在轮胎组装系统中使用的定位装置以及用于定位胎圈的方法
【专利摘要】本发明涉及一种在轮胎组装系统中使用的定位装置(30)以及一种用于定位胎圈(11)的方法。该装置包括：保持单元(31)，该保持单元包括基本平面形保持表面(32)，该保持表面有第一侧(34)；输送单元(40)，该输送单元可平行于保持表面运动，并包括用于夹紧胎圈的夹具(41)，且使得夹紧的胎圈基本沿保持表面运动；以及胎圈保持器(41、43)，该胎圈保持器布置成用于至少暂时将胎圈保持成在保持表面的第一侧抵靠该保持表面。夹具可在第一位置和第二位置之间运动，在该第一位置中，夹具在保持表面的第一侧至少局部凸出至该保持表面外，用于夹紧胎圈，在该第二位置中，当从第一侧看时，该夹具完全布置在保持表面的后面。
【专利说明】在轮胎组装系统中使用的定位装置以及用于定位胎圈的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种在轮胎组装系统中使用的定位装置以及一种用于定位胎圈的方法。
【背景技术】
[0002]在轮胎制造方法中，各胎圈将供给用于形成轮胎胎圈组件的装置。这样的轮胎胎圈组件包括具有周围胎圈填料的胎圈。用于形成轮胎胎圈组件的这种装置例如在美国专利申请2012/0024480A1中公开。
[0003]通常，多个胎圈布置在胎圈供给单元上。为了将各胎圈供给用于形成轮胎胎圈组件的装置，从胎圈供给单元上拆卸单个胎圈，并通过合适的传送装置而将其一个个地供给用于形成轮胎胎圈组件的装置。
[0004]美国专利申请2012/0024480公开了一种合适的传送装置，该传送装置包括输送单元，该输送单元可沿导轨运动，该输送单元包括两个支承部件。这两个支承部件布置成相互水平地在一定距离处。当胎圈布置在所述支承部件上时，胎圈的内周边在两个位置处搁置在支承部件上，如美国专利申请2012/0024480的图1中示意所示。
[0005]胎圈从供给单元一个个地与传送装置接合并由该传送装置来传送，并通过传送装置而供给至用于形成轮胎胎圈组件的装置的旋转支承体。
[0006]已知输送单元的缺点是，在前一个胎圈供给旋转支承体之后，传送装置只能返回至供给单元，用于与随后的胎圈接合。已知的输送单元具有相对较长的循环时间，在用于形成轮胎胎圈组件的高速装置的情况下，该时间可能支配轮胎胎圈组件的制造的循环时间。
[0007]本发明的目的是提供一种具有减小的循环时间的输送单元。
【发明内容】
[0008]根据第一方面，本发明提供了一种在轮胎组装系统中使用的定位装置，用于定位胎圈，该装置包括:
[0009]保持单元，该保持单元包括基本平面形保持表面，该保持表面有第一侧；
[0010]输送单元，该输送单元可平行于保持表面运动，并包括用于夹紧胎圈的夹具，且使得夹紧的胎圈基本沿保持表面运动；以及
[0011]胎圈保持器，该胎圈保持器布置成用于至少暂时将胎圈保持成在保持表面的第一侧抵靠该保持表面；
[0012]其中，夹具可在第一位置和第二位置之间运动，在该第一位置中，夹具在保持表面的第一侧至少局部凸出至该保持表面外，用于夹紧胎圈，在该第二位置中，当从第一侧看时，该夹具完全布直在保持表面的后面。
[0013]本发明的定位装置布置成通过夹具而从供给单元夹紧或接合一个胎圈，并用于将该胎圈沿保持单元的保持表面传送至在该保持表面上的一个位置，在该位置处，胎圈在保持表面的第一侧保持抵靠该保持表面。当保持胎圈时，夹具往回运动至在保持表面后面的第二位置，且例如包括机器人臂的传递单元从保持单元拾取胎圈，并将胎圈布置在用于形成轮胎胎圈组件的装置的支承体上。在传递单元的作用过程中，输送单元返回供给单元，用于取出随后的胎圈。在本发明的定位装置中，输送单元不需要等待直到胎圈布置在支承体上，并在前一个胎圈由传递单元拾取并布置于支承体上时取出随后的胎圈。因此，用于将胎圈供给支承体的循环时间明显减少。
[0014]尽管只需要将输送单元的、可以横过在保持单元上的胎圈位置的部分(即夹具)布置在保持表面后面，以便当胎圈保持抵靠保持表面时使得输送单元返回至供给单元，但是在一个实施例中，当夹具处于第二位置时，输送单元在从第一侧看时完全布置在保持表面的后面。
[0015]在一个实施例中，当在第一位置时，夹具用于在表面的第一侧锁定在胎圈中。在现有技术的输送单元中，胎圈只支承在两个支承部件的顶部，且有胎圈从输送单元跌落的可能性，这严重扰乱了用于形成轮胎胎圈组件的制造过程。由本发明装置的该实施例中提供的锁定将防止胎圈从输送单元跌落。
[0016]在一个实施例中，夹具可旋转地布置在所述输送单元上，且夹具可绕旋转轴线旋转，用于使得夹具在第一位置和第二位置之间运动。在一个实施例中，当从第一侧看时，旋转轴线布置在保持表面的后面一定距离处，并至少基本平行于保持表面。通过将旋转轴线布置在保持表面后面的一定距离处，可旋转夹具有使得由夹具夹紧的胎圈朝着保持表面运动的趋势，这进一步牢固和可靠地保持胎圈。
[0017]在一个实施例中，夹具包括远离旋转轴线的远端，输送单元包括抵靠表面，且在夹具的第一位置中，该远端布置成抵靠该抵靠表面。当夹具处于第一位置时，夹具和抵靠表面的组合环绕胎圈，从而锁定在胎圈中。
[0018]在一个实施例中，抵靠表面包括凹口，且在第一位置中，夹具的远端布置成到达凹口内，并抵靠该抵靠表面，该凹口布置成基本固定夹具的位置，防止在第一位置中的夹具侧向运动。因此，通过将处于第一位置的夹具的远端定位在凹口中，能够基本防止夹具沿与抵靠表面基本平行的方向的侧向运动。
[0019]在一个实施例中，抵靠表面包括主体部分，该主体部分与保持表面的第一侧基本平齐。在一个实施例中，抵靠表面过渡至引导表面，该引导表面相对于抵靠表面倾斜。
[0020]在一个实施例中，夹具布置成当朝着第一位置运动时从保持表面的第一侧接近该保持表面。在一个实施例中，夹具布置成当从第二位置朝着第一位置运动时沿着至少基本圆形的轨迹运动，其中，轨迹的第一部分布置成使得夹具在保持表面的第一侧远离该保持表面，且轨迹的随后的第二部分布置成使得夹具从第一侧朝着保持表面运动。
[0021 ] 在一个实施例中，输送单元包括用于驱动夹具运动的促动器。在一个实施例中，该促动器包括气缸。
[0022]在一个实施例中，保持表面是基本竖直的平面形表面。通过将保持表面布置成基本竖直，该实施例的定位装置需要更少的地板空间。
[0023]在一个实施例中，胎圈保持器用于将胎圈保持基本平靠在第一表面上。在一个实施例中，胎圈保持器包括磁体，当从第一侧看时，该磁体布置在保持表面的后面，用于将胎圈吸引向表面的第一侧。在一个实施例中，磁体可从靠近保持表面的位置运动至与保持表面进一步间隔开的位置，用于改变将胎圈吸引向第一侧的磁场的强度。
[0024]在一个实施例中，保持表面包括一个或多个狭槽，夹具布置成当处于第一位置时穿过该狭槽凸出。
[0025]在一个实施例中，该装置包括一个或多个附加夹具，该附加夹具安装在输送单元上。
[0026]在一个实施例中，装置还包括胎圈宽度测量装置，该胎圈宽度测量装置用于测量胎圈的宽度。在一个实施例中，胎圈宽度测量装置包括发射器和接收器，该发射器布置成用于沿保持表面在该保持表面的第一侧朝着光接收器发射光束，发射器和接收器相对于胎圈保持器布置成使得光束至少局部由通过胎圈保持器而保持在保持表面上的胎圈来阻挡，且测量装置布置成用于根据到达光接收器的光束部分来确定胎圈的宽度。
[0027]在一个实施例中，发射器和接收器布置成用于发射和接收光束，该光束具有比胎圈的宽度更大的宽度。在一个实施例中，光束的宽度大于胎圈的宽度的两倍，这意味着双重胎圈(即没有分离或局部分离的两个胎圈)的检测。
[0028]根据第二方面，本发明提供了一种使用如前所述的装置来定位胎圈的方法，所述包括以下步骤:
[0029]使得输送单元运动至用于拾取胎圈的拾取位置；
[0030]通过夹具来拾取胎圈；
[0031]使得输送单元运动至在保持表面上的保持位置；
[0032]驱动胎圈保持器，以便将胎圈保持成抵靠第一侧；
[0033]使得夹具运动至第二位置；以及
[0034]使得输送单元返回至拾取位置。
[0035]在一个实施例中，保持位置取决于胎圈的直径，以使得胎圈布置成使得它的中心处于保持表面上的基本预定位置。
[0036]在本说明书中所述和所示的多个方面和特征能够在可能时各自实施。这些方面(特别是在附加从属权利要求中所述的方面和特征)能够形成分案专利申请的主题。
【专利附图】
【附图说明】
[0037]根据在附图中所示的示例实施例将阐明本发明，附图中:
[0038]图1A是本发明的定位装置的实例和胎圈供给单元的示意侧视图；
[0039]图1B是图1A的定位装置的实例的示意正视图；
[0040]图2A、2B和2C是输送单元的实例的示意侧视图，表示了夹具的多个位置；
[0041]图3是图1B的定位装置在保持位置处的示意侧视图；以及
[0042]图4A、4B和4C是输送单元的第二实例的示意侧视图，表示了夹具的多个位置。
【具体实施方式】
[0043]在轮胎制造方法中，各个胎圈将供给用于形成轮胎胎圈组件的装置。如图1A中所示，多个胎圈11布置在胎圈供给单元10上。为了将各胎圈11供给用于形成轮胎胎圈组件的装置，使用胎圈分离器20将单个胎圈11从胎圈供给单元10上取出。该单个胎圈11’再由定位装置30的夹具夹紧，并向上运动至保持位置，胎圈11”保持在该保持位置。例如包括机器人臂的传递单元(未示出)从保持单元30拾取胎圈11”，并将胎圈11布置在用于形成轮胎胎圈组件的装置的支承体上。
[0044]该实例的胎圈供给单元10布置在环形传送带的臂上，该环形传送带包括传送器
12。每次将胎圈11从胎圈供给单元10中取出时，传送器12都使得多个胎圈11沿方向V朝着胎圈分离器运动。
[0045]为了使得一个胎圈11’与多个胎圈11分离，两个第一胎圈分离器夹具21夹紧胎圈供给单元10的前面第一胎圈11’。两个第二胎圈分离器夹具22夹紧胎圈供给单元10的第二胎圈11。随后，通过沿离开胎圈供给单元10的方向S驱动气缸23，第一胎圈分离器夹具21拉动第一胎圈11’离开该多个胎圈11。因为多个胎圈11可能粘在一起，因此分离器盘(未示出)在第一胎圈11’和第二胎圈11之间运动，以便使得第一胎圈11’与该多个胎圈11分离。
[0046]在分离第一胎圈11’之后，定位装置30的输送单元40向下运动，夹具41从第一胎圈分离器夹具21中获取胎圈11”，并使得胎圈11”向上运动至在保持单元31上的保持位置。保持单元31包括:基本竖直的平面形保持表面32，该保持表面32有第一侧34 ;以及胎圈保持器，该胎圈保持器用于至少暂时保持胎圈11”在保持表面32的第一侧34处抵靠该保持表面32。如图1B中所示，保持表面32包括两个侧部表面32’，这两个侧部表面32’通过两个狭槽36而与中心表面32分离，且输送单元40的夹具41布置成用于穿过狭槽36凸出，用于夹紧胎圈11”。
[0047]胎圈保持器包括磁体33，该磁体33布置在平面形保持表面32的第二侧35上，因此当从第一侧34看时在保持表面32的后面，用于将胎圈11”吸引向所述表面32的第一侧34。磁体32可从靠近保持表面32的位置沿方向m运动至更远离保持表面32的位置，用于改变将胎圈11”吸引向第一侧32的磁场的强度。
[0048]输送单元40可平行于保持表面32运动，且在该实例中与带驱动器37连接，该带驱动器37用于起动输送单元40。当从第一侧34看时，带驱动器37布置在保持表面32的后面。
[0049]该实例的输送单元40包括两个夹具41 (如图1B中所示)，这两个夹具41可旋转地相互固定连接，并可一起在弟一位直(如图1A和2B中所不)和弟二位直(如图2C中所示)之间运动，在该第一位置中，夹具41在保持表面32的第一侧34至少局部凸出至该保持表面32外，用于夹紧胎圈11”，在该第二位置中，当从第一侧34看时，夹具41完全布置在保持表面32的后面。当夹具41处于第二位置时(如图2C中所示)，在从第一侧34看时，输送单元40完全布置在保持表面32的后面。
[0050]夹具41可旋转地布置在所述输送单元40上，其中，夹具41可绕旋转轴42旋转，用于使得夹具41在第一位置和第二位置之间运动。旋转轴线42布置在保持表面32后面的距离d处，如图2A中所示，且至少基本平行于保持表面32。夹具包括远离旋转轴线42的远端43。输送单元40包括抵靠表面44。在夹具41的第一位置中，它们的远端43布置成抵靠该抵靠表面44。抵靠表面44包括:主体部分,该主体部分与保持表面32的第一侧34基本平齐；以及引导表面45，该引导表面45相对于抵靠表面44倾斜，用于将要夹紧的胎圈11”引导至抵靠表面44上。当要夹紧的胎圈11”布置在抵靠表面44上时，夹具41在从第二位置朝着第一位置运动时沿至少基本圆形轨迹t运动，如图2A、2B、2C中所示。轨迹t的第一部分I使得夹具41在保持表面32的第一侧34远离该保持表面32，且轨迹t的第二部分II使得夹具41从第一侧34朝着保持表面44运动。夹具在向第一位置运动时从第一侧34接近保持表面32。当夹具41处于第一位置时，如图2B中所示，夹具41和抵靠表面44的各组合环绕胎圈11”，从而锁定在胎圈11”中。
[0051]在可选实施例中，如图4A、4B和4C中所不，抵靠表面44包括凹口 46,该凹口 46布置在这样的位置处，在该位置，夹具41的远端43抵靠在抵靠表面44上。在夹具41的第一位置中，它们的远端43布置成到达凹口 46内，并抵靠该抵靠表面44。凹口 46布置成基本固定夹具41的位置，防止夹具41侧向运动(当处于第一位置时)。因此，通过将夹具41的远端43定位在四口中，能够基本防止在弟一位直中的夹具41侧向运动。
[0052]如图1A的实例中所示,输送单元40包括气动促动器46,用于驱动夹具41的运动。在该实例中，促动器46是气缸，通过齿轮传动装置而与夹具41联接。当气缸并不处于压力下时，夹具41将保持在它们的当前位置。
[0053]如图2C中所示，当在第二位置时，夹具41 (至少它的质心)基本布置在保持表面32后面比旋转轴线42更大的距离处。因此，夹具41处于稳定位置，并保持在该位置至少直到它们由促动器46驱动。
[0054]另外，当在第二位置时，输送单元40能够向下运动至保持在保持表面32上的胎圈11”的后面。
[0055]在第一位置中，如图2B中所示，胎圈11”由夹具41保持。由于胎圈11”的重量和/或当在胎圈11”上有附加向下拉力时，夹具41被向下拉动，并更牢固地抵靠在抵靠表面44上，这防止胎圈11” 意外地从夹具41跌落。
[0056]定位装置30还设有用于测量胎圈11”的宽度的胎圈宽度测量装置51、52。胎圈宽度测量装置包括发射器51和接收器52，其中，发射器51用于在保持表面32的第一侧34沿该保持表面32朝着光接收器52发射光束53。发射器51和接收器52布置成使得光束53至少局部由胎圈11”(该胎圈11”通过胎圈保持磁体33而保持在保持表面32上)阻挡。测量装置51、52布置成用于根据到达光接收器52的光束部分来确定胎圈11”的宽度。
[0057]发射器51和接收器52布置在保持位置的相对侧，特别是在中心位置C的相对侧，当所述胎圈11”保持在保持位置时，该胎圈11”的中心至少基本布置在该中心位置C处。因此，测量装置51、52基本沿胎圈11”的直径来测量胎圈11”的宽度W。
[0058]测量装置51、52测量胎圈的宽度，以便确定胎圈的宽度是否在合适范围内。因此，发射器51和接收器52布置成用于发射和接收具有宽度h的光束53，该宽度h大于胎圈11”的宽度w，如图3中所示。
[0059]在另一实施例中，测量装置51、52还用于在双重胎圈(即没有合适地分离并仍然至少局部粘接在一起的两个胎圈11”、12)由夹具41拾取时进行检测。发射器51和接收器52布置成用于发射和接收具有宽度h的光束53，该宽度h大于胎圈11”的宽度w的两倍，如图3中所示。不正确的或有缺陷的胎圈11”、12通过传递单元(未示出)而运动至废弃位置。
[0060]如上所述，光束52的宽度h大于胎圈11”的宽度W，优选是大于胎圈11”的宽度w的两倍。特别是，光束53的该宽度h设置成至少沿与保持表面32垂直的方向，如图3中所示。沿与保持表面32平行的方向，光束53可以较窄，即小于胎圈11”的宽度W。光束53的宽度h例如为40毫米，且布置在离保持表面32很小距离处(几毫米)。在这种情况下，胎圈11”开始的I毫米或者开始的几毫米(因此抵靠保持表面32的第一部分)并不在光束53的通路中，因此并不被检测。
[0061]在一个实施例中，测量装置51、52布置成即使当双重胎圈局部分离时(例如在双重胎圈横过光束53通路的位置处有间隙)也检测双重胎圈11”、12，只要第二胎圈12仍然布置在光束53的通路中。
[0062]在可选实施例中，光束53包括一组较小光束，该组较小光束至少基本相互平行，并布置在与保持表面32基本垂直的平面中。
[0063]当胎圈11’通过胎圈分离器20而分离时，输送单元40向下运动至拾取位置，用于拾取胎圈11’。然后，输送单元40通过夹具41来拾取胎圈11”，并向上运动至在保持表面32上的保持位置。在该保持位置处，驱动胎圈保持磁体33，以便使得胎圈11”保持抵靠在保持表面32的第一侧34。当保持胎圈11”时，夹具41运动至第二位置，如图2C中所示，且输送单元40向下运动至拾取位置。
[0064]保持位置取决于胎圈11”的直径，这样，各胎圈布置成使得它的中心处于在保持表面32上的基本预定中心位置C处。因此，在保持位置处的各胎圈11”的中心至少基本处于相同位置。因此，例如包括机器人臂的传递单元(未示出)总是进行相同的运动来用于将胎圈从保持单元30传递给用于形成轮胎胎圈组件的装置。从一种胎圈尺寸变化成另一胎圈尺寸只需要传递单元抓取更大或更小的胎圈。传递单元的轨迹或运动不需要进行调节。
[0065]应当知道，上述说明包含为用于示例说明优选实施例的操作，而并不意味着限制本发明的范围。本领域技术人员由上述说明将清楚很多变化，这些变化将由本发明的精神和范围来包围。
【权利要求】
1.一种在轮胎组装系统中使用的、用于定位胎圈的定位装置，该装置包括: 保持单元，该保持单元包括基本平面形保持表面，该保持表面有第一侧； 输送单元，该输送单元能平行于所述保持表面运动，并包括用于夹紧胎圈的夹具，且使得夹紧的胎圈基本沿保持表面运动；以及 胎圈保持器，该胎圈保持器布置成用于至少暂时将胎圈保持成在保持表面的第一侧抵靠该保持表面； 其中，夹具能在第一位置和第二位置之间运动，在该第一位置中，夹具在保持表面的第一侧至少局部凸出至该保持表面外，用于夹紧胎圈，在该第二位置中，当从第一侧看时，该夹具完全布直在保持表面的后面。
2.根据权利要求1所述的装置，其中:当夹具处于第二位置时，输送单元在从第一侧看时完全布置在保持表面的后面。
3.根据前述任意一项权利要求所述的装置，其中:当在第一位置时，夹具用于在所述保持表面的弟一侧锁定在胎圈中。
4.根据前述任意一项权利要求所述的装置，其中:夹具可旋转地布置在所述输送单元上，且夹具能绕旋转轴线旋转，用于使得夹具在第一位置和第二位置之间运动。
5.根据权利要求4所述的装置，其中:当从第一侧看时，所述旋转轴线布置在保持表面的后面一定距离处，并至少基本平行于保持表面。
6.根据权利要求4或5所述的装置，其中:夹具包括远离旋转轴线的远端，输送单元包括抵靠表面，且在夹具的第一位置中，该远端布置成抵靠该抵靠表面。
7.根据权利要求6所述的装置，其中:抵靠表面包括凹口，且在第一位置中，夹具的远端布置成到达凹口内，并抵靠该抵靠表面，该凹口布置成基本固定所述夹具的位置，以防止在第一位置中的夹具的侧向运动。
8.根据权利要求6或7所述的装置，其中:抵靠表面包括主体部分，该主体部分与保持表面的第一侧基本平齐，且优选是，抵靠表面过渡至引导表面，该引导表面相对于抵靠表面倾斜。
9.根据权利要求4-8中任意一项所述的装置，其中:夹具布置成当朝着第一位置运动时从保持表面的第一侧接近该保持表面。
10.根据权利要求9所述的装置，其中:夹具布置成当从第二位置朝着第一位置运动时沿着至少基本圆形轨迹运动，其中，轨迹的第一部分布置成使得夹具在保持表面的第一侧远离该保持表面，且轨迹的随后的第二部分布置成使得夹具从第一侧朝着保持表面运动。
11.根据前述任意一项权利要求所述的装置，其中:输送单元包括用于驱动所述夹具运动的促动器，优选是，该促动器包括气缸。
12.根据前述任意一项权利要求所述的装置，其中:保持表面是基本竖直的平面形表面。
13.根据前述任意一项权利要求所述的装置，其中:胎圈保持器用于将胎圈保持基本平靠在第一侧上。
14.根据前述任意一项权利要求所述的装置，其中:保持表面包括一个或多个狭槽，夹具布置成当处于第一位置时穿过该狭槽凸出。
15.根据前述任意一项权利要求所述的装置，还包括:一个或多个附加夹具，该附加夹具安装在输送单元上。
16.根据前述任意一项权利要求所述的装置，其中:胎圈保持器包括磁体，当从第一侧看时，该磁体布置在保持表面的后面，用于将胎圈吸引向所述保持表面的第一侧。
17.根据权利要求16所述的装置，其中:磁体能从靠近保持表面的位置运动至与保持表面进一步间隔开的位置，用于改变将胎圈吸引向第一侧的磁场的强度。
18.根据前述任意一项权利要求所述的装置，还包括:胎圈宽度测量装置，该胎圈宽度测量装置用于测量胎圈的宽度。
19.根据权利要求18所述的装置，其中:胎圈宽度测量装置包括发射器和接收器，该发射器布置成用于沿保持表面在该保持表面的第一侧朝着光接收器发射光束，发射器和接收器相对于胎圈保持器布置成使得光束至少局部由通过胎圈保持器而保持在保持表面上的胎圈来阻挡，且测量装置布置成用于根据到达光接收器的光束部分来确定胎圈的宽度。
20.根据权利要求19所述的装置，其中:发射器和接收器布置成用于发射和接收光束，该光束具有比胎圈的宽度更大的宽度，优选是大于胎圈的宽度的两倍。
21.一种使用根据前述任意一项权利要求所述的装置来定位胎圈的方法，包括以下步骤: 使得输送单元运动至用于拾取胎圈的拾取位置； 通过夹具来拾取胎圈； 使得输送单元运动至在保持表面上的保持位置； 驱动胎圈保持器，以便将胎圈保持成抵靠第一侧； 使得夹具运动至第二位置；以及 使得输送单元返回至拾取位置。
22.根据权利要求21所述的方法，其中:保持位置取决于胎圈的直径，以使得胎圈布置成使得它的中心处于保持表面上的基本预定位置。
【文档编号】B29D30/00GK104023960SQ201380003719
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2013年3月15日 优先权日:2012年5月15日
【发明者】M·斯洛特, G·J·C·范拉尔 申请人:Vmi荷兰公司