轮胎成型机的胎胚不圆度在线检测方法及在线检测装置与流程

本发明属于胎胚不圆度检测技术领域，具体地说涉及轮胎成型机的胎胚不圆度在线检测方法及在线检测装置。

背景技术：

轮胎的动平衡和均匀性是汽车行驶是否稳定的主要影响因素，不良轮胎将导致汽车的乘坐舒适性下降，严重时将危及行车安全。随着市场竞争的加剧以及轮胎质量标准的日益严格，各大轮胎生产厂家正通过一系列技术手段竞相提升轮胎品质，而改善轮胎的动平衡和均匀性是提升轮胎性能的重要一环，改善动均性能是轮胎行业未来的主要着力点。现阶段轮胎存在的问题主要有：①成品轮胎需要经过动平衡、均匀性测量机进行检测，发现不合格时前工序再进行调查改善，导致排查调整工作存在滞后性，无法做到提前预防；②现阶段测量胎胚不圆度使用卷尺测量整周胎胚，测量耗时长且数据误差大，不利于问题的及时解决；③事后补救手段欠缺，查找问题只能根据经验，设备停机排查调整将浪费大量时间，影响产能。

针对上述问题，特提出本发明。

技术实现要素：

针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出轮胎成型机的胎胚不圆度在线检测方法及在线检测装置。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种轮胎成型机的胎胚不圆度在线检测检测方法，包括如下步骤：

(1)胎胚在轮胎成型机的成型鼓上成型后，旋转成型鼓，采用探测器实时测量探测器至胎胚的距离，记录探测器测量的实时测量数据及与实时测量数据对应的方位点；

(2)将探测器至胎胚中心的距离与探测器测量的实时测量数据求差值，获得胎胚各方位点的半径，计算获得各方位点半径间的偏差即为胎胚不圆度，计算获得各方位点半径的均值即平均半径，基于平均半径计算获得胎胚周长。

优选的，步骤(1)中与实时测量数据与方位点的对应方式为通过设置于轮胎成型机主轴轴端的编码器进行记录轮胎成型机主轴的旋转角度，基于步骤(1)中记录的主轴旋转角度和步骤(2)中对应主轴旋转角度计算获得的半径，以主轴的旋转角度和胎胚半径为横纵坐标作曲线图。

优选的，胎胚零度与轮胎成型机主轴的主轴零点相对应，轮胎成型机的胎冠传递环夹持爪中每个爪块的角度与胎胚角度相对应，基于主轴旋转角度和对应主轴旋转角度获取的胎胚半径，计算获得胎冠传递环夹持爪中每个爪块对应的角度。

优选的，基于曲线图，可获取与胎胚不圆度高低点位置相对应的胎冠传递环夹持爪的爪块位置，根据胎胚不圆度高低点位置对胎冠传递环夹持爪的爪块进行调整，调整结束后，再次对胎胚不圆度进行检测，直至胎胚不圆度符合生产要求。

优选的，将步骤(2)中获取的胎胚不圆度分别与预设报警值和预设停机报警值进行比较，当胎胚不圆度超出预设报警值时，报警器发出胎胚不圆度超出预设报警值的警报，当胎胚不圆度超出预设停机报警值时，报警器发出胎胚不圆度超出预设停机报警值的警报。

优选的，步骤(1)中的探测器为激光探测器，激光探测器实时测量激光探测器至胎胚的距离时，激光探测器发射激光所在的直线垂直于胎胚的中心轴且与胎胚的中心轴相交。

基于上述的轮胎成型机的胎胚不圆度在线检测方法的检测装置，包括激光探测器和控制器，所述激光探测器设置于轮胎成型机的胎冠传递环上用于检测激光探测器至轮胎成型机成型鼓上胎胚的距离，所述激光探测器与所述控制器通讯连接，所述控制器包括用于采集激光探测器检测的数据的数据采集器、用于处理数据采集器采集的数据的数据处理器和用于显示数据处理器处理的数据的显示器。

优选的，还包括报警器，所述报警器与所述控制器通讯连接，数据处理器将数据处理器处理获得的胎胚不圆度与预设报警值进行对比，当胎胚不圆度超出预设报警值时，所述控制器控制报警器发出警报。

优选的，所述报警器设置为2个，2个报警器均与与所述控制器通讯连接，数据处理器将数据处理器处理获得的胎胚不圆度与预设报警值和预设停机报警值进行对比，当胎胚不圆度超出预设报警值时，所述控制器控制其中一个报警器发出警报，当胎胚不圆度超出预设停机报警值时，所述控制器控制两个报警器同时发出警报。

优选的，还包括编码器，所述编码器设置于轮胎成型机主轴的轴端用于检测轮胎成型机主轴的旋转角度，所述编码器与所述控制器通讯连接，轮胎成型机主轴的零点位置及胎胚零度相对应。

有益效果：

1、本发明实现了成型胎胚的在线不圆度检测，本阶段的检测结果与硫化后的检测结果数据相关，可做到提前预防，避免硫化后的产成品产生不良，降低次品率。

2、本发明能够对轮胎不圆度数据进行智能分析，可以获得成型机的偏差，实现及时调整轮胎成型机设备，避免出现批量不良，提高了产品的品质。

3、本发明采用的激光探测器的测量数据重复性的精度可达0.01mm，测量数据准确，检测耗时短，方便快捷。

4、在成型机主轴上安装编码器，实时测量成型机主轴位置，将胎胚不圆度数据与成型机主轴位置对应，因胎胚不圆度与胎冠传递环夹持爪同心度存在相关性，通过在线检测、数据及图形分析，图形中胎胚不圆度的数据与胎冠传递环夹持爪位置相对应，可通过图形明确胎胚不圆度高低点对应的胎冠传递环夹持爪的爪块位置，快速识别成型机轮胎的问题点，利于现场识别不良、快速纠正不良、并及时跟踪结果，便于现场改善。

5、本发明的在线检测方法及检测装置可实现对胎胚周长的在线测量，减少人工测量时间。

6、本发明的在线检测装置设置有2个报警器，当胎胚不圆度超出预设报警值时，控制器控制其中一个报警器发出警报，当胎胚不圆度超出预设停机报警值时，控制器控制两个报警器同时发出警报，便于现场及时识别、改善，降低轮胎的次品率，提高轮胎的质量。

7、本发明的在线检测装置结构简单、投入成本低，改造难度低。

8、胎胚不圆度与成品不圆度呈现相关性，通过检测胎胚不圆度可提前做好成品不圆度的预防，提高产品的品质。

附图说明

图1为本发明用于轮胎成型机的胎胚不圆度在线检测装置的主视结构示意图。

图2为本发明用于轮胎成型机的胎胚不圆度在线检测装置的侧视结构示意图。

图3为本发明用于轮胎成型机的胎胚不圆度在线检测装置准确度验证图。

图4为本发明用于轮胎成型机的胎胚不圆度在线检测装置及胎胚的变异分量图。

图5为本发明用于轮胎成型机的胎胚不圆度在线检测装置检测胎胚不圆度的数据图。

图6为本发明用于轮胎成型机的胎胚不圆度在线检测装置检测胎胚的s控制图。

图7为本发明用于轮胎成型机的胎胚不圆度在线检测装置检测胎胚的x-bar控制图。

图8为胎胚不圆度检测结果图。

图9为第一条胎胚不圆度的检测结果图。

图10为第二条胎胚不圆度的检测结果图。

图11为胎冠传递环夹持爪的爪块位置调整前后胎胚不圆度变化的正态分布图。

图12为胎冠传递环夹持爪的爪块位置调整前后成品胎不圆度变化的正态分布图。

图13为胎冠传递环夹持爪的爪块位置调整前后均匀性rfv变化的正态分布图。

图中：1-胎冠传递环，2-主轴，3-胎胚，4-激光探测器，5-报警器，6-胎冠传递环夹持爪，7-控制器，8-编码器，9-成型鼓。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。

实施例1

影响轮胎均匀性不良的主要原因就是轮胎跳动，因此提前从成型阶段进行胎胚不圆度监控是一种有效手段，可及时发现并解决问题，从而提升轮胎的品质。

本具体实施例提供了一种轮胎成型机的胎胚不圆度在线检测方法，该方法具体包括如下步骤：

(1)胎胚在轮胎成型机的成型鼓上成型后，轮胎成型机的胎冠传递环移动成型鼓处，旋转成型鼓，采用激光探测器实时测量激光探测器至胎胚的距离，记录激光探测器测量的实时测量数据及与实时测量数据对应的方位点，实时测量数据与方位点的对应方式为通过设置于轮胎成型机主轴轴端的编码器进行记录轮胎成型机主轴的旋转角度，激光探测器实时测量激光探测器至胎胚的距离时，激光探测器发射激光所在的直线垂直于胎胚的中心轴且与胎胚的中心轴相交。

(2)将激光探测器至胎胚中心的距离与激光探测器测量的实时测量数据求差值，获得胎胚各方位点的半径，计算获得各方位点半径间的偏差即为胎胚不圆度，计算获得各方位点半径的均值即平均半径，基于平均半径计算获得胎胚周长，基于记录的主轴旋转角度和对应主轴旋转角度计算获得的半径，以主轴的旋转角度和胎胚半径为横纵坐标作曲线图和展开的胎胚圆度图(曲线图和展开的胎胚圆度图可分别对结果进行展现，也可配合展现，曲线图能够更加精准的判断出胎胚的高低点，展开的胎胚圆度图更加形象的展现胎胚不圆度的信息，展开的胎胚圆度图如图8所示)。

(3)将步骤(2)中获取的胎胚不圆度分别与预设报警值和预设停机报警值进行比较，当胎胚不圆度超出预设报警值时，报警器发出胎胚不圆度超出预设报警值的警报，当胎胚不圆度超出预设停机报警值时，报警器发出胎胚不圆度超出预设停机报警值的警报。

(4)胎胚零度与轮胎成型机主轴的主轴零点相对应，轮胎成型机的胎冠传递环夹持爪中每个爪块的角度与胎胚角度相对应，基于主轴旋转角度和对应主轴旋转角度获取的胎胚半径，计算获得胎冠传递环夹持爪中每个爪块对应的角度。

(5)基于曲线图或展开的胎胚圆度图，可获取与胎胚不圆度高低点位置相对应的胎冠传递环夹持爪的爪块位置，根据胎胚不圆度高低点位置对胎冠传递环夹持爪的爪块进行调整，调整结束后，再次对胎胚不圆度进行检测，直至胎胚不圆度符合生产要求。

采用该方法实现了成型胎胚的在线不圆度检测，对不符合胎胚不圆度要求的胎胚可立即发出警报，及时提醒管理人员，降低胎胚的次品率，提升轮胎的品质，通过胎胚不圆度检测数据做出曲线曲，可直观形象的分析出胎胚不圆度高低点对应的胎冠传递环夹持爪的爪块位置，快速识别成型机轮胎的问题点，利于现场识别不良、快速纠正不良、并及时跟踪结果，便于现场改善。

实施例2

如图1和2所示，本具体实施例中提供了一种基于实施例1的轮胎成型机的胎胚3不圆度在线检测方法的设计的轮胎成型机的胎胚3不圆度在线检测装置，该在线检测装置包括激光探测器4、2个报警器5、编码器8和控制器7，激光探测器4设置于轮胎成型机的胎冠传递环1的侧面上用于检测激光探测器4至轮胎成型机成型鼓9上胎胚3的距离，激光探测器4测量激光探测器4至胎胚3的距离时，轮胎成型机的胎冠传递环1移动成型鼓9处，激光探测器4发射的激光垂直于胎胚3的中心轴，激光探测器4与控制器7通讯连接。

控制器7包括用于采集激光探测器4检测的数据的数据采集器、用于处理数据采集器采集的数据的数据处理器和用于显示数据处理器处理的数据的显示器。

2个报警器5均与与控制器7通讯连接，数据处理器将数据处理器处理获得的胎胚3不圆度与预设报警值和预设停机报警值进行对比，当胎胚3不圆度超出预设报警值时，控制器7控制其中一个报警器5发出警报，当胎胚3不圆度超出预设停机报警值时，控制器7控制两个报警器5同时发出警报，控制器7与轮胎成型机的控制系统通讯连接，当胎胚3不圆度超出预设停机报警值时，控制器7控制两个报警器5同时发出警报的同时向轮胎成型机的控制系统发出信号，使轮胎成型机的控制系统控制轮胎成型机停机，便于管理人员检查，降低胎胚3的次品率。

编码器8设置于轮胎成型机主轴2的轴端用于检测轮胎成型机主轴2的旋转角度，编码器8与控制器7通讯连接，轮胎成型机主轴2的零点位置及胎胚3零度相对应，轮胎成型机的胎冠传递环夹持爪6中每个爪块的角度与胎胚3角度相对应，基于显示器显示的数据处理器处理的数据结果，数据处理器将处理的数据以主轴2的旋转角度和胎胚3半径为横纵坐标作曲线图和展开的胎胚3圆度图，根据曲线图和展开的胎胚3圆度图可获取与胎胚3不圆度高低点位置相对应的胎冠传递环夹持爪6的爪块位置，根据胎胚3不圆度高低点位置对胎冠传递环夹持爪6的爪块进行调整，调整结束后，再次对胎胚3不圆度进行检测，直至胎胚3不圆度符合生产要求。该设置能够快速识别成型机轮胎的问题点，利于现场识别不良、快速纠正不良、并及时跟踪结果，便于现场改善。

该胎胚3不圆度在线检测装置在使用时，胎胚3在轮胎成型机的成型鼓9上成型后，轮胎成型机的胎冠传递环1移动成型鼓9处，移动至激光探测器4置于胎胚3的上方且激光探测器4发射激光所在的直线垂直于胎胚3的中心轴且与胎胚3的中心轴相交，旋转成型鼓9对胎胚3不圆度进行检测，检测结果在显示器上显示，根据显示结果读取胎胚3不圆度以及与胎胚3不圆度高低点位置相对应的胎冠传递环夹持爪6的爪块位置，根据胎胚3不圆度高低点位置对胎冠传递环夹持爪6的爪块进行调整，调整结束后，再次对胎胚3不圆度进行检测，直至胎胚3不圆度符合生产要求。

实施例3成品胎均匀性径向力及成品胎不圆度分别与胎胚不圆度的相关性验证

经成品胎均匀性径向力与不圆度相关性验证表明成品胎不圆度与均匀性径向力具有显著性的相关性(p＝0.000＜0.05)，说明成品胎不圆度与径向力存在显著相关。

经胎胚不圆度与成品胎不圆度相关性验证表明胎胚不圆度与成品胎不圆度具有显著性的相关性(p＝0.044＜0.05)，说明降低胎胚不圆度可有效降低轮胎均匀性径向力数值和成品胎不圆度数值。

实施例4胎胚不圆度在线检测装置准确度验证

验证方法为采用实施例2的轮胎成型机的胎胚不圆度在线检测装置对标准圆环的不圆度重复测量30次以上进行偏倚研究，在本具体实施例标准圆环采用成型鼓主轴，标准圆环的基准值为0.1mm，对标准圆环的不圆度重复测量103次进行偏倚研究，结果如图3所示，成型鼓主轴不圆度的偏倚平均值为0.0005825＜0.1，p＝0.057＞0.05(p值越小，表示结果越显著)，无显著性差异，表明胎胚不圆度在线检测装置检测结果是准确的，其准确度是可信的。

实施例5胎胚不圆度在线检测装置精密度验证

选择10条胎胚采用实施例2的轮胎成型机的胎胚不圆度在线检测装置连续测量10次，做量具r&r(重复性和再现性)分析(交叉)，结果如图4-7所示，量具r&r的方差分量为0.0001654，部件(胎胚)间的方差分量为0.0321411，量具r&r的方差分量贡献率为0.51％＜9％，为可接受的；量具r&r的标准差为0.012863，胎胚间的标准差为0.179279，量具r&r的研究变异百分比为7.16％<30％，为可接受的；可区分的类别数为19＞5，表明测量系统具有足够的分辨力，测量系统可以使用。因此，胎胚不圆度在线检测装置具有较高的精密度。

实施例6胎胚不圆度高低点与成品胎不圆度高低点一致性评价

评价方法为采用实施例2的轮胎成型机的胎胚不圆度在线检测装置对胎胚不圆度进行检测，采用百分表检测该胎胚制成的成品胎的不圆度。

胎胚不圆度检测结果如图8所示，结果显示，胎胚不圆度低点位于210-260度处，而该胎胚制成的成品胎的不圆度低点位于200-250度处，胎胚不圆度低点与该胎胚制成的成品胎的不圆度低点一致，由此可得，胎胚不圆度在线检测装置的检测结果是准确的。

进一步的，胎胚零度与轮胎成型机主轴的主轴零点相对应，轮胎成型机的胎冠传递环夹持爪中每个爪块的角度与胎胚角度相对应，此设置可非常形象的描述胎胚整周不圆度图像，利于快速定位胎胚不圆位置，利于查找问题。

实施例7胎冠传递环夹持爪位置调整验证

验证方法为采用实施例2的轮胎成型机的胎胚不圆度在线检测装置对多条胎胚的不圆度进行检测，本验证采用两条，胎胚的不圆度检测结果显示在显示屏上，通过对数据及图像分析，分析多条胎胚不圆度趋势图，判断与胎胚不圆度高低点对应的胎冠传递环夹持爪的爪块位置，根据高低点位置调整相对应的胎冠传递环夹持爪距离，再次对胎胚的不圆度进行检测，对比前后两次检测的胚胎不圆度数据。

结果如图9-10所示，由图9和图10可以看出，两条胎胚的不圆度高低点一致，胎胚的不圆度高低点分别对应的胎冠传递环夹持爪的爪块位置为1-2号爪块和4-5号爪块，对1-2号爪块和4-5号爪块进行调整后再次对胎胚的不圆度进行检测，结果如图11-13所示，由图11可知，调整前后胎胚不圆度的均值由1.42下降到1.23,下降了0.19mm，由图12可知，调整前后成品胎不圆度的均值由1.00下降到0.93,下降了0.07mm，由图13可知，调整前后均匀性rfv的均值由591.8n下降到495.3n，下降了96.5n。因此，胎胚通过胎胚不圆度在线检测装置的在线检测、数据及图形分析，不仅可以精确的获得胎胚的不圆度信息，也可以明确胎胚不圆度高低点对应的胎冠传递环夹持爪的爪块位置，快速识别成型机轮胎的问题点，利于现场识别不良、快速纠正不良、并及时跟踪结果，便于现场改善。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化均囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。