[發明專利]一種胎坯寬度檢測及傳送速度控制方法及檢測控制系統

有效

• 申請號: 201610560602.1
• 申請日: 2016-07-15
• 公開（公告）號: CN106042327B
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: 宋永端;沈志熙;陳旭陽
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: B29C47/92
• 分類號: B29C47/92;B29L30/00
• 代理公司: 重慶信航知識產權代理有限公司50218
• 代理人: 穆祥維

技術領域

本發明涉及輪胎胎坯生產技術領域，特別涉及一種輪胎胎坯的寬度檢測及傳送速度的控制方法和設備。

背景技術

隨著我國人口結構的變化，勞動力的減少，以及市場需求的逐漸擴大，在許多工業生產中，不得不面臨生產成本提高、生產效率低下、次品率高等問題的產生。為解決所面臨的問題，工業自動化應運而生。用自動控制技術控制生產過程，讓機器代替人工勞動，不僅可以降低生產成本，形成大規模生產，還可提高生產效率，降低產品次品率，實現企業利益的最大化。

但是在工業向自動化發展的大環境下，我國仍然有許多行業的自動化發展水平較低。如輪胎胎坯生產行業，在胎坯生產過程，仍然采用的是電磁調速電機來控制傳送帶的速度，控制方式為手動控制，需要專人根據胎坯外形尺寸的實際變化調節變頻器輸出進行控制，控制精度不高，自動化水平低下。

針對當前的輪胎胎坯生產狀況，為了提高生產效率，解決因傳送帶速度波動導致的胎坯外形尺寸變化等生產質量問題，因此有必要設計出一套新的胎坯寬度在線檢測及傳動速度控制系統。

由于胎坯傳送帶驅動電機的理想轉速在工業實際中受擠出機擠出速度、擠出溫度、喂料速度等多種因素影響，呈高階非線性、時變性等特點，其胎坯尺寸與轉速之間的機理模型無法得到，因此傳統的基于模型的控制方法無法應用在本系統中。其他常用的無模型控制方法如PID控制，由于時變性則其PID參數難以整定，因而不可取。本系統在實時檢測的基礎上運用分類逐步控制策略，有效的克服了時變性和高階非線性等因素對控制精度的影響，采用逐步逼近的思想，減少控制時間，提高控制精度。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種胎坯寬度檢測及傳送速度控制方法及檢測控制系統，以解決當前輪胎胎坯生產效率低，傳送帶速度波動導致胎坯外形尺寸不合格等問題。

本發明胎坯寬度檢測及傳送速度控制方法，包括以下步驟：

1)、設置胎坯寬度檢測裝置，所述胎坯寬度檢測裝置包括工業相機、光源、工控機、以及固定工業相機和光源的檢測箱，所述檢測箱的上半部分采用遮光板封閉，且遮光板上設置有供胎坯傳送帶穿過的圓弧形開口；所述工業相機設置在檢測箱頂部的中間，所述光源設置在工業相機的右側和正下方；

2)、預設定胎坯寬度免調范圍和合格范圍,通過工業相機采集胎坯傳送帶上胎坯的圖像，工業相機將所采集的圖像信息傳送給工控機，工控機利用圖像處理算法計算出胎坯的實時寬度，根據其寬度所屬范圍得出具體的控制方法，然后工控機通過OPC軟接口將調控轉速信息傳送給PLC，最后通過PLC的模擬電壓輸出控制變頻器，調節胎坯傳送帶驅動電機的轉速；

所述圖像處理算法為Robinson算法，所述Robinson算法的閾值通過公式：

獲得，其中x為3*3鄰域的平均灰度值；

在步驟2)中，所述根據其寬度所屬范圍得出具體的控制方法，即根據檢測結果分別采取如下的控制方式：

1)、當寬度在免調范圍內，保持以前的轉速；

2)、當寬度超過免調范圍、但仍在合格范圍內，采用以延遲時間為間隔、以調節頻率為步長的調速方法；

3)、當寬度超過合格范圍，采用以調節時間為間隔、以調節頻率為步長的調速方法。

進一步，所述的延遲時間設置為10s；所述的調節時間設置為3s；所述調節頻率設置為0.05Hz。

本發明還公開了一種胎坯寬度檢測及傳送速度控制系統，包括工業相機、光源、工控機、PLC、控制胎坯傳送帶驅動電機的變頻器、以及固定工業相機和光源的檢測箱，所述檢測箱的上半部分采用遮光板封閉，且遮光板上設置有供胎坯傳送帶穿過的圓弧形開口；所述工業相機設置在檢測箱頂部的中間，所述光源設置在工業相機的右側和正下方；

所述工業相機與工控機電連接，工業相機用于采集胎坯的圖像，并將圖像信息傳送給工控機；

所述工控機與PLC連接，工控機用于對圖像信息進行處理、并獲得胎坯傳送帶驅動電機的轉速調控方法，同時將調控信息通過OPC軟接口傳送給PLC；

所述PLC與變頻器電連接，PLC用于控制變頻器以改變胎坯傳送帶驅動電機的工作電源的頻率。

本發明的有益效果：