CN113681955A - 胎面缠绕中橡胶胶条尺寸精确控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种胎面缠绕中橡胶胶条尺寸精确控制系统和方法，其挤出机机头压力反馈控制单元的挤出机头上设有的压力传感器通过信号线路连接PLC可编程控制器Ⅰ而调整挤出螺杆转速；其压型机胶条尺寸反馈控制单元的压型机包括上、下压型辊和通过信号线路连接PLC可编程控制器Ⅱ的高精度线激光测量仪而调节下压型辊转速；其胶条输送过程胶条张力恒定控制单元中，前、后模块带式胶条输送机之间以及与压型机之间设有悬垂型速度匹配机构，对应于各悬垂型速度匹配机构设有超声波传感器Ⅰ、Ⅱ，各超声波传感器通过信号线路连接PLC可编程控制器Ⅲ而控制橡胶胶条输送速度；各控制单元协同作业可保持橡胶胶条在挤出、压型和输送过程中的尺寸稳定。

Description

胎面缠绕中橡胶胶条尺寸精确控制系统和方法

技术领域

本发明涉及轮胎制造技术，具体为一种胎面缠绕中橡胶胶条尺寸精确控制系统和方法。

背景技术

轮胎胎面缠绕工艺是轮胎(特别是对于大型轮胎和巨型轮胎)生产中的一个重要环节，由于其胎面尺寸和重量特别大，胎面缠绕是现阶段最可取的生产工艺。

所谓的胎面缠绕，就是用橡胶胶条按照特定的轨迹在轮胎胎体上进行缠绕，从而最终得到想要的胎面形状及尺寸。由此可见，在胎面缠绕的工艺过程中，橡胶胶条本身的尺寸精度将极大地影响到成型后的胎面尺寸精度。

常规工艺要求最终成型后的胎面尺寸精度误差小于标准值的1％，经数学计算，缠绕时橡胶胶条的尺寸精度误差必须小于0.3％才能满足要求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出了一种满足生产工艺要求的胎面缠绕中橡胶胶条尺寸精确控制系统和方法。

能够解决上述技术问题的胎面缠绕中橡胶胶条尺寸精确控制系统，其技术方案包括挤出机机头压力反馈控制单元、压型机胶条尺寸反馈控制单元和胶条输送过程胶条张力恒定控制单元，其中：

1、所述挤出机机头压力反馈控制单元包括挤出机，所述挤出机的挤出机头上设有压力传感器，所述压力传感器通过信号线路连接可实时调整挤出机的挤出螺杆转速的PLC可编程控制器Ⅰ。

2、所述压型机胶条宽度反馈控制单元包括压型机，所述压型机包括上压型辊和下压型辊，还包括测量橡胶胶条截面尺寸的高精度线激光测量仪，所述高精度线激光测量仪通过信号线路连接控制伺服电机及驱动器的PLC可编程控制器Ⅱ，所述伺服电机及驱动器通过精密传动机构连接上压型辊和下压型辊。

3、所述胶条输送过程胶条张力恒定控制单元包括沿挤出方向前、后设置的至少两台伺服驱动的模块带式胶条输送机，前模块带式胶条输送机与后模块带式胶条输送机之间以及后模块带式胶条输送机与压型机之间均设有悬垂型速度匹配机构，对应于前、后的悬垂型速度匹配机构分别设有检测胶条悬垂长度的超声波传感器Ⅰ和超声波传感器Ⅱ，各超声波传感器通过对应的信号线路连接可分别控制前、后模块带式胶条输送机的传送带输送速度的PLC可编程控制器Ⅲ。

还包括协同挤出机机头压力反馈控制单元、压型机胶条尺寸反馈控制单元和胶条输送过程胶条张力恒定控制单元作业以保持橡胶胶条在挤出、压型和输送过程中尺寸稳定的总控制单元。

进一步，所述上压型辊和下压型辊之间的压隙调整为小于0.8mm，对应的，可选择测量精度小于0.02mm的高精度线激光测仪与之匹配。

胎面缠绕中，采用上述胎面缠绕中橡胶胶条尺寸精确控制系统控制橡胶胶条尺寸精度的方法为：

1、通过挤出机机头压力反馈控制单元实现将从挤出机头挤出的橡胶胶条的尺寸精度控制在±1％。

2、通过压型机胶条宽度反馈控制单元实现将挤出后尺寸精度已控制在±1％的橡胶胶条的尺寸精度进一步控制在0.1％以内。

3、通过胶条输送过程胶条张力恒定控制单元实现在输送时将压型后不超过0.1％尺寸精度的胶条胶条的尺寸精度控制在0.12％之内，从而满足在缠绕时胎面尺寸精度误差小于标准值的1％的工艺要求。

4、通过总控制单元的协同控制而实现橡胶胶条在从挤出、压型、输送的整个过程中始终保持稳定的合乎需要的尺寸。

本发明的有益效果：

本发明胎面缠绕中橡胶胶条尺寸精确控制系统和方法，通过挤出机机头压力反馈控制、压型机胶条尺寸反馈控制、输送过程胶条张力恒定控制的协同作业，使得缠绕到轮胎胎体上的橡胶胶条尺寸始终稳定在小于0.12％，远远低于常规工艺小于0.3％的要求，从而满足生产工艺要求。

附图说明

图1为本发明一种实施方式的结构示意图。

图2为图1实施方式中胶条输送过程胶条张力恒定控制单元的结构示意图。

图号标识：1、挤出机；1-1、挤出机头；2、压型机；2-1、上压型辊；2-2、下压型辊；2-3、高精度线激光测仪；3、前模块带式胶条输送机；4、后模块带式胶条输送机；5、超声波传感器Ⅰ；6、超声波传感器Ⅱ；7、橡胶胶条；8、压力传感器。

具体实施方式

下面结合附图所示实施方式对本发明的技术方案作进一步说明。

本发明胎面缠绕中橡胶胶条尺寸精确控制系统，包括挤出机机头压力反馈控制单元、压型机胶条宽度反馈控制单元和胶条输送过程胶条张力恒定控制单元以及协同各控制单元作业的总控制单元。

所述挤出机机头压力反馈控制单元包括销钉式挤出机1，所述挤出机1的挤出机头1-1上设有压力传感器8，所述压力传感器8通过信号线路连接PLC可编程控制器Ⅰ，所述PLC可编程控制器Ⅰ根据压力传感器8的压力反馈信息而实时调整挤出机1的挤出螺杆的转速，从而控制橡胶胶条7的挤出速度，如图1所示。

所述压型机胶条尺寸反馈控制单元包括压型机2，所述压型机包括与精密传动机构连接的上压型辊2-1和下压型辊2-2，且上压型辊2-1可上、下移动调节压隙，所述精密传动机构由伺服电机及驱动器带动，压型机上还包括有测量橡胶胶条7(经上压型辊2-1和下压型辊2-2压制)截面尺寸的高精度线激光测量仪2-3，所述高精度线激光测量仪2-3通过信号线路连接PLC可编程控制器Ⅱ，所述PLC可编程控制器Ⅱ根据高精度线激光测量仪2-3的尺寸测量反馈信息控制伺服电机及驱动器的运转，如图1所示。

上述结构中，可根据工艺要求将上压型辊2-1与下压型辊2-2之间的压隙调节为小于0.8mm，与此相匹配需采用测量精度小于0.02mm的高精度线激光测量仪2-3，如图1所示。

所述胶条输送过程胶条张力恒定控制单元包括沿挤出方向前、后设置有两台伺服驱动的模块带式胶条输送机，分别为前模块带式胶条输送机3和后模块带式胶条输送机4，前模块带式胶条输送机3与后模块带式胶条输送机4之间以及后模块带式胶条输送机4与压型机2之间均设有悬垂型速度匹配机构，于前、后悬垂型速度匹配机构的下方分别设有检测橡胶胶条7悬垂长度的超声波传感器Ⅰ5和超声波传感器Ⅱ6，各超声波传感器通过对应的信号线路连接PLC可编程控制器Ⅲ，PLC可编程控制器Ⅲ根据各超声波传感器的橡胶胶条7的垂吊长度反馈信息而分别控制前、后模块带式胶条输送机3、4的传送带的输送速度，如图1、图2所示。

所述模块带式胶条输送机，其特性为传送带不会跑偏，驱动轮与传送带之间不会打滑，传送带与橡胶胶条7的沾粘小，配置伺服驱动，能保证橡胶胶条7输送的尺寸精度变化控制在5％以内。

所述总控制单元协同挤出机机头压力反馈控制单元、压型机胶条宽度反馈控制单元和胶条输送过程胶条张力恒定控制单元作业以保持橡胶胶条7在挤出、压型和输送过程中的尺寸稳定性。

以采用成型厚度为0.8mm的橡胶胶条7进行胎面缠绕为例来说明本发明胎面缠绕中橡胶胶条尺寸精确控制方法的技术方案：

1、所述挤出机机头压力反馈控制单元的压力反馈控制方案为：

通过挤出机机头压力反馈控制单元实现将从挤出机头1-1挤出的橡胶胶条7的尺寸精度控制在0.8mm±1％。

通过设置在挤出机头1-1上的压力传感器，可实时测量挤出机头1-1内部的橡胶压力数值并反馈给PLC可编程控制器Ⅰ，PLC可编程控制器Ⅰ则实时调整螺杆转速，以稳定挤出机头1-1内部压力在一个设定的数值；通过如此控制，可以保证从挤出机头1-1的口型中挤出的橡胶胶条7的尺寸精度稳定在0.8mm±1％。

2、所述压型机胶条宽度反馈控制单元的测量反馈控制方案为：

通过压型机胶条尺寸反馈控制单元实现将挤出后尺寸精度已控制在0.8mm±1％的橡胶胶条7的尺寸精度进一步控制在0.1％以内。

伺服电机及驱动器通过精密的传动系统精确驱动上下压型辊2-2的转动速度。

上压型辊2-1与下压型辊2-2将挤出的橡胶胶条7压型为满足形状和厚度以及宽度要求的橡胶胶条7，并通过高精度线激光测量仪2-3的测量反馈至PLC可编程控制器Ⅱ而控制上下压型辊2-2的转度，可使得尺寸精度稳定在0.8mm±1％的橡胶胶条7进一步将其尺寸稳定在0.1％以内。

3、所述胶条输送过程胶条张力恒定控制单元的测量反馈控制方案为：

通过胶条输送过程胶条张力恒定控制单元实现在输送时将压型后不超过0.1％尺寸精度的胶条胶条7的尺寸精度最终控制在0.12％之内。

超声波传感器Ⅰ5和超声波传感器Ⅱ6分别将检测的胶条垂吊数据反馈PLC可编程控制器Ⅲ，PLC可编程控制器Ⅲ控制前、后模块带式胶条输送机3、4上胶条胶条7输送之间的速度差，以达到两者的线速度完全匹配，从而实现压型后不超过0.1％尺寸精度的橡胶胶条7最终输送到缠绕头时，其尺寸精度控制在不超过0.12％。

4、总控制单元协同控制挤出机1与压型机2之间、压型机2与后模块带式胶条输送机4的传送带之间、前、后模块带式胶条输送机3、4的传送带与传送带之间的速度匹配，以实现橡胶胶条7在从挤出、压型到输送至缠绕头的整个过程中，始终保持稳定且合乎需要的尺寸。

Claims (3)

1.胎面缠绕中橡胶胶条尺寸精确控制系统，包括挤出机机头压力反馈控制单元、压型机胶条尺寸反馈控制单元和胶条输送过程胶条张力恒定控制单元，其中：

所述挤出机机头压力反馈控制单元包括挤出机(1)，所述挤出机(1)的挤出机头(1-1)上设有压力传感器(8)，所述压力传感器(8)通过信号线路连接可实时调整挤出机(1)的挤出螺杆转速的PLC可编程控制器Ⅰ；

所述压型机胶条尺寸反馈控制单元包括压型机(2)，所述压型机包括上压型辊(2-1)和下压型辊(2-2)，还包括测量橡胶胶条截面尺寸的高精度线激光测量仪(2-3)，所述高精度线激光测量仪(2-3)通过信号线路连接控制伺服电机及驱动器的PLC可编程控制器Ⅱ，所述伺服电机及驱动器通过精密传动机构连接上压型辊(2-1)和下压型辊(2-2)；

所述胶条输送过程胶条张力恒定控制单元包括沿挤出方向前、后设置的至少两台伺服驱动的模块带式胶条输送机，前模块带式胶条输送机(3)与后模块带式胶条输送机(4)之间以及后模块带式胶条输送机(4)与压型机(2)之间均设有悬垂型速度匹配机构，对应于前、后的悬垂型速度匹配机构分别设有检测胶条悬垂长度的超声波传感器Ⅰ(5)和超声波传感器Ⅱ(6)，各超声波传感器通过对应的信号线路连接可分别控制前、后模块带式胶条输送机(3、4)上橡胶胶条输送速度的PLC可编程控制器Ⅲ；

还包括协同挤出机机头压力反馈控制单元、压型机胶条宽度反馈控制单元和胶条输送过程胶条张力恒定控制单元作业以保持橡胶胶条(7)在挤出、压型和输送过程中尺寸稳定的总控制单元。

2.根据权利要求1所述的胎面缠绕中橡胶胶条尺寸精确控制系统，其特征在于：所述上压型辊(2-1)和下压型辊(2-2)之间的压隙小于0.8mm，所述高精度线激光测量仪(2-3)的测量精度小于0.02mm。

3.胎面缠绕中橡胶胶条尺寸精确控制方法，其特征在于采用了如权利要求1或2所述的胎面缠绕中橡胶胶条尺寸精确控制系统，其控制橡胶胶条尺寸精度的方案为：

①、通过挤出机机头压力反馈控制单元实现将从挤出机头(1-1)挤出的橡胶胶条(7)的尺寸精度控制在±1％；

②、通过压型机胶条尺寸反馈控制单元实现将挤出后尺寸精度已控制在±1％的橡胶胶条(7)的尺寸精度控制在0.1％以内；

③、通过胶条输送过程胶条张力恒定控制单元实现在输送时将压型后不超过0.1％尺寸精度的胶条胶条(7)的尺寸精度控制在0.12％之内；

④、通过总控制单元的协同控制而实现橡胶胶条(7)在从挤出、压型、输送的整个过程中始终保持稳定的合乎需要的尺寸。

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