[发明专利]工程胎缠绕胎面形状自动扫描测量分析装置及方法

说明书

本发明公开了一种工程胎缠绕胎面形状自动扫描测量分析装置，包括缠绕机；缠绕机包括X轴方向的X轴移动轨道、Y轴方向的Y轴移动轨道、Z轴方向的Z轴移动轨道。装置的使用方法，包括获取胎胚的轮廓曲线及坐标；获取胎面的轮廓曲线及坐标；将胎胚轮廓曲线及胎面轮廓曲线整合在一起，去噪，计算二者之间的距离即为胎面截面的厚度。本发明对任意大小工程胎面的尺寸进行分析；自动跟随胎面轮廓进行扫描，且同步收集方位坐标信息，方便测量过程，使用简单；测量的精密度高，且精密电子尺对每个自由度的位置探测反馈；电子尺的反馈位置，会大大降低机械误差；消除人工操作带来的测量误差，提高测量的精度和效率，不会损坏胎面，降低检测成本。

技术领域

本发明涉及一种装置及方法，尤其涉及一种工程胎缠绕胎面形状自动扫描测量分析装置及方法。

背景技术

在工程胎缠绕工序中，胎胚在旋转机的带动下，开始旋转，胶条就缠绕在胎胚上，形成胎面。对于某种型号的轮胎，胎面的形状有规定的要求，那么根据预先设定好的程序，不同位置，缠绕的圈数不同，形成规定形状的胎面。由于胶条厚度时刻变化，因此按预定的圈数进行缠绕，一般来说胎面的形状不能完全达到规定的要求，但只要在误差范围内就可以了。那么如何知道胎面的形状是否达到规定的误差范围呢？

现有技术中，为了检测缠绕的胎面误差，采用抽样切割胎面的方式。就是生产某一批次轮胎，抽出几条轮胎，切割缠绕后的胎面，进行测量。这种测量方式存在问题：样本变形，造成误差：胎面切割后，变形膨胀，和没有切割前不完全一样；由于胎面是软性材料，用卡尺测量，会产生人为误差；每个人测量的角度、力度不同都会产生误差；破坏样品，浪费生产时间，降低生产效率；测量过程繁琐，时间长，效率低。

发明内容

为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种工程胎缠绕胎面形状自动扫描测量分析装置及方法。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种工程胎缠绕胎面形状自动扫描测量分析装置，包括缠绕机，缠绕机包括X轴方向的X轴移动轨道、Y轴方向的Y轴移动轨道、Z轴方向的Z轴移动轨道、控制Z轴移动轨道旋转的一号步进电机、控制Y轴移动轨道移动的二号步进电机、控制X轴移动轨道移动的三号步进电机、气缸以及缠绕机头；Y轴移动轨道滑动相接于X轴移动轨道上，Y轴移动轨道通过滑动柱与Z轴移动轨道相连接；

X轴移动轨道上设置有X轴光栅电子尺，用于测量装置沿X轴移动的位移X；Y轴移动轨道上设置有Y轴光栅电子尺，用于测量装置沿Y轴移动的位移Y；Z轴移动轨道上设置有Z轴光栅电子尺，用于测量缠绕机头沿Z轴移动的距离Z；缠绕机头上设置有激光位移传感器，用于测量激光位移器到胎面的距离d；步进电机R上设置有R轴光电式旋转编码器，用于测量步进电机R旋转的角位移R；

X轴光栅电子尺、Y轴光栅电子尺、Z轴光栅电子尺、激光位移传感器、旋转编码器、一号步进电机、二号步进电机、三号步进电机、气缸以及缠绕机头均与控制器相连接。

进一步地，X轴光栅电子尺、Y轴光栅电子尺及Z轴光栅电子尺的每脉冲精度至少是0.02毫米；旋转编码器每周脉冲数大于5000P；激光位移传感器的检测精度大于0.02毫米。

进一步地，Z轴移动轨道的一端与缠绕机头相固定，且缠绕机头内放置有胶条；所述Z轴移动轨道的另一端设置有转轴，转轴通过带传送与一号步进电机的输出轴相连接。

进一步地，气缸固定在Z轴移动轨道上，且气缸的输出轴与缠绕机头固定相接。

一种工程胎缠绕胎面形状自动扫描测量分析装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤Ⅰ、由装置带动激光位移传感器依次对胎胚的左面、正面和右面轮廓进行扫描，获取胎胚的轮廓曲线；期间获取位移数据X、Y、Z、R和d并计算胎胚轮廓曲线上各点坐标；

步骤Ⅱ、装置在胎胚上缠绕胶条形成胎面；根据步骤Ⅰ方法依次对胎面的左面、正面和右面轮廓进行扫描，获取缠绕结束后胎面的轮廓曲线及胎面轮廓曲线上各点坐标；