CN1038980A - 第二级轮胎装配床及方法 - Google Patents

Abstract

一种改进了的第二级轮胎装配床，包括：接收和支托第一级轮胎壳的第一工位；轴向偏离第一工位的第二工位，用于组集护胎与胎面圆筒；输送护胎带材料至第二工位，以构成护胎圆筒的供料装置；胎面传送机，用以将胎面带材输送至第二工位覆盖在护胎圆筒上，以构成一个护胎和胎面圆筒；滚压机将胎面材料和护胎材料压合到胎壳上去；转运环将护胎和胎面圆筒从第二工位转送到在第一工位的胎壳外圆周上，以装配成一个生轮胎，然后将生轮胎转运到一个中间位置；将胎壳送往第一工位和从转运环送走生轮胎的机械手；以及控制设备用以将供料装置、胎面传送机、转运环和机械手的运动协调在一个连续和自动化的工作循环中。

Description

本发明涉及一种轮胎装配床，更准确地说，是一种连续和自动化的第二级轮胎装配床和它的工作方法。

偏压型的充气轮胎通常大批地制成“平带”，然后在硫化模中膨胀成圆环形。包括胎面带在内的带材都做成平带形式直接加在叠层的轮胎胎壳上。

相反，径向型充气轮胎通常大批地用“圆环”方法制成。这一方法需要一台第一级轮胎装配床，用以使胎壳构成平带形，一台第二级轮胎装配床，用以构成护胎和胎面带，并将它们放在胎壳上。在第二级装配床中，胎壳装在第一滚筒上，并在那里膨胀成圆环形。胎面和护胎带分别装在第二滚筒上，然后将它们转送到轮胎胎壳的外圆周上，构成了一个准备好进行硫化的生轮胎。

连续和自动化轮胎装配床的各种方法以及它们的零组件可在已有文献中找到。例如美国专利号1700526（Brey），3756882（Vila）、3844871（Habert）、4134783（Appleby）、4197155（Hursell）、4230517（Enders）、4268330（Komatsu）以及4443290（Loeffler）。虽然有许多已取得这样或那样程度的显著进展，但尚无一种轮胎装配床达到了连续和自动化高效快速和经济地工作的目标。

正如大量先有专利和大批生产的设备所表明的，已经作出了不懈的努力来力图改善轮胎装配床及其方法，使之更有效、快速和经济。然而早先的这些努力尚无一能提供本发明所带来的利益。此外，原先的轮胎装配床，没有提出本发明所公开的和要求专利权的将方法步骤和元件安排配置结合起来的方法。本发明通过一种新的实用的以及内在的构件组合，利用最少量的功能部件，以合理的造价，仅使用易于买到的材料，来达到其预期的目的、任务并使其具有超过先有技术设备的优点。

因此，本发明的目的是提供一种改进了的轮胎装配床，它包括接收和支托第一级轮胎胎壳的第一工位;轴向偏离第一工位用于组集护胎和胎面圆筒的第二工位;输送护胎带材料至第二工位，以构成护胎圆筒的供料装置;用以将胎面带材料输送至第二工位覆盖在护胎圆筒上以构成护胎和胎面圆筒的胎面传送机;将护胎和胎面圆筒从第二工位转运至在第一工位的轮胎胎壳外圆周上装配成生轮胎，然后再将此生轮胎运送至一个中间位置的转运设备;将轮胎胎壳运至第一工位和从转运环运走生轮胎的机械手;将供料装置、传送机、转运环和机械手的运动协调在一个连续和自动化的工作循环中的控制设备。

本发明的另一个目的是提供一种改进了的在第二级轮胎装配系统上从轮胎胎壳制造生轮胎的方法，其中包括提供一个第一可旋转滚筒，用于接收和支托第一级轮胎胎壳;提供一个在轴向偏离第一滚筒的第二可旋转滚筒，用于组集护胎和胎面圆筒;输送护胎材料至第二滚筒以构成护胎圆筒;输送胎面材料至第二滚筒覆盖在护胎圆筒上，以构成护胎和胎面圆筒;将胎面材料和护胎材料压合在轮胎胎壳上;用转运环将护胎和胎面圆筒从第二滚筒转运至第一滚筒处的胎壳外圆周上以装配成生轮胎，然后再将此生轮胎运至一个中间位置;用机械手运送胎壳至第一工位并从转运环运走生轮胎;以及通过控制器将护胎材料、胎面材料、转运环和机械手的运动协调在一个连续和自动化的工作循环中。

本发明的再一个目的是要连续和自动地将各元件送到和通过第二级轮胎装配床。

最后，本发明的一个目的是要在第二级轮胎装配床中更有效、快速和经济地装配轮胎。

以上概述了一些与本发明密切相关的目的。应将这些目的仅看作是本发明的一些非常重要的特征和应用的例证。通过用不同的方式应用公开了的本发明或修改本发明而获得的其它许多有利的结果都应认为是在本发明的范畴之内。所以对本发明的其它目的和更全面的理解，可以通过查阅本发明的综述和最佳实施例的详细说明，再加上由权利要求连同附图所定义的本发明的范围来得到。

本发明是由所附的权利要求和表示在附图中的具体实施例所定义的。为了概括本发明，可将本发明综合体现在一个轮胎装配床中，它包括一个接收和支托第一级轮胎胎壳的第一工位;轴向偏离第一工位，用以组集护胎和胎面圆筒的第二工位;将护胎带材输送到第二工位以构成护胎圆筒的供料装置;将胎面带材输送至第二工位覆盖在护胎圆筒上以构成一个护胎和胎面圆筒的胎面传送机;运送此护胎和胎面圆筒的转运环，将护胎和胎面圆筒从第二工位转运至第一工位外的轮胎胎壳外圆周上以装配成生轮胎，并将此生轮胎从第一工位转运至一个中间位置的转运设备;将轮胎胎壳运至第一工位并从转运环运走生轮胎的机械手;以及将供料装置、传送机、转运环和机械手的运动协调在一个连续和自动化工作循环中的控制设备。

此外，此轮胎装配床还包括一个输入工位，它适用于支托将被机械手运往第一工位的轮胎胎壳;还有一个输出工位，适用于接收由机械手送来的生轮胎。控制设备适用于接收来自供料装置和传送机的指示护胎和胎面带长度的信号，并能改变供料装置和传送机的运动速度。控制设备可由操作者编程控制。此装配床还包括一些与传送机皮带有关的设备，用于驱动皮带以及被输送的材料，并将传送机皮带和材料沿材料输送途径所在位置的数据输入控制设备。

此外，为了概括本发明，可将本发明综合体现在一个第二级轮胎装配床中，它包括一个具有第一可旋转滚筒的第一工位，用于接收和支托第一级轮胎胎壳;一个用来支托要被输往第一滚筒的轮胎胎壳的输入工位;一个具有第二可旋转滚筒其轴向与第一可旋转滚筒同向但偏离一定距离的第二工位，用于组集护胎和胎面圆筒;一个将护胎带材料输送到第二滚筒以构成护胎圆筒的供料装置;一个将胎面带材料输往第二滚筒覆盖在护胎圆筒上以构成护胎和胎面圆筒的胎面传送机;一个将护胎和胎面圆筒从第二滚筒沿轴向送到支托在第一滚筒上的轮胎胎壳外圆周上以装配成生轮胎，然后再将生轮胎转送到一个中间位置去的转运环;将胎面带材料和护胎带材料压合在胎壳上的滚压设备;一个将胎壳送往第一滚筒并从转运环送走生轮胎的机械手;一个接收由机械手送来生轮胎的输出工位;以及可编程控制设备，它将供料装置、传送机、转运环和机械手的运动协调在一个连续和自动化的工作循环中，并接收来自供料装置和传送机的指示护胎材料和胎面材料长度的信号，并据此改变第二滚筒、供料装置和传送机之间相关的运动速度。轮胎装配床还包括传送机皮带的强制驱动装置，这种强制驱动装置包括齿形皮带和齿形皮带轮，用以强制驱动皮带和被传送的材料并将皮带位置的信号准确地输入控制设备。

最后，为了概括本发明，可以将本发明综合在一种在第二级轮胎装配系统中从轮胎胎壳制成生轮胎的方法中，该系统包括提供一个接收和支托第一级轮胎胎壳的第一可旋转滚筒;提供一个轴向偏离第一滚筒的第二可旋转滚筒，用于组集护胎和胎面圆筒;将护胎材料输送到第二滚筒以构成护胎圆筒;将胎面材料输送到第二滚筒覆盖此护胎圆筒以构成护胎和胎面圆筒;通过转运环将护胎和胎面圆筒从第二滚筒送至在第一滚筒处的胎壳外圆周上以装配成生轮胎，然后此转运环再将此生轮胎送往一个中间位置;将胎面和护胎材料压合在胎壳上;通过机械手将胎壳送往第一工位并将生轮胎从转运环送走;以及通过控制设备将护胎材料、胎面材料、转运环和机械手的运动协调在一个连续和自动化的工作循环中。

以上概述了本发明的主要和重要特点，目的在于可以更好地理解下文对本发明的详细说明，对于本发明在技术上的贡献可以更全面地理解。本发明的其它特点将在后面构成本发明权项的主要内容中叙述。对此项技术熟练的人员应理解，可以容易地利用本发明所公开的概念和具体实施例作为基础，进行修改或设计其它的结构，而实现与本发明相同的目的。这些技术人员还应了解，这种等效的设计并不违背在本专利权利要求所规定的本发明的概念和范围。

为了充分理解本发明的特征和目的，应参阅下面对附图所作的详细说明，其中：

图1    按本发明的原理构成的第二级轮胎装配床透视图;

图2    图1中机械手的钳取部分放大透视图;

图3A和3B    图2中所示机械手钳取部分的顶视图，表示了钳爪的不同工作位置;

图4A和4B    图2、3A和3B中所示之机械手钳取部分的侧视和顶视图;

图5A-5H    表示第一级轮胎胎壳和机械手从图1所示轮胎装配床的输入工位到第一工位的运动过程;

图6A-6F    表示护胎带从传送机到可伸缩滚筒的顺序运动过程;

图7A-7F    表示护胎和胎面圆筒从可伸缩滚筒到第一级轮胎胎壳顺序运动的透视图;

图8A-8D    表示滚压机在第一工位处的护胎和胎面圆筒上的运动图，图8D表示经压合后的生轮胎放在输出工位的台子上;

图9A和9B    供料装置片材输送机构在不同工作状态的侧视图;

图10A-10C    切割机和校准机构各部分的透视图;

图11A-11E    切割机机构的正视图，表示它们在一个工作循环中的顺序运动;

图12A和12B    表示将胎面材料输送至可伸缩滚筒覆盖护胎层的机构。

在附图不同的视图中，同样的标号指的是相同的零件。

本发明的第二级轮胎装配床10表示在附图中。它由许多部件、组件和构件组成，它们可以协调运行，以便将一个一般为圆筒形的轮胎胎壳12转变为准备硫化的圆环形生轮胎14。轮胎装配床包括一个由相隔一定距离的法兰18构成的第一滚筒或轮胎胎壳滚筒组件或工位16，它适用于接收和支托轮胎胎壳12，其功用是使轮胎胎壳12膨胀成圆环形，以便接收护胎和胎面圆筒20而构成生轮胎。

装配床还包括第二或护胎滚筒组件或工位24，它由一个可伸缩的滚筒26构成，可绕一根与轮胎胎壳滚筒组件的法兰18的轴线轴向同向但偏心的轴线旋转。护胎滚筒用于接收护胎带材28和30以及胎面带材32，并将它们置于彼此重叠的位置，以构成护胎和胎面圆筒。然后，此护胎和胎面圆筒被转运环36沿轴向从护胎滚筒组件24转送到轮胎胎壳滚筒组件16上的轮胎胎壳12处，转运环36可在两个滚筒组件之间沿轴向移动。

第三个组件是供料装置或工位38，它用于传送护胎材料，使之沿运行途径，从料卷40和42，经由切割机和边缘对准装置44，到护胎滚筒26。护胎材料的传送是以恰当的速度和恰当的时间顺序，以便得到所期望的连续和可重复的护胎与胎面圆筒。供料装置包括框式支承结构、传送机皮带和控制设备46，以便恰当地将护胎材料送往护胎滚筒。控制机构括括皮带、皮带轮和输入信号给控制器的传感器，以确定材料所在位置，并因此可以恰当地运行和控制装配床。可与供料装置共同工作的传送机48，用来将预先切割好的胎面材料带32输送到护胎滚筒26上叠放好了的护胎材料带28和30的表面上。

装配床还包括一个机械手部件52，以输送轮胎胎壳14，使之从装料工位54到轮胎胎壳滚筒组件。装料工位包括一个预充气机56，轮胎胎壳12在这里被操作者放上去，轮胎胎壳由操作者取来或从制造轮胎胎壳的第一级轮胎装配床传送过来。机械手部件52还用于传送其上压合有护胎和胎面圆筒的轮胎胎壳，以及传送准备硫化的生轮胎14到最终或检验工位，操作者可以在那里检查此生轮胎，然后将这个生轮胎送往或传送至硫化橡胶用的硫化压力机。

装配床中还包括一个可由操作者编程的控制设备46，以协调各种部件，组件和构件的运行，使之在操作者最少介入的情况下，成为一个符合要求的连续和自动化的工作循环。

轮胎胎壳滚筒组件16包括一根悬臂杆60，它有一个自由的外端和一个支承在装配床上并可被驱动装置驱动旋转的内端。靠近其外端处，有一对具有相似结构的轮胎胎壳安放用的法兰18，包括一个内侧法兰和一个外侧法兰。每一个法兰是一个普通的锥形结构法兰边，以安放轮胎胎壳12的内缘。每个法兰的轮胎胎壳安放表面具有一弹性薄膜62，它经内部导管与压力空气源相通，借此使此薄膜的直径可膨胀到足以使之与所支托的胎壳之间形成气密的封口。另一个压力空气源通过杆内的导管与胎壳内部连通，以吹胀支托在法兰上的轮胎胎壳。这种空气流是普通的压缩空气。

法兰18通过同心轴和衬套结构装在悬臂杆或轴60上。外法兰支承在轴上，内法兰支承在衬套上，它们可被驱动机构推动作大小相等方向相反的轴向移动，彼此靠近或分开。彼此靠近的动作是与胎壳膨胀同时进行的，以便将圆筒形轮胎胎壳变成圆环形。由于轮胎胎壳滚筒组件各构件的这种结构和布局，因而能使支托的轮胎胎壳变形和膨胀，以便接收一个由转运环送来的环绕着它的护胎和胎面圆筒20。当转运环36和护胎与胎面圆筒包围着此膨胀了的轮胎胎壳时，胎壳进一步膨胀到与护胎和胎面圆筒的内表面接触并互相粘附。张开转运环以释放此护胎和胎面圆筒。然后，转运环朝着护胎滚筒轴向移动到一个中间位置，以暴露护胎和胎面圆筒的外表面。此过程参见图7A至7F。

位于法兰18附近并可旋转地支承在臂66上的滚压器64这时与此护胎和胎面圆筒20进入接触。它的彼此对置着的滚筒68由于胎壳和护胎与胎面圆筒的旋转而转动，与此同时它们被驱动而彼此分开，从而将护胎和胎面圆筒压合在轮胎胎壳上，构成了准备好在硫化压力机中进行硫化的生轮胎。见图8A、8B和8C。

护胎滚筒组件24包括一个可伸缩的滚筒26，它可绕一根轴线旋转，此轴线与轮胎胎壳滚筒组件16的法兰18的轴线同轴，但彼此相隔一定距离。护胎滚筒组件包括一根悬臂轴72，它有一个自由的外端和一个由装配床支托和驱动的内端。它的外端支承着可伸缩的护胎滚筒26，后者位于沿轴向与轮胎胎壳组件相隔一定的距离处。

一种联动装置用于径向移动多个扇形块74，其中两个对置的扇形块大于90度，另两个扇形块小于90度，如最佳实施例所示。扇形块用来有效地膨胀和收缩护胎滚筒上的护胎支托表面。它的作用是可以在扇形块张开时由护胎滚筒支托住护胎和胎面圆筒，而当扇形块收缩时可以由转运环将此圆筒从该处移走。对比图7A和7C。

护胎滚筒26可被轴72带动旋转，因此它便可以接收并支托来自供料部件第一个传送机76的第一条护胎带28，接着又接收和支托来自供料部件另一个或第二个传送机78的第二条护胎带。第一条护胎带完全覆盖在膨胀了的护胎滚筒表面上，其对置的两端既不搭接亦无间隔。第二条护胎带略长于第二条，因为它要覆盖在护胎滚筒上的第一条护胎带上，同样地，在其对应的两端既不搭接亦无间隔。当这两条护胎带一起放在护胎滚筒上时便构成了护胎圆筒。切断护胎带材料和将它们定位在护胎滚筒上的工作，是在一个连续和自动化的工作循环中没有操作人员介入的情况下进行的。

覆盖在第二条护胎带上的是胎面带32，它是从护胎滚筒的与供料装置对置的那一侧送到旋转护胎滚筒来的。在工作和使用中，护胎和胎面带送到护胎滚筒上重叠的位置，以构成护胎和胎面圆筒。唯一需要操作者介入的是将胎面带放在它的传送机48上，并人工压合胎面带的尾端，以完成将装配于轮胎胎壳的护胎和胎面圆筒。

转运环组件36包括一个可移动构件82，它带有一个圆孔84，圆孔内径大于护胎和胎面圆筒的外径，其轴线与胎壳滚筒组件以及护胎滚筒组件的轴线对齐，以便在它们之间运动。转运环组件的下端支承在轨道86上，可在其相对的两端位置之间运动。

多个扇形块88（在所表示的最佳实施例中为具有弧形内表面的8块）可作径向移动，使之靠近或离开转运环轴线。其张开位置为径向地离开转运环的轴线，但也可以径向地向内移动成闭合状态以夹住护胎和胎面圆筒。

当护胎和胎面圆筒被转运环夹住时，护带滚筒放气使直径缩小，于是转运环便可以接触、夹紧并接着轴向移动护胎和胎面圆筒到一个覆盖并围绕着轮胎胎壳的位置。见图7A至7F所表示的顺序。随后，胎壳膨胀到与护胎和胎面圆筒相接触使之相互粘附。接着使转运环张开以释放护胎和胎面圆筒，在最终滚压生轮胎的过程中转运环移到位于两个滚筒组件之间的一个位置。此后，转运环通过收缩其扇形块而移动到围绕着被滚压后的生轮胎。空气从生轮胎中排出，分开法兰，以便将生轮胎从胎壳滚筒组件中取出。这时，转运环移动生轮胎到两个滚筒组件之间的位置，在那里，生轮胎被机械手取走。然后扇形块张开，转运环回到护胎滚筒组件处，去抓取下一个护胎和胎面圆筒，而机械手则将生轮胎送往检验工位。

供料部件38可看成是由材料支承组件40和42的构架，将护胎材料传送到护胎滚筒去的护胎输送组件76和78、以及切割机和末端对准组件44所组成，它们沿护胎材料的运行途径设置，以切断来自料卷的护胎材料使之成为护胎带，并将这样的带输送至护胎滚筒。供料部件还与胎面输送组件48共同工作，后者位于护胎滚筒附近，但远离供料部件，用以将预先切断的胎面材料输送到护胎滚筒去。

支承组件包括多个相互连接的槽铁和其它支承护胎输送组件以及切割和末端对准组件的支承件和构架。支承组件确定了由片材输送组件76和78将护胎材料从料卷40和42输送到护胎滚筒26去的运行途径。在最佳实施例中表示了两个这样的料卷、两个片材输送组件和两个切割器与末端对准器组件，以适应由两条护胎材料带制成一个轮胎的要求。可以采用相应数量的料卷、片材输送装置和切割器与末端对准器组件以及片材输送途径，以提供更多或更少的任意数量的护胎带。

支承组件还包括普通的构架以用于前输送机92，每一个片材输送组件都有一个这样的构架。每一个构架上有相隔一定距离的辊94，它们支托住一条倾斜的皮带96，其上表面允许操作者手工粘合或压合前一个被输送的料卷的尾缘与下一个接着要被输送的料卷的前缘。然后护胎材料可以从前一个传送机的输出端在98处下垂。护胎材料的下垂使材料易于被后续的传送机从一个被驱动可旋转的供料料卷上所抽取，而不需过大的力，这种过大的力会使被抽取的材料变得不规则，从而造成不精确地输送护胎材料。设置有一个传感器以确定下垂回路的长度，从而增加或减少前传送机和供料料卷的速度，以便在预先选定的范围内恰当地保持下垂材料的长度。回路太短会引起不精确地输送被输送材料，同时还会使材料伸长。依此类推，若回路过长，则会使被输送材料因自身重量而伸长。适用于起感受和控制作用的装置是由罗德艾兰州Waddingfon电子仪器公司制造和销售的Sonitrol传感器。

此后，材料向上输送到输入传送机102的倾斜输入端，并经过基本上水平的延伸段，终止在切割机和末端对准组件44处。若干导辊104（其中之一被电机驱动）支托着输入传送机的皮带。在输入传送机皮带前，有一排平行的辊106放在一块板的边缘处，以便在材料与皮带接触前校准材料位置。第二排平行的辊108与第一排辊垂直，使被输送的材料对准传送机皮带的中心。第一和第二排辊可加以调节，使之彼此靠近或分开，并可靠近或离开板和皮带的纵向中心线以便对不同宽度的护胎材料进行输送和定心。惰辊使输入传送机输送途径的弧线处充分延伸。

在每个输入传送机的入口端设宽度传感器。每个传感器沿整个片材输送途径起作用，以精确地确定任何具体时刻被输送材料的宽度。这一信号输送给装配床的控制器或程序装置，再加上后面要说明的定时皮带的位置信号，因而可以准确得知在实施切割和末端对准时刻在切割机和末端对准器中的板材宽度。这就可以根据已经从宽度传感器移到切割和末端对准位置的护胎材料的位置和宽度，精确地进行切割和末端对准。

切割机和末端对准器组件44设在输入传送机的输出端和中间传送机112的输入端之间。

输入传送机和中间传送机有传送机皮带114和116，护胎材料在其上面放置并移动。支承辊118（其中一个是驱动辊）支托着每一个中间和输入传送机皮带的两端。每一个中间传送机支承在托架120上，托架可在支承组件构架的滑轨122上纵向往复移动。气缸124的活塞与托架相固定，用以沿片材运行途径的纵向任意地往复移动每个中间传送机。

在这里所叙述的各种传送机皮带均为定时带，它们每条均制成可与具有驱动齿的皮带轮啮合的内齿表面126，使皮带随其皮带轮精确地运动，从而使被输送的材料沿片材输送途径一起精确移动。这种装置使皮带和材料可由传送机系统精确地定位。驱动皮带轮的输出信号可作为给控制器提供的精确的输入信号，使整个轮胎装配床精确运行。

在输入和中间传送机皮带的下面是一组磁铁128和130，用于吸引有钢质心线的护胎材料。这种吸引力可使护胎材料精确保持由输入传送机皮带之间由辊子确定的位置。此吸引力还可使护胎材料沿着由传送机皮带的运动确定的运行途径精确地移动。

中间传送机输出端附近设输出传送机134，它也是由皮带136和支承辊138构成的，辊之一是驱动辊，皮带上远离被输送，护胎材料的那个侧面有若干磁铁140。然而，输出传送机是一种用底部进行输送的传送机，它用磁铁从传送机的中间位置精确地提起被切断的护胎带，以便送到护胎滚筒上去。

所表示的两个传送机系统的每一个输出传送机134，可和与之耦合的中间传送机112一起往复移动。每一个输出传送机有一个铰接支承结构，故它可以一个中心辊142为支点转动，但只是当中间传送机已被驱动到外伸位置后才能这样做。当中间和输出传送机处于外伸和绕支点旋转了的位置时，输出传送机的输出端非常贴近护胎滚筒，这是一个足够靠近护胎滚筒的输送位置，以便在将被输送的护胎材料带送到护胎滚筒上去时无需操作者介入。与每一个输出传送机一起的气缸124用来实施中间和输出传送机的纵向运动，而装在每一个中间和输出传送机上的调整气缸144则用来实施输出传送机输出端绕支点的旋转运动。详见图9A的下传送机。

光学传感器148装在垂直支柱150上，以检测切断了的护胎的首尾缘。传感器的工作十分精确。所感受到的输出信号传输给控制器146，它可以适当增加或减少中间和输出传送机的速度，所以所有被切断了的护胎带均具有准确的长度，以完全覆盖护胎滚筒的整个圆周，既无间隔亦不搭接。对于第二条护胎带而言，它可以完全覆盖第一条护胎带，没有间隔亦不搭接。控制器也是可编程的，以改变滚筒的旋转速度来达到同样的效果。

供料装置的上传送机将上传送机的第一条护胎材料带送到护胎滚筒上。然后下传送机将输送第二条护胎材料带，覆盖在原先来自上传送机的护胎材料上。系统的程序设计成这样，即下传送机的前缘放于上护胎材料上时，可能位于护胎滚筒上的第一条护胎材料带前缘后的任何旋转位置处。图6A至6F表示了护胎带正在被输送的情况。

边缘传感器和定时带以协同的方式共同起作用，以测量护胎材料的位置，跟踪它的运动和进行切割与末端对准，所有这一切均与皮带和材料的中心线相关。

胎面输送组件48位于远离供料装置部件的护胎滚筒的一侧。它由平行的端轨154和一对平行的侧轨156和跨越其空间的辊158构成。这些辊构成了一个胎面带传送机160，并由电机驱动。被驱动辊的上表面确定了胎面带的输送途径。胎面带输送途径从预先切割好的胎面材料带的供料开始，延伸并终止在非常靠近护胎滚筒的地方。借此，可将前缘按时间顺序输往旋转滚筒，以便将胎面带放到护胎滚筒上叠放的护胎带上。

光学传感器装在胎面输送途径的上方，用以测量每一条被输送胎面带的长度。通过控制设备46的逻辑运算，传感器的输出信号改变被输送胎面带的运动速度。以此方式，被输送的胎面带将构成一个完整的圆筒，它围绕着护胎带，既不搭接也无间隔。控制器也可以由编程控制来改变滚筒速度，以达到同样的效果。

侧轨和辊支承在一个组件上，使整个胎面输送装置绕一个支承在地板上的轴162自动旋转，并通过活塞164使胎面带传送机的输出端纵向地上升或下降。因此，这一装置在图12B所示输出端上升并靠近护胎滚筒的工作位置，和图12A所示输出端下降并位于离开护胎滚筒的非工作位置之间运动。当输出端下降并移开时，这种运动可使操作者接近护胎滚筒，以压合胎面带的尾端，完成护胎和胎面组合件。

切割是通过两个可自由旋转的刀片168和170进行的，它们可独立运动，但同时可配置为相对于被切割材料成一个角度。因为护胎材料通常有钢的或其它硬的心线，这些心线从这一边缘到另一边缘有一个预先确定的角度，所以切割机按心线的角度运动，以便在心线之间切断护胎材料。最好将护胎材料从材料中心向外到边缘平直地切断。这样，对材料的中心定位引起的干扰可减至最小。

刀片的角度可以改变，以适应于护胎材料钢心线的角度。如果所切割的护胎材料的心线倾斜例如为23度，则操作者通过控制设备的操纵台，用电的或机械的装置将切割机的轨道定为23度。

护胎带材料被传送机的停挡所停止，以进行切割工序。切割护胎带实际上是用一对沿其圆周有锋利边缘的并列的旋转刀片来进行的，它适用于与位于欲切割的护胎材料另一侧的硬金属板或平台172协同工作。平台是一块固定板，它在传送机皮带上面，但在处于切割地区的护胎材料下面。它的侧边牢牢地固定在框架结构上，刀片和平台通过上支承轴174共同支承在支架上，以改变切割机水平移动轨迹，使之与被切割护胎带材料中心线的角度相等。

旋转刀片的每一个均装在刀片支承轴176上，在切割时可以自旋转，切割是由刀片在护胎材料和平台上滚动来实现的。刀片支承轴又支承在侧板178上。板的相邻端支承着旋转刀片，而它们的相对端则装在由板支承的轴上，以便使侧板和刀片可绕支点旋转，而与护胎带和平台进入或退出切割接触。侧板和它们的刀片可通过支承在侧板上的刀架装置180独立地沿导轨174纵向往复移动。以此方式，刀片可通过气动活塞182独立地绕支点旋转，而与平台和要切割的护胎带进入或退出接触。刀片也可通过活塞184独立地横穿平台和要切割的护胎材料移动。

在工作和使用中，刀片处于它们的上升位置，如图11A所示，彼此邻近地处于要切割的护胎带宽度中心的上方。护胎带停止，以便在那里进行切割。切割从内侧的或沿纵向向后运动的刀片168开始，它向下旋转并在相邻的钢心线之间切透护胎带材料。见图11B。然后在下面的刀片开始相对于材料向内或沿纵向向后运动以开始切割。外侧的或沿纵向向前运动的刀片170沿导轨与内侧的刀片同时运动，但处于上升的位置。见图11C。之后，如图11D所示，外侧刀片绕支点向下旋转进入护胎带中由内侧刀片形成的切口中，随后向外或沿纵向向前运动。于是，内侧和外侧刀片以共同的速度运动，但方向相反，两个刀片朝着它们各自所靠近的边缘移动，并在大约相同的时刻到达它们的边缘，如图11E所示。切割完成后，两个刀片便转到它们的上升位置，并回到邻近护胎带材料和传送机皮带纵向中心线的休止位置。这一工作方式可进行精确地切割，由于刀片沿反向运动和在同一时刻到达边缘，因而使材料边缘离开纵向中心线的移动可减至最小。

实际上，我们发现在切割时护胎带材料边缘的某些移动是横向移动。这种情况特别发生在前缘，它处在一个与材料和传送机皮带的纵向中心线成例如在最佳运行实施例中的23度的锐角。

仅校准这种切割后的边缘要比较容易，而并不企图通过夹紧装置和磁铁来完全消除前缘位移。校准是通过设置辊188来进行的，它们大体平行于垂直轴，位于切割机和平台的侧面，邻近传送机的边缘。辊的轴承位于支承杆上，使辊的摩擦损失最小。支承着辊并与它们的上缘相贴的公用板190为每一组辊提供支承。辊使护胎带前缘沿纵向中心线向后移动一个预先确定的距离，以精确地重新对准前缘和整条护胎带。

重新对准切断了的护胎材料末端的原动力是马达192，它使在辊196上的驱动皮带194运动。辊支承板装在与驱动皮带固定在一起的可转动导座198上，以便作靠近或离开切断了的材料的运动，但它总是与被输送材料的纵向中心线相平行。皮带194装在辊上，并使前后两块板，以及其上支承的几组辊作方向相反距离相等的运动以便对齐，切断了的护胎材料的两个边缘。通过可滑动地装在平行杆202上的初级导座和次级导座来保持平行度。杆可绕支点转动地固定在垂直侧板204上，侧板可以在垂直轴206上运动至一预定角度，它等于护胎带切口的角度。传感器210在输入传送机皮带的前面感受要切割的护胎材料的宽度，并驱动末端对准装置44的支承板和辊188的马达，所以它们能从切断了的材料边缘向外和向内朝切断了的材料边缘运动，以阻挡、挤夹和改变处于辊188之间的切断了的护胎材料边缘的位置。

如图所示，末端对准装置辊的运动和移动量通过机械装置来实现。这种运动是根据宽度传感器读入程序装置内的材料宽度和由定时皮带和它们的输出信号所确定的材料位置来确定的

机械的组件

机械手55用来将装料工位54的预充气机56处的轮胎胎壳12移放在轮胎胎壳滚筒的法兰上，胎壳是在图中未表示的第一级轮胎装配床中预先制成的。然后它将其上带有护胎和胎面圆筒的胎壳12，即生轮胎14，从两个滚筒组件之间的转运环36处移往检验工位212，供操作者检查。检验工位是一个简单的台子，生轮胎轴线垂直地放在台面上。装料工位54有一平台214，上面有圆锥形支座216，用来夹持轮胎胎壳，使胎壳轴线垂直地与平台隔开一定距离。在胎壳上面有一个密封圆锥体218，它可与胎壳上缘进入或脱离接触。一个通过圆锥体中心的孔使来自压缩气源的空气短脉冲地引入被圆锥体封闭的胎壳中，使胎壳即使在贮存过程变了形，也能恢复其圆柱形。

机械手52有一块带拱形切口224的矩形平板222，切口从第一个或较远的那个边缘向里延伸，构成一个半圆，其半径略大于胎壳未膨胀时的半径。第二个或靠得较近的那个边缘支承在一个基本上可作方向运动的运动赋与机构226上。运动赋与机构本身又装在垂直导杆230上，以便通过一个可驱动的第一驱动滑架232沿Z方向或垂直线所作的运动使平板升降。第一驱动滑架装在第二驱动滑架234上。第二驱动滑架可被驱动地沿x方向移动一根短的水平导杆236。第二驱动滑架可在一根长的水平导杆238上沿y方向也即水平地移动。三根导杆和两个驱动滑架根据控制器的信号共同工作，赋与机械手平板及其手臂以必须的三个方向的水平和垂直运动，以完成预定功能。来自控制器的信号还使机械手平板上的手臂打开或合拢。

装在平板上切口相对两侧邻近侧边的是几对手臂242，它们可绕支点旋转地固定在平板上，通过驱动销使手臂244运动。手臂的自由端制成弯曲突边246（或夹紧表面），它们从平板向外伸出。型面机械手臂通常可在第一打开或分开位置，即距切口较远的位置，和第二闭合或靠近位置，即覆盖于切口上的位置之间同时运动。突边有光滑的旋转内表面，在它们向里运动时，利用它夹住在装料工位预充气机上的胎壳外表面，并将被夹住的胎壳移送到胎壳滚筒上去。

机械手臂突边的外表面形状做成使之适合于插入装在转运环中的生轮胎的一端，转动环这时处在胎壳滚筒和护胎滚筒之间。当机械手臂张开时，机械手抓住生轮胎，并将它送到远离装配床的检验工位去。

用机械手的手臂抓住胎壳是在胎壳上的胎边所在处的环形边缘处进行的。胎边250是不能扩张的中心部分，所以在它被抓住时不会使胎壳扩大，并因此保证更可靠地抓住和保持住被机械手臂抓住的胎壳。

在工作和使用中，平板222先保持水平地接近预充气机，并通过第一驱动滑架232和胎壳下缘下面的板向前移动。预充气机给轮胎壳提供初始空气脉冲，使胎壳基本上恢复其圆柱形。分开的机械手臂244向内朝着胎壳下边缘转动，以便将它抓住。被夹住的胎壳向上移动少量距离，以清洁预充气机的下圆锥体。然后将它水平地从那里移开。胎壳和平板于是可以通过万向机构沿R方向绕一轴线的旋转运动所翻转，使胎壳悬挂在水平平板上，以便使胎壳运动过程中的变形最小。通过第一驱动滑架232向上移动，并随后通过在胎壳滚筒上方第二驱动滑架234和两根导杆，水平地沿一个或两个方向运动。两根水平的和一根垂直的导杆构成的网络系统确定了由驱动两个驱动滑架的控制器所规定的机械手的运动轨迹。见图5A至5F。

平板222随后保持垂直，使胎壳支承在与胎壳滚筒轴线平行但隔开距离的水平轴线上。接着，平板和胎体作弧形运动，首先是平板侧面扣在胎壳滚筒的外侧法兰上，直至胎壳的边缘覆盖在外侧和内侧法兰上为止。当放下胎壳后，法兰气动地径向膨胀，使之与胎壳内缘接触，将它支托住，之后，机械手的机械手臂张开，将平板举起，以便给胎壳充气，而在法兰轴向移动并彼此靠近的同时，将空气引入胎壳内部。这就继续使胎壳呈圆环形。胎壳在法兰边靠近以前，就已开始密封。

在转动环36将护胎和胎面圆筒从护胎滚筒26取来围绕着胎壳或胎壳滚筒之后，胎壳被进一步吹胀，直至与护胎和胎面圆筒的内表面相接触和粘附。此时，转运环36张开，并轴向移到在两个滚筒组件之间的一个中间位置上，因而滚压机可以将护胎和胎面圆筒固定在胎壳上，从而完成了准备好进行硫化的生轮胎。然后转运环36回到在胎壳滚筒上的生轮胎处，在那里空气减压，转运环收缩以夹住生轮胎。转运环随后轴向移到胎壳滚筒和护胎滚筒之间的地方。机械手52移动，同时其平板222保持垂直，并使其机械手臂全部收缩，所以机械手臂的突边进入生轮胎面朝胎壳滚筒的那一端。这时，机械手臂244张开，使机械手突边的外表面抓住生轮胎的内缘。机械手带着悬垂在它上面的生轮胎，移向检验工位的台子212，在那里机械手臂收缩，使生轮胎留在台面上。然后转运环36轴向移动，去夹住连续工作循环中的下一个护胎和胎面圆筒。在一个连续和自动化的工作循环中，当转运环释放生轮胎以便被机械手52送走时，转运环36便开始移向护胎和胎面圆筒20，而机械手52则在装料工位拾起下一个胎壳12。

张开和合拢机械手臂的马达252在一个预先确定的工作循环中，是由操纵台处的控制器46全自动控制的。这种类型的机械手是市场上可以买到的、由德克萨斯Port    Neches的C&D机械和工程公司制造的销售的行车式吊机类机械手。机械手的运动、顺序和定时可由操作者修改。

控制设备和方法

控制设备46规定第二级轮胎装配床如上所述的工作过程和工作方法，包括胎壳和护胎滚筒组件24、供料部件38、切割机和末端对准机组件44以及机械手部件52。控制设备46完全可由操作者编程控制的，通过操纵台改变各部件、组件和构件的工作方式，从而可以随意地适应于由不同特征的护胎和胎面带生产出具有不同特征的生轮胎。

控制设备46提供操作者以不同的定时工作窗口，例如用于将胎壳装上装料或输入工位214的预充气机上，以及用于将生轮胎从检验或输出工位移走。工作窗口的含义是指机器工作顺序中预定的时间间隔，操作者必须在此期间完成工作顺序中的一个特定的任务或工序，否则机器将中止下一个顺序操作，并停止其进一步运行。另一个工作窗口用来将胎面带放在胎面传送机上。所有其它各方面则均无需操作者介入，由控制设备驱动机器连续和自动地工作。

如上所述，输入控制设备46的信号有来自于位于前传送机和输入传送机之间的护胎材料宽度传感器210、护胎带长度传感器148、以及胎面带长度传感器。从控制设备输出的有输往驱动前传送机和供料薄料卷、护胎材料传送机、胎面材料传送机、切割机和对准机组件、滚筒组件、滚压机和机械手。

工作方法的基本内容是将放在第二级轮胎装配床上的胎壳12制成生轮胎14，其中包括的步骤有，提供用于装料、成形和压合第一级轮胎胎壳的第一机内工位;提供一个轴向距第一工位有一定距离的第二机外工位16，用于组合护胎和胎面圆筒;输送护胎带至第二工位，输送胎面带至第二工位16以完成护胎和胎面圆筒;用转运环36将此护胎和胎面圆筒20从第二工位16送到胎壳12的外圆周上，以构成生轮胎14，然后运送此生轮胎14至一中间位置;机械手52将胎壳送往第一工位24，而将生轮胎送往最终位置，控制设备46在一个连续和自动化的工作循环中协调护胎带、胎面带、转运环和机械手的运动。

各种传感器和控制功能元件共同作用，使装配床的各种构件、组件和部件同步工作。这些功能可编程控制，故可以通过控制设备使装配床具有更灵活的适应性，所有功能都由带齿的定时皮带和有关传感器的精确测量数据而准确控制。

包含在工作方法中的进一步细节已在以上阐明各部件、组件和构件时作了详细介绍。

虽然本发明已在一定程度上通过最佳结构形式作了说明，显然，这里所公开的最佳结构形式只是一个例证。各部分构造和装配详图中的许多变化都应认为并不偏离本发明的精神和范围。

Claims (14)

1、一种轮胎装配床包括：一个接收和支托第一级轮胎胎壳的第一工位；一个轴向偏离第一工位用于组集护胎和胎面圆筒的第二工位；一个输送护胎带材料至第二工位，以构成护胎圆筒的供料装置；一个用以将胎面带材料输送至第二工位覆盖在护胎圆筒上，以构成护胎和胎面圆筒的胎面传送机；一个将护胎和胎面圆筒从第二工位转运至在第一工位的轮胎胎壳外圆周上装配成生轮胎，然后将此生轮胎从第一工位运送至一个中间位置的转运环；一个将轮胎壳运至第一工位和从转运环运走生轮胎的机械手；将供料装置：传送机、转运环和机器人的运动协调在一个连续和自动化的工作循环中的控制设备。

2、按照权利要求1所述之轮胎装配床，其特征在于，控制设备适用于接收来自供料装置的指示护胎材料长度的信号，并据此改变供料装置和在第二工位处的旋转滚筒之间的有关运动速度。

3、按照权利要求2所述之装配床，其特征在于，控制设备适用于接收来自传送机指示胎面材料长度的信号，并据此改变传送机和在第二工位的旋转滚筒之间的有关运动速度。

4、一种第二级轮胎装配床包括：一个具有第一可旋转滚筒的第一工位，用于接收和支托第一级轮胎胎壳;一个用来支托要被输往第一滚筒的轮胎胎壳的输入工位;一个具有第二可旋转滚筒其轴向与第一可旋转滚筒对齐但相隔一定距离的第二工位，用以组集护胎和胎面圆筒;一个将护胎带材料输送到第二滚筒以构成护胎圆筒的供料装置;一个将胎面带材料输往第二滚筒覆盖护胎圆筒以构成护胎和胎面圆筒的胎面传送机;一个将护胎和胎面圆筒从第二滚筒沿轴向送到支托在第一滚筒上的轮胎胎壳外圆周上以装配成生轮胎，然后再将生轮胎转送到一个中间位置去的转运环;将胎面带材料和护胎带材料粘附在轮胎胎壳上的滚压设备;一个将胎壳送往第一滚筒和从转运环送走生轮胎的机械手;一个接收由机械手送来的生轮胎的输出工位;以及可编程控制设备，它将供料装置、传送机、转运环和机械手的运动协调在一个连续和自动化的工作循环中，并接收来自供料装置和胎面传送机的指示护胎材料和胎面材料长度的信号，以据此改变第二滚筒、供料装置和胎面传送机之间的有关运动速度。

5、一种在第二级轮胎装配系统中由胎壳制成生轮胎的方法，包括：提供一个第一可旋转滚筒，用于接收和支托第一级轮胎胎壳;提供一个在轴向偏离第一滚筒的第二可旋转滚筒，用于组集护胎和胎面圆筒;输送护胎材料至第二滚筒以构成护胎圆筒;输送胎面材料至第二滚筒覆盖在护胎圆筒上，以构成护胎和胎面圆筒;将胎面材料压合在护胎材料上;用转动环将护胎和胎面圆筒从第二滚筒转动至第一滚筒处的胎壳外圆周上装配成生轮胎，然后再将此生轮胎运至一个中间位置;用机械手运送胎壳至第一工位和从转运环运走生轮胎;以及用控制器将护胎材料、胎面材料、转运环和机械手的运动协调在一个连续和自动化的工作循环中。

6、一种传送上、下护胎带材料至旋转圆柱表面上去的供料装置包括：每一个均有输入端和输出端的上、下传送机，沿上、下传送途径顺序地将上护胎带材料输送到旋转圆柱表面上;一卷装在每个传送机输入端的护胎带料卷;在与旋转圆柱表面联合工作的第一位置和离开旋转圆柱表面的第二位置之间，顺序移动和转动每个传送机输出端的定位机构;在每个传送途径中将被传送的护胎带材料切割成预定长度带的切割机;以及将切断了的护胎带移送到旋转表面上去的传送机驱动装置。

7、在轮胎装配床供料装置中，顺序传送具有磁心线的护胎带到旋转表面上去的材料输送装置，包括：顺序地传送每个护胎带的前缘到旋转表面上去的有输入端和输出端的传送设备，传送设备上有皮带装置，在背离被传送材料的皮带那一侧上有磁铁;位于传送设备输入端处的护胎材料;在与旋转表面共同工作的第一位置和离开此表面的第二位置之间，顺序移动和转动传送设备输出端的定位机构;以及将切断了的护胎带传送到旋转表面上去的传送设备驱动装置。

8、按照权利要求7所述之输送装置并进而包括材料切割与对准装置和调整装置，它们检测被输送材料的宽度和位置，并根据被测宽度和位置，启动切割和对准装置。

9、切割从料卷传送到可旋转滚筒上去的护胎材料的装置以及对准此被切割了的护胎材料的装置包括：沿着从料卷到滚筒的输送途径传送护胎材料的传送机，传送时使材料的纵向中心线与传送机的纵向中心线重合;位于运行途径中的切割装置，用以顺序切割从料卷输送来的护胎材料，使之成为有预定长度的带，其切口相对于护胎材料的纵向中心线成一角度，从而在每个已切断了的护胎材料带前缘的末端形成了一个锐角;边缘对准装置位于切割装置远离料卷的那一侧，用以将被切断了的护胎材料末端回复到正确的对中位置，使切断了的护胎材料上相对的两侧边，处在一个预先规定的与传送纵向中心线等距离的位置。

10、按照权利要求9所述之装置，其特征在于边缘对准装置由许多可绕垂直于被切割和对准的护胎材料运动平面的轴线转动的圆柱体所构成。

11、当护胎材料从多个料卷处传送到可旋转滚筒上去的情况下进行切割的装置，以及这些被切断了的护胎材料的对准装置包括：沿着从多个料卷到滚筒的几个运行途径传送护胎材料的几个传送机，传送时使材护胎材料的各纵向中心线分别与该传送机的纵向中心线重合;位于几条运行途径上的几个切割装置，用以顺序切割由几个料卷输送来的护胎材料，使它们成为几条预定长度的带，其各个切口相对于各该护胎材料的纵向中心线成一角度，从而在每条已切断了的护胎材料带前缘的末端均形成一个锐角;几个边缘对准装置分别位于各相应的切割装置远离各料卷的那一侧，用以将被切断了的各护胎材料的末端回复到正确的对中位置，使切断了的各护胎材料上相对的两侧边处在预告规定的与各传送机的纵向中心线等距离的位置。

12、在轮胎装配床各种作业位置之间运送圆柱形轮胎胎壳和圆柱形生轮胎的机械手，包括：具有仿型自由端的机械手臂可移动成彼此靠近，从而夹住胎壳圆柱形外表面，此自由端还可以彼此分开，以抓住生轮胎的圆柱形内表面;使机械手臂在拾取位置、轮胎装配床、以及检验位置之间移动的输送装置;控制设备，用于使机械手在拾取位置处彼此靠近，以夹住胎壳圆柱形外表面，并起动输送装置以传送此被夹住的胎壳至轮胎装配床，此控制设备还可用于使机械手臂在轮胎装配床处彼此分开，以抓住生轮胎的圆柱形内表面，并起动输送装置传送此被抓住的生轮胎至检验位置。

13、在轮胎装配床各种作业位置之间输送圆柱形轮胎胎壳和圆柱形生轮胎的机械手，包括：具有仿型自由端的机械手臂可移动成彼此靠近，以夹住胎壳圆柱形外表面，此自由端还可以彼此分开，从而抓住生轮胎的圆柱形内表面;具有切口的平板，切口在机械手臂之间，从平板的一个边起延伸;在切口相对两侧的可绕支点转动的机构，用于将机械手臂可运动地安装在平板上，机械手臂被制成具有从平板上突起的突边，它们的内表面的造型基本上与胎壳圆柱形外边缘的形状相符，它们的外表面的造型基本上与生轮胎圆柱形内边缘相符。

14、在各种作业位置之间输送圆柱形轮胎胎壳和圆柱形生轮胎的方法，包括：提供一个具有机械手臂的机械手，机械手臂具有仿型的自由端，它们可移动成彼此靠近，以夹住胎壳圆柱形外表面，也可彼此分开，以抓住生轮胎的圆柱形内表面;在拾取位置、轮胎装配床和检验位置之间移动机械手;在拾取位置通过绕支点的转动运动使彼此靠近，以闭合机械手臂，夹住胎壳圆柱形外表面，然后通过机械手的移动，运送此被夹住的胎壳至轮胎装配床;以及在轮胎装配床处通过绕支点的转动运动，张开机械手臂以抓住生轮胎的圆柱形内表面，然后通过机械手的移动，将被抓住的生轮胎送往检验位置。

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