多层胶片在线自动对边柔性压合成型系统的制作方法

本发明涉及多层胶片压合成型生产技术，具体为一种多层胶片在线自动对边柔性压合成型系统，主要用于宽幅强力输送带行业，在线实现对多层胶片的全自动柔性强迫压合成型。

背景技术：

多层胶片压合成型过程是强力输送带必不可少的工艺环节，强力输送带由于输送承载大，其结构一般由多层不同物料特性的橡胶中间粘合纵向排布钢丝绳芯组成。输送带中部为钢丝绳芯，钢丝绳芯上下至少各自设计有芯胶层和面胶层，为了提高更好的使用寿命及缓冲性能，一般在芯胶层与面胶层之间敷设了一层过渡层来缓冲。强力输送带随着不同负载要求配置不同的钢丝绳直径，负载越大钢丝绳直径越大，那么芯胶层越厚、面胶层一般也相应的越厚。当胶片的厚度大于7mm时用压延法或挤出压延法在热态条件下直接压延成型胶片内部气密性难以保证，其满足不了工艺的要求，因此需要在机外复合多层胶片。目前多层胶片复合遇到的一个很大的工艺难题是：各层胶片接合面之间容易存在气泡，贴合质量及一致性很难控制。

目前大多数强力输送带企业配置单独的生产线来实现多层不同配方胶片的复合。复合型式普遍采用刚性压合间歇性生产型式，即采用刚性弹簧来压迫压合光辊以实现多层胶片的压合，此种结构模式存在以下缺点：

1、很难满足胶料的不同硬度、厚度、宽度所需不同压合力要求。实际使用结果表明，此种结构对厚度小的胶片压合充分，厚度大的制品容易出现气泡；硬度小的胶片压合充分，硬度大的胶片压合不牢靠，需要下一道工序人为干预重复压合。

2、可靠性、稳定性差。压合弹簧在重复长时间使用后会发生疲劳变形，频繁需要人为锁紧调整预压紧力，无法满足当前自动化配方管理的生产要求。

3、生产效率低。压合配置独立的生产线中，需频繁更换已导完的胶片，生产线必须间歇作业，效率低。

4、工人操作劳动强度大。由于多层胶片全部为换卷导开型式，工人每十几分钟就需要更换一次卷，而压合层数越多所需更换的工作量越大。

5、存在操作安全隐患。刚性压合形式压合装置必须设计成敞开式方便维护和不同胶片的人工调整，此种结构存在着较大的操作安全。

对于宽幅强力输送带行业，胶片压延宽度比轮胎行业制品宽度大了许多，压合宽度在1600mm～3000mm范围，同时胶片的厚度、胶片的硬度变化较大，使用强力输送带行业原有技术方案无法适用于宽幅强力输送带行业多层胶片压合技术上。

技术实现要素：

为此，本发明提出了一种可满足不同胶料硬度、厚度和宽度所需不同的压合力生产要求、提高自动化水平和生产效率的多层胶片在线自动对边柔性压合成型系统。

本发明多层胶片在线自动对边柔性压合成型系统之技术方案包括为纵向压合上层主动胶片和下层从动胶片而布置的从动胶片卷导开装置、主从动胶片对边装置和主从动胶片压合装置，所不同的是所述主从动胶片对边装置包括从动胶片输送机构、纠偏调节机构和全自动对边检测机构，所述从动胶片输送机构设于可左、右横向位移和偏转的纠偏调节机构上。

所述全自动对边检测机构的一种结构包括分别检测主动胶片和从动胶片边缘的CCD摄像头和接收CCD摄像头数据信号并通过计算比对得出偏差值的数位式控制器，以及根据比对偏差值数据控制纠偏调节机构横向位移和/或偏转的执行器。

当主动胶片和从动胶片的偏差值大于设定正常值，且小于设定偏差值时，所述执行器横向移动纠偏调节机构；当主动胶片和从动胶片的偏差值大于设定偏差值时，所述执行器横向移动和偏转纠偏调节机构。

所述主从动胶片压合装置的一种结构包括上压合辊和下压合辊、辊压机构和控制系统，所述上压合辊通过上下滑动的左、右上辊轴承座安装，所述下压合辊通过位置固定的左、右下辊轴承座安装在压合机架上，所述辊压机构设于压合辊上，包括通过左、右缸座安装的左、右压合缸，所述左、右压合缸的活塞杆向下分别连接左、右轴承座，左、右压合缸的进、出口与控制系统相连。

所述左、右压合缸为压合液压油缸或压合气缸，当左、右压合缸为压合液压油缸时，所述控制系统为伺服液压控制系统，左、右压合液压油缸的进、出口接入伺服液压系统的进、出液压回路中，所述伺服液压控制系统的伺服液压站设有压力调节控制器和恒压检测机构，所述压力调节控制器根据多层胶片的品种、厚度和硬度设定压合液压油缸的压力值及其浮动压力值，所述恒压检测机构检测到压合液压油缸的工作压力大于所设定压力总值时控制液压回路泄压。

当所述左、右压合缸为压合气缸时，所述控制系统为气压控制系统，左、右压合气缸的进、出口接入气压控制系统的进、出回路中，所述气压控制系统设有压力调节控制器和恒压检测机构，所述压力调节控制器根据多层胶片的品种、厚度和硬度设定压合气缸的压力值及其浮动压力值，所述恒压检测机构检测到压合气缸的工作压力大于所设定压力总值时控制气压回路泄压。

本发明使用液压或气压伺服技术控制多层胶片的在线恒粘合力贴合，可根据不同胶片的组合实现对应压力给定，实现柔性控制贴合压力；当胶片由于上道工序造成的重叠、堆积，甚至胶片中因意外而参杂铁屑等因素使得厚度突然增加使得压合辊压合力骤然变大，硬质铁屑存在破坏压辊风险，伺服液压站或气压站的恒压检测机构来实现判别，当成型压合力波动大于浮动压力值时，液压或气压回路自动快速泄压使得上压合辊自动快速抬起，进而避免了伤辊的设备隐患。

所述左、右油缸座安装于左、右胶片厚度调节升降机构上，所述胶片厚度调节升降机构可根据位移传感器反馈信号来微调上压合辊、下压合辊的压合间隙。

所述胶片厚度调节升降机构包括丝杆螺母传动副，螺母设于油缸座上，丝杆通过减速机构连接升降电机。

所述下压合辊可与胶片直接接触，为防止下压合辊粘胶，所述上、下压合辊之间设置隔离下压合辊与胶片的贴合输送带，贴合输送带与胶片直接接触而使下压合辊不与胶片接触。

所述上压合辊、和/或下压合辊设置有驱动装置，可根据压合工艺对上、下压合辊的速比进行调节，满足所有胶片配置要求，可防止上压合辊粘胶，同时适当的速比使得压合线适当滞后，更好的实现多层胶片贴合面排气功能。

为减少纠偏工作量，所述从动胶片卷导开装置设于左、右横向移动实现工作位与卸卷位转换的切换机构上，对应于所述工作位设有从动胶卷初定位机构，所述从动胶卷初定位机构包括射出激光标线的激光发射器，所述从动胶片卷胶片边缘与激光标线的重合位置为切换机构的工作位。

所述激光标线有两组，一组激光标线用于标记胶片边缘，另一组激光标线用于标识参考位置，两组激光标线的间距固定。

本发明的优点：

1、本发明多层胶片在线自动对边柔性压合成型系统克服了刚性压合的缺点，使多层宽幅胶片的压合品质得到提升。

2、本发明可直接配置于胶片挤出生产线上，生产效率高。

3、本发明实现了配方管理，有利的保证了压合质量的稳定性。

4、本发明自动化程度高，大大降低了操作强度。

5、本发明提高了操作的安全性。

6、本发明占地小，大大节省了占地投入成本。

附图说明

图1为本发明一种实施方式的立体结构示意图。

图2为图1实施方式的主视图。

图3图2的俯视图。

图号标识：1、上层主动胶片；2、下层从动胶片；3、从动胶片卷导开装置；4、主从动胶片对边装置；5、主从动胶片压合装置；6、纠偏调节机构；7、CCD摄像头；8、上压合辊；9、下压合辊；10、上辊轴承座；11、缸座；12、压合缸；13、液压回路；14、伺服液压站；15、激光发射器；16、丝杆；17、升降电机；18、切换机构；19、上辊电动机；20、从动胶片卷；21、从动胶片辊架；22、主动胶片辊架；23、压合机架。

具体实施方式

下面结合附图所示实施方式对本发明的技术方案作进一步说明。

本发明多层胶片在线自动对边柔性压合成型系统包括压合上层主动胶片1和下层从动胶片2的从动胶片卷导开装置3、主从动胶片对边装置4和主从动胶片压合装置5，所述从动胶片卷导开装置3、主从动胶片对边装置4和主从动胶片压合装置5自左向右布置，沿纵向对下层从动胶片2进行导开和纠偏，并在主从动胶片压合装置5上压合上层主动胶片1和下层从动胶片2，如图1、图2、图3所示。

所述从动胶片卷导开装置3可根据不同的生产工艺配置2工位或4工位从动胶片卷20，从动胶片通过垫布卷取动力把胶片从胶卷中连续牵引出来而实现胶片导开。在2工位从动胶片卷20布置中，两套从动胶片卷导开装置3前、后布置，前位从动胶片卷导开装置3连接主从动胶片对边装置4，后位从动胶片卷导开装置3通过架空在前位从动胶片卷导开装置3上方的从动胶片辊架21连接主从动胶片对边装置4，所述上层主动胶片1通过从动胶片辊架21上方设置的主动胶片辊架22连接主从动胶片压合装置5，如图1、图2、图3所示。

所述从动胶片卷导开装置3设于可实现工作位与卸卷位转换的切换机构18上，所述切换机构18包括移动架和横向导轨，在横向导轨上，通过切换机构18的左、右移动进、出而实现工作位与卸卷位的切换；对应于所述工作位设有从动胶卷初定位机构，所述从动胶卷初定位机构包括射出激光标线的激光发射器15和初定位检测机构，所述从动胶片卷20胶片边缘与激光标线的重合位置为切换机构18的工作位，所述激光发射器15设置两个，一个激光发射器15设于从动胶片辊架21底部，位置对应于前位从动胶片卷导开装置3与主从动胶片对边装置4的连接处，另一个激光发射器15设于主从动胶片压合装置5上，两个激光发射器15射出的一组激光标线(如现场采用红色激光标线)用于标记胶片边缘，另一组激光标线(如现场采用绿色激光标线)用于标识参考位置，两组激光标线的间距固定，激光标线位置可根据压合宽度的不同而左、右横移，如图1、图2、图3所示。

所述从动胶片卷导开装置3通过切换机构18载入导开工作位时，当胶片边缘与从动卷初定位机构中对应的激光标线重合时，初定位检测机构自动判别，此时切换机构18自动停止固定，自动完成初始位的定位，从动胶片卷导开装置3上的垫布卷取驱动电机运转，胶片头部则通过人工牵引至主从动胶片对边装置4的输送带上。

所述主从动胶片对边装置4包括从动胶片输送机构、纠偏调节机构6和全自动对边检测机构，所述从动胶片输送机构(主体为循环运行的输送带)设于可左、右横向位移和偏转的纠偏调节机构6上，所述全自动对边检测机构包括两个CCD摄像头7、数位式控制器和执行器，一个CCD摄像头7设于主动胶片辊架22的出料口处检测主动胶片1边缘并发出数据信号，另一个CCD摄像头7设于主从动胶片对边装置4与主从动胶片压合装置5的连接处检测从动胶片2边缘并发出数据信号，所述数位式控制器接收CCD摄像头7的数据信号并通过计算比对得出偏差值，所述执行器根据比对偏差值数据控制纠偏调节机构6横向位移和/或偏转；所述从动胶片2从从动胶片输送机构的输送带输出后，两个CCD摄像头7分别检测主动胶片1和从动胶片2边缘，并将数据信号传递给数位式控制器进行计算比对，数位式控制器将实时计算比对两组数据得出的偏差值数据传输至执行器，执行器根据偏差量横向伸出或缩回一定的位移量，当主动胶片1和从动胶片2的偏差值大于设定正常值，且小于设定偏差值(如25mm)时，所述执行器横向移动纠偏调节机构6(执行器直线横移纠偏)，当主动胶片1和从动胶片2的偏差值大于设定偏差值(如25mm)时，所述执行器横向移动和偏转纠偏调节机构6(执行器作偏转与横移的双重动作，从而使从动胶片2的输送位置也发生相应的移动/和偏转，进而改变从动胶片2进入到主从动胶片压合装置5的输送带上的位置，达到与主动胶片1边缘重合)，如图2所示。

所述主从动胶片压合装置5包括基于压合机架23设置的上压合辊8、下压合辊9、液压式辊压机构和胶片厚度调节升降机构以及配套设置的伺服液压系统，如采用气压式辊压机构，则对应配套设置伺服气压系统。

所述压合机架23分为上架和下架，所述上架于下架上垂直安装，所述上压合辊8通过上下滑动的左、右上辊轴承座10安装于上架的左、右侧架下部；所述液压式辊压机构对应于左、右上辊轴承座10设置，包括左、右(油)缸座11和左、右压合(油)缸12，所述左、右(油)缸座11滑动安装于上架的左、右侧架上部，所述左、右压合(油)缸12分别安装于左、右(油)缸座11底部，左、右压合(油)缸12的活塞杆向下分别连接左、右轴承座10；所述胶片厚度调节升降机构对应于左、右(油)缸座11设置，包括设于上架顶部的左、右丝杆螺母传动副和左、右升降电机17，传动副的螺母设于油缸座11内部，传动副的丝杆16通过减速机构连接升降电机17；所述下压合辊9对应于上压合辊8设于其下方，通过位置固定的左、右下辊轴承座安装于下架上；所述左、右(油)缸座11上分别设置位移传感器用以检测上压合辊8与下压合辊9之间的压合间隙，并通过胶片厚度调节升降机构相应调整；所述上、下压合辊8、9的驱动装置分别为设于上架的上辊电动机19和设于下架的下辊电动机；所述上、下压合辊8、9之间设置隔离下压合辊9与胶片的贴合输送带(采用弹性轻型棉质)，所述贴合输送带设于下架并由下辊电动机通过传动机构驱动循环运行，如图1、图2、图3所示。

所述伺服液压系统于压合机架23外设置，包括伺服液压站14和液压回路13，所述伺服液压站14上设有压力调节控制器和恒压检测机构，所述左、右压合(油)缸12的进、出口接入出液压回路13中，所述压力调节控制器根据多层胶片的品种、厚度和硬度设定压合(油)缸12的压力值及其浮动压力值(0.5MPa)，所述恒压检测机构负责检测压合(油)缸12的工作压力，当检测到压合(油)缸12的工作压力大于设定的压力总值时控制液压回路13泄压，压合(油)缸12的活塞杆带动上压合辊8快速提起而避免损坏，如图1、图2、图3所示。

主、从动胶片1、2经过对边后，由贴合输送带传送至上、下压合辊8、9之间进行柔性强迫压合，在柔性强迫压合过程中，采用了液压伺服技术控制多层胶片的在线恒粘合力压合，可以远程根据不同的胶片组合实现压力配置给定，液压伺服系统实时监测压合力状态，当意外故障使得压合力骤升0.5MPa及以上时，液压系统瞬间泄压使压上压合辊8快速提升而得到保护；左、右胶片厚度调节升降机构的丝杆单独调距可以实现对不同厚度胶片组合压合成型。

传统强力输送带行业中的常规对边、压合装置为间歇、不连续工作，即在对边时需要暂停压合，而压合恢复后，前后两段胶片的表面质量是不连续的。

本发明是在目前普通自动对边装置和刚性压合装置的基础上设计出来的一种结构全新的在线自动对边压合成型系统，克服了传统技术的不足，实现了在线、实时进行对边和压合，生产效率大幅提高，压合之后的胶片质量也达到了比较理想的效果，可实现最大幅面宽度为2800mm、厚度为1.5mm～14mm的多层胶片压合。