專利名稱：輪胎規(guī)格測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于激光散斑檢驗(yàn)設(shè)備的輪胎規(guī)格測(cè)量方法，屬于橡膠機(jī)械領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
在機(jī)動(dòng)車輪胎的制造過程中，為提高生產(chǎn)質(zhì)量以保證輪胎的安全運(yùn)行，需要進(jìn)行一系列在線檢測(cè)項(xiàng)目。如采用激光散斑成像檢驗(yàn)原理，通過向輪胎表面發(fā)射激光射線以對(duì)輪胎內(nèi)層進(jìn)行無損檢測(cè)，通過激光透過輪胎所產(chǎn)生的強(qiáng)弱不等信號(hào)反饋至CCD相機(jī)進(jìn)行成像，以驗(yàn)證輪胎內(nèi)部是否出現(xiàn)氣泡等性能缺陷，并根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果對(duì)輪胎進(jìn)行鑒定分級(jí)。
在使用激光散斑檢測(cè)技術(shù)時(shí)，需要確定激光探頭與輪胎的距離以保證有足夠量的光線照射到輪胎表面。如果被檢測(cè)輪胎的型號(hào)、規(guī)格不確定，則無法精確進(jìn)行探頭定位，相應(yīng)的激光照射就會(huì)存在一定的盲區(qū)、或是引起成像信號(hào)的過度衰弱而影響到圖像質(zhì)量。若針對(duì)不同規(guī)格的輪胎采用手動(dòng)選擇和調(diào)節(jié)激光探頭，又會(huì)大大降低工作效率。
不同規(guī)格的輪胎需要不同的真空度，激光探頭定位的目標(biāo)位置也不盡相同，這些關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)均要求以精確的輪胎規(guī)格測(cè)量值為先決運(yùn)行條件。輪胎內(nèi)、外徑數(shù)據(jù)測(cè)量的不準(zhǔn)確，會(huì)導(dǎo)致激光探頭定位錯(cuò)誤、造成圖像效果不準(zhǔn)確而失去檢測(cè)意義。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所述的輪胎規(guī)格測(cè)量方法，應(yīng)用于激光散斑檢驗(yàn)設(shè)備并解決上述存在的問題和缺陷，通過建立輪胎前進(jìn)距離與旋轉(zhuǎn)編碼器脈沖數(shù)量之間的對(duì)應(yīng)線性關(guān)系，使用光電傳感器和編碼器來測(cè)量輪胎的內(nèi)外半徑。
本發(fā)明的目的在于，實(shí)現(xiàn)一種輪胎內(nèi)、外徑尺寸的自動(dòng)測(cè)量方法，以較為精確的規(guī)格數(shù)據(jù)應(yīng)用于后續(xù)的激光散斑檢驗(yàn)探頭的定位，提高激光探頭與輪胎間距的準(zhǔn)確性和光線照射均勻度、保證成像信號(hào)的穩(wěn)定和圖像質(zhì)量。
另一發(fā)明目的在于，自動(dòng)測(cè)算出輪胎是否存在放置偏差，以便于后續(xù)處理。
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，所述的輪胎規(guī)格測(cè)量方法是采用PLC系統(tǒng)(Programablelogic Controller，可編程邏輯控制器)的高速計(jì)數(shù)器計(jì)量被測(cè)量輪胎在前進(jìn)過程中引起的光電開關(guān)狀態(tài)變化，將旋轉(zhuǎn)編碼器設(shè)置在輸送帶的輸送軸上并以相同的速度旋轉(zhuǎn)。
輪胎的外半徑R＝d*PR，輪胎的內(nèi)半徑r＝d*Pr，其中， d是旋轉(zhuǎn)編碼器每一對(duì)相鄰脈沖所對(duì)應(yīng)的輪胎前進(jìn)的直線距離，d＝π*D/N， D是設(shè)置旋轉(zhuǎn)編碼器的輸送軸直徑， N是旋轉(zhuǎn)編碼器每旋轉(zhuǎn)1周的分辨率， PR是輪胎的外圈邊緣(外半徑R)觸發(fā)光電開關(guān)所產(chǎn)生的累計(jì)脈沖數(shù)， Pr是輪胎的內(nèi)圈邊緣(內(nèi)半徑r)觸發(fā)光電開關(guān)所產(chǎn)生的累計(jì)脈沖數(shù)。
如上述方案特征，輪胎的前進(jìn)距離與旋轉(zhuǎn)編碼器實(shí)測(cè)脈沖數(shù)之間存在一一對(duì)應(yīng)的線性關(guān)系，根據(jù)光電開關(guān)狀態(tài)的變化而可直接測(cè)算出輪胎的內(nèi)、外半徑值。
為保證輪胎規(guī)格測(cè)量準(zhǔn)確，還可采取如下改進(jìn)和細(xì)化方案，即實(shí)現(xiàn)一種放置輪胎的糾偏方法 使用三個(gè)安裝在激光散斑檢測(cè)設(shè)備測(cè)試室入口的光電開關(guān)，在測(cè)量輪胎的內(nèi)、外半徑的中光電開關(guān)兩側(cè)，分別等距地安裝一個(gè)光電開關(guān)。
在輪胎前進(jìn)過程中，其兩側(cè)部位會(huì)分別觸發(fā)上述左、右光電開關(guān)而測(cè)得旋轉(zhuǎn)編碼器對(duì)應(yīng)的累計(jì)脈沖數(shù)； 通過測(cè)算觸發(fā)兩側(cè)光電開關(guān)的脈沖數(shù)差值、以及正負(fù)關(guān)系，能夠判斷出輪胎是否被放偏、偏移方向和具體的偏差數(shù)值。
綜上所述，本發(fā)明輪胎規(guī)格測(cè)量方法具有的優(yōu)點(diǎn)和有益效果是 1、能夠針對(duì)不同型號(hào)、不同外形規(guī)格的輪胎進(jìn)行自動(dòng)化測(cè)量，測(cè)量數(shù)據(jù)較為精確，從而提高后續(xù)激光探頭定位和圖像質(zhì)量。
2、能夠根據(jù)兩側(cè)前進(jìn)距離與觸發(fā)脈沖數(shù)據(jù)比較，自動(dòng)地測(cè)算出輪胎是否存在放置偏差、偏差存在的方向和具體值，以便于后續(xù)進(jìn)行糾偏處理。



現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明， 圖1是所述輪胎規(guī)格測(cè)量方法的示意簡(jiǎn)圖； 如圖1所示，旋轉(zhuǎn)編碼器1，左光電開關(guān)2，中光電開關(guān)3，右光電開關(guān)4，輸送帶5，激光散斑檢驗(yàn)設(shè)備6，輪胎7。

具體實(shí)施例方式 實(shí)施例1，如圖1所示，應(yīng)用于激光散斑檢驗(yàn)設(shè)備6的輪胎規(guī)格測(cè)量方法，通過建立被輸送輪胎7的前進(jìn)距離與旋轉(zhuǎn)編碼器1實(shí)測(cè)脈沖數(shù)量之間的對(duì)應(yīng)線性關(guān)系，從而測(cè)量出輪胎7的內(nèi)、外半徑值。
同時(shí)，還實(shí)現(xiàn)一種檢驗(yàn)放置在輸送帶5上的輪胎7是否存在偏差的糾偏方法。
在進(jìn)行規(guī)格測(cè)量時(shí)，需保證輪胎7在整個(gè)輸送過程中不會(huì)與輸送帶5發(fā)生相對(duì)地位移或滑動(dòng)，即要求輪胎7與輸送帶5之間保持相對(duì)地靜止，以確保旋轉(zhuǎn)編碼器1實(shí)測(cè)脈沖值的精確，提高測(cè)量準(zhǔn)確性。
在激光散斑檢驗(yàn)設(shè)備6的入口處上方，并列地安裝有3個(gè)光電開關(guān)。其中，中光電開關(guān)3位于入口處的中心位置，左光電開關(guān)2和右光電開關(guān)4分別與中光電開關(guān)3等距地設(shè)置。
旋轉(zhuǎn)編碼器1設(shè)置在輸送帶5的輸送軸上，并且旋轉(zhuǎn)編碼器1伴隨輸送帶5的輸送軸以相同的速度旋轉(zhuǎn)。
在輪胎規(guī)格測(cè)量過程中，輪胎7在輸送帶5上向前輸送時(shí)會(huì)前后觸發(fā)3個(gè)光電開關(guān)，光電開關(guān)的狀態(tài)變化能夠直接地、對(duì)應(yīng)地反映在旋轉(zhuǎn)編碼器1的累計(jì)脈沖數(shù)值上，從而計(jì)算出輪胎7的內(nèi)半徑和外半徑。具體地， 根據(jù)輸送帶5的輸送軸直徑，可以計(jì)算出旋轉(zhuǎn)編碼器1每一對(duì)相鄰脈沖之間所對(duì)應(yīng)的輸送帶5的前進(jìn)距離，也就是輪胎7前進(jìn)的直線距離d。
假設(shè)旋轉(zhuǎn)編碼器1的輸送軸直徑為D，輸送軸每旋轉(zhuǎn)1周(旋轉(zhuǎn)360°)，旋轉(zhuǎn)編碼器1的分辨率是N個(gè)脈沖，則每個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的直線距離d＝π*D/N。
如上所述，采用PLC系統(tǒng)的高速計(jì)數(shù)器來測(cè)算上述光電開關(guān)的狀態(tài)變化。當(dāng)輪胎7被輸送至中光電開關(guān)3的位置時(shí)，輪胎7的內(nèi)、外圈邊緣會(huì)先后地觸發(fā)中光電開關(guān)3，能夠直接地反映到旋轉(zhuǎn)編碼器1的累計(jì)脈沖數(shù)值上，從而測(cè)算出輪胎7的內(nèi)半徑r和外半徑R。
假設(shè)輪胎7的內(nèi)圈邊緣(內(nèi)半徑r)觸發(fā)中光電開關(guān)3產(chǎn)生累計(jì)脈沖數(shù)為Pr，外圈邊緣(外半徑R)觸發(fā)中光電開關(guān)3產(chǎn)生累計(jì)脈沖數(shù)為PR， 則，輪胎7的外半徑R＝d*PR， 輪胎7的內(nèi)半徑r＝d*Pr。
依據(jù)上述測(cè)算出的輪胎規(guī)格數(shù)值，即可在激光散斑檢驗(yàn)設(shè)備6中調(diào)試激光探頭相對(duì)于被檢測(cè)輪胎7的間距和相對(duì)高度，從而提高激光照射的均勻性和檢驗(yàn)成像的質(zhì)量。實(shí)際測(cè)算出的輪胎規(guī)格數(shù)值，還被直接做為激光探頭的檢測(cè)參數(shù)而儲(chǔ)存到系統(tǒng)上位機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)中以建立標(biāo)準(zhǔn)配方。
在上述測(cè)算內(nèi)半徑r和外半徑R的同時(shí)，輪胎7兩側(cè)C11和C31部位會(huì)分別觸發(fā)左光電開關(guān)2、右光電開關(guān)4，通過觸發(fā)這2個(gè)光電開關(guān)而得到的旋轉(zhuǎn)編碼器1的累計(jì)脈沖數(shù)，能夠測(cè)算出與輪胎兩側(cè)C11和C31部位對(duì)應(yīng)的前進(jìn)距離和觸發(fā)時(shí)間，可根據(jù)其差值來判斷輪胎7被放置在輸送帶5是否存在偏差，以及偏差是否處于能夠被接受的范圍內(nèi)。
如果，上述放置輪胎7存在較大的偏差，則在后續(xù)激光散斑檢驗(yàn)中即會(huì)形成探頭進(jìn)位不準(zhǔn)確、成像質(zhì)量較差的問題，需要通過人工干預(yù)進(jìn)行糾正、或是重新放置輪胎。
在本實(shí)施例中，通過輪胎兩側(cè)糾偏測(cè)量還可檢測(cè)出輪胎7偏移的距離以及方向，為后續(xù)糾偏操作提供依據(jù)。
所述輪胎規(guī)格測(cè)量方法的具體步驟主要包括有 1、當(dāng)輸送帶5開始向前輸送輪胎7時(shí)，啟動(dòng)PLC系統(tǒng)的高速計(jì)數(shù)器； 2、在輸送過程中，輪胎7的外圈前沿C21首先觸發(fā)中光電開關(guān)3，使其產(chǎn)生一個(gè)脈沖變化，此時(shí)得到C21脈沖數(shù)。
3、輪胎7繼續(xù)向前輸送，兩側(cè)C11和C31分別觸發(fā)左光電開關(guān)2、右光電開關(guān)4，并分別使之產(chǎn)生一個(gè)脈沖變化，記錄此時(shí)得到的C11脈沖數(shù)和C31脈沖數(shù)。
4、根據(jù)每個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的直線距離d，來測(cè)算C11和C31之間的差值，記為C0，則C0＝d*(C11-C31)。
根據(jù)C0的數(shù)值、以及正負(fù)關(guān)系，可直接判斷出輪胎7是否存在放置偏差的問題、以及偏移方向、具體的偏差數(shù)值。
如果C0處于檢測(cè)精度允許的范圍之內(nèi)，則輪胎7繼續(xù)被向前輸送； 否則，輸送帶5停止、重新放置輪胎7、以及重復(fù)實(shí)施上述步驟。
5、在輪胎7繼續(xù)被向前輸送的基礎(chǔ)上，輪胎7的內(nèi)圈邊沿C22觸發(fā)中光電開關(guān)3后即出現(xiàn)一段信號(hào)盲區(qū)，此時(shí)的脈沖變化記為P1，脈沖數(shù)P1對(duì)應(yīng)的是輪胎7內(nèi)、外徑的差值，即(R-r)對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)P1＝C22-C21。
6、輪胎7繼續(xù)被向前輸送，輪胎7的內(nèi)圈邊沿C23再次觸發(fā)中光電開關(guān)3，使其產(chǎn)生一個(gè)脈沖變化，此時(shí)計(jì)數(shù)器記錄的脈沖數(shù)P2對(duì)應(yīng)的是輪胎7內(nèi)、外徑之和(R+r)， 即P2＝C23-C21。
7、計(jì)算出輪胎7的內(nèi)半徑r對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)Pr，即Pr＝(P2-P1)/2； 計(jì)算出輪胎7的外半徑R對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)PR，即PR＝(P1+P2)/2。
8、根據(jù)每個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的直線距離d，計(jì)算出輪胎7的內(nèi)半徑r，即r＝d*Pr； 計(jì)算出輪胎7的外半徑R，即R＝d*PR。
如上所述，結(jié)合附圖本實(shí)施例僅就本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述。對(duì)于所屬領(lǐng)域技術(shù)人員來說可以據(jù)此得到啟示，而直接推導(dǎo)出符合本發(fā)明設(shè)計(jì)構(gòu)思的其他替代結(jié)構(gòu)，由此得到的其他結(jié)構(gòu)特征也應(yīng)屬于本發(fā)明所述的方案范圍。
權(quán)利要求
1.一種輪胎規(guī)格測(cè)量方法，其特征在于采用PLC系統(tǒng)的高速計(jì)數(shù)器計(jì)量被測(cè)量輪胎(7)在前進(jìn)過程中引起的光電開關(guān)狀態(tài)變化，將旋轉(zhuǎn)編碼器(1)設(shè)置在輸送帶(5)的輸送軸上并以相同的速度旋轉(zhuǎn)；
輪胎(7)的外半徑R符合下列表達(dá)式，即R＝d*PR；
輪胎(7)的內(nèi)半徑r符合下列表達(dá)式，即r＝d*Pr，其中，
d是旋轉(zhuǎn)編碼器(1)每一對(duì)相鄰的脈沖所對(duì)應(yīng)的輪胎(7)前進(jìn)的直線距離，
d＝π*D/N，
D是設(shè)置旋轉(zhuǎn)編碼器(1)的輸送軸直徑，
N是旋轉(zhuǎn)編碼器(1)每旋轉(zhuǎn)1周的分辨率，
PR是輪胎(7)的外圈邊緣(外半徑R)觸發(fā)光電開關(guān)所產(chǎn)生的累計(jì)脈沖數(shù)，
Pr是輪胎(7)的內(nèi)圈邊緣(內(nèi)半徑r)觸發(fā)光電開關(guān)所產(chǎn)生的累計(jì)脈沖數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎規(guī)格測(cè)量方法，其特征在于在輸送過程中，輪胎(7)的外圈前沿(C21)、第一內(nèi)圈邊沿(C22)、第二內(nèi)圈邊沿(C23)依次觸發(fā)激光散斑檢驗(yàn)設(shè)備(6)入口處上方中心位置的中光電開關(guān)(3)，使其相應(yīng)地產(chǎn)生脈沖變化以分別得到(C21)、(C22)、(C23)脈沖數(shù)，
對(duì)應(yīng)輪胎(7)內(nèi)、外徑差值(R-r)的脈沖數(shù)P1＝C22-C21，
對(duì)應(yīng)輪胎(7)內(nèi)、外徑之和(R+r)的脈沖數(shù)P2＝C23-C21，
則，Pr＝(P2-P1)/2，PR＝(P1+P2)/2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的輪胎規(guī)格測(cè)量方法，其特征在于在中光電開關(guān)(3)的兩側(cè)，并列地、等距地設(shè)置有左光電開關(guān)(2)和右光電開關(guān)(4)；
在輪胎(7)前進(jìn)過程中，其兩側(cè)(C11)和(C31)部位會(huì)分別觸發(fā)上述2個(gè)光電開關(guān)而測(cè)得旋轉(zhuǎn)編碼器(1)對(duì)應(yīng)的累計(jì)脈沖數(shù)；
測(cè)算C11和C31之間的差值C0，則C0＝d*(C11-C31)；
依據(jù)C0的數(shù)值、以及正負(fù)關(guān)系，以判斷輪胎(7)是否被放偏、偏移方向和具體的偏差數(shù)值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輪胎規(guī)格測(cè)量方法，其特征在于測(cè)量輪胎規(guī)格的主要步驟包括有，
第一步，當(dāng)輸送帶(5)開始向前輸送輪胎(7)時(shí)，啟動(dòng)PLC系統(tǒng)的高速計(jì)數(shù)器；
第二步，在輸送過程中，輪胎(7)的外圈前沿(C21)首先觸發(fā)中光電開關(guān)(3)，使其產(chǎn)生一個(gè)脈沖變化，此時(shí)得到(C21)脈沖數(shù)；
第三步，輪胎(7)繼續(xù)向前輸送，兩側(cè)的(C11)和(C31)分別觸發(fā)左光電開關(guān)(2)和右光電開關(guān)(4)，并分別使之產(chǎn)生一個(gè)脈沖變化，記錄此時(shí)得到的(C11)脈沖數(shù)和(C31)脈沖數(shù)；
第四步，根據(jù)每個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的直線距離d來測(cè)算(C11)和(C31)之間的差值，記為C0，C0＝d*(C11-C31)；
若C0處于檢測(cè)精度允許的范圍之內(nèi)，則輪胎(7)繼續(xù)被向前輸送；
否則，輸送帶(5)停止、重新放置輪胎(7)、以及重復(fù)實(shí)施上述步驟；
第五步，在輪胎(7)繼續(xù)被向前輸送的基礎(chǔ)上，其內(nèi)圈邊沿(C22)觸發(fā)中光電開關(guān)(3)后出現(xiàn)一段信號(hào)盲區(qū)，此時(shí)的脈沖變化記為P1，脈沖數(shù)P1對(duì)應(yīng)的是輪胎7內(nèi)、外徑的差值，即(R-r)對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)P1＝C22-C21；
第六步，輪胎(7)繼續(xù)被向前輸送，其內(nèi)圈邊沿(C23)再次觸發(fā)中光電開關(guān)(3)使其產(chǎn)生一個(gè)脈沖變化，此時(shí)計(jì)數(shù)器記錄的脈沖數(shù)P2對(duì)應(yīng)的是輪胎(7)內(nèi)、外徑之和(R+r)，即P2＝C23-C21；
第七步，計(jì)算出輪胎(7)的內(nèi)半徑r對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)Pr，即Pr＝(P2-P1)/2，計(jì)算出輪胎(7)的外半徑R對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)PR，即PR＝(P1+P2)/2；
第八步，根據(jù)每個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的直線距離d，計(jì)算出輪胎(7)的內(nèi)半徑r，即r＝d*Pr，計(jì)算出輪胎(7)的外半徑R，即R＝d*PR。
全文摘要
本發(fā)明所述輪胎規(guī)格測(cè)量方法應(yīng)用于激光散斑檢驗(yàn)設(shè)備，通過建立輪胎前進(jìn)距離與旋轉(zhuǎn)編碼器脈沖數(shù)量之間的對(duì)應(yīng)線性關(guān)系，使用光電傳感器和編碼器來測(cè)量輪胎的內(nèi)外半徑，以提高激光探頭定位準(zhǔn)確性、光線照射均勻度和圖像質(zhì)量。采用PLC系統(tǒng)的高速計(jì)數(shù)器計(jì)量被測(cè)量輪胎在前進(jìn)過程中引起的光電開關(guān)狀態(tài)變化，測(cè)算出輪胎的外半徑R＝d*PR，輪胎的內(nèi)半徑r＝d*Pr，其中d是旋轉(zhuǎn)編碼器每一對(duì)相鄰脈沖對(duì)應(yīng)的輪胎前進(jìn)直線距離，d＝π*D/N，D是輸送軸直徑，N是旋轉(zhuǎn)編碼器每旋轉(zhuǎn)1周的分辨率，PR是輪胎的外圈邊緣(外半徑R)觸發(fā)光電開關(guān)所產(chǎn)生的累計(jì)脈沖數(shù)，Pr是輪胎的內(nèi)圈邊緣(內(nèi)半徑r)觸發(fā)光電開關(guān)所產(chǎn)生的累計(jì)脈沖數(shù)。
文檔編號(hào)G01B7/12GK101738158SQ20081023771
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2008年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月26日
發(fā)明者王孔茂, 李石磊, 趙巧俐, 張艾貞, 祁海波, 楊煥軍 申請(qǐng)人:青島高校軟控股份有限公司, 青島高校軟控機(jī)電工程有限公司