CN108724063B - 一种轮胎锥度点匹配系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮胎锥度点匹配系统，包括操作平台，在该操作平台的中心设置有定心机构，在所述操作平台的上方罩设有机架，在所述机架上设置有轮毂夹持机构，所述轮毂夹持机构位于所述定心机构的正上方；所述定心机构包括底座，在该底座的上方安装有第一升降组件，在所述第一升降组件的左右两侧分别固定有一组压胎爪组件，在两组所述压胎爪组件之间的第一升降组件上设置有第二升降组件，在所述第二升降组件的中心固设有主轴组件，在该主轴组件周侧的第二升降组件上固设有定心组件，所述压胎爪组件的上部伸入主轴组件与定心组件之间的间隙中。其显著效果是：可对不同轮型厚度和直径，自动实现轮胎体与轮辋谐波点对齐。

Description

一种轮胎锥度点匹配系统

技术领域

本发明涉及到轮胎生产技术领域，具体地说，是一种轮胎锥度点匹配系统。

背景技术

在汽车轮胎的轮胎体和轮辋上分别具有轻/重质量点（或正/负锥度点）与重/轻质量点（或负/正锥度点）。为了方便叙述，以下分别将轮胎体和轮辋上的轻/重质量点（或正/负锥度点）与重/轻质量点（或负/正锥度点）简称为上锥度点和下锥度点。

在轮胎装配过程中，轮胎体会随着机械手的转动与轮辋发生相对位移，即轮辋上的下锥度点和轮胎体的下锥度点之间会产生一个位移距离。该位偏移距离就可能超过规定的平行距离。这样装配而成的汽车轮胎就会存在使用不安全可靠的问题。因此，为了保证汽车轮胎可靠而安全地工作，需要将上锥度点与下锥度点在装配后进行匹配，以使得锥度点之间的平行距离控制在规定的范围之内，即将轮胎体和轮辋的谐波点对齐，以降低轮胎总成在转动过程的振动和胎噪。

现有技术中对锥度点匹配时，主要依靠人工目测轮胎位置进行观察、并通过工具辅助对点。因此，轮胎的锥度点匹配精度往往凭操作工人的经验和责任心，使得匹配精度难以保证，同时劳动强度大、生产效率低下。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种轮胎锥度点匹配系统，能够对不同轮型厚度和直径，自动实现轮胎体与轮辋谐波点对齐。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种轮胎锥度点匹配系统，其关键在于：包括操作平台，在该操作平台的中心设置有定心机构，在所述操作平台的上方罩设有机架，在所述机架上设置有轮毂夹持机构，所述轮毂夹持机构位于所述定心机构的正上方。

进一步的，所述定心机构包括底座，在该底座的上方安装有第一升降组件，在所述第一升降组件的左右两侧分别固定有一组压胎爪组件，且两组压胎爪组件背向设置，在两组所述压胎爪组件之间的第一升降组件上设置有第二升降组件，在所述第二升降组件的中心固设有主轴组件，在该主轴组件周侧的第二升降组件上固设有定心组件，所述压胎爪组件的上部伸入主轴组件与定心组件之间的间隙中。

在生产时，通过主轴组件对轮辋的中心进行定位，从而便于整个定心过程的进行，同时还可在定心后驱动轮辋旋转，使得轮辋与轮胎体的锥度点匹配，而不用额外提供动力；通过压胎爪组件将轮胎的外圈进行压紧固定，使得轮胎被固定在一个小范围内，以便于定心；最后在轮胎的中心被主轴组件定位后，通过定心组件对轮胎的边侧进行定心定位，为后续的锥度点匹配提供良好的位置精度，确保锥度点匹配的精确性。

进一步的，所述第一升降组件包括中间座与至少两个第一升降气缸，所述第一升降气缸分别固定于所述中间座两侧的底座上，在所述中间座开设有多个通孔，所述通孔内均通过直线轴承装设有导柱一，所述导柱一的上端连接有中间板，在所述中间板上设置所述第二升降组件。

通过气缸控制中间板、第二升降组件升降，同时辅以导柱一与直线轴承，使得升降过程稳定性高，有力保证了轮胎的定位精度，进而保证锥度点匹配精度。

进一步的，所述压胎爪组件包括轮胎宽度调节气缸，该轮胎宽度调节气缸朝向外侧设置，且其活塞杆与气缸角座相连接，所述气缸角座上安装有脱胎顶升气缸，所述脱胎顶升气缸朝上设置，在该脱胎顶升气缸活塞杆的上端连接有压胎墙板，该压胎墙板的外壁与轮胎体相适应。

通过压胎爪组件中的轮胎宽度调节气缸将轮胎压紧固定，可在锥度点匹配过程中防止轮胎体随着轮辋转动，影响锥度点匹配的效率与精确度；在锥度点匹配完成后，脱胎顶升气缸将压胎墙板连带着轮胎向上顶升一定距离，并随之回复原位，与此同时控制轮胎宽度调节气缸回位，使得压胎墙板脱离轮胎体，从而便于下一轮胎的定心、锥度点匹配。

进一步的，所述第二升降组件包括安装板与至少两个第二升降气缸，所述安装板的底部连接有多根导向柱，该导向柱的下部插设于所述第一升降组件开设的导向孔内，所述第二升降气缸固定于所述第一升降组件上，用于驱动所述安装板升降，在所述安装板上固设所述定心组件与主轴组件，且所述安装板上开设有允许所述压胎爪组件的上部通过的通孔。

上述的第二升降组件与第一升降组件有机配合，使得本方案与生产线良好契合，避免了定心后定心组件、压胎爪组件影响轮胎的输送。

进一步的，所述主轴组件包括固定于所述第二升降组件上的轴承座，所述轴承座内设置有传动轴，在该传动轴的上端连接有接触头，所述传动轴的下端通过减速器与驱动电机相连接，且所述减速器与驱动电机设置在所述第一升降组件开设的容置腔内，在所述轴承座的外壁上对称设有导向键。通过上述的主轴组件可对轮辋的中心进行粗定位，从而便于满足整个定心过程的精度要求，同时还可在定心后驱动轮辋旋转，使得轮辋与轮胎体的锥度点匹配，而不用额外提供动力。

进一步的，所述定心组件包括驱动装置以及设于所述主轴组件左右两侧的两个第一定位块与两个第二定位块，所述第一定位块与第二定位块等高设置，所述驱动装置的输出轴向右延伸并与连接板二相连接，所述连接板二的上侧通过两根连接条分别与两个所述第一定位块相连接，所述连接板二的下侧通过两组齿条结构与所述第二定位块相连接，当驱动装置工作时，所述第一定位块与第二定位块背向运动。

更进一步的，所述齿条结构包括两个滑动支撑于所述第二升降组件上的下齿条，在该下齿条右侧的上方设置有上齿条，且所述下齿条与上齿条之间通过齿轮传动，所述齿轮通过轴承固定于定心架上，在所述上齿条的左端固定设置所述第二定位块。

上述的定心组件在控制驱动装置带动连接板二向某一侧运动时，会带动连接条及与其相连接的第一定位块和连接板二同向运动，下齿条通过齿轮驱动上齿条向相反方向运动，位于上齿条上的第二定位块也就跟第一定位块的运动方向相反，由于轮胎总成的轮毂中心孔被主轴组件定位，因此通过四个定位块将轮胎内圈四个点胀紧，即可实现轮胎总成的定心。

进一步的，所述轮毂夹持机构包括设于所述机架顶部的支撑板，在该支撑板的中心螺纹连接的丝杆升降装置，在该丝杆升降装置四周的支撑板上穿设有至少三根导柱二，该导柱二的上端与支撑板顶接有支撑弹簧，所述导柱二的下端设置有固定板，所述固定板的底部中心设置有气动夹具组件，在所述固定板上还设置有至少三组脚轮组件，且所述至少三组脚轮组件位于以气动夹具组件为圆心的同一圆周上；

所述气动夹具组件包括固定于所述固定板中心的两个固定座，该固定座上安装有始终保持向下伸出状态的三轴气缸，两个所述三轴气缸的活塞杆通过活动头固定板相连接，在该活动头固定板的中心连接有压头；

所述脚轮组件包括连接板一，在该连接板一的下方通过脚轮固定板连接有至少一个脚轮支架，所述脚轮支架的下端转动连接有脚轮。

更进一步的，所述脚轮组件还包括调节气缸、镜头与光源，所述调节气缸通过气缸连接板与所述固定板固定连接，所述连接板一与所述调节气缸的伸缩杆相连接；所述镜头固设于所述连接板一的上表面中心，所述光源连接于所述镜头正下方的脚轮固定板的底部。

上述的轮毂夹持机构能够有效地对轮毂进行夹持，并且夹持精度满足轮胎和轮辋谐波点对齐工序，避免了夹持后对轮毂的反复调整，节省了工作时间；同时通过设置的镜头与光源组成的视觉照相系统自动完成谐波点的夹角检测，有助于提高生产效率；通过设置在组件顶端的丝杆升降装置，可调节安装板整体上升下降，可以满足不同轮胎总成厚度的放置；通过调节气缸对脚轮组件进行调节，可以适用于不同直径的轮胎总成。

本发明的显著效果是：通过定心机构中定心组件与主轴组件的相互配合实现了轮胎精准的定心过程，然后通过轮毂夹持机构与定心机构的配合将轮辋进行固定，同时轮毂夹持机构与压胎爪组件将轮胎与轮辋分离且将轮胎体固定，再由主轴组件中的驱动电机驱动轮辋转动，实现轮胎锥度点匹配；在驱动电机转动的过程中，其转动角度接受视觉照相系统所采集信号的控制，保证了锥度点匹配精度，整个系统稳定可靠，生产的轮胎符合工艺要求，并降低了劳动强度，排除了生产过程中人为因素的影响。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的右视图；

图3是定心机构的结构示意图；

图4是去除定心组件后的定心机构的结构示意图；

图5是图4的正视图；

图6是所述定心组件的结构示意图；

图7是图6的内部结构示意图；

图8是所述轮毂夹持机构的结构示意图；

图9是所述脚轮组件的结构示意图；

图10是所述气动夹具组件的结构示意图。

实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式以及工作原理作进一步详细说明。

如图1与图2所示，一种轮胎锥度点匹配系统，包括操作平台1，在该操作平台1的中心设置有定心机构2，在所述操作平台1的上方罩设有机架3，在所述机架3上设置有轮毂夹持机构4，所述轮毂夹持机构4位于所述定心机构2的正上方。

如图3~图5所示，所述定心机构2包括底座21，在该底座21的上方安装有第一升降组件22，在所述第一升降组件22的左右两侧分别固定有一组压胎爪组件23，且两组压胎爪组件23背向设置，在两组所述压胎爪组件23之间的第一升降组件22上设置有第二升降组件24，在所述第二升降组件24的中心固设有主轴组件25，在该主轴组件25周侧的第二升降组件24上固设有定心组件26，所述压胎爪组件23的上部伸入主轴组件25与定心组件26之间的间隙中。

所述第一升降组件22包括中间座221与至少两个第一升降气缸222，所述第一升降气缸222分别固定于所述中间座221两侧的底座21上，在所述中间座221开设有多个通孔，所述通孔内均通过直线轴承223装设有导柱一224，所述导柱一224的上端连接有中间板225，在所述中间板225上设置所述第二升降组件24。

所述压胎爪组件23包括轮胎宽度调节气缸231，该轮胎宽度调节气缸231朝向外侧设置，且其活塞杆与气缸角座232相连接，所述气缸角座232上安装有脱胎顶升气缸233，所述脱胎顶升气缸233朝上设置，在该脱胎顶升气缸233活塞杆的上端连接有压胎墙板234，该压胎墙板234的外壁与轮胎体相适应。

具体实施时，所述气缸角座232呈L字形，所述脱胎顶升气缸233与轮胎宽度调节气缸231分设于该气缸角座232的竖向部分的两侧，在所述气缸角座232的竖向部分与横向部分之间安装所述脱胎顶升气缸233。

所述第二升降组件24包括安装板241与至少两个第二升降气缸242，所述安装板241的底部连接有多根导向柱243，该导向柱243的下部插设于所述第一升降组件22开设的导向孔内，所述第二升降气缸242固定于所述第一升降组件22上，用于驱动所述安装板241升降，在所述安装板241上固设所述定心组件26与主轴组件25，且所述安装板241上开设有允许所述压胎爪组件23的上部通过的通孔。

所述主轴组件25包括固定于所述第二升降组件24上的轴承座251，所述轴承座251内设置有传动轴252，在该传动轴252的上端连接有接触头253，所述传动轴252的下端通过减速器254与驱动电机255相连接，且所述减速器254与驱动电机设置在所述第一升降组件22开设的容置腔内，在所述轴承座251的外壁上对称设有导向键256。

参见附图6与附图7，所述定心组件26包括驱动装置261以及设于所述主轴组件25左右两侧的两个第一定位块262与两个第二定位块263，所述第一定位块262与第二定位块263等高设置，所述驱动装置261的输出轴向右延伸并与连接板二264相连接，所述连接板二264的上侧通过两根连接条265分别与两个所述第一定位块262相连接，所述连接板二264的下侧通过两组齿条结构与所述第二定位块263相连接，当驱动装置261工作时，所述第一定位块262与第二定位块263背向运动。

所述齿条结构包括两个滑动支撑于所述第二升降组件24上的下齿条266，在该下齿条266右侧的上方设置有上齿条267，且所述下齿条266与上齿条267之间通过齿轮268传动，所述齿轮268通过轴承固定于定心架269上，在所述上齿条267的左端固定设置所述第二定位块263。

更进一步的优化方案是，所述定心架269罩设于所述上齿条267与齿轮268的上方，且该定心架269开设有与所述第一定位块263或第二定位块263相适应的滑槽。

本例中，为降低实现成本，便于后期维护，优选所述第一定位块262与第二定位块263的结构一致，具体的所述第一定位块262的截面呈反L字形，所述第二定位块263的截面呈L字形。

上述的定心组件26中驱动装置261工作时，所述第一定位块262与第二定位块263的运动方向相反，也即驱动装置261带动连接板二264向某一侧运动时，通过连接条265与连接板二264相连接的第一定位块262和连接板二264同向运动，下齿条266通过齿轮268驱动上齿条267向相反方向运动，位于上齿条267上的第二定位块263也就跟第一定位块262的运动方向相反，由于轮胎总成的轮毂中心孔被主轴组件25定位，因此通过四个定位块将轮胎内圈四个点胀紧。

如图8~图10所示，所述轮毂夹持机构4包括设于所述机架3顶部的支撑板41，在该支撑板41的中心螺纹连接的丝杆升降装置42，在该丝杆升降装置42四周的机架3上穿设有至少三根导柱二43，该导柱二43的上端与机架3顶接有支撑弹簧44，所述导柱二43的下端设置有固定板45，所述固定板45的底部中心设置有气动夹具组件46，在所述固定板45上还设置有三组脚轮组件47，且所述三组脚轮组件47位于以气动夹具组件46为圆心的同一圆周上；

从图8中还可以看出，所述丝杆升降装置42包括穿设于机架3中心的带有坐标尺的升降丝杆以及固定于升降丝杆顶部的调节手柄，通过调节手柄转动升降丝杆，可使得固定板45带动气动夹具组件46与脚轮组件47整体上升下降，从而满足不同轮胎总成厚度。

所述气动夹具组件46包括固定于所述固定板45中心的两个固定座461，该固定座461上安装有始终保持向下伸出状态的三轴气缸462，两个所述三轴气缸462的活塞杆通过活动头固定板463相连接，在该活动头固定板463的中心连接有压头464；

本例中，所述固定座461呈倒U字形结构，且在该倒U字形结构的两端形成连接面并与固定板45固定连接，在该倒U字形结构的中部凹陷处固定所述三轴气缸462，以将三轴气缸462的顶部完全包围，从而确保三轴气缸462在加工中的稳定性。

在具体实施时，由于压头464需要与轮毂的中心相接触，从而将轮毂股固定，因此，压头464为易损件，为便于压头464的更换和维护，优选所述压头464与活动头安装板463之间为活动连接；且为了避免损伤轮毂表面，所述压头464采用橡胶制成，当然压头464也可采用其余耐磨弹性材料。

从图9中还可以看出，所述脚轮组件47包括连接板一471，在该连接板一471的下方通过脚轮固定板472连接有两个脚轮支架473，所述脚轮支架473的下端转动连接有脚轮474。

而本实施例为了能够适应不同规格的轮胎轮毂，所述脚轮组件47还包括调节气缸475、镜头477与光源478，所述调节气缸475通过气缸连接板476与所述固定板45固定连接，所述连接板一471与所述调节气缸475的伸缩杆相连接；所述镜头477固设于所述连接板一471的上表面中心，所述光源478连接于所述镜头477正下方的脚轮固定板472的底部。所述镜头477与光源478组成视觉照相系统，用于检测轮胎总成谐波点的夹角是否在规定要求范围内。

轮毂夹持机构4在生产时先控制气动夹具组件46中三轴气缸462驱动压头464向下伸出一定距离，然后将轮胎总成下压至合适位置，直至压头464将轮毂夹紧固定，接着驱使整个轮胎总成转动，镜头477与光源478组成的视觉照相系统立即检测谐波点的夹角是否在规定要求范围内，当谐波点大于客户要求夹角时，将轮胎顶升至与脚轮组件47接触使得轮胎被压扁，即轮胎脱离轮辋，之后根据检测到的夹角大小量，通过主轴组件25控制驱动装置使轮毂、轮辋转动，直至匹配到正确的谐波点范围内，即完成轮胎总成的锥度点匹配。

采用本方案进行锥度点匹配的过程为：

首先，将轮胎总成置于工作平台1上，并将轮胎的中心孔大致对准所述主轴组件25；

其次，所述第二升降气缸242驱动主轴组件25上升，使得接触头253伸入轮胎总成的中心孔内；同时，定心组件26中的驱动装置261带动连接板二264向着外侧运动，第一定位块262与第二定位块263向相反方向运动，从而将轮胎内圈胀紧，完成轮胎总成的定心定位；

接着，第二升降气缸242驱动安装板241下沉一定距离后再上升，在此过程中，所述驱动装置261控制第一定位块262、第二定位块263回复初始位置；

然后，第一升降气缸222将上述的第二升降组件24、主轴组件25、定心组件26等结构以及定心后的轮胎总成向上顶升，同时气动夹具组件46中三轴气缸462驱动压头464向下伸出一定距离，直至接触头253与压头464相互配合的将轮辋轮毂夹紧固定；

之后，脱胎顶升气缸233将压胎墙板234向上顶升，使得压胎墙板234伸入轮胎体下侧边缘与轮辋之间，同时三组所述脚轮组件47中的脚轮474将轮胎体的上侧边缘下压，使轮胎体脱离轮辋；

再然后，根据视觉照相系统检测到的两个锥度点的夹角大小量，控制主轴组件25中的驱动电机255通过传统轴252带动轮辋旋转，致使两个锥度点匹配到正确的谐波点范围内；

最后，各结构回复原位，等待下一轮胎进行锥度点匹配时，重复上述步骤。

Claims (5)

1.一种轮胎锥度点匹配系统，其特征在于：包括操作平台（1），在该操作平台（1）的中心设置有定心机构（2），所述定心机构（2）包括底座（21），在该底座（21）的上方安装有第一升降组件（22），在所述第一升降组件（22）的左右两侧分别固定有一组压胎爪组件（23），且两组压胎爪组件（23）背向设置，在两组所述压胎爪组件（23）之间的第一升降组件（22）上设置有第二升降组件（24），在所述第二升降组件（24）的中心固设有主轴组件（25），在该主轴组件（25）周侧的第二升降组件（24）上固设有定心组件（26），所述压胎爪组件（23）的上部伸入主轴组件（25）两侧的定心组件（26）之间的间隙中；所述第一升降组件（22）包括中间座（221）与至少两个第一升降气缸（222），所述第一升降气缸（222）分别固定于所述中间座（221）两侧的底座（21）上，在所述中间座（221）开设有多个通孔，所述通孔内均通过直线轴承（223）装设有导柱一（224），所述导柱一（224）的上端连接有中间板（225），在所述中间板（225）上设置所述第二升降组件（24）；所述第二升降组件（24）包括安装板（241）与至少两个第二升降气缸（242），所述安装板（241）的底部连接有多根导向柱（243），该导向柱（243）的下部插设于所述第一升降组件（22）开设的导向孔内，所述第二升降气缸（242）固定于所述第一升降组件（22）上，用于驱动所述安装板（241）升降，在所述安装板（241）上固设所述定心组件（26）与主轴组件（25），且所述安装板（241）上开设有允许所述压胎爪组件（23）的上部通过的通孔；所述压胎爪组件（23）包括轮胎宽度调节气缸（231），该轮胎宽度调节气缸（231）朝向外侧设置，且其活塞杆与气缸角座（232）相连接，所述气缸角座（232）上安装有脱胎顶升气缸（233），所述脱胎顶升气缸（233）朝上设置，在该脱胎顶升气缸（233）活塞杆的上端连接有压胎墙板（234），该压胎墙板（234）的外壁与轮胎体相适应；

在所述操作平台（1）的上方罩设有机架（3），在所述机架（3）上设置有轮毂夹持机构（4），所述轮毂夹持机构（4）位于所述定心机构（2）的正上方；所述轮毂夹持机构（4）包括设于所述机架（3）顶部的支撑板（41），在该支撑板（41）的中心螺纹连接的丝杆升降装置（42），在该丝杆升降装置（42）四周的支撑板（41）上穿设有至少三根导柱二（43），该导柱二（43）的上端与支撑板（41）顶接有支撑弹簧（44），所述导柱二（43）的下端设置有固定板（45），所述固定板（45）的底部中心设置有气动夹具组件（46），在所述固定板（45）上还设置有至少三组脚轮组件（47），且所述至少三组脚轮组件（47）位于以气动夹具组件（46）为圆心的同一圆周上；

所述气动夹具组件（46）包括固定于所述固定板（45）中心的两个固定座（461），该固定座（461）上安装有始终保持向下伸出状态的三轴气缸（462），两个所述三轴气缸（462）的活塞杆通过活动头固定板（463）相连接，在该活动头固定板（463）的中心连接有压头（464）；

所述脚轮组件（47）包括连接板一（471），在该连接板一（471）的下方通过脚轮固定板（472）连接有至少一个脚轮支架（473），所述脚轮支架（473）的下端转动连接有脚轮（474）。

2.根据权利要求1所述的轮胎锥度点匹配系统，其特征在于：所述主轴组件（25）包括固定于所述第二升降组件（24）上的轴承座（251），所述轴承座（251）内设置有传动轴（252），在该传动轴（252）的上端连接有接触头（253），所述传动轴（252）的下端通过减速器（254）与驱动电机（255）相连接，且所述减速器（254）与驱动电机设置在所述第一升降组件（22）开设的容置腔内，在所述轴承座（251）的外壁上对称设有导向键（256）。

3.根据权利要求1所述的轮胎锥度点匹配系统，其特征在于：所述定心组件（26）包括驱动装置（261）以及设于所述主轴组件（25）左右两侧的两个第一定位块（262）与两个第二定位块（263），所述第一定位块（262）与第二定位块（263）等高设置，所述驱动装置（261）的输出轴向右延伸并与连接板二（264）相连接，所述连接板二（264）的上侧通过两根连接条（265）分别与两个所述第一定位块（262）相连接，所述连接板二（264）的下侧通过两组齿条结构与所述第二定位块（263）相连接，当驱动装置（261）工作时，所述第一定位块（262）与第二定位块（263）背向运动。

4.根据权利要求3所述的轮胎锥度点匹配系统，其特征在于：所述齿条结构包括两个滑动支撑于所述第二升降组件（24）上的下齿条（266），在该下齿条（266）右侧的上方设置有上齿条（267），且所述下齿条（266）与上齿条（267）之间通过齿轮（268）传动，所述齿轮（268）通过轴承固定于定心架（269）上，在所述上齿条（267）的左端固定设置所述第二定位块（263）。

5.根据权利要求1所述的轮胎锥度点匹配系统，其特征在于：所述脚轮组件（47）还包括调节气缸（475）、镜头（477）与光源（478），所述调节气缸（475）通过气缸连接板（476）与所述固定板（45）固定连接，所述连接板一（471）与所述调节气缸（475）的伸缩杆相连接；所述镜头（477）固设于所述连接板一（471）的上表面中心，所述光源（478）连接于所述镜头（477）正下方的脚轮固定板（472）的底部。