胶粉研磨智能控制装置、方法及采用其的橡胶磨粉机与流程

本发明属于橡胶粉碎研磨技术领域，具体涉及到一种胶粉研磨智能控制装置、方法及采用其的橡胶磨粉机。

背景技术：

现有的橡胶磨粉机的工作原理是：研磨之前的粗胶粉通过进料螺杆输送到动磨盘和定磨盘之间。动磨盘安装在主轴前端，主轴通过主电机、电机皮带轮，主轴皮带轮驱动，做高速旋转运动不做轴向移动。定磨盘安装在定磨盘支承座上，不做旋转运动，从而动磨盘和定磨盘产生相对高速旋转运动，将输送到两个磨盘之间的粗胶粉研磨成精细胶粉，此外，定磨盘通过机械传动机构连接手轮，最终由手轮控制定磨盘做左右轴向移动，两个磨盘的间隙越大，胶粉越细，从而通过控制手轮来调节两个磨盘之间的间隙，最终得到不同细度的胶粉。

现有技术的缺陷是：当磨粉机研磨要求有变动，需要生产不同细度的胶粉时，则需要操作工人进行长时间反复调节，具体过程十分繁琐，而且需要操作工人具有一定的熟练度。操作工人需要一边盯着电控柜上面仪表上显示的主电机的电流值进料螺杆的速度值，一边进行手动调节，进料速度越快，两个磨盘之间的间隙越小，主电机所承受的负载越高，其电流值就越大，操作工人就这样一直盯着电控柜面板上的仪表，在保证主电机不过载的情况下，反复调节，直到满足所要求的胶粉细度，此时，根据该研磨要求，主电机的电流值就在对应该要求的某一个应有电流范围内浮动(如48-51a)，进料螺杆的进料速度也以对应该要求的速度值保持不变运行。每次改变研磨要求(如进料粗胶粉种类、规格以及出料精细胶粉的细度)，或因为设备故障或设备维护之后，都需要重新再一次进行长时间反复繁琐的人工调节。并且，当磨粉机一旦出现故障，虽然有部分比较正规的企业所生产的设备采用了主电机停止保护，但是客户并不能第一时间很直观的知道具体的故障原因，因而不能对应具体故障原因尽快解决故障。自25年前橡胶磨粉机问世一直到现在，橡胶磨粉机的广大用户都是通过操作工人对胶粉细度进行反复人工调节来完成，而且，根据操作工人的经验长短和熟练程度的不同，研磨设备的实际实用效果也会有所起伏。因此，如何实现橡胶磨粉机的智能化自动化一直是广大用户所期望提升的技术。

技术实现要素：

为实现广大客户所期望实现的橡胶磨粉机智能化自动化，本发明提供一种胶粉研磨智能控制装置、方法及采用其的橡胶磨粉机。

本发明的技术方案为：

一种胶粉研磨智能控制装置，用于通过智能化控制胶粉研磨设备中的定磨盘左右轴向移动，从而实现定磨盘和动磨盘间隙的智能化自动控制，最终实现胶粉细度的智能化自动控制，该装置包含与控制定磨盘左右轴向移动的机械传动机构(如涡轮蜗杆机构)相连接的伺服电机，与控制所述伺服电机的伺服电机驱动器相连接的plc控制器，与所述plc控制器相连接的液晶触控屏，与所述plc控制器相连接的电流采集元件，与所述plc控制器相连接的动磨盘驱动主电机星三角降压启动电路或软启动电路。

所述胶粉研磨智能控制装置中的plc控制器还与一个温度采集元件以及温度传感器相连，所述温度传感器用于采集定磨盘附近的温度值。

所述胶粉研磨智能控制装置中的plc控制器还与一个流量采集元件以及流量传感器相连，所述流量传感器用于采集冷却水管内循环冷却水流量值。

所述胶粉研磨智能控制装置中的plc控制器还与一个变频器相连接，该变频器所控制的变频电机与胶粉研磨设备中控制进料螺杆的机械传动机构相连接。

一种胶粉研磨智能控制方法，该控制方法包括：通过液晶触控屏直接输入某一研磨要求，该要求与动磨盘驱动主电机某一特定应有电流范围相对应，plc控制器判断该电机的实际电流在哪些电流值范围内，并根据不同情况，给与控制定磨盘左右轴向移动的机械传动机构相连接的伺服电机下达不同指令，控制定磨盘左右轴向移动；当主电机实际电流在该应有电流范围内或者低于空载电流时，定磨盘不动，两个磨盘间隙不变；当主电机实际电流大于该应有电流范围的上限，则定磨盘向右移动，两个磨盘间隙变大；反之，当主电机实际电流小于该应有电流范围的下限并同时大于空载电流时，则定磨盘向左移动，两个磨盘间隙变小。

所述胶粉研磨智能控制方法还包括：通过液晶触控屏直接输入某一研磨要求，该要求与进料螺杆某一进料速度相对应，plc控制器直接给与进料螺杆相连接的变频器下达指令，控制进料螺杆以该速度运行。

所述胶粉研磨智能控制方法还包括：plc控制器同时判断温度传感器所采集磨盘附近的温度值是否在要求温度范围内；当其大于温度值上限时，则主电机电路、进料螺杆电机电路、伺服电机电路自动断开，并且在液晶触控屏上显示相应的故障原因或者故障代码。

所述胶粉研磨智能控制方法还包括：plc控制器同时判断流量传感器采集的冷却水管内循环冷却水流量值是否在要求流量范围内；当其小于流量值下限时，则主电机电路、进料螺杆电机电路、伺服电机电路自动断开，并且在液晶触控屏上显示相应的故障原因或者故障代码。

一种橡胶磨粉机，包含：主电机、主电机皮带轮、大皮带轮、主轴、主轴支承座、动磨盘、进料变频电机、进料螺杆、定磨盘支承座、定磨盘、定磨盘机械传动机构和所述的胶粉研磨智能控制装置。

本发明的有益效果：

1、设备采用胶粉研磨智能控制装置对胶粉研磨设备中的定磨盘和动磨盘之间的间隙进行智能化自动控制，该装置包含与控制定磨盘左右轴向移动的机械传动机构相连接的伺服电机，与控制所述伺服电机的伺服电机驱动器相连接的plc控制器，与所述plc控制器相连接的液晶触控屏，与所述plc控制器相连接的电流采集元件，与所述plc控制器相连接的动磨盘驱动主电机星三角降压启动电路或软启动电路，与所述plc控制器相连接变频器(该变频器所控制的变频电机与胶粉研磨设备中控制进料螺杆的机械传动机构相连接)，并采用如下控制方法：通过液晶触控屏直接输入某一研磨要求，该要求与动磨盘驱动主电机某一特定应有电流范围相对应，plc控制器判断该电机的实际电流在哪些电流值范围内，并根据不同情况，给与控制定磨盘左右轴向移动的机械传动机构相连接的伺服电机下达不同指令，控制定磨盘左右轴向移动；当主电机实际电流在该应有电流范围内或者低于空载电流时，定磨盘不动，两个磨盘间隙不变；当主电机实际电流大于该应有电流范围的上限，则定磨盘向右移动，两个磨盘间隙变大；反之，当主电机实际电流小于该应有电流范围的下限并同时大于空载电流时，则定磨盘向左移动，两个磨盘间隙变小，并且与此同时，plc控制器根据该研磨要求，直接给与进料螺杆相连接的变频器下达指令，控制进料螺杆以该速度运行。这样，操作工人通过直接在液晶触控屏上输入研磨要求，来实现研磨设备的智能化自动化生产。

2、所述胶粉研磨智能控制装置中的plc控制器还与一个温度采集元件以及温度传感器相连，所述温度传感器用于采集定磨盘附近的温度值；所述胶粉研磨智能控制装置中的plc控制器还与一个流量采集元件以及流量传感器相连，所述流量传感器用于采集冷却水管内循环冷却水流量值，plc控制器同时判断温度传感器所采集磨盘附近的温度值是否在要求温度范围内；当其大于温度值上限时，则主电机电路、进料螺杆电机电路、伺服电机电路自动断开，并且在液晶触控屏上显示相应的故障原因或者故障代码，并且，plc控制器还同时判断流量传感器采集的冷却水管内循环冷却水流量值是否在要求流量范围内；当其小于流量值下限时，则主电机电路、进料螺杆电机电路、伺服电机电路自动断开，并且在液晶触控屏上显示相应的故障原因或者故障代码。这样，当出现具体特定的故障时，用户能第一时间知道具体故障原因采取对应措施。

附图说明：

图1为本发明整机立体图。

图2为本发明整机立体图(去掉磨盘挡料罩)。

图3为本发明控制装置连接示意图。

附图中：1、主电机2、主轴支承座3、大皮带轮4、动磨盘5、磨盘挡料罩6、进料斗7、定磨盘支承座8、定磨盘9、伺服电机10、高精度行星减速机11、进料变频电机12、涡轮蜗杆减速机13、传感器部件箱14、蜂鸣报警灯15、液晶触控屏控制柜16、机架

具体实施方式：

1、装配磨粉机整机：将主电机1、主轴支承座2、定磨盘支承座7、进料变频电机11、涡轮蜗杆减速机12安装到机架16上，然后将主轴及相应组件(轴承等)安装到主轴支承座2内，然后将主电机皮带轮安装到主电机1上，将动磨盘4和大皮带轮3安装到主轴组件的首尾部位，下一步，将定磨盘8安装到定磨盘支承座7上，并将进料螺杆及相应组件(轴承等)以及控制定磨盘8左右移动的机械传动机构(高精度涡轮蜗杆等)安装到定磨盘支承座7的内部，然后将伺服电机9和高精度星型减速机10安装到定磨盘支承座7上，然后安装相应的传动链轮，再安装相应的传动带和传送链条，最后再安装进料斗6，传感部件箱13，并将温度传感器和流量传感器安装在传感部件箱13的内部，最后安装蜂鸣报警灯14和其它部件(如防护罩等)。

2、装配液晶触控屏控制柜15：按照所设计的电路图，将主电机主电路和控制电路及元件，进料电机变频控制电路及元件，plc控制器，输入输出模块，触控屏，电流采集元件，温度采集元件，流量采集元件，伺服电机驱动器等，连接和组装，然后进行检测。

3、整机和液晶触控屏控制柜15装配和检测完毕后，将主电机1、伺服电机9、进料变频电机11以及传感部件箱13内的流量传感器和温度传感器，蜂鸣报警灯14分别和液晶触控屏控制柜15进行线路连接，最后将编写好的程序输入并存储到液晶触控屏控制柜15里面的plc控制器中。

对本领域技术人员来说，可根据上述技术方案和实施方式做出其他相应的改变；比如：把磨粉机的动磨盘设计成既可以高速旋转运动也可以左右轴向移动，伺服电机与控制动磨盘左右轴向移动的机械传动机构(如涡轮蜗杆机构)相连接；再比如：采用等同功能的其它类型的电流检测元件，温度检测元器件，以及采用同等功能的其它类型的流量阀等等；再比如：将若干台橡胶磨粉机连接成一套机组或者生产线，采用大型集成式触控屏电控柜进行集中智能化控制。但所有根据上述技术方案和实施方式做出的其他相应的改变，都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

工作过程：

在进料斗6加料，启动液晶触控屏控制柜15，在液晶触控屏上按下设备启动，然后主电机1开始高速旋转，然后在液晶屏上选择研磨要求，设备开始智能化工作。

比如：输入要求为进料为20目以上的轮胎粗胶粉，出料为细度60目以上的精细胶粉，根据已经编写好的plc程序，按照以上研磨要求，主电机1应有电流值范围在48-51a内，空载电流为35a以下，进料变频电机11的应有进料速度值为45，则plc控制器给变频器下达指令控制进料变频电机11让进料螺杆以进料速度45运行，与此同时，电流采集元件采集主电机1实际电流值a输入到plc中，当35a＜a＜48a时，则plc控制伺服电机9正转，定磨盘8向左轴向移动，两个磨盘之间间隙变小，直到48a≤a≤51a时，伺服电机9停止；当a＞51a时，则控制伺服电机9反转，定磨盘8向右轴向移动，两个磨盘之间间隙变大，直到48a≤a≤51a时伺服电机9停止；当48a≤a≤51a或者a≤35a时，伺服电机不动作，两个磨盘之间间隙不变。

在比如：输入要求为进料为20目以上的轮胎粗胶粉，出料为细度80目以上的精细胶粉，根据已经编写好的plc程序，按照以上研磨要求，主电机1应有电流值范围在50-53a内，空载电流为35a以下，进料变频电机11的应有进料速度值为35，则plc控制器给变频器下达指令控制进料变频电机11让进料螺杆以进料速度35运行，与此同时，电流采集元件采集主电机1实际电流值a输入到plc中，当35a＜a＜50a时，则plc控制伺服电机9正转，定磨盘8向左轴向移动，两个磨盘之间间隙变小，直到50a≤a≤53a时，伺服电机9停止；当a＞53a时，则控制伺服电机9反转，定磨盘8向右轴向移动，两个磨盘之间间隙变大，直到50a≤a≤53a时伺服电机9停止；当50a≤a≤53a或者a≤35a时，伺服电机不动作，两个磨盘之间间隙不变。

同时，根据已经编写好的程序，plc控制器将冷却水流量值下限值确定在30，将磨盘附近温度上限值确定在65，流量采集模块和流量传感器接收到的冷却水实际流量值f输入到plc中，当f＜30时，plc会控制主电机电路、进料螺杆电机电路、伺服电机电路自动断开，蜂鸣报警灯14报警，同时在液晶屏上显示汉字“缺水故障”或特定的故障代码；当t＞65时，plc控制主电机电路、进料螺杆电机电路、伺服电机电路自动断开，蜂鸣报警灯14报警，同时在液晶屏上显示汉字“高温故障”或特定的故障代码。