一种缠绕装置及胎圈缠绕系统的制作方法

本发明涉及轮胎生产辅助设备领域，尤其是涉及一种缠绕装置以及胎圈缠绕系统。

背景技术：

作为构成轮胎的部件，胎圈支承轮胎和轮辋的紧固力，保持和密封轮胎内部的空气压力，在轮胎侧壁部的缓冲和调整安全性上发挥着重要的作用。

通常，胎圈包括裸胎圈和条带，其中，裸胎圈为用单芯敷胶钢丝按照特定截面形状排布而成的结构，其截面形状通常为大致六边形，在后工序中，维持该截面六边形这一点是非常重要的。现有的胎圈是通过胎圈缠绕系统将条带缠绕至裸胎圈上，具体地，胎圈缠绕系统中的环部件在驱动装置的驱动下旋转，此过程中，缠绕装置在将条带缠绕至裸胎圈上的同时将条带缠绕至设置在缠绕环端面上的辊部件上进行储存，条带会多圈缠绕至辊部件上，待裁断机构将条带裁断后，缠绕环继续旋转并释放已缠绕至辊部件上的多圈条带，使得储存在辊部件上的条带继续包裹裸胎圈，但是这样操作至少需要有一个人工去将缠绕在辊部件上的条带料头拉出并粘贴到裸胎圈上，由于条带的粘性较高，多圈缠绕至辊部件上的条带会粘在一起，进而无法较快的完成拉出动作，浪费人力，生产效率不高，稳定性不高。

在通常情况下，人工拉出条带的料头粘贴到裸胎圈上之前，还会减去一部分料，以保证接头质量，这样会形成浪费。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种缠绕装置及胎圈缠绕系统，用以解决上述技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供一种缠绕装置，用于将缠绕材料螺旋包裹至裸胎圈上，其特征在于，包括：基座；缠绕环部件，设置在所述基座上，所述缠绕环部件具有缺口部，所述缠绕环部件的端壁上设有辊部件；第一驱动机构，用于驱动所述缠绕环部件绕其中心转动，并带动所述辊部件绕所述缠绕环部件的中心转动；传递机构，移动设置在所述基座上，所述传递机构包括基板、设置在所述基板上的第一驱动源以及设置在所述第一驱动源驱动端的转动部件，所述转动部件可移动对接或脱离于所述辊部件，所述转动部件可在所述第一驱动源的驱动下带动所述辊部件转动。

进一步地，所述辊部件倾斜设置在所述缠绕环部件的端壁上。

进一步地，所述基座上设置有导轨、与所述导轨配合滑动的滑块以及驱动所述滑块移动的第一驱动气缸，所述基板设置在所述滑块上，且所述基板倾斜设置，以使得设置在所述基板上的转动部件的端面在对接或脱离的过程中与所述辊部件的端面相平行。

进一步地，所述缠绕装置还包括与所述辊部件同轴设置的第一磁性轮和所述转动部件同轴设置的第二磁性轮，当所述转动部件移动靠近所述辊部件时，所述第一磁性轮和第二磁性轮相互吸合，以使所述辊部件和转动部件间接对接并同步转动。

进一步地，所述辊部件和转动部件为磁性轮，当所述转动部件移动靠近所述辊部件时，所述转动部件和辊部件相互吸合，以使所述辊部件和转动部件直接对接并同步转动。

进一步地，所述缠绕环部件包括环状第一内衬件、设置在所述第一内衬件外侧的环状第二内衬件以及设置在夹设在所述第一内衬件和第二内衬件之间的多个滚动轮，所述第二内衬件可相对第一内衬件转动。

进一步地，所述第一驱动机构包括第二驱动源以及传动机构，所述传动机构包括圆周分布在所述缠绕环部件外侧的多个传动辊，每个所述传动辊的圆周壁上设置有多个第一磁铁，相邻的所述第一磁铁的极性不同；所述第二内衬件的圆周壁上设置有多个第二磁铁，相邻的所述第二磁铁的极性不同，每个所述传动辊上的多个第一磁铁与所述第二内衬件上的多个第二磁铁靠近设置，所述第二驱动源通过传动带带动所述多个传动辊同步转动。

进一步地，所述缠绕环部件的端壁上设置有支撑板以及设置在所述支撑板上方的压辊，所述支撑板和压辊靠近所述辊部件设置。

进一步地，所述缠绕装置还包括用于驱动裸胎圈转动的第二驱动机构，所述第二驱动机构包括第三驱动源、驱动轮、辅助随动轮、连接所述驱动轮和辅助随动轮的传动带，所述驱动轮设置在所述第三驱动源的驱动端，所述传动带用于与所述裸胎圈接触，并在所述第三驱动源的驱动下，带动所述裸胎圈转动。

本发明通过传递机构的设置，可以主动地驱动辊部件旋转所需圈数，从而使得辊部件可以卷绕不同长度的条带，便于将条带自动地缠绕至裸胎圈上，且能够在辊部件上缠绕不同直径的条带。

本发明还提供一种胎圈缠绕系统，包括供料机构、如上述的缠绕装置以及裁断机构，所述供料机构用于朝向所述缠绕装置供应缠绕材料，所述裁断机构可将所述缠绕材料裁断。

进一步地，所述裁断机构设置在所述基板上，所述裁断机构包括第二驱动气缸、设置在所述基板上的第一裁刀以及靠近所述第一裁刀设置的第二裁刀，所述第二裁刀可在所述第二驱动气缸的驱动下朝向或远离所述第一裁刀移动。

进一步地，所述胎圈缠绕系统还包括设置在所述基板上的承托机构，所述承托机构包括承托板以及可驱动所述承托板靠近或远离所述辊部件移动的第三驱动气缸，所述承托板在所述第三驱动气缸的驱动下移动通过所述第一裁刀和第二裁刀之间。

采用了上述技术方案，本发明的有益效果为：本发明一种具有该缠绕装置的胎圈缠绕系统，该胎圈缠绕系统可以实现完全自动化，且全程无材料浪费，缠绕稳定性高，效率高。

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为本发明胎圈缠绕系统立体图。

图2为图1所示图档的侧视图。

图3为本发明基座、缠绕环部件以及第一驱动机构的立体图。

图4为图3中a处的局部放大图。

图5为图3中b处的局部放大图。

图6为本发明缠绕环部件以及第一驱动机构从另一角度的立体图。

图7为本发明张力器与辊组件通过传动组件相连接的立体图。

图8为本发明基座、导轨滑块机构以及传递机构的立体图。

图9为本发明传递机构的立体图。

图10本发明缠绕环部件与传递机构对接时的立体图。

图11为本发明第二驱动机构的立体图。

图12为图11中c处的局部放大图。

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。

如图1-2所示，本发明公开一种胎圈缠绕系统100，用于将橡胶条带200螺旋缠绕至裸胎圈300上，以形成胎圈。该胎圈缠绕系统100包括供料装置1、缠绕环装置2、用于固定并驱动裸胎圈300移动和转动的第二驱动机构4以及用于裁断条带200的裁断机构5。在本实施方式中，条带200为经帘线加强的带状橡胶胶条。以下对各组成部分的结构进行详细描述。

如图1-2所示，供料装置1包括料卷11、多个储料辊12、与输送方向最后一个储料辊12连接的编码器13以及总驱动源（未图示），料卷11放料经多个储料辊12的储料后被传送至缠绕环装置2上，待裸胎圈300在第二驱动机构4的驱动下放置于缠绕环装置2上后，第二驱动机构4与缠绕环装置2相互配合运动，以将条带200螺旋缠绕至裸胎圈300的整个圆周上。编码器13与输送方向最后一个储料辊12同轴设置，编码器13用于检测供料装置1输出条带200的长度。总驱动源的驱动端与料卷11的转动轴连接，料卷11在总驱动源的驱动下反转放料，并为整个条带200的输送提供动力。

如图3-10所示，缠绕环装置2包括基座21、设置在基座21上的缠绕环部件22、设置在缠绕环部件22端壁上的辊组件23、可滑动设置在基座21上的传递机构24、设置在缠绕环部件22的端壁上的张力器25以及用于驱动缠绕环部件22绕其中心转动的第一驱动机构26。其中，基座21上竖直设有立板211，缠绕环部件22设置在立板211上。缠绕环部件22整体具有一缺口部221，立板211上设有与缺口部221基本重合的切口2111。缠绕环部件22包括环状第一内衬件（未标号）、设置在第一内衬件外侧的环状第二内衬件222以及设置在夹设在第一内衬件和第二内衬件222之间的多个滚动轮223，第二内衬件222可相对第一内衬件转动，一密封板224设置在第二内衬件222端部，以形成缠绕环部件22的端壁。

辊组件23包括同步转动的辊部件231、磁性轮233以及第一同步轮232，磁性轮233设置在远离缠绕环部件22的最外侧。辊部件231用于接收定长后的条带200。在本实施方式中，辊部件231、磁性轮233以及第一同步轮232同轴设置。当然，在其他实施方式中，辊部件231、磁性轮233以及第一同步轮232非同轴或者以其他结构组合，只要三者能够同步转动也在本发明的保护范围内。在本实施方式中，辊组件23优选为倾斜设置在缠绕环部件22的端壁上，即辊组件23的轴线与缠绕环部件22的端壁所处的平面呈一锐角d，角度在20度到70度之间，在同时转动缠绕环部件22和裸胎圈300时，实现螺旋缠绕。

缠绕环装置2还包括设置在缠绕环部件22的端壁上的支撑板20，支撑板20靠近辊组件23设置，且位于裸胎圈300的正下方。

传递机构24通过导轨滑块机构27设置在基座21上，导轨滑块机构27包括设置在基座21上的两排导轨271、滑动设置在每个导轨271上的滑块272、设置在两排滑块272上的底板273以及用于驱动底板273移动的第一驱动气缸274。传递机构24包括基板241、设置在基板241上的第一驱动源（未标号）以及设置在第一驱动源驱动端的转动部件242。第一驱动源和转动部件242分别位于基板241的两侧，转动部件242位于靠近缠绕环部件22的一侧。在本实施方式中，转动部件242为磁性轮。当第一驱动气缸274驱动底板273朝向缠绕环部件22移动，并带动转动部件242朝向磁性轮233移动靠近至磁力作用的距离后，转动部件242与磁性轮233相互吸合，以使得辊组件23与转动部件242同步对接转动。通过传递机构24的设置，可以主动地驱动辊部件231旋转所需圈数，从而使得辊部件231可以卷绕不同长度的条带200，便于将条带200自动地缠绕至裸胎圈300上，且能够在辊部件231上缠绕不同直径的条带200。在本实施方式中，第一驱动源为伺服电机。

在另一实施方式，转动部件242的外侧也可以同轴设置有另一磁性轮，转动部件242朝向磁性轮233移动靠近至磁力相互影响的范围后，两个磁性轮相互吸合。

在另一实施方式中，辊组件23与转动部件242还可以为另一对接方式，如凸出部与凹槽卡合的形式；两齿轮啮合的形式等。

裁断机构5设置在基板241上，裁断机构5包括第二驱动气缸51、设置在基板241上的第一裁刀52以及设置于第二驱动气缸51驱动端且位于第一裁刀下方的第二裁刀53，第二裁刀53可在第二驱动气缸51的驱动下朝向或远离第一裁刀52移动，以对通过的条带200进行裁断。

胎圈缠绕系统100还包括设置在基板241上的承托机构3。承托机构3包括承托板31以及可驱动承托板31靠近或远离辊部件231移动的第三驱动气缸32，承托板31在第三驱动气缸32的驱动下移动通过第一裁刀52和第二裁刀53之间。承托板31用于接收来自供料装置1输送出的条带200，在传递机构24被第一驱动气缸274的驱动下移动靠近至辊组件23后，承托板31上的条带200继续被输送至辊部件231上，并在辊部件231上形成缠绕。

张力器25通过传动组件28与辊组件23同步转动，具体地，传动组件28包括与辊部件231同轴设置的第一同步轮232以及与张力器25的输出轴同轴设置的第二同步轮281，第一同步轮232与第二同步轮281通过同步带连接。第二同步轮281的直径优选为小于第一同步轮232的直径，这样，可以保证输出较大的张力，避免采用张力调节范围大的张力器25导致的体积、重量较大的问题。在实施方式中，张力器25优选张力可调的永磁磁滞器，磁力最大可调范围在20n以内。

在其他实施方式中，张力器25也可以与辊部件231同轴设置。

通过张力器25的设置，可以使得由辊部件231的条带200缠绕至裸胎圈300时，具有基本稳定的张力，避免了因条带200张力不稳定带来的气泡等问题，提高缠绕质量，并且，由于条带200缠绕张力可调，更大范围的适应不同宽度或厚度的条带200，通用性较高。

为了提高缠绕时的稳定性和缠绕后的质量，辊部件231上设置有用于定位条带200料头的定位针2311，同时，设定辊部件231处于初始位置，在条带200料头被输送至辊部件231上转动缠绕半圈后，定位针2311插入至带条200的料头，这样可以防止料在辊部件231上打滑，或者折叠，有效提高条带缠绕的稳定性和缠绕后的质量。该初始位置的确定，通过在辊部件231上圆周壁上粘贴反光部件（未标号），并在辊部件231的上方安装光电传感器2312，光电传感器2312与第一驱动源242的控制器电性连接。其动作步骤为：光电传感器2312朝向辊部件231的圆周面发射光线，当光电传感器2312发出的光线照射到反光部件上并反射至光电传感器2312的接收端后，光电传感器2312的电信号被触发，光电传感器2312朝向第一驱动源242的控制器发送控制信号，控制其停止转动，以实现辊部件231的定位。在本实施方式中，反光部件为反光纸。

传递机构24的基板241上设置有毛刷辊组件29，毛刷辊组件29包括设置在基板241上的支架291、设置在支架291上的驱动气缸292以及设置在驱动气缸292驱动端的毛刷辊293。在条带200的料头被输送至辊部件231上后，驱动气缸292驱动毛刷辊293向下压，以将进入辊部件231上的条带料头压实。

为了进一步提高缠绕的质量，缠绕环装置2还包括压辊组件，压辊组件包括设置在辊部件231的端壁上的压辊294，压辊294设置于支撑板20的上方，压辊294用于对缠绕至裸胎圈300上的条带进行辊压，以提高缠绕后的质量。

第一驱动机构26包括第二驱动源261以及传动机构262，传动机构262包括圆周分布在缠绕环部件22外侧的多个传动辊，每个传动辊的圆周壁上设置有多个第一磁铁2621，相邻的第一磁铁2621的极性不同。第二内衬件222的圆周壁上设置有多个第二磁铁2622，相邻的第二磁铁2622的极性不同，每个传动辊上的多个第一磁铁2621与第二内衬件222上的多个第二磁铁2622靠近设置，第二驱动源261通过传动带带动多个传动辊同步转动，并会带动缠绕环部件231的转动。具体地，当多个传动辊在第二驱动源261的驱动下同步旋转时，通过布置在传动辊外表面的第一磁铁2621与布置在第二内衬件222外表面的第二磁铁2622的相互作用，缠绕环部件231会在磁力的作用下同步旋转，该驱动方式相较于使用传统的齿轮啮合方式，会大幅降低啮合的噪音。

请参见图11-图12，第二驱动机构4包括竖直板41、设置在竖直板41上的第三驱动源（未图示）、设置在第三驱动源驱动端的驱动轮42、设置在竖直板41上的辅助随动轮43、连接驱动轮42和辅助随动轮43的传动带44、连接并支撑驱动轮42和辅助随动轮43的连接板45。连接板45设置在驱动轮42和辅助随动轮43的最外侧，以起到固定作用。驱动轮42、辅助随动轮43、传动带44以及连接板45构成为传动轮组件。在本实施方式中，两组传动轮组件设置在裸胎圈300的底部，且每组传动轮组件的传动带44都与裸胎圈300接触，第三驱动源驱动其中一组传动轮组件动作，以带动裸胎圈300转动。

第二驱动机构4还包括设置在裸胎圈300底部且相对传动轮组件处于另一侧的压轮组件46，压轮组件46包括设置在竖直板41后侧的驱动气缸461、设置在驱动气缸461的连接板462以及设置在连接板462底部的压轮463，连接板462枢转设置在竖直板41上，当驱动气缸461驱动连接板462向下移动时，实现压轮463转动并将裸胎圈300压至传动带44上。

第二驱动机构4还包括设置在竖直板41上的挂钩组件，挂钩组件包括驱动气缸（未图示）以及设置在驱动气缸（未图示）的驱动端的挂钩471，挂钩471用以钩在裸胎圈300的顶部，挂钩471、压轮组件46以及第一驱动机构26共同定位裸胎圈300的同时，第二驱动机构4可用于驱动裸胎圈300转动。挂钩471可在驱动气缸（未图示）的驱动下带动裸胎圈300上下移动，以适应不同直径的裸胎圈300。

第二驱动机构4还包括设置在竖直板41上的挡辊组件48。挡辊组件48包括第四驱动气缸481以及设置在第四驱动气缸481驱动端的挡辊482，挡辊482可在第四驱动气缸481的驱动下先在竖直平面内转动以阻挡裸胎圈300，并能够进而在垂直裸胎圈300所在平面靠近或者远离竖直板41移动，用于在裸胎圈300被放置到待缠绕位置时能够阻挡定位裸胎圈300。该第四驱动气缸481为现有技术，这里不再赘述。

第二驱动机构4还包括驱动竖直板41上下移动的驱动组件49。具体地，基座21上设有固定架491，固定架491上设有上下方向延伸的滑轨，竖直板41通过滑块滑动设置在滑轨上。驱动组件49包括驱动电机491，竖直板41的后端设置在驱动电机491的驱动端。

上述缠绕环装置2和第二驱动机构4可组合形成缠绕装置，该缠绕装置可以配合其他供料的形式，实现半自动化或者与其他生产线配合使用。

裸胎圈300的上料过程为：驱动组件49驱动竖直板41移动至胎圈装载位，将裸胎圈300挂在挂钩471上，然后挂钩471竖直板41向下移动，直至接触到第二驱动机构4的传动带44，压轮组件46进而将裸胎圈300按压至传动带44上，从而完成对裸胎圈300的上料。

请参见图1-图12，本发明胎圈缠绕系统100的缠绕方法包括如下步骤：

总驱动源14驱动料卷11的转动轴反转，带动料卷11放料。条带200经多个储料辊12至承托板31上后，第一驱动气缸274驱动底板273朝向辊组件23移动，当底板273在第一驱动气缸274的驱动下移动至极限位置时，承托板31与辊部件231相接，且转动部件242与磁性轮233吸合。

当条带200的料头被输送至辊部件231上时，第一驱动源242驱动转动部件242转动并带动辊部件231转动，以将所需长度的条带200自动缠绕至辊部件231上，且留有一定长度的条带尾部位于裸胎圈300下方的支撑板20上。这里所需长度的条带200是通过编码器13检测获得。具体地，该步骤还包括以下子步骤：

s21：第一驱动源242驱动辊部件231定位至初始位置。该初始位置通过上述光电传感器2312和反光部件的设置完成。

s22：将条带200的料头输送至辊部件231上，同时，第一驱动源242驱动辊部件231转动所需圈数n，将单个胎圈所需长度l的条带缠绕至辊部件231上。n可以如下公式获取：

其中，h为条带的厚度，r为辊部件231的半径，s为修正值，该修正值通过调试经验获得。在条带200的料头被输送至辊部件231上后，驱动气缸292驱动毛刷辊293向下压，以将进入辊部件231上的条带料头压实。在将条带200缠绕到裸胎圈200表面的同时，压辊294还对缠绕至裸胎圈300上的条带进行辊压，以提高辊压质量。

这里单个胎圈所需长度l可以通过手动在屏幕上输入至控制模块，或者通过手动在屏幕上输入与长度l直接关联的参数，通过简单计算获取。控制模块为整个胎圈缠绕系统的控制模块，这里不再赘述。

可以理解的，所需圈数n也可以通过实际操作经验值测量获取，直接通过手动在屏幕上输入至控制模块。

s23：裁断机构5在条带200输送方向上游的固定距离位置进行裁断，裁断后的已缠绕至辊部件231上的条带的长度与缠绕单个胎圈所需的条带200的长度基本相等，自动缠绕至辊部件231上条带200的长度为编码器13检测获得的长度与编码器13到裁断机构5沿条带200输送方向的距离之差获得，编码器13到裁断机构5之间的距离为已知值，也可以说自动缠绕至辊部件231上条带200的长度通过编码器13检测获得。

s24：第一驱动源242驱动辊部件231继续转动，待缠绕至辊部件231上的被裁断后的条带200的尾部输送至支撑板20上后，辊部件231停止转动，定长完成缠绕一个胎圈所需长度的条带。

在缠绕环部件22处于初始位置，将裸胎圈300自缺口部221插入至缠绕环部件22内部，直到裸胎圈300与位于支撑板20上的条带尾部贴附，同时，挡辊组件48对裸胎圈300的竖直状态进行定位。插入缺口部221内的裸胎圈300的端面与缠绕环部件231的端面相垂直。该缠绕环部件22的初始位置优选为缺口部221竖直朝上。

第二驱动机构4驱动裸胎圈300转动，第一驱动机构26驱动缠绕环部件22转动，以实现将条带200缠绕至裸胎圈300上。

综上所述，本发明缠绕环装置通过在缠绕环部件22的端壁上设置有辊组件22，并设置张力器25与辊组件22同步转动，条带200缠绕至裸胎圈300时，条带200具有基本稳定的张力，避免了因条带张力不稳定带来的气泡等问题，提高缠绕质量，并且，由于条带缠绕张力可调，更大范围的适应不同宽度或厚度的条带，通用性较高。本发明还提供一种具有缠绕环装置的缠绕装置，该缠绕装置便于进行半自动化的改造，适合多种生产条件。本发明还提供一种具有该缠绕装置的胎圈缠绕系统100，该胎圈缠绕系统100可以实现完全自动化，且全程无材料浪费，缠绕稳定性高，效率高。

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。