CN201314900Y - 轮胎激光散斑检验机 - Google Patents

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孟鹏
宁晓明
徐学磊
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Qingdao Mesnac Precise Processing Industry Co ltd
Mesnac Co Ltd
Qingdao Mesnac Electromechanical Engineering Co Ltd
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Qingdao Mesnac Electromechanical Engineering Co Ltd
Qingdao Mesnac Co Ltd
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Abstract

本实用新型所述轮胎激光散斑检验机，在激光检测装置中增加一旋转驱动部，以控制激光检测头能够绕其定位轴轴向进行精确地旋转并调整定位。采用一台激光散斑检验机、在一个工位上实现轮胎胎面和胎侧全方位的照相扫描，设备整机结构相对简单、检验效率较高，而且能够适用于各种型号和规格尺寸的轮胎检验。检验机主要具有机架、支撑架、升降装置、旋转装置、水平往复移动装置和激光检测装置。其中激光检测装置包括有2个对称地连接在水平往复移动装置的固定板下方的安装架，在每一安装架的端部设置一激光检测头。每一激光检测头通过与其连接的一旋转驱动部，沿安装于安装架端部的定位轴在一个小于90°的范围内旋转。

Description

轮胎激光散斑检验机
技术领域
本实用新型涉及一种应用于轮胎无损检测的激光散斑检验机，特别地是控制激光检测头旋转一角度以实现对轮胎胎侧的照相扫描，属于橡胶机械领域。
背景技术
机动车轮胎的制造过程中，为提高生产质量以保证其安全运行的使用要求，通常会进行一系列在线检测项目。如采用激光散斑成像检验原理，通过向轮胎表面发射激光射线以对轮胎内层进行无损检测，通过激光透过轮胎所产生的强弱不等信号反馈至CCD相机进行成像，以验证轮胎内部是否出现气泡等性能缺陷，并根据检验结果对轮胎进行鉴定分级。
公开以下内容的在先申请专利，专利号ZL200720054397，名称为一种用于轮胎无损检测的三维运动装置，其包括有支架、升降横梁、升降装置、旋转装置、水平往复移动装置和检测头，所述升降装置设置在支架上，所述升降横梁与升降装置固定连接，所述旋转装置设置在升降横梁上，所述水平往复移动装置设置在旋转装置之下，检测头与水平往复移动装置连接。
如上述方案，并未涉及到控制检测头旋转或倾斜一定的角度，以实施针对轮胎胎侧部位的照相扫描。实际上，现有激光散斑检验装置包括有在2个工位分别设置的2套各自独立的扫描成像设备，因此整机检测装置的结构较为复杂、设计和使用成本均较大。
而且需要对同一个轮胎在2个工位分别进行定中，既延长了检测周期，同时又增加了设计轮胎定中精度的复杂程度。
另外在上述在先专利中，升降装置、旋转装置和水平往复移动装置之间的定位结构较为简单，旋转装置整体地设置在升降装置的下部。当进行旋转时，检测头不稳定因素增大，易于出现摆动和偏斜现象，从而直接导致扫描图像部分失真而影响到检测精度。
实用新型内容
本实用新型所述的轮胎激光散斑检验机，在于解决上述问题和缺陷而在激光检测装置中增加一旋转驱动部，以控制激光检测头能够绕其定位轴轴向进行精确地旋转并调整定位。
本实用新型的设计目的在于，采用一台激光散斑检验机、在一个工位上实现轮胎胎面和胎侧全方位的照相扫描，设备整机结构相对简单、检验效率较高，而且能够适用于各种型号和规格尺寸的轮胎检验。
另一设计目的是，有效地缩短检验周期，降低因针对一条轮胎反复进行定中驱动而导致的工艺难度。
设计目的还在于，改进现有激光散斑检验机的结构配置，增加激光检测装置在旋转过程中的稳定性，以提高扫描图像不失真、保证轮胎检验的精度。
为实现上述设计目的，所述轮胎激光散斑检验机的主要结构是：
具有机架、支撑架、升降装置、旋转装置、水平往复移动装置和激光检测装置。其中，支撑架连接于机架的一侧，升降装置安装于机架上，旋转装置安装于升降装置的升降横梁上，水平往复移动装置安装于旋转装置的转套的下端。
与现有技术的区别之处在于，所述的激光检测装置包括有2个对称地连接在水平往复移动装置的固定板下方的安装架，在每一安装架的端部设置一激光检测头。
每一激光检测头通过与其连接的一旋转驱动部，沿安装于安装架端部的定位轴在一个小于90°的范围内旋转。
如上所述的基本方案特征，在激光检测头不发生旋转时，通过旋转装置带动激光检测装置进行旋转，激光检测头是对轮胎的胎面进行照相扫描；当激光检测头沿其定位轴轴向旋转一个小于90°的角度并定位后，通过旋转装置带动激光检测装置进行旋转，则激光检测头进行照相扫描的部位是轮胎的胎侧。
为进一步实现控制激光检测头的旋转角度范围和精确定位能力，可采取如下改进方案：
所述激光检测装置的旋转驱动部，包括有安装在安装架上的驱动步进电机，驱动步进电机的输出轴套设一主动齿轮，主动齿轮依次通过同步带、涨紧轮连接一从动带轮，从动带轮套设在定位轴上。
采用由PLC驱动器控制的驱动步进电机可精确控制激光检测头的旋转角度，进而调节其观察轮胎胎侧的视角范围，实现全方位检验。
为改善激光检测装置整体在旋转过程中的稳定性，避免造成激光检测头的晃动，所述的旋转装置包括有固定在升降横梁上下侧的一对固定板，在固定板下端固定有转轴，转套通过内部轴承套接在转轴的外侧，在转套外侧套接有从动转带轮，从动转带轮依次通过同步带、涨紧轮连接于套设在驱动步进电机输出轴上的主动转带轮。
综上所述，本实用新型轮胎激光散斑检验机的优点是：
1、可以在一台检验机和一个工位上分别实现胎面和胎侧的全方位照相扫描，使用灵活、检验效率较高、且适用于各种型号和规格尺寸的轮胎。
2、激光检测头可控制性强，有利于提高调节其旋转角度和精确定位的能力。
3、有效地缩短检验周期，降低定中驱动的工艺复杂程度。
4、激光检测装置在旋转过程中稳定性好，扫描图像不失真、检验精度较高。
附图说明
现结合附图对本实用新型做进一步的说明，
图1是所述轮胎激光散斑检验机的结构示意图；
图2是图1中的A-A向剖面示意图；
图3是图1的俯向示意图；
图4是所述激光检测装置的剖面结构示意图；
如图1至图4所示具有，机架1，支撑架2；
升降横梁30，升降电机31、主动带轮32、升降轴33、升降同步带34、从动带轮35；
转套40，固定板41，转轴42，轴承43，从动转带轮44，同步带45，涨紧轮46，驱动步进电机47，主动转带轮48；
固定板50，水平移动电机51，平移带轮52，涨紧轮53，同步带54，移动板55，滑块56；
安装架60，激光检测头61，定位轴62，驱动步进电机63，主动齿轮64，同步带65，涨紧轮66，从动带轮67。
具体实施方式
实施例1，如图1至图4所示，所述的轮胎激光散斑检验机主要具有机架1、支撑架2、升降装置、旋转装置、水平往复移动装置和激光检测装置。其中，支撑架2连接于机架1的一侧，支撑架2从一侧辅助支撑机架1，有利于改善针对激光检测装置在旋转过程中的加固和稳定，以避免激光检测头的晃动。
所述的升降装置设置为2组，分别安装在机架1上，旋转装置安装于升降装置的升降横梁30。每一组升降装置还包括有升降电机31、主动带轮32、升降轴33、升降同步带34、从动带轮35。
升降电机31与升降轴33连接，升降轴33与主动带轮32连接，主动带轮32、从动带轮35与升降同步带34连接，升降横梁30则固定设置于升降同步带34。当升降电机31旋转时通过升降轴33驱动主动带轮32和同步带34上下运动，从而带动固定在升降同步带34上的升降横梁30作上升或下降移动，从而达到提升或降低旋转装置、水平往复移动装置和激光检测装置的目的。
所述的旋转装置包括有，固定在升降横梁30上下侧的一对固定板41，在固定板41下端固定有转轴42，转套40通过内部轴承43套接在转轴42的外侧，在转套40外侧套接有从动转带轮44，从动转带轮44依次通过同步带45、涨紧轮46连接于套设在驱动步进电机47输出轴上的主动转带轮48。
步进电机47依次驱动主动转带轮48、同步带45、涨紧轮46和从动转带轮44而带动转套40旋转，当转套40旋转时可带动其下方的水平往复移动装置和激光检测装置一起旋转。
所述的水平往复移动装置，包括有安装在旋转装置下方的固定板50，固定板50上设置有水平移动电机51，水平移动电机51通过平移带轮52、涨紧轮53和同步带54连接于移动板55，移动板55通过滑块56啮合连接于固定板50下端的直线导轨。
在水平移动电机51的驱动下，水平往复移动装置可带动其下方的激光检测装置沿水平方向位移，从而控制激光检测头61定位于检测工位。
所述的激光检测装置，包括有2个对称地连接在固定板50下方的安装架60，在每一安装架60的端部设置一激光检测头61。
每一激光检测头61通过与其连接的一旋转驱动部，从而实现沿其定位轴62在一个小于90°的范围内旋转。
所述激光检测装置的旋转驱动部，包括有安装在安装架60上的驱动步进电机63，驱动步进电机63的输出轴套设一主动齿轮64，主动齿轮64依次通过同步带65、涨紧轮66连接一从动带轮67，从动带轮67套设在定位轴62上。
基于本实施例方案还可实现下述轮胎激光散斑检验方法，通过操作升降装置和水平往复移动装置驱动并控制激光检测头61定位，在旋转装置带动激光检测装置旋转的同时，激光检测头61沿轮胎表面发射激光射线以进行照相扫描。
其中针对轮胎胎侧部位的照相扫描，是将激光检测头61定位于轮胎外部上方。
在发射激光射线之前，控制激光检测装置的旋转驱动部以将激光检测头61沿其定位轴62的轴向方向，旋转至一个小于90°的角度并定位，以将激光射线发射并扫描至轮胎的胎侧部位。
根据所检验轮胎的型号、规格和外形尺寸的具体数值，可将激光检测头61的旋转角度在小于90°的范围内进行调节，以调整激光检测头61相对于胎侧的视角范围。
激光检测头61设置有2个，在激光射线照相扫描的过程中，2个激光检测头61分别在0至180°的范围内旋转，以针对轮胎外表面的不同胎侧部位同时地、分别地进行照相扫描。
使用同一台轮胎激光散斑检验机，依次实现针对轮胎胎面和胎侧的照相扫描，其操作步骤如下：
第一步，被检测轮胎通过输送带输送至密闭、防辐射的测试室内部并定中；
第二步，通过升降装置将激光检测装置第一次垂直定位，通过水平往复移动装置将激光检测装置第一次水平定位，此时激光检测头61被定位于轮胎外部上方；
第三步，通过控制激光检测装置的旋转驱动部，将激光检测头61沿其定位轴62的轴向方向旋转至一个小于90°的角度并定位；
第四步，通过旋转装置带动激光检测装置按一确定方向旋转180°，2个激光检测头61分别沿轮胎外表面的胎侧进行照相扫描；
第五步，胎侧扫描完毕后，激光检测头61复位至初始状态，随后水平往复移动装置控制激光检测装置沿水平方向复位至初始状态；
第六步，升降装置控制激光检测装置第二次垂直定位，水平往复移动装置控制激光检测装置第二次水平定位，此时激光检测头61被定位于轮胎内部中心位置；
第七步，通过旋转装置带动激光检测装置，按与第四步相反的方向旋转180°，2个激光检测头61分别沿轮胎内表面的胎面进行照相扫描；
第八步，胎面扫描完毕后，上述装置全部复位至初始状态，输送带将轮胎输送出测试室。

Claims (3)

1、一种轮胎激光散斑检验机，主要具有机架(1)、支撑架(2)、升降装置、旋转装置、水平往复移动装置和激光检测装置，其中支撑架(2)连接于机架(1)的一侧，升降装置安装于机架(1)上，旋转装置安装于升降装置的升降横梁(30)上，水平往复移动装置安装于旋转装置的转套(40)的下端，其特征在于：所述的激光检测装置，包括有2个对称地连接在水平往复移动装置的固定板(50)下方的安装架(60)，在每一安装架(60)的端部设置一激光检测头(61)；
每一激光检测头(61)通过与其连接的一旋转驱动部，沿安装于安装架(60)端部的定位轴(62)在一个小于90°的范围内旋转。
2、根据权利要求1所述的轮胎激光散斑检验机，其特征在于：所述激光检测装置的旋转驱动部，包括有安装在安装架(60)上的驱动步进电机(63)，驱动步进电机(63)的输出轴套设一主动齿轮(64)，主动齿轮(64)依次通过同步带(65)、涨紧轮(66)连接一从动带轮(67)，从动带轮(67)套设在定位轴(62)上。
3、根据权利要求1或2所述的轮胎激光散斑检验机，其特征在于：所述的旋转装置，包括有固定在升降横梁(30)上下侧的一对固定板(41)，在固定板(41)下端固定有转轴(42)，转套(40)通过内部轴承(43)套接在转轴(42)的外侧，在转套(40)外侧套接有从动转带轮(44)，从动转带轮(44)依次通过同步带(45)、涨紧轮(46)连接于套设在驱动步进电机(47)输出轴上的主动转带轮(48)。
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