CN102092106B - 胶料混炼输送装置及其控制系统和方法 - Google Patents

胶料混炼输送装置及其控制系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明所述胶料混炼输送装置及其控制系统和方法，在多台并联开炼机上方配备多组串联的输送带，基于跟踪多台开炼机混炼工艺和排胶剩余时间，形成投料队列以定点控制后续车次的胶料投入到指定的开炼机中。通过一条多组串联的输送带完成向多台并联开炼机中投入胶料的操作，提高一次法混炼工艺的自动化程度，提高胶料混炼生产效率和混炼胶品质。胶料混炼输送装置设置在混炼生产线的至少2台并联连接开炼机的上方，主要包括有至少2组串联连接的输送带，在每一组输送带中包括有通过转轴连接的水平输送带和摆动输送带；在水平输送带的端部设置有用于驱动输送带运行的驱动电机；在摆动输送带的两侧部分别设置有摆转气缸。

Description

胶料混炼输送装置及其控制系统和方法
技术领域
本发明是一种制造橡胶轮胎的胶料混炼输送装置及其控制系统和方法，属于橡胶机械和自动化控制领域。
背景技术
随着橡胶轮胎制造技术的不断创新，针对多种胶料配方采用高效率、高品质的混炼方法能够有效地提高轮胎生产质量和使用安全性。
现有国内、外轮胎生产企业所采取的混炼方法主要以多段式混炼为主，该方法的炼胶工艺(如后附图1所示)和配置设备主要是，母胶胶料在密炼机上辅机中进行多段式混炼，通过循环式输送带将胶料反复多次地投入到上辅机中。密炼机下辅机配置1台螺杆挤出机或2台以上开炼机进行补充混炼，对应每台开炼机还需配置多条输送带。
此类传统多段式混炼方法的缺点是，胶料在较高多段工序中进行反复混炼，较易于降低混炼胶的品质，特别是终炼胶均匀性较差，从而直接导致橡胶轮胎胶料生产的效率较低、整体密炼设备的投资较高。
又如以下在先申请专利，申请号200610171068.1，名称辅机并联式一段法炼胶工艺，其方案是仅采用一台密炼机，胶料经过一次升温混炼和压片冷却的过程。下辅机配备至少4台开炼机，除了第一台开炼机接胶降温和最后一台开炼机出片外，剩余的开炼机是并联关系作为加硫混炼用，在补充混炼结束后胶料通过最后一台开炼机压片送到胶片冷却装置上进行冷却，从而完成整个炼胶过程。
上述在先申请专利，虽然克服了现有多段式混炼方法中高温排胶的工艺缺陷，但是还是要为多台开炼机配备并联结构的输送带，不仅占用较大的设备安装空间，而且设备成本较高、自动化控制程度低，从而影响到混炼胶工艺的实施和设备检修。
发明内容
本发明所述的胶料混炼输送装置及其控制系统和方法，在于解决上述问题而在多台并联开炼机上方配备多组串联的输送带，基于跟踪多台开炼机混炼工艺和排胶剩余时间，形成投料队列以定点控制后续车次的胶料投入到指定的开炼机中。
本发明的目的是，通过一条多组串联的输送带完成向多台并联开炼机中投入胶料的操作，提高一次法混炼工艺的自动化程度，提高胶料混炼生产效率和混炼胶品质。
发明目的还在于，减化整机输送装置和降低设备成本，减小设备检修的劳动负荷。
为实现上述发明目的，所述胶料混炼输送装置设置在混炼生产线的至少2台并联连接开炼机的上方，主要包括有：
至少2组串联连接的输送带，以及，
在每一台开炼机上部连接有用于投入胶料的喂料机。
与现有技术的区别之处在于，
在每一组输送带中包括有通过转轴连接的水平输送带和摆动输送带；
在水平输送带的端部设置有用于驱动输送带运行的驱动电机；
在摆动输送带的两侧部分别设置有摆转气缸。
基于上述主体方案，多组串联后的输送带可以同时为全部开炼机输送需要进行混炼的胶料。
至于如何向指定的开炼机投入胶料，则通过控制特定的摆动输送带来实现操作。具体地，最后一台开炼机除外，当需向一台开炼机投入胶料时，将这台开炼机后续工位的摆动输送带沿垂向向上摆转，即通过摆转气缸将摆动输送带的侧端向上拉起，即可经由前续工位的输送带将胶料向开炼机投入。
为进一步提高控制向开炼机投入胶料的自动化程度，可采取如下改进方案：
在每一组输送带的水平输送带端部下方，设置有一个用于感知胶料输送的光电传感器。
通过上述光电传感器，可以感知到是否已经开始向开炼机投入胶料、以及是否完成投料，由此可以自动控制开炼机上方喂料机的开启或关闭状态。
基于上述胶料混炼输送装置的改进方案，本发明实现了一种新的完成胶料混炼输送的控制系统。
该控制系统，由混炼生产线的控制中心与开炼机控制端之间的数据通讯来获得开炼机进行胶料混炼的状态信息，以通过输送带控制端控制输送带向开炼机输送胶料。与现有技术的区别之处在于，
所述的开炼机控制端包括有，
控制器，基于从控制中心接收的控制信号来控制开炼机进行胶料混炼、以及向控制中心传送向开炼机输送胶料的请求；
喂料设备，用于控制喂料机的开启或关闭状态，以向开炼机投入经由输送带输送来的胶料；
测量设备，用于跟踪开炼机的胶料混炼工艺以向控制器传送等待向开炼机投入下一车混炼胶料的反馈信号
所述的输送带控制端包括有，
PLC模块，基于从控制中心接收的控制信号来控制输送带向开炼机输送胶料；
至少2个执行设备，用于分别控制每一组输送带中的摆转气缸，以驱动摆动输送带将胶料投入到指定的开炼机中；
输送设备，用于控制输送带的运行状态以将胶料沿水平方向输送；
所述的控制中心包括有，
运算器，基于从开炼机控制端传送来的反馈信息，依据胶料混炼工艺来计算形成向多台开炼机中投入胶料的前后顺序和时间；
PLC模块，基于运算器得出的投料队列控制输送带控制端按顺序向指定的开炼机中投入胶料。
为提高控制摆动输送带沿垂向向上摆转的灵活性和稳定性，所述的执行设备包括有并联2个摆转气缸的二位五通电磁阀。
为进一步优化控制每一台开炼机投入胶料的自动化程度，所述开炼机控制端包括有至少2个传感设备，用于分别接收每一组输送带中光电传感器的反馈信号，以控制喂料机的开启或关闭状态。
基于上述胶料混炼输送装置及其控制系统的改进方案，本发明还实现了一种胶料混炼输送的控制方法。具体地，
该控制方法是基于跟踪在至少2台开炼机中进行胶料混炼的工艺和排胶剩余时间，通过控制中心计算形成投入胶料的前后顺序和时间，驱动对应的摆动输送带以按照投料队列，将后续车次的胶料顺序地投入到指定的开炼机中。
可以选择实施下述控制方法的具体操作步骤：
第一步骤，跟踪多台开炼机的胶料混炼工艺和排胶剩余时间向控制中心发送等待投入下一车胶料的信号；
第二步骤，由控制中心计算形成包括向多台开炼机中投入胶料前后顺序和时间的投料队列；
第三步骤，向输送带控制端发送投料队列；
第四步骤，通过输送带沿水平方向输送胶料；
第五步骤，指定需投入胶料的开炼机，控制并驱动位于该开炼机后续工位的摆动输送带沿垂向向上摆转以完成胶料投入。
进一步的改进措施可以是，基于光电传感器感知向指定开炼机中投入胶料的过程信息。
当胶料经由输送带到达喂料机上方时，控制喂料机开启以接收胶料；
当胶料全部投入后，控制喂料机关闭。
较为优选的排列方式是，基于从开炼机控制端传送来的多台开炼机等待投入下一车混炼胶料的信息，在投料队列中按完成上一车胶料混炼的时间顺序来指定开炼机。
综上所述，本发明胶料混炼输送装置及其控制系统和方法具有如下优点和有益效果：
1、采用多组串联的输送带，能够综合地依据多台开炼机排胶剩余时间，实现投料队列的优选指定，从而采用较高的效率和最经济的投料顺序，等待周期最短，最大限度地提高一次法混炼工艺的自动化程度；
2、有利于进一步提高混炼胶品质，从而保证轮胎胶料的生产质量；
3、胶料输送无需人工干预，有效地降低生产和设备成本，设备检修方便快捷。
附图说明
现结合附图对本发明做进一步的说明；
图1是应用本发明的一次法混炼胶料生产设备配置和工艺流程图；
图2是所述胶料混炼输送装置的结构示意图；
图3是所述胶料混炼输送的控制系统示意图；
图4是所述摆转气缸连接二位五通电磁阀的示意图；
图2中箭头指示的是胶料输送和投料方向；
如图1至图4所示，开炼机10，喂料机11；
输送带20，转轴21，水平输送带22，摆动输送带23，驱动电机24，摆转气缸25，光电传感器26，二位五通电磁阀27；
控制中心100，PLC模块110，运算器120，存储器130；
开炼机控制端200，控制器210，传感设备220，喂料设备230，测量设备240；
输送带控制端300，PLC模块310，执行设备320，输送设备330。
具体实施方式
实施例1，如图1和图2所示，应用本实施例所述胶料混炼输送装置及其控制系统和方法的一次法混炼胶料生产线，主要包括有：
仅设置一台用于低温混炼和排料的密炼机，在密炼机下方依次连接有，
一台用于接胶降温和混炼的1#开炼机，
6台并联连接、用于补充低温混炼和加硫混炼的2#至7#开炼机，
一台连接后续胶片冷却生产线的8#开炼机，
胶料在密炼机中投胶混炼，达到工艺要求温度后被排到1#开炼机进行捣胶降温，再经由本实施例所述的胶料混炼输送装置，胶料被依次地投入到2#至7#开炼机中进行低温补充混炼，补充混炼后的胶料被输送至8#开炼机进行下片处理。
如图2至图4所示，所述的胶料混炼输送装置设置在2#至7#并联开炼机10的上方，包括有5组串联连接的输送带20。
在每一台开炼机10上部还连接有用于投入胶料的喂料机11。
在每一组输送带20中包括有通过转轴21连接的水平输送带22、摆动输送带23。其中，
在水平输送带22的端部设置有用于驱动输送带运行的驱动电机24，在摆动输送带23的两侧部分别设置有摆转气缸25。
在每一组输送带20的水平输送带22端部下方，设置有一个用于感知胶料输送的光电传感器26。
所述胶料混炼输送的控制系统，由混炼生产线的控制中心100与开炼机控制端200之间的数据通讯来获得开炼机10进行胶料混炼的状态信息，以通过输送带控制端300控制输送带20向开炼机(10)输送胶料，其主要包括有：
在控制中心100中具有，
PLC模块110，基于运算器120得出的投料队列控制输送带控制端300按顺序向指定的开炼机10中投入胶料；
运算器120，基于从开炼机控制端200传送来的反馈信息，依据胶料混炼工艺来计算形成向多台开炼机10中投入胶料的前后顺序和时间；
存储器130，用于存储一次法混炼工艺、从开炼机控制端200传送来的测量数据信息、以及向输送带控制端300发送的投料队列信息。
在开炼机控制端200中具有，
控制器210，基于从控制中心100接收的控制信号来控制开炼机10进行胶料混炼、以及向控制中心100传送向开炼机10输送胶料的请求；
5个传感设备220，用于分别接收每一组输送带20中光电传感器26的反馈信号，以控制喂料机11的开启或关闭状态；
喂料设备230，用于控制喂料机11的开启或关闭状态，以向开炼机10投入经由输送带20输送来的胶料；
测量设备240，用于跟踪开炼机10的胶料混炼工艺以向控制器210传送等待向开炼机10投入下一车混炼胶料的反馈信号。
在输送带控制端300中具有，
PLC模块310，基于从控制中心100接收的控制信号来控制输送带20向开炼机10输送胶料；
5个执行设备320，用于分别控制每一组输送带20中的摆转气缸25，以驱动摆动输送带23将胶料投入到指定的开炼机10中；
输送设备330，用于控制输送带20的运行状态以将胶料沿水平方向输送。
如图4所示，每1个所述的执行设备320，包括有并联2个摆转气缸25的二位五通电磁阀27。其中，
在基于PLC模块310的控制信号，当控制EM2上电时，二位五通电磁阀27的阀芯被吸至EM1端，此时从1号位至2号位方向进气，从4号位至5号位方向出气；
即实现从2个摆转气缸25中排出空气，此时摆转输送带23的端部在两侧摆转气缸25的拉动下，以转轴21为中心沿垂向向上摆转一定的角度。
胶料沿输送带20向前输送时，在上一工位水平输送带22与已经摆转一定角度的摆转输送带23之间落下，从而胶料被投入到指定的下方开炼机10中。
在胶料从水平输送带22端部落下时触发光电传感器26，光电传感器26感知到向其下方的指定开炼机10中投入胶料的动作，此时开炼机控制端200中的喂料设备230控制喂料机11开启，胶料经由喂料机11进入到开炼机10中；
当胶料全部地投入到开炼机10中以后，光电传感器26的光电信号再次被触发，从而感知到投料完毕，此时开炼机控制端200中的喂料设备230控制喂料机11关闭，继续在开炼机10中进行后续的低温混炼。
如图1至图4所示，本实施例所述胶料混炼输送的控制方法，是基于跟踪在6台开炼机10中进行胶料混炼的工艺和排胶剩余时间，通过控制中心100计算形成投入胶料的前后顺序和时间，驱动对应的摆动输送带23以按照投料队列，将后续车次的胶料顺序地投入到指定的开炼机10中。
所述控制方法包括以下实现步骤：
第一步骤，跟踪多台开炼机10的胶料混炼工艺和排胶剩余时间向控制中心100发送等待投入下一车胶料的信号；
第二步骤，由控制中心100计算形成包括向多台开炼机10中投入胶料前后顺序和时间的投料队列；
第三步骤，向输送带控制端300发送投料队列；
第四步骤，通过输送带20沿水平方向输送胶料；
第五步骤，指定需投入胶料的开炼机10，控制并驱动位于该开炼机10后续工位的摆动输送带23沿垂向向上摆转以完成胶料投入。
在实施第五步骤的过程中，是基于光电传感器26来感知向指定开炼机10中投入胶料的过程信息。
当胶料经由输送带20到达喂料机11上方时，即胶料从水平输送带22端部落下时触发光电传感器26，光电传感器26感知到向其下方的指定开炼机10中投入胶料的动作，此时开炼机控制端200中的喂料设备230控制喂料机11开启，胶料经由喂料机11进入到开炼机10中；
当胶料全部地投入到开炼机10中以后，光电传感器26的光电信号再次被触发，从而感知到投料完毕，此时开炼机控制端200中的喂料设备230控制喂料机11关闭，继续在开炼机10中进行后续的低温混炼。
结合上述方案内容，基于从开炼机控制端200传送来的多台开炼机10等待投入下一车混炼胶料的信息，在投料队列中按完成上一车胶料混炼的时间顺序来指定开炼机10。
例如，当3#至6#并联开炼机10分别向控制中心100反馈等待投入下一车混炼胶料的信息，3#开炼机10上一车胶料的排胶剩余时间为30秒，4#开炼机10上一车胶料的排胶剩余时间为40秒，5#开炼机10上一车胶料的排胶剩余时间为20秒，6#开炼机10上一车胶料的排胶剩余时间为25秒。
则控制中心100向开炼机控制端200发送的投料队列为，从5#开炼机10、6#开炼机10、3#开炼机10至4#开炼机10顺序地进行投料。

Claims (7)

1.一种胶料混炼输送的控制系统，包括有
胶料混炼输送装置，设置在混炼生产线的至少2台并联连接开炼机(10)的上方，包括有至少2组串联连接的输送带(20)，在每一组输送带(20)中包括有通过转轴(21)连接的水平输送带(22)、摆动输送带(23)；
在水平输送带(22)的端部设置有用于驱动输送带运行的驱动电机(24)；
在摆动输送带(23)的两侧部分别设置有摆转气缸(25)；
在每一组输送带(20)的水平输送带(22)端部下方，设置有一个用于感知胶料输送的光电传感器(26)；
在每一台开炼机(10)上部连接有用于投入胶料的喂料机(11)，由混炼生产线的控制中心(100)与开炼机控制端(200)之间的数据通讯来获得开炼机(10)进行胶料混炼的状态信息，以通过输送带控制端(300)控制输送带(20)向开炼机(10)输送胶料，其特征在于：
所述的开炼机控制端(200)包括有，
控制器(210)，基于从控制中心(100)接收的控制信号来控制开炼机(10)进行胶料混炼、以及向控制中心(100)传送向开炼机(10)输送胶料的请求；
喂料设备(230)，用于控制喂料机(11)的开启或关闭状态，以向开炼机
(10)投入经由输送带(20)输送来的胶料；
测量设备(240)，用于跟踪开炼机(10)的胶料混炼工艺以向控制器(210)传送等待向开炼机(10)投入下一车混炼胶料的反馈信号；
所述的输送带控制端(300)包括有，
PLC模块(310)基于从控制中心(100)接收的控制信号来控制输送带(20)向开炼机(10)输送胶料；
至少2个执行设备(320)，用于分别控制每一组输送带(20)中的摆转气缸(25)，以驱动摆动输送带(23)将胶料投入到指定的开炼机(10)中；
输送设备(330)，用于控制输送带(20)的运行状态以将胶料沿水平方向输送；
所述的控制中心(100)包括有，
运算器(120)，基于从开炼机控制端(200)传送来的反馈信息，依据胶料混炼工艺来计算形成向多台开炼机(10)中投入胶料的前后顺序和时间；
PLC模块(110)，基于运算器(120)得出的投料队列控制输送带控制端(300)按顺序向指定的开炼机(10)中投入胶料。
2.根据权利要求1所述的胶料混炼输送的控制系统，其特征在于：所述的执行设备(320)，包括有并联2个摆转气缸(25)的二位五通电磁阀(27)。
3.根据权利要求1或2所述的胶料混炼输送的控制系统，其特征在于：所述开炼机控制端(200)包括有至少2个传感设备(220)，用于分别接收每一组输送带(20)中光电传感器(26)的反馈信号，以控制喂料机(11)的开启或关闭状态。
4.一种权利要求1所述的胶料混炼输送控制系统的控制方法，其特征在于：基于跟踪在至少2台开炼机(10)中进行胶料混炼的工艺和排胶剩余时间，通过控制中心(100)计算形成投入胶料的前后顺序和时间，驱动对应的摆动输送带(23)以按照投料队列，将后续车次的胶料顺序地投入到指定的开炼机(10)中。
5.根据权利要求4所述的胶料混炼输送的控制方法，其特征在于：所述控制方法包括以下实现步骤，
第一步骤，跟踪多台开炼机(10)的胶料混炼工艺和排胶剩余时间向控制中心
(100)发送等待投入下一车胶料的信号；
第二步骤，由控制中心(100)计算形成包括向多台开炼机(10)中投入胶料前后顺序和时间的投料队列；
第三步骤，向输送带控制端(300)发送投料队列；
第四步骤，通过输送带(20)沿水平方向输送胶料；
第五步骤，指定需投入胶料的开炼机(10)，控制并驱动位于该开炼机(10)后续工位的摆动输送带(23)沿垂向向上摆转以完成胶料投入。
6.根据权利要求5所述的胶料混炼输送的控制方法，其特征在于：基于光电传感器(26)，感知向指定开炼机(10)中投入胶料的过程信息；
当胶料经由输送带(20)到达喂料机(11)上方时，控制喂料机(11)开启以接收胶料；
当胶料全部投入后，控制喂料机(11)关闭。
7.根据权利要求4、5或6所述的胶料混炼输送的控制方法，其特征在于：基于从开炼机控制端(200)传送来的多台开炼机(10)等待投入下一车混炼胶料的信息，在投料队列中按完成上一车胶料混炼的时间顺序来指定开炼机(10)。
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