CN105437585A - 一种轮胎缠绕机控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮胎缠绕机控制方法，包括以下步骤：（1）、预设缠绕层数N；（2）、计算胶条缠绕总圈数n和轮胎每移动一圈胶条移动距离Dj；（3）、判断Dj与Wj的大小，若Dj≥Wj，则调整N，将N的值减小1，返回步骤（1），否则，执行步骤（4）；所述Wj为胶条挤压后所形成的胶条的宽度，由测量得出；（4）、根据缠绕头的移动速度Vc计算轮胎转速Vi：（5）、按照轮胎转速Vi控制轮胎绕中心轴旋转。本发明的轮胎缠绕机控制方法，计算出胶条缠绕总圈数n和轮胎每移动一圈胶条移动距离Dj后，通过判断Dj与Wj的大小，可以防止胶条缠绕过厚或者出现断层，根据缠绕头的移动速度，计算出合适的轮胎的旋转速度，提高胶条缠绕的控制精度。

Description

一种轮胎缠绕机控制方法

技术领域

本发明属于缠绕机技术领域，具体地说，是涉及一种轮胎缠绕机控制方法。

背景技术

轮胎缠绕胶条作为轮胎成型的关键环节，其一般是控制缠绕机通过机头将胶条均匀缠绕在胎冠上。目前的缠绕控制普遍存在很多不足：1、对缠绕完成的轮胎轮廓曲线不能灵活的变化，对于不同的轮胎，因其工艺参数的不同，需要有不同的曲线，往往不能或很难改变，会影响轮胎或者翻新后轮胎的质量；2、对于翻新轮胎的胶条缠绕，因翻新轮胎个体的差异，以及打磨后的参数的不同，往往都会缠绕相同数量的胶条，这样会出现缠绕量过多或过少的情况，缠绕量过多会出现橡胶浪费，缠绕量过少则会在硫化后出现轮胎缺胶影响轮胎质量。

为了较好的控制轮胎的质量，目前使用较多的就是利用缠绕头上的测厚装置，通过检测缠绕厚度，到达缠绕厚度后机头就往后行走，从而对轮胎缠绕的轮廓曲线进行控制。这样做的缺点是：1、由于测厚装置的精确性不够，走出的曲线往往误差较大，要不缺胶，要不就浪费胶料。2、轮廓曲线的调整受到测量装置的影响，比较繁琐。

打磨完成的轮胎有差异，因此进行轮胎缠绕时需要的胶料数量需要根据轮胎的大小来改变。传统方式无法实现。

发明内容

本发明为了解决现有轮胎缠绕机缠绕胶条缠绕不均，容易出现缠绕过厚或者出现断层的技术问题，提供了一种轮胎缠绕机控制方法，可以解决上述技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种轮胎缠绕机控制方法，包括以下步骤：

（1）、预设缠绕层数N；

（2）、计算胶条缠绕总圈数n和轮胎每移动一圈胶条移动距离Dj；

（3）、判断Dj与Wj的大小，若Dj≥Wj，则调整N，将N的值减小1，返回步骤（1），否则，执行步骤（4）；所述Wj为胶条挤压后所形成的胶条的宽度，由测量得出；

（4）、根据缠绕头的移动速度Vc计算轮胎转速Vi：

Vi=Vc×n/（N×S）;

其中，S为轮胎胎冠横剖线L的弧长，由测量得出，Vc为缠绕头在其运动平面的移动速度；

（5）、按照轮胎转速Vi控制轮胎绕中心轴旋转，同时控制缠绕头以速度Vc在与轮胎所在平面垂直的平面上，贴合着轮胎胎冠做往复运动，以及同时控制缠绕头绕垂直于其运动平面的轴旋转，使缠绕头贴胶的平面与轮胎胎冠相切。

进一步的，所述步骤（2）中，胶条缠绕总圈数n和轮胎每移动一圈胶条移动距离Dj的计算方法为：

胶条缠绕总圈数n：

（a）；

轮胎每移动一圈胶条移动距离Dj：

Dj=N×S/n（b）；

其中，Lt为胶条总长度，RD为轮胎半径，联立上述两方程计算出胶条缠绕总圈数n和轮胎每移动一圈胶条移动距离Dj。

又进一步的，所述胶条总长度Lt的计算方法为：

（c）；

其中，Wt为需要缠绕胶条的重量，Wp为单位长度胶条重量，所述Wt和Wp由测量得出。

进一步的，在所述步骤（1）之前，还包括将轮胎胎冠横剖线L根据弧长半径不同划分为对称的若干弧段的步骤，相对称的每一侧各弧段的弧长分别为W1A,W1B…，以及各弧段所对应的半径为R1A,R1B…，所述步骤（4）中S=2×（W1A+W1B+…）。

进一步的，在所述步骤（5）中，缠绕头在其运动平面内按照轮胎胎冠横剖线L的轨迹进行运动，根据所述缠绕头在其运动平面中的坐标位置，控制缠绕头运动。

又进一步的，所述缠绕头的旋转角度为缠绕头其运动平面内当前坐标点与目标坐标点在其运动轨迹上所对应的圆心角。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的轮胎缠绕机控制方法，计算出胶条缠绕总圈数n和轮胎每移动一圈胶条移动距离Dj后，通过判断Dj与Wj的大小，可以防止胶条缠绕过厚或者出现断层，根据缠绕头的移动速度，计算出合适的轮胎的旋转速度，提高胶条缠绕的控制精度。

结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所提出的轮胎缠绕机控制方法的一种实施例流程图；

图2是本发明所提出的轮胎缠绕机控制方法中轮胎的空间坐标示意图；

图3是本发明所提出的轮胎缠绕机控制方法中轮胎胎冠横剖线L的示意图；

图4是本发明所提出的轮胎缠绕机控制方法中轮胎胎冠横剖线L的弧段划分示意图；

图5是本发明所提出的轮胎缠绕机控制方法中缠绕机头绕Z轴的旋转角度示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一，参见图1所示，本发明提供了一种轮胎缠绕机控制方法，包括以下步骤：

S1、预设缠绕层数N；

S2、计算胶条缠绕总圈数n和轮胎每移动一圈胶条移动距离Dj；

S3、判断Dj与Wj的大小，若Dj≥Wj，则调整N，将N的值减小1，返回步骤（1），否则，执行步骤（4）；所述Wj为胶条挤压后所形成的胶条的宽度，由测量得出；

S4、根据缠绕头的移动速度Vc计算轮胎转速Vi：

Vi=Vc×n/（N×S）;

其中，S为轮胎胎冠横剖线L的弧长，如图3所示，可以由测量得出，Vc为缠绕头在其运动平面的移动速度；

S5、按照轮胎转速Vi控制轮胎绕中心轴旋转，同时控制缠绕头以速度Vc在与轮胎所在平面垂直的平面上，贴合着轮胎胎冠做往复运动，以及同时控制缠绕头绕垂直于其运动平面的轴旋转，使缠绕头贴胶的平面与轮胎胎冠相切。如图2所示，轮胎在XZ平面上，缠绕头在XY平面上贴合着轮胎胎冠做往复运动。

本实施例的轮胎缠绕机控制方法，通过控制缠绕头以速度Vc在与轮胎所在平面垂直的平面上，贴合着轮胎胎冠做往复运动，以及同时控制缠绕头绕垂直于其运动平面的轴旋转，使缠绕头贴胶的当前平面与轮胎胎冠相切，实现了沿着轮胎冠面的弧度进行贴胶，保证了贴胶条贴胶的均匀，无需使用采用测厚装置进行测厚的方式，可以解决测厚方式相应的一系列问题。通过将轮胎每移动一圈胶条移动距离Dj与胶条宽度Wj做比较，进而调整合适的缠绕层数N，可以防止缠绕出现缺胶的现象。由于翻新轮胎个体的差异，以及打磨后的参数的不同，本轮胎缠绕机控制方法更具有普适性，适合各种情况的轮胎，体现了本方法的灵活性。

作为一个优选实施例，在确定需要缠绕胶条长度Lt的情况下，本方法可以将长度为Lt的胶条均匀的缠绕在轮胎胎冠上，因此，需要根据胶条的长度确定合适的缠绕圈数以及每移动一圈胶条移动距离，所述步骤S2中，胶条缠绕总圈数n和轮胎每移动一圈胶条移动距离Dj的计算方法为：

胶条缠绕总圈数n：

（a）；

轮胎每移动一圈胶条移动距离Dj：

Dj=N×S/n（b）；

其中，Lt为胶条总长度，RD为轮胎半径，公式（a）为螺旋线长度公式的变形，根据设定的层数N以及总弧长S，所以胶条移动总距离为N×S,因此，胶条移动总距离除以胶条缠绕总圈数n即可得到轮胎每移动一圈胶条移动距离Dj，也即公式（b），联立上述两方程计算出胶条缠绕总圈数n和轮胎每移动一圈胶条移动距离Dj。

一般情况下，由于翻新轮胎个体的差异，以及打磨后的参数的不同，因此，对不同的翻新轮胎所需要缠绕的胶的量也不尽相同，因此，优选胶条总长度Lt根据缠绕胶的重量进行确定，所述胶条总长度Lt的计算方法为：

（c）；

其中，Wt为需要缠绕胶条的重量，Wp为单位长度胶条重量，所述Wt和Wp由测量得出。

通过本步骤的计算，实现了本方法能够灵活适应各种情形的翻新轮胎的缠绕，避免出现缠绕量过多或过少的情况。

由于轮胎胎冠横剖线L上各点的弧长半径不一定相同，在步骤S5中控制缠绕头绕垂直于其运动平面的轴旋转，使缠绕头贴胶的平面与轮胎胎冠相切，因此，需要将轮胎胎冠横剖线L根据弧长半径大小进行划分成若干小段，在所述步骤S1之前，还包括将轮胎胎冠横剖线L根据弧长半径不同划分为对称的若干弧段的步骤，相对称的每一侧各弧段的弧长分别为W1A,W1B…，以及各弧段所对应的半径为R1A,R1B…，所述步骤（4）中S=2×（W1A+W1B+…）。如图4所示，本实施例中将轮胎胎冠横剖线L划分为对称的6弧段，相对称的每一侧各弧段的弧长分别为W1A，W1B，W1C,相应地弧长半径分别为R1A、R1B、R1C，在所述步骤S5中，缠绕头在其运动平面内按照轮胎胎冠横剖线L的轨迹进行运动，根据所述缠绕头在其运动平面中的坐标位置，控制缠绕头运动。如图2中所示，缠绕头从一侧开始缠绕，则一层的缠绕动作为：缠绕头移动到缠绕起始点以速度Vc开始进行圆弧插补，轮胎开始以Vl旋转，动作步序为：W1C（顺时针圆弧）→W1B（顺时针圆弧）→W1A（顺时针圆弧）→W1A（逆时针圆弧）→W1B（逆时针圆弧）→W1C（逆时针圆弧）。然后根据用户设定的缠绕层数，反方向回去。

在缠绕头在其运动平面中按照轮胎胎冠横剖线L的轨迹进行运动时，为了使缠绕头与轮胎胎冠相切，需要同时控制缠绕头绕Z轴旋转，通过图5可以看出Z轴的旋转角度就是X轴相应的点在所处的圆弧上的圆心角，那么只要知道X轴的当前位置就可以了，X轴的当前位置可以由PLC模块轴状态区相应参数读出，然后经过计算即可得出Z轴位置。也即，所述缠绕头的旋转角度为缠绕头其运动平面内当前坐标点与目标坐标点在其运动轨迹上所对应的圆心角。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种轮胎缠绕机控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）、预设缠绕层数N；

（2）、计算胶条缠绕总圈数n和轮胎每移动一圈胶条移动距离Dj；

（3）、判断Dj与Wj的大小，若Dj≥Wj，则调整N，将N的值减小1，返回步骤（1），否则，执行步骤（4）；所述Wj为胶条挤压后所形成的胶条的宽度，由测量得出；

（4）、根据缠绕头的移动速度Vc计算轮胎转速Vi：

Vi=Vc×n/（N×S）;

其中，S为轮胎胎冠横剖线L的弧长，由测量得出，Vc为缠绕头在其运动平面的移动速度；

（5）、按照轮胎转速Vi控制轮胎绕中心轴旋转，同时控制缠绕头以速度Vc在与轮胎所在平面垂直的平面上，贴合着轮胎胎冠做往复运动，以及同时控制缠绕头绕垂直于其运动平面的轴旋转，使缠绕头贴胶的平面与轮胎胎冠相切。

2.根据权利要求1所述的轮胎缠绕机控制方法，其特征在于，所述步骤（2）中，胶条缠绕总圈数n和轮胎每移动一圈胶条移动距离Dj的计算方法为：

胶条缠绕总圈数n：

（a）；

轮胎每移动一圈胶条移动距离Dj：

Dj=N×S/n（b）；

其中，Lt为胶条总长度，RD为轮胎半径，联立上述两方程计算出胶条缠绕总圈数n和轮胎每移动一圈胶条移动距离Dj。

3.根据权利要求2所述的轮胎缠绕机控制方法，其特征在于，所述胶条总长度Lt的计算方法为：（c）；

其中，Wt为需要缠绕胶条的重量，Wp为单位长度胶条重量，所述Wt和Wp由测量得出。

4.根据权利要求1-3任一项所述的轮胎缠绕机控制方法，其特征在于，在所述步骤（1）之前，还包括将轮胎胎冠横剖线L根据弧长半径不同划分为对称的若干弧段的步骤，相对称的每一侧各弧段的弧长分别为W1A,W1B…，以及各弧段所对应的半径为R1A,R1B…，所述步骤（4）中S=2×（W1A+W1B+…）。

5.根据权利要求4所述的轮胎缠绕机控制方法，其特征在于，

在所述步骤（5）中，缠绕头在其运动平面内按照轮胎胎冠横剖线L的轨迹进行运动，根据所述缠绕头在其运动平面中的坐标位置，控制缠绕头运动。

6.根据权利要求5所述的轮胎缠绕机控制方法，其特征在于，所述缠绕头的旋转角度为缠绕头其运动平面内当前坐标点与目标坐标点在其运动轨迹上所对应的圆心角。