专利名称：坯料厚度异常检测设备的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及用于轮胎成型生产线中的接头检测设备，更具体地涉及在卷绕到轮胎上之前检测坯料中搭接接头的接头检测设备。
背景技术：
搭接接头(overlap splice)是一种非连续坯料制备流程的副产物，并且在传统轮胎成型中很常见。两个值得注意的例子是当它缠绕在大卷轴上时的帘布层坯料和螺旋重叠坯料。两者都在坯料制备流程中有搭接接头构成以形成连续的条带或片材。该接头也在轮胎成型过程中将条带或片材保持在一起。因为它们形成了轮胎中的不连续性，所以这些双层厚的接头可能证明是不合需要的并且在轮胎中可能是不可接受的。因此，需要提供在卷绕到轮胎上之前感测坯料中的搭接接头的装置。
发明内容
根据本发明的一个方面，一种检测设备检测坯料条带中厚度异常区域，并且包括当坯料条通过第一辊表面上时进行转动的第一辊；可枢转地安装的压紧辊，该压紧辊布置成紧压着经过第一辊的坯料条绕着枢轴线转动；光电监测器罩(photoeye mask)，其布置成响应于压紧辊的枢转运动而绕该枢轴线转动；在光电监测器罩内的光电监测器孔 (photoeye slot)，该孔在孔的头端和孔的尾端之间延伸；以及发送和接收的光学装置，所述光学装置位于所述光电监测器罩的光电监测器孔的相反两侧上，并且在对准光电监测器罩的位置上进行工作，以投射出一束穿过在上述发送和接收的光学设备之间的光电监测器孔的聚中的穿透光束。根据本发明的另一个方面，当光电监测器罩操作地转过一个预设的偏转角度而离开对准光电监测器罩的位置并进入光电监测器罩阻断位置时，该穿透光束被光电监测器罩阻断。在该光电监测器罩对准位置与光电监测器罩阻断位置之间转动该光电监测器罩所需的预设偏转角度是可调节的。再一方面，该光电监测器罩孔在头端和尾端之间其宽度是逐渐减小的，并且沿着该光电监测器罩孔，上述发送和接收的光学设备的位置是可调节的以便对于不同的坯料的标称厚度有选择地校准该检测设备。再另一个方面，该光电监测器罩绕着枢轴线沿相反的第一方向和第二方向转动， 以响应压紧辊的在相反的第一方向和第二方向的相应的枢转运动。在进入第一光电监测器罩阻断位置的光电监测器罩的第一方向的转动，是表示运行中第一辊和压紧辊之间的无坯料供给的情况，而在光电监测器罩的第二方向上的转动，是表示运行中在第一辊和压紧辊之间的坯料条带中出现接头。在光发送装置和光接收装置之间的信号中断的持续时间表示在坯料条带中所遇到的异常是接头还是无坯料供给发生。
将通过举例的方式并参照附图来描述本发明，附图中 图1是检测设备总成的前视图。图2是设备的调整比例的局部放大前视图。图3是检测设备总成的后视图。图4是设备辊总成的前透视图。图5是设备辊总成的后透视图。图6是检测设备遇到条带坯料接头的前视图。图7是检测设备响应接头遭遇的后透视图。图8是检测设备遇到无坯料供给发生时的前视图。图9是检测设备响应无坯料供给发生时的后透视图。图10是检测设备调整以用于较薄的坯料的应用的前视图。图11是检测设备调整以用于较薄的坯料的应用的后透视图。
具体实施例方式
首先参考图1，2，3，4和5，所示为用于检测条带坯料中的异常厚度的检测设备10。该检测设备10在无数的应用中都很有用，比如在有非连续坯料制备的轮胎成型生产线中。在传统轮胎成型中，帘布层坯料和螺旋重叠坯料缠绕在大卷轴上并在坯料制备过程中有接头产生以形成连续的条带或片材。这样的接头造成了轮胎中的间断性，并且一般是不合期望的。该设备10 —方面运转以检测坯料中这样的双层厚搭接接头的出现，并且除此以外，如同接下来将解释的那样，为广范围的坯料厚度提供检测无坯料供给情况的双重功能。图1至图5示出了在条状或片状坯料72被从坯料卷轴(未示出)上移除之后设备 10在某一方便的位置上定位。该设备总成10包括装配台12，其具有可转动地安装于其上的压紧辊14和固定辊20。该压紧辊14牢固地固定在旋转臂16上，该旋转臂16与延伸穿过台10的枢轴18相连。如图所示，压紧辊14绕着轴销19转动。固定辊20接收围绕该辊的条状坯料72，并且可被例如马达23或自由旋转机构驱动。压紧辊14安装在旋转臂16上， 该旋转臂16牢固地固定在枢轴18上。枢轴18可在安装于装配台12的轴承箱40中自由旋转。在装配台12的背面上，光电监测器罩48和旋转臂46牢固地夹紧到枢轴18上。该光电监测器罩是一个具有光电监测器细长孔64的薄板。该细长孔64在孔头端66和孔尾端68之间以2. 45度的锥角逐渐变窄。细长孔64被进一步切割成使孔中心线如图所示位于与罩48的长边50成3. 96度。当通过将其左移而调整光电监测器时，孔锥角提供更窄的缝隙，这样做是为了用于更薄规格尺寸的条带。从压紧辊枢轴进一步移动该感测点和更狭的孔的结合使得当坯料更薄时更加灵敏。孔和锥角的尺寸被设定以允许该设备在坯料规格尺寸的大约+/_ 40%处而不是在某个特定厚度释放(trip)。当不同规格的坯料被放进传感器中时，由于压紧辊将与不同的厚度接触，臂的标称位置将改变。孔角度被设定以使得光电监测器光束将定位于孔的中心，随着传感器为该规格被调整，仅夹住单个厚度(标称位置)。穿透光束光电监测器设备52安装在装配台12上，并包括一对光发送器M和接收器56。一对光电监测电缆58、60传递光束至这对光发送器和接收器M、56，并将返回信号传送回处理器(未示出)。这对穿透光束光电监测器发送器和接收器M、56被以以下方式安装，使得穿透光束62不是透过光电监测器孔64就是被罩48阻断。通过使用柔性的光电监测器光导纤维电缆58、60，其以朝向孔64定向的直角顶端55、57安装，使得穿透光束62直径很小，近似1mm。弹簧42分别通过弹簧支柱44、70而连接在装配台12和光电监测器罩旋转臂46 之间。旋转臂46上的弹簧力向枢轴18提供小转矩，将压紧辊14紧压在条带72上。该穿透光束的光导纤维直角顶端阳、57安装到光电监测器滑块沈上。该滑块沈安装在装配台 12中的直线孔30中，提供用于为不同条带厚度来调整接头检测装置的运动轴线。对于给定条带规格的滑块位置通过将滑块T型材35中的凹槽34对准安装在装配台12前侧的条带规格调整刻度32上的合适标记而设定。把手30帮助将滑块沈沿着刻度32重新定位至期望的条带厚度值36。该滑块沈通过固定螺钉和旋钮组合观而被锁定在所期望的位置上， 在锁紧时，将T型材35紧压在孔30的边缘处。当条带72如图1所示被装入并且光电监测器滑块沈沿着刻度32调整至合适的坯料标称厚度时，光电监测器设备52的光电监测器光束62将在沿着孔64的合适位置对准， 并且与光电监测器罩48中的锥形孔64的中心对准。当造成厚度异常的接头74穿过压紧辊14和固定辊20之间时，额外的厚度会使压紧辊14沿方向76运动，引起枢轴18转动相称的程度。轴18的转动使光电监测器罩的旋转臂46在枢轴上转动，推动罩48沿箭头78的方向枢转运动。罩48的运动将锥形孔64移出与光电监测器光束62的对准，并阻断它。见图6和图7。这提供了由控制系统解释的已检测到接头的瞬时信号。一旦该接头74经过辊 14、20，弹簧42使压紧辊14移动抵靠条带72，使得罩48重新获得一个对准位置，在此对准位置上光束62重新居中穿过贯通孔64。瞬时信号因此发出信号并被解释为接头的出现。如图8和图9中所示，如果条带72的末端穿过压紧辊14和固定辊20之间，则该条带的缺乏将引起压紧辊沿方向80移动(与方向76相反)，这使得枢轴18有方向地(沿与图 6和图7所示方向相反的方向)转动一相称程度。轴18的转动使得光电监测器罩旋转臂46 转动，罩旋转臂46的转动迫使罩48沿箭头82所指方向(与图6和图7中的箭头78相反) 的枢转运动。罩48的运动将孔64移出与光电监测器光束62对准的位置，并阻断它。这产生无限长持续时段的信号，被控制系统解释为无坯料供给的指示，即条带不再出现在辊之间。一旦条带坯料重新装入在辊之间，罩48从阻断位置重新定位回对准位置，在此位置将光束62重新聚中穿过贯通孔64。较长持续时段的信号因此可被解释为发出一个无坯料供给事件的信号，而较短持续时段的信号可被解释为出现接头。图10和图11所示为检测设备10的配置以检测具有搭接接头86存在的较薄规格的条带或片材坯料84中的厚度异常。对于图1的坯料厚度的示例规格设定被表示为每英寸0.060，而在图10和图11中，为了说明的目的，规格是每英寸0.020。对于较薄规格的坯料，滑块26被夹具洲松开，沿着孔M移动直到游标凹口 34位于期望的厚度处。夹具观被上紧以将该滑块固定在所期望的设定位置上。如图11所示，夹具观的运动使得光电监测器设备52向后沿着光电监测器罩48的孔64向着较窄的孔尾端68移动。如图所示，光束66保持中心地穿过孔64的窄部。因此该检测设备被校准以检测更薄的孔的厚度和条带中存在的任何异常，例如接头86或无坯料供给情况中条带的缺少。通过上文，可知检测设备10检测在辊20和可枢转地安装的压紧辊14之间条带坯料区域内的厚度异常。光电监测器罩46安装为响应于压紧辊14的方向性转动运动而沿顺
5时针方向或逆时针方向绕枢轴地转动，由此指示条带中的接头异常或条带中的无坯料供给异常。光电监测器罩46中的光电监测器锥形孔64在较宽的孔头端和较窄的孔尾端之间延伸以使检测设备10的调整适应不同厚度的条带。位于光电监测器孔64的相对两侧布置的发送及接收光学设备M、56在光电监测器罩对准位置运转，以投射狭窄的聚中穿透光束62 穿过光电监测器孔64。与孔成直角的光学设备顶端55、57确保该光束是对准的并且足够窄以穿过沿着锥形孔的任何位置。当光电监测器罩操作地转动一个预设偏转角(沿顺时针方向或逆时针方向)而离开光电监测器罩对准位置并进入光电监测器罩阻断位置时，该穿透光束62被光电监测器罩阻断。对于更窄的坯料厚度，穿过孔64的较窄位置的光束62的定位导致产生一个在光电监测器罩对准位置和光电监测器罩阻断位置之间转动光电监测器罩所需的较小的预设偏转角度。光电监测器锥形孔64和条带规格调整刻度32配置为当检测设备10被设定为不同条带规格时，在一次调整中实现两个目标。首先，不同条带规格会导致压紧辊14和光电监测器罩48的标称位置改变。该条带规格调整刻度标记32和相对于罩前沿50的光电监测器罩48中的孔角度θ被如此设定，使得当调整机构被设定成与条带规格相匹配时，光电监测器光束62将保持在光电监测器孔中位于中心。其次，检测设备10的灵敏度必须随着条带规格改变而被调整以改善感测可靠性。当使用较薄的条带时，通过移动远离压紧辊14 的枢轴18来调整该光电监测器。这从两方面提高了设备的灵敏度。首先，对于条带厚度中的给定变化而言，离枢轴10越远，锥形孔移动越多。其次，随着离枢轴越来越远，该孔呈锥形而变窄，这使得罩需要更少的移动来阻断光束。该孔锥角和孔位置的设计使得针对所有规格阻断光电监测器所需的规格改变的百分比近似相同。主题设备10被用于检测任何机械加工柔性带或片状材料中的搭接接头。在轮胎成型工业中的例子可以是螺旋重叠或帘布层的填充或放卷，但本发明考虑到了比轮胎工业更广泛的应用潜力。光束62的小直径使转换滞后最小化并改善准确度，同时光电监测器罩孔设计提供了一种双重厚度异常感测的装置，例如搭接接头和无坯料供给的情况。调整机构使用成角度的锥形孔，在仅一次容易的调整中同时提供了设定点和灵敏度的修改。可以理解的是，压紧辊14和旋转臂16对于由于接头或无坯料供给情况而造成的条带厚度改变向光电监测器罩提供了机械放大。本发明可以根据在此提供的描述做出改变。虽然为展示本发明而示出了特定的代表性实施例和细节，但是对于本领域技术人员显而易见的是，可以做出各种改变和修改而不离开本发明的范围。因此，应该理解的是对在此描述的具体实施例做出的改变都在由所附的权利要求所限定的本发明的全部预期范围内。
权利要求
1.一种用于检测坯料条带中厚度异常区域的检测设备，其特征在于，该设备包括(A)第一辊，当坯料条带经过第一辊表面上时所述第一辊操作地转动；(B)可绕枢轴转动地安装的压紧辊，其布置为操作地压靠着经过第一辊的坯料条带绕着枢轴线枢转；(C)光电监测器罩，布置为响应于压紧辊的枢转运动而绕着枢轴线转动；(D)光电监测器罩内的光电监测器孔，该孔在孔头端和孔尾端之间延伸；(E)光电监测器设备，其包括成对的发送及接收光学设备，该发送及接收光学设备位于光电监测器罩的光电监测器孔的相反两侧上，并且在光电监测器罩对准位置上运转，以便投射基本上聚中的穿透光束穿过在发送及接收光学设备之间的光电监测器孔。
2.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于，当光电监测器罩操作地转动预设偏转角而离开光电监测器罩对准位置并且进入光电监测器罩阻断位置时，该穿透光束被光电监测器罩阻断。
3.根据权利要求2所述的检测设备，其特征在于，该检测设备进一步包括用于使压紧辊向第一辊表面偏置的偏置装置。
4.根据权利要求2所述的检测设备，其特征在于，使光电监测器罩在光电监测器罩对准位置和光电监测器罩阻断位置之间转动所需的预设偏转角的大小是可调节的。
5.根据权利要求4所述的检测设备，其特征在于，该光电监测器罩孔在头端和尾端之间宽度上变窄。
6.根据权利要求5所述的检测设备，其特征在于，该发送及接收光学设备与贯通孔的纵向中心线成直角定向，并且穿透光束在贯通孔内的位置将接头检测设备操作地校准到不同的坯料标称厚度。
7.根据权利要求4所述的检测设备，其特征在于，在光电监测器罩对准位置与光电监测器罩阻断位置之间转动光电监测器罩所需的预设偏转角的大小通过沿着光电监测器罩孔改变发送及接收设备的位置而可操作地调节。
8.根据权利要求2所述的检测设备，其特征在于，该光电监测器罩绕着枢轴线在相反的第一方向和第二方向上转动，以响应压紧辊在相反的第一和第二方向上的相对应的枢转运动。
9.根据权利要求8所述的检测设备，其特征在于，当光电监测器罩在第一方向和第二方向的任一方向上操作地转过各自的第一和第二预设偏转角而离开光电监测器罩对准位置并进入各自的第一和第二光电监测器罩阻断位置，该穿透光束被光电监测器罩阻断。
10.根据权利要求9所述的检测设备，其特征在于，进入第一光电监测器罩阻断位置的光电监测器罩在第一方向的转动用于表示出在第一辊和压紧辊之间的无坯料供给情况，而进入第二光电监测器罩阻断位置的光电监测器罩在第二方向的转动用于表示出在第一辊和压紧辊之间的坯料条带中出现接头。
全文摘要
本发明涉及坯料厚度异常检测设备。一种检测设备检测坯料条带中的厚度异常区域，并包括在坯料条带经过第一辊表面上时进行转动的第一辊；可枢转地安装的压紧辊，其布置为压靠着经过第一辊的坯料条带绕着枢轴线进行转动；光电监测器罩，布置为响应于压紧辊的枢转运动而绕着枢轴线转动；光电监测器罩内的光电监测器孔，该孔在孔头端和孔尾端之间延伸；发送及接收光学设备，该发送及接收光学设备位于光电监测器罩的光电监测器孔的相反两侧上，并且在光电监测器罩对准位置上运转，以便投射基本上聚中的穿透光束穿过在发送及接收光学设备之间的光电监测器孔。当光电监测器罩在第一和第二方向中的任一方向上转动预设偏转角而离开光电监测器罩对准位置并进入光电监测器罩阻断位置，该穿透光束被光电监测器罩阻断。光发送设备和接收设备之间的信号中断的持续时间指示在坯料条带中遇到的异常是出现了接头还是无坯料供给发生。
文档编号G01B11/06GK102435144SQ201110285488
公开日2012年5月2日 申请日期2011年9月23日 优先权日2010年9月23日
发明者A. 伦德尔 D. 申请人:固特异轮胎和橡胶公司