[發(fā)明專利]一種實(shí)現(xiàn)橡膠等體積制樣的裝置與方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711300749.8
• 申請(qǐng)日: 2017-12-10
• 公開（公告）號(hào): CN107991155B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳立芳;周博;劉智倩;王婧婕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京化工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N1/28
• 分類號(hào): G01N1/28
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

1.一種實(shí)現(xiàn)橡膠等體積制樣的裝置，其特征在于：該裝置包含機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)，機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)相互協(xié)作可實(shí)現(xiàn)橡膠等體積切割、安全防護(hù)、超時(shí)報(bào)警和定時(shí)切割；

機(jī)械結(jié)構(gòu)包括雙行程氣缸(1)和用于切割試樣的內(nèi)外組合刀具；

機(jī)械結(jié)構(gòu)的雙行程氣缸(1)包含按鍵開關(guān)(3)、底板(5)、調(diào)壓閥(10)、殼體(12)、上氣缸活塞組件(13)、雙行程氣缸缸體(14)和下氣缸活塞組件(15)；內(nèi)外組合刀具(9)包含壓緊頭組件(16)、刀具(18)和連接銷(19)：上氣缸活塞組件(13)和下氣缸活塞組件(15)插入雙行程氣缸缸體(14)中組成雙行程氣缸(1)的主體結(jié)構(gòu)，殼體(12)為雙行程氣缸(1)的外部；調(diào)壓閥(10)通過螺栓緊固在殼體(12)的平板上；兩個(gè)磁性開關(guān)(2)通過支架固定在雙行程氣缸缸體(14)外表面；兩個(gè)按鍵開關(guān)(3)和兩個(gè)電磁閥(11)通過螺紋固定在殼體(12)上；壓緊頭組件(16)通過螺紋與下氣缸活塞組件(15)連接，刀具(18)通過連接銷(19)與上氣缸活塞組件(13)連接；內(nèi)外組合刀具(9)通過自帶的螺紋與雙行程氣缸(1)的活塞桿相連接；殼體(12)通過四根支柱用螺紋固接在底板(5)上；

內(nèi)外組合刀具(9)采用嵌套式結(jié)構(gòu)的切割模塊，內(nèi)外組合刀具(9)由壓緊頭組件(16)、刀具(18)和連接銷(19)構(gòu)成；所述雙行程氣缸(1)通過殼體(12)與底板(5)固定連接，內(nèi)外組合刀具的壓緊頭組件(16)通過螺紋與下氣缸活塞組件(15)連接，刀具(18)通過連接銷(19)與上氣缸活塞組件(13)連接；

控制系統(tǒng)包括可編程邏輯控制器、上下定位開關(guān)、紅外安全開關(guān)、蜂鳴器和電磁閥；

開關(guān)電源(6)用于對(duì)裝置內(nèi)所有電氣設(shè)備供電，按鍵開關(guān)(3)用于控制整臺(tái)裝置的啟動(dòng)與停止；

上下定位開關(guān)是由分別固定在上下兩個(gè)氣缸缸體外壁上的兩個(gè)磁性開關(guān)(2)構(gòu)成，上下定位開關(guān)用于檢測(cè)雙行程氣缸(1)內(nèi)部的上氣缸活塞組件(13)和下氣缸活塞組件(15)的極限位置以確定計(jì)時(shí)起點(diǎn)以及故障監(jiān)測(cè)；

紅外安全開關(guān)是由對(duì)稱分布在殼體(12)正面窗口兩側(cè)的多組安全保護(hù)裝置(4)組成；

蜂鳴器、可編程邏輯控制器(7)和磁性開關(guān)(2)共同連接后構(gòu)成超時(shí)報(bào)警系統(tǒng)；

雙電磁閥是由固定在殼體(12)內(nèi)壁兩側(cè)的兩個(gè)電磁閥(11)構(gòu)成；

所述的可編程邏輯控制器(7)和開關(guān)電源(6)安裝在殼體(12)后方下部，用隔板將可編程邏輯控制器(7)和開關(guān)電源(6)與工作區(qū)域分隔開，殼體(12)后方設(shè)有活動(dòng)的門；所述的上下定位開關(guān)通過專用支架固定在雙行程氣缸(1)的上下兩個(gè)活塞的極限位置；所述的安全保護(hù)裝置(4)安裝在殼體(12)正面窗口部位的兩側(cè)；所述蜂鳴器(8)安裝在氣缸附近的殼體內(nèi)壁上；所述雙電磁閥通過支架固定在殼體(12)的內(nèi)壁上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)橡膠等體積制樣的裝置，其特征在于：超時(shí)報(bào)警在氣缸動(dòng)作超時(shí)時(shí)進(jìn)行故障報(bào)警。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)橡膠等體積制樣的裝置，其特征在于：定時(shí)切割是指對(duì)橡膠進(jìn)行壓制和切割時(shí)均須保持一段時(shí)間，以抵消橡膠本身產(chǎn)生的彈性形變。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)橡膠等體積制樣的裝置，其特征在于：所述的實(shí)現(xiàn)等體積切割是通過使用用固定截面積的壓緊頭組件(16)將橡膠塊壓緊至指定厚度，且由定時(shí)器精確控制時(shí)間，即可保證橡膠試樣的等體積制備。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)橡膠等體積制樣的裝置，其特征在于：定時(shí)切割是通過可編程邏輯控制器(7)內(nèi)部的定時(shí)器對(duì)橡膠壓制和切割的保持時(shí)間進(jìn)行精準(zhǔn)定時(shí)，抵消橡膠本身產(chǎn)生的彈性形變，提高制樣精度，保證試樣的一次成型。

6.利用權(quán)利要求1所述裝置進(jìn)行的一種實(shí)現(xiàn)橡膠等體積制樣的方法，其特征在于：接通電源和氣路后，按下位于左右兩側(cè)的按鍵開關(guān)(3)，啟動(dòng)裝置，安全保護(hù)裝置(4)檢測(cè)無異物后可編程邏輯控制器(7)控制電磁閥(11)動(dòng)作，進(jìn)而使氣缸動(dòng)作，下氣缸活塞組件(15)帶動(dòng)壓緊頭組件(16)對(duì)橡膠進(jìn)行壓制，壓制的厚度可由壓緊頭組件上的螺紋進(jìn)行調(diào)節(jié)，待將橡膠壓緊至指定厚度后，下定位開關(guān)向可編程邏輯控制器(7)發(fā)送信號(hào)，可編程邏輯控制器(7)開始計(jì)時(shí)，達(dá)到指定時(shí)間后，可編程邏輯控制器(7)向電磁閥(11)發(fā)送指令，使氣缸動(dòng)作，上氣缸活塞組件(13)帶動(dòng)刀具(18)對(duì)橡膠進(jìn)行切割操作，當(dāng)?shù)毒?18)運(yùn)動(dòng)到底部后，上定位開關(guān)向可編程邏輯控制器(7)發(fā)送信號(hào)，可編程邏輯控制器(7)開始計(jì)時(shí)，使刀具(18)保持一段時(shí)間，計(jì)時(shí)結(jié)束后，可編程邏輯控制器(7)向電磁閥(11)發(fā)送指令使氣缸動(dòng)作，上氣缸活塞組件(13)帶動(dòng)刀具(18)復(fù)位，刀具復(fù)位后制樣已完成；松開按鍵開關(guān)(3)，下氣缸活塞組件(15)帶動(dòng)壓緊頭組件(16)復(fù)位，裝置停止，至此，制樣過程結(jié)束；如此不斷重復(fù)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)批量生產(chǎn)。