一种数控大型全功能胶辊缠绕覆面机的制作方法

1.本实用新型涉及胶辊覆胶技术领域，尤其是一种数控大型全功能胶辊缠绕覆面机。


背景技术：

2.伴随着科学技术的日新月异，胶辊的应用领域越来越广泛，其需求量也在与日俱增，随着人工成本的不断提高，对胶辊成型设备能够对胶辊进行高效率、均匀整齐的平覆胶、斜覆胶和端面覆胶的全功能机械化包覆以及最大限度的节省原材料的呼声越来越高，在专利号为(201410038604.5)的专利中公开了一种大型全功能胶辊缠绕覆面机，该缠绕覆面机只能包单侧端面，包另一侧时需要调整胶辊方向，也只具有简单的包胶厚度测量装置，无法完成胶条、覆胶厚度的实时测量、闭环控制和调整，且该专利不具有包覆完成后的打带功能，另外温控系统无法对各温控点实现独立调控。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术存在的不足，本实用新型公开了一种数控大型全功能胶辊缠绕覆面机，实现了对直径在∮50mm到∮1500mm范围内的胶辊进行数控加工的大型全功能胶辊缠绕覆面机。
4.本实用新型通过以下技术方案得以实现：
5.本实用新型为一种数控大型全功能胶辊缠绕覆面机，包括工件旋转伺服结构、伺服行走机构、缠绕覆胶机构、冷喂料挤出机和四段智能温控单元；所述的工件旋转伺服结构用于安装并驱动工件做旋转运动，所述的伺服行走机构可沿着工件的轴线方向做直线往复运动，所述的缠绕覆胶机构、冷喂料挤出机和智能温控单元均安装在所述伺服行走机构上，所述的缠绕覆胶机构在驱动装置的驱动下沿与工件轴线垂直的方向完成接近或远离工件的进给运动，进而完成对辊芯的平覆胶、斜覆胶和端面覆胶。所述的冷喂料挤出机依靠螺杆旋转产生的压力和剪切力使胶料得到充分的塑化和混合，并通过口型成型，所述四段智能温控单元以水做介质，采用电加热，冷却采用工业制冷，分别调控机头、机筒、螺杆与喂料口的温度，可以根据胶种、硬度等实现每一段温度的独立调控，满足胶条成型工艺对温度的不同要求。
6.作为进一步的技术方案，所述的缠绕覆胶机构包括机架、移动滑板、覆胶厚度测量装置、齿轮箱、平/斜/端包一体覆胶结构和控制箱；所述移动滑板固定在机架顶部，可沿着垂直于辊芯轴线的方向移动；在所述移动滑板上安装有齿轮箱，所述的齿轮箱驱动平/斜/端包一体覆胶结构；所述覆胶厚度测量装置安装在移动滑板端部；所述调速装置、张力打带装置和胶条测温装置均安装在机架上。
7.作为进一步的技术方案，所述覆胶厚度测量装置安装在移动滑板上端，包括一对移动气缸和激光测量仪，通过调整两个气缸的位置完成包胶前、包胶后和覆胶过程的测量。
8.作为进一步的技术方案，所述齿轮箱由包括一对锥形齿轮，由刹车电机进行驱动，
以带动安装在所述齿轮箱输出轴上的平/斜/端包一体结构旋转，从而完成平覆胶、斜覆胶和端面覆胶。
9.作为进一步的技术方案，还包括纠偏结构，所述纠偏结构安装在刹车电机防护箱下端，可随滑板移动的同时也可由自锁气缸驱动移动，用于调整胶条的位置以完成斜包和端包功能。
10.作为进一步的技术方案，还包括调速装置，所述的调速装置安装在机架上，所述调速装置与编码器连接，感应胶条输送速度进而调整挤出机的挤出速度。
11.作为进一步的技术方案，还包括张力打带装置，张力打带装置安装在机架上，所述张力打带装置通过压力传感器感应绑带涨紧力。
12.作为进一步的技术方案，还包括胶条测量装置，所述胶条测量装置安装在纠偏异形板上，包括激光测量仪和一对中心距等于导轮直径的导胶轮组，通过测量与激光束方向相垂直的胶条测得胶条厚度。
13.作为进一步的技术方案，还包括测温装置，所述测温装置通过安装板安装在机架后侧，实时测量从所述冷喂料挤出机挤出的胶条温度。
14.作为进一步的技术方案，所述四段智能温控单元包括四段可独立控制温度的加热系统和冷却系统以及压力控制装置和温度控制装置。
15.本实用新型的工作原理是：混炼好的橡胶经过冷喂料挤出机成型为具有一定温度、宽度和厚度的胶条，且在成型过程中胶条的温度可通过四段智能温控单元进行分段控制，从挤出机挤出的胶条经过测温装置进行测温，以保证胶条温度在适合温度范围内，避免温度过高造成胶烧，然后胶条经过导胶轮组和调速轮组进入纠偏结构，调速装置用于感应胶条输送速度进而调整挤出机的挤出速度，纠偏装置用于调整胶条的位置以便完成斜覆胶和端面覆胶，经过纠偏结构的胶条再经过胶条测厚装置进入平、斜、端面一体覆胶结构，由覆胶结构将胶条挤压并缠绕在由工件旋转伺服结构驱动的工件上，平覆胶时，自锁气缸推动平、斜、端面一体覆胶结构的压胶轮平行于辊芯轴线做往复运动；斜覆胶时，自锁气缸推动覆胶结构移动的同时，根据胶条的宽度以及作业中的实际覆胶厚度，由刹车电机带动一对伞齿轮转动使得压胶轮相对于辊芯的轴线自动旋转一定的角度进行覆胶；端面覆胶时，刹车电机驱动覆胶结构旋转，使得压胶轮旋转到与辊芯轴线相垂直的端面位置，然后通过滚珠丝杠带动滑板沿着辊芯的端面做径向运动，从而完成端面覆胶。在覆胶过程中，伺服行走机构沿着工件轴线方向进行移动，使胶条均匀缠绕在胶辊表面，胶条厚度检测装置对实际胶条厚度进行实时测量，包胶厚度检测装置通过调整两个气缸的位置对覆胶前、覆胶后和覆胶起始点进行实时测量和监控，将检测到的厚度和设定理论厚度进行对比，通过调整伺服电机的转速使包胶厚度一致，达到闭环控制的目的。覆胶完成后，再由张力打带装置对包胶后的胶辊进行可控绑带，进而提高胶辊硫化质量。
16.本实用新型的有益效果是：本实用新型为一种数控大型全功能胶辊缠绕覆面机，同时具备平覆胶、斜覆胶和端面覆胶的全功能机械化包覆功能，减轻了劳动强度的同时提高了生产效率，胶条和覆胶厚度实时测量装置可实时监控并闭环调控覆胶厚度，使包胶厚度均匀一致的同时最大限度的节约了原材料，四段智能温控单元分别对冷喂料挤出机的各送料段进行温度的独立调控，可以根据不同胶种和硬度设置不同的温度，满足不同客户的要求，测温装置实时监控挤出的胶条温度，以保证该胶种的温度在适合温度范围内，避免温
度过高造成烧焦，覆胶完成后，张力打带装置对包胶后的胶辊进行可控绑带，进而提高胶辊硫化质量，从而完成整个辊芯的覆胶作业。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1是本实用新型的结构示意图；
19.图2是斜包示意图；
20.图3是端包示意图；
21.图4是齿轮箱剖视图；
22.图5是平斜端一体覆胶结构；
23.图6是胶条测厚结构；
24.图7是张力打带结构；
25.图8是四段智能温控单元流程图；
26.图中：1.伺服行走机构，2.冷喂料挤出机，3.四段智能温控单元，4.电控箱，5.缠绕覆胶机构，5-1.电控箱，5-2.覆胶厚度测量装置，5-2-1.直线导轨，5-2-2.超薄气缸，5-2-3.双杆气缸，5-2-4.小减速机，5-2-5.激光测量仪，5-3.齿轮箱，5-3-1.编码器，5-3-2.上法兰，5-3-3.箱体，5-3-4.从动齿轮，5-3-5.连接套，5-3-6.主动齿轮，5-3-7.连接块，5-3-8.旋转轴，5-4.平/斜/端包一体覆胶结构，5-4-1.压胶轮组，5-4-2.缠绕版，5-4-3.双向气缸，5-4-4.导轮，5-5.胶条测厚装置，5-5-1.支架，5-5-2.激光测量仪，5-5-3.连接架，5-5-4.导胶轮，5-6.纠偏装置，5-7.自锁气缸，5-8.调速装置，5-9.机架，5-10.张力打带装置，5-10-1.打包带示意，5-10-2.压盖，5-10-3.转轴，5-10-4.套筒，5-10-5.制动器，5-11.测温装置，5-12.滚珠丝杠，5-13.滑板，6.工件旋转伺服结构，6-1.辊芯6-2.尾座，6-3.床头，6-4.床身，
具体实施方式
27.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
28.正如背景技术部分所描述的，现有技术中存在不足，本技术为了解决现有技术中存在的技术问题，本实用新型公开了一种数控大型全功能胶辊缠绕覆面机。
29.实施例1
30.如图1所示，本实用新型公开的数控大型全功能胶辊缠绕覆面机，包括伺服行走机构1、冷喂料挤出机2、四段智能温控单元3、电控柜4、缠绕覆胶机构5和工件旋转伺服结构6，伺服行走机构1在伺服电机的驱动下，以圆形直线导轨为导向，沿与辊芯6-1的轴线相平行
的方向做往复运动；冷喂料挤出机2、四段智能温控单元3、电控柜4和缠绕覆胶机构5均安装在所述伺服行走机构1上并随之一起移动。
31.进一步的，上述的工件旋转伺服结构6包括辊芯6-1、尾座6-2、床头6-3和床身6-4，所述床头6-3固定在床身6-4上，所述尾座6-2和床身6-4的连接方式为一平一v,尾座6-2在驱动电机的作用下可沿v形槽做往复运动，进而满足不同长度辊芯6-1的加工需求；所述床头6-3采用铸造一体床头箱和加强型主轴结构，主轴一端装有夹持工件的卡盘，另一端装有伺服驱动结构，用于驱动辊芯6-1的旋转并实现无级调速。
32.进一步的，本实施例中，四段智能温控单元3以水做介质，加热采用电加热，冷却采用工业制冷，分别独立调控所述冷喂料挤出机2的机头、机筒、螺杆与喂料口的温度，满足不同胶条成型工艺对温度的不同要求。
33.进一步的，如图2所示，所述缠绕覆胶机构5包括电控箱5-1、覆胶厚度测量装置5-2、齿轮箱5-3、平/斜/端包一体覆胶结构5-4、胶条测厚装置5-5、纠偏装置5-6、自锁气缸5-7、调速装置5-8、机架5-9、张力打带装置5-10、测温装置5-11、滚珠丝杠5-12和滑板5-13；
34.所述调速装置5-8、张力打带装置5-10和测温装置5-11均安装在机架5-9上，所述机架5-9通过螺钉固定在伺服行走机构1上，所述调速装置5-8与编码器连接，可感应胶条输送速度进而调整挤出机2的挤出速度；所述测温装置5-11通过固定支架固定在机架5-9上，测温装置5-11对挤出机2挤出成型的胶条进行测温，以保证所出胶条温度在适合温度范围内，避免温度过高造成胶烧；张力打带装置5-10用于涨紧胶条。
35.进一步的，滑板5-13通过直线导轨与机架5-9相连，滑板5-13在伺服电机的驱动下，通过滚珠丝杠5-12进行传动，从而完成沿垂直与辊芯6-1轴线的方向的进给运动；本实施例中滑板5-13的作用主要是为了驱动齿轮箱5-3滑动，进而带动平/斜/端包一体覆胶结构5-4滑动；同时在齿轮箱上还安装有胶条测厚装置5-5和纠偏装置5-6；因此，在滑板滑动时，可以带着胶条测厚装置5-5和纠偏装置5-6一起滑动。
36.进一步的，所述平/斜/端包一体覆胶结构5-4安装在齿轮箱5-3的旋转轴上，由刹车电机驱动齿轮箱5-3的一对伞齿轮转动一定角度，进而完成对工件的平覆胶、斜覆胶和端面覆胶的功能；所述齿轮箱5-3又由自锁气缸5-7驱动完成平覆胶和斜覆胶时将胶条压紧并缠绕在辊芯6-1上。
37.进一步的，胶条测厚装置5-5和纠偏装置5-6安装在齿轮箱5-3下端，胶条测厚装置5-5用于对胶条厚度进行实时测量；纠偏装置5-6用于斜覆胶和端面覆胶时调整胶条在压胶轮的位置。
38.进一步的，覆胶厚度测量装置5-2安装在机架5-9顶端，包括一对移动气缸和一个激光测量仪，通过调整两个气缸的位置完成包胶前、包胶后和覆胶过程的测量；
39.进一步的，本实施例中的控制箱5-1通过螺钉固定在滑板5-13顶端，包括控制系统、工业专用一体工控机和通讯模块，用于整个覆胶过程的闭环控制和操作，也为智能制造和互联互通提供基础平台；当然不难理解的，控制箱5-1还可以设置在其他位置，具体根据实际需要进行设置。
40.具体而言，如图2所示，所述覆胶厚度测量装置5-2包括直线导轨5-2-1、超薄气缸5-2-2、双杆气缸5-2-3、小减速机5-2-4和激光测量仪5-2-5，所述直线导轨5-2-1用螺钉固定在所述滑板5-13上，所述超薄气缸5-2-2推动安装在直线滑块上的连接板移动进而推动
固定在连接板上的双杆气缸5-2-3移动，所述小减速机5-2-4和激光测量仪5-2-5安装在所述双杆气缸5-2-3前端，所述激光测量仪5-2-5可通过旋转小减速机5-2-4完成测量角度的变换，通过调整所述超薄气缸5-2-2和双杆气缸5-2-3的位置可完成对包胶前、包胶中和包胶后的测量，更具体地，斜覆胶时，首先在控制箱5-1的工控机上输入需要包胶的厚度，当激光测量仪5-2-5的测量点达到辊芯6-1上以后清零，即界面显示的检测厚度为零，开始包胶时，覆胶厚度检测点在包胶轮中间位置，当测到厚度达到设定厚度后伺服行走机构1的伺服电机开始按照设定速度转动，测厚装置实时监控覆胶厚度并与理论厚度进行比较，当测量厚度大于设定数值时系统通过计算控制伺服电机加速，当测量数值小于设定数值时系统通过计算使伺服电机减速，从而使包胶厚度均匀、一致，达到闭环控制的目的。
41.如图3、图4和图5所示，齿轮箱包括编码器5-3-1、上法兰5-3-2、箱体5-3-3、从动齿轮5-3-4、连接套5-3-5、主动齿轮5-3-6、连接块5-3-7和旋转轴5-3-8，所述编码器5-3-1锁定在旋转轴5-3-8上端，用来控制旋转轴5-3-8的旋转角度；所述连接块5-3-7锁定在旋转轴5-3-8的下端，用于固定所述平/斜/端包一体覆胶结构5-4并在刹车电机的驱动下下带动其旋转；端包时，刹车电机驱动主动齿轮5-3-6和从动齿轮5-3-4运动，进而使所述平/斜/端包一体覆胶结构5-4的压胶轮组5-4-1旋转到与辊芯轴线相垂直的位置，通过气缸5-4-3将胶条压紧在端面上，然后通过沿着辊芯的端面做径向运动，从而完成端面覆胶，包另一端面时，双向气缸5-4-3通过另一侧的压胶轮压紧胶条，从而在不调换工件的情况下保证两端端面的完整覆胶。
42.如图6、图7所示，胶条测厚装置5-5包括支架5-5-1、激光测量仪5-5-2、连接架5-5-3和一对中心距等于导轮直径的导胶轮5-5-4，以保证测得的胶条厚度为胶条截面的厚度；所述张力打带装置5-10通过压盖5-10-2固定在机架5-9上，转轴5-10-3一端装有打包带，一端装有制动器5-10-5，打包带的输送轮上装有一对压力传感器用于感应绑带涨紧力，通过制动器5-10-5来调整绑紧力以完成对包胶后的胶辊进行可控绑带，进而提高胶辊的硫化质量。
43.如图8所示，本实施例提出的四段智能温控单元3包括加热系统和制冷系统，加热系统包括热水箱a和热水循环泵，由所述热水箱a加热的热水经热水管通过热水循环泵进入板式换热器b，然后将从板式换热器b出来的水连接到所述冷喂料挤出机2的各分段温控点，进而完成各段温度的独立控制，冷却系统包括冷水箱c、制冷压缩机、冷凝器和冷水循环泵，所述的冷水箱c的水通过冷却水循环泵和电磁阀进入板式换热器b进行热交换，然后在回到冷水箱c，冷水箱c同时为整个系统进行补水，以保证整个系统水压的平衡。
44.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。