CN114932059B - 一种自修复轮胎的涂胶方法及其设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自修复轮胎的涂胶方法及其设备，通过设置挡板夹紧轮胎，并由驱动辊带动轮胎转动，通过机器人调节喷嘴的喷涂角度和路线。从而实现无论轮胎内衬层胎面区域是否凹凸不平，通过控制驱动辊的转速、喷嘴平移的速度和喷嘴里密封胶的流量，出胶温度等参数，将轮胎内部胎面区域均匀涂上一层厚度一致的密封胶；不仅轮胎内部胎面区域可以涂胶，轮胎内部胎侧区域也可以涂胶。

Description

一种自修复轮胎的涂胶方法及其设备

技术领域

本发明涉及轮胎制造的技术领域，尤其涉及一种自修复轮胎的涂胶方法及其设备。

背景技术

目前，随着新能源汽车的兴起，新能源汽车为了续航里程，让更多的空间放置电池，取消了备胎。当钉子等异物刺入轮胎时，由于无备胎，汽车无法正常行驶，影响车主出行。

现有市场上的全自动修复轮胎，采用热熔离心法涂胶，将块状密封胶通过装置加热，密封胶高温融化成液态密封胶后，使胶的流动性变很大，然后胶排到轮胎内壁，再转动轮胎，使胶布满需要涂覆的区域，使得液态密封胶在自身重力和离心力的作用下，涂覆在轮胎内部，密封胶涂覆过程会形成平整的表面；但轮胎内部通常是凹凸不平的，造成密封胶涂覆的厚度不均；同时，在离心力的作用下，会造成轮胎内涂覆的密封胶呈中间厚两边薄的现象；在钉子等异物刺入密封胶薄的部位时，由于密封胶厚度不够，容易造成轮胎漏气；另外，离心法生产的自修复轮胎，所需要的密封胶较多，轮胎重量增加较多，增加成本及汽车油耗。因此，市场急需一款克服以上问题的自修复轮胎的涂胶方法及配套设备。

发明内容

本发明提供了一种自修复轮胎的涂胶方法及其设备，可以有效解决上述问题。

本发明是这样实现的：

一种自修复轮胎的涂胶方法，包括以下步骤：1)通过控制电脑设定好各项参数，包括轮胎寸别、宽度、扁平比、涂胶重量、涂胶宽度、涂胶时间、涂胶轨迹等参数；2)用激光清洗轮胎内衬胎面的涂胶区域；3)将轮胎放置在两个驱动辊上；4)启动夹紧机构，两块挡板和压辊将轮胎夹紧；5)启动六轴联动系统组件或机器人，机器人控制喷嘴移动，机器人通过A角、B角、C角和X轴、Y轴、Z轴共同调节喷嘴，使得喷嘴对准轮胎的左侧胎侧下部(或右侧胎侧下部)；6)驱动无级变速电机使驱动辊以相同转速运行；6)启动喷胶机构对轮胎内衬实施涂胶：驱动辊带动轮胎转动，喷嘴喷出的密封胶喷涂于轮胎内衬上，机器人控制喷嘴按设定速度从左侧胎侧下部向右侧胎侧下部移动，直至对轮胎的右侧胎侧下部(或左侧胎侧下部)喷涂完成，停止喷胶；7)机器人将喷嘴移出轮胎，松开挡板，取出轮胎即可。

作为进一步改进的，所述喷嘴对准驱动辊上方，喷嘴与轮胎内衬层接触并施加压力。

作为进一步改进的，所述机器人调整轮胎径向平面与涂胶轨迹的夹角以及喷嘴与轮胎和驱动辊接触点切线夹角。

作为进一步改进的，所述喷胶机构涂胶时，机器人调整B角轴、C角轴及Y轴、Z轴后保持不动，通过A角轴和X轴来控制喷嘴沿轮胎表面的涂胶轨迹向涂胶停止位置移动。

作为进一步改进的，所述喷涂厚度为1-10mm。

作为进一步改进的，所述喷涂的出胶温度为50-160℃，较优的80-140℃。

作为进一步改进的，所述喷嘴的喷胶速度为700-2800ml/min，较优的1100-2100ml/min。

作为进一步改进的，所述驱动辊转速为100-300r/min，较优的200-280r/min。

作为进一步改进的，所述喷嘴的移动的距离通过涂胶宽度L确定，并根据涂胶宽度L和涂胶时间T确定喷嘴移动速度V1，并由喷嘴宽度L2和涂胶时间T及涂胶宽度L确定轮胎转动圈数N。涂胶总重量M和涂胶时间T确定喷嘴流量C。具体计算公式：V1＝L/T、C＝M/(p*T)p密封胶密度、N＝L/(a*L2)a代表系数。

一种自修复轮胎的涂胶设备，包括机架，设有相对的两块挡板，挡板内侧与轮胎对应位置设有滚珠；驱动辊设有两个，水平间隔设于挡板下端；喷嘴弯折设置；以上结构设于机架上，并通过控制机构控制运行。

作为进一步改进的，所述挡板与夹紧机构连接，夹紧机构控制一块挡板或两块挡板实现夹紧。

作为进一步改进的，所述驱动辊与无级变速电机连接，两个驱动辊单独驱动或联动；所述驱动辊贯穿一块挡板和挡板间距或贯穿两块挡板设置。

作为进一步改进的，所述喷嘴连接喷胶机构，并安装于六轴联动系统组件或机器人上。

作为进一步改进的，所述机架上还可以装配激光清洗机构，并通过输送带将清洗好的轮胎输送到自修复轮胎的涂胶设备，形成清洗和轮胎自修复涂胶一体化设备。

作为进一步改进的，所述控制机构为电脑，控制夹紧机构、无级变速电机、伺服电机、喷胶机构和机器人的运行。

作为进一步改进的，所述驱动辊表面设有粗糙纹路。

所述挡板上方的机架上装配有一对压辊，压辊连接有伺服电机控制升降，当轮胎放在驱动辊上，挡板夹紧轮胎时，压辊下降与轮胎接触，压住轮胎，防止涂胶时轮胎向上窜动。

本发明的有益效果是：该自修复轮胎的涂胶方法及其设备，无论轮胎内衬层胎面区域是否凹凸不平，通过控制驱动辊的转速、喷嘴平移的速度和喷嘴里密封胶的流量，将轮胎内部胎面区域均匀涂上一层厚度一致的密封胶；不仅轮胎内部胎面区域可以涂胶，轮胎内部胎侧区域也可以涂胶。此方法及其设备不仅可以对乘用车胎进行涂胶，还可以对两轮车胎及货车胎和大型工程车胎都能进行涂胶，具有良好的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是本发明实施例提供的自修复轮胎的涂胶设备的结构示意图。

图2是本发明实施例提供的自修复轮胎的涂胶设备的夹持轮胎示意图。

图3是本发明实施例提供的自修复轮胎的涂胶设备的喷嘴调节示意图。

图4是本发明实施例提供的自修复轮胎的涂胶设备的涂胶示意图。

附图标记：

1-轮胎；2-第一驱动辊；3-第二驱动辊；4-第一挡板；5-第二挡板；6-喷嘴；7-压辊；8-激光清洗轮胎内部涂胶区域；8A-涂胶起始位置；8B-涂胶结束位置；9-滚珠。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参照图1所示，一种自修复轮胎的涂胶方法，包括以下步骤：1)通过控制电脑设定好各项参数；2)用激光清洗轮胎内衬胎面的涂胶区域8；3)将轮胎1放置在第一驱动辊2和第二驱动辊3上；4)启动夹紧机构，第一挡板4和第二挡板5以及压辊7将轮胎夹紧将轮胎1夹紧；5)启动六轴联动系统组件或机器人，机器人控制喷嘴6移动，机器人通过A角、B角、C角和X轴、Y轴、Z轴共同调节喷嘴6，使得喷嘴6对准轮胎1的左侧胎侧下部；6)驱动无级变速电机使第一驱动辊2和第二驱动辊3以相同转速运行；7)启动喷胶机构对轮胎1内衬实施涂胶：第一驱动辊2和第二驱动辊3带动轮胎1转动，喷嘴6喷出的密封胶喷涂于轮胎1内衬上，机器人控制喷嘴6按设定速度从左侧胎侧下部的涂胶起始位置8A向右侧胎侧下部的涂胶结束位置8B移动，直至对轮胎的右侧胎侧下部的涂胶结束位置8B喷涂完成，停止喷胶；8)机器人将喷嘴6移出轮胎，松开第一挡板4和第二挡板5，取出轮胎1即可。

进一步地，所述喷嘴6对准第一驱动辊2或第二驱动辊3上方，喷嘴6与轮胎1内衬层接触并施压5N-20N的压力，喷涂外观美观，不易脱胶。

进一步地，所述轮胎1径向平面与涂胶轨迹的夹角为3°-20°；所述喷嘴6对准第一驱动辊2或第二驱动辊3，喷嘴6与轮胎1和第一驱动辊2或第二驱动辊3接触点切线夹角为50°-90°。使得在喷嘴6喷胶过程不重复对同一位置喷涂，并相互连接，形成厚度均匀的胶层。

进一步地，所述喷胶机构涂胶时，机器人调整B角轴、C角轴Y轴及Z角轴后保持不动，通过X轴和A角轴来控制喷嘴6沿轮胎表面的涂胶轨迹向涂胶停止位置移动。

进一步地，所述喷涂厚度为1-10mm；所述喷涂的出胶温度为50-160℃，较优的80-140℃。

进一步地，所述喷嘴6的喷胶速度为700-2800ml/min，较优的1100-2100ml/min。

进一步地，所述第一驱动辊2和第二驱动辊3转速为100-300r/min，较优的200-280r/min。

进一步地，所述喷嘴6的移动的距离通过涂胶宽度L确定，并根据涂胶宽度L和涂胶时间T确定喷嘴6移动速度V1，并由喷嘴6宽度L2和涂胶时间T及涂胶宽度L确定轮胎1转动圈数N。涂胶总重量M和涂胶时间T确定喷嘴流量C。具体计算公式：V1＝L/T、C＝M/(p*T)p密封胶密度、N＝L/(a*L2)a代表系数。

一种自修复轮胎的涂胶设备，包括机架，设有相对的第一挡板4和第二挡板5，第一挡板4和第二挡板5内侧与轮胎1对应位置设有滚珠9；驱动辊设有两个，水平间隔设于第一挡板4和第二挡板5下端；喷嘴6弯折设置；以上结构设于机架上，并通过控制机构控制运行。

进一步地，所述第一挡板4和第二挡板5与夹紧机构连接，夹紧机构控制一块挡板或两块挡板实现夹紧。

进一步地，所述驱动辊与无级变速电机连接，两个驱动辊单独驱动或联动；所述驱动辊贯穿一块挡板和挡板间距或贯穿两块挡板设置。

进一步地，所述喷嘴6连接喷胶机构，并安装于六轴联动系统组件或机器人上。

进一步地，所述挡板上方的机架上装配有一对压辊7，压辊7连接有伺服电机控制升降，当轮胎1放在第一驱动辊2和第二驱动辊3上，第一挡板4和第二挡板5夹紧轮胎时，压辊7下降与轮胎1接触，压住轮胎1，防止涂胶时轮胎1向上窜动。

进一步地，所述机架上还装配激光清洗机构，并通过输送带将清洗好的轮胎输送到自修复轮胎的涂胶设备，形成清洗和轮胎自修复涂胶一体化设备。

进一步地，所述控制机构为电脑，控制夹紧机构、无级变速电机、伺服电机、喷胶机构、机器人和激光清洗机构的运行。

进一步地，所述第一驱动辊2和第二驱动辊3表面设有粗糙纹路。

具体实施过程：

1、将轮胎1放置在第一驱动辊2和第二驱动辊3上，第一挡板4和第二挡板5将轮胎1给夹住，防止轮胎1转动时来回摆动，第一挡板4和第二挡板5上的滚珠9跟随轮胎转动而转动，第一驱动辊2和第二驱动辊3以一定速度转动，转动方向与轮胎1转动方向相反。

2、通过涂胶宽度L和涂胶时间T来确定机器人上的喷嘴6移动速度V1，喷嘴6宽度L2和涂胶时间T和涂胶宽度L来确定轮胎转动圈数N。涂胶重量M和涂胶时间T来确定涂胶喷6嘴流量C。通过涂胶宽度L、涂胶时间T、喷嘴6移动速度V1，喷嘴6宽度L2、涂胶轮胎1转动圈数N、涂胶重量M和喷嘴6流量C来匹配达到最佳均匀的自修复轮胎密封胶涂层；具体计算公式：V1＝L/T、C＝M/(p*T)p密封胶密度、N＝L/(a*L2)a代表系数。

3、喷嘴6通过机器人转动X轴、Y轴、Z轴和A角轴、B角轴、C角轴将喷嘴6移动到轮胎1内部内衬层区域的涂胶起点(5A)位置，与轮胎1接触，密封胶以一定的流量流出，喷嘴6向涂胶结束位置(5B)方向沿轮胎曲面轨迹移动，移动到涂胶结束位置(5B)，密封胶从喷嘴6停止流出，机器人将喷嘴6从轮胎移出，自修复轮胎涂胶完成。

3、喷嘴6在轮胎内流出的密封胶与轮胎径向呈3°-20°，为了更好的让喷嘴6流出的密封胶与轮胎1上的密封胶接触更加均匀，不留出沟壑，优选喷嘴6流出的密封胶与轮胎径向呈5°-8°。

4、喷嘴6通过机器人转动X轴、Y轴、Z轴和A角轴、B角轴、C角轴移动到轮胎1涂胶起始位置时，在驱动辊3上方，喷嘴6与第二驱动辊3接触点切线呈50°-90°，为了喷嘴6向轮胎内部表面施压5N-20N，施加力通过轮胎传到第二驱动辊3上，优选喷嘴6与第二驱动辊3接触点切线呈60°-70°。锁定机器人A角轴和C角轴及Y轴不移动，控制X轴、Z轴和B轴移动或转动来控制喷嘴6沿轮胎1表面的涂胶轨迹向涂胶停止位置移动。

应用中，使用轮胎规格215/55R16的乘用车胎，涂胶重量在0.4kg-4kg，涂胶宽度在100-195mm,涂胶厚度1-10mm,涂胶时间30S-200S。为了轮胎自修复性能优越，优选涂胶重量在1.5-2kg，涂胶宽度在150-180mm,涂胶厚度3.5-6mm，涂胶时间50S-70S。为了降低轮胎滚动阻力，最优选涂胶重量在1.5-1.6kg，涂胶宽度在175mm-180mm,涂胶厚度在4-5mm,涂胶时间在55-60S。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种自修复轮胎的涂胶方法，其特征在于，包括以下步骤：1）通过控制电脑设定好各项参数；2）用激光清洗轮胎内衬胎面的涂胶区域；3）将轮胎放置在两个驱动辊上；4）启动夹紧机构，两块挡板和压辊将轮胎夹紧；5）启动机器人，机器人控制喷嘴移动，机器人通过A角轴、B角轴、C角轴和X轴、Y轴、Z轴共同调节喷嘴，使得喷嘴先对准轮胎的左侧胎侧下部；6)驱动无级变速电机使驱动辊以相同转速运行；6）启动喷胶机构对轮胎内衬实施涂胶：驱动辊带动轮胎转动，喷嘴喷出的密封胶喷涂于轮胎内衬上，机器人控制喷嘴按设定速度从左侧胎侧下部向右侧胎侧下部移动，直至对轮胎的右侧胎侧下部喷涂完成，停止喷胶；7）机器人将喷嘴移出轮胎，松开挡板，取出轮胎即可；

所述喷嘴对准第一驱动辊或第二驱动辊上方，喷嘴与轮胎内衬层接触并施压5N-20N的压力；所述轮胎径向平面与涂胶轨迹的夹角为3°-20°；所述喷嘴与轮胎和第一驱动辊或第二驱动辊接触点切线夹角为50°-90°；

所述喷涂厚度1~10mm，所述喷涂的出胶温度为 50~160℃；所述喷嘴的喷胶速度为700-2800ml/min；所述驱动辊转速为100-300r/min。

2.根据权利要求1所述的自修复轮胎的涂胶方法，其特征在于，所述喷胶机构涂胶时，机器人调整B角轴、C角轴及Y轴、Z轴后保持不动，通过A角轴和X轴来控制喷嘴沿轮胎表面的涂胶轨迹向涂胶停止位置移动。

3.根据权利要求1所述的自修复轮胎的涂胶方法，其特征在于，所述喷嘴的移动的距离通过涂胶宽度L确定，并根据涂胶宽度L和涂胶时间T确定喷嘴移动速度V1，并由喷嘴宽度L2和涂胶时间T及涂胶宽度L确定轮胎转动圈数N；涂胶总重量M和涂胶时间T确定喷嘴流量C。

4.根据权利要求1所述的一种自修复轮胎的涂胶方法，其特征在于，涂胶方法采用涂胶设备实现，所述涂胶设备包括机架，设有相对两块挡板，挡板内侧与轮胎对应位置设有滚珠；驱动辊设有两个，水平间隔设于挡板下端；喷嘴弯折设置；以上结构设于机架上，并通过控制机构控制运行。

5.根据权利要求4所述的自修复轮胎的涂胶方法，其特征在于，所述挡板与夹紧机构连接；所述驱动辊与无级变速电机连接；所述喷嘴连接喷胶机构，并安装于机器人上；所述挡板上方的机架上装配有一对压辊，压辊连接有伺服电机控制升降。

6.根据权利要求4所述的自修复轮胎的涂胶方法，其特征在于，所述控制机构为电脑，控制夹紧机构、无级变速电机、伺服电机、喷胶机构和机器人的运行。

7.根据权利要求5所述的自修复轮胎的涂胶方法，其特征在于，所述夹紧机构控制一块挡板或两块挡板实现夹紧；所述无级变速电机控制两个驱动辊单独驱动或联动，驱动辊贯穿一块挡板和挡板间距或贯穿两块挡板设置；所述驱动辊表面设有粗糙纹路。