CN109187274B - 一种全自动混炼胶片流动性检测仪及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种全自动混炼胶片流动性检测仪及其检测方法公开了包括玻璃纸输送装置、挤压测试装置、旋转盘上料装置、SCARA上料机器人和机架，机架设置在地面上，机架上设置有用于待测混炼胶片上料的旋转盘上料装置；旋转盘上料装置一侧设置有SCARA上料机器人，SCARA上料机器人上设置有吸盘，用于吸取待测混炼胶片，并设置有气压传感器用于检测待测胶片吸取状态，SCARA上料机器人通过吸盘将待测混炼胶片从旋转盘上料装置中取出放置到挤压测试装置的测试位置；挤压测试装置用于检测待测混炼胶片的门尼粘度；在待测混炼胶片和挤压测试装置之间设置有若干玻璃纸，玻璃纸由玻璃纸输送装置输送到挤压测试装置下方，实现自动上料测试混炼胶流动性，自动排胶，不用清理模具，方便快捷。

Description

一种全自动混炼胶片流动性检测仪及其检测方法

技术领域

本发明涉及橡胶性能测试领域，特别地，涉及一种全自动检测混炼胶片流动性的检测仪及其检测方法。

背景技术

随着全球经济发展，橡胶制品越来越多地应用在人们的日常生活中。而决定橡胶制品质量的关键因素之一是胶料的流动性，混炼胶流动性的好坏将直接影响橡胶制品成型难易程度和均匀性，进而影响橡胶制品的质量。

胶料流动性是由混炼这一工序决定的，目前国内外企业普遍采用门尼粘度来表征胶料加工流动性，以此来衡量混炼工序的优劣，以改进混炼工艺参数。但是门尼粘度测试仪具有机器预热时间长、测试费时、操作复杂、测试结束后转子上易粘废胶难清理等缺点，这些缺点大大降低了企业的效率，增加了时间成本。VMA胶料流动性测试仪的出现部分解决了门尼粘度测试仪的缺点，缩短了测试时间，但是其自动化水平并不高，测试时间还是较长。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种全自动混炼胶片流动性检测仪，用以实现自动上料测试混炼胶流动性，自动排胶，不用清理模具，方便快捷。测试原理为将固定规格的混炼胶片放入模具中加热至恒定温度，在测试过程中保证混炼胶片处于熔融状态，凸模作用在混炼胶片上恒定压力，测试一定时间内混炼胶片从模具底部直径5mm小孔流出的量，来换算出流速，进而衡量混炼胶片流动性好坏。

为了完成该任务，本发明设计了一种全自动混炼胶片流动性检测仪，包括玻璃纸输送装置、挤压测试装置、旋转盘上料装置、SCARA上料机器人和机架，

所述机架设置在地面上，所述机架上设置有用于待测混炼胶片上料的旋转盘上料装置；

优选地，本发明中的机架均采用铝合金型材，轻便、成本低、强度高。

所述旋转盘上料装置一侧设置有SCARA上料机器人，所述SCARA上料机器人上设置有吸盘，用于吸取待测混炼胶片，并设置有气压传感器用于检测所述待测胶片吸取状态，所述SCARA上料机器人通过所述吸盘将所述待测混炼胶片从所述旋转盘上料装置中取出放置到所述挤压测试装置的测试位置；

所述挤压测试装置用于检测所述待测混炼胶片的门尼粘度；

在所述待测混炼胶片和所述挤压测试装置之间设置有若干玻璃纸，所述玻璃纸由所述玻璃纸输送装置输送到所述挤压测试装置下方。

优选地，所述旋转盘上料装置包括设置有若干上料槽位的旋转盘和用于驱动所述旋转盘转动的驱动装置，所述上料槽位用于装载所述待测混炼胶片；

所述驱动装置为伺服电机。

优选地，所述SCARA上料机器人包括悬臂结构，所述SCARA上料机器人能够带动所述悬臂结构作旋转运动，所述悬臂结构顶端设置吸盘，所述吸盘一侧设置有用于试样位置检测的位置传感器。

优选地，所述上料槽位为圆形槽，所述旋转盘设置有若干圆形槽，所述圆形槽以所述旋转盘中心均布在所述旋转盘上表面，所述圆形槽深度不小于所述待测混炼胶片厚度。

优选地，所述圆形槽为48个。

本发明提供的一种全自动混炼胶片流动性检测仪的突出之处在于：借助于旋转盘上料装置的伺服电机实现混炼胶片精确定位，旋转盘一次性可装填48个待测混炼胶片，效率高。

在此，当旋转盘上料装置将待测混炼胶片移动至所述SCARA上料机器人的上料工位时，借助SCARA机器人的吸盘将待测混炼胶片吸取，然后随设置的路径快速放置待测混炼胶片至所述挤压测试装置下的测试工位，悬臂吸盘手上放置光纤传感器，实现监测胶片是否真正吸取或放下。

优选地，所述挤压测试装置包括导向装置、模柄、限位杆、上模座、下模座、凸模、凹模底孔头组合，所述凸模由液压缸带动下降，将所述待测混炼胶片压入所述凹模底孔头组合，在所述下模座上设置有用于对所述混炼胶片升温的加热装置，所述上模座上设置有用于检测所述待测混炼胶片的温度的温度传感器。

优选地，凸模采用中空设计方便粘贴加热混炼膜片，下模座上均布6根加热棒提供热源，凸模、凹模壁上垂直打孔，安装温度传感器探针，用于保证模具温度恒定在测试温度，起初液压缸提供较小压力将待测胶片压入凹模中，保压6秒左右用于胶料加热，加热结束后，液压缸提供至恒定测试压力，凸模将胶料压出模具，模具下方为活动式底孔头，上有小孔，小孔尺寸可以通过更换不同规格底孔头实现调节。通过测试液压缸随时间下降高度，反映出混炼胶料流速，实时绘制混炼胶料流速曲线图，当出现平台期时，此时的值为参考值，用于表征混炼胶料流动性好坏。测试结束后，液压缸带动凸模上升，上模座碰到限位杆，将底孔头推出，进而底孔头将废胶推出模具。

优选地，所述挤压测试装置在所述凹模底孔头组合处设置有用于将测试后的混炼胶片顶出的顶出机构。

优选地，所述玻璃纸输送装置包括若干托辊和用于托辊固定的托辊固定架，所述玻璃纸输送装置通过所述托辊在所述挤压测试装置的凸模下表面设置单层玻璃纸，在所述挤压测试装置的凹模上表面设置双层玻璃纸；

所述凸模表面和所述凹模底孔头组合表面设置有用于防止胶料粘粘模具的脱模剂。

优选地，所述玻璃纸输送装置还包括玻璃纸卷曲装置，所述玻璃纸卷曲装置包括带滑块座轴承、手轮、螺杆、主动卷扬辊、被动卷扬辊、伺服电机、同步带，所述转动手轮用于调节所述主动卷扬辊和被动卷扬机之间的辊距，所述伺服电机驱动所述主动卷扬辊转动，并通过所述同步带带动所述被动卷扬辊转动，实现玻璃纸在所述挤压测试装置下方的输送。

优选地，所述玻璃纸输送装置还包括防偏通道，所述防偏通道包括用于所述玻璃纸通过的隔板和设置在所述卷扬辊两端用于防止所述玻璃纸左右方向上跑偏的挡板。

本发明还提供了一种全自动混炼胶片流动性检测方法，步骤如下，

步骤100：将混炼后的胶片人工裁样得到待测混炼胶片，将待测混炼胶片静止，保证待测混炼胶片测试前温度与室温相同；

步骤200：将待测混炼胶片放入所述旋转盘的圆形槽内，开机测试，所述旋转盘将待测混炼胶片旋转到所述SCARA上料机器人的上料工位；

步骤300：由所述SCARA上料机器人将所述待测混炼胶片从上料工位取出放入所述挤压测试装置的测试工位；

步骤400：由所述挤压测试装置完成流动性测试，测试过程中，所述待测混炼胶片上方设置有一层玻璃纸与凸模隔离，所述混炼胶片下方设置有两层玻璃纸与凹模底孔头组合隔离，测试过程中，混炼胶片的胶料被上下玻璃纸夹住，只从上下玻璃纸之间的夹缝中流出与所述凹槽底孔头组合表面接触，所述凹槽底孔头这个表面设置有脱模剂，防止胶料粘粘到所述凹模底孔头组合表面；测试完成后由位于所述凹模底孔头组合处的顶出装置将测试后的胶片顶出；

步骤500：所述玻璃纸输送装置通过所述玻璃纸卷曲装置拖动所述玻璃纸运动，将由挤压测试装置破坏的玻璃纸部分和测试后的废胶片拖出所述挤压测试装置的测试工位，输送新的玻璃纸到所述挤压测试装置的测试工位处；

步骤600：由所述SCARA上料机器人将所述待测混炼胶片从所述旋转盘的上料工位取出放入所述挤压测试装置的测试工位开始新的混炼胶片测试。

相对于现有设计，本发明具有如下的有益效果：

1、在挤压测试装置和混炼胶片之间设置玻璃纸，防止废胶粘粘到挤压测试装置上；

2、利用旋转盘预先设置好待测混炼胶片，一次装填多次实验，保证上料过程快速规范；

3、利用SCARA上料机器人和吸盘实现待测混炼胶片的上料动作，缩短了实验时间；

4、本发明的机架采用铝合金型材，轻便、成本低、强度高；

5、利用玻璃纸卷曲装置实现玻璃纸的更换和废胶的排除，在玻璃纸输送过程中自动完成排胶过程，增强了混炼胶片流动性测试仪的自动化程度。

附图说明

图1本发明一个实施方式中全自动混炼胶片流动性检测仪的立体结构示意图；

图2本发明一个实施方式中全自动混炼胶片流动性检测仪的左视结构示意图；

图3本发明一个实施方式中全自动混炼胶片流动性检测仪的俯视结构示意图；

图4本发明一个实施方式中全自动混炼胶片流动性检测仪的A-A剖面结构示意图，其中A-A剖面为左视结构示意图中的A-A剖面位置；

图5本发明一个实施方式中全自动混炼胶片流动性检测仪的旋转盘上料装置结构示意图；

图6本发明一个实施方式中全自动混炼胶片流动性检测仪的挤压装置结构示意图。

具体实施方式

橡胶制品越来越多地应用在人们的日常生活中，众所周知，决定橡胶制品质量的关键因素之一是胶料的流动性，混炼胶流动性的好坏将直接影响橡胶制品成型难易程度和均匀性，进而影响橡胶制品的质量。

胶料流动性是由混炼这一工序决定的，目前国内外企业普遍采用门尼粘度来表征胶料加工流动性，以此来衡量混炼工序的优劣，以改进混炼工艺参数。但是门尼粘度测试仪具有机器预热时间长、测试费时、操作复杂、测试结束后转子上易粘废胶难清理等缺点，这些缺点大大降低了企业的效率，增加了时间成本。VMA胶料流动性测试仪的出现部分解决了门尼粘度测试仪的缺点，缩短了测试时间，但是其自动化水平并不高，测试时间还是较长。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种全自动混炼胶片流动性检测仪，用以实现自动上料测试混炼胶流动性，自动排胶，不用清理模具，方便快捷。本发明的测试原理为将固定规格的混炼胶片放入模具中加热至恒定温度，在测试过程中保证混炼胶片处于熔融状态，凸模作用在混炼胶片上恒定压力，测试一定时间内混炼胶片从模具底部直径5mm小孔流出的量，来换算出流速，进而衡量混炼胶片流动性好坏。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位和位置关系为基于附图的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者部件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指标或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“若干”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接；可以是自己连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1～图6所示，本发明提供了一种全自动混炼胶片流动性检测仪，包括玻璃纸输送装置50、挤压测试装置40、旋转盘上料装置20、SCARA上料机器人30和机架10，

机架10设置在地面上，机架10上设置有用于待测混炼胶片上料的旋转盘上料装置20；

在本发明的一个具体实施例中，本发明中的机架10均采用铝合金型材，轻便、成本低、强度高。

旋转盘上料装置20一侧设置有SCARA上料机器人30，SCARA上料机器人30上设置有吸盘31，用于吸取待测混炼胶片，并设置有气压传感器用于检测待测胶片吸取状态，SCARA上料机器人30通过吸盘31将待测混炼胶片从旋转盘上料装置20中取出放置到挤压测试装置40的测试位置；

挤压测试装置40用于检测待测混炼胶片的门尼粘度；

在待测混炼胶片和挤压测试装置40之间设置有若干玻璃纸，玻璃纸由玻璃纸输送装置50输送到挤压测试装置40下方。

在本发明的一个具体实施例中，旋转盘上料装置20包括设置有若干上料槽位的旋转盘22和用于驱动旋转盘22转动的驱动装置23，上料槽位用于装载待测混炼胶片；

驱动装置为伺服电机。

在本发明的一个具体实施例中，SCARA上料机器人30包括悬臂结构32，SCARA上料机器人30能够带动悬臂结构32作旋转运动，悬臂结构32顶端设置吸盘31，吸盘31一侧设置有用于试样位置检测的位置传感器。

在本发明的一个具体实施例中，上料槽位为圆形槽21，旋转盘22设置有若干圆形槽21，圆形槽21以旋转盘22中心均布在旋转盘22上表面，圆形槽21深度不小于待测混炼胶片厚度。

在本发明的一个具体实施例中，圆形槽21为48个。

本发明提供的一种全自动混炼胶片流动性检测仪的突出之处在于：借助于旋转盘上料装置20的伺服电机实现混炼胶片精确定位，旋转盘22一次性可装填48个待测混炼胶片，效率高。

在此，当旋转盘上料装置20将待测混炼胶片移动至SCARA上料机器人30的上料工位时，借助SCARA机器人的吸盘31将待测混炼胶片吸取，然后随设置的路径快速放置待测混炼胶片至挤压测试装置40下的测试工位，悬臂吸盘31手上放置光纤传感器，实现监测胶片是否真正吸取或放下。

在本发明的一个具体实施例中，挤压测试装置40包括导向装置41、模柄42、限位杆43、上模座44、下模座45、凸模46、凹模底孔头组合47，凸模46由液压缸带动下降，将待测混炼胶片压入凹模底孔头组合47，在下模座45上设置有用于对混炼胶片升温的加热装置，上模座44上设置有用于检测待测混炼胶片的温度的温度传感器。

在本发明的一个具体实施例中，凸模46采用中空设计方便粘贴加热混炼膜片，下模座45上均布6根加热棒提供热源，凸模46、凹模壁上垂直打孔，安装温度传感器探针，用于保证模具温度恒定在测试温度，起初液压缸提供较小压力将待测胶片压入凹模中，保压6秒左右用于胶料加热，加热结束后，液压缸提供至恒定测试压力，凸模46将胶料压出模具，模具下方为活动式底孔头，上有小孔，小孔尺寸可以通过更换不同规格底孔头实现调节。通过测试液压缸随时间下降高度，反映出混炼胶料流速，实时绘制混炼胶料流速曲线图，当出现平台期时，此时的值为参考值，用于表征混炼胶料流动性好坏。测试结束后，液压缸带动凸模46上升，上模座44碰到限位杆43，将底孔头推出，进而底孔头将废胶推出模具。

在本发明的一个具体实施例中，挤压测试装置40在凹模底孔头组合47处设置有用于将测试后的混炼胶片顶出的顶出机构。

在本发明的一个具体实施例中，玻璃纸输送装置50包括若干托辊和用于托辊固定的托辊固定架，玻璃纸输送装置50通过托辊在挤压测试装置40的凸模46下表面设置单层玻璃纸，在挤压测试装置40的凹模上表面设置双层玻璃纸；

凸模46表面和凹模底孔头组合47表面设置有用于防止胶料粘粘模具的脱模剂。

在本发明的一个具体实施例中，玻璃纸输送装置50还包括玻璃纸卷曲装置51，玻璃纸卷曲装置51包括带滑块座轴承、手轮、螺杆、主动卷扬辊、被动卷扬辊、伺服电机、同步带，转动手轮用于调节主动卷扬辊和被动卷扬机之间的辊距，伺服电机驱动主动卷扬辊转动，并通过同步带带动被动卷扬辊转动，实现玻璃纸在挤压测试装置40下方的输送。

在本发明的一个具体实施例中，玻璃纸输送装置50还包括防偏通道，防偏通道包括用于玻璃纸通过的隔板和设置在卷扬辊两端用于防止玻璃纸左右方向上跑偏的挡板。

本发明还提供了一种全自动混炼胶片流动性检测方法，步骤如下，

步骤100：将混炼后的胶片人工裁样得到待测混炼胶片，将待测混炼胶片静止，保证待测混炼胶片测试前温度与室温相同；

步骤200：将待测混炼胶片放入旋转盘22的圆形槽21内，开机测试，旋转盘22将待测混炼胶片旋转到SCARA上料机器人30的上料工位；

步骤300：由SCARA上料机器人30将待测混炼胶片从上料工位取出放入挤压测试装置40的测试工位；

步骤400：由挤压测试装置40完成流动性测试，测试过程中，待测混炼胶片上方设置有一层玻璃纸与凸模46隔离，混炼胶片下方设置有两层玻璃纸与凹模底孔头组合47隔离，测试过程中，混炼胶片的胶料被上下玻璃纸夹住，只从上下玻璃纸之间的夹缝中流出与凹槽底孔头组合表面接触，凹槽底孔头这个表面设置有脱模剂，防止胶料粘粘到凹模底孔头组合47表面；测试完成后由位于凹模底孔头组合47处的顶出装置将测试后的胶片顶出；

步骤500：玻璃纸输送装置50通过玻璃纸卷曲装置51拖动玻璃纸运动，将由挤压测试装置40破坏的玻璃纸部分和测试后的废胶片拖出挤压测试装置40的测试工位，输送新的玻璃纸到挤压测试装置40的测试工位处；

步骤600：由SCARA上料机器人30将待测混炼胶片从旋转盘22的上料工位取出放入挤压测试装置40的测试工位开始新的混炼胶片测试。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (1)

1.一种基于全自动混炼胶片流动性检测仪的全自动混炼胶片流动性检测方法，其特征在于，

所述全自动混炼胶片流动性检测仪包括玻璃纸输送装置、挤压测试装置、旋转盘上料装置、SCARA上料机器人和机架，

所述机架设置在地面上，所述机架上设置有用于待测混炼胶片上料的旋转盘上料装置；

所述旋转盘上料装置一侧设置有SCARA上料机器人，所述SCARA上料机器人上设置有吸盘，用于吸取待测混炼胶片，并设置有气压传感器用于检测所述待测混炼胶片吸取状态，所述SCARA上料机器人通过所述吸盘将所述待测混炼胶片从所述旋转盘上料装置中取出放置到所述挤压测试装置的测试位置；

所述挤压测试装置用于检测所述待测混炼胶片的门尼粘度；

在所述待测混炼胶片和所述挤压测试装置之间设置有若干玻璃纸，所述玻璃纸由所述玻璃纸输送装置输送到所述挤压测试装置下方，所述旋转盘上料装置包括设置有若干上料槽位的旋转盘和用于驱动所述旋转盘转动的驱动装置，所述上料槽位用于装载所述待测混炼胶片；所述驱动装置为伺服电机，

所述SCARA上料机器人包括悬臂结构，所述SCARA上料机器人能够带动所述悬臂结构作旋转运动，所述悬臂结构顶端设置吸盘，所述吸盘一侧设置有用于试样位置检测的位置传感器，

所述上料槽位为圆形槽，所述旋转盘设置有若干圆形槽，所述圆形槽以所述旋转盘中心均布在所述旋转盘上表面，所述圆形槽深度不小于所述待测混炼胶片厚度，

所述挤压测试装置包括导向装置、模柄、限位杆、上模座、下模座、凸模、凹模底孔头组合，所述凸模由液压缸带动下降，将所述待测混炼胶片压入所述凹模底孔头组合，在所述下模座上设置有用于对所述混炼胶片升温的加热装置，所述上模座上设置有用于检测所述待测混炼胶片的温度的温度传感器，

所述挤压测试装置在所述凹模底孔头组合处设置有用于将测试后的混炼胶片顶出的顶出机构，

所述玻璃纸输送装置包括若干托辊和用于托辊固定的托辊固定架，所述玻璃纸输送装置通过所述托辊在所述挤压测试装置的凸模下表面设置单层玻璃纸，在所述挤压测试装置的凹模上表面设置双层玻璃纸；所述凸模表面和所述凹模底孔头组合表面设置有用于防止胶料粘模具的脱模剂，

所述玻璃纸输送装置还包括玻璃纸卷曲装置，所述玻璃纸卷曲装置包括带滑块座轴承、手轮、螺杆、主动卷扬辊、被动卷扬辊、伺服电机、同步带，所述手轮用于调节所述主动卷扬辊和被动卷扬辊之间的辊距，所述伺服电机驱动所述主动卷扬辊转动，并通过所述同步带带动所述被动卷扬辊转动，实现玻璃纸在所述挤压测试装置下方的输送，

所述玻璃纸输送装置还包括防偏通道，所述防偏通道包括用于所述玻璃纸通过的隔板和设置在所述被动卷扬辊两端用于防止所述玻璃纸左右方向上跑偏的挡板，

所述全自动混炼胶片流动性检测方法步骤如下，

步骤100：将混炼后的胶片人工裁样得到待测混炼胶片，将待测混炼胶片静止，保证待测混炼胶片测试前温度与室温相同；

步骤200：将待测混炼胶片放入旋转盘的圆形槽内，开机测试，旋转盘将待测混炼胶片旋转到SCARA上料机器人的上料工位；

步骤300：由SCARA上料机器人将待测混炼胶片从上料工位取出放入挤压测试装置的测试工位；

步骤400：由挤压测试装置完成流动性测试，测试过程中，待测混炼胶片上方设置有一层玻璃纸与凸模隔离，混炼胶片下方设置有两层玻璃纸与凹模底孔头组合隔离，测试过程中，混炼胶片的胶料被上下玻璃纸夹住，只从上下玻璃纸之间的夹缝中流出与凹槽底孔头组合表面接触，凹槽底孔头这个表面设置有脱模剂，防止胶料粘到凹模底孔头组合表面；测试完成后由位于凹模底孔头组合处的顶出装置将测试后的胶片顶出；

步骤500：玻璃纸输送装置通过玻璃纸卷曲装置拖动玻璃纸运动，将由挤压测试装置破坏的玻璃纸部分和测试后的废胶片拖出挤压测试装置的测试工位，输送新的玻璃纸到挤压测试装置的测试工位处；

步骤600：由SCARA上料机器人将待测混炼胶片从旋转盘的上料工位取出放入挤压测试装置的测试工位开始新的混炼胶片测试。