Page 67 - 《橡塑技术与装备》2025年3期
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新技术与新产品
NEW TECHNOLOGIES AND PRODUCTS
除包含以上部件外，自检系统还包括参数录入单 其中，一般只会给卸胎步骤预留 3~5 s 时间，即便生
元、动作动态分析单元和集成分析单元。下文将对此 产较小寸极（例如 19"）的轮胎，若该部分的检测仍
三种单元的工作过程、参数设置和计算方式进行说明。 然沿用传统的检测手段，胎胚至少需要旋转 360°，才
参数录入单元用于收集旋转动作中的基础参数、 能确保检测探头扫过一个圆周，也很容易出现因胎胚
通过位移传感器获得的检测参数和图像数据，并将基 旋转速度过快而数据失真或丢失的情况。
础参数和检测参数发送到动作动态分析单元中，其中， 针对此现象，本方案所采用的三组电动推杆和位
基础参数为位移传感器上的初始数值（可以简单理解 移传感器除了能以三点分析方式，最大程度地保证数
为基准数值），检测参数为胎胚本体在旋转时在位移传 据的覆盖面之外，也可改善上述问题。因本方案的三
感器上的显示数值，图像数据为摄像头所录入的信息， 组电动推杆和传感器为 120° 均布的摆放，所以胎胚放
用于辅助自检系统进行数据处理和相关调试人员直观 置在机械手上之后，只需旋转 120°，即可使探头完成
地进行观察。本方案中，我们将基础参数设置为 L 0 ， 扫描胎胚一周的任务，并将数据传输到参数录入单元，
[3]
将检测参数设置为 L t 。 进行后续处理。
动作动态分析单元以基础参数和检测参数进行区 同时，为保证参数录入单元获取数据的准确性，
域性形变分析动作，区域性形变分析动作以检测参数 参数录入单元工作时，胎胚应处于同向匀速转动的状
作为参照依据得到形变初值，并将通过三组电动推杆 态，并确保位移传感器的探头接触到胎胚内表面获取
和位移传感器获得的形变初值发送到集成分析单元中， 数据的同时，不会因接触力度过大而对胎胚本身造成
其中，区域性形变分析动作中形变初值的计算方式为： 额外的变形（该项需在设备调试、试做胎阶段进行确
M=(L t -L 0 )/L 0 ，其中 M 用于表示形变初值 [3] 。 认，以便应对后期大批量生产）。此外，自检系统中摄
完成上述两步之后，自检系统可根据目前所得数 像头所摄录的图像信息除了传输到参数录入单元，为
据进行初步逻辑判断。判断方式如下 ： 调试人员判断做辅助参考之外，该部分图像信息还将
当 M=0， L t =L 0 时，胎胚处于无任何形变缺陷状态； 发送到自检系统内嵌的图像处理结构中，利用视觉分
当 L t >L 0 ，M>0 时，胎胚部分区域处于内缩形变 析原理检测局部是否出现例如褶皱等异常现象，关于
的异常状态 ； 此方面，本文仅做介绍，不进行深入探讨。
当 L t <L 0 ，M<0 时，胎胚部分区域处于外胀形变
的异常状态。 5 附加功能
集成分析单元用于对三组形变初值进行二次优化 因轮胎成型机的出胎频率较高，本方案除增加单
分析动作，该动作结合图像数据和形变初值，通过目 次胎胚的检测之外，也增加了应对大批量生产的附加
前通信领域中比较常见的三点分析方式（即通过三个 功能，例如对检测路线的自优化功能，下文将对此功
信息接收端，通过三角形分布，来达到最大）进行环 能进行简要介绍。
形形变计算，进一步得到形变系数。因本方案中该自 前文已提到过，本方案的自检系统仅需使胎胚旋
检系统拥有三组位移传感器，故自检系统会在一次自 转 120°，即可完成一次检测。但考虑到轮胎厂需应对
检中得到至少三组形变系数，现场调试人员进行调试 不同大小的车辆，生产轮胎时会对寸极切换有要求。
时，需根据三组形变系数之间的相互关系，以及摄像 而根据线速度、半径和角速度之间的关系可以得知，
头所拍摄的图像数据，综合判断当前胎胚的整体形变 角速度一定时，半径越大，线速度就会越大。也就是说，
状态。 当寸极越大时，本方案的三组探头扫掠胎胚内部的线
速度就会越快，越有可能导致数据失真或丢失。
4 自检系统其他注意事项 针对此现象，本方案的集成分析单元除对动作动
目前，成型机上针对轮胎和胶料（例如内衬层、 态分析单元输入的数据进行处理外，也会根据寸极的
帘布等）的检测多为使用一个检测头捕捉数据，并传 不同，自动优化检测速度和路径。例如 ：当胎胚寸极
输到计算分析模块的形式。但随着轮胎成型机调试完 变大时，集成分析单元将在不影响卸胎时间的前提下，
成，进入大批量生产阶段时，轮胎厂为了保证产量， 对电动马达发出指令，适当减慢旋转的速度，留给探
通常会尽可能加快生产进度，缩短单胎的生产时间。 头和摄像头更多的时间来收集数据，确保检测结果准
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