膠料混煉輸送裝置及其控制系統和方法

2023-05-20 19:57:56

專利名稱：膠料混煉輸送裝置及其控制系統和方法
技術領域：
本發明是一種製造橡膠輪胎的膠料混煉輸送裝置及其控制系統和方法，屬於橡膠 機械和自動化控制領域。
背景技術：
隨著橡膠輪胎製造技術的不斷創新，針對多種膠料配方採用高效率、高品質的混 煉方法能夠有效地提高輪胎生產質量和使用安全性。現有國內、外輪胎生產企業所採取的混煉方法主要以多段式混煉為主，該方法的 煉膠工藝(如後附圖1所示)和配置設備主要是，母膠膠料在密煉機上輔機中進行多段式 混煉，通過循環式輸送帶將膠料反覆多次地投入到上輔機中。密煉機下輔機配置1臺螺杆 擠出機或2臺以上開煉機進行補充混煉，對應每臺開煉機還需配置多條輸送帶。此類傳統多段式混煉方法的缺點是，膠料在較高多段工序中進行反覆混煉，較易 於降低混煉膠的品質，特別是終煉膠均勻性較差，從而直接導致橡膠輪胎膠料生產的效率 較低、整體密煉設備的投資較高。又如以下在先申請專利，申請號200610171068. 1，名稱輔機並聯式一段法煉膠工 藝，其方案是僅採用一臺密煉機，膠料經過一次升溫混煉和壓片冷卻的過程。下輔機配備至 少4臺開煉機，除了第一臺開煉機接膠降溫和最後一臺開煉機出片外，剩餘的開煉機是並 聯關係作為加硫混煉用，在補充混煉結束後膠料通過最後一臺開煉機壓片送到膠片冷卻裝 置上進行冷卻，從而完成整個煉膠過程。上述在先申請專利，雖然克服了現有多段式混煉方法中高溫排膠的工藝缺陷，但 是還是要為多臺開煉機配備並聯結構的輸送帶，不僅佔用較大的設備安裝空間，而且設備 成本較高、自動化控制程度低，從而影響到混煉膠工藝的實施和設備檢修。

發明內容
本發明所述的膠料混煉輸送裝置及其控制系統和方法，在於解決上述問題而在多 臺並聯開煉機上方配備多組串聯的輸送帶，基於跟蹤多臺開煉機混煉工藝和排膠剩餘時 間，形成投料隊列以定點控制後續車次的膠料投入到指定的開煉機中。本發明的目的是，通過一條多組串聯的輸送帶完成向多臺並聯開煉機中投入膠料 的操作，提高一次法混煉工藝的自動化程度，提高膠料混煉生產效率和混煉膠品質。發明目的還在於，減化整機輸送裝置和降低設備成本，減小設備檢修的勞動負荷。為實現上述發明目的，所述膠料混煉輸送裝置設置在混煉生產線的至少2臺並聯 連接開煉機的上方，主要包括有至少2組串聯連接的輸送帶，以及，在每一臺開煉機上部連接有用於投入膠料的餵料機。與現有技術的區別之處在於，在每一組輸送帶中包括有通過轉軸連接的水平輸送帶和擺動輸送帶；
在水平輸送帶的端部設置有用於驅動輸送帶運行的驅動電機；在擺動運輸帶的兩側部分別設置有擺轉氣缸。基於上述主體方案，多組串聯後的輸送帶可以同時為全部開煉機輸送需要進行混 煉的膠料。至於如何向指定的開煉機投入膠料，則通過控制特定的擺動運輸帶來實現操作。 具體地，最後一臺開煉機除外，當需向一臺開煉機投入膠料時，將這臺開煉機後續工位的擺 動運輸帶沿垂向向上擺轉，即通過擺轉氣缸將擺動運輸帶的側端向上拉起，即可經由前續 工位的輸送帶將膠料向開煉機投入。為進一步提高控制向開煉機投入膠料的自動化程度，可採取如下改進方案在每一組輸送帶的水平輸送帶端部下方，設置有一個用於感知膠料輸送的光電傳 感器。通過上述光電傳感器，可以感知到是否已經開始向開煉機投入膠料、以及是否完 成投料，由此可以自動控制開煉機上方餵料機的開啟或關閉狀態。基於上述膠料混煉輸送裝置的改進方案，本發明實現了一種新的完成膠料混煉輸 送的控制系統。該控制系統，由混煉生產線的控制中心與開煉機控制端之間的數據通訊來獲得開 煉機進行膠料混煉的狀態信息，以通過輸送帶控制端控制輸送帶向開煉機輸送膠料。與現 有技術的區別之處在於，所述的開煉機控制端包括有，控制器，基於從控制中心接收的控制信號來控制開煉機進行膠料混煉、以及向控 制中心傳送向開煉機輸送膠料的請求；餵料設備，用於控制餵料機的開啟或關閉狀態，以向開煉機投入經由輸送帶輸送 來的膠料；測量設備，用於跟蹤開煉機的膠料混煉工藝以向控制器傳送等待向開煉機投入下 一車混煉膠料的反饋信號所述的輸送帶控制端包括有，PLC模塊，基於從控制中心接收的控制信號來控制輸送帶向開煉機輸送膠料；至少2個執行設備，用於分別控制每一組輸送帶中的擺轉氣缸，以驅動擺動運輸 帶將膠料投入到指定的開煉機中；輸送設備，用於控制輸送帶的運行狀態以將膠料沿水平方向輸送；所述的控制中心包括有，運算器，基於從開煉機控制端傳送來的反饋信息，依據膠料混煉工藝來計算形成 向多臺開煉機中投入膠料的前後順序和時間；PLC模塊，基於運算器得出的投料隊列控制輸送帶控制端按順序向指定的開煉機 中投入膠料。為提高控制擺動運輸帶沿垂向向上擺轉的靈活性和穩定性，所述的執行設備包括 有並聯2個擺轉氣缸的二位五通電磁閥。為進一步優化控制每一臺開煉機投入膠料的自動化程度，所述開煉機控制端包括 有至少2個傳感設備，用於分別接收每一組輸送帶中光電傳感器的反饋信號，以控制餵料機的開啟或關閉狀態。基於上述膠料混煉輸送裝置及其控制系統的改進方案，本發明還實現了一種膠料 混煉輸送的控制方法。具體地，該控制方法是基於跟蹤在至少2臺開煉機中進行膠料混煉的工藝和排膠剩餘時 間，通過控制中心計算形成投入膠料的前後順序和時間，驅動對應的擺動輸送帶以按照投 料隊列，將後續車次的膠料順序地投入到指定的開煉機中。可以選擇實施下述控制方法的具體操作步驟第一步驟，跟蹤多臺開煉機的膠料混煉工藝和排膠剩餘時間向控制中心發送等待 投入下一車膠料的信號；第二步驟，由控制中心計算形成包括向多臺開煉機中投入膠料前後順序和時間的 投料隊列；第三步驟，向輸送帶控制端發送投料隊列；第四步驟，通過輸送帶沿水平方向輸送膠料；第五步驟，指定需投入膠料的開煉機，控制並驅動位於該開煉機後續工位的擺動 運輸帶沿垂向向上擺轉以完成膠料投入。進一步的改進措施可以是，基於光電傳感器感知向指定開煉機中投入膠料的過程
fn息ο當膠料經由輸送帶到達餵料機上方時，控制餵料機開啟以接收膠料；當膠料全部投入後，控制餵料機關閉。較為優選的排列方式是，基於從開煉機控制端傳送來的多臺開煉機等待投入下一 車混煉膠料的信息，在投料隊列中按完成上一車膠料混煉的時間順序來指定開煉機。綜上所述，本發明膠料混煉輸送裝置及其控制系統和方法具有如下優點和有益效 果1、採用多組串聯的輸送帶，能夠綜合地依據多臺開煉機排膠剩餘時間，實現投料 隊列的優選指定，從而採用較高的效率和最經濟的投料順序，等待周期最短，最大限度地提 高一次法混煉工藝的自動化程度；2、有利於進一步提高混煉膠品質，從而保證輪胎膠料的生產質量；3、膠料輸送無需人工幹預，有效地降低生產和設備成本，設備檢修方便快捷。


現結合附圖對本發明做進一步的說明；圖1是應用本發明的一次法混煉膠料生產設備配置和工藝流程圖；圖2是所述膠料混煉輸送裝置的結構示意圖；圖3是所述膠料混煉輸送的控制系統示意圖；圖4是所述擺轉氣缸連接二位五通電磁閥的示意圖；圖2中箭頭指示的是膠料輸送和投料方向；如圖1至圖4所示，開煉機10，餵料機11 ；輸送帶20，轉軸21，水平輸送帶22，擺動輸送帶23，驅動電機M，擺轉氣缸25，光 電傳感器沈，二位五通電磁閥27 ；
控制中心100，PLC模塊110，運算器120，存儲器130 ；開煉機控制端200，控制器210，傳感設備220，餵料設備230，測量設備MO ；輸送帶控制端300，PLC模塊310，執行設備320，輸送設備330。
具體實施例方式實施例1，如圖1和圖2所示，應用本實施例所述膠料混煉輸送裝置及其控制系統 和方法的一次法混煉膠料生產線，主要包括有僅設置一臺用於低溫混煉和排料的密煉機，在密煉機下方依次連接有，一臺用於接膠降溫和混煉的1#開煉機，6臺並聯連接、用於補充低溫混煉和加硫混煉的2#至7#開煉機，一臺連接後續膠片冷卻生產線的8#開煉機，膠料在密煉機中投膠混煉，達到工藝要求溫度後被排到1#開煉機進行搗膠降溫， 再經由本實施例所述的膠料混煉輸送裝置，膠料被依次地投入到2#至7#開煉機中進行低 溫補充混煉，補充混煉後的膠料被輸送至8#開煉機進行下片處理。如圖2至圖4所示，所述的膠料混煉輸送裝置設置在2#至7#並聯開煉機10的上 方，包括有5組串聯連接的輸送帶20。在每一臺開煉機10上部還連接有用於投入膠料的餵料機11。在每一組輸送帶20中包括有通過轉軸21連接的水平輸送帶22、擺動輸送帶23。 其中，在水平輸送帶22的端部設置有用於驅動輸送帶運行的驅動電機M，在擺動運輸 帶23的兩側部分別設置有擺轉氣缸25。在每一組輸送帶20的水平輸送帶22端部下方，設置有一個用於感知膠料輸送的 光電傳感器26。所述膠料混煉輸送的控制系統，由混煉生產線的控制中心100與開煉機控制端 200之間的數據通訊來獲得開煉機10進行膠料混煉的狀態信息，以通過輸送帶控制端300 控制輸送帶20向開煉機(10)輸送膠料，其主要包括有在控制中心100中具有，PLC模塊110，基於運算器120得出的投料隊列控制輸送帶控制端300按順序向指 定的開煉機10中投入膠料；運算器120，基於從開煉機控制端200傳送來的反饋信息，依據膠料混煉工藝來計 算形成向多臺開煉機10中投入膠料的前後順序和時間；存儲器130，用於存儲一次法混煉工藝、從開煉機控制端200傳送來的測量數據信 息、以及向輸送帶控制端300發送的投料隊列信息。在開煉機控制端200中具有，控制器210，基於從控制中心100接收的控制信號來控制開煉機10進行膠料混煉、 以及向控制中心100傳送向開煉機10輸送膠料的請求；5個傳感設備220，用於分別接收每一組輸送帶20中光電傳感器沈的反饋信號， 以控制餵料機11的開啟或關閉狀態；餵料設備230，用於控制餵料機11的開啟或關閉狀態，以向開煉機10投入經由輸送帶20輸送來的膠料；測量設備M0，用於跟蹤開煉機10的膠料混煉工藝以向控制器210傳送等待向開 煉機10投入下一車混煉膠料的反饋信號。在輸送帶控制端300中具有，PLC模塊310，基於從控制中心100接收的控制信號來控制輸送帶20向開煉機10 輸送膠料；5個執行設備320，用於分別控制每一組輸送帶20中的擺轉氣缸25，以驅動擺動運 輸帶23將膠料投入到指定的開煉機10中；輸送設備330，用於控制輸送帶20的運行狀態以將膠料沿水平方向輸送。如圖4所示，每1個所述的執行設備320，包括有並聯2個擺轉氣缸25的二位五通 電磁閥27。其中，在基於PLC模塊310的控制信號，當控制EM2上電時，二位五通電磁閥27的閥芯 被吸至EMl端，此時從1號位至2號位方向進氣，從4號位至5號位方向出氣；即實現從2個擺轉氣缸25中排出空氣，此時擺轉輸送帶23的端部在兩側擺轉氣 缸25的拉動下，以轉軸21為中心沿垂向向上擺轉一定的角度。膠料沿輸送帶20向前輸送時，在上一工位水平輸送帶22與已經擺轉一定角度的 擺轉輸送帶23之間落下，從而膠料被投入到指定的下方開煉機10中。在膠料從水平輸送帶22端部落下時觸發光電傳感器沈，光電傳感器沈感知到向 其下方的指定開煉機10中投入膠料的動作，此時開煉機控制端200中的餵料設備230控制 餵料機11開啟，膠料經由餵料機11進入到開煉機10中；當膠料全部地投入到開煉機10中以後，光電傳感器沈的光電信號再次被觸發，從 而感知到投料完畢，此時開煉機控制端200中的餵料設備230控制餵料機11關閉，繼續在 開煉機10中進行後續的低溫混煉。如圖1至圖4所示，本實施例所述膠料混煉輸送的控制方法，是基於跟蹤在6臺開 煉機10中進行膠料混煉的工藝和排膠剩餘時間，通過控制中心100計算形成投入膠料的前 後順序和時間，驅動對應的擺動輸送帶23以按照投料隊列，將後續車次的膠料順序地投入 到指定的開煉機10中。所述控制方法包括以下實現步驟第一步驟，跟蹤多臺開煉機10的膠料混煉工藝和排膠剩餘時間向控制中心100發 送等待投入下一車膠料的信號；第二步驟，由控制中心100計算形成包括向多臺開煉機10中投入膠料前後順序和 時間的投料隊列；第三步驟，向輸送帶控制端300發送投料隊列；第四步驟，通過輸送帶20沿水平方向輸送膠料；第五步驟，指定需投入膠料的開煉機1，控制並驅動位於該開煉機10後續工位的 擺動運輸帶23沿垂向向上擺轉以完成膠料投入。在實施第五步驟的過程中，是基於光電傳感器沈來感知向指定開煉機10中投入 膠料的過程信息。當膠料經由輸送帶20到達餵料機11上方時，即膠料從水平輸送帶22端部落下時觸發光電傳感器26，光電傳感器沈感知到向其下方的指定開煉機10中投入膠料的動作，此 時開煉機控制端200中的餵料設備230控制餵料機11開啟，膠料經由餵料機11進入到開 煉機10中；當膠料全部地投入到開煉機10中以後，光電傳感器沈的光電信號再次被觸發，從 而感知到投料完畢，此時開煉機控制端200中的餵料設備230控制餵料機11關閉，繼續在 開煉機10中進行後續的低溫混煉。結合上述方案內容，基於從開煉機控制端200傳送來的多臺開煉機10等待投入下 一車混煉膠料的信息，在投料隊列中按完成上一車膠料混煉的時間順序來指定開煉機10。例如，當3#至6#並聯開煉機10分別向控制中心100反饋等待投入下一車混煉膠 料的信息，3#開煉機10上一車膠料的排膠剩餘時間為30秒，4#開煉機10上一車膠料的排 膠剩餘時間為40秒，5#開煉機10上一車膠料的排膠剩餘時間為20秒，6#開煉機10上一 車膠料的排膠剩餘時間為25秒。則控制中心100向開煉機控制端200發送的投料隊列為，從5#開煉機10、6#開煉 機10、3#開煉機10至4#開煉機10順序地進行投料。
權利要求
1.一種膠料混煉輸送裝置，設置在混煉生產線的至少2臺並聯連接開煉機(10)的上 方，包括有至少2組串聯連接的輸送帶(20)，在每一臺開煉機(10)上部連接有用於投入膠 料的餵料機(11)，其特徵在於在每一組輸送帶00)中包括有通過轉軸連接的水平輸送帶(22)、擺動輸送帶 (23)；在水平輸送帶0 的端部設置有用於驅動輸送帶運行的驅動電機04)； 在擺動運輸帶的兩側部分別設置有擺轉氣缸05)。
2.根據權利要求1所述的膠料混煉輸送裝置，其特徵在於在每一組輸送帶OO)的水 平輸送帶0 端部下方，設置有一個用於感知膠料輸送的光電傳感器06)。
3.一種膠料混煉輸送的控制系統，由混煉生產線的控制中心(100)與開煉機控制端 (200)之間的數據通訊來獲得開煉機(10)進行膠料混煉的狀態信息，以通過輸送帶控制端 (300)控制輸送帶OO)向開煉機(10)輸送膠料，其特徵在於所述的開煉機控制端(200)包括有，控制器010)，基於從控制中心(100)接收的控制信號來控制開煉機(10)進行膠料混 煉、以及向控制中心(100)傳送向開煉機(10)輸送膠料的請求；餵料設備030)，用於控制餵料機(11)的開啟或關閉狀態，以向開煉機(10)投入經由 輸送帶00)輸送來的膠料；測量設備040)，用於跟蹤開煉機(10)的膠料混煉工藝以向控制器(210)傳送等待向 開煉機(10)投入下一車混煉膠料的反饋信號； 所述的輸送帶控制端(300)包括有，PLC模塊(310)，基於從控制中心(100)接收的控制信號來控制輸送帶00)向開煉機 (10)輸送膠料；至少2個執行設備(320)，用於分別控制每一組輸送帶00)中的擺轉氣缸0 ，以驅 動擺動運輸帶將膠料投入到指定的開煉機(10)中；輸送設備(330)，用於控制輸送帶00)的運行狀態以將膠料沿水平方向輸送； 所述的控制中心(100)包括有，運算器(120)，基於從開煉機控制端(200)傳送來的反饋信息，依據膠料混煉工藝來計 算形成向多臺開煉機(10)中投入膠料的前後順序和時間；PLC模塊(110)，基於運算器(120)得出的投料隊列控制輸送帶控制端(300)按順序向 指定的開煉機(10)中投入膠料。
4.根據權利要求3所述的膠料混煉輸送的控制系統，其特徵在於所述的執行設備 (320)，包括有並聯2個擺轉氣缸0 的二位五通電磁閥、2 、。
5.根據權利要求3或4所述的膠料混煉輸送的控制系統，其特徵在於所述開煉機控 制端(200)包括有至少2個傳感設備020)，用於分別接收每一組輸送帶00)中光電傳感 器06)的反饋信號，以控制餵料機(11)的開啟或關閉狀態。
6.一種膠料混煉輸送的控制方法，其特徵在於基於跟蹤在至少2臺開煉機(10)中進 行膠料混煉的工藝和排膠剩餘時間，通過控制中心(100)計算形成投入膠料的前後順序和 時間，驅動對應的擺動輸送帶以按照投料隊列，將後續車次的膠料順序地投入到指定 的開煉機(10)中。
7.根據權利要求6所述的膠料混煉輸送的控制方法，其特徵在於所述控制方法包括 以下實現步驟，第一步驟，跟蹤多臺開煉機(10)的膠料混煉工藝和排膠剩餘時間向控制中心(100)發 送等待投入下一車膠料的信號；第二步驟，由控制中心(100)計算形成包括向多臺開煉機(10)中投入膠料前後順序和 時間的投料隊列；第三步驟，向輸送帶控制端(300)發送投料隊列；第四步驟，通過輸送帶00)沿水平方向輸送膠料；第五步驟，指定需投入膠料的開煉機(1)，控制並驅動位於該開煉機(10)後續工位的 擺動運輸帶沿垂向向上擺轉以完成膠料投入。
8.根據權利要求7所述的膠料混煉輸送的控制方法，其特徵在於基於光電傳感器 ( )，感知向指定開煉機(10)中投入膠料的過程信息；當膠料經由輸送帶00)到達餵料機(11)上方時，控制餵料機(11)開啟以接收膠料；當膠料全部投入後，控制餵料機(11)關閉。
9.根據權利要求6、7或8所述的膠料混煉輸送的控制方法，其特徵在於基於從開煉 機控制端(200)傳送來的多臺開煉機(10)等待投入下一車混煉膠料的信息，在投料隊列中 按完成上一車膠料混煉的時間順序來指定開煉機(10)。
全文摘要
本發明所述膠料混煉輸送裝置及其控制系統和方法，在多臺並聯開煉機上方配備多組串聯的輸送帶，基於跟蹤多臺開煉機混煉工藝和排膠剩餘時間，形成投料隊列以定點控制後續車次的膠料投入到指定的開煉機中。通過一條多組串聯的輸送帶完成向多臺並聯開煉機中投入膠料的操作，提高一次法混煉工藝的自動化程度，提高膠料混煉生產效率和混煉膠品質。膠料混煉輸送裝置設置在混煉生產線的至少2臺並聯連接開煉機的上方，主要包括有至少2組串聯連接的輸送帶，在每一組輸送帶中包括有通過轉軸連接的水平輸送帶和擺動輸送帶；在水平輸送帶的端部設置有用於驅動輸送帶運行的驅動電機；在擺動運輸帶的兩側部分別設置有擺轉氣缸。
文檔編號B29B7/72GK102092106SQ20091025563
公開日2011年6月15日 申請日期2009年12月9日 優先權日2009年12月9日
發明者王善梅, 王建軍, 王永寧, 王福業, 郭永吉 申請人:軟控股份有限公司