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      坯料厚度異常檢測設備的制作方法

      文檔序號:6018598閱讀:96來源:國知局
      專利名稱:坯料厚度異常檢測設備的制作方法
      技術領域
      本發(fā)明總體上涉及用于輪胎成型生產(chǎn)線中的接頭檢測設備,更具體地涉及在卷繞到輪胎上之前檢測坯料中搭接接頭的接頭檢測設備。
      背景技術
      搭接接頭(overlap splice)是一種非連續(xù)坯料制備流程的副產(chǎn)物,并且在傳統(tǒng)輪胎成型中很常見。兩個值得注意的例子是當它纏繞在大卷軸上時的簾布層坯料和螺旋重疊坯料。兩者都在坯料制備流程中有搭接接頭構成以形成連續(xù)的條帶或片材。該接頭也在輪胎成型過程中將條帶或片材保持在一起。因為它們形成了輪胎中的不連續(xù)性,所以這些雙層厚的接頭可能證明是不合需要的并且在輪胎中可能是不可接受的。因此,需要提供在卷繞到輪胎上之前感測坯料中的搭接接頭的裝置。

      發(fā)明內容
      根據(jù)本發(fā)明的一個方面,一種檢測設備檢測坯料條帶中厚度異常區(qū)域,并且包括當坯料條通過第一輥表面上時進行轉動的第一輥;可樞轉地安裝的壓緊輥,該壓緊輥布置成緊壓著經(jīng)過第一輥的坯料條繞著樞軸線轉動;光電監(jiān)測器罩(photoeye mask),其布置成響應于壓緊輥的樞轉運動而繞該樞軸線轉動;在光電監(jiān)測器罩內的光電監(jiān)測器孔 (photoeye slot),該孔在孔的頭端和孔的尾端之間延伸;以及發(fā)送和接收的光學裝置,所述光學裝置位于所述光電監(jiān)測器罩的光電監(jiān)測器孔的相反兩側上,并且在對準光電監(jiān)測器罩的位置上進行工作,以投射出一束穿過在上述發(fā)送和接收的光學設備之間的光電監(jiān)測器孔的聚中的穿透光束。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面,當光電監(jiān)測器罩操作地轉過一個預設的偏轉角度而離開對準光電監(jiān)測器罩的位置并進入光電監(jiān)測器罩阻斷位置時,該穿透光束被光電監(jiān)測器罩阻斷。在該光電監(jiān)測器罩對準位置與光電監(jiān)測器罩阻斷位置之間轉動該光電監(jiān)測器罩所需的預設偏轉角度是可調節(jié)的。再一方面,該光電監(jiān)測器罩孔在頭端和尾端之間其寬度是逐漸減小的,并且沿著該光電監(jiān)測器罩孔,上述發(fā)送和接收的光學設備的位置是可調節(jié)的以便對于不同的坯料的標稱厚度有選擇地校準該檢測設備。再另一個方面,該光電監(jiān)測器罩繞著樞軸線沿相反的第一方向和第二方向轉動, 以響應壓緊輥的在相反的第一方向和第二方向的相應的樞轉運動。在進入第一光電監(jiān)測器罩阻斷位置的光電監(jiān)測器罩的第一方向的轉動,是表示運行中第一輥和壓緊輥之間的無坯料供給的情況,而在光電監(jiān)測器罩的第二方向上的轉動,是表示運行中在第一輥和壓緊輥之間的坯料條帶中出現(xiàn)接頭。在光發(fā)送裝置和光接收裝置之間的信號中斷的持續(xù)時間表示在坯料條帶中所遇到的異常是接頭還是無坯料供給發(fā)生。


      將通過舉例的方式并參照附圖來描述本發(fā)明,附圖中 圖1是檢測設備總成的前視圖。圖2是設備的調整比例的局部放大前視圖。圖3是檢測設備總成的后視圖。圖4是設備輥總成的前透視圖。圖5是設備輥總成的后透視圖。圖6是檢測設備遇到條帶坯料接頭的前視圖。圖7是檢測設備響應接頭遭遇的后透視圖。圖8是檢測設備遇到無坯料供給發(fā)生時的前視圖。圖9是檢測設備響應無坯料供給發(fā)生時的后透視圖。圖10是檢測設備調整以用于較薄的坯料的應用的前視圖。圖11是檢測設備調整以用于較薄的坯料的應用的后透視圖。
      具體實施例方式
      首先參考圖1,2,3,4和5,所示為用于檢測條帶坯料中的異常厚度的檢測設備10。該檢測設備10在無數(shù)的應用中都很有用,比如在有非連續(xù)坯料制備的輪胎成型生產(chǎn)線中。在傳統(tǒng)輪胎成型中,簾布層坯料和螺旋重疊坯料纏繞在大卷軸上并在坯料制備過程中有接頭產(chǎn)生以形成連續(xù)的條帶或片材。這樣的接頭造成了輪胎中的間斷性,并且一般是不合期望的。該設備10 —方面運轉以檢測坯料中這樣的雙層厚搭接接頭的出現(xiàn),并且除此以外,如同接下來將解釋的那樣,為廣范圍的坯料厚度提供檢測無坯料供給情況的雙重功能。圖1至圖5示出了在條狀或片狀坯料72被從坯料卷軸(未示出)上移除之后設備 10在某一方便的位置上定位。該設備總成10包括裝配臺12,其具有可轉動地安裝于其上的壓緊輥14和固定輥20。該壓緊輥14牢固地固定在旋轉臂16上,該旋轉臂16與延伸穿過臺10的樞軸18相連。如圖所示,壓緊輥14繞著軸銷19轉動。固定輥20接收圍繞該輥的條狀坯料72,并且可被例如馬達23或自由旋轉機構驅動。壓緊輥14安裝在旋轉臂16上, 該旋轉臂16牢固地固定在樞軸18上。樞軸18可在安裝于裝配臺12的軸承箱40中自由旋轉。在裝配臺12的背面上,光電監(jiān)測器罩48和旋轉臂46牢固地夾緊到樞軸18上。該光電監(jiān)測器罩是一個具有光電監(jiān)測器細長孔64的薄板。該細長孔64在孔頭端66和孔尾端68之間以2. 45度的錐角逐漸變窄。細長孔64被進一步切割成使孔中心線如圖所示位于與罩48的長邊50成3. 96度。當通過將其左移而調整光電監(jiān)測器時,孔錐角提供更窄的縫隙,這樣做是為了用于更薄規(guī)格尺寸的條帶。從壓緊輥樞軸進一步移動該感測點和更狹的孔的結合使得當坯料更薄時更加靈敏??缀湾F角的尺寸被設定以允許該設備在坯料規(guī)格尺寸的大約+/_ 40%處而不是在某個特定厚度釋放(trip)。當不同規(guī)格的坯料被放進傳感器中時,由于壓緊輥將與不同的厚度接觸,臂的標稱位置將改變。孔角度被設定以使得光電監(jiān)測器光束將定位于孔的中心,隨著傳感器為該規(guī)格被調整,僅夾住單個厚度(標稱位置)。穿透光束光電監(jiān)測器設備52安裝在裝配臺12上,并包括一對光發(fā)送器M和接收器56。一對光電監(jiān)測電纜58、60傳遞光束至這對光發(fā)送器和接收器M、56,并將返回信號傳送回處理器(未示出)。這對穿透光束光電監(jiān)測器發(fā)送器和接收器M、56被以以下方式安裝,使得穿透光束62不是透過光電監(jiān)測器孔64就是被罩48阻斷。通過使用柔性的光電監(jiān)測器光導纖維電纜58、60,其以朝向孔64定向的直角頂端55、57安裝,使得穿透光束62直徑很小,近似1mm。彈簧42分別通過彈簧支柱44、70而連接在裝配臺12和光電監(jiān)測器罩旋轉臂46 之間。旋轉臂46上的彈簧力向樞軸18提供小轉矩,將壓緊輥14緊壓在條帶72上。該穿透光束的光導纖維直角頂端陽、57安裝到光電監(jiān)測器滑塊沈上。該滑塊沈安裝在裝配臺 12中的直線孔30中,提供用于為不同條帶厚度來調整接頭檢測裝置的運動軸線。對于給定條帶規(guī)格的滑塊位置通過將滑塊T型材35中的凹槽34對準安裝在裝配臺12前側的條帶規(guī)格調整刻度32上的合適標記而設定。把手30幫助將滑塊沈沿著刻度32重新定位至期望的條帶厚度值36。該滑塊沈通過固定螺釘和旋鈕組合觀而被鎖定在所期望的位置上, 在鎖緊時,將T型材35緊壓在孔30的邊緣處。當條帶72如圖1所示被裝入并且光電監(jiān)測器滑塊沈沿著刻度32調整至合適的坯料標稱厚度時,光電監(jiān)測器設備52的光電監(jiān)測器光束62將在沿著孔64的合適位置對準, 并且與光電監(jiān)測器罩48中的錐形孔64的中心對準。當造成厚度異常的接頭74穿過壓緊輥14和固定輥20之間時,額外的厚度會使壓緊輥14沿方向76運動,引起樞軸18轉動相稱的程度。軸18的轉動使光電監(jiān)測器罩的旋轉臂46在樞軸上轉動,推動罩48沿箭頭78的方向樞轉運動。罩48的運動將錐形孔64移出與光電監(jiān)測器光束62的對準,并阻斷它。見圖6和圖7。這提供了由控制系統(tǒng)解釋的已檢測到接頭的瞬時信號。一旦該接頭74經(jīng)過輥 14、20,彈簧42使壓緊輥14移動抵靠條帶72,使得罩48重新獲得一個對準位置,在此對準位置上光束62重新居中穿過貫通孔64。瞬時信號因此發(fā)出信號并被解釋為接頭的出現(xiàn)。如圖8和圖9中所示,如果條帶72的末端穿過壓緊輥14和固定輥20之間,則該條帶的缺乏將引起壓緊輥沿方向80移動(與方向76相反),這使得樞軸18有方向地(沿與圖 6和圖7所示方向相反的方向)轉動一相稱程度。軸18的轉動使得光電監(jiān)測器罩旋轉臂46 轉動,罩旋轉臂46的轉動迫使罩48沿箭頭82所指方向(與圖6和圖7中的箭頭78相反) 的樞轉運動。罩48的運動將孔64移出與光電監(jiān)測器光束62對準的位置,并阻斷它。這產(chǎn)生無限長持續(xù)時段的信號,被控制系統(tǒng)解釋為無坯料供給的指示,即條帶不再出現(xiàn)在輥之間。一旦條帶坯料重新裝入在輥之間,罩48從阻斷位置重新定位回對準位置,在此位置將光束62重新聚中穿過貫通孔64。較長持續(xù)時段的信號因此可被解釋為發(fā)出一個無坯料供給事件的信號,而較短持續(xù)時段的信號可被解釋為出現(xiàn)接頭。圖10和圖11所示為檢測設備10的配置以檢測具有搭接接頭86存在的較薄規(guī)格的條帶或片材坯料84中的厚度異常。對于圖1的坯料厚度的示例規(guī)格設定被表示為每英寸0.060,而在圖10和圖11中,為了說明的目的,規(guī)格是每英寸0.020。對于較薄規(guī)格的坯料,滑塊26被夾具洲松開,沿著孔M移動直到游標凹口 34位于期望的厚度處。夾具觀被上緊以將該滑塊固定在所期望的設定位置上。如圖11所示,夾具觀的運動使得光電監(jiān)測器設備52向后沿著光電監(jiān)測器罩48的孔64向著較窄的孔尾端68移動。如圖所示,光束66保持中心地穿過孔64的窄部。因此該檢測設備被校準以檢測更薄的孔的厚度和條帶中存在的任何異常,例如接頭86或無坯料供給情況中條帶的缺少。通過上文,可知檢測設備10檢測在輥20和可樞轉地安裝的壓緊輥14之間條帶坯料區(qū)域內的厚度異常。光電監(jiān)測器罩46安裝為響應于壓緊輥14的方向性轉動運動而沿順
      5時針方向或逆時針方向繞樞軸地轉動,由此指示條帶中的接頭異?;驐l帶中的無坯料供給異常。光電監(jiān)測器罩46中的光電監(jiān)測器錐形孔64在較寬的孔頭端和較窄的孔尾端之間延伸以使檢測設備10的調整適應不同厚度的條帶。位于光電監(jiān)測器孔64的相對兩側布置的發(fā)送及接收光學設備M、56在光電監(jiān)測器罩對準位置運轉,以投射狹窄的聚中穿透光束62 穿過光電監(jiān)測器孔64。與孔成直角的光學設備頂端55、57確保該光束是對準的并且足夠窄以穿過沿著錐形孔的任何位置。當光電監(jiān)測器罩操作地轉動一個預設偏轉角(沿順時針方向或逆時針方向)而離開光電監(jiān)測器罩對準位置并進入光電監(jiān)測器罩阻斷位置時,該穿透光束62被光電監(jiān)測器罩阻斷。對于更窄的坯料厚度,穿過孔64的較窄位置的光束62的定位導致產(chǎn)生一個在光電監(jiān)測器罩對準位置和光電監(jiān)測器罩阻斷位置之間轉動光電監(jiān)測器罩所需的較小的預設偏轉角度。光電監(jiān)測器錐形孔64和條帶規(guī)格調整刻度32配置為當檢測設備10被設定為不同條帶規(guī)格時,在一次調整中實現(xiàn)兩個目標。首先,不同條帶規(guī)格會導致壓緊輥14和光電監(jiān)測器罩48的標稱位置改變。該條帶規(guī)格調整刻度標記32和相對于罩前沿50的光電監(jiān)測器罩48中的孔角度θ被如此設定,使得當調整機構被設定成與條帶規(guī)格相匹配時,光電監(jiān)測器光束62將保持在光電監(jiān)測器孔中位于中心。其次,檢測設備10的靈敏度必須隨著條帶規(guī)格改變而被調整以改善感測可靠性。當使用較薄的條帶時,通過移動遠離壓緊輥14 的樞軸18來調整該光電監(jiān)測器。這從兩方面提高了設備的靈敏度。首先,對于條帶厚度中的給定變化而言,離樞軸10越遠,錐形孔移動越多。其次,隨著離樞軸越來越遠,該孔呈錐形而變窄,這使得罩需要更少的移動來阻斷光束。該孔錐角和孔位置的設計使得針對所有規(guī)格阻斷光電監(jiān)測器所需的規(guī)格改變的百分比近似相同。主題設備10被用于檢測任何機械加工柔性帶或片狀材料中的搭接接頭。在輪胎成型工業(yè)中的例子可以是螺旋重疊或簾布層的填充或放卷,但本發(fā)明考慮到了比輪胎工業(yè)更廣泛的應用潛力。光束62的小直徑使轉換滯后最小化并改善準確度,同時光電監(jiān)測器罩孔設計提供了一種雙重厚度異常感測的裝置,例如搭接接頭和無坯料供給的情況。調整機構使用成角度的錐形孔,在僅一次容易的調整中同時提供了設定點和靈敏度的修改??梢岳斫獾氖?,壓緊輥14和旋轉臂16對于由于接頭或無坯料供給情況而造成的條帶厚度改變向光電監(jiān)測器罩提供了機械放大。本發(fā)明可以根據(jù)在此提供的描述做出改變。雖然為展示本發(fā)明而示出了特定的代表性實施例和細節(jié),但是對于本領域技術人員顯而易見的是,可以做出各種改變和修改而不離開本發(fā)明的范圍。因此,應該理解的是對在此描述的具體實施例做出的改變都在由所附的權利要求所限定的本發(fā)明的全部預期范圍內。
      權利要求
      1.一種用于檢測坯料條帶中厚度異常區(qū)域的檢測設備,其特征在于,該設備包括(A)第一輥,當坯料條帶經(jīng)過第一輥表面上時所述第一輥操作地轉動;(B)可繞樞軸轉動地安裝的壓緊輥,其布置為操作地壓靠著經(jīng)過第一輥的坯料條帶繞著樞軸線樞轉;(C)光電監(jiān)測器罩,布置為響應于壓緊輥的樞轉運動而繞著樞軸線轉動;(D)光電監(jiān)測器罩內的光電監(jiān)測器孔,該孔在孔頭端和孔尾端之間延伸;(E)光電監(jiān)測器設備,其包括成對的發(fā)送及接收光學設備,該發(fā)送及接收光學設備位于光電監(jiān)測器罩的光電監(jiān)測器孔的相反兩側上,并且在光電監(jiān)測器罩對準位置上運轉,以便投射基本上聚中的穿透光束穿過在發(fā)送及接收光學設備之間的光電監(jiān)測器孔。
      2.根據(jù)權利要求1所述的檢測設備,其特征在于,當光電監(jiān)測器罩操作地轉動預設偏轉角而離開光電監(jiān)測器罩對準位置并且進入光電監(jiān)測器罩阻斷位置時,該穿透光束被光電監(jiān)測器罩阻斷。
      3.根據(jù)權利要求2所述的檢測設備,其特征在于,該檢測設備進一步包括用于使壓緊輥向第一輥表面偏置的偏置裝置。
      4.根據(jù)權利要求2所述的檢測設備,其特征在于,使光電監(jiān)測器罩在光電監(jiān)測器罩對準位置和光電監(jiān)測器罩阻斷位置之間轉動所需的預設偏轉角的大小是可調節(jié)的。
      5.根據(jù)權利要求4所述的檢測設備,其特征在于,該光電監(jiān)測器罩孔在頭端和尾端之間寬度上變窄。
      6.根據(jù)權利要求5所述的檢測設備,其特征在于,該發(fā)送及接收光學設備與貫通孔的縱向中心線成直角定向,并且穿透光束在貫通孔內的位置將接頭檢測設備操作地校準到不同的坯料標稱厚度。
      7.根據(jù)權利要求4所述的檢測設備,其特征在于,在光電監(jiān)測器罩對準位置與光電監(jiān)測器罩阻斷位置之間轉動光電監(jiān)測器罩所需的預設偏轉角的大小通過沿著光電監(jiān)測器罩孔改變發(fā)送及接收設備的位置而可操作地調節(jié)。
      8.根據(jù)權利要求2所述的檢測設備,其特征在于,該光電監(jiān)測器罩繞著樞軸線在相反的第一方向和第二方向上轉動,以響應壓緊輥在相反的第一和第二方向上的相對應的樞轉運動。
      9.根據(jù)權利要求8所述的檢測設備,其特征在于,當光電監(jiān)測器罩在第一方向和第二方向的任一方向上操作地轉過各自的第一和第二預設偏轉角而離開光電監(jiān)測器罩對準位置并進入各自的第一和第二光電監(jiān)測器罩阻斷位置,該穿透光束被光電監(jiān)測器罩阻斷。
      10.根據(jù)權利要求9所述的檢測設備,其特征在于,進入第一光電監(jiān)測器罩阻斷位置的光電監(jiān)測器罩在第一方向的轉動用于表示出在第一輥和壓緊輥之間的無坯料供給情況,而進入第二光電監(jiān)測器罩阻斷位置的光電監(jiān)測器罩在第二方向的轉動用于表示出在第一輥和壓緊輥之間的坯料條帶中出現(xiàn)接頭。
      全文摘要
      本發(fā)明涉及坯料厚度異常檢測設備。一種檢測設備檢測坯料條帶中的厚度異常區(qū)域,并包括在坯料條帶經(jīng)過第一輥表面上時進行轉動的第一輥;可樞轉地安裝的壓緊輥,其布置為壓靠著經(jīng)過第一輥的坯料條帶繞著樞軸線進行轉動;光電監(jiān)測器罩,布置為響應于壓緊輥的樞轉運動而繞著樞軸線轉動;光電監(jiān)測器罩內的光電監(jiān)測器孔,該孔在孔頭端和孔尾端之間延伸;發(fā)送及接收光學設備,該發(fā)送及接收光學設備位于光電監(jiān)測器罩的光電監(jiān)測器孔的相反兩側上,并且在光電監(jiān)測器罩對準位置上運轉,以便投射基本上聚中的穿透光束穿過在發(fā)送及接收光學設備之間的光電監(jiān)測器孔。當光電監(jiān)測器罩在第一和第二方向中的任一方向上轉動預設偏轉角而離開光電監(jiān)測器罩對準位置并進入光電監(jiān)測器罩阻斷位置,該穿透光束被光電監(jiān)測器罩阻斷。光發(fā)送設備和接收設備之間的信號中斷的持續(xù)時間指示在坯料條帶中遇到的異常是出現(xiàn)了接頭還是無坯料供給發(fā)生。
      文檔編號G01B11/06GK102435144SQ201110285488
      公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月23日 優(yōu)先權日2010年9月23日
      發(fā)明者A. 倫德爾 D. 申請人:固特異輪胎和橡膠公司
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