非接触式激光钢丝圈内直径测量仪的设计

李建黎，李雪东

（山东玲珑轮胎股份有限公司，山东 招远 265400）

随着人们生活水平的提高，人们对乘车舒适度的要求越来越高[1-2]。轮胎钢丝圈内直径椭圆度直接影响轮胎动平衡均匀性[3-4]，从而影响乘车舒适度，因此各汽车厂家对轮胎钢丝圈内直径的要求越来越严格。

传统钢丝圈内直径测量仪的检测原理是通过测量钢丝圈内圈周长的方法计算出内直径，通过多次测量得到内直径的最大值、最小值和平均值。这种接触式测量法需要撑开钢丝圈，会使钢丝圈表面覆胶产生挤压而发生形变，影响直径准确度，而且同一钢丝圈重复测量时周长数据不同，计算出的内直径平均值失真，无法测量椭圆度，影响轮胎品质。为了解决这个难题，我公司研发设计了非接触式激光钢丝圈内直径测量仪，取得了良好效果，现将产品设计情况简介如下。

1 系统构成

非接触式激光钢丝圈内直径测量仪包括新研发的圆形激光三角测量传感器（简称激光传感器）、定位传感器的机械部件以及电控部分，如图1所示。

图1 非接触式激光钢丝圈内直径测量仪示意

2 工作原理

2.1 测量部分

激光传感器由激光发射器、激光接收系统、电荷耦合器件（CCD）线性相机和测量电路组成，如图2所示。该传感器每次测量可获得1条径向360°的内部几何特征轮廓线，测量可以通过软件触发，软件可以根据测量值计算出检测钢丝圈所需的所有重要参数。

图2 激光传感器示意

激光发射器可360°发射激光，将可见红色激光射向钢丝圈内表面，经钢丝圈反射的激光通过接收系统反馈到CCD的成像芯片中，根据不同的距离及激光反射强度，CCD线性相机可以在不同的角度下“看见”这束激光。……