CN104985727A - 一种液压硫化机自动调模的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压硫化机自动调模的控制方法，将硫化机设置为调模模式，设定并确认系统参数；利用测距传感器测量出到标准模具上侧板的高度H，测量出安装标准模具时加力油缸初始加压位置P，将H值、P值作为系统参考值；将标准模具更换为待调模的轮胎模具，检测待调模的轮胎模具上侧板到测距传感器的高度为H1，比较待调模的轮胎模具的H1值与标准模具H值，液压控制系统将控制加力油缸移动，液压控制系统将控制加力油缸移动直至满足设定条件，调模结束。采用自动调模方法以后，只需要人工操作调模按钮，就能完成调整模具高度过程，安全方便，并且有效的缩短了调模时间，提高了生产效率。

Description

一种液压硫化机自动调模的控制方法

技术领域

本发明涉及轮胎硫化机技术领域，具体涉及一种液压硫化机自动调模的控制方法。

背景技术

目前在轮胎厂，往往是使用一种规格型号的硫化机硫化多种规格的轮胎，而不同规格轮胎的直径和厚度尺寸有一定的差距，其使用的轮胎模具的外形尺寸也有一定的差距。因此就需要调节硫化机的相关部件的位置来满足轮胎模具外形尺寸的不同而带来的高度差。

目前其他厂家生产的硫化机的加力油缸行程较小，不能满足更换模具时模具高度的变化范围，大多数采用的调节方法是通过在轮胎模具上侧板处垫加或撤出等高垫板，来控制轮胎模具与硫化机的配合，完成轮胎的硫化。如，该硫化机中使用的轮胎模具高度最大为Y(其他模具的高度尺寸为X，X≤Y，设Y-X＝h)，则需要在模具上增加垫板，垫板的厚度为h。由于垫板为钢板，并且垫板数量较多，人工进行操作，安全性低，工作量大，增加了大量的硫化前期准备工作，这样就会增加轮胎的总体硫化时间，降低了生产效率。

因此，本申请提出了一种硫化机自动调节轮胎模具的方法，实现轮胎模具的自动调模。

发明内容

为解决现有技术存在的不足，本发明公开了一种液压硫化机自动调模的控制方法，本申请利用自动换模控制方法，可以减少换模时的大量人工工作量，提高更换轮胎模具时的安全性，提高设备的自动化程度和工作效率。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

一种液压硫化机自动调模的控制方法，包括以下步骤：

步骤一：将硫化机设置为调模模式，设定并确认系统参数；

步骤二：在设定并确认系统参数后，将装有激光测距传感器的机械臂旋转到指定测量位置并控制其旋转到位，旋转到位时进入步骤三，否则继续控制机械臂直至旋转到位；

步骤三：激光测距位移传感器自动测量出更换后的模具上侧板到激光测距位移传感器的高度H1，并将数据传送到控制器中，转入步骤四；

步骤四：控制器对设定参数H和检测到的H1的值进行比较，如果H1＝H，则更换后的模具是标准模具，加力油缸初始加压位置不需要进行调整，如果H1与H不相等，则更换模具后加力油缸的初始加压位置需要调整并转入步骤五；

步骤五：液压控制系统启动，液压控制系统根据H1与H之间的差值控制加力油缸向上移动或者向下移动，加力油缸的移动继而带动更换后的模具进行相应的移动直至达到设定位置，加力油缸初始加压位置到位以后，加力油缸升降动作停止，停止液压控制系统并转入步骤六；

步骤六：将装有激光测距传感器的机械臂归位，当归位到位后，调模结束。

所述步骤一中，系统参数具体为：安装标准模具时上侧板到激光测距传感器的高度H值和加力油缸初始加压位置P值。

所述步骤二中的机械臂也可以用摆杆替换。

所述步骤二及步骤六中，在控制机械臂旋转到位时，首先判断装有激光测距传感器的机械臂是否转到指定测量位置，在指定测量位置安装有检测开关，检测开关生效以后进入下一步，并且在触摸屏上会显示机械臂到位提示消息，如果触摸屏上没有提示消息，重新操作将机械臂归位的步骤。

所述步骤五中，更换模具后，如果H1＞H，则激光测距传感器测量的距离H1大于安装标准模具时上侧板到激光测距传感器的高度H值，加力油缸初始加压位置在更换模具前的基础上需要往上移动(H1-H)的高度，控制加力油缸上升电磁阀动作，在液压驱动的作用下，加力油缸向上移动，当移动到设定位置时，PLC控制系统切断加力油缸上升电磁阀信号，加力油缸上升动作停止。

在加力油缸向上移动时，加力油缸内装有位移传感器，位移传感器将加力油缸的位置信号转换为4-20mA电信号并传入PLC控制器，PLC控制器实时读取加力油缸的位置，当读取到的加力油缸位置等于(P+H1-H)时，即加力油缸移动到了更换模具后的初始加压位置。

所述步骤五中，更换模具后，如果H1＜H，则激光测距传感器测量的距离H1小于安装标准模具时上侧板到激光测距传感器的高度H值，加力油缸初始加压位置在更换模具前的基础上需要往下移动(H-H1)的高度，控制加力油缸下降电磁阀动作，在液压驱动的作用下，加力油缸向下移动，当移动到设定位置时，PLC控制系统切断加力油缸下降电磁阀信号，加力油缸下降动作停止。

在加力油缸向下移动时，加力油缸内装有位移传感器，位移传感器将加力油缸的位置信号转换为4-20mA电信号并传入PLC控制器，PLC控制器实时读取加力油缸的位置，当读取到的加力油缸位置等于(P+H-H1)时，即加力油缸移动到了更换模具后的初始加压位置。

上述液压硫化机自动调模的控制方法，利用自动换模控制，可以减少换模时的大量人工工作量，提高更换轮胎模具时的安全性，并提高设备的自动化程度和工作效率。

基于以上液压硫化机自动调模的控制方法，本发明给出用于所述控制方法的装置，所述装置包括硫化机，在硫化机的平移机架上安装有激光测距传感器驱动机构，激光测距传感器驱动机构与激光测距传感器相连，激光测距传感器位于模具上侧板的上方，硫化机的底部安装有加力油缸，加力油缸的上方设置有托板，托板上为下蒸汽室，下蒸汽室内设有轮胎模具，下蒸汽室与中蒸汽室相连，中蒸汽室上还设置有错齿环，在硫化机的上部还设置有上盖。

加力油缸内置有位移传感器，位移传感器、液压控制系统及激光测距传感器均与PLC控制器相连，所述PLC控制器还与显示装置相连，通过人机界面进行参数的设定调整等。

激光测距传感器：激光测距传感器安装在驱动机构上，该机构依靠电动、气动或液压驱动将激光测距传感器摆入蒸汽室上方，实现测距功能，进而实现自动换模操作，换模结束后，再依靠电动、气动或液压驱动将激光测距传感器摆出蒸汽室。

本发明的有益效果：

本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有以下优点：目前轮胎硫化机在使用过程中，由于加力油缸行程较小，不能满足模具更换时模具高度的变化范围，目前常用的调模方法是在轮胎模具上侧板处垫加或撤出等高垫板，如，该硫化机中使用的轮胎模具高度最大为Y(其他模具的高度尺寸为X，X≤Y，设Y-X＝h)，则需要在模具上增加垫板，垫板的厚度为h。由于垫板为钢板，并且垫板数量较多，人工进行操作，安全性低，工作量大，增加了大量的硫化前期准备工作，这样就会增加轮胎的总体硫化时间，降低了生产效率。采用自动调模方法以后，只需要把模具摆放到位以后，人工操作调模按钮，就能完成调整模具高度的过程，安全方便，并且有效的缩短了调模时间，提高了生产效率。

附图说明

图1本发明的调模步骤的控制流程图；

图2本发明的调模控制原理图；

图3本发明的硫化机调模系统机械结构正视图；

图4本发明的硫化机调模系统机械结构俯视图；

图中，1、地基，2、底座，3、加力油缸，4、滑轨，5、托板，6、蒸汽室，7、错齿环，8、轮胎模具，9、测距装置，10、机架，11、上盖。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明进行详细说明：

本申请的一种液压硫化机自动调模的控制方法为：确认主机在停止状态，进行轮胎模具更换，更换后的模具上侧板到激光测距传感器的高度为H1，把主机转换成调模模式，启动液压站电机(根据需要也可以自动启动)，如果H1＜H(表示更换后的模具高度增大)，加力油缸3会自动下降，由加力油缸3内置位移传感器可以测量加力油缸3的位移和实时位置，当加力油缸3下降位移H-H1后，加力油缸3停止下降，此时加力油缸3位置是硫化时初始加压位置；如果H1＞H(表示更换后的模具高度减小)，加力油缸3会自动上升，当加力油缸3上升位移H1-H后，加力油缸3上升停止，此时加力油缸3的位置是硫化时的初始加压位置。

加力油缸3上升、下降都在加力油缸3有效行程范围内进行。加力油缸3内置位移传感器，通过PLC可以实时测量加力油缸3的位置。模具更换以后，根据H1的高度，PLC控制器会自动计算加力油缸3初始加压位置，从而控制加力油缸3上升、下降。换模完成以后，把主机切换到正常工作模式。

更为详细的调模控制方法，如图1所示，为了简化换模时的工作，提高硫化机的自动化程度，提高调模安全性，设计了自动换模控制原理。

首先，在程序内标定一种标准规格的轮胎模具，把这副轮胎模具定义为标准模具Standard Mold(简写为SM)。硫化机处于移入开模状态，利用床身上安装的激光测距传感器测量出激光测距传感器到SM上侧板的高度H，把H值写入程序内作为参考值。激光测距传感器能够把距离转换成4-20mA电信号，供PLC进行处理，在高度H状态下，硫化机上盖下移进行合模，可以达到完全合模状态，无需再进行调整。

为实现自动调模控制方法，本发明采用以下技术方案：在程序内标定一种标准规格的轮胎模具，把这副模具定义为标准模具Standard Mold(简写为SM)。利用床身上安装的激光测距传感器测量出激光测距传感器到SM上侧板的高度H，根据加力油缸3内置位移传感器，测量出安装标准模具时加力油缸3初始加压位置P，把H值、P值写入程序内作为PLC计算参考值。更换后的模具上侧板到激光测距传感器的高度为H1，PLC控制程序自动比较H1、H的大小关系，从而控制加力油缸3上升或者下降，使加力油缸3自动移动到合适的初始加压位置，实现自动调模控制。

具体换模控制步骤如下：

在步骤S1：把硫化机状态开关调到调模模式；

在步骤S2：设定、确认系统参数，把安装标准模具时上侧板到激光测距传感器的高度H值和加力油缸3初始加压位置P值输入到系统参数中，并确认；(高度H值和初始加压位置P值一次设定后，以后可以从系统中直接调取)。

在步骤S3：操作按钮，把装有激光测距传感器的机械臂旋转到指定测量位置；

在步骤S4：判断装有激光测距传感器的机械臂是否转到指定测量位置，在指定测量位置安装有检测开关，检测开关生效以后才能进入步骤S5，并且在触摸屏上会显示到位提示消息，如果触摸屏上没有提示消息，返回步骤S3重新操作；

在步骤S5：激光测距位移传感器自动测量出更换后的模具上侧板到激光测距位移传感器的高度H1，并把数据传送到PLC控制器中；

在步骤S6：在PLC控制器中，对H和H1的值进行比较，如果H1＝H，则更换后的模具是标准模具，加力油缸3初始加压位置不需要进行调整，转入S17；如果H1与H不相等，那么更换模具后加力油缸3的初始加压位置需要调整，转入S7；

在步骤S7：液压控制系统启动，为驱动加力油缸3油缸移动提供动力；

在步骤S8：根据步骤S6内对H1、H值的比较结果，如果H1＞H，那么转入S9，如果H1＜H，那么转入S12；

在步骤S9：更换模具后，激光测距传感器测量的距离H1＞H，说明更换后的模具高度减小，加力油缸3初始加压位置在更换模具前的基础上需要往上移动(H1-H)的高度，控制加力油缸3上升电磁阀动作，在液压驱动的作用下，加力油缸3向上移动；

在步骤S10：加力油缸3内装有内置位移传感器，位移传感器把加力油缸3的位置信号转换为4-20mA电信号传入PLC控制器，这样可以实时读取加力油缸3的位置；

在步骤S11：PLC控制器读取加力油缸3的实时位置，当读取到的加力油缸3位置等于(P+H1-H)时，转入S15；

在步骤S12：更换模具后，激光测距传感器测量的距离H1＜H，说明更换后的模具高度增大，加力油缸3初始加压位置在更换模具前的基础上需要往下移动(H-H1)的高度，控制加力油缸3下降电磁阀动作，在液压驱动的作用下，加力油缸3向下移动；

在步骤S13：加力油缸3内装有内置位移传感器，位移传感器把加力油缸3的位置信号转换为4-20mA电信号传入PLC控制器，这样可以实时读取加力油缸3的位置；

在步骤S14：PLC控制器读取加力油缸3的实时位置，当读取到的加力油缸3位置等于(P+H-H1)时，转入S15；

在步骤S15：程序切断加力油缸3上升电磁阀或者加力油缸3下降电磁阀的使能信号，加力油缸3上升或下降动作停止；

在步骤S16：加力油缸3初始加压位置到位以后，加力油缸3升降动作停止，停止液压控制系统；

在步骤S17：操作按钮，把装有激光测距传感器的机械臂归位；

在步骤S18：判断机械臂是否回到初始位置，在机械臂的初始位置装有检测开关，机械臂归位以后，检测开关生效，并且在触摸屏上会有机械臂归位提示消息，如果没有显示机械臂归位消息，则返回S17，重新把机械臂归位；

在步骤S19：调模过程结束。

基于以上液压硫化机自动调模的控制方法，本发明给出用于所述控制方法的装置，如图3-4所示，以上盖平移式硫化机为例，该轮胎硫化机的主要构成为：安装在地基1上的底座2，在地基1上位于底座2的两侧设有滑轨4，滑轨4上滑动安装有由液压缸驱动的机架10，用于检测换模后模具高度的测距装置9，测距装置包括安装于硫化机的机架上的安装座，所述安装座上转动安装有由动力装置驱动的摆杆，所述摆杆上安装有激光测距传感器，机架10通常为龙门结构且平行移动于滑轨4上，机架10上设有由升降机构驱动的上盖11，该升降机构通常使用液压缸，底座2的上方设有蒸汽室6，蒸汽室6内滑动安装有托板5，托板5的周边设有若干加力油缸3，加力油缸3的缸体安装在底座2上，加力油缸3的活塞杆安装在托板5上，托板5上安装有轮胎模具8，通过加力油缸3驱动托板5上升及下降，进行调整轮胎模具8的高度和施加合模力，为了提高上盖11与底座2之间的结合强度，合模时使用了错齿环7结构固定上盖11。

需要更换轮胎模具8时，打开错齿环7，移开上盖11，将蒸汽室6内的模具吊出，更换新的轮胎模具8，固定好之后将存储控制单元设定在调模状态，动力装置带动摆杆摆动至轮胎模具8上方，换模结束后，再依靠动力装置驱动将激光测距传感器摆出蒸汽室，把PLC控制器切换到正常工作模式。

如图2所示，加力油缸内置有位移传感器，位移传感器、液压控制系统及激光测距传感器均与PLC控制器相连，所述PLC控制器还与显示装置相连，通过人机界面进行参数的设定调整等。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (8)

1.一种液压硫化机自动调模的控制方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤一：将硫化机设置为调模模式，设定并确认系统参数；

步骤二：在设定并确认系统参数后，将装有激光测距传感器的机械臂旋转到指定测量位置并控制其旋转到位，旋转到位时进入步骤三，否则继续控制机械臂直至旋转到位；

步骤三：激光测距位移传感器自动测量出更换后的模具上侧板到激光测距位移传感器的高度H1，并将数据传送到控制器中并转入步骤四；

步骤四：控制器对设定参数H和检测到的H1的值进行比较，如果H1＝H，则更换后的模具是标准模具，加力油缸初始加压位置不需要进行调整，如果H1与H不相等，则更换模具后加力油缸的初始加压位置需要调整并转入步骤五；

步骤五：液压控制系统启动，液压控制系统根据H1与H之间的差值控制加力油缸向上移动或者向下移动，加力油缸的移动继而带动更换后的模具进行相应的移动直至达到设定位置，加力油缸初始加压位置到位以后，加力油缸升降动作停止，停止液压控制系统并转入步骤六；

步骤六：将装有激光测距传感器的机械臂归位，当归位到位后，调模结束。

2.如权利要求1所述的一种液压硫化机自动调模的控制方法，其特征是，所述步骤一中，系统参数具体为：安装标准模具时上侧板到激光测距传感器的高度H值和加力油缸初始加压位置P值。

3.如权利要求1所述的一种液压硫化机自动调模的控制方法，其特征是，所述步骤二及步骤六中，在控制机械臂旋转到位时，首先判断装有激光测距传感器的机械臂是否转到指定测量位置，在指定测量位置安装有检测开关，检测开关生效以后进入下一步，并且在触摸屏上会显示到位提示消息，如果触摸屏上没有提示消息，重新操作将机械臂归位的步骤。

4.如权利要求1所述的一种液压硫化机自动调模的控制方法，其特征是，所述步骤五中，更换模具后，如果H1>H，则激光测距传感器测量的距离H1大于安装标准模具时上侧板到激光测距传感器的高度H值，加力油缸初始加压位置在更换模具前的基础上需要往上移动(H1-H)的高度，控制加力油缸上升电磁阀动作，在液压驱动的作用下，加力油缸向上移动，当移动到设定位置时，液压控制系统切断加力油缸上升电磁阀，加力油缸上升动作停止。

5.如权利要求4所述的一种液压硫化机自动调模的控制方法，其特征是，在加力油缸向上移动时，加力油缸内装有位移传感器，位移传感器将加力油缸的位置信号转换为4-20mA电信号并传入PLC控制器，PLC控制器实时读取加力油缸的位置，当读取到的加力油缸位置等于(P+H1-H)时，即加力油缸移动到了更换模具后的初始加压位置。

6.如权利要求1所述的一种液压硫化机自动调模的控制方法，其特征是，所述步骤五中，更换模具后，如果H1<H，则激光测距传感器测量的距离H1小于安装标准模具时上侧板到激光测距传感器的高度H值，加力油缸初始加压位置在更换模具前的基础上需要往下移动(H-H1)的高度，控制加力油缸下降电磁阀动作，在液压驱动的作用下，加力油缸向下移动，当移动到设定位置时，液压控制系统切断加力油缸下降电磁阀，加力油缸下降动作停止。

7.如权利要求6所述的一种液压硫化机自动调模的控制方法，其特征是，在加力油缸向下移动时，加力油缸内装有位移传感器，位移传感器将加力油缸的位置信号转换为4-20mA电信号并传入PLC控制器，PLC控制器实时读取加力油缸的位置，当读取到的加力油缸位置等于(P+H-H1)时，即加力油缸移动到了更换模具后的初始加压位置。

8.如权利要求1所述的一种液压硫化机自动调模的控制方法，其特征是，所述步骤二中的机械臂也可以用摆杆替换。