CN101738158B - 轮胎规格测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明所述轮胎规格测量方法应用于激光散斑检验设备，通过建立轮胎前进距离与旋转编码器脉冲数量之间的对应线性关系，使用光电传感器和编码器来测量轮胎的内外半径，以提高激光探头定位准确性、光线照射均匀度和图像质量。采用PLC系统的高速计数器计量被测量轮胎在前进过程中引起的光电开关状态变化，测算出轮胎的外半径R＝d*PR，轮胎的内半径r＝d*Pr，其中d是旋转编码器每一对相邻脉冲对应的轮胎前进直线距离，d＝π*D/N，D是输送轴直径，N是旋转编码器每旋转1周的分辨率，PR是轮胎的外圈边缘(外半径R)触发光电开关所产生的累计脉冲数，Pr是轮胎的内圈边缘(内半径r)触发光电开关所产生的累计脉冲数。

Description

轮胎规格测量方法

技术领域

本发明涉及一种应用于激光散斑检验设备的轮胎规格测量方法，属于橡胶机械领域。

背景技术

在机动车轮胎的制造过程中，为提高生产质量以保证轮胎的安全运行，需要进行一系列在线检测项目。如采用激光散斑成像检验原理，通过向轮胎表面发射激光射线以对轮胎内层进行无损检测，通过激光透过轮胎所产生的强弱不等信号反馈至CCD相机进行成像，以验证轮胎内部是否出现气泡等性能缺陷，并根据检验结果对轮胎进行鉴定分级。

在使用激光散斑检测技术时，需要确定激光探头与轮胎的距离以保证有足够量的光线照射到轮胎表面。如果被检测轮胎的型号、规格不确定，则无法精确进行探头定位，相应的激光照射就会存在一定的盲区、或是引起成像信号的过度衰弱而影响到图像质量。若针对不同规格的轮胎采用手动选择和调节激光探头，又会大大降低工作效率。

不同规格的轮胎需要不同的真空度，激光探头定位的目标位置也不尽相同，这些关键技术参数均要求以精确的轮胎规格测量值为先决运行条件。轮胎内、外径数据测量的不准确，会导致激光探头定位错误、造成图像效果不准确而失去检测意义。

发明内容

本发明所述的轮胎规格测量方法，应用于激光散斑检验设备并解决上述存在的问题和缺陷，通过建立轮胎前进距离与旋转编码器脉冲数量之间的对应线性关系，使用光电传感器和编码器来测量轮胎的内外半径。

本发明的目的在于，实现一种轮胎内、外径尺寸的自动测量方法，以较为精确的规格数据应用于后续的激光散斑检验探头的定位，提高激光探头与轮胎间距的准确性和光线照射均匀度、保证成像信号的稳定和图像质量。

另一发明目的在于，自动测算出轮胎是否存在放置偏差，以便于后续处理。

为实现上述发明目的，所述的轮胎规格测量方法是采用PLC系统(Programablelogic Controller，可编程逻辑控制器)的高速计数器计量被测量轮胎在前进过程中引起的光电开关状态变化，将旋转编码器设置在输送带的输送轴上并以相同的速度旋转。

轮胎的外半径R＝d*PR，轮胎的内半径r＝d*Pr，其中，

d是旋转编码器每一对相邻脉冲所对应的轮胎前进的直线距离，d＝π*D/N，

D是设置旋转编码器的输送轴直径，

N是旋转编码器每旋转1周的分辨率，

PR是轮胎的外圈边缘(外半径R)触发光电开关所产生的累计脉冲数，

Pr是轮胎的内圈边缘(内半径r)触发光电开关所产生的累计脉冲数。

如上述方案特征，轮胎的前进距离与旋转编码器实测脉冲数之间存在一一对应的线性关系，根据光电开关状态的变化而可直接测算出轮胎的内、外半径值。

为保证轮胎规格测量准确，还可采取如下改进和细化方案，即实现一种放置轮胎的纠偏方法：

使用三个安装在激光散斑检测设备测试室入口的光电开关，在测量轮胎的内、外半径的中光电开关两侧，分别等距地安装一个光电开关。

在轮胎前进过程中，其两侧部位会分别触发上述左、右光电开关而测得旋转编码器对应的累计脉冲数；

通过测算触发两侧光电开关的脉冲数差值、以及正负关系，能够判断出轮胎是否被放偏、偏移方向和具体的偏差数值。

综上所述，本发明轮胎规格测量方法具有的优点和有益效果是：

1、能够针对不同型号、不同外形规格的轮胎进行自动化测量，测量数据较为精确，从而提高后续激光探头定位和图像质量。

2、能够根据两侧前进距离与触发脉冲数据比较，自动地测算出轮胎是否存在放置偏差、偏差存在的方向和具体值，以便于后续进行纠偏处理。

附图说明

现结合附图对本发明做进一步的说明，

图1是所述轮胎规格测量方法的示意简图；

如图1所示，旋转编码器1，左光电开关2，中光电开关3，右光电开关4，输送带5，激光散斑检验设备6，轮胎7。

具体实施方式

实施例1，如图1所示，应用于激光散斑检验设备6的轮胎规格测量方法，通过建立被输送轮胎7的前进距离与旋转编码器1实测脉冲数量之间的对应线性关系，从而测量出轮胎7的内、外半径值。

同时，还实现一种检验放置在输送带5上的轮胎7是否存在偏差的纠偏方法。

在进行规格测量时，需保证轮胎7在整个输送过程中不会与输送带5发生相对地位移或滑动，即要求轮胎7与输送带5之间保持相对地静止，以确保旋转编码器1实测脉冲值的精确，提高测量准确性。

在激光散斑检验设备6的入口处上方，并列地安装有3个光电开关。其中，中光电开关3位于入口处的中心位置，左光电开关2和右光电开关4分别与中光电开关3等距地设置。

旋转编码器1设置在输送带5的输送轴上，并且旋转编码器1伴随输送带5的输送轴以相同的速度旋转。

在轮胎规格测量过程中，轮胎7在输送带5上向前输送时会前后触发3个光电开关，光电开关的状态变化能够直接地、对应地反映在旋转编码器1的累计脉冲数值上，从而计算出轮胎7的内半径和外半径。具体地，

根据输送带5的输送轴直径，可以计算出旋转编码器1每一对相邻脉冲之间所对应的输送带5的前进距离，也就是轮胎7前进的直线距离d。

假设旋转编码器1的输送轴直径为D，输送轴每旋转1周(旋转360°)，旋转编码器1的分辨率是N个脉冲，则每个脉冲对应的直线距离d＝π*D/N。

如上所述，采用PLC系统的高速计数器来测算上述光电开关的状态变化。当轮胎7被输送至中光电开关3的位置时，轮胎7的内、外圈边缘会先后地触发中光电开关3，能够直接地反映到旋转编码器1的累计脉冲数值上，从而测算出轮胎7的内半径r和外半径R。

假设轮胎7的内圈边缘(内半径r)触发中光电开关3产生累计脉冲数为Pr，外圈边缘(外半径R)触发中光电开关3产生累计脉冲数为PR，

则，轮胎7的外半径R＝d*PR，

    轮胎7的内半径r＝d*Pr。

依据上述测算出的轮胎规格数值，即可在激光散斑检验设备6中调试激光探头相对于被检测轮胎7的间距和相对高度，从而提高激光照射的均匀性和检验成像的质量。实际测算出的轮胎规格数值，还被直接做为激光探头的检测参数而储存到系统上位机数据库中以建立标准配方。

在上述测算内半径r和外半径R的同时，轮胎7两侧C11和C31部位会分别触发左光电开关2、右光电开关4，通过触发这2个光电开关而得到的旋转编码器1的累计脉冲数，能够测算出与轮胎两侧C11和C31部位对应的前进距离和触发时间，可根据其差值来判断轮胎7被放置在输送带5是否存在偏差，以及偏差是否处于能够被接受的范围内。

如果，上述放置轮胎7存在较大的偏差，则在后续激光散斑检验中即会形成探头进位不准确、成像质量较差的问题，需要通过人工干预进行纠正、或是重新放置轮胎。

在本实施例中，通过轮胎两侧纠偏测量还可检测出轮胎7偏移的距离以及方向，为后续纠偏操作提供依据。

所述轮胎规格测量方法的具体步骤主要包括有：

1、当输送带5开始向前输送轮胎7时，启动PLC系统的高速计数器；

2、在输送过程中，轮胎7的外圈前沿C21首先触发中光电开关3，使其产生一个脉冲变化，此时得到C21脉冲数。

3、轮胎7继续向前输送，两侧C11和C31分别触发左光电开关2、右光电开关4，并分别使之产生一个脉冲变化，记录此时得到的C11脉冲数和C31脉冲数。

4、根据每个脉冲对应的直线距离d，来测算C11和C31之间的差值，记为C0，

则C0＝d*(C11-C31)。

根据C0的数值、以及正负关系，可直接判断出轮胎7是否存在放置偏差的问题、以及偏移方向、具体的偏差数值。

如果C0处于检测精度允许的范围之内，则轮胎7继续被向前输送；

否则，输送带5停止、重新放置轮胎7、以及重复实施上述步骤。

5、在轮胎7继续被向前输送的基础上，轮胎7的内圈边沿C22触发中光电开关3后即出现一段信号盲区，此时的脉冲变化记为P1，脉冲数P1对应的是轮胎7内、外径的差值，即(R-r)对应的脉冲数P1＝C22-C21。

6、轮胎7继续被向前输送，轮胎7的内圈边沿C23再次触发中光电开关3，使其产生一个脉冲变化，此时计数器记录的脉冲数P2对应的是轮胎7内、外径之和(R+r)，即P2＝C23-C21。

7、计算出轮胎7的内半径r对应的脉冲数Pr，即Pr＝(P2-P1)/2；

计算出轮胎7的外半径R对应的脉冲数PR，即PR＝(P1+P2)/2。

8、根据每个脉冲对应的直线距离d，计算出轮胎7的内半径r，即r＝d*Pr；

计算出轮胎7的外半径R，即R＝d*PR。

如上所述，结合附图本实施例仅就本发明的优选实施例进行了描述。对于所属领域技术人员来说可以据此得到启示，而直接推导出符合本发明设计构思的其他替代结构，由此得到的其他结构特征也应属于本发明所述的方案范围。

Claims (3)

1.一种轮胎规格测量方法，其特征在于：采用PLC系统的高速计数器计量被测量轮胎(7)在前进过程中引起的光电开关状态变化，将旋转编码器(1)设置在输送带(5)的输送轴上并以相同的速度旋转，在输送过程中，轮胎(7)的外圈前沿、第一内圈边沿、第二内圈边沿依次触发激光散斑检验设备(6)入口处上方中心位置的中光电开关(3)，使其相应地产生脉冲变化以分别得到脉冲数C21、C22、C23，

对应轮胎(7)内、外径差值(R-r)的脉冲数P1＝C22-C21，

对应轮胎(7)内、外径之和(R+r)的脉冲数P2＝C23-C21，

则，Pr＝(P2-P1)/2，PR＝(P1+P2)/2，

轮胎(7)的外半径R符合下列表达式，即R＝d*PR；

轮胎(7)的内半径r符合下列表达式，即r＝d*Pr，其中，

d是旋转编码器(1)每一对相邻的脉冲所对应的轮胎(7)前进的直线距离，

d＝π*D/N，

D是设置旋转编码器(1)的输送轴直径，

N是旋转编码器(1)每旋转1周的分辨率，

PR是轮胎(7)的外半径R触发光电开关所产生的累计脉冲数，

Pr是轮胎(7)的内半径r触发光电开关所产生的累计脉冲数。

2.根据权利要求1所述的轮胎规格测量方法，其特征在于：在中光电开关(3)的两侧，并列地、等距地设置有左光电开关(2)和右光电开关(4)；

在轮胎(7)前进过程中，其两侧部位会分别触发上述左光电开关(2)和右光电开关(4)而测得旋转编码器(1)对应的累计脉冲数C11和C31；测算累计脉冲数C11和C31之间的差值C0；

测算C11和C31之间的差值C0，则C0＝d*(C11-C31)；

依据C0的数值、以及正负关系，以判断轮胎(7)是否被放偏、偏移方向和具体的偏差数值。

3.根据权利要求2所述的轮胎规格测量方法，其特征在于：测量轮胎规格的主要步骤包括有，

第一步，当输送带(5)开始向前输送轮胎(7)时，启动PLC系统的高速计数器；

第二步，在输送过程中，轮胎(7)的外圈前沿首先触发中光电开关(3)，使其产生一个脉冲变化，此时得到脉冲数C21；

第三步，轮胎(7)继续向前输送，两侧部位分别触发左光电开关(2)和右光电开关(4)，并分别使之产生一个脉冲变化，记录此时得到的脉冲数C11和脉冲数C31；

第四步，根据每个脉冲对应的直线距离d来测算脉冲数C11和脉冲数C31之间的差值，记为C0，C0＝d*(C11-C31)；

若C0处于检测精度允许的范围之内，则轮胎(7)继续被向前输送；

否则，输送带(5)停止、重新放置轮胎(7)、以及重复实施上述步骤；

第五步，在轮胎(7)继续被向前输送的基础上，其第一内圈边沿触发中光电开关(3)后出现一段信号盲区，此时的脉冲变化记为P1，脉冲数P1对应的是轮胎(7)内、外径的差值，即轮胎内、外径差值(R-r)对应的脉冲数P1＝C22-C21；

第六步，轮胎(7)继续被向前输送，其第二内圈边沿再次触发中光电开关(3)使其产生一个脉冲变化，此时计数器记录的脉冲数P2对应的是轮胎(7)内、外径之和(R+r)，即P2＝C23-C21；

第七步，计算出轮胎(7)的内半径r对应的脉冲数Pr，即Pr＝(P2-P1)/2，计算出轮胎(7)的外半径R对应的脉冲数PR，即PR＝(P1+P2)/2；

第八步，根据每个脉冲对应的直线距离d，计算出轮胎(7)的内半径r，即r＝d*Pr，计算出轮胎(7)的外半径R，即R＝d*PR。

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