轮胎胎面主动纠偏装置及方法与流程

1.本技术涉及轮胎生产设备技术领域，尤其涉及一种轮胎胎面主动纠偏装置及方法。


背景技术：

2.随着工业自动化的发展，轮胎行业对生产设备的要求也逐渐提高。目前，轮胎成型机已从之前的二次法成型机逐步更替为目前流行的一次法成型机。轮胎各个部件在一次法成型机上有序贴合，最终形成轮胎胚胎，全程无需人工干预，达到全自动化生产。
3.其中，胎面是轮胎中最为关键的部件，现有的成型机胎面贴合装置对于胎面的生产流程主要包括：胎面导开、胎面定长、胎面裁断和胎面输送等。由于胎面在生产过程中可能发生偏移，因此需要对其进行自动贴合纠偏。
4.相关技术中，在进行胎面的自动贴合纠偏时，通常是基于视觉相机结合配套光源的方式进行纠偏。然而，该方式一方面会增加胎面输送皮带的结构复杂程度，另一方面由于通讯接口非常复杂等原因设备安装难度较大，因此，上述相关技术中的纠偏方案实施难度较大，实施过程复杂。并且上述纠偏方案的硬件成本和维护成本较高。


技术实现要素：

5.本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
6.为此，本技术的第一个目的在于提出一种轮胎胎面主动纠偏装置，该装置通过阵列传感器检测胎面两条边沿位置，通过plc采集数据并运算，可以精准的实现胎面的主动纠偏和缺陷检测功能，同时能够降低安装难度、降低设备成本且提高设备精度。
7.本技术的第二个目的在于提出一种轮胎胎面主动纠偏方法。
8.本技术的第三个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。
9.为实现上述目的，本技术的第一方面在于提出一种轮胎胎面主动纠偏装置，该装置包括：胎面输送系统、边沿检测装置、带束鼓系统和可编程逻辑控制器plc处理器，其中，
10.所述胎面输送系统包括胎面输送带和输送伺服电机，所述输送伺服电机驱动所述胎面输送带旋转，以将胎面输送至所述带束鼓装置；
11.所述边沿检测装置包括两个阵列传感器，所述两个阵列传感器垂直安装于所述胎面输送带的进料端，所述两个阵列传感器沿胎面输送中心线呈左右对称分布，用于检测胎面的两条边沿位置；
12.所述带束鼓系统安装于所述胎面输送带的末端，所述带束鼓系统用于根据接收到的运动控制指令进行位置凸轮运动，以对胎面进行纠偏；
13.所述plc处理器与所述两个阵列传感器和所述带束鼓系统相连，所述plc处理器用于根据所述两条边沿位置计算胎面的中心偏移数据，并根据所述中心偏移数据生成包含凸轮数组的所述运动控制指令。
14.可选地，在本技术的一个实施例中，带束鼓系统包括旋转伺服电机、横移伺服电机
和带束鼓，其中，所述旋转伺服电机，用于带动所述带束鼓旋转，以将胎面附着于所述带束鼓上；所述横移伺服电机，用于驱动所述带束鼓沿水平方向运动，根据所述中心偏移数据进行左右移动纠偏。
15.可选地，在本技术的一个实施例中，所述边沿检测装置，还包括：支架，所述支架上设有安装孔位，所述安装孔位用于调节所述两个阵列传感器之间的中心间距。
16.可选地，在本技术的一个实施例中，该装置还包括：输送伺服驱动器、旋转伺服驱动器和横移伺服驱动器，其中，每个伺服驱动器与所述plc处理器相连，每个伺服驱动器用于驱动对应的伺服电机运作。
17.为实现上述目的，本技术第二方面在于提出了一种轮胎胎面主动纠偏方法，该方法应用于本技术第一方面所述的轮胎胎面主动纠偏装置，该方法包括以下步骤：
18.设定数据采集参数，基于所述数据采集参数获取两个阵列传感器采集的胎面的两条边沿位置数据；
19.对所述边沿位置数据中的每组数据进行宽度验证，并在宽度验证合格之后，基于验证后的边沿位置数据计算不同阶段下胎面的中心偏移数据；
20.根据所述中心偏移数据编辑凸轮数组，所述凸轮数组包括带束鼓的旋转角度和横移距离分别对应的凸轮点集合；
21.基于所述凸轮数组，控制旋转伺服电机和横移伺服电机按照固定的凸轮点位进行位置凸轮运动，以实现对胎面的纠偏。
22.可选地，在本技术的一个实施例中，设定数据采集参数，基于所述数据采集参数获取两个阵列传感器采集的胎面的两条边沿位置数据，包括：获取当前待纠偏的胎面的长度，并设置采样间隔，根据胎面长度和所述采样间隔计算采样数组长度；在所述两个阵列传感器初始检测到胎面经过时，读取输送伺服电机的编码器位置值，并每经过一个所述采样间隔，读取所述两个阵列传感器采集到的数据；将读取到的数据分别存储至每个所述阵列传感器对应的实数数组中，直至所述实数数组中的数据长度达到所述采样数组长度。
23.可选地，在本技术的一个实施例中，对所述边沿位置数据中的每组数据进行宽度验证，包括：设定传感器中心距、胎面标准宽度和宽度偏差；根据测量得到的每组数据和所述传感器中心距，分别计算每组数据对应的测量宽度；根据每个所述测量宽度、所述胎面标准宽度和所述宽度偏差，验证胎面宽度是否合格；在存在任一不合格的目标测量宽度的情况下，将与所述目标测量宽度相邻的前一个测量宽度的合格值替换当前的不合格值。
24.可选地，在本技术的一个实施例中，基于验证后的边沿位置数据计算不同阶段下胎面的中心偏移数据，包括：设定中心偏移参数；将验证后的每组数据中的两个测量值相减，得到每组数据对应的中心偏差值；判断每个所述中心偏差值是否在所述中心偏移参数对应的范围内，如果不在所述范围内，则将所述中心偏移参数作为当前数据对应的中心偏差值；基于中位值平均滤波法，对全部数据对应的中心偏差值进行滤波，并存储每组数据对应的滤波后的中心偏差值，生成中心偏移数组。
25.可选地，在本技术的一个实施例中，根据所述中心偏移数据编辑凸轮数组，包括：建立二维的初始凸轮数组，所述初始凸轮数组的长度等于采样数组长度；将采样间隔换算为凸轮旋转角度间隔，并通过以下公式计算每个凸轮点对应的带束鼓的旋转角度：
26.cam(i，0)＝(i-1)*i2
27.其中，cam(i，0)第i个凸轮点对应的带束鼓的旋转角度值，i2是凸轮旋转角度间隔，i表示任一凸轮点；将计算出的所述每个凸轮点对应的带束鼓的旋转角度存储至初始凸轮数组。
28.可选地，在本技术的一个实施例中，根据所述中心偏移数据编辑凸轮数组，还包括：读取所述中心偏移数组中的数据，对于胎面料头伸出至带束鼓的长度对应的第一数量个数据，计算所述第一数量个数据的中心偏差值的平均值，将所述平均值作为前面第一数量个凸轮点对应的带束鼓的横移距离；对于胎面尾部的预设长度对应的第二数量个凸轮点，将所述第二数量个凸轮点中排序最小的凸轮点对应的带束鼓的横移距离，作为每个凸轮点对应的带束鼓的横移距离，其中，所述排序最小的凸轮点对应的带束鼓的横移距离是所述中心偏移数组中对应的数据的中心偏差值；对于除所述第一数量个凸轮点和所述第二数量个凸轮点之外的凸轮点，将所述中心偏移数组中对应的数据的中心偏差值作为每个凸轮点对应的带束鼓的横移距离；将计算出的所述每个凸轮点对应的带束鼓的横移距离存储至初始凸轮数组，以生成所述凸轮数组。
29.为实现上述目的，本发明第三方面提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如本技术第二方面中任一所述的轮胎胎面主动纠偏方法。
30.本技术的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：本技术先通过阵列传感器检测胎面两条边沿位置，再通过plc控制器对采集的数据进行运算，实现胎面的主动纠偏和缺陷检测功能，数据重复精度较高，可保证胎面中心贴合偏差在较小的可允许的范围内，提高了轮胎胎面主动纠偏的精确性。并且，相较于视觉相机，本技术采用的阵列传感器安装调试更为便捷简单，在降低设备成本的同时，还进一步降低了设备维护的难度和维护成本。本技术还通过plc编程的应用，可以方便调节数据采样间隔及纠偏间隔，以便于应对不同规格制定纠偏方案，提高了胎面主动纠偏的适用性。
31.本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
32.本技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
33.图1为本技术实施例提出的一种轮胎胎面主动纠偏装置的结构示意图；
34.图2为本技术实施例提出的一种轮胎胎面主动纠偏装置的前后示意图；
35.图3为本技术实施例提出的一种轮胎胎面主动纠偏装置的左右示意图；
36.图4为本技术实施例提出的一种轮胎胎面主动纠偏装置的俯视示意图；
37.图5为本技术实施例提出的一种plc系统的结构示意图；
38.图6为本技术实施例提出的一种轮胎胎面主动纠偏方法的流程图；
39.图7为本技术实施例提出的一种宽度验证方法的流程图；
40.图8为本技术实施例提出的一种中心偏移数据的计算方法的流程图。
具体实施方式
41.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
42.需要说明的是，在相关实施例中，通过视觉相机进行轮胎胎面主动纠偏时，通常是将胎面纠偏装置安装于胎面输送皮带远离带束鼓一端，保证整条胎面通过视觉相机后，仍全部处于胎面输送皮带上；外置编码器链接于视觉相机控制器上，固定距离发送脉冲采集胎面数据，再经由控制器运算，得到胎面不同位置的中心位置，再发送到plc，由plc驱动带束鼓组件横移纠偏。该方案所运用的视觉相机需要配套光源使用，需将胎面输送皮带分成两段，极大提升了胎面输送皮带的结构复杂程度。所采用视觉纠偏系统均为第三方厂家提供的成套技术，数据处理和运算均在厂家控制器内，通讯接口非常复杂；视觉相机的安装维护需要较为专业的技术，后期故障一般人员无法单独完成，维护较为复杂，维护成本较高。且视觉纠偏系统价格昂贵，精度越高价格则更高。
43.为此，本技术实施例提出一种轮胎胎面主动纠偏装置及方法，以在保证胎面的主动纠偏的准确性的基础上，同时能够降低安装难度和设备成本。
44.下面参考附图详细描述本发明实施例所提出的一种轮胎胎面主动纠偏装置及方法。
45.图1为本技术实施例提出的一种轮胎胎面主动纠偏装置结构示意图，如图1所示，该装置包括：胎面输送系统100、边沿检测装置200、带束鼓系统300和可编程逻辑控制器plc处理器400。
46.其中，胎面输送系统100包括胎面输送带和输送伺服电机，输送伺服电机驱动胎面输送带旋转，以将胎面输送至带束鼓装置。
47.边沿检测装置200包括两个阵列传感器，两个阵列传感器垂直安装于胎面输送带的进料端，两个阵列传感器沿胎面输送中心线呈左右对称分布，用于检测胎面的两条边沿位置。
48.带束鼓系统300安装于胎面输送带的末端，带束鼓系统300用于根据接收到的运动控制指令进行位置凸轮运动，以对胎面进行纠偏。
49.plc处理器400与两个阵列传感器和带束鼓系统300相连，plc处理器400用于根据两条边沿位置计算胎面的中心偏移数据，并根据中心偏移数据生成包含凸轮数组的运动控制指令。
50.具体的，胎面输送系统100由伺服电机驱动皮带旋转，将后端胎面输送至带束鼓装置。边沿检测装置200由机架和两个阵列传感器组成，安装于胎面输送带后端，即远离带束鼓系统300的一端，且两个阵列传感器垂直于胎面输送带，两个传感器沿胎面输送中心线左右对称布置，分别检测胎面的靠近自身的边沿。带束鼓系统300为纠偏执行机构，由伺服驱动带束鼓装置左右横移。plc处理器400连接两个阵列传感器，对采集到胎面的两条边沿位置进行运算，从而计算出胎面中心变化值，再通过运动控制程序驱动带束鼓横移伺服，通过位置凸轮方式进行纠偏补偿。
51.在本技术一个实施例中，边沿检测装置200，还包括：支架，支架上设有安装孔位，安装孔位用于调节两个阵列传感器之间的中心间距。
52.具体而言，在本实施例中，如图2所示，边沿检测装置200包含安装支架、阵列传感器8和阵列传感器9，整体布置于胎面输送皮带上方，具体安装位置为胎面输送皮带进料端。阵列传感器8和阵列传感器9沿胎面输送皮带中心线对称布置，分别检测胎面的两条边沿，阵列传感器可通过支架安装孔位，同步调节两个传感器的中心距c1，以适应不同规格胎面宽度。具体实施时，可以通过机械装置手动同步调节，也可以设置电动调节装置，根据接收到的调节指令自动调节两个阵列传感器的位置。阵列传感器8和阵列传感器9通过接线连接至plc处理器1，使得plc处理器1收到对应信号并进行控制运算。
53.在本实施例的胎面输送系统100中，如图3和图4所示，通过plc处理器1(即图1中的plc处理器400，此处是为便于表述，在不同实施例中对相同的plc处理器设置的不同标号)链接输送伺服驱动器2驱动输送伺服电机5，胎面输送皮带带动胎面由前段胎面定长位置开始，输送至带束鼓装置。当胎面经过边沿检测装置100时，阵列传感器8和阵列传感器9产生有料信号，plc处理器1立即记录当前输送伺服电机5编码器位置值，随后每间隔预设数值i产生一个信号，plc处理器1收到信号读取阵列传感器8和阵列传感器9的实时边沿数据，并分别记录到实数数组m1(399)，m2(399)中，具体使用数组长度根据胎面长度l和采样间隔i决定。
54.在本技术一个实施例中，继续参照图3和图4，带束鼓系统包括旋转伺服电机6、横移伺服电机7和带束鼓。其中，旋转伺服电机6，用于带动带束鼓旋转，以将胎面附着于带束鼓上；横移伺服电机7，用于驱动带束鼓沿水平方向运动，根据中心偏移数据进行左右移动纠偏。
55.并且，轮胎胎面主动纠偏装置还包括：输送伺服驱动器2、旋转伺服驱动器3和横移伺服驱动器4。其中，每个伺服驱动器与plc处理器1相连，每个伺服驱动器用于驱动对应的伺服电机运作。即，由旋转伺服驱动器3驱动旋转伺服电机6，由横移伺服驱动器4驱动横移伺服电机7。
56.进而，由plc处理器1、输送伺服驱动器2、旋转伺服驱动器3、横移伺服驱动器4、输送伺服电机5、旋转伺服电机6、横移伺服电机7、第一阵列传感器8和第二阵列传感器9可以组成图5所示的plc系统。该plc系统中各部件的连接方式如图5所示。
57.在本实施例中，实际进行纠偏时，通过plc处理器1链接旋转伺服驱动器3驱动旋转伺服电机6，带动带束鼓旋转，使得胎面附着于带束鼓上。同时plc处理器1链接横移伺服驱动器4驱动横移伺服电机7，带动带束鼓沿水平方向运动，根据胎面中心偏移位置进行左右移动纠偏。
58.由此，本技术实施例的轮胎胎面主动纠偏装置，由plc处理器1中的胎面主动纠偏算法对采集到的数据进行运算，计算出胎面的中心偏移数据，再控制带束鼓系统300执行运动控制指令进行左右移动纠偏。该纠偏装置的数据重复精度可达
±
0.05毫米，可保证胎面中心贴合偏差在
±
0.5mm内，提高了设备的纠偏精度。
59.下面对应用该轮胎胎面主动纠偏装置进行纠偏的具体实现过程进行详细说明。图6为本技术提出的一种轮胎胎面主动纠偏方法的流程图。
60.需要说明的是，该轮胎胎面主动纠偏方法应用于上述实施例的轮胎胎面主动纠偏装置。该方法的执行主体，可以是上述轮胎胎面主动纠偏装置中的plc处理器400。plc处理器400执行的方法包括了整套系统的运算及运动控制。
61.如图6所示，该方法包括以下步骤：
62.步骤s101，设定数据采集参数，基于数据采集参数获取两个阵列传感器采集的胎面的两条边沿位置数据。
63.步骤s102，对边沿位置数据中的每组数据进行宽度验证，并在宽度验证合格之后，基于验证后的边沿位置数据计算不同阶段下胎面的中心偏移数据。
64.步骤s103，根据中心偏移数据编辑凸轮数组，凸轮数组包括带束鼓的旋转角度和横移距离分别对应的凸轮点集合。
65.步骤s104，基于凸轮数组，控制旋转伺服电机和横移伺服电机按照固定的凸轮点位进行位置凸轮运动，以实现对胎面的纠偏。
66.具体的，本技术的轮胎胎面主动纠偏方法，先进行数据采集，获取胎面的两条边沿位置数据，再对采集的数据进行数据验证，先进行宽度验证，在宽度验证合格之后，再进行中心偏移数据校验。由此，通过以上运算，可以获得整条胎面各个阶段相对中心的偏移量，进而由plc处理器输出运动控制程序执行纠偏。
67.在本技术一个实施例中，设定数据采集参数，基于数据采集参数获取两个阵列传感器采集的胎面的两条边沿位置数据，包括以下步骤：首先获取当前待纠偏的胎面的长度，并设置采样间隔，根据胎面长度和采样间隔计算采样数组长度；然后在两个阵列传感器初始检测到胎面经过时，读取输送伺服电机的编码器位置值，并每经过一个采样间隔，读取两个阵列传感器采集到的数据；最后将读取到的数据分别存储至每个阵列传感器对应的实数数组中，直至实数数组中的数据长度达到采样数组长度。
68.具体而言，在本实施例中，设定采样间隔i，设定胎面标准长度l，则采样数组长度可以通过以下公式计算：s＝(l/i)-1。在实际运行过程中，当阵列传感器8和阵列传感器9检测到有胎面经过，plc处理器1读取伺服电机5编码器位置值p1，之后每间隔i毫米，读取一次阵列传感器8和阵列传感器9的数值，分别记录至实数数组m1(399)和m2(399)中。其中，m1(399)表示阵列传感器8的数值，m2(399)表示阵列传感器9的数值。数组总共包含长度为s的有效数据，即m1(0)
…
m1(s)，以及m2(0)
…
m2(s)。
69.在本技术一个实施例中，为了更加清楚的说明本技术对边沿位置数据中的每组数据进行宽度验证的具体实现过程，下面以本实施例中提出的一种宽度验证方法进行示例性说明。图7为本技术实施例提出的一种宽度验证方法的流程图，如图7所示，该方法包括以下步骤：
70.步骤s701，设定传感器中心距、胎面标准宽度和宽度偏差。
71.具体的，根据预先通过边沿检测装置的支架实际调整后的两个阵列传感器之间的中心间距，确定计算过程中的传感器中心距c1，二者相等。再根据胎面工艺标准，以及当前进行纠偏的轮胎的胎面信息，设定胎面宽度w，设定宽度偏差j。
72.步骤s702，根据测量得到的每组数据和传感器中心距，分别计算每组数据对应的测量宽度。
73.具体的，建立浮点数组w[399]用于存储数据，m1和m2中相对应的每一组数据测量的胎面宽度可以通过以下公式计算：
[0074]
w[n]＝m1(n)+m2(n)+c1。
[0075]
步骤s703，根据每个测量宽度、胎面标准宽度和宽度偏差，验证胎面宽度是否合
格。
[0076]
具体的，可以通过以下公式验证胎面宽度是否合格：
[0077]
w-j≤w[n]≤w+j，
[0078]
将计算出的各组测量宽度依次代入上述公式，若公式成了则胎面合格，反之胎面不合格，再报警提示人工确认。
[0079]
步骤s704，在存在任一不合格的目标测量宽度的情况下，将与目标测量宽度相邻的前一个测量宽度的合格值替换当前的不合格值。
[0080]
具体的，可以通过人工确认的方式，实际验证是否当前数据对应的测量宽度是否不合格，若确定不合格，则将在当前数据最相邻的上一个数据对应的合格取值，替换当前的不合格值。即，可以通过以下公式进行替换：
[0081]
w[n]＝w[n-1]；
[0082]
m1[n]＝m1[n-1]；
[0083]
m2[n]＝m2[n-1]。
[0084]
进而，可按照相同的方式，依次从浮点数组w[399]中的第1组数据，验证到第s组数据，各参数的含义与上述实施例中相同，此处不再赘述。
[0085]
在本技术一个实施例中，为了更加清楚的说明本技术进行中心偏移数据校验，基于验证后的边沿位置数据计算不同阶段下胎面的中心偏移数据的具体实现过程，下面以本实施例中提出的一种中心偏移数据的计算方法进行示例性说明。图8为本技术实施例提出的一种中心偏移数据的计算方法的流程图，如图8所示，该方法包括以下步骤：
[0086]
步骤s801，设定中心偏移参数。
[0087]
具体的，设定中心偏移参数c2，并建立实数数组x[399]用于存储初步计算到的中心偏差。
[0088]
步骤s802，将验证后的每组数据中的两个测量值相减，得到每组数据对应的中心偏差值。
[0089]
具体的，读取进行数据验证后的数组m1(399)和数组m2(399)中的数据，并通过以下公式计算相对应的每组数据的中心偏差：
[0090]
x[n]＝ m2 (n)
‑ꢀ
m1 (n)
[0091]
其中，x[n]为计算得到的初步中心偏差，依次从m1和m2中的第1组数据，计算到第s组数据。
[0092]
步骤s803，判断每个中心偏差值是否在中心偏移参数对应的范围内，如果不在范围内，则将中心偏移参数作为当前数据对应的中心偏差值。
[0093]
具体的，判断每个中心偏差值是否大于
±
c2，若否，则保留计算出的结果为当前数据的中心偏差值，若是，则取c2作为当前值，即取c2作为当前数据的中心偏差值。进而，将最终确定的每组数据对应的初始中心偏差值依次存储至实数数组x[399]中，得到数组x[n]。
[0094]
步骤s804，基于中位值平均滤波法，对全部数据对应的中心偏差值进行滤波，并存储每组数据对应的滤波后的中心偏差值，生成中心偏移数组。
[0095]
具体的，建立实数数组y[399]用于存储最终的中心偏差值，采用中位值平均滤波法，将x[n]进行滤波。具体滤波方式是，对于x[n]中的任一数据，将其属于的连续的五个x[n]数值按从大到小排列，排除最大值和最小值，剩余三个数值进行平均计算，再将计算值
对应存入y[399]中，得到最终的中心偏移数组y[n]。
[0096]
进一步的，经过以上运算，已经知道了整条胎面在各个阶段相对中心的偏移量，下一步就是plc处理器通过运动控制程序执行纠偏。
[0097]
在实际运行过程中，首先，带束鼓旋转伺服电机6和胎面输送伺服电机5执行同步运动控制，使得胎面保持恒定张力缠贴于带束鼓上，其中，同步系数ratio＝l/360。然后，带束鼓旋转伺服电机6和带束鼓横移伺服电机7执行位置凸轮运动，对胎面进行纠偏。
[0098]
在本技术一个实施例中，根据中心偏移数据编辑凸轮数组，包括以下步骤：首先，建立二维的初始凸轮数组，初始凸轮数组的长度等于采样数组长度；再将采样间隔换算为凸轮旋转角度间隔，并通过以下公式计算每个凸轮点对应的带束鼓的旋转角度：
[0099]
cam(i，0)＝(i-1)*i2
[0100]
其中，cam(i，0)第i个凸轮点对应的带束鼓的旋转角度值，i2是凸轮旋转角度间隔，i表示任一凸轮点；然后，将计算出的所述每个凸轮点对应的带束鼓的旋转角度存储至初始凸轮数组。
[0101]
进一步的，根据中心偏移数据编辑凸轮数组，还包括以下步骤：首先，读取中心偏移数组中的数据，对于胎面料头伸出至带束鼓的长度对应的第一数量个数据，计算第一数量个数据的中心偏差值的平均值，将平均值作为前面第一数量个凸轮点对应的带束鼓的横移距离；然后，对于胎面尾部的预设长度对应的第二数量个凸轮点，将第二数量个凸轮点中排序最小的凸轮点对应的带束鼓的横移距离，作为每个凸轮点对应的带束鼓的横移距离，其中，排序最小的凸轮点对应的带束鼓的横移距离是中心偏移数组中对应的数据的中心偏差值；对于除第一数量个凸轮点和第二数量个凸轮点之外的凸轮点，将中心偏移数组中对应的数据的中心偏差值作为每个凸轮点对应的带束鼓的横移距离；最后，将计算出的每个凸轮点对应的带束鼓的横移距离存储至初始凸轮数组，以生成凸轮数组。
[0102]
为了更加清楚的说明本技术实施例进行凸轮数组编辑的具体实现过程，下面结合实际应用过程中的一个具体实施例进行示例性说明：
[0103]
举例而言，假设采样间隔i＝10mm，当前纠偏的轮胎的胎面长度l＝2000mm，胎面料头伸出到带束鼓长度60mm。则建立凸轮数据组cam(i，2)，该数据组的有效长度为s，与上述实施例中的数组长度相同。
[0104]
其中，cam(i，2)表示胎面缠贴过程中，带束鼓旋转伺服旋转角度与带束鼓横移距离的凸轮点集合。即，cam(i，2)表示一个二维数组，cam(i，0)表示在第i个凸轮点带束鼓伺服旋转角度值，cam(i，1)表示在第i个凸轮点带束鼓横移伺服的位置值，i可以表示二位数组的长度，在本实施例中，i＝s。
[0105]
在确定每个凸轮点对应的带束鼓的旋转角度时，先通过以下公式将采样间隔换算成凸轮旋转角度间隔：
[0106]
i2＝l/i*360。
[0107]
再通过以下公式计算每个凸轮点对应的带束鼓的旋转角度：
[0108]
cam(i，0)＝(i-1)*i2；
[0109]
其中，将i从1至有效长度s依次运算。
[0110]
需要说明的是，由于机械原因，本实施例中的胎面料头伸出到带束鼓长度60mm无法执行纠偏，则根据前面6组凸轮数组取平均值。并且，胎面尾部长度60mm由于存在波动，则
最后6组凸轮按照倒数第6组凸轮数据计算。即，在确定每个凸轮点对应的带束鼓的横移距离时，可以通过以下公式进行计算：
[0111]
cam(i，1)＝(y[0]+y[1]+y[2]+y[3]+y[4]+y[5])/6，i≤5；
[0112]
cam(i,1)＝y[i]，5≤i≤s-6；
[0113]
can(i,1)＝y[s-6]，i＞s-6。
[0114]
即，在本示例中，第一数量和第二数量均为6，排序最小的凸轮点是最后6组凸轮点中的倒数第6组凸轮。
[0115]
更进一步的，在计算出cam(i，2)后，根据凸轮数组cam(i，2),plc控制器1控制伺服驱动器3和伺服驱动器4，使得带束鼓旋转伺服电机5和带束鼓横移伺服电机6按照固定的凸轮点位运行，完成纠偏控制。
[0116]
综上所述，本技术实施例的轮胎胎面主动纠偏方法，应用本技术提出的轮胎胎面主动纠偏装置进行纠偏，先通过阵列传感器检测胎面两条边沿位置，再通过plc控制器对采集的数据进行运算，实现胎面的主动纠偏和缺陷检测功能，数据重复精度较高，可保证胎面中心贴合偏差在较小的可允许的范围内，提高了轮胎胎面主动纠偏的精确性。并且，相较于视觉相机，该方法采用的阵列传感器安装调试更为便捷简单，在降低设备成本的同时，还进一步降低了设备维护的难度和维护成本。该方法还通过plc编程的应用，可以方便调节数据采样间隔及纠偏间隔，以便于应对不同规格制定纠偏方案，提高了胎面主动纠偏的适用性。
[0117]
为了实现上述实施例，本发明还提出一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本技术第二方面实施例所述的轮胎胎面主动纠偏方法。
[0118]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，若在多个实施例或示例中采用了对上述术语的示意性表述，不代表这些实施例或示例是相同的。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0119]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0120]
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本技术的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本技术的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
[0121]
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执
行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
[0122]
应当理解，本技术的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
[0123]
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
[0124]
此外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
[0125]
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种轮胎胎面主动纠偏装置，其特征在于，包括：胎面输送系统、边沿检测装置、带束鼓系统和可编程逻辑控制器plc处理器，其中，所述胎面输送系统包括胎面输送带和输送伺服电机，所述输送伺服电机驱动所述胎面输送带旋转，以将胎面输送至所述带束鼓装置；所述边沿检测装置包括两个阵列传感器，所述两个阵列传感器垂直安装于所述胎面输送带的进料端，所述两个阵列传感器沿胎面输送中心线呈左右对称分布，用于检测胎面的两条边沿位置；所述带束鼓系统安装于所述胎面输送带的末端，所述带束鼓系统用于根据接收到的运动控制指令进行位置凸轮运动，以对胎面进行纠偏；所述plc处理器与所述两个阵列传感器和所述带束鼓系统相连，所述plc处理器用于根据所述两条边沿位置计算胎面的中心偏移数据，并根据所述中心偏移数据生成包含凸轮数组的所述运动控制指令。2.根据权利要求1所述的轮胎胎面主动纠偏装置，其特征在于，所述带束鼓系统包括旋转伺服电机、横移伺服电机和带束鼓，其中，所述旋转伺服电机，用于带动所述带束鼓旋转，以将胎面附着于所述带束鼓上；所述横移伺服电机，用于驱动所述带束鼓沿水平方向运动，根据所述中心偏移数据进行左右移动纠偏。3.根据权利要求1所述的轮胎胎面主动纠偏装置，其特征在于，所述边沿检测装置，还包括：支架，所述支架上设有安装孔位，所述安装孔位用于调节所述两个阵列传感器之间的中心间距。4.根据权利要求1所述的轮胎胎面主动纠偏装置，其特征在于，还包括：输送伺服驱动器、旋转伺服驱动器和横移伺服驱动器，其中，每个伺服驱动器与所述plc处理器相连，每个伺服驱动器用于驱动对应的伺服电机运作。5.一种轮胎胎面主动纠偏方法，其特征在于，应用于如权利要求1-4任一所述的轮胎胎面主动纠偏装置，所述轮胎胎面主动纠偏方法，包括以下步骤：设定数据采集参数，基于所述数据采集参数获取两个阵列传感器采集的胎面的两条边沿位置数据；对所述边沿位置数据中的每组数据进行宽度验证，并在宽度验证合格之后，基于验证后的边沿位置数据计算不同阶段下胎面的中心偏移数据；根据所述中心偏移数据编辑凸轮数组，所述凸轮数组包括带束鼓的旋转角度和横移距离分别对应的凸轮点集合；基于所述凸轮数组，控制旋转伺服电机和横移伺服电机按照固定的凸轮点位进行位置凸轮运动，以实现对胎面的纠偏。6.根据权利要求5所述的轮胎胎面主动纠偏方法，其特征在于，所述设定数据采集参数，基于所述数据采集参数获取两个阵列传感器采集的胎面的两条边沿位置数据，包括：获取当前待纠偏的胎面的长度，并设置采样间隔，根据胎面长度和所述采样间隔计算采样数组长度；在所述两个阵列传感器初始检测到胎面经过时，读取输送伺服电机的编码器位置值，
并每经过一个所述采样间隔，读取所述两个阵列传感器采集到的数据；将读取到的数据分别存储至每个所述阵列传感器对应的实数数组中，直至所述实数数组中的数据长度达到所述采样数组长度。7.根据权利要求5所述的轮胎胎面主动纠偏方法，其特征在于，所述对所述边沿位置数据中的每组数据进行宽度验证，包括：设定传感器中心距、胎面标准宽度和宽度偏差；根据测量得到的每组数据和所述传感器中心距，分别计算每组数据对应的测量宽度；根据每个所述测量宽度、所述胎面标准宽度和所述宽度偏差，验证胎面宽度是否合格；在存在任一不合格的目标测量宽度的情况下，将与所述目标测量宽度相邻的前一个测量宽度的合格值替换当前的不合格值。8.根据权利要求5所述的轮胎胎面主动纠偏方法，其特征在于，所述基于验证后的边沿位置数据计算不同阶段下胎面的中心偏移数据，包括：设定中心偏移参数；将验证后的每组数据中的两个测量值相减，得到每组数据对应的中心偏差值；判断每个所述中心偏差值是否在所述中心偏移参数对应的范围内，如果不在所述范围内，则将所述中心偏移参数作为当前数据对应的中心偏差值；基于中位值平均滤波法，对全部数据对应的中心偏差值进行滤波，并存储每组数据对应的滤波后的中心偏差值，生成中心偏移数组。9.根据权利要求8所述的轮胎胎面主动纠偏方法，其特征在于，所述根据所述中心偏移数据编辑凸轮数组，包括：建立二维的初始凸轮数组，所述初始凸轮数组的长度等于采样数组长度；将采样间隔换算为凸轮旋转角度间隔，并通过以下公式计算每个凸轮点对应的带束鼓的旋转角度：cam(i，0)＝(i-1)*i2其中，cam(i，0)第i个凸轮点对应的带束鼓的旋转角度值，i2是凸轮旋转角度间隔，i表示任一凸轮点；将计算出的所述每个凸轮点对应的带束鼓的旋转角度存储至初始凸轮数组。10.根据权利要求9所述的轮胎胎面主动纠偏方法，其特征在于，所述根据所述中心偏移数据编辑凸轮数组，还包括：读取所述中心偏移数组中的数据，对于胎面料头伸出至带束鼓的长度对应的第一数量个数据，计算所述第一数量个数据的中心偏差值的平均值，将所述平均值作为前面第一数量个凸轮点对应的带束鼓的横移距离；对于胎面尾部的预设长度对应的第二数量个凸轮点，将所述第二数量个凸轮点中排序最小的凸轮点对应的带束鼓的横移距离，作为每个凸轮点对应的带束鼓的横移距离，其中，所述排序最小的凸轮点对应的带束鼓的横移距离是所述中心偏移数组中对应的数据的中心偏差值；对于除所述第一数量个凸轮点和所述第二数量个凸轮点之外的凸轮点，将所述中心偏移数组中对应的数据的中心偏差值作为每个凸轮点对应的带束鼓的横移距离；将计算出的所述每个凸轮点对应的带束鼓的横移距离存储至初始凸轮数组，以生成所
述凸轮数组。11.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求5-10中任一所述的轮胎胎面主动纠偏方法。

技术总结
本申请提出了一种轮胎胎面主动纠偏装置及方法，该装置包括：胎面输送系统、边沿检测装置、带束鼓系统和可编程逻辑控制器PLC处理器。胎面输送系统包括胎面输送带和输送伺服电机；边沿检测装置包括两个阵列传感器，两个阵列传感器垂直安装于胎面输送带的进料端，且沿胎面输送中心线呈左右对称分布，用于检测胎面的两条边沿位置；带束鼓系统安装于所述胎面输送带的末端，用于根据接收到的运动控制指令进行位置凸轮运动，以对胎面进行纠偏；PLC处理器与两个阵列传感器和带束鼓系统相连，用于根据两条边沿位置计算胎面的中心偏移数据，并生成包含凸轮数组的运动控制指令。该装置可精准实现胎面的主动纠偏，同时能够降低安装难度和成本。同时能够降低安装难度和成本。同时能够降低安装难度和成本。


技术研发人员：覃兆远 刘小军 张俊 罗伟艺 姚树林
受保护的技术使用者：中化学装备科技集团有限公司
技术研发日：2023.07.26
技术公布日：2023/10/8