触感膜涂布机放卷系统换卷自计算定位机构及其换卷方法技术领域
本发明涉及涂布机放卷系统技术领域，尤其涉及一种触感膜涂布机放卷系统换卷
自计算定位机构及其换卷方法。
背景技术
涂布机主要用于薄膜、纸张等的表面涂布工艺生产，此机是将成卷的基材涂上一
层特定功能的胶、涂料或油墨等，并烘干后收卷。它采用专用的多功能涂布头，能实现多种
形式的表面涂布产生。为了保证工作效率，涂布机的收放卷均配置全速自动接膜机构，PLC
程序张力闭环自动控制。现有涂布机放卷机构，在卷材快要放卷完成后，需要人工进行换
卷，工作效率低，成本高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中人工换卷效率低、成本高的技
术问题，本发明提供一种触感膜涂布机放卷系统换卷自计算定位机构。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种触感膜涂布机放卷系统换卷自
计算定位机构，包括机架和PLC控制系统，机架上设置有换卷轴，换卷轴上固定套装有换卷
架，换卷架的一端设置有第一放卷轴，换卷架的另一端设置有第二放卷轴，第一放卷轴和第
二放卷轴的轴心线呈180°对称，所述机架上还设置有接膜机构，接膜机构包括切刀和对射
开关，机架上还安装有侧支架，侧支架位于换卷轴的下方，侧支架上安装有电位器和第一光
电开关，所述电位器的输出轴上固定套装有小齿轮，换卷轴的一端还固定套设有大齿轮，大
齿轮和小齿轮相啮合，换卷轴的一端还环设有第一环形抱箍，所述第一环形抱箍的外圈设
置有第一凸起和第二凸起，所述第一凸起和第二凸起呈180°对称，第一光电开关和第一环
形抱箍相对齐，所述对射开关、电位器和第一光电开关均和PLC控制系统电连接。本发明触
感膜涂布机放卷系统换卷自计算定位机构，采用PLC控制系统将对射开关、电位器、第一环
形抱箍和第一光电开关信号连接在一起，第一环形抱箍的位置根据事先计算的位置安装
(即第一环形抱箍上任一个凸起经过的位置与合格卷材的最大直径相对应)，电位器能够根
据换卷轴的转角计算出卷材的直径，然后根据计算得出卷材需要多长时间能够快要放卷
完，从而进行切膜接膜工序，通过电位器精准的计算，能够避免卷材的浪费，使得前后卷材
在最节省材料的时间点进行对接，效率高，节省材料，提高精度。
为了便于调整第一环形抱箍的位置，适应不同直径范围的卷材，所述第一环形抱
箍在换卷轴上的周向位置可调节设置。
本发明的自计算定位机构上还安装有过小保护装置，当卷材的直径过小时为不合
格卷材，需要将其及时更换。所述过小保护装置包括第二环形抱箍和第二光电开关，侧支架
上还安装有第二光电开关，所述换卷轴的一端还环设有第二环形抱箍，所述第二环形抱箍
的外圈设置有第三凸起和第四凸起，所述第三凸起和第四凸起呈180°对称，第二光电开关
和第二环形抱箍相对齐，第三凸起和第一凸起相互错开设置，所述第二光电开关和PLC控制
系统电连接。
为了便于调整第二环形抱箍的位置，适应不同直径范围的卷材，所述第二环形抱
箍在换卷轴上的周向位置可调节设置。
一种触感膜涂布机放卷系统换卷自计算定位机构的换卷方法，待放卷的卷材直径
为d0-dx，d0＜dx，具有如下步骤：
1)设定换卷轴转动时，第一放卷轴轴心经过的弧长L0所对的圆心角为α，α为固定
位置，第一放卷轴轴心先经过的α角的边长为a，边长a对应dx，后经过的α角的边长为b，边长
b对应d0；
2)调整第一环形抱箍的周向安装位置，使得第一凸起和边长a的位置对应，且第一
凸起和第一光电开关对齐，调整第二环形抱箍的周向安装位置，使得第三凸起和边长b的位
置对应，且第三凸起和第二光电开关对齐；
3)第一放卷轴上设置有待放卷的卷材，第二放卷轴上为将要放完的卷材，接膜机
构位于第二放卷轴的下方，换卷轴转动，当第一放卷轴轴心转动到边长a的位置时，第一凸
起和第一光电开关对齐，第一光电开关发出信号给对射开关，使得对射开关上升h1，此时换
卷轴继续转动弧长L1后能够与对射开关端部相切，此时，换卷轴停止转动，切刀进行切膜，
且进行接膜，同时PLC控制系统根据L1的转动过程计算出第一放卷轴上卷材的直径d1，对射
开关下降h1，
4)电位器根据直径d1以及第一放卷轴的转速控制第一放卷轴的放卷时间t1，时间
t1和小齿轮转动圈数成正比，t1时间内将第二放卷轴上换上新的待放卷的卷材，
5)t1时间后，电位器发射信号给换卷轴，使得换卷轴转动，当第二放卷轴轴心转动
到边长a的位置时，第二凸起和第一光电开关对齐，第一光电开关发出信号给对射开关，使
得对射开关上升h1，此时换卷轴继续转动弧长L2后能够与对射开关端部相切，此时，换卷轴
停止转动，切刀进行切膜，且进行接膜，同时PLC控制系统根据L2的转动过程计算出第一放
卷轴上卷材的直径d2，对射开关下降h1，
6)电位器根据直径d2以及第二放卷轴的转速控制第二放卷轴的放卷时间t2，时间
t2和小齿轮转动圈数成正比，t2时间内将第一放卷轴上再换上新的待放卷的卷材，由此类
推上述放卷步骤。
当待放卷的卷材直径小于d0时，待放卷的卷材为不合格卷材，当第一放卷轴/第二
放卷轴运动到边长为b时，在步骤3)或步骤5)中待放卷的卷材仍然不和对射开关接触，则第
二光电开关开始工作，第三凸起/第四凸起和第二光电开关对齐时，第二光电开关发出信
号，停止换卷轴转动，更换不合格卷材。
本发明的有益效果是，本发明的触感膜涂布机放卷系统换卷自计算定位机构，采
用PLC控制系统将对射开关、电位器、第一环形抱箍和第一光电开关信号连接在一起，完成
一套自动换卷接膜过程，第一环形抱箍的位置根据事先计算的位置安装(即第一环形抱箍
上任一个凸起经过的位置与合格卷材的最大直径相对应)，电位器能够根据换卷轴的转角
计算出卷材的直径，然后根据计算得出卷材需要多长时间能够快要放卷完，从而进行切膜
接膜工序，通过电位器精准的计算，能够避免卷材的浪费，使得前后卷材在最节省材料的时
间点进行对接，效率高，节省材料，提高精度。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明触感膜涂布机放卷系统换卷自计算定位机构的结构示意图。
图2是图1的侧视图。
图3是图1中的A处放大图。
图中：1、机架，2、换卷轴，3、换卷架，41、第一放卷轴，42、第二放卷轴，43、第一过渡
辊，44、第二过渡辊，51、切刀，52、对射开关，53、第一气缸，54、第二气缸，6、侧支架，71、电位
器，72、小齿轮，73、大齿轮，81、第一光电开关，82、第一环形抱箍，821、第一凸起，822、第二
凸起，91、第二光电开关，92、第二环形抱箍，921、第三凸起，922、第四凸起。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以
示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-3所示，是本发明最优实施例，一种触感膜涂布机放卷系统换卷自计算定位
机构，包括机架1和PLC控制系统，机架1上设置有换卷轴2，换卷轴2上固定套装有换卷架3，
换卷架3的一端设置有第一放卷轴41，换卷架3的另一端设置有第二放卷轴42，第一放卷轴
41和第二放卷轴42的轴心线呈180°对称，换卷架3大致呈十字架形，换卷架3具有四个伸出
端，四个伸出端顺时针依次安装有：第一放卷轴41、第一过渡辊43、第二放卷轴42和第二过
渡辊44，第一过渡辊43和第二过渡辊44呈180°相对称。机架1上还设置有接膜机构，接膜机
构包括切刀51和对射开关52，机架1上还安装有侧支架6，侧支架6位于换卷轴2的下方，侧支
架6上安装有电位器71和第一光电开关81，电位器71的输出轴上固定套装有小齿轮72，换卷
轴2的一端还固定套设有大齿轮73，大齿轮73和小齿轮72相啮合，换卷轴2的一端还环设有
第一环形抱箍82，第一环形抱箍82的外圈设置有第一凸起821和第二凸起822，第一凸起821
和第二凸起822呈180°对称，第一光电开关81和第一环形抱箍82相对齐，对射开关52、电位
器71和第一光电开关81均和PLC控制系统电连接。
第一环形抱箍82在换卷轴2上的周向位置可调节设置。通过紧固螺丝将第一环形
抱箍82固定安装在换卷轴2上，如果需要调整角度，只需松开紧固螺丝。
侧支架6上还安装有第二光电开关91，换卷轴2的一端还环设有第二环形抱箍92，
第二环形抱箍92的外圈设置有第三凸起921和第四凸起922，第三凸起921和第四凸起922呈
180°对称，第二光电开关91和第二环形抱箍92相对齐，第三凸起921和第一凸起821相互错
开设置，第二光电开关91和PLC控制系统电连接。
第二环形抱箍92在换卷轴2上的周向位置可调节设置。通过紧固螺丝将第二环形
抱箍92固定安装在换卷轴2上，如果需要调整角度，只需松开紧固螺丝。
一种触感膜涂布机放卷系统换卷自计算定位机构的换卷方法，待放卷的合格卷材
直径为d0-dx，d0＜dx，具有如下步骤：
1)设定换卷轴2转动时，第一放卷轴41轴心经过的弧长L0所对的圆心角为α，α为固
定位置不变(即图2中所示的大概位置，角α位于图1中机器停止工作时，第一过渡辊43和第
二放卷轴42之间)，且为锐角，第一放卷轴41轴心先经过的α角的边长为a，边长a对应dx，后
经过的α角的边长为b，边长b对应d0；通过上述对应关系能够在PLC控制系统事先计算好位
置关系；
2)调整第一环形抱箍82的周向安装位置，使得第一凸起821和边长a的位置对应
(即第一凸起821转到边长a的位置时，第一放卷轴41的轴心也到达边长a的位置上)，且此时
第一凸起821和第一光电开关81对齐，调整第二环形抱箍92的周向安装位置，使得第三凸起
921和边长b的位置对应，且第三凸起921和第二光电开关91对齐；
3)如图2中状态所示，第一放卷轴41上设置有合格的待放卷的卷材，第二放卷轴42
上为将要放完的卷材，接膜机构位于第二放卷轴42的下方，换卷轴2顺时针转动，当第一放
卷轴41轴心转动到边长a的位置时，第一凸起821和第一光电开关81对齐，第一光电开关81
发出信号给对射开关52，使得对射开关52上升h1(对射开关52上升后还是和转动到边长a的
位置的第一放卷轴41上的卷材有一定距离的)，此时换卷轴2继续转动弧长L1(通过大齿轮
73和小齿轮72啮合转动的角度传送给电位器计算获得L1)后，第一放卷轴41上的卷材能够
与对射开关52端部接触或者相切，此时，换卷轴2停止转动，切刀51进行切膜，且进行接膜，
同时PLC控制系统根据L1(卷材直径越大L1越小，卷材直径越小L1越大)的转动过程计算出
第一放卷轴41上卷材的直径d1，然后对射开关52下降h1(对射开关52归位)，
4)电位器71根据直径d1以及第一放卷轴41的转速控制第一放卷轴41的放卷时间
t1(电位器71根据直径d1以及第一放卷轴41的转速能够根据事先录入的计算关系算出大概
多久卷材能放卷完，因此，不同直径的卷材t1也不同，且t1小于卷材完全放完的时间，因为
需要提前接膜，但是又要保证材料不浪费，因此t1通过PLC系统精确的计算获得)，t1时间内
将第二放卷轴42上换上新的待放卷的卷材，
5)t1时间后，电位器71发射信号给换卷轴2，使得换卷轴2转动，当第二放卷轴42轴
心转动到边长a的位置时，第二凸起822和第一光电开关81对齐，第一光电开关81发出信号
给对射开关52，使得对射开关52上升h1，此时换卷轴2继续转动弧长L2后能够与对射开关52
端部相切，此时，换卷轴2停止转动，切刀51进行切膜(切刀51由第一气缸53控制上下进行切
膜)，且进行接膜(接膜由第二气缸54控制将膜压紧接好)，同时PLC控制系统根据L2的转动
过程计算出第一放卷轴41上卷材的直径d2，对射开关52下降h1(步骤5和步骤3类似)，
6)电位器71根据直径d2以及第二放卷轴42的转速控制第二放卷轴42的放卷时间
t2，t2时间内将第一放卷轴41上再换上新的待放卷的卷材，由此类推上述放卷步骤(步骤6
和步骤5类似)。
当待放卷的卷材直径小于d0时，待放卷的卷材为不合格卷材，当第一放卷轴41/第
二放卷轴42运动到边长为b时，在步骤3)或步骤5)中待放卷的卷材仍然不和对射开关52接
触，则第二光电开关91开始工作，第三凸起921/第四凸起922和第二光电开关91对齐时，第
二光电开关91发出信号，停止换卷轴2转动，更换不合格卷材。
比如，当待放卷的卷材直径小于d0时，待放卷的卷材为不合格卷材，此时当第一放
卷轴41运动到边长为b时，在步骤3)中待放卷的卷材仍然不和对射开关52(对射开关已上升
h1)接触，则PLC开始控制第二光电开关91工作，第三凸起921和第二光电开关91对齐时，第
二光电开关91发出信号，停止换卷轴2转动，更换不合格卷材。
本发明在换卷时卷材是否合格完全可以通过触感膜涂布机放卷系统换卷自计算
定位机构去检测，无需人工检测。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完
全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术
性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。