CN113834457A - 包布宽度测量方法以及钢丝圈包布缠绕方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种包布宽度测量方法，包括将包布连接至空辊状态的卷曲辊开始第k次复缠，当卷曲辊上已经缠绕的包布长度达到L₀时，开始第k次测量包布的宽度，进行第k+1次复缠，当卷曲辊上已经缠绕的包布长度达到L₀时，结束第k次测量。本发明还提供一种钢丝圈包布缠绕方法，包括如前所述的包布宽度测量方法。采用上述技术方案，本发明的包布宽度测量方法，能够对复缠在卷曲辊上的全部包布进行测宽，并且通过本发明的钢丝圈包布缠绕方法，使用所述包布宽度测量方法获得的第k数组用于在包布向钢丝圈的第k+1次缠绕过程中调整钢丝圈的转速，以达到较好的缠绕效果，提高成品率。

Description

包布宽度测量方法以及钢丝圈包布缠绕方法

技术领域

本发明涉及一种包布宽度测量方法以及钢丝圈包布缠绕方法，属于轮胎生产机械设备技术领域，尤其设计一种钢丝圈自动包布缠绕设备生产线中包布卷曲时宽度值的测量方法。

背景技术

钢丝圈自动包布设备在实际运行中包布的实际宽度与工艺理论宽度存在宽度误差，当实际值大于理论宽度时会造成包布缠绕在钢丝圈上后边缘重叠，当实际值小于理论值时会造成包布缠绕在钢丝圈上的缝隙较大，从而导致次品率提高。针对这种缺陷，可以对包布进行宽度测量，具体而言，如图1所示，将包布10从料卷1上导开后经过导开辊2进入卷曲辊3进行第一次复缠，当第一次复缠到卷曲辊上的包布长度达到第一预设长度L时，将包布裁断，卷曲辊上的包布用于导开后第一次缠绕至钢丝圈上，卷曲辊上的包布经全部导出后形成空辊，完成第一次循环作业过程，然后再将料卷上包布的裁切端连接至卷曲辊开始进行第二次循环作业，以此往复循环。

在复缠过程中，通过测宽传感器4对包布进行间隔性测宽，即当包布每移动第二预设长度d时测量一次包布当前位置的宽度。通常所述第二预设长度d为包布在钢丝圈5上缠绕一周的长度，如图2、图3所示，第二预设长度d与包布缠绕在钢丝圈上的总周数c、缠绕在钢丝圈上的包布总长度s相关，即：

；

。

则有：

；

其中，钢丝圈的整体形状为圆环形，圆环的轴线即为钢丝圈轴线，即垂直于钢丝圈所在平面并穿过钢丝圈中心而形成的轴线，钢丝圈轴线H与包布拉伸方向之间的夹角为β，包布的理论宽度为a、钢丝圈外径为D，b为钢丝圈上相邻周的包布之间的理论螺距。

对于缠绕在钢丝圈上的包布总长度s，可以使用经验值，也可以通过以下方法获得：将钢丝圈模拟形成横截面为多边形的实体环，如图4所示，即钢丝圈的横截面包括多个圆形的单根钢丝截面，所述多边形的每一条边与位于外侧并且排成直线的多个单根钢丝截面相切；计算所述实体环的表面积A；根据所述实体环的表面积A以及包布的理论宽度a计算缠绕在钢丝圈上的包布总长度s，即：

。

由此可得，第二预设长度

。

通过测宽传感器对包布进行间隔性测宽后，根据测量到的宽度值计算出相邻周的包布之间的螺距i，通过该螺距i在包布缠绕时对钢丝圈的转速进行调整，包布机的机头缠绕速度不变，当螺距i大于理论螺距b时，相应地加快钢丝圈的转速，当螺距i小于理论螺距b时，相应地减慢钢丝圈的转速，具体而言，设定的钢丝圈理论转速为v，如果包布在理想状态下宽度始终为理论宽度a，则钢丝圈的转速始终保持为理论转速v，但实际上包布不可能处于理想状态，包布的宽度变化造成螺距i变化，则通过以下公式调整钢丝圈的转速v₀：

。

然而，如图5所示，由于受到机械设备空间位置的限制，测宽传感器与卷曲辊之间存在一定距离，导致测宽工位与卷曲辊之间的包布形成未被测宽段，在卷曲辊复缠开始时未被测宽段的包布首先被复缠到卷曲辊上，该未被测宽段的长度为L₁并且可以预先测量获得，这就导致后续的钢丝圈包布缠绕作业时该未被测宽段无法进行相应地钢丝圈转速调整。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种包布宽度测量方法以及钢丝圈包布缠绕方法，能够对上述现有技术中的所述未被测宽段的宽度进行测量。

为了实现上述目的，本发明的一种包布宽度测量方法，包括：

将包布连接至空辊状态的卷曲辊开始第k次复缠，当卷曲辊上已经缠绕的包布长度达到L₀时，开始第k次测量包布的宽度，并且当包布每移动第二预设长度d时测量一次包布当前位置的宽度，其中，L₀=L-L₁，第一预设长度L为预设的复缠在卷曲辊上的包布总长度，L₁为测宽工位与卷曲辊之间的距离；

当卷曲辊上已经缠绕的包布长度达到第一预设长度L时，将包布切断；

当卷曲辊上的包布经全部导出形成空辊后，进行第k+1次复缠，并且当卷曲辊上已经缠绕的包布长度达到L₀时，结束第k次测量，第k次测量获得的n个宽度值为第k+1次复缠时卷曲辊上的包布间隔第二预设长度d的不同位置宽度值；

第k次测量的n个宽度值分别为a₁、a₂、a₃、……a_n，缠绕在钢丝圈上的包布的螺距i_x为钢丝圈上相邻的两周包布的中心距离，则通过以下公式获得所述螺距i_x：

；

其中，x为整数，且1≤x＜n，β为钢丝圈轴线与包布拉伸方向之间的夹角；

并形成包含i₁、i₂、i₃、……i_x的第k数组。

在复缠时通过复缠伺服电机驱动卷曲辊旋转，当复缠伺服电机旋转角度为360×m时，则判定缠绕在卷曲辊上的包布长度为第一预设长度L，m为包布缠绕在卷曲辊上的圈数，通过以下公式获得圈数m：

，m取正解；

其中，d为卷曲辊的外径，d₁为包布的厚度。

本发明还提供一种钢丝圈包布缠绕方法，包括：

通过如前所述的包布宽度测量方法获得第k数组；

将第k数组中的数值倒置形成第k倒置数组，该第k倒置数组包含W₁、W₂、W₃、……W_x，其中，W₁=i_x，W₂=i_x-1，W₃=i_x-2……W_x=i₁；

将包布向钢丝圈进行第k+1次缠绕，通过缠绕伺服电机驱动钢丝圈转动，当缠绕第h周时，通过以下公式调整钢丝圈转速v₀：

；

其中，v为预设的钢丝圈理论转速。

采用上述技术方案，本发明的包布宽度测量方法，能够对复缠在卷曲辊上的全部包布进行测宽，并且通过本发明的钢丝圈包布缠绕方法，使用所述包布宽度测量方法获得的第k数组用于在包布向钢丝圈的第k+1次缠绕过程中调整钢丝圈的转速，以达到较好的缠绕效果，提高成品率。

附图说明

图1为包布导开至卷曲辊的结构原理示意图。

图2为包布缠绕至钢丝圈的结构原理示意图。

图3为包布缠绕至钢丝圈的局部示意图。

图4为钢丝圈的一种截面结构的示意图。

图5为未被测宽段的示意图。

图6为包布复缠至卷曲辊的结构原理示意图。

具体实施方式

以下通过附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

本发明的一种包布宽度测量方法，包括：

将包布连接至空辊状态的卷曲辊开始第k次复缠，当卷曲辊上已经缠绕的包布长度达到L₀时，开始第k次测量包布的宽度，并且当包布每移动第二预设长度d时测量一次包布当前位置的宽度，其中，L₀=L-L₁，第一预设长度L为预设的复缠在卷曲辊上的包布总长度，L₁为测宽工位与卷曲辊之间的距离；

当卷曲辊上已经缠绕的包布长度达到第一预设长度L时，将包布切断；

当卷曲辊上的包布经全部导出形成空辊后，进行第k+1次复缠，并且当卷曲辊上已经缠绕的包布长度达到L₀时，结束第k次测量，第k次测量获得的n个宽度值为第k+1次复缠时卷曲辊上的包布间隔第二预设长度d的不同位置宽度值；

第k次测量的n个宽度值分别为a₁、a₂、a₃、……a_n，缠绕在钢丝圈上的包布的螺距i_x为钢丝圈上相邻的两周包布的中心距离，则通过以下公式获得所述螺距i_x：

…… （1）

其中，x为整数，且1≤x＜n，β为钢丝圈轴线与包布拉伸方向之间的夹角；

并形成包含i₁、i₂、i₃、……i_x的第k数组。

在所述公式（1）中，如图3所示，由于

，则：

=

；

由此可以得出公式（1）。

在复缠时通过复缠伺服电机驱动卷曲辊旋转，可以通过复缠伺服电机的旋转角度来计算包布的进给长度，从而也可以对已经复缠在卷曲辊上的包布长度进行计算。当复缠伺服电机旋转角度为360×m时，则判定缠绕在卷曲辊上的包布长度为第一预设长度L，m为包布缠绕在卷曲辊上的圈数，通过以下公式获得圈数m：

…… （2）

其中，d为卷曲辊的外径，d₁为包布的厚度，该公式（2）得出的解中如存在正负两个值，则m取正解；

在所述公式（2）中，如图6所示，卷曲辊上第一圈包布的周长为A₁，根据周长计算公式：

；

其中r₁为第一圈包布缠绕后的半径，取卷曲辊的圆心到第一圈包布厚度中间层的距离，即：

；

则：

；

同理，卷曲辊上第二圈包布的周长为A₂，根据周长计算公式：

；

其中r₂为第二圈包布缠绕后的半径，取卷曲辊的圆心到第二圈包布厚度中间层的距离，即：

；

则：

；

以此类推，卷曲辊上第三圈包布的周长为A₃，则：

；

依次类推，卷曲辊上第m圈包布的周长为A_m，则：

；

卷曲辊上的包布总长为第一预设长度L，则：

=

；

由此可以得出公式（2）。

以m=2为例，当m=2时，L=A₁+A₂，带入公式（2）进行验证则有：

；

得出：

;

进而：

；

即：

；

由此可知，等式成立。当然，也可以通过其他现有的常规方式获取包布的进给长度以及卷曲辊上的包布长度，此处不做赘述。

本发明还提供一种钢丝圈包布缠绕方法，包括：

通过如前所述的包布宽度测量方法获得第k数组；

由于复缠完成卷曲辊上的包布向钢丝圈引出时，复缠步骤的料尾将最先接触钢丝圈，所以需要将第k数组中的数值倒置形成第k倒置数组，该第k倒置数组包含W₁、W₂、W₃、……W_x，其中，W₁=i_x，W₂=i_x-1，W₃=i_x-2……W_x=i₁；再开始将包布向钢丝圈进行第k+1次缠绕，通过缠绕伺服电机驱动钢丝圈转动，当缠绕第h周时，通过以下公式调整钢丝圈转速v₀：

；

其中，v为预设的钢丝圈理论转速，h≥2。

采用上述技术方案，本发明的包布宽度测量方法，能够对复缠在卷曲辊上的全部包布进行测宽，并且通过本发明的钢丝圈包布缠绕方法，使用所述包布宽度测量方法获得的第k数组用于在包布向钢丝圈的第k+1次缠绕过程中调整钢丝圈的转速，以达到较好的缠绕效果，提高成品率。

显然，上述实施例仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (3)

1.一种包布宽度测量方法，其特征在于，包括：

将包布连接至空辊状态的卷曲辊开始第k次复缠，当卷曲辊上已经缠绕的包布长度达到L₀时，开始第k次测量包布的宽度，并且当包布每移动第二预设长度d时测量一次包布当前位置的宽度，其中，L₀=L-L₁，第一预设长度L为预设的复缠在卷曲辊上的包布总长度，L₁为测宽工位与卷曲辊之间的距离；

当卷曲辊上已经缠绕的包布长度达到第一预设长度L时，将包布切断；

当卷曲辊上的包布经全部导出形成空辊后，进行第k+1次复缠，并且当卷曲辊上已经缠绕的包布长度达到L₀时，结束第k次测量，第k次测量获得的n个宽度值为第k+1次复缠时卷曲辊上的包布间隔第二预设长度d的不同位置宽度值；

第k次测量的n个宽度值分别为a₁、a₂、a₃、……a_n，缠绕在钢丝圈上的包布的螺距i_x为钢丝圈上相邻的两周包布的中心距离，则通过以下公式获得所述螺距i_x：

；

其中，x为整数，且1≤x＜n，β为钢丝圈轴线与包布拉伸方向之间的夹角；

并形成包含i₁、i₂、i₃、……i_x的第k数组。

2.如权利要求1所述的包布宽度测量方法，其特征在于：

在复缠时通过复缠伺服电机驱动卷曲辊旋转，当复缠伺服电机旋转角度为360×m时，则判定缠绕在卷曲辊上的包布长度为第一预设长度L，m为包布缠绕在卷曲辊上的圈数，通过以下公式获得圈数m：

，m取正解；

其中，d为卷曲辊的外径，d₁为包布的厚度。

3.一种钢丝圈包布缠绕方法，其特征在于，包括：

通过如权利要求1或2所述的包布宽度测量方法获得第k数组；

将第k数组中的数值倒置形成第k倒置数组，该第k倒置数组包含W₁、W₂、W₃、……W_x，其中，W₁=i_x，W₂=i_x-1，W₃=i_x-2……W_x=i₁；

将包布向钢丝圈进行第k+1次缠绕，通过缠绕伺服电机驱动钢丝圈转动，当缠绕第h周时，通过以下公式调整钢丝圈转速v₀：

；

其中，v为预设的钢丝圈理论转速，h≥2。

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