CN116277585A - 一种供胶速度控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种供胶速度控制方法，属于轮胎制造技术领域，包括：采集当前时刻的积胶量，所述积胶量为相邻辊筒间胶料轮廓数据，基于预设的积胶量范围与当前时刻的积胶量，判断供胶系统是否存在供胶异常，根据判断结果输出有关于是否控制供胶系统继续执行当前运行参数的控制信号，所述当前运行参数包括挤出机的螺杆转速、细炼开炼机的胶条宽度以及供胶开炼机的胶条宽度，本发明在线自动控制供胶系统的供胶量，减少人员操作，提升供胶过程稳定性与均一性，无需人工干预，节省人工成本，提高生产效率。

Description

一种供胶速度控制方法

技术领域

本发明属于轮胎制造技术领域，具体地说涉及一种供胶速度控制方法。

背景技术

在轮胎加工过程中，通常采用挤出机+开炼机组成供胶系统为压延或压出机头进行供胶，供胶系统与压延或压出机头共同组成压延或压出联动挤出生产线。目前，现有的供胶系统采用人工进行手动操作，人工设定挤出机的速度、胶条宽度等参数，在胶料波动的情况下，当制品重量或形状有偏差时需要人工手动调整各参数。人工操作带来的问题是，发现制品不合格有滞后性、人工需要多次调整测量，胶料混炼程度、炼胶量、供胶量无法得到有效保障。

发明内容

针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种供胶速度控制方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种供胶速度控制方法，包括：

采集当前时刻的积胶量，所述积胶量为相邻辊筒间胶料轮廓数据，基于预设的积胶量范围与当前时刻的积胶量，判断供胶系统是否存在供胶异常，根据判断结果输出有关于是否控制供胶系统继续执行当前运行参数的控制信号，所述当前运行参数包括挤出机的螺杆转速、细炼开炼机的胶条宽度以及供胶开炼机的胶条宽度。

本技术方案进一步设置为，所述基于预设的积胶量范围与当前时刻的积胶量，判断供胶系统是否存在供胶异常，具体为：

判断当前时刻的积胶量是否超出预设的积胶量范围，并根据判断结果输出有关于是否控制供胶系统继续执行当前运行参数的控制信号。

本技术方案进一步设置为，所述根据判断结果输出有关于是否控制供胶系统继续执行当前运行参数的控制信号，具体为：

若当前时刻的积胶量位于预设的积胶量范围内，判断供胶系统不存在供胶异常，输出控制供胶系统继续执行当前运行参数的控制信号。

本技术方案进一步设置为，所述根据判断结果输出有关于是否控制供胶系统继续执行当前运行参数的控制信号，具体为：

若当前时刻的积胶量超出预设的积胶量范围内，判断供胶系统存在供胶异常，输出控制供胶系统调整运行参数的控制信号。

本技术方案进一步设置为，所述输出控制供胶系统调整运行参数的控制信号之后，还包括：

供胶系统调整运行参数，间隔反应时间再次采集下一时刻的积胶量，若下一时刻的积胶量位于预设的积胶量范围内，输出控制供胶系统继续执行该下一时刻的运行参数的控制信号，若下一时刻的积胶量超出预设的积胶量范围内，输出控制供胶系统继续调整运行参数的控制信号，直至积胶量位于预设的积胶量范围内，所述反应时间为胶料自上级设备传输至下级设备所用时间。

本技术方案进一步设置为，所述输出控制供胶系统调整运行参数的控制信号，具体为：

若积胶量采集于细炼开炼机，输出控制挤出机调整其螺杆转速的控制信号，所述挤出机的螺杆转速变化量＝预设的细炼开炼机的积胶量范围差值/k/吐胶量，所述吐胶量为挤出机在单位时间转速内排胶重量，积胶量范围差值为积胶量范围的最大值与最小值的差值，k为根据实际生产设定的修正系数。

本技术方案进一步设置为，所述输出控制供胶系统调整运行参数的控制信号，具体为：

若积胶量采集于供胶开炼机，输出控制细炼开炼机调整其胶条宽度的控制信号，所述细炼开炼机的胶条宽度变化量＝预设的供胶开炼机的积胶量范围差值/k/单位宽度供胶量，所述单位宽度供胶量为细炼开炼机单位宽度下供胶重量，积胶量范围差值为积胶量范围的最大值与最小值的差值，k为根据实际生产设定的修正系数。

本技术方案进一步设置为，所述输出控制供胶系统调整运行参数的控制信号，具体为：

若积胶量采集于压延主机，输出控制供胶开炼机调整其胶条宽度的控制信号，所述供胶开炼机的胶条宽度变化量＝预设的压延主机的积胶量范围差值/k/单位宽度供胶量，所述单位宽度供胶量为供胶开炼机单位宽度下供胶重量，积胶量范围差值为积胶量范围的最大值与最小值的差值，k为根据实际生产设定的修正系数。

本技术方案进一步设置为，所述积胶量的采集方法为：

通过扫描设备采集相邻辊筒间胶料图像，提取图像轮廓数据，计算得到积胶量。

本技术方案进一步设置为，所述胶条宽度的调整方法为：

细炼开炼机以及供胶开炼机的出料口处均设有裁切立刀，裁切立刀相间隔的设有2个，其一裁切立刀与丝杠可转动连接，另一裁切立刀与丝杠传动连接，转动丝杠改变2个裁切立刀的间距，以调节胶条宽度。

本发明的有益效果是：

1、在线自动控制供胶系统的供胶量，减少人员操作，提升供胶过程稳定性与均一性。

2、既能实现挤出机供胶量与开炼机积胶量之间的闭环控制，又能实现开炼机供胶量与压延主机辊筒积胶量之间的闭环控制。

3、在线采集积胶量，能够及时发现胶料波动情况并作出相应的调整，从而提高橡胶制品质量的稳定性。

4、无需人工干预，节省人工成本，提高生产效率。

附图说明

图1是本发明中供胶系统的示意图；

图2是本发明中裁切立刀的示意图；

图3是本发明中压延主机的示意图；

图4是本发明中供胶速度控制方法的流程示意图。

附图中：1-挤出机、2-细炼开炼机、3-供胶开炼机、4-扫描设备、5-胶条宽度检测器、6-积胶量、7-胶条宽度、8-裁切立刀、9-丝杠、10-一号压延辊、11-二号压延辊、12-三号压延辊、13-四号压延辊。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。此外，以下实施例中提到的方向用词，例如“上”“下”“左”“右”等仅是参考附图的方向，因此，使用的方向用词是用来说明而非限制本发明创造。

如图1所述，供胶系统包括挤出机1、细炼开炼机2以及供胶开炼机3，其中，细炼开炼机2以及供胶开炼机3均包括2个相对转动的辊筒以及位于2个辊筒之间的挡胶板，挡胶板围成进料通道，保证胶料进料至2个辊筒之间。同时，如图2所示，细炼开炼机2以及供胶开炼机3的出料口处均设有裁切立刀8，裁切立刀8相对的设有2个，以裁切出特定宽度的胶条。如图3所述，由供胶系统输出的胶条进入压延主机，其中，压延主机采用S型四辊结构，分别为一号压延辊10、二号压延辊11、三号压延辊12、四号压延辊13。

如图4所示，一种供胶速度控制方法，包括：

S100、采集当前时刻的积胶量6，所述积胶量6为相邻辊筒间胶料轮廓数据；

S300、基于预设的积胶量范围与当前时刻的积胶量6，判断供胶系统是否存在供胶异常；

S500、根据判断结果输出有关于是否控制供胶系统继续执行当前运行参数的控制信号，所述当前运行参数包括挤出机1的螺杆转速、细炼开炼机2的胶条宽度以及供胶开炼机3的胶条宽度。

值得说明的是，在线采集积胶量6，能够及时发现胶料波动情况并控制供胶系统作出相应的调整，从而提高橡胶制品质量的稳定性。

本技术方案进一步设置为，所述基于预设的积胶量范围与当前时刻的积胶量6，判断供胶系统是否存在供胶异常，具体为：

判断当前时刻的积胶量6是否超出预设的积胶量范围，并根据判断结果输出有关于是否控制供胶系统继续执行当前运行参数的控制信号。

具体的，预设积胶量范围的最大值以及最小值形成积胶量范围，实际生产时要求积胶量不超过挡胶板高度。其中，积胶量范围的最小值的设置依据为相邻辊筒间胶料仅能包覆其中1个辊筒，积胶量范围的最大值

H表示细炼开炼机2、供胶开炼机3或压延主机一次最大投胶量(设备固有参数)，单位为KG；D表示辊筒直径，单位为mm；L表示辊筒长度，单位为mm；b表示辊筒间隙，单位为mm；ρ表示胶料密度，单位为KG/m³。

本技术方案进一步设置为，所述根据判断结果输出有关于是否控制供胶系统继续执行当前运行参数的控制信号，具体为：

若当前时刻的积胶量6位于预设的积胶量范围内，判断供胶系统不存在供胶异常，输出控制供胶系统继续执行当前运行参数的控制信号，供胶系统接收该控制信号并继续按照当前运行参数。

本技术方案进一步设置为，所述根据判断结果输出有关于是否控制供胶系统继续执行当前运行参数的控制信号，具体为：

若当前时刻的积胶量6超出预设的积胶量范围内，判断供胶系统存在供胶异常，输出控制供胶系统调整运行参数的控制信号，供胶系统接收该控制信号并调整运行参数。

本技术方案进一步设置为，所述输出控制供胶系统调整运行参数的控制信号之后，还包括：

供胶系统调整运行参数，间隔反应时间再次采集下一时刻的积胶量6，若下一时刻的积胶量6位于预设的积胶量范围内，输出控制供胶系统继续执行该下一时刻的运行参数的控制信号，若下一时刻的积胶量6超出预设的积胶量范围内，输出控制供胶系统继续调整运行参数的控制信号，直至积胶量6位于预设的积胶量范围内，所述反应时间为胶料自上级设备传输至下级设备所用时间。

本技术方案进一步设置为，所述输出控制供胶系统调整运行参数的控制信号，具体为：

若积胶量6采集于细炼开炼机2，输出控制挤出机1调整其螺杆转速的控制信号，所述挤出机1的螺杆转速变化量＝预设的细炼开炼机2的积胶量范围差值/k/吐胶量，所述吐胶量为挤出机1在单位时间转速内排胶重量，积胶量范围差值为积胶量范围的最大值与最小值的差值，k为修正系数，可根据实际生产给定修正系数，本实施例中k＝16。

值得说明的是，若细炼开炼机2的积胶量6大于积胶量范围的最大值，输出控制挤出机1降低其螺杆转速的控制信号，挤出机1接收并执行该控制信号，具体为在当前螺杆转速的基础上减少螺杆转速变化量，以减少单位时间内的供胶量；若细炼开炼机2的积胶量6小于积胶量范围的最小值，输出控制挤出机提高其螺杆转速的控制信号，挤出机1接收并执行该控制信号，具体为在当前螺杆转速的基础上增加螺杆转速变化量，以增加单位时间内的供胶量。

本技术方案进一步设置为，所述输出控制供胶系统调整运行参数的控制信号，具体为：

若积胶量6采集于供胶开炼机3，输出控制细炼开炼机2调整其胶条宽度7的控制信号，所述细炼开炼机2的胶条宽度变化量＝预设的供胶开炼机3的积胶量范围差值/k/单位宽度供胶量，所述单位宽度供胶量为细炼开炼机2单位宽度下供胶重量，积胶量范围差值为积胶量范围的最大值与最小值的差值，k为修正系数，可根据实际生产给定修正系数，本实施例中k＝16。

值得说明的是，若供胶开炼机3的积胶量6大于积胶量范围的最大值，输出控制细炼开炼机2减少其胶条宽度7的控制信号，细炼开炼机2接收并执行该控制信号，具体为在当前胶条宽度的基础上减少所述胶条宽度变化量，以减少单位宽度的供胶量；若供胶开炼机3的积胶量6小于积胶量范围的最小值，输出控制细炼开炼机2增加其胶条宽度7的控制信号，细炼开炼机2接收并执行该控制信号，具体为在当前胶条宽度的基础上增加所述胶条宽度变化量，以增加单位宽度的供胶量。

本技术方案进一步设置为，所述输出控制供胶系统调整运行参数的控制信号，具体为：

若积胶量6采集于压延主机，输出控制供胶开炼机3调整其胶条宽度7的控制信号，所述供胶开炼机3的胶条宽度变化量＝预设的压延主机的积胶量范围差值/k/单位宽度供胶量，所述单位宽度供胶量为供胶开炼机3单位宽度下供胶重量，积胶量范围差值为积胶量范围的最大值与最小值的差值，k为修正系数，可根据实际生产给定修正系数，本实施例中k＝16。

值得说明的是，若压延主机的积胶量6大于积胶量范围的最大值，输出控制供胶开炼机3减少其胶条宽度7的控制信号，供胶开炼机3接收并执行该控制信号，具体为在当前胶条宽度的基础上减少所述胶条宽度变化量，以减少单位宽度的供胶量；若压延主机的积胶量6小于积胶量范围的最小值，输出控制供胶开炼机3增加其胶条宽度7的控制信号，供胶开炼机3接收并执行该控制信号，具体为在当前胶条宽度的基础上增加所述胶条宽度变化量，以增加单位宽度的供胶量。

同时，输出控制供胶开炼机3调整其供胶胶条速度的控制信号，其中，供胶胶条速度变化量＝供胶摆臂变速变频条件下原始供胶速度*(0-50％)，具体根据现场调试情况给定。

本技术方案进一步设置为，所述积胶量6的采集方法为：

通过扫描设备4采集相邻辊筒间胶料图像，提取图像轮廓数据，计算得到积胶量6。优选的，扫描设备4采用视觉成像镜头。

本技术方案进一步设置为，所述胶条宽度7通过胶条宽度检测器5在线检测，所述胶条宽度7的调整方法为：

裁切立刀8相间隔的设有2个，其一裁切立刀与丝杠9可转动连接，另一裁切立刀与丝杠9传动连接，依据胶条宽度变化量转动丝杠9，改变2个裁切立刀8的间距，以调节胶条宽度。

此外，在步骤S100之前还包括：设定供胶系统的基础运行参数，包括挤出机1的螺杆转速RPM、细炼开炼机2以及供胶开炼机3的胶条宽度W。具体的，压延开始供胶生产时，供胶系统处于低速运行状态，根据帘布生产速度V计算获得RPM以及W：

T*RPM＝P*V*K，根据质量守恒定律，因此RPM＝PVK/T；W*B*F*ρ/1000＝P*V*K,根据质量守恒定律，因此W＝1000*PVK/BFρ，其中，胶条速度F表示细炼开炼机2或供胶开炼机3供胶运输带速度(单位：m/s)，生产速度V表示压延帘布线速度(单位：m/s)，胶条厚度B表示细炼开炼机2或供胶开炼机3供胶胶条厚度(单位:mm)，胶料密度ρ表示胶料塑化后的密度(单位：KG/m³)，帘布平方米重P表示单位平方米帘布所包含的胶料重量(单位：KG/m²)，帘布幅宽K表示压延帘布幅宽(单位米)，挤出机吐胶量T表示单位时间转速内排胶重量(单位KG/RPM/S)。

供胶系统稳定提速状态下，RPM、W同比进行提升，当压延帘布线速度提升至最大速度后，执行步骤S100至S500，实现闭环控制。

实施例二：

本实施例与实施例一相同的部分不再赘述，不同的是：

如图3所示，一号压延辊10与二号压延辊11之间、三号压延辊12与四号压延辊13之间均设置扫描设备4。

2个扫描设备4采集的2个积胶量中其一积胶量大于积胶量范围的最大值，输出控制供胶开炼机3减少其胶条宽度7的控制信号，同样的，其一积胶量小于积胶量范围的最小值，输出控制供胶开炼机3增加其胶条宽度7的控制信号。

以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。

Claims (10)

1.一种供胶速度控制方法，其特征在于，包括：

采集当前时刻的积胶量，所述积胶量为相邻辊筒间胶料轮廓数据，基于预设的积胶量范围与当前时刻的积胶量，判断供胶系统是否存在供胶异常，根据判断结果输出有关于是否控制供胶系统继续执行当前运行参数的控制信号，所述当前运行参数包括挤出机的螺杆转速、细炼开炼机的胶条宽度以及供胶开炼机的胶条宽度。

2.根据权利要求1所述的一种供胶速度控制方法，其特征在于，所述基于预设的积胶量范围与当前时刻的积胶量，判断供胶系统是否存在供胶异常，具体为：

判断当前时刻的积胶量是否超出预设的积胶量范围，并根据判断结果输出有关于是否控制供胶系统继续执行当前运行参数的控制信号。

3.根据权利要求2所述的一种供胶速度控制方法，其特征在于，所述根据判断结果输出有关于是否控制供胶系统继续执行当前运行参数的控制信号，具体为：

若当前时刻的积胶量位于预设的积胶量范围内，判断供胶系统不存在供胶异常，输出控制供胶系统继续执行当前运行参数的控制信号。

4.根据权利要求2所述的一种供胶速度控制方法，其特征在于，所述根据判断结果输出有关于是否控制供胶系统继续执行当前运行参数的控制信号，具体为：

若当前时刻的积胶量超出预设的积胶量范围内，判断供胶系统存在供胶异常，输出控制供胶系统调整运行参数的控制信号。

5.根据权利要求4所述的一种供胶速度控制方法，其特征在于，所述输出控制供胶系统调整运行参数的控制信号之后，还包括：

供胶系统调整运行参数，间隔反应时间再次采集下一时刻的积胶量，若下一时刻的积胶量位于预设的积胶量范围内，输出控制供胶系统继续执行该下一时刻的运行参数的控制信号，若下一时刻的积胶量超出预设的积胶量范围内，输出控制供胶系统继续调整运行参数的控制信号，直至积胶量位于预设的积胶量范围内，所述反应时间为胶料自上级设备传输至下级设备所用时间。

6.根据权利要求5所述的一种供胶速度控制方法，其特征在于，所述输出控制供胶系统调整运行参数的控制信号，具体为：

若积胶量采集于细炼开炼机，输出控制挤出机调整其螺杆转速的控制信号，所述挤出机的螺杆转速变化量＝预设的细炼开炼机的积胶量范围差值/k/吐胶量，所述吐胶量为挤出机在单位时间转速内排胶重量，积胶量范围差值为积胶量范围的最大值与最小值的差值，k为根据实际生产设定的修正系数。

7.根据权利要求5所述的一种供胶速度控制方法，其特征在于，所述输出控制供胶系统调整运行参数的控制信号，具体为：

若积胶量采集于供胶开炼机，输出控制细炼开炼机调整其胶条宽度的控制信号，所述细炼开炼机的胶条宽度变化量＝预设的供胶开炼机的积胶量范围差值/k/单位宽度供胶量，所述单位宽度供胶量为细炼开炼机单位宽度下供胶重量，积胶量范围差值为积胶量范围的最大值与最小值的差值，k为根据实际生产设定的修正系数。

8.根据权利要求5所述的一种供胶速度控制方法，其特征在于，所述输出控制供胶系统调整运行参数的控制信号，具体为：

若积胶量采集于压延主机，输出控制供胶开炼机调整其胶条宽度的控制信号，所述供胶开炼机的胶条宽度变化量＝预设的压延主机的积胶量范围差值/k/单位宽度供胶量，所述单位宽度供胶量为供胶开炼机单位宽度下供胶重量，积胶量范围差值为积胶量范围的最大值与最小值的差值，k为根据实际生产设定的修正系数。

9.根据权利要求1所述的一种供胶速度控制方法，其特征在于，所述积胶量的采集方法为：

通过扫描设备采集相邻辊筒间胶料图像，提取图像轮廓数据，计算得到积胶量。

10.根据权利要求7或8所述的一种供胶速度控制方法，其特征在于，所述胶条宽度的调整方法为：

细炼开炼机以及供胶开炼机的出料口处均设有裁切立刀，裁切立刀相间隔的设有2个，其一裁切立刀与丝杠可转动连接，另一裁切立刀与丝杠传动连接，转动丝杠改变2个裁切立刀的间距，以调节胶条宽度。

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