ПОЗИЦИОНИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В СИСТЕМЕ СБОРКИ ШИН И СПОСОБ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ БОРТА
POSITIONING DEVICE FOR USE IN TYRE ASSEMBLY SYSTEM AND METHOD OF POSITIONING BOARD

ОБЛАСТЬ И УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к позиционирующему устройству для использования в системе сборки шин и способу позиционирования борта.
В процессе производства шин отдельные борта должны подаваться на устройство формования узла борта шины. Узел борта шины содержит борт с окружающим наполнителем борта. Такое устройство для формования узла борта шины раскрыто, например, в заявке на патент США № 2012/0024480 A1.
Обычно, на узле подачи бортов расположено множество бортов. Для подачи отдельных бортов в устройство формования узла борта шины от устройства подачи бортов отделяют по одному борту и подают один за другим на устройство формования узла борта шины с помощью соответствующих средств доставки.
В заявке на патент США № 2012/0024480 раскрыто соответствующее средство доставки, содержащее транспортировочный узел, который может перемещаться вдоль направляющей, при этом транспортировочный узел содержит два опорных элемента. Два опорных элемента размещены горизонтально на расстоянии друг от друга. При размещении борта на упомянутом опорном элементе внутренняя окружность борта опирается в двух местах на опорные элементы, как схематически показано на фиг. 1 в заявке на патент США № 2012/0024480.
Борта зацепляют, передают один за другим от узла подачи на средство транспортировки и подают с помощью транспортировочного средства на поворотный опорный корпус устройства формования узла борта шины.
Недостатком известного транспортировочного узла является то, что транспортировочное средство может передвигаться только назад к узлу подачи для зацепления последующего борта после подачи предыдущего борта на поворотный опорный корпус. Известный транспортировочный узел имеет относительно длительное время цикла, что в случае высокой скорости устройства формования узла борта шины может иметь решающее значение для времени цикла изготовления узла борта шины.
Задачей настоящего изобретения является создание транспортировочного узла с уменьшенным временем цикла.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с первым объектом изобретения создано позиционирующее устройство для использования в системе сборки шины и для позиционирования борта, содержащее:
удерживающее устройство, содержащее по существу плоскую удерживающую поверхность, имеющую первую сторону,
транспортировочный узел, выполненный с возможностью перемещения параллельно удерживающей поверхности и содержащий захват для захвата борта и перемещения захваченного борта, по существу, вдоль удерживающей поверхности, и
держатель борта, выполненный с возможностью, по меньшей мере, временного удержания борта прижатым к удерживающей поверхности на первой стороне,
при этом захват выполнен с возможностью перемещения между первым положением, в котором захват выступает, по меньшей мере, частично из удерживающей поверхности на ее первой стороне для захвата борта, и вторым положением, в котором захват полностью расположен позади удерживающей поверхности, если смотреть с первой стороны.
Позиционирующее устройство согласно изобретению выполнено с возможностью захвата или зацепа одного борта от узла подачи посредством захвата и для передачи борта вдоль удерживающей поверхности удерживающего устройства в положение на удерживающей поверхности, где борт удерживают прижатым к удерживающей поверхности на ее первой стороне. При удерживании борта захват возвращается во второе положение позади удерживающей поверхности, а перегрузочный узел, например, содержащи роботизированную руку, подбирает борт от удерживающего устройства и устанавливает борт на опорный корпус устройства формования узла борта шины. Во время действия перегрузочного узла транспортировочный узел возвращается к узлу подачи для подборки последующего борта. В позиционирующем устройстве согласно изобретению транспортировочному узлу не нужно ждать, пока борт будет размещен на опорном корпусе, и он подбирает последующий борт, в то время как предыдущий борт подхвачен перегрузочным узлом и размещен на опорном корпусе. Соответственно, время цикла подачи борта на опорный корпус значительно сокращается.
Хотя только часть транспортировочного узла, который может пересекать положение борта на удерживающем узле, т.е. захват, должна быть расположена за удерживающей поверхностью для перемещения транспортировочного узла обратно к узлу подачи при удержании борта на удерживающей поверхности, в одном варианте осуществления транспортировочный узел полностью расположен позади удерживающей поверхности, если смотреть с первой стороны, когда захват находится во втором положении.
В одном варианте осуществления захват выполнен с возможностью фиксации борта на первой стороне поверхности при нахождении в первом положении. В транспортировочном узле предшествующего уровня техники борт поддерживается только в верхней части двух опорных элементов, и есть вероятность того, что борт упадет с транспортировочного узла, что серьезно повредит производственному процессу формования узла борта шины. Фиксация устройства согласно изобретению, предусмотренное настоящим вариантом осуществления, предотвращает падение борта с транспортировочного узла.
В одном варианте осуществления захват расположен с возможностью вращения на упомянутом транспортировочном узле, при этом захват приспособлен для вращения вокруг оси вращения для перемещения захвата между первым положением и вторым положением. В одном варианте осуществления ось вращения расположена на расстоянии позади удерживающей поверхности, если смотреть с первой стороны, и, по меньшей мере, по существу параллельно удерживающей поверхности. При расположении оси вращения на расстоянии позади удерживающей поверхности с возможностью вращения захват стремится к перемещению борта, который захвачен захватом, в направлении удерживающей поверхности, что дополнительно обеспечивает прочное и надежное удержание борта.
В одном варианте осуществления захват содержит дистальный конец, отстоящий от оси вращения, при этом транспортировочный узел содержит прижимную поверхность, причем в первом положении захвата дистальный конец выполнен с возможностью прижимания к прижимной поверхности. Когда захват находится в первом положении, сочетание захвата и прижимной поверхности окружает борт и, таким образом, фиксирует борт.
В одном варианте осуществления прижимная поверхность содержит выемку, при этом дистальный конец захвата расположен в первом положении для вставки в выемку и упирается к прижимной поверхности, притом выемка выполнена с возможностью, по существу, фиксации положения захвата с предотвращением бокового передвижения захвата в первом положении. Таким образом, путем позиционирования дистального конца захвата в первом положении в выемке, по существу, может быть предотвращено боковое передвижение захвата в направлении, по существу, параллельном прижимной поверхности.
В одном варианте осуществления прижимная поверхность содержит основной участок, который выполнен, по существу, заподлицо с первой стороной удерживающей поверхности. В одном варианте осуществления прижимная поверхность переходит в направляющую поверхность, которая наклонена относительно удерживающей поверхности.
В одном варианте осуществления захват выполнен с возможностью приближения к удерживающей поверхности с ее первой стороны при передвижении по направлению к первому положению. В одном варианте осуществления захват выполнен с возможностью перемещения, по меньшей мере, по существу, по круговой траектории при движении от второго к первому положению, при этом первая часть траектории приспособлена для перемещения захвата от удерживающей поверхности на ее первой стороне, а последующая вторая часть траектории приспособлена для перемещения захвата в направлении удерживающей поверхности от первой стороны.
В одном варианте осуществления транспортировочный узел содержит привод для приведения в движение захвата. В одном варианте осуществления привод содержит пневматический цилиндр.
В одном варианте осуществления удерживающая поверхность выполнена в виде, по существу, вертикальной плоской поверхности. При, по существу, вертикальном расположении удерживающей поверхности, позиционирующему устройству этого варианта осуществления требуется меньше места.
В одном варианте осуществления держатель борта приспособлен для удержания борта, по существу, прижатым к первой поверхности. В одном варианте осуществления держатель борта содержит магнит, расположенный позади удерживающей поверхности, если смотреть с первой стороны, для притягивания борта к первой стороне поверхности. В одном варианте осуществления, магнит выполнен с возможностью перемещения из положения рядом с удерживающей поверхностью в положение, более удаленное от удерживающей поверхности, с целью варьирования силы магнитного поля для притягивания борта к первой стороне.
В одном варианте осуществления удерживающая поверхность содержит одну или несколько прорезей, при этом захват выполнен с возможностью выступания через прорезь при нахождении в первом положении.
В одном варианте осуществления, устройство содержит один или несколько дополнительных захватов, установленных на транспортировочном узле.
В одном варианте осуществления устройство дополнительно содержит устройство измерения ширины борта, приспособленное для измерения ширины борта. В одном варианте осуществления устройство измерения ширины борта содержит излучатель и приемник, причем излучатель приспособлен для излучения светового луча вдоль удерживающей поверхности на ее первой стороне в направлении приемника света, при этом излучатель и приемник расположены относительно держателя борта таким образом, что луч света, по меньшей мере частично, заблокирован бортом, удерживаемым держателем борта на удерживающей поверхности, притом измерительное устройство приспособлено для определения ширины борта на основе части светового луча, достигающей приемника света.
В одном варианте осуществления излучатель и приемник приспособлены для излучения и приема светового луча, имеющего большую ширину, чем ширина борта. В одном варианте осуществления ширина светового луча больше, чем удвоенная ширина борта, что подразумевает обнаружение двойного борта, т.е. двух бортов, которые не разделены или частично разделены.
Согласно второму объекту изобретения создан способ позиционирования борта с использованием вышеописанного устройства согласно изобретению, причем способ включает:
перемещение транспортировочного узла в подхватное положение для подхвата борта,
подхват борта с помощью захвата,
перемещение транспортировочного узла в удерживающее положение на удерживающей поверхности,
активацию держателя борта для удержания борта прижатым к первой стороне,
перемещение захвата в его второе положение, и
перемещения транспортировочного узла обратно в подхватное положение.
В одном варианте осуществления удерживающее положение зависит от диаметра борта таким образом, что центр борта расположен, по существу, в заданном положении на удерживающей поверхности.
Различные объекты и признаки, описанные и показанные в данном описании, могут применяться по отдельности, там, где это возможно. Эти отдельные объекты, в частности, объекты и признаки, описанные в прилагаемых зависимых пунктах формулы изобретения, могут служить предметом выделенных заявок.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Изобретение будет описано на основе примерного варианта осуществления, показанного на прилагаемых чертежах, на которых:
Фиг. 1А - схематический вид сбоку примера позиционирующего устройства согласно изобретению и узел подачи борта;
Фиг. 1B - схематический вид спереди примера позиционирующего устройства, показанного на фиг. 1А;
Фиг. 2А, 2В и 2С - схематические виды сбоку примера транспортировочного узла, показывающие различные положения захвата;
Фиг. 3 - схематический вид сбоку позиционирующего устройства с фиг. 1B в удерживающем положении; и
Фиг. 4А, 4В и 4С - схематические виды сбоку второго примера транспортировочного узла, показывающие различные положения захвата.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В процессе производства шин, отдельные борта должны быть поданы на устройство формования узла борта шины. Как показано на фиг. 1А, на узле 10 подачи бортов расположено множество бортов 11. Для подачи отдельных бортов 11 на устройство формования узла борта шины, из узла 10 подачи бортов с помощью сепаратора 20 бортов извлекают один борт 11. Затем один борт 11' захватывают захватом позиционирующего устройства 30 и перемещают вверх в удерживающее положение, в котором удерживают борт 11”. Перегрузочный узел (не показан), например, содержащей роботизированную руку, подхватывает борт 11” с удерживающего узла 30 и размещает борт 11 на опорном корпусе устройства формования узла борта шины.
Узел 10 подачи бортов согласно данному примеру расположен на плече карусели, содержащей конвейер 12. Конвейер 12 перемещает множество бортов 11 к сепаратору бортов в направлении v каждый раз при извлечении борта 11 из устройства 10 подачи бортов.
Чтобы отделить один борт 11' от множества бортов 11, два захвата 21 первого сепаратора бортов захватывают передний первый борт 11' узла 10 подачи бортов. Два захвата 22 второго сепаратора бортов захватывают второй борт 11 узла 10 подачи бортов. Впоследствии захваты 21 первого сепаратора бортов вытягивают первый борт 11' из множества бортов 11 путем приведения в действие пневматического цилиндра 23 в направлении S от узла 10 подачи бортов. Так как множество бортов 11 могут слипнуться вместе, сепараторный диск (не показан) перемещается между первым 11' и вторым 11 бортом, чтобы отделить первый борт 11' от множества бортов 11.
После отделения первого борта 11' транспортировочный узел 40 позиционирующего устройства 30 перемещается вниз, а захваты 41 подхватывают борт 11” с захватов 21 первого сепаратора бортов и перемещают борт 11” вверх в удерживающее положение на удерживающем узле 31. Удерживающее устройство 31 содержит, по существу, вертикальную плоскую удерживающую поверхность 32, имеющую первую сторону 34, а также держатель борта, приспособленный, по меньшей мере, для временного удерживания борта 11” прижатым к удерживающей поверхности 32 на ее первой стороне 34. Как показано на фиг. 1B, удерживающая поверхность 32 содержит две боковые поверхности 32', которые отделены от центральной поверхности 32 посредством двух прорезей 36, а также захваты 41 транспортировочного узла 40, приспособленные для выдвижения через прорези 36 для захвата борта 11”.
Держатель борта содержит магниты 33, расположенные на второй стороне 35 плоской удерживающей поверхности 32, причем позади удерживающей поверхности 32, если смотреть с первой стороны 34, для притягивания борта 11” к первой стороне 34 поверхности 32. Магнит 33 выполнен с возможностью перемещения из положения, близкого к удерживающей поверхности 32, в положение, более удаленное от удерживающей поверхности 33 в направлении m, с целью варьирования силы магнитного поля для притягивания борта 11” к первой стороне 32.
Транспортировочный узел 4 выполнен с возможностью перемещения параллельно удерживающей поверхности 32 и в этом примере соединен с ременным приводом 37 для активации транспортировочного узла 40. Ременной привод 37 расположен позади удерживающей поверхности 32, если смотреть с первой стороны 34.
Транспортировочный узел 40 согласно данному примеру содержит два захвата 41 (как показано на фиг. 1B), которые фиксировано соединены друг с другом с возможностью вращения и могут вместе перемещаться между первым положением (как показано на фиг. 1А и 2В), в котором захваты 41 выступают, по меньшей мере, частично из удерживающей поверхности 32 на ее первой стороне 34 для захвата борта 11”, и вторым положением (как показано на фиг. 2C), в котором захваты 41 полностью расположены позади удерживающей поверхности 32, если смотреть с первой стороны 34. Когда захваты 41 находятся во втором положении (как показано на фиг. 2С), транспортировочный узел 40 полностью расположен позади удерживающей поверхности 32, если смотреть с первой стороны 34.
Расположенные на транспортировочном узле 40 захваты 41 приспособлены для вращения, при этом захваты 41 могут вращаться вокруг оси 42 вращения для перемещения захватов 41 между первым положением и вторым положением. Ось 42 вращения расположена на расстоянии d позади удерживающей поверхности 32, как показано на фиг. 2А, и, по меньшей мере, по существу, параллельно удерживающей поверхности 32. Захваты содержат дистальный конец 43, обращенный в сторону от оси 42 вращения. Транспортировочный узел 40 содержит прижимную поверхность 44. В первом положении захватов 41 их дистальный конец 43 выполнен с возможностью прижимания к прижимной поверхности 44. Прижимная поверхность 44 содержит основной участок, который выполнен, по существу, заподлицо с первой стороной 34 удерживающей поверхности 32, а также направляющую поверхность 45, наклоненную относительно прижимной поверхности 44 для направления борта 11” для захвата на удерживающей поверхности 44. Когда захватываемый борт 11” расположен на прижимной поверхности 44, захваты 41 передвигаются, по меньшей мере, по существу, по круговой траектории t при переходе от второго к первому положению, как показано на фиг. 2А, 2В, 2С. Первая часть I траектории t приспособлена для перемещения захватов 41 от удерживающей поверхности 32 на ее первой стороне 34, а последующая вторая часть II траектории t приспособлена для перемещения захватов 41 к удерживающей поверхности 44 от первой стороны 34. Захваты приспособлены для приближения к удерживающей поверхности 32 от первой стороны 34 ее при перемещении по направлению к первому положению. Когда захваты 41 находятся в первом положении, как показано на фиг. 2В, каждое сочетание захвата 41 и удерживающей поверхности 44 окружает борт 11” и тем самым фиксирует борт 11”.
В альтернативном варианте осуществления, как показано на фиг. 4A, 4B и 4C, прижимная поверхность 44 содержит выемку 46, которая расположена в месте, где дистальный конец 43 захвата 41 прижимается к прижимной поверхности 44. В первом положении захватов 41 их дистальный конец 43 приспособлен для вставки в выемку 46 и прижимания к прижимной поверхности 44. Выемка 46 выполнена с возможностью, по существу, фиксации положения захвата 41 с целью предотвращения бокового передвижения захвата 41 при нахождении в первом положении. Таким образом, путем позиционирования дистального конца 43 захвата 41 в выемку, боковое передвижение захвата 41 в первом положении может быть, по существу, предотвращено.
Как показано в примере на фиг. 1А, транспортировочный узел 40 содержит пневматический привод 46 для приведения в движение захватов 41. Привод 46, в данном примере пневматический цилиндр, соединен с захватами 41 через зубчатую передачу. Когда пневматический цилиндр не находится под давлением, захваты 41 будут оставаться в своем текущем положении.
Как показано на фиг. 2C, при нахождении во втором положении захваты 41, по меньшей мере, в центре их массы, по существу расположены на большем расстоянии позади удерживающей поверхности 32, чем ось 42 вращения. Таким образом, захваты 41 находятся в устойчивом положении и остаются в этом положении, по меньшей мере, пока их не приведут в действие с помощью привода 46.
Кроме того, при нахождении во втором положении транспортировочный узел 40 может двигаться вниз позади борта 11”, удерживаемого на удерживающей поверхности 32.
В первом положении, как показано на фиг. 2В, борт 11” удерживается захватами 41. Из-за веса борта 11” и/или при наличии дополнительного тянущего вниз усилия, воздействующего на борт 11”, захваты 41 оттягиваются вниз и более плотно прижимаются к удерживающей поверхности 44, что предотвращает непреднамеренное падение борта 11” с захватов 41.
Кроме того, позиционирующее устройство 30 оснащено устройством 51, 52 измерения ширины борта, приспособленным для измерения ширины борта 11”. Устройство измерения ширины борта содержит излучатель 51 и приемник 52, при этом излучатель 51 выполнен с возможностью испускания светового луча 53 вдоль удерживающей поверхности 32 на ее первой стороне 34 в направлении приемника 52 света. Излучатель 51 и приемник 52 расположены так, что световой луч 53, по меньшей мере, частично, заблокирован бортом 11”, который удерживается удерживающими борт магнитами 33 на удерживающей поверхности 32. Измерительное устройство 51, 52 приспособлено для определения ширины борта 11” на основе части светового луча, которая достигает приемника 52 света.
Излучатель 51 и приемник 52 расположены на противоположных сторонах удерживающего положения, в частности на противоположных сторонах центрального положения С, где, по меньшей мере, по существу расположен центр борта 11”, когда упомянутый борт 11” остается в удерживающем положении. Таким образом, измерительное устройство 51, 52 измеряет ширину W борта 11”, по существу, вдоль диаметра борта 11”.
Измерительный прибор 51, 52 измеряет ширину борта для того, чтобы установить, находится ли ширина борта в пределах требуемого диапазона. В связи с этим излучатель 51 и приемник 52 приспособлены для излучения и приема светового луча 53, имеющего ширину h, которая больше ширины борта 11”, как показано на фиг. 3.
В дополнительном варианте осуществления измерительное устройство 51, 52 также выполнено с возможностью обнаружения, когда двойной борт, т.е. два борта 11” и 12, которые не разделены надлежащим образом и по-прежнему сцеплены вместе, по меньшей мере, частично, будет подхвачен захватом 41. Излучатель 51 и приемник 52 приспособлены для излучения и приема светового луча 53 шириной h, который больше удвоенной ширины w борта 11”, как показано на фиг. 3. Бракованные или испорченные борта 11” и 12 перемещают в положение отбраковки на перегрузочном узле (не показан).
Как указано выше, ширина h светового луча 53 больше ширины w борта 11”, предпочтительно больше удвоенной ширины w борта 11”. В частности, эта ширина h светового луча 53 установлена, по меньшей мере, в направлении, перпендикулярном удерживающей поверхности 32, как показано на фиг. 3. В направлении, параллельном удерживающей поверхности 32, световой луч 53 может быть узким, то есть меньшим, чем ширина w борта 11”. Ширина h светового луча 53 составляет, например, 40 мм и расположена на небольшом расстоянии в несколько миллиметров от удерживающей поверхности 32. В этом случае первый миллиметр или первые несколько миллиметров борта 11”, соответственно, первой части, которая примыкает к прижимной поверхностью 32, находится не на пути светового луча 53 и поэтому не обнаруживается.
В одном варианте осуществления измерительное устройство 51, 52 выполнено с возможностью обнаружения двойного борта 11” и 12, даже когда они частично разделены, например имеющего зазор в месте, в котором двойной борт пересекает путь светового луча 53, при условии что второй борт 12 по-прежнему находится на пути светового луча 53.
В альтернативном варианте осуществления, световой луч 53 содержит множество небольших световых лучей, которые расположены, по меньшей мере, по существу параллельно относительно друг друга и которые находятся в плоскости, по существу, перпендикулярной к удерживающей поверхности 32.
Когда борт 11' отделен сепаратором 20 бортов, транспортировочный узел 40 перемещается вниз в подхватное положении для подхвата борта 11'. Затем транспортировочный узел 40 подхватывает борт 11' захватами 41 и движется вверх в удерживающее положение на удерживающей поверхности 32. В удерживающем положении удерживающие борт магниты 33 активируются для удержания борта 11” прижатым к первой стороне 34 удерживающей поверхности 32. При удержании борта 11” захваты 41 перемещаются на второе положение, как показано на фиг. 2C, а транспортировочный узел 40 перемещается обратно к подхватное положение.
Удерживающее положение зависит от диаметра борта 11”, при этом центр каждого борта находится, по существу, в заданном центральном положении С на удерживающей поверхности 32. Таким образом, центр каждого борта 11” в удерживающем положении расположен, по меньшей мере, по существу, в одном месте. В силу этого перегрузочный узел (не показан), например, содержащей роботизированную руку, всегда выполняет одно и то же движение для передачи борта от удерживающего устройства 30 на устройство формования узла борта шины. Переход с одного размера борта на другой размер борта требует от перегрузочного узла только захвата большего или меньшего борта. Никаких регулировок траектории или передвижения перегрузочного узла не требуется.
Следует понимать, что вышеизложенное описание приведено для иллюстрации функционирования предпочтительных вариантов осуществления и не предназначено для ограничения объема настоящего изобретения. Из вышеизложенного описания специалистам в данной области техники будут понятны многие вариации в пределах сущности и объема настоящего изобретения.