CN104776803A - 一种胎面自动检长装置及其监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种胎面自动检长装置及其监测方法，即半成品之一胎面生产过程中对胎面长度的实时测量及监控，该装置包括检长装置、压辊装置及输送辊道，所述检长装置和压辊装置均安装在输送辊道的上方，胎面通过输送辊道进行输送，压辊装置将胎面快速停止，检长装置将测量出来的胎面长度通过大液晶屏显示出来。采用最简单的辊子传动，无复杂的传动机构，运行比较简单。本装置实现胎面生产过程中对其长度进行在线测量，且每条均可以测量。该监测方法研发了激光开关处活动的零点对胎面长度的惯性补偿，对胎面的长度进行补偿，得到了胎面的精确长度。具有结构简单、测量精确、迅速的优点。

Description

一种胎面自动检长装置及其监测方法

技术领域

本发明属于轮胎生产技术领域，具体涉及一种胎面自动检长装置及其监测方法，即半成品之一胎面生产过程中对胎面长度的实时测量及监控。

背景技术

胎面是轮胎直接与路面接触的部分，是影响轮胎质量的重要因素。胎面是轮胎制造过程中的一个半成品部件，位于轮胎的最外侧，摩擦性能及耐穿刺性能良好，胎面也是轮胎制造过程中最厚最重的半成品部件，分三部分组成：胎冠、翼胶及基胶。三部分胶料不同，胎冠和翼胶经过双复合挤出机头挤出，基胶在挤出之后通过压延机贴合在翼胶底部。挤出复合生产线是生产胎面的主要设备，它主要由复合挤出机、接取辊道、收缩辊道、连续称输送、压延贴合、上坡输送，冷却输送、下坡输送、定长裁断、快速分离辊道、吹水辊道、分选称输送和拾取辊道等部分组成。胎面经过喷淋及浸泡冷却，保持胎面的尺寸，冷却之后，胎面在联动线上进行裁切。成型车间对胎面接头有要求，其裁断断面为斜坡型，坡面角度在17°-23°之间。裁断之后的胎面在拾取之前需对其重量、长度、截面各种尺寸等进行测量。在定长裁断之前胎面为连续状态，之后为非连续状态，为了检测定长裁断后胎面长度是否符合工艺标准，需对定长裁断后的每条胎面进行长度测量。现有的普通测长装置无法满足检测要求，而利用更为先进的图像检测技术，则会增加检测成本。另外，现有胎面的长度使用的是连续称，当胎面经过连续称时对其称重并在显示器上进行显示，但是对于胎面的长度和截面尺寸，全钢轮胎胎面挤出裁断后，只能将胎面从联动线取下进行静态测量，且只能为离线抽检，操作检量人员或质检员将胎面从联动线拉出，在联动线边沿进行胎面长度及断面的测量，且不可实时监控。测量完成之后在将胎面放回联动线，在人为干预之下，影响后方的自动拾取。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，即全钢轮胎胎面挤出裁断后，胎面长度的测量为离线抽检，操作检量人员或质检员将胎面从联动线拉出，在联动线边沿进行胎面长度及断面的测量，且不可实时监控。本发明的目的在于提供一种胎面自动检长装置及其监测方法，本装置实现胎面生产过程中对其长度进行在线测量，且每条均可以测量。具有结构简单、测量精确、迅速的优点。

本发明采取的技术方案为：

一种胎面自动检长装置，其特征在于，包括检长装置、压辊装置及输送辊道，所述检长装置和压辊装置均安装在输送辊道的上方，胎面通过输送辊道进行输送，压辊装置将胎面快速停止，检长装置将测量出来的胎面长度通过大液晶屏显示出来。

进一步的，所述输送辊道包括短辊、长辊、辊子支架和底架，所述棍子支架安装在底架上，所述短辊沿着输送辊道的宽度方向水平排列安装在辊子支架的左端，同一水平位置上对称安装有两根短辊，短辊沿着输送辊道长度的方向呈对称两列排列；所述长辊沿着输送辊道的宽度方向水平排列安装在辊子支架的右端，每根长棍的两端分别安装在输送辊道的两长边上，所述短辊和长辊通过链条连接，通过普通电机驱动。

进一步的，所述长辊和短辊表面均敷胶。

进一步的，所述检长装置包括滚珠丝杠、光杠导轨、滚珠螺母、直线轴承、激光开关I、伺服电机、传动链轮和支架，所述滚珠螺母套设在滚珠丝杠上，滚珠丝杠沿着支架长度的方向水平安装在支架的两端，滚珠丝杠的一端连接有传动链轮，传动链轮通过安装在支架上方的伺服电机驱动，滚珠丝杠的两侧水平设置有光杠导轨，滚珠螺母的两端内嵌安装有直线轴承，滚珠螺母通过直线轴承套设在光杠导轨上，所述激光开关I固定在滚珠螺母上，滚珠丝杠通过伺服电机驱动，滚珠螺母沿滚珠丝杠水平移动。

进一步的，所述压辊装置包括压辊、支撑架、电磁离合器、侧支撑板和压辊架，所述压辊架水平安装在输送辊道上方，所述支撑架和压辊架呈平行设置，支撑架的两端固定有侧支撑板，侧支撑板的一端固定在压辊架上，侧支撑板的另一端固定安装压辊，压辊的一端安装有电磁离合器，当激光开关II接收到胎面信号时，离合器吸合，辊子停止转动，胎面随之停止。

进一步的，所述压辊表面敷胶。

进一步的，所述离合器为电磁式离合器。

进一步的，所述胎面自动检长装置的监测系统，其特征在于，包括一个零点开关，两个激光开关及一个减速监测对射开关，所述零点开关和激光开关II分别设置在检长装置的左右两端，零点开关的位置固定，激光开关II初始位置固定，且两者之间的距离一定，所述减速监测对射开关设置在激光开关II的左上方，正对胎面设置，所述激光开关I固定在滚珠螺母上，可沿胎面方向移动。

进一步的，所述胎面自动检长装置的监测方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

(1)理论检测：零点开关和激光开关II的初始位置固定，且两者之间的距离为L，胎面从输送辊道的左侧输送过来，经过减速检测开关，胎面开始减速，当到达激光开关II时，压辊停止转动压住胎面，胎面停止前行；此时，伺服电机驱动滚珠丝杠旋转，滚珠丝杠带动滚珠螺母上的激光开关I沿着光杠导轨运动，激光开关I对胎面的尾端进行检测，检测出激光开关I与零点开关的距离L1，胎面的总长度便为L-L1；

(2)实际检测：在实际生产中，胎面经过裁刀裁切，裁切的切面为斜坡面，所需的胎面长度应去除胎面的一个斜坡断面长度L0，为：L2＝L-L1-L0，在实际测量过程中，激光开关I根据胎面规格在胎面停止后胎面尾部向后150mm处停止等待；

(3)长度补偿：由于胎面自身的重量，激光开关II检测到胎面发出输送停止指令之后，胎面不能立即停止，惯性导致胎面会继续向前移动一小段距离L3，需对胎面的长度进行补偿：激光开关II在胎面停止运动之后在伺服电机的传动之下向前移动测量出L3的长度，故胎面长度的最终输出数据为：L2＝L-L1-L0+L3。

实际测量过程中，由于行程距离较大，激光开关I并非直接从零点开关开始向胎面的尾端移动，程序根据不同规格的胎面，在停止后胎面尾部向后150mm的距离等待，减小行程，节约测量时间。

进一步的，当短辊区域为激光开关I的检测区域，设定激光开关的检测距离，当胎面到达此处时，激光开关得信号，测量其与零点开关的位置；通过短辊之间的空隙消除激光开关I在检测距离内的干扰，当激光开关II检测到胎面，发出信号时，所有辊子停止运动。

本发明的有益效果为：

本发明中的胎面自动检长装置，结构简单，采用最简单的辊子传动，无复杂的传动机构，运行比较简单。其中检长装置用于测量胎面的长度，压辊装置用于是胎面快速停止，提高测量的精度，输送装置用于输送胎面。本装置实现胎面生产过程中对其长度进行在线测量，且每条均可以测量。具有结构简单、测量精确、迅速的优点。

目前公司生产的胎面长度在2200mm—3400mm之间，每种规格胎面长度的公差要求±5mm。由工作原理可知，测量时胎面头的位置规定，测量胎面尾与零点之间的距离以计算出胎面长度，胎面长度最大相差在1200mm左右，故本设计中激光开关I的行程为1300mm。本装置在测量计算胎面长度时测量两个数据：激光开关I和零点开关的间距L1、胎面停止时的惯性补偿量L3。L1的测量为伺服电机带动滚珠丝杠，L3的测量为伺服电机带动同步带，伺服电机控制的精度均在1mm以内，故可以达到胎面长度偏差±5mm的要求。

本发明开创了一种新型胎面自动检长装置的监测方法，包括长度检测和长度的补偿；由于胎面不能立即停止，惯性导致胎面会继续向前移动一小段距离L3，研发了激光开关L2处活动的零点对胎面长度的惯性补偿，对胎面的长度进行补偿，得到了胎面的精确长度。

本发明使用的激光开关可准确的检测物料，长度测量及惯性补偿量的测量均是由伺服电机驱动，传动分别用滚珠丝杠和同步带，传动精度在1mm以内。且配备电磁离合器控制的压辊，减少胎面惯性的冲量，实现了测量精确；激光开关I根据胎面规格在胎面停止后胎面尾部向后150mm处停止，可减少激光开关I的行程，缩短测量的时间，实现了测量迅速。

本发明长辊、短辊和压辊表面均敷胶，可增大与胎面的摩擦力，减少了胎面进入和离开分选称时，前后段辊道对其带来的影响，避免了胎面在分选称输送带上出现打滑引起的检测误差，从而提高了检测精度。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的俯视图。

图3为本发明中输送辊道的俯视图。

图4为本发明中输送辊道的正视图。

图5为本发明中检长装置的俯视图。

图6为本发明中检长装置的正视图。

图7为本发明中压辊装置的俯视图。

图8为本发明中压辊装置的正视图。

图9为本发明中监测系统的原理图。

其中，1、检长装置；2、压辊装置；3、输送辊道；4、短辊；5、长辊；6、辊子支架；7、底架；8、滚珠丝杠；9、光杠导轨；10、滚珠螺母；11、直线轴承；12、激光开关I；13、伺服电机；14、传动链轮；15、支架；16、压辊；17、支撑架；18、电磁离合器；19、侧支撑板；20、压辊架；21、零点开关；22、激光开关I；23、减速监测对射开关；24、激光开关II。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明。

如图1、图2所示，一种胎面自动检长装置，其特征在于，包括检长装置、压辊装置及输送辊道，所述检长装置和压辊装置均安装在输送辊道的上方，胎面通过输送辊道进行输送，压辊装置将胎面快速停止，检长装置将测量出来的胎面长度通过大液晶屏显示出来。

如图3、图4所示，所述输送辊道包括短辊、长辊、辊子支架和底架，所述棍子支架安装在底架上，所述短辊沿着输送辊道的宽度方向水平排列安装在辊子支架的左端，同一水平位置上对称安装有两根短辊，短辊沿着输送辊道长度的方向呈对称两列排列，短辊之间设置有空隙，用以消除激光开关I在检测距离内的干扰；所述长辊沿着输送辊道的宽度方向水平排列安装在辊子支架的右端，每根长棍的两端分别安装在输送辊道的两长边上，所述短辊和长辊通过链条连接，通过普通电机驱动。

进一步的，所述长辊和短辊表面均敷胶，以增加其与胎面的摩擦力。

如图5、图6所示，所述检长装置包括滚珠丝杠、光杠导轨、滚珠螺母、直线轴承、激光开关I、伺服电机、传动链轮和支架，所述滚珠螺母套设在滚珠丝杠上，滚珠丝杠沿着支架长度的方向水平安装在支架的两端，滚珠丝杠的一端连接有传动链轮，传动链轮通过安装在支架上方的伺服电机驱动，滚珠丝杠的两侧水平设置有光杠导轨，滚珠螺母的两端内嵌安装有直线轴承，滚珠螺母通过直线轴承套设在光杠导轨上，所述激光开关I固定在滚珠螺母上，滚珠丝杠通过伺服电机驱动，滚珠螺母沿滚珠丝杠水平移动，可测量不同长度规格的胎面，光杠导轨起导向作用，保证螺母运行平稳。

如图7、图8所示，所述压辊装置包括压辊、支撑架、电磁离合器、侧支撑板和压辊架，所述压辊架水平安装在输送辊道上方，所述支撑架和压辊架呈平行设置，支撑架的两端固定有侧支撑板，侧支撑板的一端固定在压辊架上，侧支撑板的另一端固定安装压辊，压辊的一端安装有电磁离合器，当激光开关II接收到胎面信号时，离合器吸合，辊子停止转动，胎面随之停止。

进一步的，所述压辊表面敷胶，可增大与胎面的摩擦力；所述离合器为电磁式离合器，当激光开关II接收到胎面信号时，离合器吸合，辊子停止转动，胎面随之停止。

如图9所示，所述胎面自动检长装置的监测系统，其特征在于，包括一个零点开关，两个激光开关及一个减速监测对射开关，所述零点开关和激光开关II分别设置在检长装置的左右两端，零点开关的位置固定，激光开关II初始位置固定，且两者之间的距离一定，所述减速监测对射开关设置在激光开关II的左上方，正对胎面设置，所述激光开关I固定在滚珠螺母上，可沿胎面方向移动。

进一步的，所述胎面自动检长装置的监测方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

(1)理论检测：零点开关和激光开关II的初始位置固定，且两者之间的距离为L，胎面从输送辊道的左侧输送过来，经过减速检测开关，胎面开始减速，当到达激光开关II时，压辊停止转动压住胎面，胎面停止前行；此时，伺服电机驱动滚珠丝杠旋转，滚珠丝杠带动滚珠螺母上的激光开关I沿着光杠导轨运动，激光开关I对胎面的尾端进行检测，检测出激光开关I与零点开关的距离L1，胎面的总长度便为L-L1；

(2)实际检测：在实际生产中，胎面经过裁刀裁切，裁切的切面为斜坡面，所需的胎面长度应去除胎面的一个斜坡断面长度L0，为：L2＝L-L1-L0，在实际测量过程中，激光开关I根据胎面规格在胎面停止后胎面尾部向后150mm处停止等待；

(3)长度补偿：由于胎面自身的重量，激光开关II检测到胎面发出输送停止指令之后，胎面不能立即停止，惯性导致胎面会继续向前移动一小段距离L3，需对胎面的长度进行补偿：激光开关II在胎面停止运动之后在伺服电机的传动之下向前移动测量出L3的长度，故胎面长度的最终输出数据为：L2＝L-L1-L0+L3。

实际测量过程中，由于行程距离较大，激光开关I并非直接从零点开关开始向胎面的尾端移动，程序根据不同规格的胎面，在停止后胎面尾部向后150mm的距离等待，减小行程，节约测量时间。

进一步的，当短辊区域为激光开关I的检测区域，设定激光开关的检测距离，当胎面到达此处时，激光开关得信号，测量其与零点开关的位置；通过短辊之间的空隙消除激光开关I在检测距离内的干扰，当激光开关II检测到胎面，发出信号时，所有辊子停止运动。

以上所述并非是对本发明的限制，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明实质范围的前提下，还可以做出若干变化、改型、添加或替换，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种胎面自动检长装置，其特征在于，包括检长装置、压辊装置及输送辊道，所述检长装置和压辊装置均安装在输送辊道的上方，胎面通过输送辊道进行输送，压辊装置将胎面快速停止，检长装置将测量出来的胎面长度通过大液晶屏显示出来。

2.根据权利要求1所述胎面自动检长装置，其特征在于，所述输送辊道包括短辊、长辊、辊子支架和底架，所述棍子支架安装在底架上，所述短辊沿着输送辊道的宽度方向水平排列安装在辊子支架的左端，同一水平位置上对称安装有两根短辊，短辊沿着输送辊道长度的方向呈对称两列排列；所述长辊沿着输送辊道的宽度方向水平排列安装在辊子支架的右端，每根长棍的两端分别安装在输送辊道的两长边上，所述短辊和长辊通过链条连接，通过普通电机驱动。

3.根据权利要求1所述胎面自动检长装置，其特征在于，所述长辊和短辊表面均敷胶。

4.根据权利要求1所述胎面自动检长装置，其特征在于，所述检长装置包括滚珠丝杠、光杠导轨、滚珠螺母、直线轴承、激光开关I、伺服电机、传动链轮和支架，所述滚珠螺母套设在滚珠丝杠上，滚珠丝杠沿着支架长度的方向水平安装在支架的两端，滚珠丝杠的一端连接有传动链轮，传动链轮通过安装在支架上方的伺服电机驱动，滚珠丝杠的两侧水平设置有光杠导轨，滚珠螺母的两端内嵌安装有直线轴承，滚珠螺母通过直线轴承套设在光杠导轨上，所述激光开关I固定在滚珠螺母上，滚珠丝杠通过伺服电机驱动，滚珠螺母沿滚珠丝杠水平移动。

5.根据权利要求1所述胎面自动检长装置，其特征在于，所述压辊装置包括压辊、支撑架、电磁离合器、侧支撑板和压辊架，所述压辊架水平安装在输送辊道上方，所述支撑架和压辊架呈平行设置，支撑架的两端固定有侧支撑板，侧支撑板的一端固定在压辊架上，侧支撑板的另一端固定安装压辊，压辊的一端安装有电磁离合器。

6.根据权利要求5所述胎面自动检长装置，其特征在于，所述压辊表面敷胶。

7.根据权利要求5所述胎面自动检长装置，其特征在于，所述离合器为电磁式离合器。

8.根据权利要求1所述胎面自动检长装置的监测系统，其特征在于，包括一个零点开关，两个激光开关及一个减速监测对射开关，所述零点开关和激光开关II分别设置在检长装置的左右两端，零点开关的位置固定，激光开关II初始位置固定，且两者之间的距离一定，所述减速监测对射开关设置在激光开关II的左上方，正对胎面设置，所述激光开关I固定在滚珠螺母上，可沿胎面方向移动。

9.根据权利要求1所述胎面自动检长装置的监测方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

(1)理论检测：零点开关和激光开关II的初始位置固定，且两者之间的距离为L，胎面从输送辊道的左侧输送过来，经过减速检测开关，胎面开始减速，当到达激光开关II时，压辊停止转动压住胎面，胎面停止前行；此时，伺服电机驱动滚珠丝杠旋转，滚珠丝杠带动滚珠螺母上的激光开关I沿着光杠导轨运动，激光开关I对胎面的尾端进行检测，检测出激光开关I与零点开关的距离L1，胎面的总长度便为L-L1；

(2)实际检测：在实际生产中，胎面经过裁刀裁切，裁切的切面为斜坡面，所需的胎面长度应去除胎面的一个斜坡断面长度L0，为：L2＝L-L1-L0，在实际测量过程中，激光开关I根据胎面规格在胎面停止后胎面尾部向后150mm处停止等待；

(3)长度补偿：由于胎面自身的重量，激光开关II检测到胎面发出输送停止指令之后，胎面不能立即停止，惯性导致胎面会继续向前移动一小段距离L3，需对胎面的长度进行补偿：激光开关II在胎面停止运动之后在伺服电机的传动之下向前移动测量出L3的长度，故胎面长度的最终输出数据为：L2＝L-L1-L0+L3。

10.根据权利要求1或9所述胎面自动检长装置的监测方法，其特征在于，当短辊区域为激光开关I的检测区域，设定激光开关的检测距离，当胎面到达此处时，激光开关得信号，测量其与零点开关的位置；通过短辊之间的空隙消除激光开关I在检测距离内的干扰，当激光开关II检测到胎面，发出信号时，所有辊子停止运动。