轮胎胶条排布计算方法、系统、介质、产品、设备、终端技术方案

本发明专利技术公开是关于轮胎胶条排布计算方法、系统、介质、产品、设备、终端，涉及轮胎缠绕技术领域。用户在软件中录入胎胚半径、胎肩半径、轮廓修正系数、平宽、总宽、缠绕胶条参数、缠绕头设备参数、缠绕重量参数；通过工艺轮廓分层算法，生成分层轮廓参数；通过胶条仿形排布定位算法，生成胶条排布数据；通过缠绕头设备电机凸轮运动控制参数转换算法，将胶条定位信息转换为电机控制参数，并计算胎肩转角和理论重量。通过本发明专利技术的软件将传统轮胎缠绕工艺的反复试缠工作，转变成反复仿真设计仿形轮廓的过程，提高了用户的试缠成功率。提高了用户的试缠成功率。提高了用户的试缠成功率。

【技术实现步骤摘要】
轮胎胶条排布计算方法、系统、介质、产品、设备、终端


[0001]本专利技术公开涉及机械
，尤其涉及一种轮胎缠绕胶条自动排布计算方法、系统、计算机可读存储介质、计算机程序产品、计算机设备、信息数据处理终端。

技术介绍

[0002]在轮胎生产工艺中，缠绕工艺具有悠久的历史；在工程胎和巨胎的生产工艺中缠绕成型法被广泛使用，传统的缠绕设备采用先缠绕再矫正的办法，需要反复多次的调试，完成一个新规格轮胎缠绕配方的试制，调试时间过长，在原材料和人力上造成了巨大的浪费，并且在控制精度方面也受生产人员和时间的制约。
[0003]解决上述技术问题的难度在于：不同规格轮胎的缠绕形状、缠绕重量都存在差异，且每个轮胎生产家的生产工艺和使用的橡胶品种也不尽相同，就导致设计一种具有一定通用性的计算方法存在困难；缠绕工艺需要通过一次连续的非线性缠绕头凸轮运动来一次成型，就造成计算过程和控制过程的复杂度高，且验证成本颇高；为了给用户提供灵活配置的软件，需要计算方法能够具备较多可调整的参数和可配置的步骤，同时，还要兼顾考虑降低用户的学习与使用难度，适用于不同技术水平的用户，就要求计算方法手工输入工作量较少；向用户提供可视化强、仿真度高的软件界面能够大幅降低用户使用难度，但同时增加了计算结果展示的难度。
[0004]解决上述技术问题的意义在于：本专利技术为用户提供一种操作快捷、图形化的胶条排布辅助设计软件工具，使用户能够实现仿真调试，用户能够利用软件提供自动排布算法降低的设计难度和工作量，从而缩短新规格轮胎缠绕工艺的试制过程。/>
技术实现思路

[0005]为克服相关技术中存在的问题，本专利技术公开实施例提供了一种轮胎缠绕胶条自动排布计算方法、介质、产品、设备、终端。以胶条堆叠仿真模拟系统为基础，以用户输入的工艺轮廓为仿形缠绕目标，实现胶条定位排布过程的自动化；所述技术方案如下：该轮胎缠绕胶条自动排布计算方法包括以下步骤：步骤一、用户在软件中录入胎胚半径、胎肩半径、轮廓修正系数、平宽、总宽、缠绕胶条参数、缠绕头设备参数、缠绕重量参数；步骤二、通过工艺轮廓分层算法，生成分层轮廓参数；步骤三、通过胶条仿形排布定位算法，生成胶条排布数据；步骤四、通过缠绕头设备电机凸轮运动控制参数转换算法，将胶条定位信息转换为电机控制参数，并计算胎肩转角和理论重量。
[0006]在一个实施例中，在步骤三中，胶条仿形排布定位算法利用m个点描述仿形轮廓线离散函数f(x)=y1、y2......ym，n个点描述所有胶条堆叠线离散函数g(x)=g1、g2....gn，以f(x)与g(x)交点Q为计算起点；应用胶条截面轮廓线离散函数计算方法得到k个描述胶条截面上表面的轮廓线离
散函数s(x)=s0、s1......sk，并计算s(x)与f(x)的所有交点，得到P1、P2...Pz；在{Q,Pz}区间，求当值S小于预设阈值R时，确定胶条位置，最后将s(x)的所有点替换g(x)，在{g(s0),g(sk)}区间的所有点生成新的胶条堆叠线离散函数gnew(x)；当值S大于等于预设阈值R时，将Q点水平移动
△
x距离，并保证Q点位于g(x)上，获得新Q点，然后，重复上述计算过程；当Q的x轴坐标值超过ym点的x轴坐标值时，终止计算过程；当交点数量n大于等于2，大于胶条截面积时，反复迭代上述计算过程确定所有胶条排布位置，否则，终止计算过程；当交点数量n等于1，则大于胶条截面积时，反复迭代上述计算过程确定所有胶条排布位置，否则，终止计算过程；当交点数量 n=0时，属于用户工艺轮廓输入错误，否则，终止计算过程；；所述胶条截面轮廓线离散函数的计算方法是，将梯形胶条截面水平分割成m块，最终获得2块三角形区、若干块梯形区和若干块矩形区；计算是从一侧开始向另一侧推导，则有“从左向右”和“从右向左”两种情况，从左向右计算时，最左侧的图形标记为b0区，依次为b1、b2、...bn,最左侧的图形区的左下角为关键点记为P0,以及最右侧图形区右下角点为关键点记为Pnx点;从右向左计算时，最右侧的图形标记为b0区，依次为b1、b2、...bn,最右图形的右下角为关键点记为P0,以及最左侧左下角的点为关键点记为Pnx点；计算过程，首先将P0设定为胶条堆叠线离散函数g(x)上的某一点上，以P0为圆心，以b0的下底长为半径画圆，与g(x)相交，获得2个交点记为newP1左点和newP1右点，根据推导方向，即，从左向右推导，选择newP1右；从右向左推导，选择newP1左,记为P1；再以P1为圆心，重复上述计算过程，计算b2、b3、...bn的关键点P3、P4、P5、..Pn各点，以及在Pn为圆心以bn的下底长为半径画圆，与g(x)相交，获得2个交点记为newPn左点和newPn右点,根据推导方向,计算对应的Pnx点;连接P0和P2两点，计算穿过P1点的法线向量 ,将、和连接构成三角形，通过改变向量的模获得，使该三角形的面积等于b0的面积，确定b0的仿真缠绕形状和新的向量new；连接P1和P3两点，计算穿过P2点的法线向量,将new、、、连接构成四边形，通过改变向量的模获得new使该四边形的面积等于b1的面积，确定b1的仿真缠绕形状和新的向量，以此类推，确定b2、b3、...bn
‑
2的仿真缠绕形状。
[0007]连接Pn
‑
1和Pnx,计算穿过Pn点的法线向量,将、和
连接构成三角形,将、、、连接构成四边形，通过改变向量的模获得使得该三角形的面积和四边形的面积之和等于bn和bn
‑
1的面积之和,最终确定bn和bn
‑
1的仿真缠绕面积；所有图形区域构成完整的胶条截面仿真形状，连接各图形得到胶条上表面轮廓线离散函数s(x)=s0、s1......sk；本专利技术的另一目的在于提供一种实现所述轮胎缠绕胶条自动排布计算方法的系统，该轮胎缠绕胶条自动排布计算系统包括：录入计算参数的人机交互模块，用于向系统中人工注入初始参数值；轮廓参数细分计算模块，根据用户选择的具体分层计算方法和录入的缠绕胶条参数，将用户录入的轮廓参数分割成多层，并生成各个分层的轮廓参数；胶条自动排布计算模块，计算缠绕头凸轮轨迹和胶条仿真轮廓，生成基于轮廓中心坐标系的缠绕头凸轮轨迹；缠绕头控制参数计算模块，根据缠绕头凸轮轨迹、设备参数、胎胚半径、胎肩半径、平宽等参数，计算获得三轴缠绕头电机凸轮控制参数，并生成参考系为机械缠绕头的电机凸轮控制参数。
[0008]该录入计算参数的人机交互模块包括：总宽 750 毫米，平宽 400 毫米，胎胚半径 888 毫米；中心偏置 0 毫米；胶条顶宽 30 毫米，底宽 60 毫米，厚度 5 毫米；设备零点方向为右侧（即，X轴为0时，缠绕头处于最右侧位置），X轴 1202，Y轴 1362.15，旋转头半径为320。
[0009]缠绕方向为左起缠所述轮廓参数细分计算模块，采用厚度均分法，将用户输入的最大厚度为：45毫米的图形分割成3层分层轮廓参数；所述胶条自动排布计算模块，从最下层的1层的最左侧开始计算，生成缠绕胶条仿形轮本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轮胎缠绕胶条自动排布计算方法，其特征在于，该轮胎缠绕胶条自动排布计算方法包括以下步骤：步骤一、用户在软件中录入胎胚半径、胎肩半径、轮廓修正系数、平宽、总宽、缠绕胶条参数、缠绕头设备参数、缠绕重量参数；步骤二、通过工艺轮廓分层算法，生成分层轮廓参数；步骤三、通过胶条仿形排布定位算法，生成胶条排布数据；胶条仿形排布定位算法利用m个点描述仿形轮廓线离散函数f(x)=y1、y2....ym，n个点描述所有胶条堆叠线离散函数g(x)=g1、g2....gn，以f(x)与g(x)交点Q为计算起点；应用胶条截面轮廓线离散函数计算方法得到k个描述胶条截面上表面的轮廓线离散函数s(x)=s0、s1....sk，并计算s(x)与f(x)的所有交点，得到P1、P2...Pz；在{Q,Pz}区间，求当值S小于预设阈值R时，确定胶条位置，最后将s(x)的所有点替换g(x)，在{g(s0),g(sk)}区间的所有点生成新的胶条堆叠线离散函数gnew(x)；当值S大于等于预设阈值R时，将Q点水平移动
△
x距离，并保证Q点位于g(x)上，获得新Q点，然后，重复上述计算过程；当Q的x轴坐标值超过ym点的x轴坐标值时，终止计算过程；当交点数量n大于等于2，大于胶条截面积时，反复迭代上述计算过程确定所有胶条排布位置，否则，终止计算过程；当交点数量n等于1，则大于胶条截面积时，反复迭代上述计算过程确定所有胶条排布位置，否则，终止计算过程；当交点数量 n=0时，属于用户工艺轮廓输入错误，否则，终止计算过程；步骤四、通过缠绕头设备电机凸轮运动控制参数转换算法，将胶条定位信息转换为电机控制参数，并计算胎肩转角和理论重量。2.根据权利要求1所述的轮胎缠绕胶条自动排布计算方法，其特征在于，将梯形胶条截面水平分割成m块，最终获得2块三角形区、若干块梯形区和若干块矩形区；计算是从一侧开始向另一侧推导，则有“从左向右”和“从右向左”两种情况，从左向右计算时，最左侧的图形标记为b0区，依次为b1、b2、...bn,最左侧的图形区的左下角为关键点记为P0,以及最右侧图形区右下角点为关键点记为Pnx点;从右向左计算时，最右侧的图形标记为b0区，依次为b1、b2、...bn,最右图形的右下角为关键点记为P0,以及最左侧左下角的点为关键点记为Pnx点；计算过程，首先将P0设定为胶条堆叠线离散函数g(x)上的某一点上，以P0为圆心，以b0的下底长为半径画圆，与g(x)相交，获得2个交点记为P1左点和P1右点，根据推导方向，即，从左向右推导，选择P1右；从右向左推导，选择P1左,记为P1；再以P1为圆心，重复上述计算过程，计算b2、b3、...bn的关键点P3、P4、P5、..Pn各点，以及在Pn为圆心以bn的下底长为半径画圆，与g(x)相交，获得2个交点记为Pn左点和Pn右点,根据推导方向,计算对应的Pnx点;连接P0和P2两点，计算穿过P1点的法线向量E1
‑
>P1延长获得 ,将
、和连接构成三角形，通过改变向量的模使该三角形的面积等于b0的面积，确定b0的仿真缠绕形状和新的向量；连接P...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓辰，黄伟，赵巍，李涛，门喜德，
申请(专利权)人：天津赛象科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：