一种大型多功能缠绕覆胶机构的制作方法

1.本发明涉及胶辊制造技术领域，尤其是一种大型多功能缠绕覆胶机构。


背景技术：

2.伴随着科学技术的发展，胶辊因其优良的性能应用的领域越来越广泛，其需求量与日俱增的同时市场对大型胶辊、异形胶辊的需求也越来越多。
3.在专利号为(201410038604.5)的专利中公开了一种大型全功能胶辊缠绕覆面机，同时具有平覆胶、斜覆胶和端面覆胶的功能，但是该缠绕机依然存在以下问题：
4.1，该缠绕机包胶直径范围为1000～2500mm，满足不了部分大型胶辊尺寸需求；
5.2.缠绕机在进行斜覆胶和端面覆胶时，需要纠偏装置对胶条位置进行调整，而该缠绕机只配备简易手动纠偏结构，需要手动根据压胶轮的转角来大体调整胶条位置，满足不了一些异形胶辊需经常变换压胶轮转角的需求，降低了效率；
6.3.该缠绕机只具有简单的单位置包胶厚度测量装置，无法完成胶条和胶面覆胶前/覆胶后/覆胶过程中厚度的实时测量、进而完成闭环控制和实时调整，而且该结构测厚采用的是激光测距仪，是利用激光对目标的距离进行测定，需要设备辅助告诉测距仪距离的变化，若测量大直径范围胶辊，需要加长伸缩杆和加大压紧气缸的同时，整个辅助结构还需加固以保证其稳定性及测量的准确性，增大制造成本的同时影响结构的外观，不利于覆胶作业的操作。


技术实现要素：

7.为了解决现有技术存在的不足，本发明公开了一种大型多功能缠绕覆胶机构，可实现对直径在∮500mm到∮3500mm范围、长度尺寸不限的大型胶辊进行多功能数控缠绕覆胶。
8.本发明通过以下技术方案得以实现：
9.一种大型多功能缠绕覆胶机构，包括机架，在所述机架上设有第一滑板机构，所述的第一滑板机构可沿与辊芯轴线相垂直的方向完成接近或远离辊芯的进给运动；在第一滑板结构上设有第二滑板机构，所述的第二滑板机构的滑动方向与第一滑板结构相同，在第二滑板机构的端部安装有压胶机构。
10.作为进一步的技术方案，所述的第一滑板机构包括第一滑板、第一直线导轨和伺服驱动，所述的第一滑板通过第一直线导轨与机架相连，伺服驱动固定在机架上，伺服驱动通过齿轮齿条传动机构驱动所述的第一滑板。
11.作为进一步的技术方案，所述第二滑板机构包括第二滑板、第二直线导轨和自锁气缸，第二滑板通过直线导轨安装在第一滑板机构的外侧，所述自锁气缸推动第二滑板沿与辊芯轴线相垂直的方向做进给运动。
12.作为进一步的技术方案，还包括覆胶厚度测量装置，其包括底座，所述底座安装固定在所述机架上，第二驱动固定在底座上，底座顶部通过轴向直线导轨与测厚悬臂相连，第二驱动通过轴向滚珠丝杠副驱动测厚悬臂；所述测厚悬臂上端装有径向滚珠丝杠副和径向
直线导轨，第二驱动通过径向滚珠丝杠副驱动激光位移传感器沿着径向直线导轨移动。
13.作为进一步的技术方案，所述的测厚悬臂为直角三角形，所述的径向滚珠丝杠副和径向直线导轨安装在直角三角形的斜臂上。
14.作为进一步的技术方案，所述的压胶机构包括伺服驱动、压胶轮和两个导胶轮，在所述伺服驱动的驱动下，压胶轮可旋转任意角度对胶辊进行平覆胶、斜覆胶和端面覆胶，所述两个导胶轮一方面用于传输胶条。
15.作为进一步的技术方案，其中一个导胶轮与压胶轮的中心距离正好等于两个轮子的半径和。
16.作为进一步的技术方案，还包括纠偏装置，所述纠偏装置安装在所述第二滑板机构的下端，可随着第二滑板机构一起移动，用于调整胶条的位置以满足平覆胶、斜覆胶和端面覆胶时对胶条不同位置的要求。
17.作为进一步的技术方案，所述纠偏装置包括调整板、纠偏轮、螺旋升降机和伺服电机，所述调整板安装固定在所述第二滑板机构的下端，所述螺旋升降机固定在所述调整板上，并由伺服电机驱动螺旋升降机升降，所述纠偏轮的轮轴通过铰链与所述螺旋升降机相连。
18.作为进一步的技术方案，还包括操作箱，操作箱通过机箱悬臂组件固定在所述机架上。
19.本发明的有益效果是：
20.1.本发明的主体结构采用侧面双滑板结构(第一滑板机构和第二滑板机构)，保证强度和稳定性的同时，最大限度的节约了占地空间，可以实现对直径∮500mm到∮3500mm的大型胶辊进行平覆胶、斜覆胶和端面覆胶。
21.2.本发明中的纠偏装置包括调整板、纠偏轮、螺旋升降机和伺服电机，调整板安装固定在所述第二滑板机构的下端，螺旋升降机固定在所述调整板上，并由伺服电机驱动螺旋升降机升降，纠偏轮的轮轴通过铰链与所述螺旋升降机相连，纠偏均采用伺服控制，其可以完成对异形胶辊的自动化覆胶，最大限度的节降低了劳动强度、提高了生产效率。
22.3.本发明中的覆胶厚度测量装置通过巧妙设计，通过轴向滚珠丝杠驱动驱动轴向滚珠丝杠旋转，进而带动测厚悬臂可沿工件的轴向移动，用于完成工件覆胶前、覆胶后和覆胶过程的多位置测量；测厚悬臂上端装有径向滚珠丝杠驱动，所述径向直线导轨的滑块也固定在测厚悬臂前端，直线导轨的一端通过传感器座固定由激光位移传感器，另一端与径向滚珠丝杠螺母，这样在径向滚珠丝杠驱动的驱动下，直线导轨可沿工件的径向移动，进而带动激光位移传感器移动，用于调整激光位移传感器的位置使当前所测覆胶半径在传感器测量范围内，以保证其测量精度，尤其适用于总覆胶半径大于激光位移传感器测量半径的大型胶辊。
23.4.多功能缠绕覆胶机构也同时具有胶条厚度测量装置和多位置覆胶厚度测量装置，采用激光位移传感器进行测量，安装方便、测量准确，并将测得的数据反馈到工控机中与理论数据相对比，通过对比结果调整伺服电机的转速使覆胶厚度一致，实现覆胶厚度的准确性及可靠性，提高了自动化程度，最大限度地节约了原材料，为后续的智能化建设打下了基础。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例，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发明的一些实施例，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。
25.图1是本发明的结构示意图；
26.图2是结构后视图；
27.图3是闭环控制原理；
28.图4是覆胶厚度测量装置示意图；
29.图中：1.压胶机构，1-1.转轴，1-2.伺服驱动装置，1-3.固定座，1-4连接块、1-5.压胶轮，1-6.缠绕板，1-7.导轮，2.小滑板机构，2-1.小滑板直线导轨，3.覆胶厚度测量装置，3-1.测厚底座，3-2.激光位移传感器，3-3.传感器座，3-4.径向直线导轨，3-5.径向滚珠丝杠螺母，3-6.径向滚珠丝杠，3-7.径向滚珠丝杠驱动，3-8.测厚悬臂，3-9.轴向滚珠丝杠驱动，3-10.轴向滚珠丝杠螺母，3-11.轴向滚珠丝杠，3-12.轴向直线导轨，4.操作箱，5.胶条测温装置，6.气缸，7.大滑板机构，7-1.大滑板直线导轨，7-2.齿条，7-3.大滑板伺服驱动，8.导轮组，9.调速装置，10.机架，11.纠偏装置，11-1.调整板，11-2.纠偏轮，11-3.螺旋升降机，11-4.伺服电机，12.胶条测温装置。
具体实施方式
30.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
31.如图1、图2、图3所示，本发明的整体包括压胶机构1、小滑板机构2、覆胶厚度测量装置3、操作箱4、胶条测温装置5、气缸6、大滑板机构7、导轮组8、调速装置9、机架10、纠偏装置11和胶条测温装置12；所述机架10用于安装和固定整个缠绕机构；
32.所述大滑板机构7(对应前面的第一滑板机构)通过大滑板直线导轨7-1与机架10相连，大滑板伺服驱动7-3通过螺钉固定在机架10上，大滑板机构7中间装有齿条7-2，与安装在所述大滑板伺服驱动7-3输出轴上的齿轮形成齿轮齿条传动机构，在伺服驱动7-3的驱动下，大滑板机构7可沿与辊芯轴线相垂直的方向完成接近或远离辊芯的进给运动；
33.所述小滑板机构2(对应前面的第二滑板机构)通过小滑板直线导轨2-1安装在大滑板机构7的外侧，在自锁气缸6的推动下也可沿与辊芯轴线相垂直的方向做进给运动，并带动安装在小滑板机构2前端的压胶机构1一起运动，方便在覆胶时将胶条压紧在辊芯上。本实施例的主体结构采用侧面双滑板结构(第一滑板机构和第二滑板机构)，保证强度和稳定性的同时，最大限度的节约了占地空间，可以实现对直径∮500mm到∮3500mm的大型胶辊进行平覆胶、斜覆胶和端面覆胶。
34.所述压胶机构1包括转轴1-1、伺服驱动装置1-2、固定座1-3、连接块1-4、压胶轮1-5、缠绕板1-6和导轮1-7，所述固定座1-3通过螺钉固定在小滑板机构2上，所述伺服驱动装置1-2固定在所述固定座1-3上端，所述转轴1-1穿过伺服驱动装置1-2的减速机通过轴承与
固定座1-3相连，转轴1-1下端安装有连接块1-4，所述缠绕板1-6通过螺钉分别固定在连接块1-4的两端，压胶轮1-5和两个导轮1-7安装在缠绕板1-6上，在伺服驱动装置1-2的驱动下，转轴1-1带动连接块1-4及安装在连接块1-4上的缠绕板1-6转动，进而带动压胶轮1-5转动，以便完成对胶辊的平覆胶、斜覆胶和端面覆胶作业。
35.进一步的，所述两个导轮1-7一方面用于传输胶条，其中一个导论与压胶轮的中心距离正好等于两个轮子的半径和，以便安装在所述压胶机构内侧的胶条测厚装置可以沿胶条的截面发射激光脉冲，从而保证所测胶条厚度的准确性。
36.进一步的，所述胶条测温装置12安装在连接块1-4上，包括激光位移传感器和安装座，为了保证测量的准确性，即所测厚度为胶条的正截面厚度，使压胶机构1上端的导轮1-7与压胶轮1-5的中心距离等于两个轮子的半径和，使得胶条在两轮之间可以水平传导。
37.进一步的，所述覆胶厚度测量装置3安装在所述机架10的顶端，用于覆胶厚度的实时测量，并将测得的数据传动到系统中与实际数据相对比，系统根据胶条厚度检测装置12测得的胶条厚度从重新计算搭接量，进而调整小车行走速度，覆胶厚度测量装置3测量包胶厚度时，首先在操作系统界面输入需要包胶的厚度，当检测元件测量点达到棍芯上以后清零。这时当前显示的检测厚度为零，当开始包胶时检测点在包胶轮中间位置，检测到厚度达到设定厚度以后小车伺服电机开始按照设定速度转动，覆胶时覆胶厚度测量装置3可沿工件左右移动测量覆胶前和覆胶后的厚度，并将测量的厚度传到系统和设定厚度进行比较，如果测量数值大于设定数值系统通过计算控制小车伺服电机加速，测量数值小于设定数值系统通过计算使伺服电机减速，使包胶厚度一致，达到闭环控制的目的。
38.进一步的，本实施例中的胶条测厚装置和覆胶厚度测量装置均采用的是激光位移传感器进行测厚，可精确非接触测量被测物体的位置、位移等的变化，测量精度达1um。
39.进一步的，所述胶条测温装置5和导论组8均通过t型螺母与所述大滑板机构7上的t型滑槽相连，并可沿滑槽移动位置，所述胶条测温装置5通过光电测温传感器对胶条温度进行监测，方便根据需求调整温控装置，导论组8为胶条的走向提供导向；所述调速装置9与编码器连接，安装固定在所述机架10上，可以感应胶条输送速度进而调整挤出机的挤出速度；所述纠偏装置11安装在所述小滑板机构2的下端，可随着滑板2一起移动，用于调整胶条的位置以满足平覆胶、斜覆胶和端面覆胶时对胶条不同位置的要求；所述操作箱4通过机箱悬臂组件固定在所述机架上，包括控制系统、工业专用一体工控机、按钮和通讯模块，为整个覆胶过程提供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。
40.如图4所示，所述覆胶厚度测量装置3包括测厚底座3-1、激光位移传感器3-2、传感器座3-3、径向直线导轨3-4、径向滚珠丝杠螺母3-5、径向滚珠丝杠3-6、径向滚珠丝杠驱动3-7、测厚悬臂3-8、轴向滚珠丝杠驱动3-9、轴向滚珠丝杠螺母3-10、轴向滚珠丝杠3-11和轴向直线导轨3-12，所述测厚底座3-1通过螺钉安装固定在所述机架10上，轴向滚珠丝杠驱动3-9安装固定在测厚底座3-1上，所述测厚底座3-1上端通过轴向直线导轨3-12与所述测厚悬臂3-8相连，所述轴向滚珠丝杠螺母3-10通过螺钉固定在所述测厚悬臂3-8上，这样通过轴向滚珠丝杠驱动3-9驱动轴向滚珠丝杠3-11旋转，进而带动测厚悬臂3-8可沿工件的轴向移动，用于完成工件覆胶前、覆胶后和覆胶过程的多位置测量；所述测厚悬臂3-8上端装有径向滚珠丝杠驱动3-7，所述径向直线导轨3-4的滑块也固定在测厚悬臂3-8前端，所述直线导轨3-4导轨的一端通过传感器座3-3固定由激光位移传感器3-2，另一端与径向滚珠丝杠
螺母3-5，这样在径向滚珠丝杠驱动3-7的驱动下，直线导轨3-4可沿工件的径向移动，进而带动激光位移传感器3-2移动，用于调整激光位移传感器的位置使当前所测覆胶半径在传感器测量范围内，以保证其测量精度，尤其适用于总覆胶半径大于激光位移传感器测量半径的大型胶辊。
41.如图2所示，所述纠偏装置11包括调整板11-1、纠偏轮11-2、螺旋升降机11-3和伺服电机11-4，所述调整板11-1安装固定在所述小滑板机构2的下端，上面开有长条孔使得可以通过调整调整板11-1的位置来调整纠偏轮11-2在合适的位置，所述螺旋升降机11-3固定在所述调整板11-1背面，并由伺服电机11-4来驱动螺旋升降机11-3升降，所述纠偏轮11-2的轮轴通过铰链与所述螺旋升降机11-3相连，这样在伺服电机11-4的驱动下，螺旋升降机11-3可以带动纠偏轮11-2上下摆动，以完成对胶条位置的调整，控制上纠偏装置4的伺服驱动11-4与压胶机构1的伺服驱动装置1-2实现联动，使得压胶轮摆动的同时纠偏轮摆动一定的角度，方面在覆异形胶辊时需要频繁变换压胶轮的转角。
42.本发明的工作原理是：
43.胶条进入多功能缠绕机构后经导轮组、胶条测温装置、调速装置、纠偏装置、胶条测厚装置进入压胶机构，然后在气缸的推动下，由压胶结构将胶条挤压并缠绕在做旋转运动的工件上。在整个覆胶过程中，由导轮组为胶条的行走提供导向，由胶条测温装置测量胶条的温度，以保证胶条的温度在合适的温度范围内，若测得的温度大于或小于设定的温度范围，系统会报警提示并调整控温装置的温度，由调速装置感应胶条输送速度进而调整挤出机的挤出速度，防止出胶过快导致胶条下垂、过慢胶条拉紧；由压胶装置在伺服电机的控制下旋转一定的角度完成对辊芯的平覆胶、斜覆胶和端面覆胶；纠偏装置在伺服电机的控制下，根据位置需求对胶条位置进行调节，如斜包或端面覆胶时，需将胶条调整至压胶轮的一端，包不同端面或覆胶走向不同时，胶条需调至压胶轮不同的两端；这里压胶装置和纠偏装置同采用伺服传动并达到联动，即压胶轮转动时，纠偏轮也摆动，方便在包覆异形胶辊时压胶轮需时常变化不同的角度需相应调整胶条的位置。
44.胶条在传送过程中，由胶条厚度检测装置对实际胶条厚度进行实时测量，并将测得的数据传动到系统中与实际数据相对比，并根据对比结构计算搭接量，进而调整行走速度，由覆胶厚度测量装置测量不同位置的包胶厚度，测量包胶厚度时，首先在操作界面输入需要包胶的厚度，当检测元件测量点达到棍芯上以后清零。这时当前显示的检测厚度为零。当开始包胶时检测点在包胶轮中间位置，检测到厚度达到设定厚度以后伺服电机开始按照设定速度转动，覆胶时覆胶厚度测量装置在轴向滚珠丝杠传动机构的带动下左右移动测量覆胶前和覆胶后的厚度，并将测量的厚度传到系统和设定厚度进行比较。如果测量数值大于设定数值系统通过计算控制伺服电机加速，测量数值小于设定数值系统通过计算使伺服电机减速，使包胶厚度一致，达到闭环控制的目的；包覆大直径胶辊时，若测量半径大于测厚装置激光位移传感器的测量半径时，覆胶厚度测量装置在径向滚珠丝杠传动机构的传动下带动激光位移传感器沿工件径向运动，以调整胶辊的测量范围保证测量精度。控制箱为整个覆胶过程提供自动、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。
45.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的精神和范围。