轮胎胎面辊压装置、系统及控制方法
阅读说明：本技术 轮胎胎面辊压装置、系统及控制方法 (Tire tread rolling device, system and control method ) 是由 张景辉 张晓辰 于 2021-09-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种轮胎胎面辊压装置,包括安装架、设置于安装架上并且相互平行的第一丝杠和第二丝杠、分别设置于第一丝杠和第二丝杠上的第一螺母和第二螺母、与所述第一丝杠与第二丝杠相垂直设置的第三丝杠,设置于第三丝杠上的第三螺母、压辊组件。本发明还提供一种轮胎胎面辊压系统,包括如前所述的轮胎胎面辊压装置以及控制器。本发明还提供一种轮胎胎面辊压的控制方法,通过如前所述的轮胎胎面辊压装置予以实施。采用上述技术方案,通过设置相互平行的第一丝杠和第二丝杠能够驱动第一螺母与第二螺母以不同速度移动,从而实现压辊组件的摆转,在胎冠区域与胎肩区域的连接部分能够顺利过渡,达到较好的辊压效果。(The invention discloses a tire tread rolling device which comprises a mounting frame, a first lead screw, a second lead screw, a first nut, a second nut, a third lead screw, a third nut and a compression roller assembly, wherein the first lead screw and the second lead screw are arranged on the mounting frame and are parallel to each other, the first nut and the second nut are respectively arranged on the first lead screw and the second lead screw, the third lead screw is vertically arranged with the first lead screw and the second lead screw, and the third nut and the compression roller assembly are arranged on the third lead screw. The invention also provides a tire tread rolling system, which comprises the tire tread rolling device and a controller. The invention also provides a control method of the tire tread rolling, which is implemented by the tire tread rolling device. By adopting the technical scheme, the first screw rod and the second screw rod which are parallel to each other are arranged to drive the first nut and the second nut to move at different speeds, so that the swinging of the compression roller assembly is realized, the smooth transition can be realized at the connection part of the tire crown region and the tire shoulder region, and a better rolling effect is achieved.)
技术领域
本发明涉及一种轮胎胎面辊压装置、系统及控制方法，属于轮胎加工机械
技术领域
。背景技术
在橡胶轮胎制造加工工艺中，胎体和胎面复合件成型后，需对胎面进行辊压。现有的辊压方式通常是通过独立的胎肩压辊进行辊压，例如中国专利文献CN203460451U所公开的一种轮胎胎胚压辊机构及使用该机构的装置，该机构中包含相互独立的反包压辊机构、胎面压辊机构、胎肩压辊机构，三者在垂向上呈上、中、下分布，均具有设置在前端的辊轮，辊轮后端设置有将其送入与胎坯外表面相接触的辊压工位并实施辊压作业的驱动机构。然而现有的这种辊压机构由于多个压辊相互分离并单独对不同区域进行辊压，而对于不同区域之间的连接部位则无法进行充分辊压，造成对胎面的辊压不均。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种能够对压辊摆转角度进行调整，使压辊能够从胎冠区域逐渐移动至胎肩区域，从而达到较好辊压效果的轮胎胎面辊压装置、系统及控制方法。
为了实现上述目的，本发明的一种轮胎胎面辊压装置，包括安装架、设置于安装架上并且相互平行的第一丝杠和第二丝杠、分别设置于第一丝杠和第二丝杠上的第一螺母和第二螺母、与所述第一丝杠与第二丝杠相垂直设置的第三丝杠，设置于第三丝杠上的第三螺母、压辊组件；所述压辊组件通过第一轴与第二轴可旋转地对应安装于第一螺母和第二螺母；所述安装架安装于所述第三螺母上；所述第一丝杠、第二丝杠与第三丝杠分别连接于第一电机、第二电机与第三电机的动力输出端。
所述安装架安装于基板上的第三滑轨上，所述第三电机固定于所述基板上。
在所述安装架上还设置有第一滑轨和第二滑轨，所述第一螺母与第二螺母分别安装于所述第一滑轨和第二滑轨上。
所述压辊组件包括安装座、设置于安装座上的气缸以及安装于所述气缸的气缸臂上的压辊；所述安装座通过所述第一轴与第二轴对应安装于所述第一螺母和第二螺母上。
所述压辊组件为并列设置的两组，并且在作业时两组压辊组件能够相向移动或反向移动。
本发明还提供一种轮胎胎面辊压系统，包括如前所述的轮胎胎面辊压装置以及控制器，所述控制器用于控制所述第一电机、第二电机与第三电机动作；所述控制器能够在对胎肩区域进行辊压作业时控制所述第一电机和第二电机驱动第一螺母和第二螺母以不同的速度移动，从而使所述压辊组件形成摆角；所述控制器能够控制所述第三电机驱动所述安装架靠近或远离轮胎胎坯。
所述第一丝杠位于所述第二丝杠的远离轮胎坯胎的一侧；所述第一螺母的移动速度为v1，第二螺母的移动速度为v2，第三螺母的移动速度为v3，则：
v1：v2：v3 = (tanα• (b1 + b2) + a3)：(tanα•b1 + a3)：b3
其中，b1为压辊组件摆动之前胎肩区域与胎冠区域的连接部位距离第二丝杠轴线的距离，b2为第一丝杠轴线与第二丝杠轴线之间的距离，b3为胎肩区域在第三丝杠轴线方向上的高度，a3为胎肩区域在第一丝杠轴线方向上的宽度，α为预设的当压辊移动至胎肩区域的远离胎冠区域一侧的边缘位置时压辊组件的摆角。
两组所述压辊组件中的压辊起始于胎冠区域的中部分别向两侧逐渐移动辊压，辊压过程中轮胎胎坯处于旋转状态。
本发明还提供一种轮胎胎面辊压的控制方法，通过如前所述的轮胎胎面辊压装置予以实施，包括：
在对胎肩区域进行辊压作业时控制所述第一电机、第二电机和第三电机驱动第一螺母、第二螺母和第三螺母分别以v1、v2和v3的速度移动；v1、v2和v3的比值满足以下公式：
v1：v2：v3 = (tanα• (b1 + b2) + a3)：(tanα•b1 + a3)：b3
其中，b1为压辊组件摆动之前胎肩区域与胎冠区域的连接部位距离第二丝杠轴线的距离，b2为第一丝杠轴线与第二丝杠轴线之间的距离，b3为胎肩区域在第三丝杠轴线方向上的高度，a3为胎肩区域在第一丝杠轴线方向上的宽度，α为预设的当压辊移动至胎肩区域的远离胎冠区域一侧的边缘位置时压辊组件的摆角。
在进行辊压之前，预设v1、v2或v3的值。
采用上述技术方案，本发明的轮胎胎面辊压装置、系统及控制方法，与现有技术相比，具有以下有益效果：
1、通过设置相互平行的第一丝杠和第二丝杠能够驱动第一螺母与第二螺母以不同速度移动，从而实现压辊组件的摆转，因此通过压辊能够实现对胎冠区域和胎肩区域的依次辊压，在胎冠区域与胎肩区域的连接部分能够顺利过渡，达到较好的辊压效果。
2、通过控制控制第一电机、第二电机以及第三电机的运行速度，进而能够驱动压辊沿着胎肩区域的弧形外表面进行移动，并且在移动过程中调整压辊的角度，使压辊对胎肩区域能够大体上保持垂直施力。
3、通过合理设置v1、v2和v3的速度比值通过电机驱动，避免了手动控制摆角过程中压辊夹胎或外移的情况发生，保证了伺服定位匀速并且同时到达。
附图说明
图1为本发明的轮胎胎面辊压装置的结构示意图。
图2为本发明的轮胎胎面辊压装置的另一角度结构示意图。
图3为压辊组件与第一丝杠、第二丝杠的装配示意图。
图4为本发明的轮胎胎面辊压装置对胎肩区域进行辊压作业的原理示意图。
具体实施方式
以下通过附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
如图1-3所示，本发明的一种轮胎胎面辊压装置，包括基板1、设置于基板1上的安装架2、设置于安装架2上并且相互平行的第一丝杠3和第二丝杠4、分别设置于第一丝杠3和第二丝杠4上的第一螺母5和第二螺母6、与所述第一丝杠3与第二丝杠4相垂直设置的第三丝杠（图中未示出），设置于第三丝杠上的第三螺母（图中未示出）、压辊组件8。
所述压辊组件8通过第一轴81与第二轴82可旋转地对应安装于第一螺母5和第二螺母6，因此，当第一螺母5与第二螺母6同步等速移动时，能够带动压辊组件8同步等速平移，当第一螺母5与第二螺母6以不同的速度移动时，压辊组件8能够形成摆角。所述第一丝杠3、第二丝杠4分别连接于第一电机10、第二电机11的动力输出端。
所述安装架2安装于所述第三螺母上，所述第三丝杠连接于第三电机12的动力输出端。在所述安装架2上设置有第一滑轨13和第二滑轨14，所述第一螺母5与第二螺母6分别安装于所述第一滑轨13和第二滑轨14上。
在所述基板1上设置有第三滑轨15，所述安装架2安装于第三滑轨15上。
所述压辊组件8包括安装座83、设置于安装座83上的气缸84以及安装于所述气缸84的气缸臂上的压辊85；所述安装座83通过所述第一轴81与第二轴82对应安装于所述第一螺母5和第二螺母6上。
所述压辊组件8为并列设置的两组。两组压辊组件8中的两个第一丝杠3通过联轴器相连，并且分别为左旋螺纹和右旋螺纹；两个第二丝杠4通过联轴器相连，并且分别为左旋螺纹和右旋螺纹，因此在作业时两组压辊组件8能够相向移动或反向移动。
本发明还提供一种轮胎胎面辊压系统，包括如前所述的轮胎胎面辊压装置以及控制器，所述控制器用于控制所述第一电机10、第二电机11与第三电机12动作；所述控制器能够在对胎肩区域进行辊压作业时控制所述第一电机10和第二电机11驱动第一螺母5和第二螺母6以不同的速度移动，从而使所述压辊组件8形成摆角；所述控制器能够控制所述第三电机12驱动所述安装架2靠近或远离轮胎胎坯。
所述第一丝杠3位于所述第二丝杠4的远离轮胎坯胎的一侧；所述第一螺母5的移动速度为v1，第二螺母6的移动速度为v2，第三螺母的移动速度为v3，则有以下公式：
v1：v2：v3 = (tanα• (b1 + b2) + a3)：(tanα•b1 + a3)：b3 ……（1）
其中，b1为压辊组件8摆动之前胎肩区域90与胎冠区域80的连接部位距离第二丝杠4轴线的距离，b2为第一丝杠3轴线与第二丝杠4轴线之间的距离，b3为胎肩区域90在第三丝杠轴线方向上的高度，a3为胎肩区域90在第一丝杠3轴线方向上的宽度，α为预设的当压辊移动至胎肩区域90的远离胎冠区域80一侧的边缘位置时压辊组件8的摆角。
如图4所示，在对胎冠区域80进行辊压时，第一丝杠3轴线位于L1位置，第二丝杠4轴线位于L2位置，当压辊进入到胎肩区域90时，压辊组件的轴线为K1并开始倾斜，并当压辊完成对胎肩区域90辊压时，压辊组件的轴线为K2，第一丝杠3轴线移动至H1位置, 第二丝杠4轴线移动至H2位置，移动的距离为胎肩区域90在第三丝杠轴线方向上的高度b3。在压辊组件8倾斜过程中第一螺母5与第一丝杠3的相对位移为a1+ a2+ a3，第二螺母6与第二丝杠4的相对位移为a1+ a3，同时，由于α为给定的预设值，b1 、b2、 a3 、b3分别为设备和轮胎胎坯的既定尺寸，因此可以得出a1+ a2=tanα• (b1 + b2)，a1=tanα•b1，从而得出上述公式（1）。
两组所述压辊组件8中的压辊起始于胎冠区域的中部分别向两侧逐渐移动辊压，辊压过程中轮胎胎坯处于旋转状态。
本发明还提供一种轮胎胎面辊压的控制方法，通过如前所述的轮胎胎面辊压装置予以实施，包括：
在对胎肩区域90进行辊压作业时控制所述第一电机10、第二电机11和第三电机12驱动第一螺母5、第二螺母6和第三螺母分别以v1、v2和v3的速度移动；v1、v2和v3的比值满足以下公式：
v1：v2：v3 = (tanα• (b1 + b2) + a3)：(tanα•b1 + a3)：b3
其中，b1为压辊组件8摆动之前胎肩区域90与胎冠区域80的连接部位距离第二丝杠4轴线的距离，b2为第一丝杠3轴线与第二丝杠4轴线之间的距离，b3为胎肩区域90在第三丝杠轴线方向上的高度，a3为胎肩区域90在第一丝杠3轴线方向上的宽度，α为预设的当压辊移动至胎肩区域90的远离胎冠区域80一侧的边缘位置时压辊组件8的摆角。
在进行辊压之前，预设v1、v2或v3任一的值，从而根据公式（1）可以得出另外两个的值。
采用上述技术方案，本发明的轮胎胎面辊压装置、系统及控制方法，通过设置相互平行的第一丝杠3和第二丝杠4能够驱动第一螺母5与第二螺母6以不同速度移动，从而实现压辊组件8的摆转，因此通过压辊能够实现对胎冠区域80和胎肩区域90的依次辊压，在胎冠区域80与胎肩区域90的连接部分能够顺利过渡，达到较好的辊压效果。通过控制控制第一电机10、第二电机11以及第三电机12的运行速度，进而能够驱动压辊沿着胎肩区域90的弧形外表面进行移动，并且在移动过程中调整压辊的角度，使压辊对胎肩区域90能够大体上保持垂直施力。通过合理设置v1、v2和v3的速度比值通过电机驱动，避免了手动控制摆角过程中压辊夹胎或外移的情况发生，保证了伺服定位匀速并且同时到达。
显然，上述实施例仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
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