汽车轮胎内钢丝圈内圈周长测量方法

汽车轮胎内钢丝圈内圈周长测量方法

摘要

本文介绍了测量汽车轮胎内钢丝圈内圈周长的三种测量方法及其工作原理，通过比较这三种方法，分析其各自特点及适应范围，并揣述了汽车轮胎内钢丝圈内周长测量的重要性。

关键字

内钢丝圈内圈周长激光跟踪动态测量多路法激光跟踪干涉测量

Abstract

Three kinds of measuring method and its working principle about Circle of inner perimeter of the ring of car tyre wire were introduced.By comparing the three methods, analyzed the characteristics and the range, and expounded the importance of the measuring method and its working principle about Circle of inner perimeter of the ring of car tyre wire.

Keywords

steel wires Circle of inner perimeter Laser tracking dynamic measurement Multi-channel method about laser tracking interference measuring

在人们日常生活中交通工具必不可少，而汽车作为其组成部分具有举足轻重的作用，作为汽车这么庞大的交通工具，要想完成各个部件的协调工作，汽车轮胎的设计和生产也尤为重要。在汽车轮胎中为了满足路况的要求就必须要有精确的轮胎结构的设计，从而满足轮胎有足够大的支撑能力。轮胎的钢丝圈的强度和刚性，其质量直接影响到其使用寿命和汽车的安全性。因此对汽车的钢丝圈的测定来满足要求已是生产中的必须环节。面对不同的设计要求，钢丝圈内圈周长的测量成为测量的主要依据。其测量方法层出不穷。本文就是对其方法的探讨。

在传统的测量方法中，钢丝圈内周长可以用手工钢卷尺或专用内周长测量仪进行检测，在生产线上，手工钢卷尺的这种传统的方法工作量大，效率低。且人工检测由于效率低、精度差，已经不能适应现代工业的生产要求，在国外，通常是用专用的内周测长仪抽检，通常这类内周测长仪虽然工作量不大，效率高，但是价格普遍昂贵，成本投入过多。为了提高高的性价比，现在的测量方法中有如

下的方法可以供我们参考。

基于PLC的钢丝圈内周长测量仪

基于PLC的检测系统必然成为轮胎制造业业所需要的检测系统，其精度，稳定性，可靠性能满足生产需要，且具有更高的性价比。其测量方法主要是用PLC 微型电脑配合传感器来检测采用接触式测量的一种方法，其组成部分如下图：

本系统的硬件组成部分主要是有位移传感器，可编程控制器扩展口，A／D 转换器，可编程控制器(PLC)、气动结构等组成。钢丝圈内周长测量仪主要是由检测台，滚动导轨，气缸，重砣及位移传感器组成。检测台是由两半阶梯园组成，其下半圆固定在基座上，并与滚动导轨的固定轨和基座固定在一起，称为固定部件；上半圆于固定导轨的活动轨。气缸的推杆及挡铁固定在一起，通过挡铁与位移传感器的活动杆相连接，称为活动部件，活动部件通过链条与重砣连接。再通过可编程控制器就可以控制阶梯圆的活动，来测量钢丝圈内周长。总体结构如图和工作原理如下：

在测量中，测量基准为两个半阶梯圆，下半阶梯圆固定在机体上，称之为固

定部件：上半阶梯圆与滚珠导轨、气缸、推杆及挡铁固定在一起，通过挡铁与位移传感器的活动杆相连接，称之为活动部件；活动部件通过链条与砝码连接。工作过程如下：仪器上电后，进气阀门打开，当气压大于0 4MPa时，气缸工作，推动活动部件使两个半阶梯圆闭合，将被测钢丝圈套在相应的阶梯圆上，此时按“校正”按钮，仪器开始测量基准值H0，稳定后按“周长测量”按钮，仪器关闭进气阀门并放气．在砝码的推动下两个半圆逐渐张开．使钢丝圈承受规定的张力，PLC 不断地采集两半阶梯圆的张开位移Ht．并按下式计算钢丝圈的周长，其计算公式如下：

L=LO+2*(Hl—H0)

L0是事先标定好存于PLC的程序内。计算出的钢丝圈周长不断送数码管显示，待显示数稳定后即可读取钢丝圈的测量周长，至此测量过程结束。

基于PLC钢丝圈内周长测量仪虽然测量柔性件比较方便，但要改善测量精度很难，且在试验中的干扰因素难以排除掉，测量的误差会随之增大。

激光跟踪动态测量方法

激光跟踪动态测量方法具有连续、柔性、动态、非接触、高糟度等特点，主要是通过三个自由度空间的运动目标确定空间坐标。其基本原理是，在目标上加上一个逆反射器，跟踪机构将激光器发出的激光照射到跟踪转镜上，反射到逆反射器上，然后光束又返回到跟踪转镜，进入激光干涉仪。当目标移动时，跟踪机构调整跟踪转镜方向，使激光器发出的光束反射并对准目标。同时返回光束被检测系统接收，用来测算目标位置。光路设计图：

这种方法能获取实物在空间的三维坐标，从而能描绘出实体的三维图形，进而可以用数学工具进行分析模型实物进行测量。实现了对实体测量朝着数学模型的计算求解的转化，简单明了，准确精度也较高，另外由于是无接触式的测量技术，对零件的损伤较少测量的误差也随之降低。然而，由于这种仪器室通过光学原理来是闲的，测量的实物要能够成像，因此测量的范围比较有限，如一些皮革橡胶等均很难实现测量。

多路法激光跟踪干涉测量

基于多边法原理的激光跟踪三维柔性坐标测量系统具有高精度、大范围、柔性、动态和现场测量等突出优点。并且通过冗余设计，系统具有自标定、丢失信息自恢复和误差自补偿的能力。因此，多路激光跟踪坐标测量系统在大尺寸精密测量等许多领域有着极为广阔的应用前景。用这种方法测量轮胎钢丝圈内圆周长可以实现在不破坏钢丝圈的结构的情况下的精确测量。以四路激光束为例简单描述如下。

其测量原理图如下：

图中的B表示每路干涉仪的基准点，定义为测量系统的基点，系统建立后备基点位置须保证稳定不变；T为目标镜“猫眼”的中心位置，定义为测量系统的动点．目标镜可以在三维空间内运动。每一路激光跟踪干涉仪实时跟踪目标镜的运动并测出目标镜到基点的相对长度变动量。这样可以通过动点的变化在四个基点中产生的干涉波可以建立方程求出实体的具体位置，即坐标点，然后后期处理