[发明专利]轮胎胎面缠绕控制方法

权利要求书

1.轮胎胎面缠绕控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)工控机模拟仿真在胎面螺叠过程中胶片的变形；

(2)根据胶片变形后的形态以及设定的胎面效果形态，工控机模拟仿真螺叠过程中胎面内各胶片的排列分布情况，并得到各胶片之间的螺距；具体为：

(2-1)按照设计的胎面形状，采用积分法从右到左计算胎面的面积，计算时为每往左移0.1～1毫米累加一次；

(2-2)当累积的胎面面积等于胶片面积的1/3～2/3时，在胎面的累积起点处对应放置第一片胶片；

(2-3)将已累积的胎面面积清零，除去被胶片覆盖的胎面面积，从胎面右边开始重新累积计算胎面面积，当累积的胎面面积等于胶片面积的一半时，在胎面的累积起点处对应放置下一片胶片；

(2-4)按照从右到左的顺序，重复步骤(2-3)，直至此胎面的胶片螺叠结束，最后得到螺叠过程中胎面内各胶片的排列分布情况，同时得到各胶片之间的螺距；

(3)根据设计好的胎坯面形态，工控机计算好缠绕机在胎面各圈弧线段的虚拟圆心坐标及半径，然后将这些数据输送给PLC；

(4)根据得到的各胶片之间的螺距，工控机分别对胎面弧线段各圈与弧度的对应关系参数、胎面直线段各圈与横坐标的对应关系参数以及对应的理论速度进行计算，然后将形成的数据表输送给PLC；

所述胎面弧线段各圈的弧度通过公式

c＝na+b

计算得到，其中c为弧度，n为圈数，a为斜率，b为截距；

式中a＝(c₂-c₁)/(n₂-n₁)，b＝c₂-a·n₂，c₁为本次起始圈对应的弧度，c₂为下一起始圈对应的弧度，n₁为本次起始圈值，n₂为下一起始圈值；

然后形成圈数-弧度对应数据表，数据表中同一圈的数据组均包括该圈的起始圈数、斜率、截距和缠绕机理论速度，且同一圈内的圈数n的取值范围为本 组数据的起始圈数与下一组数据的起始圈数之间；

所述胎面直线段各圈的横坐标通过公式

x＝ne+f

计算得到，其中x为胎面直线段的横坐标，n为圈数，e为斜率，f为截距；

式中，e＝(x₂-x₁)/(n₂-n₁)，f＝x₂-e·n₂，x₁为本次起始圈对应的横坐标，x₂为下一起始圈对应的横坐标，n₁为本次起始圈值，n₂为下一起始圈值；

然后形成圈数-横坐标对应数据表，数据表中同一圈的数据组均包括该圈的起始圈数、斜率、截距和缠绕机理论速度，且同一圈内的圈数n的取值范围为本组数据的起始圈数与下一组数据的起始圈数之间；

(5)PLC根据接收到的数据表对缠绕机各圈的理论速度进行调整，得到对应的实时速度；

(6)PLC根据缠绕机各圈的虚拟圆心坐标、半径及实时速度，计算得出缠绕机在xyz三轴对应的轨迹坐标数据；然后根据得到的轨迹坐标数据控制缠绕机进行胎面缠绕。

2.根据权利要求1所述的轮胎胎面缠绕控制方法，其特征在于，所述步骤(1)具体为：

按照设定的宽度，先将各胶片细分成多个等份；然后将各胶片进行螺叠，相邻两个胶片之间产生变形；工控机模拟仿真两个胶片之间的变形情况，观察此胎面的缠绕效果；此过程中，细分后的胶片每等份的宽度越细，模拟的精度也就越高。

3.根据权利要求1所述的轮胎胎面缠绕控制方法，其特征在于，所述步骤(5)中PLC根据接收到的数据表对缠绕机各圈的理论速度进行调整，其中PLC对胎面弧线段的缠绕机理论速度的调整具体为：

PLC根据接收到的数据表上各圈理论速度以及实时的弧度差计算缠绕机机头在z轴上的速度Δp，然后根据xyz三轴的速度匹配方程

ΔX＝R·sin α·Δp，ΔY＝R·cosα·Δp

分别计算得到缠绕机在x轴的速度ΔX和y轴的速度ΔY，其中α为缠绕机机 头方向与水平方向的夹角，R为工控机设定的胎面弧线段的半径。

4.根据权利要求1所述的轮胎胎面缠绕控制方法，其特征在于，所述步骤(6)中PLC根据缠绕机各圈的虚拟圆心坐标、半径及实时速度，计算得出缠绕机在xyz三轴对应的轨迹坐标数据，其中PLC对缠绕机在胎面弧线段各圈的轨迹坐标数据的计算具体为：

根据工控机设定的胎面弧线段的半径R及其虚拟圆心坐标(X₀，Y₀)，PLC根据圆弧方程

X＝X₀+R·cosα，Y＝Y₀+R·sinα

分别计算缠绕机在胎面弧线段上各运动轨迹点的横坐标X和纵坐标Y，其中α为缠绕机机头方向与水平方向的夹角。