轮胎胎面主动纠偏装置及方法与流程

本技术涉及轮胎生产设备，尤其涉及一种轮胎胎面主动纠偏装置及方法。

背景技术：

1、随着工业自动化的发展，轮胎行业对生产设备的要求也逐渐提高。目前，轮胎成型机已从之前的二次法成型机逐步更替为目前流行的一次法成型机。轮胎各个部件在一次法成型机上有序贴合，最终形成轮胎胚胎，全程无需人工干预，达到全自动化生产。

2、其中，胎面是轮胎中最为关键的部件，现有的成型机胎面贴合装置对于胎面的生产流程主要包括：胎面导开、胎面定长、胎面裁断和胎面输送等。由于胎面在生产过程中可能发生偏移，因此需要对其进行自动贴合纠偏。

3、相关技术中，在进行胎面的自动贴合纠偏时，通常是基于视觉相机结合配套光源的方式进行纠偏。然而，该方式一方面会增加胎面输送皮带的结构复杂程度，另一方面由于通讯接口非常复杂等原因设备安装难度较大，因此，上述相关技术中的纠偏方案实施难度较大，实施过程复杂。并且上述纠偏方案的硬件成本和维护成本较高。

技术实现思路

1、本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此，本技术的第一个目的在于提出一种轮胎胎面主动纠偏装置，该装置通过阵列传感器检测胎面两条边沿位置，通过plc采集数据并运算，可以精准的实现胎面的主动纠偏和缺陷检测功能，同时能够降低安装难度、降低设备成本且提高设备精度。

3、本技术的第二个目的在于提出一种轮胎胎面主动纠偏方法。

4、本技术的第三个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。

5、为实现上述目的，本技术的第一方面在于提出一种轮胎胎面主动纠偏装置，该装置包括：胎面输送系统、边沿检测装置、带束鼓系统和可编程逻辑控制器plc处理器，其中，

6、所述胎面输送系统包括胎面输送带和输送伺服电机，所述输送伺服电机驱动所述胎面输送带旋转，以将胎面输送至所述带束鼓装置；

7、所述边沿检测装置包括两个阵列传感器，所述两个阵列传感器垂直安装于所述胎面输送带的进料端，所述两个阵列传感器沿胎面输送中心线呈左右对称分布，用于检测胎面的两条边沿位置；

8、所述带束鼓系统安装于所述胎面输送带的末端，所述带束鼓系统用于根据接收到的运动控制指令进行位置凸轮运动，以对胎面进行纠偏；

9、所述plc处理器与所述两个阵列传感器和所述带束鼓系统相连，所述plc处理器用于根据所述两条边沿位置计算胎面的中心偏移数据，并根据所述中心偏移数据生成包含凸轮数组的所述运动控制指令。

10、可选地，在本技术的一个实施例中，带束鼓系统包括旋转伺服电机、横移伺服电机和带束鼓，其中，所述旋转伺服电机，用于带动所述带束鼓旋转，以将胎面附着于所述带束鼓上；所述横移伺服电机，用于驱动所述带束鼓沿水平方向运动，根据所述中心偏移数据进行左右移动纠偏。

11、可选地，在本技术的一个实施例中，所述边沿检测装置，还包括：支架，所述支架上设有安装孔位，所述安装孔位用于调节所述两个阵列传感器之间的中心间距。

12、可选地，在本技术的一个实施例中，该装置还包括：输送伺服驱动器、旋转伺服驱动器和横移伺服驱动器，其中，每个伺服驱动器与所述plc处理器相连，每个伺服驱动器用于驱动对应的伺服电机运作。

13、为实现上述目的，本技术第二方面在于提出了一种轮胎胎面主动纠偏方法，该方法应用于本技术第一方面所述的轮胎胎面主动纠偏装置，该方法包括以下步骤：

14、设定数据采集参数，基于所述数据采集参数获取两个阵列传感器采集的胎面的两条边沿位置数据；

15、对所述边沿位置数据中的每组数据进行宽度验证，并在宽度验证合格之后，基于验证后的边沿位置数据计算不同阶段下胎面的中心偏移数据；

16、根据所述中心偏移数据编辑凸轮数组，所述凸轮数组包括带束鼓的旋转角度和横移距离分别对应的凸轮点集合；

17、基于所述凸轮数组，控制旋转伺服电机和横移伺服电机按照固定的凸轮点位进行位置凸轮运动，以实现对胎面的纠偏。

18、可选地，在本技术的一个实施例中，设定数据采集参数，基于所述数据采集参数获取两个阵列传感器采集的胎面的两条边沿位置数据，包括：获取当前待纠偏的胎面的长度，并设置采样间隔，根据胎面长度和所述采样间隔计算采样数组长度；在所述两个阵列传感器初始检测到胎面经过时，读取输送伺服电机的编码器位置值，并每经过一个所述采样间隔，读取所述两个阵列传感器采集到的数据；将读取到的数据分别存储至每个所述阵列传感器对应的实数数组中，直至所述实数数组中的数据长度达到所述采样数组长度。

19、可选地，在本技术的一个实施例中，对所述边沿位置数据中的每组数据进行宽度验证，包括：设定传感器中心距、胎面标准宽度和宽度偏差；根据测量得到的每组数据和所述传感器中心距，分别计算每组数据对应的测量宽度；根据每个所述测量宽度、所述胎面标准宽度和所述宽度偏差，验证胎面宽度是否合格；在存在任一不合格的目标测量宽度的情况下，将与所述目标测量宽度相邻的前一个测量宽度的合格值替换当前的不合格值。

20、可选地，在本技术的一个实施例中，基于验证后的边沿位置数据计算不同阶段下胎面的中心偏移数据，包括：设定中心偏移参数；将验证后的每组数据中的两个测量值相减，得到每组数据对应的中心偏差值；判断每个所述中心偏差值是否在所述中心偏移参数对应的范围内，如果不在所述范围内，则将所述中心偏移参数作为当前数据对应的中心偏差值；基于中位值平均滤波法，对全部数据对应的中心偏差值进行滤波，并存储每组数据对应的滤波后的中心偏差值，生成中心偏移数组。

21、可选地，在本技术的一个实施例中，根据所述中心偏移数据编辑凸轮数组，包括：建立二维的初始凸轮数组，所述初始凸轮数组的长度等于采样数组长度；将采样间隔换算为凸轮旋转角度间隔，并通过以下公式计算每个凸轮点对应的带束鼓的旋转角度：

22、cam(i，0)＝(i-1)*i2

23、其中，cam(i，0)第i个凸轮点对应的带束鼓的旋转角度值，i2是凸轮旋转角度间隔，i表示任一凸轮点；将计算出的所述每个凸轮点对应的带束鼓的旋转角度存储至初始凸轮数组。

24、可选地，在本技术的一个实施例中，根据所述中心偏移数据编辑凸轮数组，还包括：读取所述中心偏移数组中的数据，对于胎面料头伸出至带束鼓的长度对应的第一数量个数据，计算所述第一数量个数据的中心偏差值的平均值，将所述平均值作为前面第一数量个凸轮点对应的带束鼓的横移距离；对于胎面尾部的预设长度对应的第二数量个凸轮点，将所述第二数量个凸轮点中排序最小的凸轮点对应的带束鼓的横移距离，作为每个凸轮点对应的带束鼓的横移距离，其中，所述排序最小的凸轮点对应的带束鼓的横移距离是所述中心偏移数组中对应的数据的中心偏差值；对于除所述第一数量个凸轮点和所述第二数量个凸轮点之外的凸轮点，将所述中心偏移数组中对应的数据的中心偏差值作为每个凸轮点对应的带束鼓的横移距离；将计算出的所述每个凸轮点对应的带束鼓的横移距离存储至初始凸轮数组，以生成所述凸轮数组。

25、为实现上述目的，本发明第三方面提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如本技术第二方面中任一所述的轮胎胎面主动纠偏方法。

26、本技术的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：本技术先通过阵列传感器检测胎面两条边沿位置，再通过plc控制器对采集的数据进行运算，实现胎面的主动纠偏和缺陷检测功能，数据重复精度较高，可保证胎面中心贴合偏差在较小的可允许的范围内，提高了轮胎胎面主动纠偏的精确性。并且，相较于视觉相机，本技术采用的阵列传感器安装调试更为便捷简单，在降低设备成本的同时，还进一步降低了设备维护的难度和维护成本。本技术还通过plc编程的应用，可以方便调节数据采样间隔及纠偏间隔，以便于应对不同规格制定纠偏方案，提高了胎面主动纠偏的适用性。

27、本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。