智能化尼龍包布復合裝備

陳子杰，李佳修，王文濤

(杭州中策清泉實業有限公司，浙江 杭州 311400)

0 研究背景

近年來，隨著宏觀經濟的穩健發展和人民生活水平的不斷提高，中國汽車的保有量和產量快速增長，再加上物流交通行業的高速發展，促進了我國輪胎行業的快速發展，我國已成為世界第一大輪胎生產國、出口國。但現階段國內還沒有尼龍包布自動貼合設備，現有的尼龍包布通過人工手動復合，人工勞動強度大，生產效率低下，產品質量難以控制，無法滿足當下所需輪胎生產工序產量需求。

目前的尼龍包布成品物料制作基本采用人工手動貼合方式，即將尼龍包布人工定長手動裁切再進行相對位置的貼合，將貼合完成論條鋪設在隔離布上，這種復合存在以下問題：

（1）由于使用的尼龍包布長度有精準要求，人工手動裁切，難以把控，影響尼龍包布良品率。

（2）由于兩層尼龍包布復合相對距離要求較高，人工手動復合，難以控制，影響尼龍包布良品率。

（3）需要人工干預全生產過程，浪費人力，人工勞動強度大，工作效率低，影響后續工序的自動化生產。

針對目前存在的問題，對尼龍包布復合裝置提出以下新要求：

（1）實現尼龍包布自動化定長裁切，滿足長度精度要求。

（2）實現兩條尼龍包布自動化精準復合，提升尼龍包布復合精度。

（3）提高尼龍包布復合工序的自動化水平，避免人工干預，提升生產效率。

依據以上要求，研發了一種智能化尼龍包布復合裝備。

1 智能化尼龍包布復合

新研制的智能化尼龍包布復合裝置采用定長裁切后抓取復合的方式。該復合裝置包括導開機構，糾偏機構，牽引機構，輸送帶系統，定長裁切機構，抓取平移復合機構，復合機構，卷取機構，如圖1所示。

圖1 復合裝置結構示意圖

導開機構用于導開成卷的單條尼龍包布物料；糾偏機構用于糾正導開機構導開的尼龍包布物料；牽引機構用于帶動糾偏機構上的物料前行；輸送帶系統用于傳遞從糾偏機構與牽引機構處的物料置定長裁切機構處；定長裁切機構用于定長裁切尼龍包布物料為抓取平移復合機構工序提供準確的物料；抓取平移復合機構用于抓取兩條包布物料復合成一條成品尼龍包布物料；

復合機構用于將初步完成復合的尼龍包布物料再次復合；卷取機構用于將復合完成尼龍包布物料卷取成卷。

1.1 導開、糾偏機、牽引機構

導開機構用于導開成卷的單條尼龍包布物料，其包括左右分布的第一導開組件與第二導開組件，導開組件包括導開軸、收料軸及光電檢料開關，導開軸采用被動收料軸主動的導開形式，以便于將物料導開輸送至下游且將塑料紙收卷在收料軸上，光電檢料開關分別用于檢測收料卷上物料是否襯布物料。

其中第一導開組件與第二導開組件分別用于導開物料A與物料B以獲得左右分布的尼龍包布A與尼龍包布B，以便于實現尼龍包布A與尼龍包布B同時向下游行走，如圖2所示。

圖2 導開、糾偏、牽引結構示意圖

糾偏機構用于糾正導開機構導開的尼龍包布物料，其包括左右分布的第一糾偏組件與第二糾偏組件，第一糾偏組件與第二糾偏組件分別設置在第一導開機構與第二導開機構的下游，糾偏組件包括糾偏伺服電機、糾偏滾筒架、糾偏滾筒以及糾偏檢測鏡頭，其中，糾偏滾筒樞設在該糾偏滾筒架，糾偏檢測鏡頭設置在糾偏滾筒的上方用于檢測尼龍包布的偏移量，伺服電機根據糾偏量驅動糾偏滾筒偏移相應的糾偏量。第一糾偏組件與第二糾偏組件分別用于檢測尼龍包布A與尼龍包布B的偏移量并將定中尼龍包布A與尼龍包布B輸送至下游。

牽引機構用于帶動糾偏機構上的物料前行，其至少包括主動牽引滾筒與牽引壓實滾筒，主動牽引滾筒設置在牽引壓實滾筒的下游，且主動牽引滾筒的設置高度高于牽引壓實滾筒，牽引壓實滾筒由牽引伺服電機驅動，主動牽引滾筒同時將糾偏機構輸送來的尼龍包布A與尼龍包布B牽引至牽引壓實滾筒。

1.2 定長裁切機構

定長裁切機構用于定長裁切尼龍包布物料，為抓取平移復合機構工序提供準確的物料，抓取平移復合機構用于抓取兩條包布物料復合成一條成品尼龍包布物料，其設置在第一輸送帶的上方，定長裁切機構包括圓盤裁刀、用于驅動圓盤裁刀自轉的旋轉驅動機構以及用于驅動圓盤裁刀沿預設得傾斜路徑發生線性往復平移的斜切驅動機構，圓盤裁刀與第一輸送帶的縱軸線呈45°夾角設置，如圖3所示。

圖3 定長裁切機構結構示意圖

1.3 抓取平移復合機構

抓取平移復合機構，其用于將尼龍包布B以預設的重疊比例復合在尼龍包布A上。

抓取平移復合機構包括吸盤架、設置在吸盤架上的多個吸盤、位置檢測傳感器、用于驅動吸盤發生左右平移的左右平移驅動機構、用于驅動吸盤發生前后平移的前后平移驅動機構以及用于驅動吸盤發生升降運動的升降驅動機構，如圖4所示。

圖4 抓取平移復合機構結構示意圖

1.4 復合機構，卷取機構

復合機構，其用于將尼龍包布A與尼龍包布B復合壓實，復合機構包括第四輸送帶、氣缸、復合壓輥、壓輥架，第四輸送帶從第三輸送帶獲得物料，復合壓輥采用氣缸活塞桿伸縮移動來壓合第四輸送帶上物料。

卷取機構，其用于將復合后的兩條尼龍包布與塑料紙貼合后卷取，包括卷取裝置與塑料紙導開裝置、第五輸送帶、塑料紙檢測光電開關，卷取裝置包括卷取電機與物料卷取軸，卷取完成壓合的物料，塑料紙導開裝置包括導開電機與塑料紙導開軸，將塑料紙導開牽引至第五輸送帶與物料貼合，塑料紙檢測光電開關檢測塑料紙有無，當塑料紙用完光電開關無塑料紙遮擋第五輸送帶停止轉動，如圖5所示。

圖5 復合、卷取機構結構示意圖

2 復合裝置工作過程

智能化尼龍包布復合裝置的具體工作過程如圖6所示。

圖6 復合裝置工作過程示意圖

（1）步驟1：第一導開組件與第二導開組件分別導開物流A與物流B以獲得尼龍包布A與尼龍包布B。

（2）步驟2：第一糾偏組件與第二糾偏組件分別用于糾偏導開機構傳遞過來的尼龍包布A與尼龍包布B使其處于定中位置。

（3）步驟3：尼龍包布A與尼龍包布B經由牽引機構輸送至第一輸送帶。

（4）步驟4：待尼龍包布A與尼龍包布B輸送至預設定長時，牽引機構停止牽引尼龍包布A與尼龍包布B，第一輸送帶停止傳送，定長裁切機構的圓盤裁刀沿預設的傾斜路徑旋轉裁切兩條左右并排擺放的尼龍包布A與尼龍包布B，該傾斜路徑從左前側向右后側方向延伸。

尼龍包布A與尼龍包布B的前端整體被裁切成與輸送帶縱軸線成45°夾角的斜邊，裁切后的尼龍包布A與尼龍包布B繼續向下游輸送，而上游的下一組尼龍包布A與尼龍包布B的后端亦在此過程形成斜邊。

（5）步驟5：待步驟4下一組尼龍包布A與尼龍包布B輸送至預設定長時，定長裁切機構的圓盤裁刀沿著步驟4的傾斜路徑原路返回，以將該下一組尼龍包布A與尼龍包布B的前端裁切成斜邊，此時，該組尼龍包布A與尼龍包布B整體構成平行四邊形，裁切按照步驟4與步驟5重復進行。

（6）步驟6：裁切后的尼龍包布A與尼龍包布B進入過渡輸送帶等待以進入平移復合機構發生復合。

（7）步驟7：平移復合機構檢測到尼龍包布B與尼龍包布A完整到達第三輸送帶后，第三輸送帶停止運行，位置檢測傳感器檢測到預復合位置，吸盤下降至尼龍包布B并吸引該尼龍包布B，同時將其輸送在尼龍包布A上方，并以預設的重疊比例復合在尼龍包布A以上。

（8）步驟8：復合機構將尼龍包布B壓實在尼龍包布A上，卷取機構將復合后的尼龍包布與塑料紙貼合后纏繞在物料卷取軸上。

3 復合裝置的優點

（1）通過本復合裝備,從尼龍包布的導開、裁切、抓取、貼合到收取工作全部通過機器完成,實現對尼龍包布的自動貼合,不僅減少了人員的消耗,相應的也降低了人工勞動強度,提高了工作效率。

（2）通過糾偏機構的設置，可對兩條物料實時糾偏調整位置，保證兩條物料裁切角度的準確性，裁切制品斷面的合格率。

（3）通過牽引滾筒的延時設置，可對兩條物料的長度進行設置，保證兩條物料的長度到達所需裁切長度。

（4）通過定長裁切實現兩條膠料的同時定長裁切。

（5）通過抓取平移貼合機構的設置，可減少兩步成型貼合工序，有效提升輪胎制品產量。

4 結束語

該裝備通過定長裁切獲得相同長度的兩條尼龍包布A與尼龍包布B，且將兩條尼龍包布A與尼龍包布B以預定的重疊比例進行復合，如此，經過定長裁切后的兩個尼龍包布在貼合過程中不會出現拉伸的現象，解決了目前由于裁切的不統一導致的尼龍包布復合過程的拉伸問題；其次，本發明的自動復合功能將兩條尼龍包布自動發生貼合，無需人工操作，貼合精度顯著增強。