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轮胎再制造—轮胎打磨数字控制技术研究

徐文艺  
【摘要】:轮胎打磨是轮胎再制造流程中最重要的环节之一,它影响着轮胎再制造的质量。轮胎再制造是轮胎行业的延伸和加工再利用,是废旧轮胎回收再利用和促进资源节约的积极途径,对于可持续发展和促进经济增长方式转变具有重要的意义。目前,我国已经成为了轮胎再制造行业的大国,但是由于我国在本行业起步较晚,还没有形成成熟的轮胎再制造生产线,尤其是轮胎打磨设备自动化水平低,与发达国家相比极为落后。本文针对我国轮胎打磨技术的发展现状,对轮胎打磨工艺、轮胎打磨插补算法以及轮胎打磨数控系统开发进行了深入的研究。 影响轮胎打磨技术发展的主要因素是轮胎打磨曲线的获取,不同型号的轮胎往往对应着不同的断面轮廓曲线,这类曲线一般由直线和不同半径的圆弧按一定规律组成,不同半径的圆弧对应对不同的打磨弧度,就轮胎打磨工艺而言,高精度的轮胎打磨设备需要一条轮胎对应一条打磨曲线,而不同型号的轮胎有数千种,这制约着轮胎打磨技术的发展。本文中总结出了轮胎标准打磨曲线,其可以包含所有型号轮胎可能出现的打磨弧度,在使用时可选择其中的几种对称弧度的组合,这为通用型轮胎打磨设备的研发提供了理论基础。 基于轮胎标准打磨曲线和数字控制插补算法的一般设计原则,本文提出了三坐标轴联动的轮胎打磨插补算法。插补算法是数控系统的核心,高精度、高速度的插补算法是数字控制技术发展的趋势,基于三坐标轴联动的轮胎打磨插补算法不但易于软件编程的实现,而且逻辑清晰、打磨精度高、插补速度快。并且在文中运用了MATLAB对提出的打磨插补算法进行了验证仿真,结果表明基于三坐标轴联动的轮胎打磨插补算法运用简单,可以满足任何型号轮胎的打磨的要求,对目前国内轮胎打磨数控技术的发展具有借鉴意义。 在本文的最后对轮胎打磨数字控制(CNC)系统进行了设计,分为硬件系统和软件系统两部分。硬件系统选择工业计算机(IPC)为平台,在结构设计上具有开放性,应用上具有模块化的特点,可靠性高、维护方便、成本低;轮胎打磨数控系统是数字控制技术在轮胎再制造行业的应用,在软件系统设计上以专用数控系统为设计原则,遵循简单实用、结构清晰的方针。另外,本数控系统设计了全自动轮胎打磨模式,在打磨时只需选择轮胎型号,即可完成对该型号轮胎的仿真或打磨任务。


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