微机控制硫化机卸胎装置设计

目 录摘要1关键词11前言22 硫化机总体简要说明42.1 基本原理42.2 机器的用途52.3 测力机构 62.4 安全装置 62.5 自动润滑装置 62.6 机械手装置 62.7 后充气装置 62.8 硫化热工控制管路 62.9 安全杆装置 72.10 测力装置 72.11 管路系统 72.12 蒸汽管路 72.13 动力水管路 72.14 压缩空气管路 82.15 润滑管路 82.16 水缸选择 92.17 卸胎装置的工作过程及原理主要参数 123 卸胎装置的机械部分 123.1 脱模机构 123.2 卸胎装置分析 123.3 卸胎装置机械组合 134 卸胎装置的控制部分 144.1 硬件系统的说明 144.2 控制系统的功能说明 154.3 芯片地址分配 154.4 工作方式 164.5 软件设计方案 164.6 键盘示意 174.7 对应的键值表 185 主程序 186 设计总结 22参考文献 22致 谢 23附 录 231微机控制硫化机卸胎装置设计摘 要：硫化机由主机机构、中心机构、安全装置、蒸汽室装置、卸胎装置、脱胎机构、机械手等几部分组成。本文重点设计卸胎装置。卸胎装置与脱模机构、中心机构配合动作，从而将硫化好并脱离模子的轮胎支承，使之与下压盘分离后退出胶囊并自动向内倾倒送入硫化机后方，以达到卸胎的目的。其优点是：钳形卸胎支臂转动占用空间小，适于大型轮胎卸胎；一个液压缸即可实现卸胎支臂的转动和升降，动作灵活可靠同步协调；结构简单紧凑，占用空间小。关键词：硫化机；卸胎装置；微机数控；轮胎The Design of The Microcomputer Control Vulcanizing Press Tire Unloader DeviceAbstract: Vulcanizing machine was made up of the host institution, the centermechanism, safety devices Steam Room devices, dumping fetal devices, kinds of institutions and so on.The emphasis of this paper is the design of tire unloader device.Tire unloader device cooperate with the ejection mechanism and the central body, thus the tires which is vulcanized and detached from mould,can be supported, then make it withdraw from capsule and automatically dumped into the House Press rear after seperate from the under platen,then the objective can be achieved. Its advantages are: Clamp dumping fetal arm can seize the space, suitable for large tire tire disposal; a hydraulic cylinder can be realized disposal of fetal arm and rotating movements, movements flexible and synchronization; simple ,compact, occupy less space.Key words: sulfide; Tire disposal device; Computer numerical control; Tires 21 前言随着我国轮胎行业规模的不断发展，轮胎呈现出种类数目不断增多与剂型不断丰富的局面。尤其是轮胎硫化质量的不断提高，对轮胎硫化技术提出了更高的要求，特别是对轮胎硫化机提出了更新更高的要求。在当前各种多功能全自动硫化机逐渐进入各制轮胎企业的情况下，人们有必要对国产轮胎硫化机的应用现状及发展作进一步探讨。我国早期的轮胎硫化工序主要是采用手工硫化，后来随着科学技术的发展，人们逐渐采用机械化硫化。我国最早使用的硫化机主要是从国外进口的，20 世纪 70年代中期，我国的轮胎厂就曾经进口过意大利硫化的全自动硫化机，但由于当时我国硫化材料的质量及硫化制作工艺等都达不到机器硫化的要求，使得全自动硫化机一直无法正常使用。所以，全自动硫化机在我国的应用一直无法得到广泛的推进，以致我国轮胎硫化在很长的一段时间内不得不放弃自动硫化机而采用手工操作，使硫化硫化效率极端低下。20 世纪 80年代后，相关技术水平获得了飞速发展，轮胎硫化材料的质量及硫化制作工艺等方面的技术有了明显的进步，全自动硫化机开始得到了应用与推广。也正是此时，轮胎硫化机改变了国外产品一统天下的局面，国产轮胎硫化机开始面市并获得了广泛的应用 1。汽车轮胎的硫化从 50年代起推广应用了胶囊定型硫化机。硫化室内径在 65以下的轮胎,即全部乘用车轮胎和轻型、中型卡车轮胎的硫化基本上都采用双模定型硫化机。65以上的则采用单模定型硫化机或硫化罐。 双模定型硫化机首先普遍应用的是机械式硫化机,采用曲柄齿轮连杆(或称四连杆)结构,机构原理简单。在合模瞬间就加上合模力,以较小的电机功率可获得较大的合模力。合模以后电机不再工作,而合模力可始终保持到重新开模。目前世界上所采用的机械式硫化机虽硫化厂家不同、规格型号各异,而且经过多年不断改进,但基本结构都一样,也都没有变化。 轮胎定型硫化机主要用于空心轮胎（汽车胎、工程胎、飞机胎、摩托车胎、力车胎等）的外胎硫化。轮胎定型硫化机是在普通个体硫化机的基础上发展起来的。本次设计的硫化机名为双模轮胎定型硫化机，其型号 LL-B525/4220X2。该硫化机主要适用于普通外胎及子午线结构外胎等充气轮胎定型硫化。能自动进行装胎、定型、硫化、卸胎及后充气冷却等一系列工艺操作。采用蒸锅式（或热板式）加热，可使用两半膜，也可以使用活络膜，并配备有充气装置，供用户硫化尼龙帘布线轮胎时配套使用。3我国轮胎定型硫化机的发展十分迅速，自 1963年开始设计制造 B型硫化机至今已有四十年的历史，定型硫化机从无到有取得很大的成绩。国产定型硫化机已基本形成系列。近年来，对于定型硫化机组开展了研制工作，已取得了可喜的发展。轮胎定型硫化机按不同角度分类按胶囊特点可分为：A 型定型硫化机的（胶囊向下收藏） ；B 型定型硫化机（胶囊向上收藏） ；AB 型定型硫化机（胶囊成 “U”型收藏） 。按加热方式可分为：罐式定型硫化机；夹套式定型硫化机；板式定型硫化机。课题研究的主要内容：了解普通硫化机的基本结构以及其中的不足，针对轮胎硫化工艺过程中存在的问题进行了技术攻关。通过先进的计算机控制技术实现硫化机群集散控制，不仅能提高企业的自动化控制及管理水平，同时也能降低进入高维护期硫化机控制装置的维护成本，提高硫化过程中各工艺参数的控制精度，以保证严格控制硫化工艺条件，提高产品质量，降低能源消耗。基于研究的内容过多，所以重点放在硫化机卸胎装置设计上。研究方法以及准备采取的措施：本控制系统采用 8051（CPU） ，晶振 6MHZ，内部时钟方式，开关复位，为了满足程序的存放，扩展了程序存贮器，采用了一片 2764，共有 12K的程式序存贮空间，为了满足众多数据存放的需要，对数据存贮器也进行了扩展，采用了一片 6264，用有8K的片外数据存贮空间。为与外部联系，采用了 8255和 ADC0809各一片，其中 8255主要用于开关量（行程开关）的检测，ADC0809 主要用于对内外温、压的模数转换，其中模拟信号来自于温、压传感器，本系统采用了 AD22110型温度传感器和 DPY硅压阻相对压力传感器，能对-50 度-150 度（0-25）100KPA 进行较准确的检测。本系统的输出，采用了 DAC0832和 8255各一块，其中 DAC0832与 CD4051配合使用（便于各路控制） ，一起控制阀门的开口量大小，与 ADC0809构成一闭环控制系统，实现对蒸汽室内温、压的准确控制，为硫化过程提供了一个恒温恒压的工作环境。2 硫化机总体简要说明2.1 基本原理橡胶制品的硫化过程，就是将其放在一定温度，一定压力的硫化模腔内，保持一定的时间，进行一种高分子反应，橡胶硫化性好坏取决于其所达到的硫化程度。过硫会使产产品发脆，欠硫化使产品发软，表面出现“白霜” 。因此，在橡胶制品生产过4程中，硫化工艺是必不可少的重要一环，也是对产品质重大影响的关键一步。为了使橡胶达到性能最佳的硫化程度，传统的做法是，通过控制硫化时间来完成整个硫化过程，这一种方法称为定时硫化工艺，它是以模腔内温度和压力恒定作为前提条件的。但是为了降低成本，橡胶厂一般采用饱和蒸汽作为热介质的，由于生产组织和环境的复杂性，以及某些机械和电气设备的故障，使得热锅炉的蒸汽压力经常产生或大或小的波动，从而这种供热系统不能使硫化模腔内的温度保持不变。对于大厂来讲，锅炉大，热惯性大，加上采用开环或闭环温度稳定系统来调节饱和热蒸汽压力，尚可减小温度波动的幅度，而对于小厂来讲，这个问题就显得更加突出了。同时，就是时间控制，也因这样那样的原因而不能得到准确保证。因此，定时硫化工艺不能实现最佳硫化。根据橡胶硫化理论，硫化效应是衡量胶料硫入程度深浅的一个尺度。因此，只要使橡胶制品获得最佳硫化效应，就可使其达到最佳硫化程度。基于这种等效硫化概念来控制橡胶制品硫化过程的方法，称为等效硫化工艺。在硫化温度恒定的情况下，硫化效应：E=It=k(T-T 0)/10t （1）式中 I硫化强度 K硫化湿度系数T从橡胶制品特定部位实测得的硫化温度 t硫化所经历的时间T0规定硫化所采用的标准温度在一定范围内，忽略 k、 随 T的非线性变化，因而有范德霍夫方程 E1=E2K k(T-T0)/10 （2）选 T2=T0，因而 E2=t，因此等效硫化工艺可根据温度的变化，随时间调整硫化时间，确保最佳硫化效应的实现。2.2 机器的用途本机用来硫化普通及子午线结构轮胎。硫化时，可使用两半定型或活络模型，硫化尼龙步线轮胎时，须用冲气装置。主要技术规范： 硫化轮胎类别:普通胎和子午线胎5 硫化轮胎外径:1079mm两半外型:1018mm络 模 型:1018mm 钢圈直径:1620 寸机器总重:50 吨 外型尺寸（长宽高):514953704664mm各部分的简明说明：主传动部分：主传动部分是硫化机的一个重要组成部分，它由电动机带动大齿轮运转，然后通过连杆带动硫化机的上半体运作，它运动时，由于负荷较大，所以速度较慢，并且为机械手装胎时，上半值倾倒一定的角度，提供安全保障。中心机构部分：中心机构是硫化机的核心部分，它的作用是使轮胎得到硫化和定型。由于它的运行带动定型摸的运动，合模的好坏关系到硫化的功效。其中定型模类型确定了生产出的轮胎的类型，胶囊涨的大小，决定轮胎的型号，所以中心机构是生产轮胎的关键所在。蒸汽室及调模装置这是为每次硫化时用蒸汽来加热模子的装置。由于蒸汽室虽然模子整个外部包围起来，所以硫化温度比较均匀，为减少热量散失，蒸汽室外臂与罩壳间充填一层保温层上下蒸汽室之间用特殊耐热橡悦密封圈自动密封。锁模力的调整方法硫化过程中由于在蒸汽压力及脱囊内压的作用下，产生使模子与底座分离倾向力的作用力,此力称为硫化机的模压力.在模压力的作用下，使横梁机构及连杆等产生一定的弹性变形，从而造成硫化后的轮胎飞边。为保证轮胎的质量。控制飞边至允许范围内，因而在冷模时产生一定的锁模力，这个力通过曲柄连杆机构，使上下模型之间过度闭合而产生，这时横梁，机构，连杆等机构成一个弹性体维持着负荷。为了产生预定的锁模力，在硫化机完全闭合前的一定位置，使上下模相触，应消除各轴承间隙，这就需要给予调整小齿轮一定的扭矩，此时扭矩约为 14kg.m，若再开动硫化机至完全闭合时，便能产生预定的锁模力，具体操作程序可参看安装在设备右侧的闭模力调试牌。2.3 测力机构当模力锁闭时硫化机两侧连杆冼承受全部的闭模力，此闭模力的大小将反映在连杆的弹伸体上，测力机构就是为测量连杆有闭模力作用下伸长量而设计。62.4 安全装置本装置安装在横梁之下，蒸汽室的前面，为保护操作者的安全之用，并可作为当发生其它事故时作紧急停车之用 2。2.5 自动润滑装置为保证设备正常运转，在各种需要经常保持良好润滑的状态的地方，均可用铜管与汽动柱塞油泵相连接，该油泵由一电控气线控制，每当硫化室完全打开下环升至最高位时，自动注油一次，各润滑点的供油量，通过干油分配器进行单点调节 2。2.6 机械手装置在硫化机的前面左右铡各装有一个的复板使起导向的作用。机械手除用于装胎外,出可以作更换胶囊之用。横臂的升降由 0.75kw-4p傍碰式电动机带动腹板的张轴气缸作用， 气缸不通过气时，由 8根压缩弹使腹板张，并产生夹持生胎的夹紧力，当气缸下端通入压缩空气迫使弹簧收缩从而合腹板闭合 3。2.7 后充气装置后充气装置是硫化尼龙布轮胎时使充气，冷却之用，本装置使两位四点式，这样可使轮胎的冷却时间接近于硫化时间的两倍。当硫化完的轮胎友卸胎装置过轨道进入后充气装置的中心装置时横梁上升使上下盘把胎口密封起来，并自动充入压缩空气，使轮胎膨胀并冷却，在下一对轮胎硫化完全前轮自动转到上部位置，继续冷却，同时另一横梁下降准备接收即将送过来的另一对轮胎。2.8 硫化热工控制管路硫化机控制管路的设计能满足硫化机工作过程中所需的各项动作要求，就能达到半自动循工作的目的，用户必须在及其各管道输入前加接相应道经截止阀，以方便维修。管路各种操作阀门是通过电磁式气阀或手动式气阀实现气动控制的，按其现实的动作及控制系统来划分主机。管道可分为两部分一部分是在合模后由程序控制器控制，按预定程序控制在硫化过程中所需要的各种工作介质蒸汽。过热水、冷却水、冷凝水后进出，另一部分则是在开模后，通过主控制器及各种行程开关联合作用,以完成卸胎、装胎、尖模。喷不定油润滑油，注油抽真空等一系列辅助动作。各种操作阀门控制气源压为 35kg/cm2 以使以上两部分动作不产生误作，通过一个二位四通机构机电磁阀的作用，在合模时将控制气源吉通时序控制器，同时，切断操作部分的控制气源，开模则为相反。在夹型蒸汽管道上装有两个平衡阀利用控制气源压力与输出蒸汽压力平衡的原理，7能够按照两种先调定的定型压力，在规定的时候通过电磁阀进行切换，已达到不同的时候，有不同的定型压力的目的 4。2.9 安全杆装置本装置安装在横梁之下，其安全横杆位于蒸汽室前略低于上下蒸汽室的结合面，以保证操作的安全。在自动合模过程中当安全杆碰到人或者其它物体时，即停止合模并自动反回到开模极限位置，以保证人身及设备的安全。该装置亦可作为处理紧急状态停止合模时的操纵装置 4。2.10 测力装置该机构共两套分别装于左右连杆上，用来测量硫化过程中合模力的大小并指示出其数值 4。2.11 管路系统管路系统由蒸汽管路、动力水管路、压缩空气管路、润滑管路等组成。2.12 蒸汽管路蒸汽管路用来输送外压蒸汽、内压定型蒸汽、过热水、冷却水等，还用来对胶囊进行放气及抽真空，其中放气管路用来在必要时手动放气，在硫化机正常工作时，胶囊放气管路中的气动切断阀呈关闭状态，因而管路不通，当胶囊内压力超过允许值时，操作者可立即关闭该阀的控制气源（关闭仪表柜上的气源旋塞） ，使阀门开启放气。2.13 动力水管路动力水管路输送整机各水缸所需 2.1-2.5Mpa压力水，包括卸胎机构水缸、脱模水缸、中心机构上环升降水缸、装胎机构转动水缸、升降水缸等。在上环升降管路中装有安全头，当管路中压力超过 10.5Mpa时，安全头内部的膜片便破裂，从而消除高压，保护设备的安全。2.14 压缩空气管路压缩空气管路主要是控制管路，从仪表柜中接出，至各气动切断阀、气动滑阀的阀头上，切换阀的通断，实现硫化程序的控制。还有两路分别接入抓胎爪开合气缸及干油泵气缸，使用的压缩空气压力分加别为 0.35Mpa、0.7Mpa 5。2.15 润滑管路润滑管路用来输送干油泵输出的润滑脂，供各润滑点使用。2.15.1 液压泵和电机的选择 5 计算液压泵的工作压力液压泵的工作压力 Pp必须等于(或大于)执行元件最大工作压力 P1=30.45105Pa.及8同一工况下进油路上总压力损失P1=5105Pa 之和.即:Pp=P1+p1=30.45105Pa+5105Pa （3） 确定大流量泵的工作压力 Pp219大流量泵只在快进中供油,最大工作压力 P1=17.74105Pa.如取此时压力损失为p1=5105Pa,则大泵的最高工作压力为：Pp2=P1+p1=17.74105Pa+5105Pa=22.74105Pa （4）式中 P1可以从工况图中找到；P1 按经验资料估计；一般节流调速和管路较简单的系统取P1=0.20.5MPa，进油路上有调速阀或管路复杂的系统取P1=0.51.5MPa。 计算液压泵的流量 6液压泵的流量 Qp必须等于执行元件工况图上总流量的最大值和回路的泄露量这两项之和。若回路的泄路折算系数为 K(K=1.11.3)，则：Qp=K(Qi)Max （5）其中最大流量为 17.1L/min，K 取 1.2则：Qp=17.11.2=20.52L/min （6）对于节流阀调速系统，若最大流量点处于调速状态，则在泵的供油量中还要增加溢流阀的最小溢流量 3Lmin。 液压油泵规格的选择 6在参照产品样本选取液压泵时，泵的额定压力应选的比上叙最大工作压力高 25%-60%，以便留有压力储备；额定流量则只须满足上述最大流量需要即可。按：PpMax=Pp11+(25-60)%=35.451051+(25-60)%,Qp=20.52L/min查产品样本或设计手册,选取 YB-10/12型双联叶片泵，额定压力为 63105Pa。2.15.2 确定电机功率 7驱动电机功率 P按工况图中执行最大功率 Pmax所在工况计算。若 Pmax所在工况i的油泵发工作压力和流量分别为 P1、Qm；泵的总效率为 p，则驱动电机的功率为：P=PpiQpi/ p （7）其中 Pmax=0.506kw出现在压力为 17.74105Pa.流量为 17.1L/min的阶段这时泵输出压力为 17.74105Pa+5105Pa=22.74105Pa，流量为 22L/min。若取泵的总效率为 0.75。则：9P=20.15KW （8）按产品目录须选用功率为 20.15kw的电机。关于泵的总效率对齿轮泵取 0.60-0.75；柱塞泵取 0.80-0.85。泵的规格大时取大值，反之取小值。参考数据见下表：表 1 液压元件明细表Tab1 Hydrulic components schedule序号 名称 通过的最大实际流量 型号 规格 接口尺寸 数量1 双联叶片泵 10L/min YB-10/12 （10/12）L/min 9 12 溢流阀 10L/min Y-25B 25L/min 9 13 顺序阀 12L/min XY-25B 25L/min 9 14 单向阀 12L/min I-25B 25L/min 9 15 三位四通电磁阀 44 34D-63B 63L/min 18 16 调速阀 34 Q-25B 25L/min 12 17 滤油器 22 XU-40100 40L/min / 18 压力表开关 / K-6B 6.3MP 4 1选择液压元件时,在满足要求的条件下,应尽量选得使各元件的接口尺寸相一致,以使管道的选择和安装方便 7.2.16 水缸选择2.16.1水缸示意图:水缸 图 1 水缸示意图Fig 1 The shemes of water jar活塞双向运动产生推，拉力，活塞行程终了时减速制动，减速值可调节。选用液压缸系列：DG - JC E10DG: 双作用单杆液压缸 J : 压力级代号(c816)MPE : 安装方式代号-耳环安装,单取环缸体材料为 45号无缝钢管缸盖： 45 号锻钢活塞： 钢(外套上尼龙 1010)缸体与缸类用螺纹联接活塞杆短部机构锥销2.16.2 水缸尺寸的确定 8水缸主要尺寸包括水缸的内径 D，活塞杆的直径 d 和水缸的长度 L 等，这些尺寸由水缸所需牵引力 P，工件部件的运动速度 V 和行程 L 来确定。结构简图 : d=50mmr=140mm活塞杆导向套为普通型，密封与防尖为毛毡圈。缸的外径，内径计算：D=3.57X10(/p) 1/2=200mm （9）活塞杆直径 d的计算 f=1.25d=0.56D=112mm （10）又根据表 43.6-92 缸外径为 219mm根据表 43.6-57查得D=200 d=110 单位(mm)2.16.3 水缸缸体的设计 8 缸体材料：45 号无缝钢管图 2 水缸结构简图Fig 2 Water jar structure diagram11 缸体端的联接结构采用发兰连接，易于加工个拆装，但外形尺寸工作压力低时，缸筒和发兰一起用铸铁制成，机床中常用此结构，但还要用拉杆栓连接。 缸体的技术要求：缸体内径采用 D4配合，内径光洁度，当活塞用橡胶密封圈密封时，需进行衍磨。缸内径 D的椭圆度，不大于公差直径之半，缸体内表面的弯曲度在 500mm长度上不大于 0.03mm。为防止腐蚀和提高寿命，缸体内表面可以镀铬，镀铬厚为 3040m,镀铬后缸体内表面进行衍磨与抛光2.16.4 缸盖的设计 缸盖材料：45 号锻钢 缸盖的技术要求 9缸径 D：活塞杆的缓冲和活塞杆的密封圈的外径的椭圆度和不平行度大于直径公差之半。不同心度不大于 0.03mm。端面 A.B对称轴的不重和在直径 100mm上不大于 0.04mm2.16.5 活塞的设计 材料：选用钢(外套上尼龙 1010)。 活塞与活塞杆的连接结构：在一般工作条件下，活塞与活塞杆采用螺纹连接，利用螺母来固定锁紧 7，经防止螺栓与螺母滑移而影响加工的精度，因为后滑台是镗盲孔。 活塞与缸体的密封根据工作压力选用合适的密封结构如圈 O型密封，它密封压力范围广，静密封可达 2000bar，动密封低速时密封性很好，高速时有少量泄漏，有时在运动摩檫阻力最小，启动摩檫阻力比运动摩檫阻力大三、四倍。一般很可能产生动作迟钝、爬行、振动等现象。为此，一般用减少预压循量 来减少启动摩檫力。在装置时，因为工作实际压力10kgf/cm 2,采用不用挡块夹双密封，直接采用上图来密封即可。 活塞尺寸 7：由资料可知缸体与活塞之间的距离间隙为 （0.020.05） ，一般 O型密封采用D4/d4配合，以保证不漏油或尽量少漏油。活塞的长度 A一般取 A=（0.61.0）D12D为缸内径由上可知：D=200mmA=120200mm 取 A=150mm 技术要求：外径 D对 d的径向跳动大大于公差的一半要精磨外表面.2.17 卸胎装置的工作过程及原理主要参数适用轮胎外径范围 7：760-1270mm上压盘调节范围 7： 85-260mm轮胎充气压力 7： 1.4Mpa气缸压力 7： 0.7Mpa3 卸胎装置的机械部分3.1 脱模机构脱模机构：机构是为使硫化的轮胎脱离下模而使中心机构的水缸驱动。水缸通入25公斤/cm2 的压力水时，其生产的向上推力约为 6.7吨。本机构的转轴设计成左右分开的凹凸块传动，它们之间有一定的间隙，使两轴间能相对转动约 900的角度，左右臂是通过转轴与水缸的活塞杆连接，这样可能使一臂稍前另一臂运动，从而保证能先把其中一个粘着力较小的轮胎脱离模丁，然后再脱开另一个轮胎这样就能降低所需的总脱模力 9。3.2 卸胎装置分析本装置与脱模机构，中心机构配合动作，从而将硫化好并脱离模子的轮胎支承，使之与下压盘分离后退出胶囊并自动向内倾倒送入硫化机后方，以达到卸胎的目的。本装置由一个直径为 200 的水缸驱动 220 的水缸翻转的，当硫化好的轮胎由脱模机构将中心机构的水缸顶起从而使其脱开模型并上升至一定的高度，随后卸胎水缸一端通入压力水，活塞杆水平伸长，使支带向前移动，并移至中心机构下端，紧接着翻转水缸上端注入压力水，使支架翻转，达到脱胎的目的，轮胎以中心机构上卸下以后，翻转水缸下端口注入压力小，使支达到水平位置，水平方向的小缸另一端注入压力水，使支架达到原位，这样就完成了整个卸胎动作。 上述动作主令控制器，延时继电器及行程开关等电器元件通过电控气线装置操作气动线进行控制的。3.3 卸胎装置机械组合13本装置由机架、中心装置、中梁辊道、挡胎器、调距装置等组成。中心装置由上、下压盘、闭锁杆、螺母、气缸、导套等组成。上、下压盘的上下移动是通过气缸伸缩来实现的，闭锁杆在上、下压盘闭合后，通过锁紧气缸实现转动，使闭锁杆端部的齿与下压盘的齿错位，从而锁定下压盘。卸胎辊道由焊接架和若干外表镀锌的滚子所组成。滚子由无缝钢管制造，内孔两端装有滚动轴承，辊道倾斜成 15度，可使轮胎自由滑下。挡胎器的结构和气缸一样，当轮胎进入辊道时，挡辊往上升，挡住轮胎在设定的位置。调距装置用于调节辊架的位置，以适合不同规格的轮胎。轮胎硫化后通过卸胎机构进入后充气的中心装置，压合轮胎进入行程开关，升降气缸动作，活动梁上升，顶环下降，上下压盘将轮胎口密封起来闭锁，然后充入。压缩空气使轮胎鼓胀进行自然冷却。在下一对待充气冷却的轮胎即将进入之前，正在充气冷却的轮胎由转动机构操纵翻转，上下位交换位置，接着另一活动梁下降卸胎并作好接胎准备。4 卸胎装置的控制部分4.1 硬件系统的说明图 3 硬件系统系统结构Fig 3 Hardware system structure本控制系统采用 8051（CPU） ，晶振 6MHZ，内部时钟方式，开关复位，为了满足程序的存放，扩展了程序存贮器，采用了一片 2764，共有 12K的程式序存贮空间，为了满足众多数据存放的需要，对数据存贮器也进行了扩展，采用了一片 6264，用有8K的片外数据存贮空间 10。为与外部联系，采用了 8255和 ADC0809各一片，其中 8255主要用于开关量（行程开关）的检测，ADC0809 主要用于对内外温、压的模数转换，其中模拟信号来自于位置显示 微 机系 统放大 控制执行系统 硫化机主传动控制面板反馈电路控制输入位置信号反馈14温、压传感器，本系统采用了 AD22110型温度传感器和 DPY硅压阻相对压力传感器，能对-50 度-150 度（0-25）100KPA 进行较准确的检测。本系统的输出，采用了 DAC0832和 8255各一块，其中 DAC0832与 CD4051配合使用（便于各路控制） ，一起控制阀门的开口量大小，与 ADC0809构成一闭环控制系统，实现对蒸汽室内温、压的准确控制，为硫化过程提供了一个恒温恒压的工作环境。为了加强人机交流，采用了一片 8279和 20个发光二极管。8279 用于控制数码管的显示和键盘的扫描。与 8279配合使用的有 25个键和 16个数码管。其中 24个用于控制工作的步骤，24 个键的功用，及按键后产生的效果与键值的排列是一一对应的。如工作的第一步是机械手下降，那么机械手下降的键值就是 00。为了增强键的功能，采用了 SHIFT键，当 SHIFT键与前十个键配合使用时，分别代表阿拉伯数 0-9，之所以设置此功能主要便于用户对工作参数进行设定。16 个数码管用于显示内、外温压。另外，还可显示设定数值。当按了设定键后，再按数值键，显示器会按数值的输入顺序从左往左依次排列。与输出 8255配全便函用的还有 20个发光二极管，每个发光二极管分别与各输出端口的某一根数据线相连。当某个数据线有高电平输出的时候，将会驱动某个部件工作。当驱动部件工作的同时，也驱动了与之相连的发光二极管。从面反映了部件的工作状态。为了满足用户的需要，便于用户对机械工作环境的设置。系统采用了 3个功能键，这三个键采用了中断方式，直接与 O中断相连，同时与 P1口了有连接，当按下一个键盘后，发出一个中断脉冲申请中断，然后查询 P1口通过 P1口来判断按键。该三键分别用于硫化内外温压、硫化时间、硫化机工作方式的设定。除了上述 28个键外，控制面板上还有 25个键，其中一个用于控制控制系统的电源，另外 24个用于机械系统工作流程的控制，这 24个键采用点动控制方式，可对机械系统实现点动控制，为了避免硬件冲突，只有当控制系统电源断开时，才能采用点动控制。系统为了提高安全性能，采用了报警系统（声音报警） ，报警系统靠极限行程开关来触发 11。4.2 控制系统的功能说明该控制系统采用三种工作方式：全自动，单步或多步执行和点动控制。其中全自动用于机械正常工作，单步或多步执用于人工干预的工作状态，可用于解决机械的调试，这种方式多用于机械的调试，点动控制可用于机械的调试，这种方式不常用，此方式可用于机械安装时调试或当控制系统失灵后机械的控制。该系统为了满足用户不同材料，不同产品需要，特为用户设计提供了设置环境。15当启动软件控制系统后，用户必须设定内外温压的上下工作极限，硫化时间，工作方式后，系统才能动作。由于设定采用了高极中断，所以用户可随时修必工作环境以及工作方式。可在执行一段手动模式后再进入全自动状态，也可由全自动状态随时进入手动状态，但当设定工作方式字时，某个工作还未进完毕时，此工作会完毕后，设置才会生效。单步或多步执行模式，可以跨步式作，也可单式作。当跨步按键时由工作模式为手动时，程序会控制机械自动运行直到所按步骤为止，当工作模式为自动时，按下 8279所控制的键不会产生机械动作 12。4.3 芯片地址分配ADC0809 1FF8用于内温1FF9用于内压1FFA用于外温的模数转换1FFB用于外压8255（输入） A 口 3FFCHB口 3FFDHC口 3FFEH控制寄存器 3FFFHDAC0832 外温压 5FF9H内温压 5FF8H8255（输出） A 口 7FFCHB口 7FFDHC口 7FFEH控制寄存器 7FFFH8279 控制端口 9FFFH数据端口 9FFEHA000H-BFFFHB000H-CFFFH4.4 工作方式输入 8255各口设置为输入工作 13输出 8255各设置为输出工作方式 138279采用 16位字符显示，左端口输入，外部译码，双键互锁。数据存贮器的分配：1640H 工作方式寄存单元（01/02）41H 为上次键值保存单元42H 为本次键值保存单元45H-47H （状态比较程序中的数值保存区）45H-A口状态 46H-B口状态47H-C口状态输了出程序入口参数为 P6（内温内压外温外压设定#0B030H0B03FH#0B040H0B04FH)48H为设定数值转换暂存单元 50H5FH60H6FH显示缓冲区地址（20H2FH）硫化时间设定存贮单元（#0B050H0B056H）49H为检测数值暂存单元（温压）4.5 软件设计方案手动方式采用了键盘产生中断，用用程序查询，然后由各查询结果与状态表比较得出工作状态，再调相应输出报务程序，然后再又等待中断。系统为了提高安全性能，先对各工作步骤执行时所具有的状态进行分析，然后将各工步所应具有的状态列表按次序保存。三个状态长表一个工步。一个工步代表一个键值。如机械手下降是第一步，健值号就是 00，在状态表中第一个数据就代表机械手下降时 A口的状态，第二个数据为机械手下降，是 B口的工作状态，第三个数据为 C口的工作状态。只有当检测到的信号与这三个数据都对应相同时，机械手才会下降。否则，检测的信号将会按次序与状态表进行比较，直到比较完为止。如检测信号出错，将不能查表得到工步号（或键值）程序不提供输出的动作。自动方式采用了查询的工作方式，就是不停的检测输入端口，然后不停地查表直到检测信号能由表中查键值，最后才执行输出动作。为了区分轻重缓急，键盘采用了低级中断 INT1，设定采用了高级中断 IN0，硫化定时采用了 0中断 T013。4.6 键盘示意图机械手闭合/7 开 模 卸胎支臂出 电 源17上不下降/6 放蒸汽 卸胎支臂复位下降 SHIFT一次定型/5 硫 化 卸胎支臂翻转机械手下降/4 合 模 卸胎支臂升机械手张开/1 机械手转出/9 卸胎装置进 设定 2机械手下降/0 机械手上升/8 下环上升 设定 1图 4 键盘示意图Fig4 schematic diagram of keyboard4.7 对应的键值如图 5所示07/47 0F 1706/46 0E 1605/45 0D 1504/44 0C 1403/43 0B 13 2102/42 0A 12 2001/41 09/49 11 1900/40 08/48 10 18图 5 键值图Fig 5 The chart of key assignmentsAD22100型具有信号调节压输出温度传感电路：用途：用于系统温度补偿，电路板温度检测数恒温，工业过程控制等。工作温度范围为-50 度150 度。输出电压摆幅为 0.25V（-50 度）和 4.75V（150 度）用 5V单电源工作，温度系数为 22.5MV/度，输出电压与温度和电源电压的成积成比例。5 主程序18ORG 0100HMAIN: MOV SPK,#69HMOV, A SAH： 设置 82555工作方式MOV DPTR, #PCTL82551MOVX DPTR, AMOV A #80HMOV DPTR,#PCTL 82552MOVX DPTR, A自动硫化过程程序LTUHUA: ACALL LIU1 ： 机械手下降ACALL LIU2 ： 机械手张开ACALL LIU3 ： 机械手上升ACALL LIU4 ： 机械手转入ACALL LIU5 ： 机械手下降 2ACALL LIU6 ： 机械手上升ACALL LIU7 ： 机械手上升ACALL LIU8 ： 机械手转出ACALL LIU9 ： 合模 1ACALL LIU10 ： 二次定型ACALL LIU11 ： 合模 2ACALL LIUHUAFUWU：硫化服务程序ACALL LIU12 ： 蒸汽室放汽ACALL LIU13 ： 胶囊放汽 ACALL LIU14 ： 开模ACALL LIU15 ： 中心机构上升ACALL LIU16 ： 卸胎机构进入ACALL LIU17 ： 上环上升ACALL LIU18 ： 卸胎机构上升ACALL LIU20 ： 卸胎机构下降ACALL LIU21 ： 卸胎机构退出ACALL LIU22 ： 卸胎机构翻转19ACALL LIU23 ： 卸胎机构复位RET1卸胎机构进入LIU16: MOV A, #10H ： 输出MOV DPTR, #PCB82552MOVX DPTR, AMOV DPTR, #PCB82551 ： 输入LOOP16: MOVX A, DPTRCJNE A, #7FH, LOOP16 ： 检测RET上环上升LIU17: MOV A， #0FFH ： 输出MOV DPTR， #DAC 0832JFMOVX DPTR， AMOV A ，01HMOVX DPTR， AMOV DPTR， #PCC82551 ： 输入LOOP17： MOVXA， DPTRCJNE A， #0DFH， LOOP17： 检测RET卸胎机构上升LIU18: MOV A， #40H ： 输出MOV DPTR， #PCB82552MOVX DPTR， HMOV DPTR， #PCB81552 ： 输入LOOP18： MOVX A ，DPTRCJNE A ，#0FDH ， LOOP18 ： 检测RET中心机构下降LIU19: MOV A， #80H ： 输入MOV DPTR， #PCB8255220MOVX DPTR， AMOV DPTR， #PCB82551 ： 输入LOOP19： MOVX A， DPTRCJNE A， #0FCH， LOOP19： 检测RET卸胎机构下降LIU20: MOV A， #80H ： 输入MOV DPTR， #PCB82552MOVX DPTR ，AMOV DPTR ， #PCB82551 ： 输出LOOP20: MOVX A ， DPTRCJNE A ,#0FCH ， LOOP20 ： 检测RET卸胎机构退出LIU21: MOV A， #20H ： 输出MOV DPTR ， #PCB82552MOVX DPTR， AMOV DPTR， #PCB82551 ： 输入LOOP21： MOVX A， DPTRCJNE A，#0FEH ， LOOP21 ： 检测RET卸胎装置翻转LIU22: MOV A， #20H ： 输出MOV DPTR， #PCB82552MOVX DPTR ， AMOV DPTR ， #PCB82551 ： 输入LOOP21：MOVX A ， DPTRCJNE A，#0FDH ， LOOP22： 检测RET卸胎机构复位LIU23: MOV A， #02H ： 输出21MOV DPTR ， #PCB82552MOVX DPTR， AMOV DPTR ， #PCB82551 ： 输入LOOP23: MOVX A ，DPTRCJNE A，#0EFH ， LOOP23 ： 检测RET硫化服务程序LIUHAFUWU: MOV RO， 80HDL4: MOV R2， 81HDL3: MOV RB， 82HDL2: MOV D