CN113804682A - 一种基于plc的轮胎辅助检测单元及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于PLC的轮胎辅助检测单元，包括底座，底座的一端安装有带束鼓机构，所述底座的另一端安装有三轴移动机构，三轴移动机构安装有相机检测系统，所述相机检测系统包括安装于三轴移动机构上的固定框架，固定框架的外侧安装有触摸屏。本发明在自动模式下系统按照预先设置好的三维位置参数进行移动，到达位置后位置传感器会自动检测位置是否一致，当位置不一致时会自动进行调节，这样减少了人工频繁调整位置的时间，提高了工作效率并且位置准确度高，在轮胎缠绕过程中成功率高，减少报废率，减少企业成本。

Description

一种基于PLC的轮胎辅助检测单元及其控制方法

技术领域

本发明涉及轮胎加工检测领域，具体为一种基于PLC的轮胎辅助检测单元及其控制方法。

背景技术

带束层又称支撑层，硬缓冲层，稳定层。指在子午线轮胎和带束斜交轮胎的胎面基部下，沿胎面中心线圆周方向箍紧胎体的材料层。它除了起缓和冲击的作用外，主要起箍紧胎体的作用；对于子午线轮胎来说，它还是主要受力部件。故应采用高强力、高模量和小角度排列的帘线作其增强材料，同时覆以高定伸、高硬度胶料。

由于轮胎制造行业对轮胎生产质量严格要求，在轮胎生产过程中对轮胎带束缠绕过程中增加相机检测系统，然而大多数检测相机都是固定位置拍照，这样会造成相机拍照不全，拍照效果差，检测结果不良，增加轮胎生产报废数量，增加生产成本。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于PLC的轮胎辅助检测单元及其控制方法，解决了背景技术中的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于PLC的轮胎辅助检测单元，包括底座，底座的一端安装有带束鼓机构，所述底座的另一端安装有三轴移动机构，三轴移动机构上安装有相机检测系统，所述相机检测系统包括安装于三轴移动机构上的固定框架，固定框架的外侧安装有触摸屏，固定框架内设有工控机组件、通讯接口、电源、相机组件和激光器，且相机组件和激光器均位于固定框架靠近带束鼓机构的一侧，所述触摸屏、电源、通讯接口、以及三轴移动机构内的X轴伺服电机、Y轴伺服电机、Z轴伺服电机、位置传感器均与工控机组件电连接，激光器控制单元分别与激光器、通讯接口电连接，相机组件与通讯接口连接。

进一步限定，所述相机组件采用面阵相机或线阵相机。

进一步限定，所述带束鼓机构材质为碳钢、铝合金或不锈钢。

进一步限定，所述通讯接口包括以太网口、usb口、rs232、rs485。

进一步限定，所述激光器控制单元包括PLC和激光驱动器。

另一方面，如上述任意项所述的一种基于PLC的轮胎辅助检测单元的控制方法，其中包括如下步骤：

于X轴伺服电机、Y轴伺服电机、Z轴伺服电机移动至起始位置状态下，获取当前轮胎特征参数，根据所述特征参数设定相机组件相对于带束鼓机构的X轴、Y轴、Z轴移动位置参数；

带束鼓机构移动至输送带带束起点；

调整所述X轴伺服电机、Y轴伺服电机、Z轴伺服电机以使得X轴位置、Y轴位置、Z轴位置匹配相机组件；

带束鼓机构转动贴合轮胎带束，相机拍取完整带束贴合图片以判断轮胎带束的贴合状态；

于轮胎带束的贴合状态下检测其他带束与胎面贴合，于所述其他带束与胎面贴合的状态下完成检测。

优选地，上述任一项所述的一种基于PLC的轮胎辅助检测单元的控制方法，其中，调整所述X轴伺服电机、Y轴伺服电机、Z轴伺服电机以使得X轴位置、Y轴位置、Z轴位置匹配相机组件具体包括：

相机组件的机头移动至带束X轴设定位置，位置传感器检测相机组件移动后X轴位置是否位于带束鼓机构左右的中心位置，若X轴移动位置与位置传感器确认不一致，反馈给X轴伺服电机进行微调以完成位置一致；

相机组件机头移动至带束Y轴设定位置，位置传感器检测相机组件移动后Y轴位置是否位于带束鼓上下的中心位置，如Y轴移动位置与位置传感器确认不一致，反馈给Y轴伺服电机控制进行微调以完成位置一致；

相机组件机头移动至带束Z轴设定位置，位置传感器检测相机组件移动后Z轴位置是否位于带束鼓前后的中心位置，如Z轴移动位置与位置传感器确认不一致，反馈给Z轴伺服电机控制进行微调以完成位置一致；

再一方面，如上述任意项任一项所述的一种基于PLC的轮胎辅助检测单元的控制方法，包括如下步骤：

通过触摸屏手动对X轴伺服电机、Y轴伺服电机、Z轴伺服电机进行调节使三维坐标移动至位置传感器位置；

于三维坐标按照设定参数移动匹配位置传感器的状态下，带束鼓机构转动开始贴合带束；

相机组件拍取完整带束贴合图片并检测贴合是否合格，如检测轮胎贴合不合格设备报警停机由人工处理并纠偏，人工处理后确认报警复位；

带束贴合成功的状态下进入其他带束与胎面贴合。

本发明具备以下有益效果：本发明在自动模式下系统按照预先设置好的三维位置参数进行移动，到达位置后位置传感器会自动检测位置是否一致，当位置不一致时会自动进行调节，这样减少了人工频繁调整位置的时间，提高了工作效率并且位置准确度高，在轮胎缠绕过程中成功率高，减少报废率，减少企业成本；对于一些非标准轮胎，可以在手动模式下人工操作调节相机组件拍照系统位置，然后再进行轮胎缠绕检测，这样增加了设备的实用性及通用性，对不同型号尺寸轮胎都能进行调节检测。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明相机检测系统结构示意图；

图3为本发明控制流程图；

图4为本发明的控制框图。

图中：1、底座；2、相机检测系统；21、触摸屏；22、电源；23、通讯接口；24、激光器；25、激光器控制单元；26、相机组件；27、工控机组件；28、固定框架；3、三轴移动机构；4、带束鼓机构；5、位置传感器。

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。

请参阅图1、2和4，本发明提供一种技术方案：一种基于PLC的轮胎辅助检测单元，包括底座1，底座1的一端安装有带束鼓机构4，带束鼓机构4材质为碳钢、铝合金或不锈钢，底座1的另一端安装有三轴移动机构3，三轴移动机构3包括门字形支架，门字形支架的两端底部通过Y轴伺服电机与底座1上的导轨套接，门字形顶端内侧的导轨上通过X轴伺服电机安装有竖向导轨，竖向导轨上通过Z轴伺服电机安装相机检测系统2，相机检测系统2包括安装于三轴移动机构3上的固定框架28，机构框架材质为铝合金、碳钢和不锈钢的其中一种，固定框架28的外侧安装有触摸屏21，固定框架28内设有工控机组件27、通讯接口23、电源22、相机组件26、激光器控制单元25和激光器24，相机组件26采用面阵相机或线阵相机，通讯接口23包括以太网口、usb口、rs232、rs485，用于实现无线或有线控制，激光器控制单元25包括PLC和激光驱动器，工控机组件27为工业电脑，也可用工业一体机，且相机组件26和激光器24均位于固定框架28靠近带束鼓机构4的一侧，触摸屏21、电源22、通讯接口23、以及三轴移动机构3内的X轴伺服电机、Y轴伺服电机、Z轴伺服电机、位置传感器5均与工控机组件27电连接，激光器控制单元25分别与激光器24、通讯接口23电连接，相机组件26与通讯接口23连接。

参阅图3，一种基于PLC的轮胎辅助检测单元的控制方法，包括自动模式和手动模式，自动模式包括如下步骤：

A、启动设备在自动模式下，首先系统自动将X轴伺服电机、Y轴伺服电机、Z轴伺服电机移动至零位；

B、根据不同型号轮胎尺寸设定相机组件26相对于带束鼓机构4的X轴、Y轴、Z轴移动位置参数，准备进入步骤C；

C、带束鼓机构4移动至输送带带束起点，预备贴合轮胎带束，准备进入步骤D；

D、相机组件26的机头移动至带束X轴设定位置，位置传感器5检测相机组件26移动后X轴位置是否位于带束鼓机构4左右的中心位置，若X轴移动位置与位置传感器5确认不一致，反馈给X轴伺服电机进行微调，调整完成位置一致后，准备进入步骤E；

E、相机组件26机头移动至带束Y轴设定位置，位置传感器5检测相机组件26移动后Y轴位置是否位于带束鼓上下的中心位置，如Y轴移动位置与位置传感器5确认不一致，反馈给Y轴伺服电机控制进行微调，调整完成位置一致后，准备进入步骤F；

F、相机组件26机头移动至带束Z轴设定位置，位置传感器5检测相机组件26移动后Z轴位置是否位于带束鼓前后的中心位置，如Z轴移动位置与位置传感器5确认不一致，反馈给Z轴伺服电机控制进行微调，调整完成位置一致后，准备进入步骤G；

G、以上三维位置按照设定参数移动并与位置传感器5保持一致，此时位置无误后带束鼓机构4转动开始贴合带束，带束贴合完成后，准备进入步骤H；

H、相机拍取完整带束贴合图片并检测贴合是否合格，如检测轮胎贴合不合格设备报警停机由人工处理并纠偏，人工处理后确认报警复位，准备进入步骤I；

I、带束贴合合格进入其他带束与胎面贴合，此步骤完成后循环进入步骤C进行循环贴合其他带束与胎面；

J、所有带束与胎面贴合完成相机检测都合格，此产品贴合完成。

手动模式包括如下步骤：

K、手动模式下，人工通过触摸屏21手动对X轴伺服电机、Y轴伺服电机、Z轴伺服电机进行调节使三维坐标移动至位置传感器5位置，准备进入步骤L；

L、以上三维位置按照设定参数移动并与位置传感器5保持一致，此时位置无误后带束鼓机构4转动开始贴合带束，带束贴合完成后，准备进入步骤M；

M、相机组件26拍取完整带束贴合图片并检测贴合是否合格，如检测轮胎贴合不合格设备报警停机由人工处理并纠偏，人工处理后确认报警复位，准备

进入步骤N；

N、带束贴合合格进入其他带束与胎面贴合，此步骤完成后设备停止，等待人工手动操作启动进入其他带束与胎面贴合。

本发明在自动模式下系统按照预先设置好的三维位置参数进行移动，到达位置后位置传感器5会自动检测位置是否一致，当位置不一致时会自动进行调节，这样减少了人工频繁调整位置的时间，提高了工作效率并且位置准确度高，在轮胎缠绕过程中成功率高，减少报废率，减少企业成本；对于一些非标准轮胎，可以在手动模式下人工操作调节相机组件26拍照系统位置，然后再进行轮胎缠绕检测，这样增加了设备的实用性及通用性，对不同型号尺寸轮胎都能进行调节检测。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种基于PLC的轮胎辅助检测单元，包括底座，底座的一端安装有带束鼓机构，其特征在于：所述底座的另一端安装有三轴移动机构，三轴移动机构上安装有相机检测系统，所述相机检测系统包括安装于三轴移动机构上的固定框架，固定框架的外侧安装有触摸屏，固定框架内设有工控机组件、通讯接口、电源、相机组件和激光器，且相机组件和激光器均位于固定框架靠近带束鼓机构的一侧，所述触摸屏、电源、通讯接口、以及三轴移动机构内的X轴伺服电机、Y轴伺服电机、Z轴伺服电机、位置传感器均与工控机组件电连接，激光器控制单元分别与激光器、通讯接口电连接，相机组件与通讯接口连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于PLC的轮胎辅助检测单元，其特征在于：所述相机组件采用面阵相机或线阵相机。

3.根据权利要求2所述的一种基于PLC的轮胎辅助检测单元，其特征在于：所述带束鼓机构材质为碳钢、铝合金或不锈钢。

4.根据权利要求3所述的一种基于PLC的轮胎辅助检测单元，其特征在于：所述通讯接口包括以太网口、usb口、rs232、rs485。

5.根据权利要求1所述的一种基于PLC的轮胎辅助检测单元，其特征在于：所述激光器控制单元包括PLC和激光驱动器。

6.如权利要求1-5任一项所述的一种基于PLC的轮胎辅助检测单元的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

于X轴伺服电机、Y轴伺服电机、Z轴伺服电机移动至起始位置状态下，获取当前轮胎特征参数，根据所述特征参数设定相机组件相对于带束鼓机构的X轴、Y轴、Z轴移动位置参数；

带束鼓机构移动至输送带带束起点；

调整所述X轴伺服电机、Y轴伺服电机、Z轴伺服电机以使得X轴位置、Y轴位置、Z轴位置匹配相机组件；

带束鼓机构转动贴合轮胎带束，相机拍取完整带束贴合图片以判断轮胎带束的贴合状态；

于轮胎带束的贴合状态下检测其他带束与胎面贴合，于所述其他带束与胎面贴合的状态下完成检测。

7.根据权利要求6所述的一种基于PLC的轮胎辅助检测单元的控制方法，其特征在于，调整所述X轴伺服电机、Y轴伺服电机、Z轴伺服电机以使得X轴位置、Y轴位置、Z轴位置匹配相机组件具体包括：

相机组件的机头移动至带束X轴设定位置，位置传感器检测相机组件移动后X轴位置是否位于带束鼓机构左右的中心位置，若X轴移动位置与位置传感器确认不一致，反馈给X轴伺服电机进行微调以完成位置一致；

相机组件机头移动至带束Y轴设定位置，位置传感器检测相机组件移动后Y轴位置是否位于带束鼓上下的中心位置，如Y轴移动位置与位置传感器确认不一致，反馈给Y轴伺服电机控制进行微调以完成位置一致；

相机组件机头移动至带束Z轴设定位置，位置传感器检测相机组件移动后Z轴位置是否位于带束鼓前后的中心位置，如Z轴移动位置与位置传感器确认不一致，反馈给Z轴伺服电机控制进行微调以完成位置一致；

8.如权利要求1-5任一项所述的一种基于PLC的轮胎辅助检测单元的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

通过触摸屏手动对X轴伺服电机、Y轴伺服电机、Z轴伺服电机进行调节使三维坐标移动至位置传感器位置；

于三维坐标按照设定参数移动匹配位置传感器的状态下，带束鼓机构转动开始贴合带束；

相机组件拍取完整带束贴合图片并检测贴合是否合格，如检测轮胎贴合不合格设备报警停机由人工处理并纠偏，人工处理后确认报警复位；

带束贴合成功的状态下进入其他带束与胎面贴合。

Images