CN216068657U - 一种数控中型多功能胶辊缠绕覆面机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种数控中型多功能胶辊缠绕覆面机构,不仅具有平覆胶、斜覆胶和端面覆胶三种覆胶功能，还实现了对整个包胶过程的闭环控制。覆面机构在伺服电机的驱动下，由滚珠丝杠进行传动，带动第一工作台水平移动，由自锁气缸带动第二工作台及安装在第二工作台上的齿轮箱移动，齿轮箱旋转轴下端装有平/斜/端包一体机构，在刹车电机的驱动下完成压胶轮的旋转运动。所述缠绕覆面机构装有胶条厚度检测装置和包胶厚度检测装置，可对胶条厚度及包胶厚度进行实时测量，并将测量的数据传入工控机与理论数字进行对比，并根据需求调整出胶速度与旋转角，进而提高过程质量，在结构上实现了小型化、多功能化的同时，使得自动化设备结构简单效率高。

Description

一种数控中型多功能胶辊缠绕覆面机构

技术领域

本实用新型涉及胶辊覆胶技术领域，尤其是一种数控中型多功能胶辊缠绕覆面机构。

背景技术

胶辊缠绕覆面机是胶辊自动化生产过程中非常重要的设备，随着自动化程度的提高，市场上对胶辊的需要量不断增加的同时对胶辊的质量要求也不断提高，现阶段市场上的覆胶机存在以下几个问题：

(1)大型多功能覆胶机占地面积大，生产成本高,且当包中小型辊子时因气缸机械臂行程过大产生运行不稳定、操作不灵活的现象，影响胶辊的生产效率，甚至影响胶辊质量。

(2)胶辊表面覆胶的形式包括以下三种：平覆胶、斜覆胶和端面覆胶，然而目前中小型覆胶机覆胶形式集成度不高,难以满足胶辊多样化生产的要求，影响了胶辊的生产效率的同时也使人工成本投入增大，而且针对覆胶层较厚的胶辊，反复多次的平覆胶产生覆胶瑕疵的概率也会增大，严重影响胶辊的质量。

(3)胶条位置不好调节。在平覆胶时，胶条在传送过程中有可能会偏离导胶轮中心位置；在斜覆胶和端面覆胶时，若不能将胶条调节到压胶轮靠近胶辊侧位置，会影响覆胶效果，从而影响胶辊成品的正常使用。

(4)胶条在被挤出和被压在胶辊上时因弹性原因实际胶条厚度与理论胶条厚度存在偏差，这时若全靠理论值计算各包胶参数难以控制产品过程质量，造成原料的浪费。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足，提出了一种数控中型多功能胶辊缠绕覆面机构。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型公开了一种数控中型多功能胶辊缠绕覆面机构，包括机架、第一工作台、第二工作台、齿轮箱、胶条厚度检测装置、包胶厚度检测装置、测温装置、调速装置、张力打带装置、纠偏结构、平 /斜/端包一体结构、控制箱；

所述第一工作台通过直线导轨与机架相连，在伺服电机的驱动下，通过高精密滚珠丝杠传动，使得第一工作台沿与工件轴线垂直的方向完成接近或远离工件的进给运动；所述第二工作台通过直线导轨与第一工作台相连，通过自锁气缸的伸缩带动第二工作台也沿与工件轴线垂直的方向完成进给运动；所述齿轮箱通过螺纹固定在第二工作台的前端，所述平/斜/端包一体结构锁紧在齿轮箱的旋转轴上，在所述第一工作台和第二工作台的联合作用下完成对辊芯的平覆胶、斜覆胶和端面覆胶；所述胶条厚度测量装置和包胶厚度检测装置分别可随第二工作台和第一工作台前后移动，用于胶条和覆胶厚度的实时测量，并将检测到的厚度和理论厚度进行对比，通过调整伺服电机的转速使测量数据和理论数据一致，以达到闭环控制的目的；所述控制箱固定在第一工作台上，包括控制系统、工业专用一体工控机、按钮和通讯模块，为整个覆胶过程完成可视闭环控制的同时也为智能制造和互联互通提供基础平台。

进一步的，所述齿轮箱包括箱体、一对锥齿轮、编码器、上下法兰和输出转轴，在安装在第二工作台上的刹车电机的驱动下，带动锁定在所述齿轮箱上的平/斜/端包一体结构转动，以满足不同的覆胶功能需求。

所述平/斜/端包一体结构包括双向气缸、一对压胶轮组、缠绕板和导胶轮组，采用双向气缸一方面是为了在端包时利用气缸的压力将胶条压紧在辊芯端面上，另一方面端包时可分别推动缠绕板两侧的压胶轮组进行端面覆胶，以保证在不调换胶辊方向的情况下完成对胶辊双侧端面的完整端包。

所述调速装置、张力打带装置和纠偏结构均固定在机架上。所述调速装置与编码器连接，感应胶条输送速度进而调整挤出机的挤出速度；所述张力打带装置通过压力传感器感应绑带涨紧力，通过调整绑紧力实现对包胶后的胶辊进行可控绑带，进而提高胶辊硫化质量；所述纠偏结构包括关节轴承、纠偏轮、顶轴、手轮、压盖，关节轴承安装在支架前面板上，纠偏轮穿过关节轴承连接在机架上，纠偏轮轴下发开有凹槽，凹槽与顶轴上端配合，顶轴下端装有手轮，通过旋转手轮控制纠偏轮的倾斜方向，完成胶条位置的调整以满足平覆胶、斜覆胶和端面覆胶对胶条位置的要求。

所述包胶厚度检测装置通过支架固定在控制箱上，包括测厚箱、超薄气缸、双杆气缸、转向减速机、激光检测仪、气缸板、微型导轨、 L支架、手轮和圆形滑轨，所述圆形滑轨及超薄气缸固定在测厚箱内，圆形导轨滑块与气缸板相连，所述双杆气缸固定在气缸板上，由超薄气缸控制移动，双杆气缸上装有转向减速机，转向减速机前端装有激光检测仪，上端装有手轮，可通过旋转手轮来控制激光检测仪转动以满足不同直径胶辊的测量要求的同时，也可以通过调整两个气缸的位置完成胶辊包胶前、包胶后和覆胶过程的测量；所述微型导轨安装在气缸板的上端，导轨滑块与L支架相连，L支架另一侧与双杆气缸杆相连，在双杆气缸带着装有激光检测仪的转向减速机移动时，L支架拉着气缸杆避免因重量原因引起的气缸杆下垂弯曲导致的测量误差。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型在结构上采用上下两层可移动工作平台，最大限度的缩减了设备的占地尺寸，实现了高集成性和小型化，操作灵活的同时其稳定性也有了很大的提高，可实现对1米以下中小型胶辊的稳定性覆胶；本结构由刹车电机带动压胶轮任意旋转，可根据需求完成对工件的平覆胶、斜覆胶和端面覆胶；纠偏装置可将纠偏轮倾斜一定的角度对胶条位置进行调整，以满足平包时胶条在中心位置，斜覆胶和端面覆胶时将胶条调整在压胶轮边缘以满足覆胶要求；因橡胶是弹性体，在压胶轮将胶条压紧在胶辊上时厚度会发生一定的变化，全靠理论数据覆胶会产生很大的偏差，本实用新型的同时配备了胶条测厚装置和覆胶厚度测量装置，覆胶厚度测量装置在双气缸的配合作用下可对覆胶前、覆胶后、和覆胶中进行测量，测量结果反馈到专业的系统中进行可理论数据对比，进而调整相应速度使得实际数据尽量接近理论数据，以实现对覆胶过程的可控闭环包胶，大大节约了原材料，覆胶完成后的可控张力打带功能也大大提高了产品的质量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的局部剖视图；

图3是端包示意图；

图4是纠偏结构剖视图；

图5是齿轮箱剖视图；

图6是包胶厚度检测装置俯视图；

图7是包胶厚度检测装置剖视图；

图8是胶条厚度检测装置示意图；

图9、图10是平/斜/端包一体结构示意图；

图中1.机架，2.导胶轮，3.纠偏结构，3-1，纠偏轮，3-2.轮轴， 3-3.安装板，3-4.压盖，3-5，关节轴承，3-6.连接块，3-7.撞轴， 3-8.手轮，4.第一工作台，5第二工作台，6.控制箱，7.包胶厚度检测装置，7-1.测厚箱，7-2.激光检测仪，7-3.转向减速机，7-4.圆形滑轨，7-5.手轮，7-6.L支架，7-7.微型导轨，7-8.双杆气缸，7-9. 气缸板，7-10.超薄气缸，8.齿轮箱，8-1.编码器，8-2.法兰，8-3. 箱体，8-4.从动齿轮，8-5.连接套，8-6.主动齿轮，8-7.连接块，8-8. 旋转轴，9.平/斜/端包一体结构，9-1.缠绕板，9-2.压胶轮组，9-3. 导轮，9-4.双向气缸，9-5，滑块，10.胶条厚度检测装置，10-1.支架，10-2.激光测量仪，10-3.连接架，10-4.导胶轮，11.调速装置， 12.张力打带装置，13.刹车电机，14.自锁气缸，15.第一直线导轨， 16.滚珠丝杠，17.第二直线导轨，18减速机，19.伺服电机，20.工件。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1、图2、图3所示，本实施例公开的数控中型多功能胶辊缠绕覆面机构，包括机架1、导胶轮组2、纠偏结构3、调速装置11、打带装置12；所述导胶轮组2、纠偏结构3、调速装置11、打带装置 12分别安装在机架1上；

所述第一直线导轨15的滑块通过紧固件固定在机架1上，其线轨固定在第一工作台4上，所述滚珠丝杠16安装在机架1上，丝杠螺母固定在第一工作台4上，使得滚珠丝杠16在伺服电机19的驱动下，带动第一工作台4沿与工件20轴线垂直的方向完成接近或远离工件的进给运动；

所述第二直线导轨17的线轨固定在第二工作台5上，其滑块固定在第一工作台4上，自锁气缸14安装在第一工作台4上，气缸杆与第二工作台5相连，这样自锁气缸14可以推动第二工作台5及固定在工作台上的胶条厚度检测装置10在水平方向移动；

所述刹车电机13安装在第二工作台5侧板的内侧，侧板另一侧装有齿轮箱8，所述平/斜/端包一体结构9锁紧在齿轮箱8的输出旋转轴8-8上，在刹车电机13的驱动下，配合PLC及传感器发出的位移量使压胶轮相对于辊芯的轴线旋转至所需的角度进行平覆胶、斜覆胶或端面覆胶；所述控制箱6通过槽钢固定在第一工作台4上，控制箱上装有控制设备各项运动的工控机、PLC、按钮、阀等，包胶厚度检测装置7通过支架固定在控制箱6上。

如图4所示，所述的纠偏结构包括纠偏轮3-1,轮轴3-2,安装板3-3,压盖3-4,关节轴承3-5,连接块3-6,撞轴3-7和手轮3-8, 所述纠偏轮3-1通过轮轴3-2连接在安装板3-3上,所述轮轴3-2上装有关节轴承,所述关节轴承由压盖3-4安装在安装板3-3上,轮轴 3-2上开有和撞轴3-7相配的槽,撞轴3-7的一端装有手轮3-8,通过旋转手轮3-8可以调整压胶轮的倾斜角度,从而调整胶条的位置，实现纠偏的功能。

如图5所示，本实施例中的齿轮箱包括编码器8-1、法兰8-2、箱体8-3、从动齿轮8-4、连接套8-5、主动齿轮8-6、连接块8-7和旋转轴8-8，所述主动齿8-6与刹车电机13相连，在刹车电机13的驱动下由主动齿轮8-6和从动齿轮8-4进行传动来带动旋转轴8-8进行旋转，所述编码器8-1锁定在所述旋转轴8-8上端，用来调控旋转轴8-8的旋转角度，所述连接块8-7锁紧在旋转轴8-8的下端，用于固定所述平/斜/端包一体结构9并在刹车电机13的驱动下带动其旋转；从而控制压胶轮与胶辊的相对位置以完成所需覆胶功能。

如图6、图7所示，本实施例中公开的包胶厚度检测装置，包括测厚箱7-1、激光检测仪7-2、转向减速机7-3、圆形滑轨7-4、手轮 7-5、L支架7-6、微型导轨7-7、双杆气缸7-8、气缸板7-9和超薄气缸7-10；所述圆形滑轨7-4及超薄气缸7-10固定在测厚箱7-1内，圆形滑轨7-4的滑块与气缸板7-9相连，所述双杆气缸7-8固定在气缸板7-9上，由超薄气缸7-10控制双杆气缸7-8沿着圆形导轨移动，双杆气缸7-8上装有转向减速机7-3，转向减速机7-3前端装有激光检测仪7-2，上端装有手轮7-5，通过旋转手轮7-5控制激光检测仪 7-2发出的射线角度，从而测量不同直径的胶辊；本装置通过调整双杆气缸7-8和超薄气缸7-10的位置完成胶辊包胶前、包胶后和覆胶过程的测量；所述微型导轨7-7安装在气缸板7-9的上端，所述L支架7-6分别与微型导轨7-7和双杆气缸杆7-8相连，以避免因气缸杆弯曲造成的测量不准确。

如图8所示，本实施例中公开的胶条厚度检测装置包括支架10-1、激光测量仪10-2、连接架10-3、两个导胶轮10-4，所述支架10-1 通过紧固件固定在连接架10-3上，连接架10-3与机架1相连；激光测量仪10-2固定在支架10-1上，胶条通过两个导胶轮10-4传送胶条，两个导胶轮10-4上下布置，一个位于激光测量仪10-2的下方，一个位于激光测量仪10-2的一侧；且两个导胶轮的圆心距离等于导胶轮的直径，从而保证胶条垂直传到第二个导胶轮10-4(位于激光测量仪10-2一侧)上，保证激光束与胶面垂直，从而保证测量的准确性。

如图9、图10所示，本实施例公开的平/斜/端包一体结构包括缠绕板9-1、两对压胶轮组9-2、导轮9-3、双向气缸9-4及滑块9-5。所述两对压胶轮组9-2固定在两个滑块9-5上，两个滑块9-5可在各自对应的双向气缸9-4的推动下沿着缠绕板9-1的滑槽移动，平/斜包时，在刹车电机13的驱动下使得压胶轮组9-2与工件20的轴心平行或呈一定夹角进行覆胶，端包时，刹车电机13驱动所述压胶轮组 9-2旋转到与辊芯轴线相垂直的位置，通过双向气缸9-4将胶条压紧在端面上，然后通过沿着辊芯的端面做径向运动，进而完成端面覆胶，包另一端面时，双向气缸9-4推动另一侧的压胶轮将胶条压紧在端面上，从而在不调换工件的情况下保证两端端面的完整覆胶。

本实用新型的工作原理是：

挤出机挤出的胶条通过导胶轮2后进入纠偏装置3，然后通过导胶轮组、调速装置、胶条厚度检测装置传至压胶轮组9-2，然后再缠绕在胶辊上。

平覆胶时，自锁气缸14推动平/斜/端包一体结构移动，使平/ 斜/端包一体结构中的压胶轮组平行于辊芯轴线做往复运动；

斜覆胶时，自锁气缸14推动平/斜/端包一体结构移动的同时，根据覆胶的厚度，工控机、PLC、传感器发出的位移量使压胶轮相对于辊芯的轴线旋转一定的角度进行覆胶，使之在底层的平覆胶完成后连续过渡到斜覆胶，整个过程由工控机根据实时输入的参数来自动完成；

端面覆胶时，首先把自锁气缸14锁死，然后将压胶轮组9-2旋转到与辊芯轴线相垂直的位置，利用双向气缸9-4将胶条压紧在辊芯端面上，最后在伺服电机的驱动下，由滚珠丝杆进行传动来带动固定自锁气缸14的第二工作台沿着辊芯的端面做径向运动，从而完成端包功能。包胶辊两侧端面时分别采用双向气缸9-4两侧不同的压胶轮，以便在不调整胶辊方向的情况下完成对端面的完整覆胶。

胶条在传送过程中，根据位置需求由纠偏装置对胶条位置进行调节，由胶条厚度检测装置对实际胶条厚度进行实时测量，由包胶厚度检测装置测量包胶厚度，并将这些数据传送到工控机与理论数据相对比，并根据对比结果通过调速装置整挤出机的挤出速度等，从而达到对包胶厚度的闭环控制。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种数控中型多功能胶辊缠绕覆面机构，其特征在于：包括机架、第一工作台、第二工作台、齿轮箱、胶条厚度检测装置、包胶厚度检测装置、平/斜/端包一体结构、控制系统；

所述第一工作台通过直线导轨与机架相连，且由伺服电机和丝杠传动机构驱动，第一工作台能沿与工件轴线垂直的方向完成接近或远离工件的进给运动；

所述第二工作台通过直线导轨与第一工作台相连，安装在第一工作台上方，且通过自锁气缸驱动第二工作台沿与工件轴线垂直的方向移动；所述齿轮箱固定在第二工作台的前端，所述平/斜/端包一体结构锁紧在齿轮箱的旋转轴上，由刹车电机驱动旋转，在所述第一工作台和第二工作台的联合作用下完成对辊芯的平覆胶、斜覆胶和端面覆胶；所述胶条厚度测量装置和包胶厚度检测装置安装在机架上，用于胶条和覆胶厚度的实时测量，并将检测到的厚度发送给控制系统；所述控制系统控制所述的伺服电机，实现闭环控制。

2.根据权利要求1所述的一种数控中型多功能胶辊缠绕覆面机构，其特征在于：所述齿轮箱包括箱体、一对锥齿轮、编码器、旋转轴和连接块，所述的刹车电机与一对锥齿轮相连，所述锥齿轮与旋转轴相连，所述的旋转轴与连接块相连，连接块与所述平/斜/端包一体结构相连。

3.根据权利要求1所述的一种数控中型多功能胶辊缠绕覆面机构，其特征在于：所述平/斜/端包一体结构包括缠绕板、两对压胶轮组、双向气缸及滑块；所述两对压胶轮组固定在两个滑块上，两个滑块在双向气缸的推动下沿着缠绕板的滑槽移动。

4.根据权利要求3所述的一种数控中型多功能胶辊缠绕覆面机构，其特征在于：在平/斜包时，在刹车电机的驱动下使得压胶轮组与工件的轴心平行或呈一定夹角进行覆胶。

5.根据权利要求3所述的一种数控中型多功能胶辊缠绕覆面机构，其特征在于：端包时，刹车电机驱动所述压胶轮组旋转到与辊芯轴线相垂直的位置，通过双向气缸将胶条压紧在端面上，然后通过沿着辊芯的端面做径向运动，进而完成端面覆胶，包另一端面时，双向气缸推动另一侧的压胶轮将胶条压紧在端面上，从而在不调换工件的情况下保证两端端面的完整覆胶。

6.根据权利要求1所述的一种数控中型多功能胶辊缠绕覆面机构，其特征在于：还包括调速装置，所述调速装置与编码器连接，感应胶条输送速度进而调整挤出机的挤出速度。

7.根据权利要求1所述的一种数控中型多功能胶辊缠绕覆面机构，其特征在于：还包括张力打带装置，所述张力打带装置通过压力传感器感应绑带涨紧力，通过调整绑紧力实现对包胶后的胶辊进行可控绑带。

8.根据权利要求1所述的一种数控中型多功能胶辊缠绕覆面机构，其特征在于：还包括纠偏结构，所述纠偏结构用以完成对胶条位置的调整以满足不同的覆胶要求。

9.根据权利要求1所述的一种数控中型多功能胶辊缠绕覆面机构，其特征在于：所述包胶厚度检测装置包括测厚箱、超薄气缸、双杆气缸、转向减速机、激光检测仪、气缸板、微型导轨、L支架、手轮和圆形滑轨，所述圆形滑轨及超薄气缸固定在测厚箱内，滑块与气缸板相连，所述双杆气缸固定在气缸板上，由超薄气缸控制移动，双杆气缸上装有转向减速机，转向减速机前端装有激光检测仪，上端装有手轮，通过手轮的旋转控制减速机旋转激光检测仪，测量不同直径的胶辊；所述微型导轨安装在气缸板的上端，L支架分别与导轨滑块和双杆气缸杆相连。

10.根据权利要求1所述的一种数控中型多功能胶辊缠绕覆面机构，其特征在于：所述胶条厚度检测装置包括支架、激光测量仪、连接架、导胶轮，所述支架通过紧固件固定在连接架上，激光测量仪固定在支架上，胶条通过两个导胶轮传送胶条，两个导胶轮的圆心距离等于导胶轮的直径。

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