一种导料机械手及其开炼设备的制作方法

1.本发明涉及橡胶机械技术领域，尤其是涉及一种导料机械手及其开炼设备。


背景技术：

2.开炼机是橡胶加工行业中常用的设备之一，通常与密炼机组合使用，其熔炼掺混品类很多，包括经由硫化机硫化成型和注射成型的天然橡胶、合成橡胶、pvc、pe、pp、eva等，都要经密炼机和开炼机进行原料的分散和混融。按特定技术要求的原料配方经密炼机混炼后，原来为胶体、颗粒、粉状的原料和配合料被融合、溶解成胶团。但胶团内各物料之间的分散程度还很低，不足以达标进入下一工序，还必须经过开炼机的薄通、打三角包、出片或造粒等程序，其目的是让胶团内的各物料之间充分拌匀分散。
3.开炼机主要是通过辊筒将胶团碾压成薄片，然后利用导料装置对薄片进行导料，使得薄片翻折弯转，使得不同区域的胶团进行拌料，往复循环该操作后，即可得到充分分散的胶料。
4.如中国发明专利cn201810772875.1公开了一种装备翻料机械手的自动橡塑开炼机，由开炼机本体、翻料机械手、辊距调节器和送料机构成，翻料机械手由两套组成并包括安装板、连接板、滑块、导杆、驱动体和推手，连接板与安装板的一端成直角连接，滑块由分别连接在安装板左右两侧的两块组成，导杆套装在两个滑块和连接板之间的滑孔，驱动体的一端为连接端并连接端的一侧连接在连接板的安装孔，推手连接在导杆和驱动体的连接端之间，挡料环的背面分别连接在连接臂的上端和中间，翻料机械手安装在前后辊筒之间下面的左右侧架中间；辊距调节器由同步的两个组成并分别安装在左右侧架前面的上端；送料机为皮带输送式结构并安装在左右侧架之间的底架上面。上述技术方案在实际使用过程中，两侧的推手只能进行单方向线性往复运动，只能将下行过程总的胶团薄片进行左右方向上的挤压，胶团薄片受其左右挤压只能达到左右横向折叠形成单方向褶皱，混料效果一般，需要增加循环周期次数才能得到充分分散的胶料，且推手在移动过程中，滑块不断与导杆发生摩擦，阻力较大，容易出现结构磨损，需要频繁涂抹润滑油，增加润滑油滴落至胶团上参与混料，影响胶团质量，且在相对恶劣的胶团混料作业环境中，大面积外露的导杆容易受车间粉尘、飞絮杂质等影响，造成滑块与导杆之间的阻力进一步增大，增加驱动元件的负担。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的在于提供一种导料机械手及其开炼设备，有助于解决现有导料结构传动结构阻力大、容易受粉尘、飞絮等杂质影响的问题。
6.本发明的次要目的在于提供一种导料机械手及其开炼设备，有助于解决现有导料结构只能单方向线性移动，混料效果一般的问题。
7.本发明的又一目的在于提供一种导料机械手及其开炼设备，有助于解决现有导料结构装设在胶团上方，且需要频繁涂抹润滑油，存在润滑油滴落至胶团影响胶团质量的问
题。
8.为了达到上述目的，本发明采用这样的技术方案：一种导料机械手，包括一横梁，用于连接固定在开炼机的辊筒一侧，定义横梁的长度方向为左右方向，宽度方向为前后方向，所述横梁的长度方向平行于辊筒的枢转轴轴心方向；所述横梁下方对称设置有两个摆臂，摆臂顶部与横梁底部枢接，摆臂底部能够沿该枢接点进行左右摆动，所述摆臂一侧设有摆臂驱动件，用于驱动摆臂进行摆动，构成第一传动结构；所述摆臂底部设有水平的导杆和伸缩气缸，伸缩气缸作为驱动导杆前后伸缩的动力源，所述导杆用于接触胶团，构成第二传动结构；所述摆臂的左右摆动动作和/或导杆的前后伸缩动作，能够对经过辊筒碾压成薄片的胶团进行左右或前后方向上的导料。
9.本发明的有益效果至少包括：1. 本发明采用铰接在横梁底部的摆臂进行摆动，代替现有结构横向滑块与导杆的线性移动，传动过程中，传动部件之间的活动连接结构更加紧凑，阻力较小，也能够减小粉尘、飞絮等杂质对其传动造成影响。
10.2. 本发明采用摆臂、摆臂驱动件、伸缩气缸和导杆的组合结构，构成双重叠加的传动结构，能够利用摆臂在左右方向上进行摆动，作为基础导料动作，在这基础上，利用导杆的伸缩动作对胶团进行前后方向的牵拉，形成前后方向辅助导料动作，相较于现有技术只能单方向线性开合导料，能够大大提升导料效率，使得胶团的混料均匀速度更快，从而提高作业效率。
11.3. 本发明采用铰接连接方式的摆臂作为主要传动结构，代替现有结构横向滑块与导杆的线性移动，且本发明的导料结构主体设置在辊筒外侧，在导料过程中，只有导杆伸入辊筒内侧与胶团接触，导料结构主体并非位于胶团正上方，这能够避免现有技术需要频繁涂抹润滑油，存在润滑油滴落至胶团上影响胶团质量的问题。
12.在上述技术方案的基础上，为了使得结构更加紧凑，传动效率更高，所述摆臂驱动件连接处可调节地倾斜设置在摆臂内侧。
13.在上述技术方案的基础上，为了使得导料动作更加灵活，所述横梁由左右间隔分布的两部分组成。
14.通过将横梁分段设置，能够对左右两侧摆臂、摆臂驱动件、伸缩气缸和导杆组成的导料机构之间的间距进行灵活控制，甚至可在前后方向上进行错位设置，使得导料动作更加灵活多变，可根据作业需求进行调整转换。
15.在上述技术方案的基础上，为了丰富导料动作，提高混料效率，所述横梁顶部设有纵向竖直的转轴，转轴连接有旋转驱动件，用于对横梁、摆臂以及导杆组成的导料机构沿竖直转轴进行往复转动，构成第三传动结构。
16.通过在第一传动结构和/或第二传动结构的基础上，增加第三传动结构，使得导料动作能够进行左右、前后移动以及沿竖直轴线转动，形成立体式导料路径，这使得导料动作更加多样化，能够提升胶团在各区域拌料匀料的参与程度，提高混料效率。
17.在上述技术方案的基础上，为了丰富导料动作，提高混料效率，所述横梁顶部还设
有固定梁，固定梁与横梁之间设有导轨及横移驱动件，横移驱动件能够驱动横梁、摆臂以及导杆组成的导料机构沿导轨进行往复横向移动，构成第四传动结构。
18.通过在第一传动结构、第二传动结构和/或第三传动结构的基础上，进一步增加第四传动结构，第四传动结构能够对导杆的左右导料行程进行提升，将每个导杆的导料动作充分利用，同样能够提高混料效率。
19.在上述技术方案的基础上，所述摆臂驱动件和横移驱动件采用气缸、油缸或电动缸。
20.在上述技术方案的基础上，所述导杆设有温控模块。
21.通过增加温控模块，可以对导杆的温度进行调整控制，使得在导料过程中，能够根据需求对胶团进行升温、控温或降温的效果，实现对导料过程中胶团的温度控制，并以此提升导料质量。
22.本发明还公开了一种开炼设备，包括机架，机架上设有两个用于碾压胶团的辊筒，以及驱动辊筒旋转的辊筒驱动模块，包含上述的导料机械手，导料机械手设于辊筒一侧或对称设于辊筒两外侧。
23.进一步的，所述机架上还设有控制器，用于连接控制各驱动元件，能够控制导杆的导料动作进行左右同步对称循环运动和/或左右错位循环运动。
附图说明
24.图1为一实施例中导料机械手的结构示意图；图2为图1中摆臂的运动示意图；图3为另一实施例中导料机械手的正视图；图4为又一实施例中导料机械手的结构示意图；图5为一实施例中包含图1中导料机械手的开炼机结构示意图；图6为图5的正视图；图7为图5的侧面剖视图；图8为一实施例中导料动作示意图；图9为一实施例中导杆回缩过程带动胶团翻转的结构示意图；图10为另一实施例中导料动作示意图；图11为又一实施例中开炼机的结构示意图；图12为又一实施例中导料机械手的结构示意图。
25.图中标注：1、横梁；11、枢转腔；12、第一活动导轨；2、摆臂；21、第一支座；3、摆动气缸；31、第二支座；32、枢接端头；4、伸缩气缸；5、导杆；51、第一导杆；52、第二导杆；501、第一导料动作；502、第二导料动作；503、第三导料动作；504、第四导料动作；6、转轴；61、传动齿轮；7、横移气缸；71、连接块；72、第一固定导轨；73、第二活动导轨；8、固定梁；81、第二固定导轨；100、机架；110、碾料电机；120、减速器；130、辊筒；140、支撑架；150、输送带；200、导料机械手；300、胶团。
具体实施方式
26.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图及具体实施方式做
详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
27.实施例1，如图1所示，一种导料机械手，包括一水平设置的横梁1，用于连接固定在开炼机的辊筒130一侧，定义横梁1的长度方向为左右方向，宽度方向为前后方向，所述横梁1的长度方向平行于辊筒130的枢转轴轴心方向。
28.横梁1由金属型材或金属板焊接的线状梁体制成，主要起承载、连接部件的作用。横梁1中心位置设有枢转腔11，枢转腔11纵向贯穿横梁1，枢转腔11内设有2根左右对称水平的枢转杆体。
29.所述横梁1下方左右对称设置有两个摆臂2，摆臂2顶部枢接有第一支座21，并通过第一支座21与横梁1底部连接固定，其连接位置通过螺栓与通孔实现，在其他实施例中，可将通孔更换为条形孔，能够根据需求进行水平位置的调整，摆臂2成竖直状态，其底部能够沿该枢接点进行左右摆动。
30.所述摆臂2内侧设有摆臂驱动件，本实施例中摆臂驱动件具体采用摆动气缸3（在其他实施例中，摆臂驱动件还可采用油缸或电动缸），摆动气缸3底部枢接有第二支座31，第二支座31外侧与摆臂2内侧壁通过螺栓连接固定，摆动气缸3顶部为其伸缩杆，其伸缩杆顶端设有枢接端头32，枢接端头32与枢转杆体可转动连接，具体为枢接端头32上设有前后方向的通孔，该通孔套设在枢转杆体上，摆动气缸3倾斜设置，因此，如图2所示，当摆动气缸3的伸缩杆进行伸缩动作时，与驱动摆臂2形成摆动副，能够将摆臂2底部向外推出或向内拉拢，进行摆动，构成第一传动结构。
31.所述摆臂2底部设有水平前后朝向的导杆5和伸缩气缸4，伸缩气缸4作为驱动导杆5前后伸缩的动力源，所述导杆5用于接触胶团300，导杆5的前后伸缩动作构成第二传动结构。
32.在具体实施过程中，第一传动结构作为基础动作，对经过辊筒130碾压成薄片的胶团300进行左右导向，使得胶团300在左右方向上进行折叠、包覆、翻压等操作（如图8或10所示，根据左右两侧的导杆5运动路径对胶团300的混料影响不同），第二传动结构作为辅助动作，当导杆5伸长后，能够延伸至两个辊筒130之间的胶团300落料处，配合第一传动结构的导料过程中，当导杆5往回缩短时，能够带动胶团300在前后方向上翻转（如图9所示），从而构成左右、前后均参与的翻料拌料过程。
33.实施例2，在实施例1的基础上，如图3所示，本实施例中，横梁1顶部中心位置还设有转轴6，转轴6纵向竖直设置，转轴6顶部与开炼机机架100枢接，主要起承载及传动的作用。转轴6顶部设有旋转驱动件，旋转驱动件包括设于转轴6顶部的传动齿轮61以及与传动齿轮61传动连接的电机（图中未示出），电机能够借助传动齿轮61和转轴6，带动横梁1旋转，并且使得横梁1底部左右两侧的摆臂2、导杆5沿转轴6进行转动，形成第三传动结构。
34.在第一传动结构和第二传动结构的基础上，再增加第三传动结构，能够实现传统人工操作进行的打三角包操作，形成立体式导料路径，这使得导料动作更加多样化，能够提升胶团300在各区域拌料匀料的参与程度，提高混料效率。
35.实施例3，在实施例1的基础上，结合图4所示，本实施例中，横梁1由左右对称的两部分组成，两个横梁1均通过外侧端与开炼机机架100连接固定。根据需求，可以将左右两侧
的横梁1在前后方向上设置在同一平面上，或者前后错位设置，从而产生不同的导料效果，这种结构使得导料动作更加灵活。
36.进一步的，左右两侧的横梁1上的枢转腔11位于内侧端，并在内侧端形成开口结构，这有助于枢接端头32的安装操作。
37.实施例4，在实施例3的基础上，结合图4所示，本实施例中，左右两侧的横梁1顶部中心位置均设有转轴6，转轴6连接有旋转驱动件（图中未示出），本实施例中，将分段式的横梁1结构与第三转动结构结合，丰富导料动作，提高混料效率。
38.实施例5，在实施例3的基础上，结合图12，本实施例中，所述横梁1上方还设有固定梁8，固定梁8水平固设在开炼机机架100上，固定梁8与横梁1之间设有导轨及横移驱动件，横移驱动件能够驱动横梁1、摆臂2以及导杆5组成的导料机构沿导轨进行往复横向移动，构成第四传动结构。
39.进一步的，横移驱动件包括固设于固定梁8底部的横移气缸7（在其他实施例中，横移气缸7还可采用油缸或电动缸），横移气缸7的伸缩杆平行于左右方向且朝内设置，其伸缩杆末端固定连接有连接块71，连接块71底部与下方的横梁1内侧端连接固定。为了提升横移稳定性，横梁1顶部设有左右朝向的第一活动导轨12，横移气缸7本体底部固设有左右朝向的第一固定导轨72，第一活动导轨12与第一固定导轨72构成可滑动的凹凸卡接结构，另外，连接块71顶部固定设有左右朝向的第二活动导轨73，固定梁8底部固定设有左右朝向的第二固定导轨81，第二活动导轨73与第二固定导轨81构成可滑动的凹凸卡接结构，因此，当横移气缸7的伸缩杆驱动连接块71左右移动时，能够带动横梁1、摆臂2、摆动气缸3、伸缩气缸4、导杆5构成的导料机构进行左右横移。
40.通过在第一传动结构、第二传动结构的基础上，进一步增加第四传动结构，第四传动结构能够对导杆5的左右导料行程进行提升，将每个导杆5的导料动作充分利用，同样能够提高混料效率。
41.实施例6，本实施例公开一种开炼设备，包含实施例1的中的导料机械手200，如图5所示，该开炼设备还包括主要起承载支撑作用的机架100，机架100上设有碾料电机110，碾料电机110的输出端连接有减速器120，减速器120的输出端与两个左右朝向水平设置的辊筒130传动连接，两个辊筒130两端通过支撑架140与机架100连接，辊筒130与支撑架140通过轴承枢接，两个辊筒130之间形成供胶团300下行穿设的间隙，经过该间隙，胶团300被两侧的辊筒130横向碾压成薄片状态，该间隙正下方设有水平的输送带150，用于输送导料后的胶团300。该开炼设备还设置有控制各驱动件的控制器，具体可采用plc控制器，对各驱动件的工作状态进行控制。
42.进一步的，所述导料机械手200左右两端安装在支撑架140上，且位于辊筒130前侧，结合图6所示，当两侧的摆臂2能够在左右方向上进行摆动。结合图7，当导杆5伸长后，能够延伸至两个辊筒130之间间隙的正下方，对从该间隙下来的胶团300进行导料。
43.在具体实施过程中，根据需求可以设定出多种循环作业的导料动作流程，在此结合图8所示，对左右两侧导杆5错开导料式动作流程进行举例说明，定义位于右侧的导杆5为第一导杆51，位于左侧的导杆5为第二导杆52。以第一导杆51先导料为例进行阐述，在该导料过程中，位于摆动路径最外侧工位的第一导杆51先借助伸缩气缸4进行伸长，随后借助摆臂2及摆动气缸3的驱动，从右往左移动，移动过程中，将下行呈薄片的胶团300右侧端向左
推送，使的胶团300与第一导杆51接触区域向左移动，形成横向折叠、翻压、包覆等状态变化，需要说明的是，第一导杆51和第二导杆52进行同步错位动作，当第一导杆51移动至其最左侧工位过程中，第二导杆52同步移动至其最左侧工位，体现为第一导杆51向内移动，靠近胶团300，第二导杆52向外移动，远离胶团300，完成第一导料动作501。随后，第一导杆51在其最左侧工位借助伸缩气缸4向后回缩，结合图9，右侧的胶团300受其影响，想后侧翻转，这一过程中，第二导杆52在其最左侧工位处借助伸缩气缸4伸长。随后，第一导杆51和第二导杆52同步向右移动，体现为第一导杆51向外移动，远离胶团300，第二导杆52向内移动，靠近胶团300，并将左侧的胶团300向右推送，使其形成横向折叠、翻压、包覆等状态变化，完成第二导料动作502。第一导料动作501和第二导料动作502错位循环工作，使得下行薄片状的胶团300形成连续的s形状态。
44.另一导料动作流程如图10所示，左右两侧的导杆5对称同步导料，具体为：当胶团300被碾压成薄片状不断下行时，初始状态下，第一导杆51位于其最右侧工位，第二导杆52位于其最左侧工位，两者借助伸缩气缸4伸长，随后借助各自摆动气缸3同步向内移动，对内侧的胶团300进行挤压导料，具体体现为第一导杆51向左移动，靠近并推动胶团300继续向左移动，同时，第二导杆52向右移动，靠近并推动胶团300继续向右移动，直至第一导杆51和第二导杆52同时达到各自最内侧工位，然后直接向外侧反向移动，或者借助伸缩气缸4进行回缩动作进行如图9所示的向后牵拉胶团300的动作，最终回到各自最外侧工位完成第三导料动作503，第四导料动作504与第三导料动作503一致，循环工作，使得下行薄片状的胶团300形成一个个间隔上下间隔分布的缩口状态。
45.实施例7，在实施例6的基础上，如图11所示，本实施例中，辊筒130前后两侧均设有导料机械手200，前后两组导料机械手200对称设置，协同工作，4根导杆5相互配合对胶团300进行导料混料，这有助于提升导料效率。
46.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。