SE502508C2 - Styrsystem och förfarande vid beläggning av en stomme med en slitbana - Google Patents

Description

502 508 10 15 20 25 30 35 2 Således är kassationsgraden besvärande hög och den slutliga produktens kvalitet sämre än vad som är önskvärt, framför allt i vissa tillämpningar, såsom däcksregummering och annan regummering där stommen ej är nytillverkad utan endast rekonditionerad inför beläggningsprocessen.

Gummiförbrukningen är vid den kända tekniken högre än vid en optimal teknik. I de stora tillverkningsserier som det ofta är fråga om inom detta teknikomràde är varje spa- rat gram gummi intresssant ur många aspekter, inte minst ekonomiska, varför det finns ett stort behov av en teknik som minimerar gummiåtgången.

Orsakerna till problemen är framför allt en alltför grov och onoggrann styrning av själva gummipàläggningen som antingen inte tar hänsyn till variationer i en stomme eller mellan stommar av samma typ, såsom främst vid den förstnämnda kända tekniken, och/eller överkompenserar för felen såsom vid båda de kända teknikerna. kan därför fortplantas genom gummibanan som blir ojämn.

Fel i stommen För mycket gummi läggs på för att med säkerhet uppnå en önskad minimitjocklek. Tekniken med okulärbesiktning för jämförelse med mall leder dessutom till onödig gummiför- brukning genom människans oförmåga till exakt avläsning av resultatet, varför gummiskiktet för att med säkerhet täcka mallen blir tjockare än nödvändigt.

Vidare har man ingen produktionstekniskt och -ekono- miskt rationell metod för att kontrollera stommens kvali- tet vilken kan skifta avsevärt, framför allt i vissa till- lämpningar såsom däcksregummering och annan regummering.

Detta innebär_i kombination med ovannämnda styrproblem att snedhet eller annan ett fel i stommen, såsom ovalitet, olikformighet som ej är avsedd, fortplantas genom gummiba- nan och ger en ojämn slutprodukt, som alltför ofta måste kasseras. Detta leder till onödigt höga produktionskostna- der, slöseri med råvaror och energi, reklamationer och kan till och med ge en farlig slutprodukt, som i värsta fall passerar slutkontrollen. Vid den andra tekniken kan man korrigera vissa fel men även här fortplantas exempelvis 10 15 20 25 30 35 502 sus 3 ovalitet samt mer lokala fel som inte uppträder under ett helt varv. Dessutom finns vid snedhet, i den meningen att ett parti av stommen har mindre eller större diameter än vad som antas i processen, en risk för att den pålagda gummibanan, som i och för sig ger en med mallen ungefärli- gen överensstämmande profil, i detta parti blir tjockare eller tunnare än vad som är lämpligt.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att åstad- komma ett styrsystem och ett förfarande vid beläggning av en stomme med en slitbana, exempelvis en gummibana vilka ger en avsevärt förbättrad slutprodukt.

Ett annat ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en styrsystem och ett förfarande vid beläggning av en stomme med en slitbana vilka ger en optimal process vad gäller materialàtgången. Ändamålen löses med ett styrsystem resp ett förfaran- de av inledningsvis nämnda slag vilka ges de särdrag som framgår av den kännetecknande delen av patentkraven 1 res- pektive 7.

Detta styrsystem och detta förfarande gör det möjligt att på ett avsevärt mer kontrollerat sätt styra belägg- ningen av stommen. Osäkerhetsfaktorn i form av människan för övervakning av den resulterande profilen är eliminerad och ersatt av en maskinell återkoppling som under pågående beläggning registrerar resultatet av beläggningen och återför denna information för eventuell korrigering av styrparametrar. Denna automatiska återkoppling ger hög noggrannhet i beläggningsprocessen och ger en minskad ma- terialátgàng.

En särskild fördel är att detektorn och datorn i àterkopplingsgrenen dels kan användas för styrningen av beläggningen, dels kan användas för att snabbt kontrollera stommens kvalitet före påförandet av slitbanan varigenom fler felaktiga stommar än med känd teknik kan sorteras bort för att därigenom avsevärt minska kassationen vid slutkontrollen och ytterligare öka slutproduktens kvali- tet. 502 508 10 15 20 25 30 35 4 Nedan kommer en utföringsform av föreliggande uppfin- ning att beskrivas under hänvisning till bifogade rit- ningar, på vilka: Fig 1 schematiskt visar en maskin, innefattande en del av ett styrsystem enligt uppfinningen, för beläggning av en stomme med en slitbana.

Fig 2 i blockschemaform visar huvuddelarna i styrsys- temet enligt uppfinningen.

Fig 3 schematiskt visar styrning, i enlighet med upp- finningen, av en azimutvinkel.

Fig 4 schematiskt visar styrning, i enlighet med upp- finningen, av förhållandet mellan stommens rotationshas- tighet och strängens utmatningshastighet.

På ritningarna visas styrsystemet enligt uppfinningen tillämpat på en maskin för regummering av däck. Detta är endast ett exempel på hur styrsystemet enligt uppfinningen kan tillämpas. Denna utföringsform samt ett förfarande i enlighet med uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare i exemplifierande syfte.

I fig 1 visas schematiskt en i och för sig känd maskin 1 för däcksregummering. Denna maskin 1 innefattar en enhet 2 för beredning av gummimassa. I denna enhet in- går bland annat en extruderl Ett aggregat, som uppvisar rullar 3, utmatar gummimassan och formar den till en sträng 4 med ett rektangulärt tvärsnitt. En beläggnings- enhet 5 påför gummisträngen på en däcksstomme 6, vars periferi visas med en streck-prickad linje. Däcksstommen 6 är roterbart anordnad på ett stativ 7, och närmare bestämt på ett nav 8 som är en del av stativet 7. Stommens 6 rota- tion åstadkommes med en motor 9. Stativet 7 är vridbart förbundet med resten av maskinen 1. Vridaxeln är betecknad A-A och kallas azimutaxel och stativet 7 vid vridning kring denna axel A-A erhåller en viss azimutvinkel i för- hållande till ett utgångsläge. Stativet 7 kan ges olika lutning, för inställning av stativet 7 efter olika stom- diametrar, med hjälp av ett kolv-cylinderaggregat 10, som vrider stativet 7 runt en axel ll. 10 15 20 25 30 35 ,5o2'5os 5 I fig 1 visas även delar som är karakteristiska för styrsystemet enligt uppfinningen, nämligen en detektor, som här är en kamera, 12 och ett med stativet 7 förbundet kamerastativ 13, pà vilket kameran är förskjutbart anord- nad.

I fig 2 visas i blockschemaform huvuddelarna i styr- systemet enligt uppfinningen. Huvuddelarna kan indelas i tre grupper, nämligen kameran 12 med en tillhörande dator 14; en styrenhet 15 och maskinen 1; och en PC 16.

Styrenheten 15, som exempelvis kan vara ett PLC-sys- tem, är den del som aktivt arbetar mot maskinen 1 och styr själva beläggningsprocessen. Styrenhetens 15 arbete kommer att beskrivas utförligare nedan.

Datorn 14 erhåller bildinformation rörande gummiba- nans profil frán kameran 12 och information om aktuell vald profil och máttoleranser rörande den valda profilen från PC:n 16. Med hjälp av informationen från PC:n 16 och kameran 12 bestämmer datorn 14 om korrigeringar av styr- ningen behöver göras och skickar i så fall korrigerings- signaler till styrenheten 15. Datorns 14 arbete kommer att beskrivas närmare nedan.

PC:n 16 är sammankopplad med styrenheten 15 och med datorn 14. Med hjälp av PC:n 16 kommunicerar operatören med resten av systemet och väljer bland annat program efter typ av stomme 6. Vidare kan operatören exempelvis inmata uppgifter om däcksdimension, mönstertyp och tjock- lek hos gummibanan. Operatören erháller även olika typer av statusinformation via PC:n 16 och kör processen via denna. PC:ns 16 arbete kommer också att beskrivas närmare nedan.

Vidare ingår givetvis kablage för signalöverföring, givare, av styrenheten pàverkbara motorer för styrning av vissa delar av processen, såsom stommens rotationshastig- het och stativets azimutvinkel mm. Nàgra av dessa kompo- nenter visas i fig 3 och 4 medan andra utelämnats för att förtydliga framställningen. 502 508 10 15 20 25 30 35 6 I fig 3 visas schematiskt en del av den styrning som styrenheten 15 utför, nämligen styrningen av azimutvinkeln och således stommens 6 vridning. Stativet 7 visas under- ifrån och starkt förenklat, varvid azimutaxeln (A-A i fig 1), med ett x med hänvisningsbeteckningen 30. Styrenheten 15 som sträcker sig vinkelrätt mot papprets plan, visas styr en stegmotor (SM) 31. Stegmotorn 31 åstadkommer via en växel (VXL) 32 stativets 7 vridning. Vridningen regis- treras som en azimutvinkel av en vinkelmätare (9) 33. Den- na information återförs till styrenheten 15.

I fig 4 visas schematiskt en annan del av den styr- ning som styrenheten 15 utför, nämligen styrningen av stommens 6 rotationshastighet och således dess periferi- hastighet. En första pulsgivare (Pl) 40 ger en pulsfrek- vens som motsvarar rullarnas 3 periferihastighet och så- ledes gummisträngens 4 utmatningshastighet V1. En andra pulsgivare (P2) 41 ger en pulsfrekvens som motsvarar stom- mens 6 periferihastighet V2. Styrenheten 15 beräknar V1 och V2 med hänsyn till rullarnas diameter resp stommens diameter och en växels 43 utväxling och beräknar därefter förhållandet mellan V2 och V1. Detta förhållande, kallas SSR, ett visst värde, vanligen ungefär 1,1. Styrenheten 15 styr för upprätt- En fotocell 44 ger information SOm skall vara väsentligen konstant och skall ha en motor 42, hållande av rätt SSR-värde. till styrenheten 15 om att gummisträngen är hel. som driver stommen att rotera, I den visade utföringsformen, som endast är ett exem- pel på en möjlig utformning, av styrsystemet enligt upp- finningen, och den visade tillämpningen på däcksregumme- ring, som också endast är ett exempel, utgörs den åter- kopplade styrningen främst av en styrning av SSR-förhå1- landet. Azimutvinkeln ändras enligt ett i förväg bestämt körschema, som laddas ned till styrenheten 15 från PC:n 16. Till skillnad från SSR-värdet ändras detta körschema inte under pågående beläggning av stommen 6. Denna åter- kopplade styrning, där återkopplingen utgörs av kameran 12 och datorn 14, av SSR-värdet är tillräcklig i denna till- lO 15 20 25 30 35 5o2'sns~ 7 lämpning för erhållande av ett mycket gott resultat i form av ett däck vars profil har mycket god överensstämmelse med mallen, dvs den önskade profilen.

Såsom nämndes ovan är ett vanligt värde på SSR 1,1, dvs det sker en viss sträckning av gummisträngen 4 för att uppnå en bra vidhäftning vid stommen 6. Styrningen av SSR- värdet tillgàr enligt följande. Om datorn 14 vid bestäm- ningen av aktuell mätpunkt finner att dess värde ligger utanför toleranserna beräknar den ett nytt SSR-värde och skickar detta till styrenheten 15. Om gummibanan är för tjock blir det nya värdet högre än det gamla och vice versa. Eftersom systemet arbetar med minst en mätpunkt per varv som stommen roterar blir styrningen av gummibanans tjocklek mycket exakt.

En utföringsform av ett förfarande vid beläggning av en stomme med gummi enligt uppfinningen kommer nu att be- skrivas i sin helhet.

Vi utgàr fràn ett enheten 2 är tillslagen så att gum- mimassan har rätt temperatur. Följande moment ger ett fär- digt däck. Spänningen till styrsystemet slås till. PC:n 16 startas. Operatören får en bild på skärmen som innehåller diverse processdata och ändrar eventuellt somliga av dem för att de skall stämma med den typ av stomme som skall beläggas. Stommen 6 monteras. En kontroll av stommen ini- varvid information matas från PC:n 16 till datorn Datorn 14 ställer in tieras, 14 och stommen bringas att rotera. kameran utifrån den erhållna informationen, som bland annat innehåller diametern på stommen, gör en kontrollmät- ning av stommen 6, varvid den jämför mätdata som bestäms ur bilden från kameran 12 med mätdata som svarar mot den valda däckstypen. Om stommens mätdata i någon punkt inte ligger inom föreskrivna toleranser, vilka är i storleks- ordningen i 1-2 mm, aktiverar datorn 14 ett larm som leder till att operatören kasserar stommen 6. Om stommen 6 accepteras startar operatören själva beläggningsprocessen.

PC:n 16 matar data i form av ett körschema till styrenhe- ten 15. I körschemat finns angivelser om SSR och en följd 502 508 10 15 20 25 30 35 8 av azimutvinklar. Styrenheten 15 styr för varje azimut- vinkel i följden stegmotorn 31 så att den vrider stativet 7 till det önskade läget, vilket styrenheten 15 kontrolle- rar via vinkelgivaren 33. Vidare beräknar styrenheten kon- tinuerligt SSR-värdet, enligt ovan, och styr med hjälp av motorn 42 stommens rotationhastighet så att det förelagda SSR-värdet bibehàlls.

Samtidigt bildar datorn 14 med hjälp av informationen fràn PC:n 16 en mall för däcksprofilen i form av ett stort antal mätpunkter och jämför under pàläggningen av gummi- banan mallen med resultatet från kameran mätpunkt för mät- punkt. Om en avvikelse uppkommer som faller utanför tole- ranserna bestämmer datorn 14 ett nytt SSR-värde som skall kompensera avvikelsen och skickar detta till styrsystemet 15. Pà detta sätt beläggs hela stommen 6. Resultatet blir ett däck vars profil är i stort sett identisk med den önskade. De smà skillnader som finns saknar helt praktisk betydelse. Slutligen vulkas däcket pà känt sätt till en färdig slutprodukt.

Det färdiga däcket blir, styrningen men även tack vare den inledande kontrollen av främst tack vare den exakta stommen 6, högkvalitativt. Således är kassationsgraden mycket làg och antalet reklamationer fràn köparna kommer av allt att döma att bli få.

Med styrsystemet enligt uppfinningen àstadkommes en ytterligare fördel. I stället för en manuell inprogramme- ring av vilka mått en viss typ av stomme 6 skall ha kan en noggrannt iordningställd, ideal stomme monteras pà stati- vet 7 varefter systemet beordras att bestämma måtten pá stommen 6 datorn 14 och lagra dessa. Denna bestämning görs genom att läser in en bild från kameran 12 och ur denna bestämmer stommens 6 màtt, varefter datorn 14 matar dessa màtt till Ovan PC:n 16 för bestämning av ett körschema. beskrivna utföringsformer skall endast ses som icke begränsande exempel och modifieringar är möjliga inom ramen för uppfinningen, såsom den definieras i de bifogade patentkraven. Således är styrsystemet och förfarandet en- 10 15 20 25 30 35 502' 508- 9 ligt uppfinningen tillämpbart på beläggning av mànga olika slags stommar och kan avse såväl nyproduktion som repro- duktion. Detektorn för detektering, na utföringsformerna är en kamera kan vara vilken som som i de ovan beskriv- helst typ av detektor som kan registrera konturen hos stommen eller slitbanan, varvid givetvis tillhörande ut- rustning för utvärdering av informationen fràn detektorn är anpassad därefter. De parametrar som styrs i belägg- ningsprocessen kan vara andra än ovan angivna beroende pà hur beläggningen utförs.

Claims (10)

502 508 10 15 20 25 30 35 10 PATENTKRAV

1. Styrsystem för styrning av en anordning för be- läggning av en stomme med en slitbana, vilken anordning (l) innefattar ett stativ (7) på vilket stommen (6) är roterbart anordningsbar, organ (2) för alstring av en massa av ett elastmaterial, organ (3) för utmatning av massan och formning av densamma till en sträng (4) och organ (5) för pàförande av strängen på stommen för bildan- de av slitbanan, k ä n n e t e c k n a t av att styr- systemet har en styrenhet (15) för direkt påverkan av beläggningen och ett organ för automatisk, àterkopplad styrning av beläggningen av stommen, vilket organ innefattar en detektor (12), och en första dator (14), som är sammankopplad med detektorn och med styrenheten, varvid detektorn är riktad mot stommen för insamling av information om stommens eller den delvis eller helt färdiga slitbanans kontur, varvid detektorn är anordnad att vidarebefordra informationen till den första datorn och varvid den första datorn är anordnad att med hjälp av informationen bestämma om styrenhetens styrning av beläggningen behöver korrigeras och i sá fall skicka korrigeringssignaler till styrenheten.

2. Styrsystem enligt patentkrav 1, k ä n n e - t e c k n a t av att styrenheten innefattar en andra da- tor (16) för kommunikation med en operatör och för kommunikation med den första datorn och med styrenheten med vilka denna andra dator är sammankopplad.

3. Styrsystem enligt patentkrav l eller 2, k ä n - n e t e c k n a t av att nämnda första organ för àterkopplad styrning innefattar andra organ för àterkopp- lad styrning av ett förhållande mellan stommens periferi- hastighet och strängens utmatningshastighet. 2 eller 3, av att nämnda andra organ för

4. Styrsystem enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t àterkopplad styrning innefattar en första detektor (40) för detektering av strängens utmatningshastighet, en andra 10 15 20 25 30 35 502' 508- ll detektor (41) för detektering av stommens periferihastig- het och en motor (42) för àstadkommande av stommens rota- tion, varvid den första detektorn, den andra detektorn och motorn är anslutna till styrenheten.

5. Styrsystem enligt nàgot av patentkraven 1-4, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda första organ för àterkopplad styrning innefattar tredje organ för áterkopp- lad styrning av stommens azimutvinkel.

6. Styrsystem enligt patentkrav 5, k ä n n e- t e c k n a t styrning innefattar en azimutvinkelgivare (33) för åter- av att nämnda tredje organ för àterkopplad koppling av azimutvinkeln till styrenheten och en motor (31) för ändring av azimutvinkeln genom vridning av sta- tivet.

7. Förfarande vid beläggning av en stomme med en slitbana, vilket förfarande innefattar stegen att alstra en massa av elastmaterial, att utmata massan under form- ning av densamma till en sträng, att bringa stommen att rotera och att pàföra strängen pá stommen, k ä n n e- t e c k n a t av att företa en àterkopplad styrning under beläggningen av stommen, innefattande att under belägg- ningen detektera profilen hos slitbanan efter hand som den formas, att jämföra den detekterade profilen med en i för- väg bestämd, önskad profil och att med utgångspunkt fràn resultatet av jämförelsen styra beläggningen för att åstadkomma en optimal överensstämmelse.

8. Förfarande enligt patentkrav 7, k ä n n e- t e c k n a t av att steget att företa en áterkopplad styrning innefattar att kontrollera stommens kvalitet.

9. Förfarande enligt patentkrav 8, k ä n n e- t e c k n a t av att steget att kontrollera stommens kva- litet innefattar att i ett flertal punkter mäta stommens radie, att jämföra de uppmätta värdena med i förväg be- stämda, ideala värden och att aktivera en felindikator om något av de uppmätta värdena avviker mer än en i förväg bestämd, största tillåten avvikelse från de ideala vär- dena. 502 508 10 15 20 25 30 35 12

10. Förfarande enligt nàgot av patentkraven 7-9, k ä n n e t e c k n a t av att steget att med utgàngs- punkt fràn resultatet av jämförelsen styra beläggningen för att àstadkomma en optimal överensstämmelse innefattar att styra ett förhållande mellan den hastighet med vilken strängen utmatas och en periferihastighet hos stommen och/eller att styra en vridning av stommen kring en axel som är vinkelrät mot rotationsaxeln.