Page 85 - 《橡塑技术与装备》2024年4期

工艺与设备 邓海珊·基于点激光的轮胎凹凸检测机研发

km/h，动平衡机上的轮胎，被上下两片轮辋以对压的
方式卡住轮胎上下止口。保证了轮胎与轮辋之间形成
密闭的充气空间。在轮胎进行动平衡检测时，轮胎的
充气压力保持在 0.2 MPa。这样的轮胎自动旋转一周，
以轮胎旋转周期进行采样计算。采集的每一个轮胎的
侧面数据整理成一个空间二维曲面，是以轮胎为圆心
的，等直径的点构成一条曲线。线激光同步生成多条
同心曲线。计算机在 20 s 内读取 —— 分析 —— 判断 图 3 轮胎凹凸检测机布局图
数据，并通过 PLC 判断 N/G。
数据管理。操作人员只要在控制面板上选择轮胎信息，
1.3 人工二次筛查 然后 PLC 运行该信息。将轮胎放置在辊筒装置上，按
动 平衡 初 筛 的不 良 品可 能 存 在机 器 的误 判。 所
下程序启动按钮 —— 托胎装置自动将轮胎的中心线与
以轮胎工厂往往对动平衡初筛的有凹凸缺陷的轮胎进 轮辋的中线心重合 —— 充气轮辋自动插入轮胎两侧 ——
行人工进行二次检测确认。人工筛选的充气设备是一 限位装置自动伸缩到位 —— 轮胎自动充入压缩空气 ——
台具有左右两片轮辋，具有充气放气功能，能够自动
胎压稳定后 —— 轮胎自转一周 ——HMI 画面显示测量
低速旋转功能的半制动设备 ；人工筛选的轮胎充气压
数据 —— 轮胎放气 —— 轮辋脱离轮胎止口 —— 卸载轮
力一般 0.3 MPa, 高于动平衡的轮胎充气压力。在 0.3
胎 —— 凹凸检测结束。从装载轮胎到卸载轮胎全程机
MPa 充气压力下，轮胎凹凸偏差值明显，甚至肉眼可
械自动化。包括数据采集，传感器位置调整信息都可以
见。常规操作流程如下 ：轮胎装载 —— 轮胎充气 ——
在配方信息中设置，调取配方时初始化运行。
轮胎旋转 —— 人工检测 —— 人工判断 N/G—— 轮胎放
2.4 数据显示可视化
气 —— 检测结束。
测量的轮胎凹凸数据在 HMI 显示，根据轮胎检测
人工筛查能够降低线激光的误判率，但是效率低，
算法，将轮胎左右两侧圆周 360° 分成 10 区，每个扇
测量数值很困难，操作过程中存在人机操作安全隐患，
形区域测量一个凸起的高度值和一个凹陷的最低值，并
要求操作人员技能水平很高，能够感知运动中的轮胎
且以标注极值点的角度坐标。极值测量数据超过了目标
凹凸程度，然后对发生凹凸部位采用器械测量。
目标值用红色自动标记。HMI 数据显示如图 4 所示 ：
2 轮胎凹凸检测机介绍
2.1 轮胎凹凸检测机组成
轮胎凹凸检测机采用 PLC 控制，轮胎两侧各配置
一组点激光器，主机采用卧式水平布置结构，具有自
动装载轮胎，对轮胎进行自动充气，自动轮胎检测功
能（图 3）。激光测量的信息通过信息运算模块，直接
传送给 PLC，执行机构按照指令判断。轮胎凹凸检测
机具有多配方位置功能，可以依轮胎规格，选择安装
图 4 轮胎 HMI 画面图
对应的轮辋，在工控机上调用运行对应的轮胎配方信
息。其中操作过程，只需要人工将轮辋放置在托胎辊 可以根据不同的轮胎规格在 HMI 屏上增添配方
上，按启动按钮即可。程序自动运行直到程运行序结 和修改参数。便跟配方参数保存然后写入 PLC 即可。
束，该过程测量结果将在触摸屏上显示。 HMI 显示主要参数有轮胎充气压力，激光测量范围，
2.2 轮胎凹凸检测机布局 凹凸点位置（角度），凹凸值大小等参数。
轮胎凹凸检测机布局如图 3 所示。
2.3 轮胎凹凸检测机实现了全自动检测 3 轮胎凹凸检测机，重要结构与选型计算
相比传统的操作流程大部分流程被机器取代，操 3.1 主机架是轮胎凹凸检测机最重要的部件
作简单，信息全部数显，可以实现对接 MES 工厂大 机架采用 Q235A 焊接，焊后去应力退火。主机

年
2024 第 50 卷 ·37·