轮胎翻新成型一体机及轮胎翻新方法技术领域
本发明属于轮胎翻新技术领域，具体涉及一种可一次性完成胎面打磨、中垫胶挤出贴合和环形胎面贴合工作的轮胎翻新成型一体机及轮胎翻新方法。
背景技术
中国专利文献中，公开号CN102896791A、名称是一种轮胎翻新工艺及轮胎翻新设备（参见该申请说明书具体实施方式部分），公开了一种翻新工艺，包括：轮胎初检、打磨清理、刷胶烘干处理、贴中垫胶、贴胎面胶、硫化处理、成品；上述每个步骤中，轮胎都是通过立式传送轨道配合悬挂臂传送，其存在的不足是轮胎在翻新过程中完成一个工序后需要将轮胎再依次放到其它加工设备上继续加工，每一台设备的占地面积都很大，且数据也不能有效的共享，从而大大降低了生产效率，因此研发一种全自动控制的轮胎翻新成型一体机就显得格外重要。
发明内容
针对现有技术中轮胎翻新设备占地面积大、生产效率低的缺点，本发明提供了一种设计紧凑、高效稳定的轮胎翻新成型一体机。
本发明的技术方案为：
本发明提供了一种可一次性完成胎面打磨、中垫胶挤出贴合和环形胎面贴合工作的轮胎翻新成型一体机，该轮胎翻新成型一体机包括轮胎打磨机构、中垫胶挤出机构、胎面贴合机构、用于实现打磨和贴胶工位变换的主机机构以及设置在主机机构上端的胎面压合机构，所述主机机构包括安装在底板上的可旋转式立柱、安装在可旋转式立柱上的主轴，以及由主轴电机驱动并安装在主轴上的膨胀鼓。
和现有技术相比，轮胎翻新成型一体机主要由主机、轮胎打磨机构、中垫胶挤出机构、胎面贴合机构和胎面压合机构五大部分构成，各个部分之间相互配合，通过安装在底板上的可旋转式立柱实现各工位的变换，不需要立式传送轨道配合悬挂臂将轮胎传送到下一工位，设备布置紧凑，从而减少了占地面积，提高了生产效率；
另一方面，轮胎翻新成型一体机采用膨胀鼓作为轮胎的固定机构，将轮胎打磨机构与胎面贴合机构的轮胎固定方式统一起来，方便数据的处理及共享。
基于上述方案，本发明还进行如下改进：
所述的可旋转式立柱为单立柱，主轴电机采用变频器调速。采用独特的可旋转式单立柱设计，进一步减少了设备的占地面积；主轴电机采用变频器调速，可以很好的满足打磨、挤出、压合各个过程对转速的不同需求。
所述的轮胎打磨机构包括安装在底板上的第二导轨、与第二导轨配合的滑动平台、安装在滑动平台上的主回转驱动装置、安装在主回转驱动装置上的转台、安装在转台上的打磨头回转驱动装置、以及安装在打磨头回转驱动装置上的打磨头和打磨头驱动装置。第二导轨安装在底板上，以保证整个装置与膨胀鼓有固定可靠的相对位置；第二导轨上的滑动平台用以带动打磨装置做前后方向的直线运动；主回转驱动装置安装在滑动平台上，由伺服电机驱动，在伺服控制器的控制下做精确的回转运动；转台用以安装打磨头，并带动打磨头拟合打磨曲线；打磨头回转驱动装置也是由伺服电机驱动的，打磨头回转驱动装置的作用是在打磨过程中调整打磨头的角度，保证打磨头与胎面圆弧始终保持相切位置；打磨头通过电机经传动装置带动做高速旋转，在高速旋转过程中对轮胎胎面进行打磨。
所述的主回转驱动中心、打磨头回转驱动中心、打磨头中心与膨胀鼓中心向地面的投影在同一条直线上，打磨头与膨胀鼓在同一高度上，这样便组成了一个平面的类极坐标系，在该坐标系中能使打磨头到达平面中的任意一点，通过程序控制三个伺服电机的动作，完成打磨曲线的拟合，修改其中的参数便能得到不同规格的打磨曲线。
所述的滑动平台驱动装置、主回转驱动装置和打磨头回转驱动装置均采用伺服电机控制，以保证轮胎打磨的精度要求。
所述的中垫胶挤出机构包括基座、设置在基座上的第三导轨、以及沿第三导轨滑动的挤出机。挤出程序启动后，气缸拉动挤出机沿第三导轨前进，中垫胶挤出机构自动为轮胎表面挂胶，挤出结束后，气缸推动挤出机后退至距立柱最远处。
所述的挤出机采用冷喂料形式。
所述的胎面贴合机构包括底座、设置在底座上的第一导轨、以及沿第一导轨滑动的支撑环和定位环。胎面贴合部分采用上环形胎面的技术，准确定位胎面，保证轮胎的动平衡及均匀性等数据在较高水准；环形胎面被预置在支撑环上，之后支撑环撑开，并与定位环同时向膨胀鼓一侧运动，运动至胎面中心与胎冠中心对正时触发传感器后运动停止，支撑环收缩，胎面被放置在胎体上，随后定位环上的气缸压下，同时支撑环开始向背离膨胀鼓的方向运动，待支撑环完全退出后，定位环的气缸收回并复位到初始位置，也就是距离膨胀鼓最远处。
所述的胎面压合机构包括设置在可旋转式立柱上端的升降架以及安装在升降架上的主压辊和分合压辊，分合压辊设置在主压辊两侧。主压辊与分合压辊的作用是赶出胎面与胎体间的空气，环形胎面附着到胎体上后，主气缸拉动升降架下降，主压辊压到胎面上，轮胎旋转两周后，分合压辊被气缸顶出，压到胎面上，然后驱动分合压辊的电机启动，分合压辊开始向两边移动，直至胎面边缘，而后主气缸顶出，分合压辊复位，整个胎面压合动作结束。
本发明还提供一种使用轮胎翻新成型一体机进行轮胎翻新的方法，包括如下步骤：
将轮胎胎体装载到一体机上，采用膨胀鼓对轮胎进行充气定位；
启动打磨程序，打磨机构采用类极坐标曲线打磨法将轮胎表面打磨粗糙，轮胎打磨完毕，打磨机构沿第二导轨自动退回至距可旋转式立柱最远处，可旋转式立柱顺时针旋转90°，实现工位变换；
启动挤出程序，气缸拉动中垫胶挤出机构前进，挤出机自动为轮胎表面挂胶，挤出结束后，气缸推动挤出机构沿第三导轨后退至距可旋转式立柱最远处；
将预硫化的环形胎面安装到支撑环上，支撑膨胀至大于胎体外径的状态并静止，支撑环与定位环同时向可旋转式立柱靠近，至胎面中心与胎冠中心对正时停止，而后支撑环缩小，定位环压下，支撑环沿第一导轨后退至初始位置，环形胎面被定位到轮胎胎胚上；
定位环沿第一导轨后退至距可旋转式立柱最远处，胎面压合机构压下，压合结束后，可旋转式立柱气缸推动胎面压合机构复位；
可旋转式立柱逆时针旋转90°，实现工位变换，上胎面结束，最后将轮胎卸下。
本发明的技术效果为：
1）多功能高度集成，且采用唯一膨胀鼓作为轮胎的固定机构，如此便可以轻松实现测量数据及时、有效地共享。
2）一台设备实现多项功能，节省了全场轨道系统，有效的减少了占地面积。
3）打磨部分的曲线控制采用类极坐标的伺服控制坐标系，不再使用XY轴构建的坐标系，使得设备更加紧凑。
4）采用预硫化环形胎面贴合的工艺，使生产出的新胎具有比传统生产新胎的胎面更加耐磨，而动平衡、均匀性等指标也能达到新胎的标准。
5）全自动控制系统，一次上胎即可完成胎体打磨、中垫胶挤出和环形胎面贴合的全部过程，减少了中间环节及人为触摸胎体的次数，质量得到进一步的保证，同时也降低了工人的劳动强度。
6）本发明不仅可用于轮胎翻新领域，也可以用于新胎制造领域，本发明配合终端卫星工厂构想，可用于轮胎零部件组装法制造新胎。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图。
图2为本发明主机机构及胎面压合机构示意图。
图3为本发明打磨机构示意图。
图4为本发明中垫胶挤出机构示意图。
图5为本发明胎面贴合机构示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明本发明的具体实施方式：
如图1-5所示，一种轮胎翻新成型一体机，包括轮胎打磨机构1、中垫胶挤出机构2、胎面贴合机构3、用于实现打磨和贴胶工位变换的主机机构4以及设置在主机机构上端的胎面压合机构5，所述主机机构4包括安装在底板6上的可旋转式立柱401、安装在可旋转式立柱401上的主轴402，以及由主轴电机403驱动并安装在主轴402上的膨胀鼓404。可旋转式立柱401为单立柱，主轴电机403采用变频器调速。
轮胎打磨机构1包括安装在底板6上的第二导轨101、与第二导轨101配合的滑动平台102、安装在滑动平台102上的主回转驱动装置103、安装在主回转驱动装置103上的转台104、安装在转台104上的打磨头回转驱动装置105、以及安装在打磨头回转驱动装置105上的打磨头106和打磨头驱动装置107。所述的主回转驱动中心、打磨头回转驱动中心、打磨头中心与膨胀鼓中心向地面的投影在同一条直线上，打磨头106与膨胀鼓404在同一高度上，这样便组成了一个平面的类极坐标系，在该坐标系中能使打磨头106到达平面中的任意一点，通过程序控制三个伺服电机的动作，完成打磨曲线的拟合，修改其中的参数便能得到不同规格的打磨曲线。所述的滑动平台驱动装置、主回转驱动装置和打磨头回转驱动装置均采用伺服电机控制。打磨头106通过电机经传动装置108带动做高速旋转，在高速旋转过程中对轮胎胎面进行打磨。将旧胎或新胎装载在一体机上，启动打磨程序，打磨机构1自动将轮胎表面打磨粗糙，轮胎打磨完毕后，打磨机构1自动退车至距立柱401最远处。可旋转式立柱401顺时针旋转90°，实现工位变换后进行后续动作。
中垫胶挤出机构2包括基座201、设置在基座201上的第三导轨202、以及沿第三导轨202滑动的挤出机203。挤出机203采用冷喂料形式。启动挤出程序，气缸204拉动挤出机203沿第三导轨202前进，中垫胶挤出机构2自动为轮胎表面挂胶。挤出结束后，气缸204推动挤出机203后退至距立柱401最远处。
胎面贴合机构3包括底座301、设置在底座301上的第一导轨302、以及沿第一导轨302滑动的支撑环303和定位环304。胎面贴合部分采用上环形胎面的技术，准确定位胎面，保证轮胎的动平衡及均匀性等数据在较高水准。将预硫化的环形胎面安装到支撑环303上，之后支撑环303撑开，并与定位环304同时向膨胀鼓404一侧运动，运动至胎面中心与胎冠中心对正时触发传感器后运动停止，支撑环303收缩，胎面被放置在胎体上，随后定位环304上的气缸压下，同时支撑环303开始向背离膨胀鼓404的方向运动，待支撑环303完全退出后，定位环304的气缸收回并复位到初始位置，也就是距离膨胀鼓404最远处。胎面压合机构5压下，胎面压合机构5包括设置在可旋转式立柱401上端的升降架501以及安装在升降架501上的主压辊502和分合压辊503，分合压辊503设置在主压辊502两侧。主压辊502与分合压辊503的作用是赶出胎面与胎体间的空气，环形胎面附着到胎体上后，主气缸504拉动升降架501下降，主压辊502压到胎面上，轮胎旋转两周后，分合压辊503被气缸顶出，压到胎面上，然后驱动分合压辊503的电机启动，分合压辊503开始向两边移动，直至胎面边缘，而后主气缸504顶出，分合压辊503复位，整个胎面压合动作结束。可旋转式立柱401逆时针旋转90°，并将轮胎卸下，整个轮胎翻新过程结束。
本发明还提供一种使用轮胎翻新成型一体机进行轮胎翻新的方法，包括如下步骤：
将轮胎胎体装载到一体机上，采用膨胀鼓404对轮胎进行充气定位；
启动打磨程序，打磨机构1采用类极坐标曲线打磨法将轮胎表面打磨粗糙，轮胎打磨完毕，打磨机构1沿第二导轨101自动退回至距可旋转式立柱401最远处，可旋转式立柱401顺时针旋转90°，实现工位变换；
启动挤出程序，气缸204拉动中垫胶挤出机构2前进，挤出机203自动为轮胎表面挂胶，挤出结束后，气缸204推动挤出机构2沿第三导轨202后退至距可旋转式立柱401最远处；
将预硫化的环形胎面安装到支撑环303上，支撑膨胀至大于胎体外径的状态并静止，支撑环303与定位环304同时向可旋转式立柱靠近，至胎面中心与胎冠中心对正时停止，而后支撑环303缩小，定位环304压下，支撑环303沿第一导轨302后退至初始位置，环形胎面被定位到轮胎胎胚上；
定位环304沿第一导轨302后退至距可旋转式立柱401最远处，胎面压合机构压下，压合结束后，可旋转式立柱401气缸推动胎面压合机构复位；
可旋转式立柱401逆时针旋转90°，实现工位变换，上胎面结束，最后将轮胎卸下。