一种可实现定距控制的平板硫化成型机

摘要

本实用新型公开了一种可实现定距控制的平板硫化成型机，包括：导柱；固定设置在导柱上端的定板；滑动设置在导柱中部的动板，动板通过气压压紧装置滑动设置在导柱上；固定设置在导柱下端的机架，机架上固定设置位移传感器和动板驱动机构，位移传感器具有测量滑动端，位移传感器的测量滑动端与动板连接；工控机构，气压压紧装置、位移传感器和动板驱动机构与工控机构电连接。本实用新型采用伺服电机驱动滚珠丝杠系统作为平板硫化成型机动板运动的执行部件，采用气压压紧装置作为固定动板的执行部件，采用位移传感器作为测量装置，采用工控机构作为控制器件，构成平板硫化成型机板距控制闭环系统，实现了板距的控制。

说明书

技术领域

本实用新型涉及材料加工机械技术领域，尤其涉及一种可实现定距控制的平板硫化成型机。

背景技术

除热塑性弹性体外，大部分传统橡胶加工的最后一道工序都需要进行硫化。硫化是指在一定温度、时间和压力下，混炼胶的线型大分子在化学或物理的作用下，通过化学键的交联，形成三维网状结构的过程。硫化最终使橡胶的塑性降低，弹性增加，抵抗外力变形的能力大大增加，并提高了其他物理和化学性能，使橡胶成为具有使用价值的工程材料。

平板硫化法大多采用平板硫化机硫化，一般为模型硫化，即将装有半成品或胶料的模型放在能够加压的两个平板之间，平板之间的压力通过介质水或油提供。平板硫化机主要硫化各种模型制品，例如模压成型，也可以硫化传送带、运输带和工业用胶板等半成品。

传统的平板硫化机在传统的气压装置的驱动下，只能实现动板和定板之间的定压工作模式，定压工作模式为动板停止的机制是动板和定板之间的合模压力达到了定值。定压模式下不能实现精确的板距控制，即不具备定距工作模式。因此，有必要提出一种可实现定距控制的平板硫化成型机。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的传统的平板硫化成型机不能实现精确的板距控制的技术问题，本实用新型提出了一种可实现定距控制的平板硫化成型机。本实用新型提供的可实现定距控制的平板硫化成型机实现了动板和定板之间板距的精确控制。

根据本实用新型的实现定距控制的平板硫化成型机，包括：导柱；

固定设置在所述导柱上端的定板；

滑动设置在所述导柱中部的动板，所述动板通过气压压紧装置滑动设置在所述导柱上；

固定设置在所述导柱下端的机架，所述机架上固定设置位移传感器和动板驱动机构，所述位移传感器具有测量滑动端，所述位移传感器的所述测量滑动端与所述动板连接；

工控机构，所述气压压紧装置、所述位移传感器和所述动板驱动机构与所述工控机构电连接。

在一些实施例中，所述动板具有使所述导柱穿过的第一透孔，所述第一透孔位于所述动板的四角。

在一些实施例中，所述气压压紧装置包括气压压紧套和气压控制元件，所述气压压紧套设置在所述第一透孔内。

在一些实施例中，所述气压压紧套包括摩擦橡胶块和通气口，所述摩擦橡胶块设置在所述气压压紧套内部。

在一些实施例中，当所述通气孔内通入气体时，所述动板通过所述气压压紧套压紧固定在所述导柱上；当所述通气孔内没有通入气体时，所述动板可在所述导柱上上下滑动。

在一些实施例中，所述动板驱动机构包括滚珠丝杠和用于驱动所述滚珠丝杠的电机。

在一些实施例中，所述动板具有使所述滚珠丝杠穿过的第二透孔，所述第二透孔对称设置在所述动板的两侧，滚珠丝杠螺母固定在所述第二透孔内，所述滚珠丝杠的转动带动所述动板上下运动；当所述动板的运动发生转向时，在所述电机的激励信号中增加抵消滚珠丝杠的游隙的转动角度。

在一些实施例中，所述定板具有分别使所述滚珠丝杠和所述导柱穿过的第三透孔和第四透孔，所述第四透孔位于所述定板的四角，所述第三透孔对称设置在所述定板的两侧，所述第三透孔与所述第二透孔对应设置，所述第三透孔的直径大于所述滚珠丝杠的直径。

在一些实施例中，所述电机为伺服电机。

在一些实施例中，所述位移传感器用于测量所述动板和所述定板之间的距离。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果为：

本实用新型采用伺服电机驱动滚珠丝杠系统作为平板硫化成型机动板运动的执行部件，采用气压压紧装置作为固定动板的执行部件，采用位移传感器作为测量装置，采用工控机构作为控制器件，构成平板硫化成型机板距控制闭环系统，实现了板距的控制。

本实用新型采用气压压紧装置实现了动板的固定，避免了滚珠丝杠受力损坏，提高了滚珠丝杠的使用寿命。

本实用新型的电机驱动滚珠丝杠布置在动板和定板的有效区域之外，不影响平板硫化成型机的工作，两套滚珠丝杠采用对称分布，保证了驱动的稳定性。

本实用新型在调整板距的过程中，当动板的运动发生转向时，考虑到了滚珠丝杠游隙的影响，提高了板距控制的精确度。

附图说明

本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型动板、定板组合装配的结构示意图；

图2为本实用新型动板中第一透孔和第二透孔的分布示意图；

图3为本实用新型定板中第三透孔和第四透孔的分布示意图；

图4为本实用新型气压压紧套的结构示意图。

附图标记说明：

定板1、导柱2、滚珠丝杠3、螺母4、气压压紧套5、动板6、机架7、伺服电机8、摩擦橡胶块9、位移传感器10、测量滑动端11、通气口12、第一透孔13、第二透孔14、第三透孔15、第四透孔16。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参照附图描述根据本实用新型实施例提出的可实现定距控制的平板硫化成型机。

如图1-4所示，本实用新型提供的可实现定距控制的平板硫化成型机，包括：定板1、动板6、导柱2、机架7、气压夹紧装置和工控机构。

导柱2的下端固定设置机架7，导柱2的上端固定设置定板1，导柱2的中部滑动设置动板6。

在一些实施例中，导柱2的两端具有一定长度的螺纹，机架7通过螺母4固定设置在导柱2的下端，定板1通过螺母4固定设置在导柱2的上端。

可以理解的是，机架7通过螺母4固定在导柱2下端具有螺纹的部分。

定板1具有分别使滚珠丝杠3和导柱2穿过的第三透孔15和第四透孔16，第四透孔16 位于定板1的四角，第三透孔15对称设置在定板1的两侧，第三透孔15与第二透孔14对应设置，第三透孔15的直径大于滚珠丝杠3的直径。

可以理解的是，定板1具有能够使导柱2穿过的第四透孔16，第四透孔16均布在定板 1的四角。四个导柱2分别穿过第四透孔16，将定板1通过螺母4固定在导柱2上端具有螺纹的部分。另外，第四透孔16的直径略大于导柱2上端具有螺纹部分的直径，以便于定板1的安装。

可以理解的是，定板1具有使滚珠丝杠3穿过的第三透孔15，第三透孔15对称设置在定板1的两侧，且第三透孔15与第二透孔14的位置对应。第三透孔15的直径大于滚珠丝杠3的直径，使得滚珠丝杠3穿过第三透孔15。可以理解的是，定板1与滚珠丝杠3之间不存在接触关系。

在一些实施例中，动板6通过气压压紧装置滑动设置在导柱2的中部。

在一些实施例中，动板6具有使导柱2穿过的第一透孔13，第一透孔13位于动板6的四角。可以理解的是，第一透孔13均布在动板6的四角，四个导柱2分别穿过第一透孔13。

在一些实施例中，气压压紧装置包括气压压紧套5和气压控制元件，气压压紧套5设置在第一透孔13内。可以理解的是，第一透孔13即为气压压紧套安装孔。

在一些实施例中，气压压紧套5包括摩擦橡胶块9和通气口12，摩擦橡胶块9设置在气压压紧套5内部。当通气孔内通入气体时，动板6通过气压压紧套5压紧固定在导柱2上；当通气孔内没有通入气体时，动板6可在导柱2上上下滑动。

气压压紧套5套在导柱2上，气压压紧套5内部设置摩擦橡胶块9，导柱2和摩擦橡胶块9之间存在一定微间隙，气压压紧套5还具有通气口12。可以理解的是，当通气孔内没有通入气体时，导柱2和摩擦橡胶块9之间存在一定微间隙，使得气压压紧套5可以在导柱2 上上下滑动，从而带动动板6在导柱2上上下滑动；当通气孔内通入气体时，导柱2和摩擦橡胶块9之间的微间隙消失，摩擦橡胶块9和导柱2之间形成正压力，从而将动板6通过气压压紧套5压紧固定在导柱2上，有效地限制了动板6的运动。

动板6上下运动的动力来自动板驱动机构，动板驱动结构固定设置在机架7上。

在一些实施例中，动板驱动机构包括滚珠丝杠3和用于驱动滚珠丝杠3的电机。

在一些实施例中，电机为伺服电机8。

在一些实施例中，动板6具有使滚珠丝杠3穿过的第二透孔14，第二透孔14对称设置在动板6的两侧，滚珠丝杠螺母固定在第二透孔14内，滚珠丝杠3的转动带动动板6上下运动。

可以理解的是，第二透孔14即为滚珠丝杠螺母安装孔，滚珠丝杠3中的滚珠丝杠螺母固定在动板6的第二透孔14内。滚珠丝杠3带动到动板6上下运动。两个第二透孔14对称设置在动板6的两侧，两个第二透孔14对应两套滚珠丝杠3，并配置两个相关联的伺服电机 8。

可以理解的是，在工作过程中，工控机构同时向两个伺服电机8发送相同的运动信号，以确保两个伺服电机8同步动作。另外，对称设置两套滚珠丝杠3可以确保动板6受力对称，提高平板硫化成型机运行的稳定性。

在一些实施例中，当动板6的运动发生转向时，在电机的激励信号中增加抵消滚珠丝杠 3的游隙的转动角度。

可以理解的是，为了保证动板6和定板1之间的板距控制的精度，在调整板距的过程中，当出现电机由向上驱动动板6到向下驱动动板6的转向发生时，或者由向下驱动动板6到向上驱动动板6的转向发生时，需要考虑滚珠丝杠3的游隙影响，在伺服电机8旋转激励信号中需要增加抵消游隙所需的转动角度。具体为：

其中，Δs为滚珠丝杠的轴向游隙，T为滚珠丝杠导程，Δα为电机补充转角。另外，滚珠丝杠导程为已知量，滚珠丝杠的轴向游隙通过测量得到。

位移传感器10用于测量动板6和定板1之间的距离，即位移传感器10用于测量板距。位移传感器10固定设置在机架7上，位移传感器10具有测量滑动端11，位移传感器10的测量滑动端11与动板6连接。

可以理解的是，位移传感器10的测量滑动端11随着动板6在导柱2上上下运动。

为了使用测量到的位移数据间接表示动板6和定板1之间的距离，需要在动板6和定板 1接触时进行板距零点标定。为了保证平板硫化成型机动板6和定板1之间板距测量精度，位移传感器10的测量精度比伺服电机8的最小可控转角对应的滚珠丝杆轴向运动距离的计算精度高一个数量级。

气压压紧装置、位移传感器10和动板驱动机构与工控机构电连接，即采用工控机构作为控制器件。本实用新型采用伺服电机8驱动滚珠丝杠系统作为平板硫化成型机动板6运动的执行部件，采用气压压紧装置作为固定动板6的执行部件，采用位移传感器10作为测量装置，采用工控机构作为控制器件，构成平板硫化成型机板距控制闭环系统。

另外，气压压紧装置的设置避免了滚珠丝杠受力损坏，提高了滚珠丝杠3的使用寿命。在工作过程中，滚珠丝杠3不承载平板硫化机的工作压力。

气压压紧装置需要能够抵消平板硫化成型机工作时的工作压力。在动板6滑动轴承位置上安装气压压紧套5，电机转动时，动板6在导柱2上滑动，气压压紧套5不与导柱2接触；当电机停止转动时，气压压紧套5与导柱2接触，形成压紧力F将动板6固定在导柱2上。本实施例中，包含4个导柱2，每个导柱2均与气压压紧套5之间形成压紧力F。压紧力F 满足：

4×F×μ＝P×A+G，

其中，μ为摩擦系数，P为工作压力，A为成型作用面积，G为动板的重力。

本实用新型的可实现定距控制的平板硫化成型机在工作过程中，位移传感器10的测量滑动端11安装在动板6上，通过动板6的位移来间接测量动板6和定板1之间的间距。位移传感器10将测量数据传递给工控机构，工控机构采用PID算法通过驱动电机转角来调整板距，从而使得实际板距逐渐接近设定板距。当动板6的位移到达设定距离时，电机停止转动，动板6停止运动，工控机构向气压压紧装置的气压控制元件发出指令，气压压紧套5的通气孔中通入气体，将气压压紧套5通过摩擦橡胶块9压紧在导柱2上，从而有效限制动板 6的运动。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。