CN108638551A - 高精度橡胶部件的制造方法及应用该制造方法的缠绕机组 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高精度橡胶部件制造方法及缠绕机组，包括：步骤1：将未缠绕橡胶胶条的轮胎胎坯设置在成型鼓上；步骤2：形状检测装置检测未缠绕橡胶胶条的轮胎胎坯的外轮廓形状；步骤3：缠绕主机根据预设橡胶部件的轮廓形状进行缠绕；步骤4：形状检测装置检测已缠绕后轮胎胎坯的外轮廓，通过对比缠绕前外轮廓形状与缠绕后外轮廓形状，可以获取缠绕至轮胎胎坯上的橡胶部件轮廓形状；步骤5：通过比对缠绕形状与预设形状，可以获取形状偏差，并根据形状偏差判定该橡胶部件是否合格，如果不合格，可以对该橡胶部件进行及时修复，避免造成品质问题，提高成品率，减少浪费，并降低人工成本，由于采用了形状检测装置，缠绕精度也进一步得到提升。

Description

高精度橡胶部件的制造方法及应用该制造方法的缠绕机组

技术领域

本发明涉及轮胎生产设备领域，尤其是涉及一种利用形状检测装置辅助缠绕主机制造橡胶部件方法及应用该制造方法的缠绕机组。

背景技术

现有的轮胎部件缠绕机组是由挤出机装置挤出一定形状的橡胶，通过压型装置将挤出后的橡胶压型出一定宽度和宽度的橡胶胶条，再输送到缠绕主机上对轮胎胎坯进行缠绕，橡胶胶条的首端抵靠到轮胎胎坯上后，成型鼓带动轮胎胎坯做旋转运动，缠绕主机带动橡胶胶条排线运动，将橡胶胶条螺旋层叠至轮胎胎坯的外轮廓上，以形成预设形状的橡胶部件。现有的橡胶部件在缠绕制造时，没有形状检测装置，橡胶部件的缠绕制造基于轮胎胎坯的理论形状计算，即轮胎是理想的对称形状，但实际上，缠绕前轮胎胎坯的尺寸并非理想模型，沿轮胎宽度方向中心两侧的直径不一样大，一侧直径大，一侧直径小，并且，轮胎胎坯直径越大，两侧的直径偏差越大，在大型工程胎或农用胎，沿此直径偏差会超过10mm，并且每条轮胎的偏差数值并不一致，现有的缠绕方式并未将此偏差因素考虑在内，而是按理论模型缠绕，因此缠绕完成的橡胶部件的尺寸也会因轮胎胎坯形状的偏差而出现偏差，严重时会造成轮胎品质问题。由于没有形状检测装置，缠绕完成后，也无法获知实际缠绕的橡胶部件的形状是否符合要求，出现问题时，如果不能及时发现，容易造成批量质量问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种利用形状检测装置辅助缠绕主机利用橡胶胶条缠绕的方式制造橡胶部件的方法及应用该制造方法的缠绕机组，以解决上述提出的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供一种高精度橡胶部件制造方法，应用于轮胎部件缠绕机组，所述轮胎部件缠绕机组包括挤出机装置、压型装置、缠绕主机、形状检测装置以及控制***，所述橡胶部件由橡胶胶条缠绕至轮胎胎胚上形成，所述橡胶部件制造方法包括：

步骤1：将未缠绕所述橡胶胶条的轮胎胎坯设置在成型鼓上；

步骤2：所述形状检测装置检测未缠绕所述橡胶胶条的所述轮胎胎坯的外轮廓形状，命名为外轮廓形状A；

步骤3：所述缠绕主机根据预设橡胶部件的轮廓形状K，将所述橡胶胶条缠绕至所述轮胎胎坯的外轮廓上；

步骤4：所述形状检测装置检测已将所述橡胶胶条缠绕至所述轮胎胎坯的外轮廓，命名为外轮廓形状B，通过对比所述外轮廓形状A与所述外轮廓形状B，获取缠绕至所述轮胎胎胚上的橡胶部件的轮廓形状C；

步骤5：通过比对所述轮廓形状C与所述轮廓形状K，获取所述橡胶部件轮廓形状C与所述轮廓形状K的形状偏差D，通过比对所述轮廓形状C与所述轮廓形状K，获取所述橡胶部件轮廓形状C与所述轮廓形状K的形状偏差D，所述控制***判断所述形状偏差D是否大于预设的最大偏差值，若是，则判断出所述橡胶部件的轮廓形状C不合格；若否，则判断出所述橡胶部件的轮廓形状C合格。

为实现上述目的，本发明还提供一种应用上述所述的橡胶部件制造方法的缠绕机组，所述缠绕机组包括挤出机装置、压型装置、缠绕主机、形状检测装置以及控制***，所述形状检测装置包括检测组件以及角度传感器，所述检测组件包括至少一套检测相机以及至少一套激光发射器；所述角度传感器与所述成型鼓连接，用于检测所述成型鼓的旋转角度信息，所述激光发射器朝向所述轮胎胎胚外轮廓发射线性激光光线，所述检测相机通过检测投射到所述轮胎胎坯外轮廓的所述线性激光线的位置信息测量出所述轮胎胎坯外轮廓的形状，并将该形状传送至控制***，所述控制***根据该外轮廓形状对比预设橡胶部件的外轮廓形状，获取形状偏差，所述控制***判断形状偏差是否大于预设偏差值，并根据形状偏差自动修正下一个轮胎胎胚的缠绕。

优选地，所述角度传感器与检测相机电性连接，以将检测信号直接发送至所述检测相机。

优选地，当所述检测组件包括多套检测相机时，所述角度传感器的检测信号同时发送至多套所述检测相机。

优选地，所述角度传感器为旋转编码器或旋转角度测量仪。

优选地，所述形状检测装置还包括驱动检测相机移动靠近或远离所述轮胎胎坯的驱动装置。

优选地，所述形状检测装置设置在固定的支撑架上，或者所述形状检测装置设置在所述缠绕主机上并与所述缠绕主机一同运动。

采用了上述技术方案，本发明的有益效果为：本发明一种高精度缠绕橡胶部件的制造方法，通过设置形状检测装置，在缠绕之前，对轮胎胎坯进行形状检测，获知缠绕前轮胎胎坯外轮廓的实际形状，并依据此轮胎胎坯的实际形状进行缠绕，从而可以提高缠绕精度；缠绕完成后，利用形状检测装置对橡胶部件的形状进行检测，以获取实际橡胶部件的缠绕形状，如果出现缠绕异常，能及时发现并修复，避免造成批量性质量问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明橡胶部件缠绕机组的侧视图。

图2为本发明橡胶部件缠绕机组中的缠绕主机的侧视图。

图3为本发明橡胶部件缠绕机组中的形状检测装置检测橡胶部件外轮廓的侧视示意图。

图4为本发明橡胶部件缠绕机组中的形状检测装置检测橡胶部件外轮廓的俯视示意图。

图5为橡胶胶条螺旋层叠在轮胎胎胚上的示意图。

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作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。

请参见图1至图5所示，本发明提供一种轮胎部件缠绕机组100，包括挤出机装置1、压型装置2、缠绕主机3、形状检测装置4以及控制***。所述挤出机装置1用于挤出橡胶，所述压型装置2对挤出机装置1挤出后的橡胶进行辊压成型连续的橡胶胶条200，所述缠绕主机3接收橡胶胶条200并将其缠绕至轮胎胎胚300上，轮胎胎胚300安装在成型鼓5上，橡胶胶条200的首端抵靠到轮胎胎坯300上后，成型鼓5带动轮胎胎坯300做旋转运动，缠绕主机3带动橡胶胶条200做排线运动，将橡胶胶条200螺旋层叠缠绕至轮胎胎坯300的外轮廓上，以形成橡胶部件400。以下对构成缠绕机组的各装置结构进行描述。

所述挤出机装置1包括挤出机本体11、设置在挤出机本体11上的接料口（未标号）和出料口12、设置在本体11内部的螺杆13，所述接料口接收橡胶胶料，通过在挤出机本体11内部的再加工，通过螺杆13将加工后的胶料自出料口挤出，经过压型装置2压型后形成连续的胶条200。这里挤出机装置的结构为现有技术，不再进行鰲述。在本实施例中，所述橡胶部件为制造轮胎用的胎面部件，可以理解地，在实际应用中，该橡胶部件也可以理解为胎侧部件、基部胶部件或其他可通过胶条缠绕技术实现的橡胶部件。

所述压型装置2用于对挤出机装置1挤出的胶料进行压型。所述压型装置2设置在出料口12附近，所述压型装置2包括压型本体21、设置在压型本体21上且上下布置的两个压型辊22，位于上侧的压型辊表面设有特定形状，位于下侧的压型辊表面为光滑面，压型辊22通过电机驱动旋转，使得挤出机装置1挤出的橡胶进入所述压型辊后并通过两个压型辊22的旋转辊压，从而生产出具有一定宽度和厚度的橡胶胶条200。

所述缠绕主机3包括顶部设有入料口311的本体31、设置在入料口311下方的导料组件32、设置在导料组件32下方且用于接收经导料组件32引导后的橡胶胶条200的传送组件33、设置在本体31上的缠绕头组件34、对所述入料口311与传送组件33之间的橡胶胶条200进行裁断的裁切装置35。所述入料口311接收橡胶胶条200，所述橡胶胶条200自入料口311落至导料组件32上，并经过导料组件32引导至传送组件33上，传送组件33将橡胶胶条200传送至缠绕头组件34上，缠绕头组件34将橡胶胶条200贴合至轮胎胎胚300的外轮廓上。轮胎胎胚300呈圆环状，当缠绕头组件34将橡胶橡胶胶条200的首端抵靠至轮胎胎胚300上时，成型鼓5做旋转运动，从而带动轮胎胎坯300旋转，以实现将橡胶胶条200缠绕至轮胎胎胚300的外轮廓上，在缠绕过程中，缠绕主机3带动橡胶胶条200做排线运动，从而实现橡胶胶条的层叠，并形成具有特定形状的橡胶部件400。成型鼓5呈悬臂梁式固定在机箱6上，并在设置在机箱6内的驱动源（未标号）的驱动下旋转。这里所述驱动源为驱动电机。

所述形状检测装置4包括检测组件41、角度传感器43，所述检测组件41包括至少一套检测相机411以及至少一套激光发射器412，所述激光发射器412朝向轮胎胎胚300发射线性激光线413，并且投射到轮胎胎坯的外表面上的激光线沿成型鼓5的旋转中心线的方向延伸。在本实施例中，检测相机411与激光发射器412成对设置，在其他实施例中，一个激光发射器412也可以与多个检测相机411组合使用，且多个检测相机411沿橡胶部件的宽度方向设置。角度传感器43设置在机箱6内，并与成型鼓5的旋转轴连接，成型鼓5做旋转运动时，角度传感器43会实时检测成型鼓5的旋转状态及角度信息，角度传感器43的信号输出端与检测相机411电性连接，并将成型鼓5的旋转状态及角度信息发送至检测相机411。当检测相机411为多个时，所述角度传感器43的信号输出端会同时与多套检测相机411电性连接，从而将成型鼓5的旋转状态及角度信息同时发送至多个检测相机411，在本实施方式中，所述角度传感器43为旋转编码器或旋转角度测量仪。可以理解地，所述角度传感器43也可以为现有技术中其他的旋转角度测量装置。

所述橡胶部件缠绕机组100还包括固定支撑架8，所述形状检测装置4设置在固定的支撑架8上。具体为，所述固定支撑架8上设置有中心调整机构7。中心调整机构7包括检测支撑板71、调整杆72及枢转中心73，调整杆72的一端与固定支撑架8连接，另一端与检测支撑板71连接，所述检测组件41设置在所述检测支撑板71上。调整杆72的长度可通过手动调整，当调整杆72的长度变化时，可带动检测支撑板71沿枢转中心73摆转运动，从而带动连接到检测支撑板71上的检测组件41做摆转运动，此结构设置的主要目的为通过调整检测组件41的摆转角度，以使检测相机411的检测路径大致通过轮胎胎胚300的旋转中心，以提高检测精度。

形状检测装置4还包括设置在所述检测支撑板71上且驱动检测组件41前进后退以靠近或远离轮胎胎坯300的驱动装置42，驱动装置42包括驱动电机421、传动丝杠副422，驱动电机421带动传动丝杠副422旋转运动时，检测组件41在传动丝杠副的带动下一同运动，以实现检测组件41靠近或远离轮胎胎坯300。此结构设置的主要目的为通过移动检测组件41靠近或远离轮胎胎坯300，以适应不同直径的轮胎胎胚。

可以理解地，所述检测组件41也可以设置在缠绕主机3上，与缠绕主机3一同运动，将检测组件41设置在缠绕主机3上能够与缠绕主机3一同运动。

所述橡胶部件400制造方法包括：

步骤1：将未缠绕橡胶胶条200的轮胎胎坯300设置到成型鼓5上。

步骤2：应用所述形状检测装置4检测未缠绕橡胶胶条200的轮胎胎坯300的外轮廓形状，命名为外轮廓形状A，在本实施方式中，所述外轮廓形状A为一数据集合，包含该轮廓的宽度数据和厚度数据。

步骤3：所述缠绕主机3根据预设橡胶部件400的轮廓形状K，将所述橡胶胶条200缠绕至所述轮胎胎坯300的外轮廓上，形成橡胶部件外轮廓形状。具体为：轮廓形状K为一数据集合，包括该轮廓的宽度数据和厚度数据，此数据集合为橡胶部件400的目标形状数据，此数据通过人机交互界面人工提前输入或由工程图直接导入到控制***。控制***控制缠绕主机3带动橡胶胶条200做排线运动，并将橡胶胶条200螺旋层叠缠绕至轮胎胎坯300的外轮廓上，以形成具有轮廓形状K的橡胶部件400。

步骤4：所述形状检测装置4检测已将所述橡胶胶条200缠绕至所述轮胎胎坯300的外轮廓，并生成外轮廓形状B，此外轮廓为轮胎胎坯300与橡胶部件400的总轮廓。同样，所述外轮廓形状B为一数据集合，包含该轮廓的宽度数据和厚度数据。通过对比所述外轮廓形状A与所述外轮廓形状B，可获取缠绕至所述轮胎胎胚300上的橡胶部件400的轮廓形状C，所述轮廓形状C为橡胶部件400自身的轮廓数据，不包含轮胎胎坯300的形状数据，同样，所述轮廓形状C为一数据集合，包含该轮廓的宽度数据和厚度数据。

步骤5：通过比对所述轮廓形状C与所述轮廓形状K，获取所述橡胶部件轮廓形状C与所述轮廓形状K的形状偏差D，所述控制***判断形状偏差D是否大于预设的最大偏差值，若是，则判断出所述橡胶部件的轮廓形状C不合格；若否，则判断出所述橡胶部件的轮廓形状C合格。同样，所述形状偏差D为一数据集合，包含该轮廓的宽度数据和厚度数据。当轮廓形状C不合格时，现场操作人员可及时对该橡胶部件进行修复，避免造成轮胎品质问题。在缠绕下一条橡胶部件时，控制***会根据所述形状偏差D自动修正下一条橡胶部件的缠绕形状数据，从而实现对轮胎部件缠绕的智能控制，能够实现缠绕过程中的全自动修补工作，提高缠绕精度，降低报废轮胎的数量，提高成品率，降低橡胶材料的浪费，还可以降低人工成本。

本发明一种高精度缠绕橡胶部件的制造方法，通过设置形状检测装置，在缠绕之前，对轮胎胎坯进行形状检测，获知缠绕前轮胎胎坯外轮廓的实际形状，并依据此轮胎胎坯的实际形状进行缠绕，从而可以提高缠绕精度；缠绕完成后，利用形状检测装置对橡胶部件的形状进行检测，以获取实际橡胶部件的缠绕形状，如果出现缠绕异常，能及时发现并修复，避免造成批量性质量问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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)

1.一种高精度橡胶部件制造方法，所述橡胶部件制造方法包括：

步骤1：将未缠绕橡胶胶条的轮胎胎坯设置在成型鼓上；

步骤2：检测未缠绕所述橡胶胶条的所述轮胎胎坯的外轮廓形状，命名为外轮廓形状A；

步骤3：所述缠绕主机根据预设橡胶部件的轮廓形状K，将所述橡胶胶条缠绕至所述轮胎胎坯的外轮廓上；

步骤4：检测已将所述橡胶胶条缠绕至所述轮胎胎坯的外轮廓，命名为外轮廓形状B，通过对比所述外轮廓形状A与所述外轮廓形状B，获取缠绕至所述轮胎胎胚上的橡胶部件的轮廓形状C；

步骤5：通过比对所述轮廓形状C与所述轮廓形状K，获取所述橡胶部件轮廓形状C与所述轮廓形状K的形状偏差D，判断所述形状偏差D是否大于预设的最大偏差值，若是，则判断出所述橡胶部件的轮廓形状C不合格；若否，则判断出所述橡胶部件的轮廓形状C合格；

步骤6：根据所述形状偏差D自动修正下一条橡胶部件的缠绕形状数据。

2.一种应用权利要求1所述的橡胶部件制造方法的缠绕机组，其特征在于：所述缠绕机组包括挤出机装置、压型装置、缠绕主机、形状检测装置以及控制***，所述形状检测装置包括检测组件以及角度传感器，所述检测组件包括至少一套检测相机以及至少一套激光发射器；所述角度传感器与所述成型鼓连接，用于检测所述成型鼓的旋转角度信息，所述激光发射器朝向所述轮胎胎胚外轮廓发射线性激光光线，所述检测相机通过检测投射到所述轮胎胎坯外轮廓的所述线性激光线的位置信息测量出所述轮胎胎坯外轮廓的形状，并将该形状传送至控制***，所述控制***根据该外轮廓形状对比预设橡胶部件的外轮廓形状，获取形状偏差，所述控制***判断形状偏差是否大于预设偏差值，并根据形状偏差自动修正下一个轮胎胎胚的缠绕。

3.根据权利要求2所述的缠绕机组，其特征在于，所述角度传感器与检测相机电性连接，以将检测信号直接发送至所述检测相机。

4.根据权利要求2所述的缠绕机组，其特征在于，当所述检测组件包括多套检测相机时，所述角度传感器的检测信号同时发送至多套所述检测相机。

5.根据权利要求2所述的缠绕机组，其特征在于，所述角度传感器为旋转编码器或旋转角度测量仪。

6.根据权利要求2所述的缠绕机组，其特征在于，所述形状检测装置还包括驱动检测相机移动靠近或远离所述轮胎胎坯的驱动装置。

7.根据权利要求2所述的缠绕机组，其特征在于，所述形状检测装置设置在固定的支撑架上，或者所述形状检测装置设置在所述缠绕主机上并与所述缠绕主机一同运动。