CN116222462B - 型胶尾端切口断面检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种型胶尾端切口断面检测装置，包括设置在装置机架上的横杆、检测轮组、摆杆回位机构、角位移编码器、气缸和摆杆；装置机架竖直固定在输送架一侧，横杆垂直于装置机架，其前侧可转动地设置在装置机架上且前端端部伸出；检测轮组由两个间隔设置在横杆上的检测轮构成；摆杆回位机构和气缸分别设置在位于摆杆的两侧的装置机架上，二者分别用于拉动摆杆初始呈竖直设置和利用伸缩杆可推动摆杆转动；摆杆为一根倒L形杆体，其长竖杆下侧固定在横杆前侧，短横杆朝向摆杆回位机构设置；角位移编码器固定在横杆前端；该装置将单点检测改为双点连续线性检测，并将移至输送架边侧，使其具备高适应性，高抗扰动性和高维护性。

Description

型胶尾端切口断面检测装置

技术领域

本发明涉及型胶长度测量技术领域，特别涉及一种型胶尾端切口断面检测装置。

背景技术

当前，为了对入厂的成卷型胶依次进行展开、切割、以及对切割成段的型胶进行长度测量等工序，成卷型胶应首先置于输送架上进行展开和切割，而后继续向前输送至安装在输送架上的型胶尾端切口断面检测设备处，通过对型胶起始端和尾端切口断面进行检测识别，以确定切割段的型胶的长度。

目前，现有的型胶前端切口断面检测设备和尾端切口断面检测设备均采用光电原理设计而成；然而，由于型胶前端切口断面与尾端切口断面存在区别，型胶尾端切口断面的检测存在较大的缺陷；具体地，参见图1和图2，设备包括设置在输送架的传送带下方的检测轮12、调节螺钉13、光电开关支架14、锁定螺钉15、光电开关16、开关板（旗标）17和开关板尾端支撑机构；检测轮12固定在开关板17的杆体上并设置在压辊11的下方，由调节螺钉13、光电开关支架14、锁定螺钉15和光电开关16构成的光电检测机构设置在开关板17的前端，由气缸构成的开关板尾端支撑机构设置在开关板17的后端；在实际工况中，当型胶进入监测点，即型胶位于传送带10与压辊11之间时，型胶的起始端确定，此时，型胶将检测轮12压下并驱动开关板17前端下压并遮挡光电开关16；而当型胶切口断面到达前述监测点并离开检测轮12时，检测轮12抬起并驱动开关板17前端抬起，恢复至初始状态，此时光电开关16得到释放，发生信号突变，型胶的尾端确定，进而完成了该切割段型胶的检测。

然而，现有的型胶尾端切口断面检测装置在实际使用过程中存在如下问题：

（1）适应性低：现有设备采用宽度为4mm单检测轮对型胶的尾端断面进行检测；由于型胶邵氏硬度在60~90之间波动，尤其在制作雪地专用轮胎时，其胎面胶料的厚度在8mm左右，因此当长度约为2300mm整段胶料穿过检测轮上方时，4mm宽的检测轮大概在胶料行进至2000mm左右后，检测轮会因挤压型胶变形，并上移3~4mm，致使型胶尾部切口未经过检测点上方时，检测装置就已经被触发导致误动作；该动作触发错误的根本原因是检测轮的宽度太小，因而对物料的压强过大，导致检测轮内嵌物料；

（2）抗扰动性低：现有设备采用小光眼光电，其激光直径为0.5mm；同时，由于该设备安装位置位于五条T10的齿形同步带的中间位置，因此，当物料高速（最高时速可以达到1.5m/sec）输送时，整个输送线会产生高频振动，检测光电会跟随整个设备抖动，经常造成设备误动作或异常触发；

（3）维护性低：现有设备的整个触发装置及检测装置均在设备输送线正中间，只有侧面一个50mm×100mm的观察孔，参见图3；因此，在设备处于异常条件下，只能拆掉五条输送带将检测装置取出调整才可以维护，而根据轮胎厂反馈，这一维修工作一般需要历时4小时，大大影响轮胎生产企业的生产制造计划。

发明内容

本发明的目的是提供一种解决上述现有设备存在的技术问题，设计出一种兼具高适应性、高抗干扰性和高维护性的型胶尾端切口断面检测装置。

为此，本发明技术方案如下：

一种型胶尾端切口断面检测装置，包括设置在装置机架上的横杆、检测轮组、摆杆回位机构、角位移编码器、气缸和摆杆；其中，

装置机架竖直设置并固定在输送架的一侧栏板上；

横杆垂直于装置机架的板面设置，其前侧通过第二带座轴承可转动地设置在装置机架上，且前端端部伸出至装置机架外侧；

检测轮组由两个检测轮构成，二者通过底端轮架以相同的设置方式间隔固定在横杆上，使顶端的两个滑轮呈同轴设置，且两个滑轮的中轴线与横杆的轴线方向平行；

摆杆为一根由长竖杆和固定在长竖杆顶端的短横杆构成的倒L形杆体；长竖杆的下侧固定在横杆的前端侧壁上，短横杆朝向检测轮随横杆转动而降低的方向设置；摆杆呈竖直设置时，检测轮组的两个滑轮与压辊的两个大直径轮体之间的间距与型胶厚度相适应；

角位移编码器固定在横杆前端，以实时采集摆杆的转动角度变化信号；

摆杆回位机构设置在摆杆一侧，其由固定架、固定杆和弹簧构成；固定架固定在装置机架上，固定杆呈水平设置，其一端固定在固定架上；弹簧呈拉伸态设置，且其以水平设置的方式将其两端分别固定在固定杆的另一端和摆杆的底端；

气缸设置在摆杆的另一侧，其缸筒固定在装置机架上，其伸缩杆呈水平设置并能够朝向摆杆的上侧杆体方向伸缩，以推动摆杆朝向摆杆回位机构的设置方向转动。

进一步地，每个检测轮由轮架和滑轮构成；其中，轮架为L形，其一端设有套筒、另一端设有滑轮安装座；检测轮通过轮架端部的套筒套装并固定在横杆的杆体上；滑轮可自由转动地装配在滑轮安装座上。

进一步地，两个检测轮的间距与压辊两侧的两个大直径轮体的间距相适应，使二者能够随横杆转动至与压辊的两个大直径轮体形成滑动摩擦。

进一步地，横杆沿输送架的宽度方向设置，并以平行于传送带的方式设置在传送带下方；横杆的后端通过第一带座轴承可转动地设置在输送架的另一侧栏板上；横杆上的两个检测轮设置在传送带之间的缝隙处，其上的两个滑轮能够随横杆的转动抬高至传送带上方或降低至传送带下方。

与现有技术相比，该型胶尾端切口断面检测装置的有益效果如下：

（1）本发明的检测装置将原有的单点检测改为双点检测，不仅提升线性范围内检测采样点数量，且提升检测点位的接触面积，降低每个检测轮对物料腹面的接触压强，从而降低检测压轮压入型胶材料的挤入量，从根本上解决挤压物料弹性变形而产生的误动作，具备高适应性；

（2）本发明的检测装置摒弃了传动的光电传感器有无触发逻辑的检测原理，采用角位移传感器对检测轮的微动进行检测，即将单点检测原理改为连续线性检测机制，大大提升系统的容错率，从根本上规避了因为振动及冲击对系统的扰动，具备高抗扰动性；

（3）本发明的检测装置实现了从输送线的中心部位外移至输送架边侧，使装置整体完全裸露在设备维修侧，便于维保人员定期维护设备，具备高维护性。

附图说明

图1为现有型胶尾端切口断面检测设备在型胶位于压辊与传送带之间的侧视图；

图2为现有型胶尾端切口断面检测设备在型胶即将离开压辊的结构示意图；

图3为安装有现有型胶尾端切口断面检测设备的输送架的结构示意图；

图4为本发明的型胶尾端切口断面检测装置的结构示意图；

图5为安装有本发明的胶尾端切口断面检测装置的输送架的结构示意图；

图6为本发明的实施例中采用型胶尾端切口断面检测装置对型胶尾端切口断面位置进行检测的过程中，切口断面光滑情况下的角位移编码器角度变化的曲线图；

图7为本发明的实施例中采用型胶尾端切口断面检测装置对型胶尾端切口断面位置进行检测的过程中，切口断面凹凸不平情况下的角位移编码器角度变化的曲线图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发明有任何限制。

参见图4，该型胶尾端切口断面检测装置包括设置在装置机架8上的横杆2、检测轮组3、摆杆回位机构4、角位移编码器5、气缸6和摆杆7；

装置机架8为一块竖直设置并固定在输送架9一侧栏板上的板体。

横杆2的长度大于输送架9的宽度相适应，其沿输送架9的宽度方向设置，且以平行于传送带10的方式位于传送带10的下方；横杆2的后侧通过固定在输送架9另一侧栏板上的第一带座轴承1可自由转动地设置在另一侧栏板上，横杆2的前侧通过固定在装置机架8上的第二带座轴承18可自由转动地设置在装置机架8上，且前端伸出至装置机架8外侧。

检测轮组3由间隔设置在横杆2上的两个相同的检测轮构成；每个检测轮由轮架和滑轮构成；其中，轮架为L形，其一端设有套筒、另一端设有滑轮安装座，使滑轮可自由转动地装配在滑轮安装座上；两个检测轮分别通过轮架端部的套筒套装并焊接固定在横杆2的杆体上，且两个检测轮的滑轮呈同轴设置，二者的中轴线与横杆2平行；两个检测轮设置在传送带10之间的缝隙处，其上的两个滑轮能够随横杆2的转动在传送带10之间的缝隙处抬高至传送带10上方或降低至传送带10下方；两个滑轮的间距与压辊11两侧的两个大直径轮体的间距相适应，使两个滑轮能够随横杆2转动至与压辊11的两个大直径轮体相接触并形成滑动摩擦。

在该实施例中，检测轮组3由两个相同的检测轮构成，将原有的单点检测改为双点检测，不仅提升线性范围内检测采样点数量，且提升检测点位的接触面积，降低每个检测轮对物料腹面的接触压强，从而降低检测压轮压入型胶材料的挤入量，从根本上解决挤压物料弹性变形而产生的误动作；经过实际运行测试，该检测装置可以适应型胶从邵氏60度~邵氏90度的全系列型胶产品，有效规避了因为轮胎制造商因为生产规格的切换，导致需要重新调整机构触发点的问题；因此，相对于现有检测设备，该检测装置具备高适应性。

摆杆7为一根由长竖杆和固定在长竖杆顶端的短横杆构成的倒L形杆体；摆杆7通过固定在其底端外壁上的涨套固定在横杆2的前端侧壁上，且其上的短横杆朝向检测轮随横杆2转动高度降低的方向设置；摆杆7相对于两个检测轮的设置角度为：当摆杆7呈竖直设置时，检测轮组3与压辊11的两个大直径轮体之间的间距与传送带上的型胶厚度相适应。

角位移编码器5通过自身的涨套固定在横杆2的前端，以通过实时采集摆杆的转动角度变化信号，进而，利用转动角度变化信号判断检测轮组上的两个滑轮与型胶底面的接触情况、以及其与型胶尾端断面的接触情况。

在该实施例中，型胶尾端切口断面检测装置摒弃了传动的光电传感器有无触发逻辑的检测原理，采用角位移传感器对检测轮的微动进行检测，不仅实现了将单点检测原理改为连续线性检测机制，且当触发信号在某段连续线性区间内出现，检测装置均可以有效判定为触发，大大提升系统的容错率，从根本上规避了因为振动及冲击对检测结果的扰动；因此，相对于现有检测设备，该检测装置具备高抗扰动性。

摆杆回位机构4由L形固定架、固定杆和弹簧构成；其中，L形固定架设置在摆杆7的一侧，且其以其上一块板面垂直于装置机架8的方式通过螺钉固定在装置机架8上；固定杆为一根圆柱形短杆，其以平行于装置机架8板面的方式呈水平设置，固定杆的一端固定在垂直于装置机架8设置的板面上；另一端固定在弹簧的一端；弹簧以平行于装置机架8板面的方式呈水平设置，其两端分别固定在固定杆的另一端和摆杆7的底端；初始状态下，弹簧以呈拉伸态设置，并通过与摆杆7底端连接，使摆杆7初始呈竖直态设置；

气缸6设置在摆杆7的另一侧，其缸筒固定在装置机架8上，其伸缩杆呈水平设置并能够朝向摆杆7的上侧杆体方向伸缩，以推动摆杆7朝向摆杆回位机构4的设置方向转动一定的角度。

作为本实施例的一个优选技术方案，根据型胶的厚度，在每个滑轮的外侧还可以选择性地套装一个具有合适外径的轮套，以根据需要增大轮体的直径，进而使该检测装置能够更广泛适用于各种厚度的型胶。

基于上述对检测装置的具体描述可知，该检测装置实现了从输送线的中心部位外移至输送架边侧，使装置整体完全裸露在外部（即设备维修侧），便于维保人员定期维护设备；因此，相对于现有检测设备，该检测装置具备高维护性。

参见图5，该型胶尾端切口断面检测装置的工作原理为：

（一）检测装置的初始运行状态：

初始状态下，摆杆7呈竖直态设置，弹簧以呈拉伸态设置，此时，检测轮组3的两个滑轮与压辊11的两个大直径轮体之间的间距正好与传送带10上输送的型胶厚度相等；气缸6的伸缩杆处于伸出状态；

（二）型胶进入检测装置的过程中：

当型胶前端随传送带10即将进入至压辊11和检测轮组之间时，气缸6的伸缩杆保持伸出，并保证摆杆7顺时针方向旋转一定角度；此时，摆杆7克服摆杆回位机构4的弹簧的拉力，并带动横杆2同步顺时针旋转，横杆2则带动检测轮组3同步顺时针转动，使检测轮组3降低并低于传送带10所在的水平面，增大检测轮组3与压辊11之间的间距，以保证检测轮组3在型胶位于检测轮组3与压辊11之间时，检测轮组3不会与型胶的腹面相接触，进而避免在非型胶尾端切面的切口断面检测阶段，检测轮组3与型胶发生摩擦而受损；由于摆杆发生转动，该过程会由被角位移编码器5检测到；

（二）型胶尾端切口断面即将到达检测装置并随即离开的过程中：

当型胶尾端切面的切口断面即将接近检测轮组3时，具体可设定为型胶尾端切面的切口断面与检测轮组3的间距为100mm时，气缸6的伸缩杆缩回至初始状态，摆杆7在摆杆回位机构4的弹簧回复力作用下驱动拉动摆杆7逆时针转动，同时横杆2带动检测轮组3也同步逆时针方向转动；此时，摆杆7还没有完全回复至初始状态，检测轮组3抬起至与型胶腹面接触并保持一定的挤压力，即压辊11对型胶施加的向下的作用力与型胶自身重力刚好与检测轮组3对型胶施加的向上的作用力相平衡；而当型胶尾端切面的切口断面到达检测轮组3时，检测轮组会因为弹簧作用力使检测轮端的滑轮紧贴型胶切口断面，即斜向向上的斜面，并逐渐上移，摆杆7、横杆2和检测轮组3会瞬时间同步逆时针旋转一个角度，此时，整个角度变化会被角位移编码器5检测到，即检测识别出型胶尾端切口断面的位置。

此外，该型胶尾端切口到达检测装置除了能够无误差地实现型胶尾端切口断面的位置检测外，还能实现对型胶尾端切口断面情况的判断。具体地，由于检测轮组由两个间隔设置的检测轮，并采用完全相同的设置方式固定在横杆上，因此，在型胶尾端切面的切口断面与检测轮接触并离开检测轮的过程中，两个检测轮与不同平滑程度的型胶尾端切面的切口断面接触，而基于摆杆7、横杆2和检测轮组3同步转动的原理，因此，两个检测轮的转动过程中发生的角度变化会被角位移编码器5检测到，进而识别得到型胶尾端切口断面的平滑度。

参见图6，当型胶尾端切口断面为较为光滑时，两个检测轮会同步或几乎同步与型胶尾端切口断面相接触，而后再离开型胶尾端切口断面；因此，两个检测轮的转动过程中，由角位移编码器5检测到的角度变化曲线为一条平滑直线。

参见图7，当型胶尾端切口断面为凹凸不平时，两个检测轮会出现先后与型胶尾端切口断面相接触，而后再离开型胶尾端切口断面；因此，两个检测轮的转动过程中，由角位移编码器5检测到的角度变化曲线为一条在平滑直线上出现突变曲线段的曲线。

需要说明的是，本发明未详细公开的部分属于本领域的公知技术；此外，尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均为保护之列。

Claims (4)

1.一种型胶尾端切口断面检测装置，其特征在于，包括设置在装置机架（8）上的横杆（2）、检测轮组（3）、摆杆回位机构（4）、角位移编码器（5）、气缸（6）和摆杆（7）；其中，

装置机架（8）竖直设置并固定在输送架（9）的一侧栏板上；

横杆（2）垂直于装置机架（8）的板面设置，其前侧通过第二带座轴承（18）可转动地设置在装置机架（8）上，且前端端部伸出至装置机架（8）外侧；

检测轮组（3）由两个检测轮构成，二者通过底端轮架以相同的设置方式间隔固定在横杆上，使顶端的两个滑轮呈同轴设置，且两个滑轮的中轴线与横杆（2）的轴线方向平行；

摆杆（7）为一根由长竖杆和固定在长竖杆顶端的短横杆构成的倒L形杆体；长竖杆的下侧固定在横杆（2）的前端侧壁上，短横杆朝向检测轮随横杆（2）转动而降低的方向设置；摆杆（7）呈竖直设置时，检测轮组（3）的两个滑轮与压辊（11）的两个大直径轮体之间的间距与型胶厚度相适应；

角位移编码器（5）固定在横杆（2）前端，以实时采集摆杆（7）的转动角度变化信号；

摆杆回位机构（4）设置在摆杆（7）一侧，其由固定架、固定杆和弹簧构成；固定架固定在装置机架（8）上，固定杆呈水平设置，其一端固定在固定架上；弹簧呈拉伸态设置，且其以水平设置的方式将其两端分别固定在固定杆的另一端和摆杆（7）的底端；

气缸（6）设置在摆杆（7）的另一侧，其缸筒固定在装置机架（8）上，其伸缩杆呈水平设置并能够朝向摆杆（7）的上侧杆体方向伸缩，以推动摆杆（7）朝向摆杆回位机构（4）的设置方向转动。

2.根据权利要求1所述的型胶尾端切口断面检测装置，其特征在于，每个检测轮由轮架和滑轮构成；其中，轮架为L形，其一端设有套筒、另一端设有滑轮安装座；检测轮通过轮架端部的套筒套装并固定在横杆2的杆体上；滑轮可自由转动地装配在滑轮安装座上。

3.根据权利要求1或2所述的型胶尾端切口断面检测装置，其特征在于，两个检测轮的间距与压辊（11）两侧的两个大直径轮体的间距相适应，使二者能够随横杆（2）转动至与压辊（11）的两个大直径轮体形成滑动摩擦。

4.根据权利要求1所述的型胶尾端切口断面检测装置，其特征在于，横杆（2）沿输送架（9）的宽度方向设置，并以平行于传送带的方式设置在传送带下方；横杆（2）的后端通过第一带座轴承（1）可转动地设置在输送架（9）的另一侧栏板上；横杆（2）上的两个检测轮设置在传送带之间的缝隙处，其上的两个滑轮能够随横杆（2）的转动抬高至传送带上方或降低至传送带下方。

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