CN108195643B - 轮胎的子口扩展方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮胎的子口扩展方法及系统。轮胎的子口扩展方法包括：通过电机转动带动子口扩展机构对子口进行扩展；在扩展过程中，检测电机驱动扭矩；根据电机驱动扭矩的变化情况判断子口扩展幅度是否达到目标，并在判断达到目标后停止对子口的扩展。本发明的轮胎的子口扩展方法可以有效避免轮胎因子口扩展过大而蹦出或子口扩展不够而导致光电检测时，图像采集不准确的问题，合理的子口扩展幅度能够保证高品质的X光成像，此外，该方法还可以推广到其他需要运动预设距离的情况，如与内径相关的撑胎动作等，适用性广。

Description

轮胎的子口扩展方法及系统

技术领域

本发明涉及轮胎检测技术领域，特别涉及一种轮胎的子口扩展方法及系统。

背景技术

当前各厂家的轮胎X光设备对子午线轮胎进行X光成像时，子口扩展均采用位置控制，即先测量出最初子口的宽度，根据最终需要的子口的宽度，计算需要扩展的尺寸。具体指：需要扩展的尺寸＝最终需要的子口的宽度-最初子口的宽度。

此方法存在以下缺点：通常针对一批轮胎，会测定一个标准尺寸，以后同一批中每个轮胎的需要扩展的尺寸都根据标准尺寸计算，但因加工精度问题或轮胎发生挤压等变形的情况下，实际的子口尺寸与标准尺寸之间会存在偏差，这样计算出来的结果会有问题，最终扩展出来的尺寸与最终需要的子口的宽度不匹配，导致子口扩展时出现轮胎蹦出、脱离检测机构的现象，从而中断检测流程，甚至引发质量事故，另外也会对轮胎缺陷检测过程中的检测图像有影响。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种轮胎的子口扩展方法。该轮胎的子口扩展方法，可以有效避免轮胎因子口扩展过大而蹦出或子口扩展不够而导致光电检测时，图像采集不准确的问题，合理的子口扩展幅度能够保证高品质的X光成像，此外，该方法还可以推广到其他需要运动预设距离的情况，如与内径相关的撑胎动作等，适用性广。

本发明的另一个目的在于提供一种轮胎的子口扩展系统。

为了实现上述目的，本发明的第一方面的实施例公开了一种轮胎的子口扩展方法，所述子口扩展由电机驱动扭矩驱动，所述方法包括：通过电机转动带动子口进行扩展；在扩展过程中，检测电机驱动扭矩；根据所述电机驱动扭矩的变化情况判断子口扩展幅度是否达到目标，并在判断达到所述目标后停止对所述子口的扩展。

本发明实施例的轮胎的子口扩展方法，可以有效避免轮胎因子口扩展过大而蹦出或子口扩展不够而导致光电检测时，图像采集不准确的问题，合理的子口扩展幅度能够保证高品质的X光成像，此外，该方法还可以推广到其他需要运动预设距离的情况，如与内径相关的撑胎动作等，适用性广。

在一些示例中，所述根据电机驱动扭矩的变化情况判断子口扩展幅度是否达到目标，包括：判断所述电机驱动扭矩是否达到目标扭矩；如果是，则判定所述子口扩展幅度达到目标。

在一些示例中，所述目标扭矩由所述轮胎的重量确定，所述目标扭矩与所述轮胎的重量成正比。

在一些示例中，所述根据电机驱动扭矩的变化情况判断子口扩展幅度是否达到目标，包括：记录电机驱动扭矩随时间变化的扭矩曲线；根据所述扭矩曲线的变化趋势判定所述子口扩展幅度达到目标。

在一些示例中，还包括：逐渐增加所述电机驱动扭矩，以避免所述电机驱动扭矩激增。

在一些示例中，以预定的电机转速对子口进行扩展时，还包括：检测轮胎参数；根据所述轮胎参数从预存的多个扭矩常量中选择与所述轮胎参数匹配的目标扭矩常量；根据所述目标扭矩常量对所述子口进行扩展，其中，所述多个扭矩常量通过实验预先标定得到。

在一些示例中，所述根据电机驱动扭矩的变化情况判断子口扩展幅度是否达到目标，包括：判断所述电机驱动扭矩是否达到目标扭矩；如果是，则判定所述子口扩展幅度达到目标。

本发明的第二方面的实施例公开了一种轮胎的子口扩展系统，包括：扩展机构，用于对所述子口进行扩展；电机，所述电机用于驱动所述扩展机构；控制器，所述控制器用于对所述电机进行控制，以便所述电机以一定转速驱动所述扩展机构对子口进行扩展，并在扩展过程中，检测电机驱动扭矩，以及根据所述电机驱动扭矩的变化情况判断子口扩展幅度是否达到目标，并在判断达到所述目标后控制所述电机停止对所述子口的扩展。

本发明实施例的轮胎的子口扩展系统，可以有效避免轮胎因子口扩展过大而蹦出或子口扩展不够而导致光电检测时，图像采集不准确的问题，合理的子口扩展幅度能够保证高品质的X光成像，此外，该系统还可以推广到其他需要运动预设距离的情况，如与内径相关的撑胎动作等，适用性广。

在一些示例中，所述控制器还用于检测轮胎参数，并根据所述轮胎参数从预存的多个扭矩常量中选择与所述轮胎参数匹配的目标扭矩常量，以及根据所述目标扭矩常量控制所述电机驱动所述扩展机构对所述子口进行扩展。

在一些示例中，所述电机为伺服电机。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述的和/或附加的方面和优点结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一个实施例的轮胎的子口扩展方法的流程图；

图2是本发明一个实施例的轮胎的子口扩展方法中扭矩曲线中不同时间段内扭矩取值的示意图；

图3是本发明一个实施例的轮胎的子口扩展方法的扭矩曲线的示意图；

图4是本发明一个实施例的轮胎的子口扩展方法中扩展机构的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

以下结合附图描述根据本发明实施例的轮胎的子口扩展方法及系统。

如图1所示，根据本发明一个实施例的轮胎的子口扩展方法，子口扩展由电机驱动，电机例如为伺服电机，轮胎例如为子午线轮胎。其中，该方法包括如下步骤：

S101：通过电机转动带动子口进行扩展。

S102：在扩展过程中，检测电机驱动扭矩。

S103：根据电机驱动扭矩的变化情况判断子口扩展幅度是否达到目标，并在判断达到目标后停止对子口的扩展。

也就是说，对于子午线轮胎进行X光检测时，无论是竖直模式还是水平模式(即：将轮胎水平放置进行检测或将轮胎竖直放置进行检测)，通过该方法，子口扩展不依赖于轮胎的原始参数(如背景技术中需要测出的轮胎的标准尺寸)，而是根据被检测轮胎当前的特性(当前特性主要是指，轮胎因不同原因导致轮胎之间存在的差异，比如被压变形的程度、不同加工精度等)，根据电机驱动扭矩来控制对子口的扩展，这样，可以防止子口扩展不到位或者扩展过量而出现轮胎蹦出的风险。

作为具体的例子，根据电机驱动扭矩的变化情况判断子口扩展幅度是否达到目标，包括：判断电机驱动扭矩是否达到目标扭矩；如果是，则判定子口扩展幅度达到目标，其中，目标扭矩由轮胎的重量确定，即：目标扭矩与轮胎的重量成正比。

具体来说，目标扭矩可为电机的额定扭矩(额定扭矩通常指的是电机本身的性能，每个电机对应一个自身的额定扭矩)，则子口扩展的控制为额定扭矩控制方式，例如：实时监控电机驱动扭矩(即：电机的输出扭矩)，然后根据电机驱动扭矩的变化情况，如果电机驱动扭矩达到了额定扭矩，则停止扩展。

需要说明的是，不同的额定扭矩的电机需要根据不同的轮胎进行筛选，一般情况下，可根据轮胎的重量选择合适的电机，其主要依据是：电机的扭转与轮胎的重量成正比，即F＝kW，k为系数(可预先置入)，F为电机驱动扭矩，W为轮胎重量，而电机的额定功率为P＝FV，V为电机运动速度(即：电机转速)，可以看出，当V相同时，电机的选择与轮胎的重量相关。

由此，当选择出合适的电机后，轮胎扩展到希望达到的尺寸时，电机驱动扭矩基本在额定扭矩附近，这样便能够保证轮胎子口扩展到预期的幅度，不会因为轮胎自身加工不精确或者挤压发生形变后，通过位置控制带来的扩展幅度不精确的问题，提升轮胎的子口的扩展精度。

作为本实施方式的一种改进方式，可根据测量的轮胎幅宽参数(即：轮胎的具体宽度)，给子口扩展部件的伺服电机赋一个初始值，具体的，如果预先通过实验，大概检测出子口扩展为轮胎幅宽60％左右时达到额定扭矩，则初始值可为轮胎幅宽的60％，子口扩展过程中，采集伺服电机输出的电机驱动扭矩值，发现实时的电机驱动扭矩超过或达到额定扭矩，则停止子口扩展。在实际操作过程中，先以扩展到轮胎幅宽60％左右为目标，即预设扩展到轮胎幅宽60％左右即停止扩展，但若扩展到轮胎幅宽60％左右时，仍未达到额定扭矩则对子口扩展参数以幅宽5％的幅度往上继续累加，一直到实际的电机驱动扭矩达到额定扭矩为止。在该示例中，子口扩展参数虽然是根据实时的电机驱动扭矩反馈进行动态调整的，但最终判定以电机的额定输出扭矩为依据，对于子午线半钢轮胎来说，可能会存在子口扩展过量的情况。当然，初始幅宽也可设定为其他值，也可不设定。采用该方法，无需预先建立数据库，同时能够防止轮胎扩展不到位或者扩展过量而出现轮胎蹦出的情况，只需要预先选择合适的电机即可。

在另一个示例中，根据电机驱动扭矩的变化情况判断子口扩展幅度是否达到目标，包括：记录电机驱动扭矩随时间变化的扭矩曲线；根据扭矩曲线的变化趋势判定所述子口扩展幅度达到目标。

具体来说，利用伺服电机对轮胎进行扩展，同时记录扩展过程中时间-扭矩曲线数据(即：扭矩随时间变化的扭矩曲线)，并对数据进行处理，通过数据的变化判断何时停止扩展。具体的处理方式例如为：如图2所示，选取特定时间段(如100ms)，，对每个时间段内的曲线的数值取平均值；对得到的平均值作扭矩曲线，得到如图3所示的扭矩曲线Q1；当出现第三阶段时，即停止扩展。采取该方式的主要原理为：不同时间段内的曲线数值不同，一般情况下，在轮胎与电机驱动的扩展机构接触后电机运转圈越大，曲线的平均数值越大，即驱动扭矩越大。此处需要说明的是，取值的过程中忽略加速峰值，主要原因是，一般加速峰值特别大，加速峰值不反应电机运转圈数准确。下面对上述的第三阶段进行说明，一般来说，第一阶段为电机空运转阶段，还没有接触轮胎，第二阶段为电机刚接触轮胎，开始产生相互作用力，第三阶段为电机已经对子口扩展到一定程度，电机驱动扭矩明显增大，此时，子口扩展程度基本能满足预期要求，所以可停止扩展。采用该方法无需预先建立数据库，同时防止轮胎扩展不到位或者扩展过量而出现轮胎蹦出的情况。而且可选择的电机类型范围广泛。

在该示例的方法中，作为优选方案，还包括：逐渐增加电机驱动扭矩，以避免电机驱动扭矩激增。具体地，如果在第二阶段即将结束时没有停止扩展子口，会猛然跳跃到第三阶段，这时可能会出现扩展过度的现象。因此可以对扭矩曲线Q1的数据进一步处理，比如：采用圆弧插补算法对Q1的数据进行处理，以得到扭矩曲线Q2所示的曲线，这样，在第二阶段至第三阶段之间可以形成过渡段，例如：第二阶段的最后一个数值为50，第三阶段的第一个数值为100，那么对扭矩曲线Q1进行处理后，在50和100之间会出现过度数值，如75、85、90等，可根据这些数值停止子口的扩展，防止电机驱动扭矩激增到100而出现扩展过度的现象。如图3所示，其中，Q1、为未处理的扭矩曲线，Q2为处理过后的扭矩曲线，Q2扭矩曲线可分为四个部分，第一部分、准备阶段T0：扭矩检测值范围为正常空载值(加速阶段除外)；第二部分、扩展阶段T1：扭矩检测值范围为带载值；第三部分、扩展到位阶段T2：扭矩检测值范围较带载值上了一个数量级；第四部分、扩展极限阶段T3，该部分的驱动扭矩值与T2相比急剧增大。

在本发明的再一个示例中，以预定的电机转速对子口进行扩展时，还包括：检测轮胎参数；根据轮胎参数从预存的多个扭矩常量中选择与轮胎参数匹配的目标扭矩常量；根据所述目标扭矩常量对所述子口进行扩展，其中，多个扭矩常量通过实验预先标定得到。

具体地，将子口扩展部件的控制方式由位置控制(即：背景技术中介绍的，根据预设的预定距离控制子口扩展程度的方式)更改为扭矩常量控制，利用伺服电机输出的扭矩常量，来控制子口扩展的幅度。该示例中，需要根据不同性质的轮胎(比如，变形程度不同)进行大量实验，综合得出。具体的，针对同一型号或者同一批次的轮胎，通过选取特定轮胎扩展到需要扩展的距离，记录此时的发动机的电机驱动扭矩，即：扭矩常量。在实际操作过程中，根据轮胎的参数，如轮胎外径、内径、幅宽参数等，判断轮胎属于哪一个型号或者批次的，然后再调用相应的扭矩常量，对轮胎子口进行扩展。这样，能够防止轮胎扩展不到位或者扩展过量而出现轮胎蹦出的风险。

在以上示例中，电机通过扩展机构对子口进行扩展，扩展机构如图4所示，包括：挡盘1、导杆2、导套3、导杆体4，扩展机构作用在轮胎6上，对轮胎子口5进行扩展，、其中，子口扩展方向为X、轮胎轴向俯视方向为Y、电机为A，电机驱动的连接方式可以是同步带、链条等，即：电机可以通过同步带传递电机驱动扭矩，或者通过链条传递电机驱动扭矩。

本发明实施例的轮胎的子口扩展方法，可以有效避免轮胎因子口扩展过大而蹦出或子口扩展不够而导致光电检测时，图像采集不准确的问题，合理的子口扩展幅度能够保证高品质的X光成像，此外，该方法还可以推广到其他需要运动预设距离的情况，如与内径相关的撑胎动作等，适用性广。

进一步地，本发明的实施例公开了一种轮胎的子口扩展系统，包括：扩展机构，用于对所述子口进行扩展；电机，所述电机用于驱动所述扩展机构，其中，电机为伺服电机；控制器，所述控制器用于对所述电机进行控制，以便所述电机以一定电机转速驱动所述扩展机构对子口进行扩展，并在扩展过程中，检测电机驱动扭矩，以及根据所述电机驱动扭矩的变化情况判断子口扩展幅度是否达到目标，并在判断达到所述目标后控制所述电机停止对所述子口的扩展。其中，所述控制器可以是一个集成的控制器，也可以是多个子控制器。

在本发明的一个实施例中，所述控制器还用于检测轮胎参数，并根据所述轮胎参数从预存的多个扭矩常量中选择与所述轮胎参数匹配的目标扭矩常量，以及根据所述目标扭矩常量控制所述电机驱动所述扩展机构对所述子口进行扩展，在该示例中，多个扭矩常量可以通过实验预先标定得到。

本发明实施例的轮胎的子口扩展系统，可以有效避免轮胎因子口扩展过大而蹦出或子口扩展不够而导致光电检测时，图像采集不准确的问题，合理的子口扩展幅度能够保证高品质的X光成像，此外，该系统还可以推广到其他需要运动预设距离的情况，如与内径相关的撑胎动作等，适用性广。

需要说明的是，本发明实施例的轮胎的子口扩展系统的具体实现方式与本发明实施例的轮胎的子口扩展方法的具体实现方式类似，具体请参见方法部分的描述，为了减少冗余，此处不做赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不是必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种轮胎的子口扩展方法，其特征在于，所述子口扩展由电机驱动，所述方法包括：

通过电机转动带动子口扩展机构进行扩展；

在扩展过程中，检测电机驱动扭矩；

根据所述电机驱动扭矩的变化情况判断子口扩展幅度是否达到目标，并在判断达到所述目标后停止对所述子口的扩展。

2.根据权利要求1所述的轮胎的子口扩展方法，其特征在于，所述根据电机驱动扭矩的变化情况判断子口扩展幅度是否达到目标，包括：

判断所述电机驱动扭矩是否达到目标扭矩；

如果是，则判定所述子口扩展幅度达到目标。

3.根据权利要求2所述的轮胎的子口扩展方法，其特征在于，其中，所述目标扭矩由所述轮胎的重量确定，所述目标扭矩与所述轮胎的重量成正比。

4.根据权利要求1所述的轮胎的子口扩展方法，其特征在于，所述根据电机驱动扭矩的变化情况判断子口扩展幅度是否达到目标，包括：

记录电机驱动扭矩随时间变化的扭矩曲线；

根据所述扭矩曲线的变化趋势判定所述子口扩展幅度达到目标。

5.根据权利要求4所述的轮胎的子口扩展方法，其特征在于，还包括：逐渐增加所述电机驱动扭矩，以避免所述电机驱动扭矩激增。

6.根据权利要求1所述的轮胎的子口扩展方法，其特征在于，以预定的电机转速对子口进行扩展时，还包括：

检测轮胎参数；

根据所述轮胎参数从预存的多个扭矩常量中选择与所述轮胎参数匹配的目标扭矩常量；

根据所述目标扭矩常量对所述子口进行扩展，

其中，所述多个扭矩常量通过实验预先标定得到。

7.根据权利要求6所述的轮胎的子口扩展方法，其特征在于，所述根据电机驱动扭矩的变化情况判断子口扩展幅度是否达到目标，包括：

判断所述电机驱动扭矩是否达到目标扭矩常量；

如果是，则判定所述子口扩展幅度达到目标。

8.一种轮胎的子口扩展系统，其特征在于，包括：

扩展机构，用于对所述子口进行扩展；

电机，所述电机用于驱动所述扩展机构；

控制器，所述控制器用于对所述电机进行控制，以便所述电机以一定转速驱动所述扩展机构对子口进行扩展，并在扩展过程中，检测电机驱动扭矩，以及根据所述电机驱动扭矩的变化情况判断子口扩展幅度是否达到目标，并在判断达到所述目标后控制所述电机停止对所述子口的扩展。

9.根据权利要求8所述的轮胎的子口扩展系统，其特征在于，所述控制器还用于检测轮胎参数，并根据所述轮胎参数从预存的多个扭矩常量中选择与所述轮胎参数匹配的目标扭矩常量，以及根据所述目标扭矩常量控制所述电机驱动所述扩展机构对所述子口进行扩展。

10.根据权利要求8或9所述的轮胎的子口扩展系统，其特征在于，所述电机为伺服电机。

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