一種橡膠氣囊纏繞裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提出一種橡膠氣囊纏繞裝置。兩個(gè)平行的同步轉(zhuǎn)動(dòng)輥通機(jī)械傳動(dòng)連接主軸電機(jī)，同步轉(zhuǎn)動(dòng)輥的一側(cè)，設(shè)有小車軌道，小車軌道上設(shè)有運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和小車電機(jī)，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上設(shè)有伸臂電機(jī)、纏繞頭、伸臂，同步轉(zhuǎn)動(dòng)輥的外側(cè)設(shè)有位置檢測(cè)裝置；小車、伸臂電機(jī)背側(cè)均設(shè)有編碼器，編碼器和位置檢測(cè)裝置電性連接MC403運(yùn)動(dòng)控制器，MC403運(yùn)動(dòng)控制器電性連接驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器電性連接電機(jī)。本實(shí)用新型可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工加工方式，實(shí)現(xiàn)多種規(guī)格和型號(hào)的橡膠氣囊高效，高質(zhì)量的纏繞加工，橡膠氣囊纏繞裝置采用編碼器作為高精度的位置檢測(cè)裝置，采用直連橡膠內(nèi)襯的方式裝配位置檢測(cè)裝置，使橡膠內(nèi)襯反饋數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確，進(jìn)而保證了系統(tǒng)有極高的纏繞精度。
【專利說明】一種橡膠氣囊纏繞裝置
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0002]本實(shí)用新型涉及橡膠氣囊制造設(shè)備領(lǐng)域，具體地說是一種橡膠氣囊纏繞裝置。
[0003]【背景技術(shù)】:
[0004]橡膠氣囊是一種具有可逆性形變的高彈性聚合物材料，具有優(yōu)良的絕緣性，隔水性，可塑性和較強(qiáng)的形變恢復(fù)能力，使用方便，使用后方便拆除，并且在適當(dāng)處理后還具有耐油，耐酸，耐堿，耐寒，耐壓，耐磨等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療，運(yùn)輸，建筑，船舶下水等領(lǐng)域。纏繞機(jī)是生產(chǎn)橡膠氣囊的核心設(shè)備，目前，國(guó)內(nèi)多采用手動(dòng)方式完成氣囊的纏繞成型加工，這種加工方式生產(chǎn)效率低，纏繞質(zhì)量不高，勞動(dòng)強(qiáng)度還特別大，加工范圍小，無(wú)法滿足橡膠行業(yè)日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求。
[0005]實(shí)用新型內(nèi)容:
[0006]本實(shí)用新型旨在克服目前手工進(jìn)行橡膠氣囊纏繞造成的工作效率低、纏繞成品質(zhì)量低，纏繞工藝單一和生產(chǎn)產(chǎn)品規(guī)格單一的問題，提供了一種新型自動(dòng)化橡膠氣囊纏繞裝置。
[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種橡膠氣囊纏繞裝置，包括同步轉(zhuǎn)動(dòng)輥，兩個(gè)平行的同步轉(zhuǎn)動(dòng)棍通過同步傳動(dòng)連接，其中一個(gè)同步轉(zhuǎn)動(dòng)棍的一側(cè)機(jī)械傳動(dòng)連接主軸電機(jī)，在一個(gè)同步轉(zhuǎn)動(dòng)輥的一側(cè)，設(shè)有與同步轉(zhuǎn)動(dòng)輥平行的小車軌道，小車軌道上設(shè)有運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)固定連接小車電機(jī)，小車電機(jī)與小車軌道之間通過齒輪齒條傳動(dòng)連接，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上設(shè)有伸臂電機(jī)，小車軌道與一個(gè)同步轉(zhuǎn)動(dòng)輥之間，靠近同步轉(zhuǎn)動(dòng)輥一側(cè)設(shè)有纏繞頭，纏繞頭固定連接伸臂，伸臂與伸臂電機(jī)輸出軸通過曲柄滑塊機(jī)構(gòu)連接，在兩同步轉(zhuǎn)動(dòng)輥的共同中心線上，同步轉(zhuǎn)動(dòng)輥的外側(cè)設(shè)有位置檢測(cè)裝置；
[0008]主軸電機(jī)通過外部位置檢測(cè)裝置定位，伸臂電機(jī)背側(cè)設(shè)有伸臂編碼器，小車電機(jī)背側(cè)設(shè)有小車編碼器，小車編碼器電性連接MC403運(yùn)動(dòng)控制器的編碼器信號(hào)輸入接口 A，MC403運(yùn)動(dòng)控制器的模擬量輸出接口 A電性連接小車驅(qū)動(dòng)器，小車驅(qū)動(dòng)器電性連接小車電機(jī)；位置檢測(cè)裝置電性連接MC403運(yùn)動(dòng)控制器的編碼器信號(hào)輸入接口 B，MC403運(yùn)動(dòng)控制器的模擬量輸出接口 B電性連接主軸驅(qū)動(dòng)器，主軸驅(qū)動(dòng)器電性連接主軸電機(jī)；伸臂編碼器電性連接MC403運(yùn)動(dòng)控制器的編碼器信號(hào)輸入接口 C，MC403運(yùn)動(dòng)控制器的模擬量輸出接口C電性連接伸臂驅(qū)動(dòng)器，伸臂驅(qū)動(dòng)器電性連接伸臂電機(jī)，MC403運(yùn)動(dòng)控制器的數(shù)字量輸入端子電性連接操作按鈕；
[0009]上位機(jī)11通過M0DBUS-RTU通訊協(xié)議與MC403運(yùn)動(dòng)控制器26通訊，MC403運(yùn)動(dòng)控制器接線部位的相應(yīng)位置分別貼有小車控制段、主軸控制段和伸臂控制段字樣的標(biāo)志。
[0010]本實(shí)用新型具有如下有益效果:本實(shí)用新型提供了一種橡膠氣囊自動(dòng)纏繞裝置，可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工加工方式，實(shí)現(xiàn)多種規(guī)格和型號(hào)的橡膠氣囊高效，高質(zhì)量的纏繞加工，橡膠氣囊纏繞裝置采用編碼器作為高精度的位置檢測(cè)裝置，采用直連橡膠內(nèi)襯的方式裝配位置檢測(cè)裝置，使橡膠內(nèi)襯反饋數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確，進(jìn)而保證了系統(tǒng)有極高的纏繞精度，本實(shí)用新型可根據(jù)產(chǎn)品的具體要求設(shè)計(jì)不同的纏繞工藝，實(shí)現(xiàn)多種方式的纏繞加工，設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)可控制小車實(shí)現(xiàn)定纏繞角或變纏繞角纏繞加工。
[0011]【專利附圖】
【附圖說明】:
[0012]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2是本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)示意圖；
[0014]圖3是本實(shí)用新型定纏繞角加工方式示意圖；
[0015]圖4是本實(shí)用新型變纏繞角的加工方式示意圖。
[0016]圖中1-同步轉(zhuǎn)動(dòng)輥，2-位置檢測(cè)裝置，3-主軸電機(jī)，4-小車軌道，5-纏繞頭，6-伸臂，7-運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，8-伸臂電機(jī)，9-小車電機(jī)，10-伸臂驅(qū)動(dòng)器，11-上位機(jī)，12-操作按鈕，13-數(shù)字量輸入端子，14-小車控制段，15-主軸控制段，16-伸臂控制段，17-模擬量輸出接口 A，18-編碼器信號(hào)輸入接口 A，19-模擬量輸出接口 B，20-編碼器信號(hào)輸入接口 B，21-模擬量輸出接口 C，22-編碼器信號(hào)輸入接口 C，23-小車驅(qū)動(dòng)器，24-主軸驅(qū)動(dòng)器，25-小車編碼器，26- MC403運(yùn)動(dòng)控制器，27-伸臂編碼器。
[0017]【具體實(shí)施方式】:
[0018]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明:
[0019]由圖1結(jié)合圖2?4所示，一種橡膠氣囊纏繞裝置，包括同步轉(zhuǎn)動(dòng)輥1，兩個(gè)平行的同步轉(zhuǎn)動(dòng)棍I通過同步傳動(dòng)連接，其中一個(gè)同步轉(zhuǎn)動(dòng)棍I的一側(cè)機(jī)械傳動(dòng)連接主軸電機(jī)3,在一個(gè)同步轉(zhuǎn)動(dòng)輥I的一側(cè)，設(shè)有與同步轉(zhuǎn)動(dòng)輥I平行的小車軌道4，小車軌道4上設(shè)有運(yùn)動(dòng)平臺(tái)7，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)7固定連接小車電機(jī)9，小車電機(jī)9與小車軌道4之間通過齒輪齒條傳動(dòng)連接，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)7上設(shè)有伸臂電機(jī)8，小車軌道4與一個(gè)同步轉(zhuǎn)動(dòng)輥I之間，靠近同步轉(zhuǎn)動(dòng)棍I 一側(cè)設(shè)有纏繞頭5,纏繞頭5固定連接伸臂6,伸臂6與伸臂電機(jī)8輸出軸通過曲柄滑塊機(jī)構(gòu)連接，在兩同步轉(zhuǎn)動(dòng)輥I的共同中心線上，同步轉(zhuǎn)動(dòng)輥I的外側(cè)設(shè)有位置檢測(cè)裝置2 ；
[0020]工作時(shí)，同步轉(zhuǎn)動(dòng)棍I通過主軸電機(jī)3連接的減速機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn),與橡膠內(nèi)襯直連的位置檢測(cè)裝置2完成精確定位，小車電機(jī)8帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)7沿小車軌道4做跟蹤主軸的定纏繞角或變纏繞角運(yùn)動(dòng)，在兩側(cè)非柱形段，伸臂6做跟隨主軸的伸縮運(yùn)動(dòng)。
[0021]主軸電機(jī)3背側(cè)設(shè)有主軸編碼器26，伸臂電機(jī)8背側(cè)設(shè)有伸臂編碼器27，小車電機(jī)9背側(cè)設(shè)有小車編碼器25，小車編碼器25電性連接MC403運(yùn)動(dòng)控制器26的編碼器信號(hào)輸入接口 A18，MC403運(yùn)動(dòng)控制器26的模擬量輸出接口 A17電性連接小車驅(qū)動(dòng)器23，小車驅(qū)動(dòng)器23電性連接小車電機(jī)9 ;位置檢測(cè)裝置2電性連接MC403運(yùn)動(dòng)控制器26的編碼器信號(hào)輸入接口 B20，MC403運(yùn)動(dòng)控制器26的模擬量輸出接口 B19電性連接主軸驅(qū)動(dòng)器24，主軸驅(qū)動(dòng)器24電性連接主軸電機(jī)3 ;伸臂編碼器27電性連接MC403運(yùn)動(dòng)控制器26的編碼器信號(hào)輸入接口 C22，MC403運(yùn)動(dòng)控制器26的模擬量輸出接口 C21電性連接伸臂驅(qū)動(dòng)器10，伸臂驅(qū)動(dòng)器10電性連接伸臂電機(jī)8，MC403運(yùn)動(dòng)控制器26的數(shù)字量輸入端子13電性連接操作按鈕12 ；
[0022]上位機(jī)11通過M0DBUS-RTU通訊協(xié)議與MC403運(yùn)動(dòng)控制器26通訊，MC403運(yùn)動(dòng)控制器26接線部位的相應(yīng)位置分別貼有小車控制段14、主軸控制段15和伸臂控制段16字樣的標(biāo)志。
[0023]工作時(shí)，上位機(jī)11選擇纏繞工藝和加工方式，并通過M0DBUS-RTU通訊協(xié)議將設(shè)置好的數(shù)據(jù)下載到MC403運(yùn)動(dòng)控制器26內(nèi)，操作臺(tái)按鈕2輸入數(shù)字信號(hào)命令給數(shù)字量輸入端子3，數(shù)字量輸入端子3將控制命令通過MC403內(nèi)部處理和計(jì)算，將需要發(fā)送的模擬量通過模擬量輸出接口 Al7、模擬量輸出接口 B19、模擬量輸出接口 C21，分別輸出給小車驅(qū)動(dòng)器23的CNl接口、主軸驅(qū)動(dòng)器24的CNl接口、伸臂驅(qū)動(dòng)器10的CNl接口，小車電機(jī)9通過小車驅(qū)動(dòng)器23驅(qū)動(dòng)，主軸電機(jī)3通過主軸驅(qū)動(dòng)器24驅(qū)動(dòng)，伸臂電機(jī)8通過伸臂驅(qū)動(dòng)器10驅(qū)動(dòng)，小車電機(jī)9和伸臂電機(jī)8帶動(dòng)編碼器運(yùn)動(dòng)，分別將實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)參數(shù)通過編碼器輸入接口 A18和編碼器輸入接口 C22返回到MC403運(yùn)動(dòng)控制器26內(nèi)，完成高精度的閉環(huán)控制。主軸電機(jī)3通過位置檢測(cè)裝置2定位并將其實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過編碼器輸入接口 B20返回至MC403運(yùn)動(dòng)控制器26內(nèi)，完成高精度的閉環(huán)控制。
[0024]工作時(shí)可通過需求選擇定纏繞角或變纏繞角的加工方式。
[0025]定纏繞角加工方式為如圖3所示的幾個(gè)階段，第一階段采用較窄橡膠做纏繞材料，從氣囊最左端纏繞到最右端，第二階段采用比第一階段寬的橡膠做纏繞材料，從氣囊最左端右側(cè)的一個(gè)起始點(diǎn)開始纏繞加工，一直加工到對(duì)稱于起始點(diǎn)的右端位置。第三階段類似第二階段，纏繞起始點(diǎn)向右移動(dòng)，并采用寬于第二階段的橡膠進(jìn)行纏繞。這種加工方式通過MC403嵌入式運(yùn)動(dòng)控制器內(nèi)的運(yùn)動(dòng)指令M0VELINK來實(shí)現(xiàn)。
[0026]MOVELINK (distance, link dist, link acc, link dec, link axis, linkstart)。
[0027]distance為主軸反饋的位置，link dist為小車軸移動(dòng)的距離，link acc為小車運(yùn)行在橡膠內(nèi)襯非柱段的加速距離，link dec為小車運(yùn)行在橡膠內(nèi)襯非柱段的減速距離，link axis為主軸的軸號(hào)，link start表示主軸在這個(gè)位置時(shí),小車開始做跟蹤主軸的運(yùn)動(dòng)。
[0028]變纏繞角的加工方式如圖4所示的幾個(gè)階段，第一段采用較寬的橡膠作為纏繞材料進(jìn)行單切點(diǎn)或多切點(diǎn)的等速比纏繞加工，第二三階段采用較窄的橡膠作為纏繞材料，實(shí)用變纏繞角方式進(jìn)行纏繞加工。這種加工方式通過MC403嵌入式運(yùn)動(dòng)控制器內(nèi)的運(yùn)動(dòng)指令CONNECT來實(shí)現(xiàn)。
[0029]CONNECT (rat1, driving_axis)
[0030]Rat1為計(jì)算的速比，driving_axis表示小車軸的軸號(hào)。其中rat1通過加工產(chǎn)品的參數(shù)計(jì)算得出，具體計(jì)算如下:
[0031]D Cosas = d Cosai(I)
[0032]其中D為兩側(cè)非柱形段的大端直徑與氣囊厚度的和，d為兩側(cè)非柱形段的小端直徑與氣囊厚度的和，和^^是對(duì)應(yīng)直徑處的纏繞角，
[0033]由錐形段橡膠內(nèi)襯幾何關(guān)系可知:
門 Λ
[0034]Li)+d(2)
Li
[0035]其中Z力錐形段橡膠內(nèi)襯某，位置的直徑“力兩側(cè)非柱形段的橡膠內(nèi)襯長(zhǎng)度，h為I處的長(zhǎng)度。
[0036]由公式(I)和公式(2)可得到在i處的纏繞角為:
Dcosa0
[0037]Sj = arccos----(3)
di
[0038]設(shè)橡膠內(nèi)襯的轉(zhuǎn)速為N，則在i位置處的小車運(yùn)動(dòng)速度為:
rr ^ndi
[0039]Vi =—-——(4)
DUtaii ai
[0040]由以上公式最終可得速比:
「π,π^?W mtl° Car/ X
[0041]k =———* 廠.(5)
ου tan Ui rat1 _ a?:1s
[0042]其中和分別為小車和主軸的減速比。
[0043]小車以rat1=k的速比，做跟隨主軸的直線運(yùn)動(dòng)即完成兩側(cè)非柱段的等厚度變纏繞角纏繞。
[0044]工作時(shí)，控制系統(tǒng)是以MC403為控制核心、安川伺服驅(qū)動(dòng)器和伺服電機(jī)為驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件的三自由度纏繞控制系統(tǒng)。纏繞工藝可編輯成文本文檔的形式，方便工藝的讀寫和修改，整個(gè)系統(tǒng)具有高度的開放性和易用性。高性能的嵌入式運(yùn)動(dòng)控制器的應(yīng)用更使整個(gè)系統(tǒng)具有高度的可靠性，其高速性大大提高了橡膠氣囊纏繞機(jī)的生產(chǎn)效率。
[0045]本實(shí)用新型不局限與上述具體的實(shí)施方式，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員從上述構(gòu)思出發(fā)，不經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動(dòng)，所做出的種種變換，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種橡膠氣囊纏繞裝置，包括同步轉(zhuǎn)動(dòng)輥(I)，其特征在于:兩個(gè)平行的同步轉(zhuǎn)動(dòng)輥(I)通過同步傳動(dòng)連接，其中一個(gè)同步轉(zhuǎn)動(dòng)棍(I)的一側(cè)機(jī)械傳動(dòng)連接主軸電機(jī)(3),在一個(gè)同步轉(zhuǎn)動(dòng)輥(I)的一側(cè)，設(shè)有與同步轉(zhuǎn)動(dòng)輥(I)平行的小車軌道(4)，小車軌道(4)上設(shè)有運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(7)，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(7)固定連接小車電機(jī)(9)，小車電機(jī)(9)與小車軌道(4)之間通過齒輪齒條傳動(dòng)連接，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(7)上設(shè)有伸臂電機(jī)(8)，小車軌道(4)與一個(gè)同步轉(zhuǎn)動(dòng)輥(I)之間，靠近同步轉(zhuǎn)動(dòng)輥(I) 一側(cè)設(shè)有纏繞頭(5)，纏繞頭(5)固定連接伸臂(6)，伸臂(6)與伸臂電機(jī)(8)輸出軸通過曲柄滑塊機(jī)構(gòu)連接，在兩同步轉(zhuǎn)動(dòng)輥(I)的共同中心線上，同步轉(zhuǎn)動(dòng)輥(I)的外側(cè)設(shè)有位置檢測(cè)裝置(2);主軸電機(jī)(3)通過外部位置檢測(cè)裝置(2)定位，伸臂電機(jī)(8)背側(cè)設(shè)有伸臂編碼器(27)，小車電機(jī)(9)背側(cè)設(shè)有小車編碼器(25)，小車編碼器(25)電性連接MC403運(yùn)動(dòng)控制器(26)的編碼器信號(hào)輸入接口 A (18)，MC403運(yùn)動(dòng)控制器(26)的模擬量輸出接口 A (17)電性連接小車驅(qū)動(dòng)器(23)，小車驅(qū)動(dòng)器(23)電性連接小車電機(jī)(9);位置檢測(cè)裝置(2)電性連接MC403運(yùn)動(dòng)控制器(26)的編碼器信號(hào)輸入接口 C (22)，MC403運(yùn)動(dòng)控制器(26)的模擬量輸出接口 B(19)電性連接主軸驅(qū)動(dòng)器(24)，主軸驅(qū)動(dòng)器(24)電性連接主軸電機(jī)(3)；伸臂編碼器(27)電性連接MC403運(yùn)動(dòng)控制器(26)的編碼器信號(hào)輸入接口 C(22)，MC403運(yùn)動(dòng)控制器(26)的模擬量輸出接口 C(21)電性連接伸臂驅(qū)動(dòng)器(10)，伸臂驅(qū)動(dòng)器(10)電性連接伸臂電機(jī)(8)，MC403運(yùn)動(dòng)控制器(26)的數(shù)字量輸入端子(13)電性連接操作按鈕(12)；上位機(jī)(11)通過MODBUS-RTU通訊協(xié)議與MC403運(yùn)動(dòng)控制器(26)通訊，MC403運(yùn)動(dòng)控制器(26)接線部位的相應(yīng)位置分別貼有小車控制段(14)、主軸控制段(15)和伸臂控制段(16)字樣的標(biāo)志。
【文檔編號(hào)】B29C53/80GK203919691SQ201420362270
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月2日
【發(fā)明者】許家忠, 孫濤, 侯治國(guó), 黃慶民, 周銘一, 楊洪濤 申請(qǐng)人:哈爾濱泓鑫數(shù)控機(jī)電工程有限公司