高精度工程輪胎胎面仿形纏繞控制系統(tǒng)的設(shè)計

1、高精度工程輪胎胎面仿形纏繞控制系統(tǒng)的設(shè)計高精度工程輪胎胎面仿形纏繞控制系統(tǒng)的設(shè)計趙龍陽黃廷磊孟瑞敏（桂林電子科技大學(xué)，廣西桂林541004）摘要：要：本文提出了一種以上位機(jī)為核心，充分利用上位機(jī)強(qiáng)大的運(yùn)算能力和編程的靈活性來實(shí)現(xiàn)工程輪胎胎面仿形纏繞控制的方法。文中從電氣原理、控制原理、軟件設(shè)計等方面介紹了工程輪胎胎面仿形纏繞控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法。目前，該系統(tǒng)已經(jīng)在多個廠家投入應(yīng)用，效果良好。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：工程機(jī)械輪胎；胎面仿形纏繞；上位機(jī)

2、；下位機(jī)Abstract:Abstract:ThispaperproposedanovelcontrolmethodfimplementingthetreadwindingofOTRtirewhichfeaturesthecentralroleoftheuppercomputerinmanufacturingprocess.Thecomputationpowerprogrammingflexibilityoftheuppercomput

3、erallowsftheusageofmeefficientalgithmstoimprovethecontrolprecision.Theelectricalcontrolsoftwaredesigningaspectsofthemethodaredescribedinthispaper.Itisshownthattheapplicationsofthemethodinseveralengineeringtiremanufacturi

4、ngcompanyhavereducedthemanufacturingcostsignificantly.KeyKeywds:wds:OTRtiretreadwindingmastercomputerslavecomputer隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的持續(xù)高速發(fā)展和國際工程輪胎產(chǎn)業(yè)向我國轉(zhuǎn)移，大型工程機(jī)械輪胎的需求量不斷增加。伴隨著輪胎原材料漲價，市場競爭的加劇和對輪胎規(guī)格、品種、整體性能要求也越來越高，采用傳統(tǒng)的方法制造工程機(jī)械輪胎已經(jīng)

5、不能滿足市場的需求[1~3]。對于工程輪胎的胎面成型，傳統(tǒng)的方法有靠模纏貼法和成型機(jī)套筒法[4]，這兩種方法均有胎面密實(shí)性差，勞動強(qiáng)度大，產(chǎn)品規(guī)格單一的缺點(diǎn)。胎面仿形纏繞技術(shù)這種新的胎面成型技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，其在速度、質(zhì)量、工人勞動強(qiáng)度以及改變產(chǎn)品規(guī)格方面相比于傳統(tǒng)方法有無可比擬的優(yōu)勢。仿形控制的目標(biāo)是用膠條在原始毛胚上纏繞出符合重量要求及工藝設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)外廓形狀（如圖3）。仿形方法有兩種：一是基于膠條形狀進(jìn)行的開環(huán)控制，對膠條的形狀要求高，

6、如Mcneil公司生產(chǎn)的纏繞設(shè)備采用這種方法；二是基于實(shí)時纏繞外形厚度檢測的閉環(huán)控制法，此方法相對于方法一大大降低了對膠條形狀的要求。輪胎胎面仿形纏繞系統(tǒng)是由上下位機(jī)組成的控制系統(tǒng)。傳統(tǒng)解決方案是以下位機(jī)PLC為核心進(jìn)行控制[4]，上位機(jī)向下位機(jī)傳送生產(chǎn)配方參數(shù)和繪制纏繞曲線圖形[4~6]。本文實(shí)現(xiàn)了一種以上位機(jī)為核心、利用外廓檢測方式進(jìn)行閉環(huán)控制的工程胎仿形纏繞方法，其主要優(yōu)點(diǎn)是利用上位機(jī)強(qiáng)大的運(yùn)算能力和編程的靈活性實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的仿形纏繞

7、控制算法，提高控制精度，易于實(shí)現(xiàn)多層纏繞控制，而下位機(jī)則完成整條生產(chǎn)線速度的聯(lián)動、手動控制、信號采集和自動控制執(zhí)行。1系統(tǒng)組成胎面纏繞生產(chǎn)流程如圖1所示。胎面膠經(jīng)擠出機(jī)均勻塑化后擠出熱膠棒，通過浮動輥后進(jìn)入壓片機(jī)，在將膠棒壓成相應(yīng)配方需要的膠片后進(jìn)入冷卻鼓冷卻，冷卻后的膠片送入纏繞機(jī)纏繞到纏繞鼓上，在纏繞機(jī)和纏繞鼓的復(fù)合運(yùn)動下纏貼出所需的胎面。上位計算機(jī)采用研華工控計算機(jī)，其主要功能包括以下幾個方面：一是存儲各種型號輪胎的配方輪廓數(shù)據(jù)和

8、控制參數(shù)。胎面外廓數(shù)據(jù)參數(shù)輸入的如圖3所示，其胎面坐標(biāo)值（L1H1），（L2H2），（L3H3），（L4H5），（L6H6），（L7，0）勾勒出輪胎的外觀形狀，根據(jù)工藝要求可以增加配方輪廓坐標(biāo)點(diǎn)，控制參數(shù)包括聯(lián)動速度數(shù)據(jù)和優(yōu)化控制的參數(shù)；二是上位機(jī)根據(jù)PLC采集到的信號，發(fā)出控制指令由PLC執(zhí)行。如按“確定起點(diǎn)”按鈕，PLC接收信號后傳給上位機(jī)，上位機(jī)開始執(zhí)行掃描基線的控制過程并對PLC發(fā)送相應(yīng)的指令，直至完成控制；三是在纏繞過程中首先