CN105371805A - 模具内周面测定装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种模具内周面测定装置，是能够稳定且连续地测定模具内周面的测定装置(2)。该测定装置(2)具有：用于固定保持轮胎硫化成型用的胎面片段(TS)的容器(4)以及设置在上述胎面片段(TS)的内部的测定部(6)，上述容器(4)具有把持胎面片段(TS)的外周的环部(8)，上述测定部(6)具有：距离传感器(12)，其测定距胎面片段(TS)的内周面的距离；旋转驱动部(28)，其使该距离传感器(12)沿着胎面片段(TS)的内表面的周向旋转；以及升降驱动部(42)，其使该距离传感器(12)在与上述环部(8)的中心轴线平行的方向上升降。

Description

模具内周面测定装置

技术领域

本发明涉及用于测定轮胎成型用模具的内周面的模具内周面测定装置。

背景技术

为了制造均匀度好的轮胎，通常采用分体模具作为轮胎硫化用模具。该分体模具具有在周向上被分割为多个的片段模具。该片段模具具有使轮胎的胎面花纹成型的胎面片段。然而已知，子午线轮胎的RRO(RadialRunOut：径向跳动)和分体模具的内表面(胎面片段的内表面)的凹凸量高度相关。因此，必须充分考虑分体模具的RRO。因此，以往要进行分体模具的内周面的测定。

日本特开2002-257537公报公开了以这种测定为目的的测定装置。该测定装置测定排列成作为使用状态的圆筒状的胎面片段的内表面的凹凸量。该测定装置具有保持胎面片段的保持体、铅直状竖立设置于该保持体的底部的中心部的旋转轴以及以能够上下移动的方式设置于该旋转轴的非接触距离传感器。上述旋转轴能够绕自轴旋转。

日本特开2006-289902公报中公开了测定胎面片段的内表面的正圆度的装置。在该测定装置中，利用非接触位移测定器测定距胎面片段的内周面的距离。该非接触位移测定器被马达旋转驱动。此外提出了，在该马达中，使锥齿轮和齿条组合，由此，能够进行非接触位移测定器的上下移动驱动。

专利文献1：日本特开2002-257537公报

专利文献2：日本特开2006-289902公报

发明内容

本发明的目的在于，提供如下模具内周面测定装置：借助测定用传感器的自动旋转和自动升降，能够进行稳定且连续的测定。

本发明的模具内周面测定装置具有：容器，其用于固定保持轮胎硫化成型用的模具；以及测定部，其被设置在上述模具的内部，上述容器具有把持模具的外周的环部，上述测定部具有：距离传感器，其测定距模具的内周面的距离；旋转驱动部，其使该距离传感器沿着模具内表面的周向旋转；以及升降驱动部，其使该距离传感器在与上述环部的中心轴线平行的方向上升降。

优选的是，上述测定部具有：旋转角度检测部，其检测上述距离传感器的旋转角度；以及升降距离检测部，其检测距离传感器的升降距离。

优选的是，上述容器具有可载置上述模具的底部，上述测定部具有：固定轴，其竖立设置在上述底部上的上述环部的中心位置；以及旋转筒，其被配设为能够与该固定轴同轴状地旋转，在该旋转筒上设置有上述距离传感器、上述旋转驱动部和上述升降驱动部。

优选的是，上述旋转驱动部具有对上述旋转筒进行旋转驱动的马达，上述旋转角度检测部具有检测旋转筒的旋转角度的旋转编码器，上述升降驱动部具有马达、被该马达旋转驱动的滚珠丝杠以及与该滚珠丝杠螺合的内螺纹部，上述升降距离检测部具有检测上述滚珠丝杠的旋转角度的旋转编码器。

优选的是，上述模具内周面测定装置具有滑环作为上述固定轴与上述旋转筒的电连接机构。

优选的是，上述模具内周面测定装置具有：控制盘，其内置有对从上述距离传感器发送的测定数据的模拟信号进行处理的可编程逻辑控制器；以及计算机，其具有对在该控制盘中处理后的数据进行次数分析的功能。

优选的是，上述计算机具有如下功能：根据由上述距离传感器、上述旋转角度检测部和上述升降距离检测部得到的数据，标绘出模具的内周面的表面形状。

优选的是，上述计算机具有将设定在其内部的模具内周面自动测定的条件指示给上述测定部的功能。

通过本发明的模具内周面测定装置，能够针对轮胎成型用的模具的内周面，在其轴方向的各位置，沿着周向稳定且连续地测定。

附图说明

图1是将本发明的一个实施方式的模具内周面测定装置与模具的胎面片段一同示出的局部剖面主视图。

图2是图1的模具内周面测定装置的左侧视图。

图3是示出也包含对测定数据进行运算的单元的模具内周面测定装置的框图。

图4是示出由图1的模具内周面测定装置进行的测定的结果的一例的波形图。

标号说明

2测定装置；4容器；6测定部；8环部；10底部；12距离传感器；16固定轴；18旋转筒；24滑块；28旋转驱动部；30马达；38旋转角度检测部(第一编码器)42升降驱动部；44马达；46滚珠丝杠；48内螺纹部；56升降距离检测部(第二编码器)60滑环；70计算机；72触摸面板操作盘；74控制盘

具体实施方式

以下，适当参照附图，基于优选实施方式详细说明本发明。

图1所示的模具内周面测定装置(以下，也简称作测定装置)2具有容器4和测定部6。被该容器4固定的是作为测定对象的轮胎硫化成型用模具的胎面片段TS。多个胎面片段TS排列成作为使用状态的圆筒状。

容器4具有把持胎面片段TS的外周的环部8和载置胎面片段TS的底部10。环部8具有圆柱状的内周面。底部10具有平面上的上表面。环部8和底部10可以形成为一体，也可以在分体地形成之后进行连结。

测定部6具有距离传感器12，该距离传感器12测定距胎面片段TS的内周面的距离。测定部6被安装在底部10的中央。在该底部10具有定位块11，定位块11用于调整所设置的测定部6的水平面内位置。测定部6以可拆装的方式安装于该定位块11。测定部6借助该定位块11被调整为位于环部8的中央。

距离传感器12能够沿着胎面片段TS的内周面的周向旋转。作为距离传感器12，如本实施方式那样，可使用非接触式的激光位移计。距离传感器12测定距胎面片段TS的内周面的距离，将其与已知的从距离传感器12的旋转轴线(后述的固定轴16的中心轴线)到距离传感器12为止的距离相加，得到胎面片段TS的内周面的半径。上述日本特开2002-257537公报中也介绍了该半径的取得方法。

测定部6具有用于支承距离传感器12的支承部14。该支承部14具有固定轴16和旋转筒18。固定轴16以可拆装的方式垂直地竖立设置于上述底部10上的环部8的中心位置。固定轴16呈圆柱状。旋转筒18经由轴承20呈同轴状地固定于该固定轴16。旋转筒18能够绕固定轴16的中心轴线旋转。旋转筒18呈圆筒状。

距离传感器12经由导轨22、滑块24和支承臂26安装于旋转筒18。导轨22被固定于旋转筒18。导轨22沿与固定轴16的中心轴线方向即旋转筒18的旋转轴线平行的方向延伸。滑块24以可沿导轨22的长边方向自如升降的方式卡合于该导轨22。在该滑块24上安装有上述支承臂26。在该支承臂26上安装有距离传感器12。由此，距离传感器12能够沿与旋转筒18的旋转轴线平行的方向升降。在图2中，省略了距离传感器12的图示。

在旋转筒18上安装有旋转驱动部28，该旋转驱动部28用于使距离传感器12绕固定轴16的轴线旋转。该旋转驱动部28可使旋转筒18绕固定轴16的轴线旋转。旋转驱动部28也与旋转筒18一体地旋转。旋转驱动部28具有对旋转筒18进行旋转驱动的马达30。该马达30的输出轴30a与固定轴16的中心轴线平行地延伸。在该输出轴30a上，经由电磁离合器32设置有齿轮34。该齿轮34咬合于沿固定轴16的下端侧的整周形成的固定齿轮36。固定齿轮36形成在与固定轴16的中心轴线垂直的面内。

当在电磁离合器32连接的状态下使马达30进行驱动时，旋转筒18借助来自固定齿轮36的反作业力而经由旋转驱动部28旋转。因此，距离传感器12也旋转。在电磁离合器32断开时，旋转体18的旋转停止。此外，也可以替代采用电磁离合器32而设置制动器。此外，也可以使用伺服马达、步进马达。

在旋转筒18上设置有旋转角度检测部38，旋转角度检测部38检测利用旋转驱动部28实现的距离传感器12的旋转角度。作为该旋转角度检测部，如本实施方式那样，可采用旋转编码器38。该旋转编码器(以下，称作第一编码器)38的主体经由固定座37被固定于旋转筒18。在第一编码器38的输入轴上设置有齿轮39。无齿隙地与该齿轮39咬合的固定齿轮40被设置在固定轴16的周围。在旋转筒18旋转时，经由咬合的上述两齿轮，将相对旋转力输入到第一编码器38的未图示的输入轴。这样，检测出旋转筒18的旋转角。作为旋转力传递单元，也可以替代齿轮而采用同步带。

一并参照图2可知，在旋转筒18上安装有升降驱动部42，该升降驱动部42用于使滑块24沿着导轨22升降。该升降驱动部42具有带电磁制动器的马达44、由该马达44旋转驱动的滚珠丝杠46以及与该滚珠丝杠46螺合的内螺纹部48。该滚珠丝杠46被安装为能够旋转而不能升降的状态。内螺纹部48被固定于滑块24。滚珠丝杠46与导轨22平行地延伸。滚珠丝杠46的上端附近经由未图示的轴承被支承于旋转筒18的上端部。图1中省略了该滚珠丝杠46的图示。图2是用于示出升降驱动部42和后述的升降距离检测部56的图。在图2中，为了容易理解，存在图1所示的部位中的省略了其图示的部位。

上述马达44被安装在旋转筒18的上端。在马达44的输出轴上设置有齿轮50(图1)。与该齿轮50螺合的齿轮52设置在滚珠丝杠46的上端附近(图2)。通过该结构，将马达44的旋转驱动力传递到滚珠丝杠46。也可以替代上述带电磁制动器的马达44而采用伺服马达。在该情况下，作为升降距离检测部56的功能包含在伺服马达中，因此能够省略编码器。

在旋转筒18上设置有升降距离检测部56，该升降距离检测部56检测利用升降驱动部42实现的距离传感器12的升降距离。作为该升降距离检测部56，如本实施方式那样，可采用旋转编码器56。该旋转编码器(以下称作第二编码器)56的主体经由前述的固定座37被安装于旋转筒18。第二编码器56的输入轴56a与滚珠丝杠46的上端部连接。在利用马达44驱动滚珠丝杠46旋转时，旋转力从滚珠丝杠46直接输入到第二编码器56的输入轴56a。这样，检测出滚珠丝杠46的旋转角。根据该旋转角和滚珠丝杠46的螺距，检测出滑块24的升降距离即距离传感器12的升降距离。

如图1所示，在该测定部6中，采用了滑环60作为固定轴16和旋转筒18的电连接机构。换言之，为了使安装于旋转筒18的各设备与外部进行电连接，采用了滑环60。该滑环60被嵌合于固定轴16的上部。而且，在该滑环60中，其内侧固定部60i处于固定状态，其外侧旋转部60o经由未图示的轴承以可自如旋转的方式装配在内侧固定部60i的外周。

旋转驱动部28、升降驱动部42、旋转角检测部(第一编码器)38及升降距离检测部56与测定部6外部的控制装置及电源之间的电连接是借助上述滑环60实现的。在滑环60的外侧旋转部60o上连接有来自上述旋转驱动部28、升降驱动部42、第一编码器38线缆和升降距离检测部56的未图示的线缆。此外，在内侧固定部60i上连接有线缆62，该电缆62与测定部6的外部的控制装置和电源连接。当然，也容易使该滑环60的固定部和旋转部相反地构成。即，也可以将外侧旋转部60o设为固定状态，与外部的控制装置等电连接，使内侧固定部60i能够旋转，并与上述内部设备28、38、42、56电连接。

这样，经由滑环60进行测定部6的旋转部分与外部的电连接，由此，不需要如以往样通过电缆从测定部的各设备与外部直接连接。因此，不需要如以往那样为了防止与测定部的旋转相伴的线缆缠绕而进行使传感器每旋转一周就反向旋转的原点复位。自动的连续测定变为可能。

如图3所示，该测定装置2具有计算机70、触摸面板操作盘72和装备有PLC(ProgrammableLogicController：可编程逻辑控制器)的控制盘74。在本实施方式中，这些计算机70、触摸面板操作盘72和控制盘74都被配置在容器4的外部。控制盘74通过上述电缆62与测定部6电连接。计算机70和触摸面板操作盘72分别与该控制盘74电连接。该计算机70具有自动测定的测定条件设定功能。

以下，说明基于该测定装置2进行的胎面片段TS内周面的测定要领。

首先，将测定部6设置在容器4的底部10的中央位置。通过距离传感器12，测定环部8内周面上的沿着周向的任意多个位置距离传感器12的距离。在触摸面板操作盘72中显示该各测定值。基于该多个测定值，调整定位块11，由此，使测定部6的固定轴16的中心轴线与环部8的中心位置一致。

接下来，将胎面片段TS以使用时的姿态安装在环部8的内周面上。通过操作触摸面板操作盘72，使距离传感器12沿轴方向移动，来测定距胎面片段TS的内周面的距离。该距离传感器12的轴方向移动是由触摸面板操作盘72指示的。基于该测定值和距离传感器12的轴方向的移动距离，确定出胎面片段TS的内周面的轴方向中央位置(中心位置、赤道位置)。在触摸面板操作盘72上，显示表示距离传感器12的轴方向位置的轴方向坐标值(Z轴坐标值)。确认该坐标值，然后输入到计算机70中。

使距离传感器12移动，由此测定从机械原点起测定原点的周向角度。在触摸面板操作盘72中显示该测定出的角度(测定原点角度)。确认该测定原点角度，然后输入到计算机70中。

检测胎面片段TS之间的边界，求出边界之间的中心角度、即各胎面片段TS的中心角度，将其输入到计算机70中。将预先设定的Z轴方向的测定位置输入到计算机70中。使距离传感器12返回到机械原点(原点复位)。通过以上方式，完成预备作业。

通过触摸面板操作盘72，从计算机70对控制盘74进行自动测定的指示。由此，控制盘74使测定部6按该指示进行动作。距离传感器12针对预先指定的Z轴方向的各测定位置，自动且连续地依次旋转360°而测定距离。将来自距离传感器12的测定数据作为模拟电信号输入到控制盘74。同时，将来自旋转角度检测部38和升降距离检测部56各自的旋转编码器38、56的测定数据(旋转电信号)作为脉冲信号输入到控制盘74。

控制盘74内的上述PLC将上述模拟信号转换为数字信号，对其进行处理。将该处理的结果输入到计算机70中。在计算机70中，对Z轴方向的各测定位置上的1周(360°)的测定结果依次进行运算处理(基于傅立叶级数分析进行的次数分析)。在测定结束后，在计算机70中，确认全部测定位置的运算结果。此外，评价胎面片段TS的内周面的正圆度和RRO(RadialRunOut)以及1次～30次的次数振幅。

如图4所示，根据该运算结果，针对胎面片段TS的内周面360°，得到初始波形OW、1次波形W1、2次波形W2、3次波形W3、和1次～30次的合成波形CW等。图4中示出了分割为9段的各胎面片段A、B、C、D、E、F、G、H、I。具有片段的平均半径的圆由符号AC表示，具有最大的半径的圆由符号LC表示，具有最小的半径的圆由符号SC表示。此外，虽然没有图示，但各次数成分的振幅值、合成波形的振幅、峰值位置、平均直径等被数值化而显示。在圆周上确定出胎面片段TS的内周面的凹凸(RRO)。在计算机70中，通过测定数据，进行胎面片段TS的内周面的形状的标绘。能够将该胎面片段TS的标绘数据和使用该胎面片段TS而硫化成型的轮胎的胎面的标绘数据进行对照。通过该对照，能够分析从胎面片段TS到作为成型品的轮胎的胎面变化。

该测定装置2的应用模具不特别限定于分体模具。根据该测定装置2，能够自动且连续地测定模具的内周面。在该自动连续测定中，需要测定者作业的是测定条件的设定。能够一次性处理沿着模具内周面的沿着Z轴方向的多个位置处的整周的测定结果，因此，减少了单独分析测定后的数据的时间。能够对模具的标绘数据和轮胎的标绘数据进行对照和分析。

产业上的可利用性

以上说明的方法适用于轮胎成型用模具的内周面的测定。

Claims (8)

1.一种模具内周面测定装置，其具有：

容器，其用于固定保持轮胎硫化成型用的模具；以及

测定部，其被设置在上述模具的内部，

上述容器具有把持模具的外周的环部，

上述测定部具有：

距离传感器，其测定距模具的内周面的距离；

旋转驱动部，其使该距离传感器沿着模具内表面的周向旋转；以及

升降驱动部，其使该距离传感器在与上述环部的中心轴线平行的方向上升降。

2.根据权利要求1所述的模具内周面测定装置，其中，

上述测定部具有：

旋转角度检测部，其检测上述距离传感器的旋转角度；以及

升降距离检测部，其检测距离传感器的升降距离。

3.根据权利要求1或2所述的模具内周面测定装置，其中，

上述容器具有可载置上述模具的底部，

上述测定部具有：

固定轴，其竖立设置在上述底部上的上述环部的中心位置；以及

旋转筒，其被配设为能够与该固定轴同轴状地旋转，

在该旋转筒上设置有上述距离传感器、上述旋转驱动部和上述升降驱动部。

4.根据权利要求2或3所述的模具内周面测定装置，其中，

上述旋转驱动部具有对上述旋转筒进行旋转驱动的马达，

上述旋转角度检测部具有检测旋转筒的旋转角度的旋转编码器，

上述升降驱动部具有马达、被该马达旋转驱动的滚珠丝杠以及与该滚珠丝杠螺合的内螺纹部，

上述升降距离检测部具有检测上述滚珠丝杠的旋转角度的旋转编码器。

5.根据权利要求3或4所述的模具内周面测定装置，其中，

上述模具内周面测定装置具有滑环作为上述固定轴与上述旋转筒的电连接机构。

6.根据权利要求1～5中的任一项所述的模具内周面测定装置，其中，

上述模具内周面测定装置具有：

控制盘，其内置有对从上述距离传感器发送的测定数据的模拟信号进行处理的可编程逻辑控制器；以及

计算机，其具有对在该控制盘中处理后的数据进行次数分析的功能。

7.根据权利要求6所述的模具内周面测定装置，其中，

上述计算机具有如下功能：根据由上述距离传感器、上述旋转角度检测部和上述升降距离检测部得到的数据，标绘出模具的内周面的表面形状。

8.根据权利要求1～7中的任一项所述的模具内周面测定装置，其中，

上述计算机具有将设定在其内部的模具内周面自动测定的条件指示给上述测定部的功能。