточной системы 6 установлены с возможностью вращения на жесткой структуре 37, которая установлена на подвижной опоре 36, чтобы качаться относительно основания (относительно рамы 50) в соответствии со вторым качательным движением вокруг оси X качания, которая проходит горизонтально и перпендикулярно направлению 4 настила.
Размоточная система 35 предпочтительно содержит первый двигатель 38 для приведения во вращение первого элемента и второй двигатель 39 для приведения во вращение второго элемента. Ось X качания предпочтительно проходить вдоль поворотного вала 60 первого элемента, приводимого первым двигателем, при этом первый двигатель жестко установлен на подвижной опоре, и второй двигатель жестко установлен на жесткой структуре.
Система 35 перемещения предпочтительно содержит третий двигатель 65 и первые соединительные элементы 66, расположенные между третьим двигателем и подвижной опорой 38, для обеспечения первого поступательного движения подвижной опоры и, следовательно, размоточной системы 6. Третий двигатель 65 предпочтительно жестко установлен на раме 50. Согласно примеру, изображенному на фиг. 4, первые соединительные элементы 66 включают в себя систему ремней и шкивов, а также поворотный передаточный вал 67, при этом каждый из них установлен на раме 50, чтобы приводить во вращение пару противоположных зубчатых колес 68, которые находятся в зацеплении с соответствующими противоположными зубчатыми рейками на подвижной опоре 36. Необязательно, система направляющих на раме 50 и ролики 69, установленные на подвижной опоре 36, обеспечивают направление подвижной опоры во время первого поступательного движения.
Система 35 перемещения предпочтительно содержит первую систему 70 привода (например, содержащую пару линейных исполнительных механизмов, которые противоположны друг другу, как можно видеть на фиг. 6), которая функционально расположена между подвижной опорой и жесткой структурой, для обеспечения второго качательного движения размоточной системы.
Режущая система предпочтительно выполнена с возможностью вертикального перемещения относительно основания (например, при помощи пятого двигателя 80, поворотного передаточного вала 81, системы цепей и шкивов и системы направляющих и роликов, установленных на основании, которые лишь частично изображены на прилагаемых фигурах).
Режущая система предпочтительно содержит вспомогательную наклонную поверхность 90 скольжения, расположенную вблизи режущей головки и выше по потоку от нее, поверх которой расположена удерживающая планка 91, которая выполнена с возможностью вертикального перемещения (например, при помощи пары стержней, приводимых в действие электромагнитами 92) между положением, в котором указанная планка поднята относительно вспомогательной поверхности скольжения (так чтобы обеспечить скольжение ткани), и положением контакта, в котором указанная планка прижата к вспомогательной поверхности скольжения (так чтобы удерживать полосу ткани во время процесса резания).
Режущая система предпочтительно содержит систему 86 обнаружения, служащую для обнаружения положения ткани вдоль упомянутого выше направления 52, которая, например, содержит два датчика с фотоэлементами (один для каждого конца диапазона приемлемых значений положения ткани), при этом световозвращающий отражатель расположен на вспомогательной поверхности скольжения и(или) вблизи нижнего конца 12 поверхности скольжения.
Режущая система 11 предпочтительно содержит систему 85 обнаружения, служащую для обнаружения степени натяжения размотанной ткани, которая расположена ниже по потоку относительно режущей головки и под режущей головкой.
Система обнаружения натяжения, например (как изображено на прилагаемых фигурах), содержит пару прижимных роликов, расположенных выше и ниже по потоку относительно точки, в которой ткань падает из режущей головки, чтобы обеспечить обнаружение степени натяжения во время процесса настила ткани в направлении вперед и назад.
Поверхность скольжения предпочтительно содержит по меньшей мере первый участок 75 и второй участок 76, которые могут раздвигаться, скользя относительно друг друга, вдоль плоскости 77 поверхности скольжения. Первый участок поверхности скольжения предпочтительно прикреплен с возможностью поворота к основанию, и второй участок прикреплен к режущей системе.
Каретка (обычно установленная на основании) предпочтительно содержит вертикальный экран 93, расположенный ниже по меньшей мере одного участка первого элемента 7 и рядом и выше нижнего конца 12 поверхности скольжения, расположенного ближе к режущей системе. Экран предпочтительно содержит по меньшей мере первый участок 94 и второй участок 95, которые могут раздвигаться, скользя относительно друг друга, вдоль плоскости прохождения экрана. Первый участок экрана предпочтительно прикреплен к основанию, и второй участок экрана прикреплен к режущей системе.
Согласно одному варианту осуществления, схематически изображенному в качестве примера на фиг. 10 и 11, размоточная система дополнительно содержит третий вращающийся элемент 55 (предпочтительно ролик), расположенный вблизи второго конца первого элемента, который находится вблизи второго конца 15 размоточной системы. Третий вращающийся элемент 55 предпочтительно приводится во вращение синхронно с первым элементом (например, при помощи передаточного ремня, движение которого обеспечивает ролик 20b), однако он может быть свободно вращающимся или независимо приводимым в движение.
Согласно примеру, изображенному на фиг. 10 и 11, третий элемент 55 находится в фиксированном положении относительно первого элемента 7, и указанный элемент полностью расположен в верхнем полупространстве относительно поверхности транспортировки.
Согласно альтернативному варианту осуществления, который отсутствует на фигурах, третий элемент шарнирно установлен относительно первого элемента таким образом, чтобы принимать множество положений относительно последнего, при этом ось вращения третьего элемента остается параллельной оси вращения первого и второго элемента (например, при помощи шарнирного рычага с центром вращения на оси вращения ролика 20b, чтобы поддерживать фиксированное расстояние от ролика 20b). В этом случае система перемещения может предпочтительно перемещать третий элемент между упомянутым выше положением и по меньшей мере вторым положением, в котором он по существу расположен на одной линии с поверхностью транспортировки, например, для облегчения установки и(или) снятия рулона ткани.
Предлагаемая машина предпочтительно содержит электронный блок 100 управления и контроля (обычно установленный на основании), который функционально соединен с системой перемещения и выполнен с возможностью и запрограммирован для управления системой перемещения, чтобы выборочно настраивать размоточную систему 6 в различные рабочие конфигурации для разматывания ткани, как дополнительно описано ниже.
Блок управления и контроля предпочтительно также функционально соединен со всеми остальными активными средствами машины (двигателями и исполнительными механизмами) и со всеми устройствами обнаружения и(или) датчиками с целью контроля и управления процедурой настила.
Предпочтительно, в первой конфигурации, изображенной в качестве примера на фиг. 7, первый конец 14 размоточной системы расположен на вертикальной линии, проходящей через точку Р поверхности скольжения, находящуюся вблизи верхнего конца 19 поверхности скольжения (например, расстояние на плоскости поверхности скольжения от верхнего конца до указанной точки составляет приблизительно одну десятую от общей длины плоскости поверхности скольжения).
Предпочтительно, во второй конфигураций, изображенной в качестве примера на фиг. 8, первый конец 14 размоточной системы расположен на вертикальной линии, проходящей через точку Р', которая находится вблизи режущей головки и выше по потоку относительно последней. Предпочтительно, точка Р' расположена на вертикальной линии, проходящей через вспомогательную поверхность 90 скольжения режущей системы вблизи ее верхнего конца.
Согласно отсутствующему на фигурах варианту осуществления режущий нож ориентирован по существу горизонтально (а не вертикально, как изображено в представленных примерах), и размотанная ткань падает вертикально от первого конца до точки настила без наличия каких-либо второстепенных поверхностей скольжения. В этом случае согласно второй конфигурации первый конец размоточной системы может располагаться на вертикальной линии, проходящей через точку, находящуюся за режущей головкой, а не перед ней, как изображено на фиг. 8 и 11.
При сравнении изображений на фиг. 7 и 8 видно, что расстояние, взятое на плоскости 77 поверхности скольжения вдоль направления локального перемещения ткани, между двумя соответствующими точками Р, Р' вертикальной проекции первого конца 14 на плоскость поверхности скольжения в первой и второй конфигурациях, соответственно, больше половины общей длины поверхности скольжения, например, приблизительно равно общей длине поверхности скольжения.
Как изображено в качестве примера на фиг. 7 и 8, в первой и второй конфигурациях поверхность 22 транспортировки проходит сверху вниз от второго конца 15 к первому концу 14 поверхности транспортировки, образуя с горизонтальной плоскостью острый угол, например, равный 23°.
Предпочтительно, в конфигурации снятия/установки (рулона), как изображено в качестве примера на фиг. 9, второй конец 15 размоточной системы находится в полностью отведенном положении на одном конце каретки, который находится напротив режущей системы, при этом поверхность транспортировки расположена по существу горизонтально (образуя с горизонтальной плоскостью угол, например, равный 10°). На фиг. 9 поверхность транспортировки показана в качестве слегка наклоненной снизу вверх, например, для облегчения перекатывания рулона 8 в направлении левой стороны рассматриваемой фигуры при снятии рулона. Согласно отсутствующему на фигурах варианту конфигурации снятия/установки поверхность транспортировки может быть слегка наклонена сверху вниз или может быть идеально горизонтальной, чтобы облегчить установку рулона и перекатывание его ко второму ролику.
Во время использования оператор взаимодействует с блоком 100 управления и контроля и изначально выбирает, например, положение установки (рулона). После того как рулон ткани 8 установлен на поверхность 22 транспортировки, при этом его ось располагается параллельно осям вращения вращающихся элементов, оператор выбирает, например, первую конфигурацию, и блок управления и контроля настраивает машину 1, включая размоточную систему, согласно выбранной конфигурации (см. фиг. 7). В частности, блок управления и контроля подает команды системе перемещения, в результате чего размоточная система 6 (в частности, подвижная опора 36) перемещается, совершая первое поступательное движение, вдоль прямолинейной, горизонтальной траектории (стрелка 45 на фиг. 2) из полностью отведенного положения (см. фиг. 9) в выдвинутое положение (см. фиг. 7), и в результате чего размоточная система (в частности, жесткая структура 37) поворачивается, совершая второе качательное движение (стрелка 46 на фиг. 2), вокруг оси качания (см. фиг. 7).
В первой конфигурации второй элемент взаимодействует с первым элементом таким образом, чтобы поддержать и вызывать вращение рулона ткани. В результате одновременного вращения (по часовой стрелке в примере, изображенном на фиг. 7) первого и второго вращающихся элементов (с идентичной или слегка отличающейся скоростью вращения, чтобы препятствовать образования складок ткани редкого плетения) происходит вращение рулона 8 (против часовой стрелки согласно этому примеру, как изображено непрерывной стрелкой), так что полоса ткани 9 разматывается из рулона и переносится только вдоль короткой концевой секции поверхности 22 транспортировки до тех пор, пока она не упадет вертикально вниз при достижении первого конца первого элемента, который в этом случае совпадает и представляет собой первый конец 14 размоточной системы. Исходя из этого, ткань падает вертикально вниз в точку Р поверхности скольжения, а затем скользит по последней до тех пор, пока не достигнет нижнего конца 12 и, следовательно, вспомогательной поверхности 90 скольжения режущей системы. После того как она достигнет нижнего конца вспомогательной поверхности скольжения, полоса ткани падает вниз до тех пор, пока она не достигнет плоскости настила. Движение в прямом и обратном направлениях каретки 3 по плоскости настила, координированное со скоростью разматывания ткани, позволяет выполнить настил полосы ткани на плоскость настила (на которой, возможно, уже расположены несколько ранее насланных полос). После того как желаемая длина ткани будет уложена, режущая головка отрежет ткань в поперечном направлении, и машина приступит к процессу настила следующей полосы.
Точки, описанные до этого момента со ссылкой на фиг. 7, относятся к так называемому нормальному процессу разматывания, в котором полоса размотанной ткани проходит через пространство между первым и вторым роликом, не касаясь последнего.
В случае, когда ткань должна быть настелена на противоположную лицевую сторону относительно нормального процесса настила, машина может быть перенастроена в вариант первой конфигурации для так называемого «обратного» или «реверсивного» процесса разматывания. В этом случае вращательное движение первого и второго элементов, а также рулона противоположно вращательному движению в ходе нормального процесса разматывания (как изображено пунктирными линиями на фиг. 7), и полоса ткани (изображенная пунктирной линией 9') разматывается из верхнего участка рулона, входит во взаимодействие с дополнительным роликом и натягивается при помощи этого ролика (который обычно является свободно вращающимся и схематически изображен пунктирной линией на фиг. 7, отсутствуя на других фигурах), взаимодействующего со вторым элементом 30, и оттуда падает вертикально вниз на поверхность 10 скольжения. В остальном этому варианту присущи описанные выше признаки. Следует отметить, что, хотя полоса ткани показана на фиг. 7 в качестве падающей вдоль вертикальной линии, проходящей через точку Р'', расположенную ниже по потоку относительно точки Р, в варианте первой конфигурации для обратного процесса разматывания размоточную систему обычно отводят на небольшое расстояние (с сохранением наклона) относительно первой конфигурации для нормального процесса разматывания, так что полоса материала падает в точку, которая регулируется в соответствии с характеристиками ткани, например, в точку Р (или рядом с ней), как и при нормальном процессе разматывания (непоказанный вариант).
Когда ткань требует использование методики настила путем вертикальной гравитационной подачи, оператор выбирает вторую конфигурацию (см. фиг. 8), в которой в ходе нормального процесса разматывания полосу ткани разматывают из нижнего участка рулона, затем она проходит через пространство между двумя элементами и падает вертикально в точку Р' на вспомогательной поверхности 90 скольжения режущей системы, полностью минуя поверхность 10 скольжения. В остальном этому варианту присущи описанные выше признаки.
В случае обратного процесса разматывания (не показан), оператор выбирает вариант второй конфигураций, в котором упомянутый выше дополнительный ролик, находящийся во взаимодействии со вторым элементом 30, расположен на вертикальной линии, проходящей через точку Р'.
На фиг. 10 показано, что вариант осуществления машины, который дополнительно содержит третий элемент 55, обеспечивает третью конфигурацию машины, помимо описанных выше первой и второй конфигураций, а также конфигурации снятия/установки (рулона) с их вариантами (при этом, возможно, шарнирное сочленение третьего элемента, как описано выше); согласно третьей конфигурации поверхность транспортировки проходит снизу вверх от второго конца к первому концу поверхности транспортировки (например, образуя угол 20° с горизонтальной плоскостью), при этом первый конец размоточной системы (совпадающий с первым концом поверхности 22 транспортировки) расположен на вертикальной линии, проходящей через точку Р поверхности скольжения в положении, аналогичном принятому в первой конфигурации. Таким образом, третий элемент взаимодействует с первым элементом таким образом, чтобы поддерживать рулон ткани и обеспечивать его вращение, и размотанная ткань перемещается вдоль значительной части поверхности транспортировки, как и в стандартной методике разматывания.
На фиг. 11 представлена машина, изображенная на фиг. 10, в четвертой конфигурации, в которой поверхность транспортировки проходит снизу вверх, как и на фиг. 10, при этом ее конец расположен на вертикальной линии, проходящей через точку Р' вспомогательной поверхности скольжения в положении, аналогичном принятому во второй конфигураций, так чтобы реализовать процесс настила путем вертикальной гравитационной подачи с перемещением полосы ткани по поверхности транспортировки.