CN109775232A - 转塔换环充气机 - Google Patents

Abstract

本发明公开转塔换环充气机，包括：底座、气源、定中机构、移载机构、气液一体升降机构、上定中检测机构、转塔换环机构及PLC控制系统，其中，PLC控制系统其分别与输送机构、移载机构、定中机构及气液一体升降平台相连，所述PLC控制系统控制所述输送机构、移载机构、定中机构及气液一体升降平台的启动与关闭。本申请可实现充气环的自动更换，满足多款轮胎的充气需求。

Description

转塔换环充气机

技术领域

本发明涉及汽车装配领域，更具体地说，是一种适用于多款轮胎充气的转塔换环充气机。

背景技术

目前市面上现有的充气机，一般只有一个充气环，不能适用多款轮胎充气，当充气机需要对多款轮胎充气时，需要人工更换充气环，耗时、劳动强度大；同时，充气机在充气时，经常会出现轮胎充气压力不稳定及充气压力不高等问题，另外，目前市场上大部分充气机压力在3.2Bar，不能适应汽车轮胎充气要求(目标压力4.2Bar)；同时目前使用的轮胎充气机在汽车生产线上不能满足汽车主机厂要求的60JPH，即节拍要求小于等于12S；同时充气机还存在耗气量比较大的问题。

发明内容

由于现有技术存在着上述问题，本发明提出一种转塔换环充气机，实现多个充气环的自动更换，适用多款轮胎的充气需求，其能有效的解决现有技术中存在的问题。

本发明通过以下技术方案解决上述问题：

转塔换环充气机，包括：底座,其固定于地面上，所述底座包括输送机构底座及设于所述输送机构底座上方的转塔换环机构底座；气源，其设于所述底座外部，所述气源通过充气管路与充气环相连；输送机构，其设于所述输送机构底座上，所述输送机构包括进料输送机构及出料输送机构；所述输送机构通过辊筒输送轮胎；定中机构，其设于所述输送机构底座上并设于所述进料输送机构的中部，所述定中机构对轮胎定中处理；移载机构，其设于所述输送机构底座上并置于所述定中机构及气液一体升降平台的上方，所述移载机构将定中后的轮胎移载至气液一体升降平台并将充气后的轮胎移载至所述出料输送机构；气液一体升降机构，其设于所述输送机构底座上并置于所述进料输送机构的前方，充气轮胎置于所述气液一体升降机构上，所述气液一体升降机构带动所述充气轮胎上下移动；上定中检测机构，其设于所述转塔换环机构底座上并置于所述气液一体升降平台的上方，所述上定中检测机构与PLC控制系统相连，所述上定中检测机构检测所述轮胎中心孔位置及所述轮胎轮毂厚度，所述上定中检测机构将检测结果传送至所述PLC控制系统；转塔换环机构，其设于所述转塔换环机构底座上，所述转塔换环机构设于所述气液一体升降平台的正上方，所述转塔换环机构上设有多个充气环，所述转塔换环机构与一外部PLC控制系统相连，所述PLC控制系统控制所述转塔换环机构旋转更换充气环并控制所述充气环为轮胎充气；PLC控制系统，其分别与输送机构、移载机构、定中机构及气液一体升降平台相连，所述PLC控制系统控制所述输送机构、移载机构、定中机构及气液一体升降平台的启动与关闭。

进一步的，所述进料输送机构及出料输送机构分别包括：一输送机构主体；辊筒，其设于所述输送机构主体上；一电机，其设于所述输送机构主体上，所述电机与所述辊筒相连，所述电机驱动所述辊筒转动进而带动位于所述辊筒上的轮胎移动；光电检测开关，其对称的设于所述输送机构主体两侧，所述光电检测开关分别与所述PLC控制系统相连，所述光电检测开关对所述轮胎位置进行检测并将所述检测结果传送至所述PLC控制系统。

进一步的，所述定中机构的一端左右两侧分别对称的设有一光电检测开关，所述光电检测开关与所述PLC控制系统相连，所述光电检测开关对所述轮胎位置进行检测并将检测结果传送至所述PLC控制系统。

进一步的，所述移载机构包括移载机构主体、进料移载抱臂机构、驱动气缸、出料移栽抱臂机构，其中，所述进料移载抱臂机构及出料移载抱臂机构分别设于所述移载机构主体的两端，所述进料移载抱臂机构及所述出料移载抱臂机构分别与一所述驱动气缸相连，所述驱动气缸驱动所述进料移载抱臂机构及所述出料移载抱臂机构夹紧轮胎并带动所述进料移载抱臂机构及出料移载抱臂机构在移载机构主体上前后移动。

进一步的，所述气液一体升降机构包括：气液一体升降平台；油缸，其通过慢速管道、中速管道、快速管道与所述气液一体升降平台相连，四个气缸，其分别设于所述气液一体升降平台的下方，所述四个气缸同时驱动所述气液一体升降平台上升及下降。

进一步的，所述上定中检测机构包括：上定中检测机构主体，其上设有气缸磁性开关，充气环密封驱动气缸，其通过一固定支架固定于所述上定中检测机构主体两侧，所述充气环密封驱动气缸与一电磁阀相连，所述电磁阀与PLC控制系统相连；充气环密封组件，其与所述充气环密封驱动气缸相连，所述充气环密封驱动气缸驱动所述充气环密封组件对所述充气环密封；轮胎中心孔检测机构，其设于所述上定中检测机构主体的底部，所述轮胎中心孔检测机构与一气缸相连，所述气缸驱动所述轮胎中心孔检测机构上下移动，所述轮胎中心孔检测机构检测所述轮胎中心孔的位置并将所述检测结果传送至所述PLC控制系统；拉线编码器，其设于所述轮胎中心孔检测机构的底端，所述拉线编码器与所述PLC控制系统相连，所述拉线编码器检测所述轮毂的厚度并将检测结果传送至PLC控制系统。

进一步的，所述转塔换环机构包括：转塔换环机构主体；

六面体换环机构，其通过一旋转轴固定于所述转塔换环机构主体上，所述六面体换环机构的其中五个面上分别设于一充气环；驱动齿轮，其设于所述旋转轴上并设于所述六面体换环机构的一侧，所述驱动齿轮由伺服电机驱动带动所述旋转轴旋转；所述伺服电机与PLC控制系统相连。

进一步的，每一所述充气环上设有充气口，所述充气环的顶端设有充气罩，所述充气环与所述充气罩之间形成充气腔，气源通过所述充气口进入所述充气腔，所述充气罩内设有压力传感器，所述压力传感器检测所述充气罩内气压。

进一步的，所述充气管路包括充气回路和排气回路，所述充气回路及所述排气回路分别与所述充气罩相连，所述充气回路及排气回路上分别设于一电磁阀，所述电磁阀与所述PLC控制系统相连，所述PLC控制系统控制所述电磁阀打开及关闭时间，所述排气回路出口端设有消音器。

进一步的，所述PLC控制系统与一报警装置相连。

本申请公开的转塔换环充气机，其能实现多个充气环的自动旋转更换，满足多款轮胎的充气需求，其充气压力误差值为正负0.1Bar,同时，本转塔换环充气机可以满足汽车主机厂要求的60JPH，即节拍要求小于等于12S，，充气机的能耗低。

附图说明

图1为本申请的转塔换环充气机的结构示意图；

图2为本申请的转塔换环充气机的另一结构示意图；

图3为本申请的转塔换环充气机的进料输送机构及定中机构的结构示意图；

图4为本申请的转塔换环充气机的出料输送机构的结构示意图；

图5为本申请的转塔换环充气机的移栽机构的结构示意图；

图6为本申请的转塔换环充气机的气液一体升降机构的结构示意图；

图7为本申请的转塔换环充气机的上定中检测机构的结构示意图；

图8为本申请的转塔换环充气机的上定中检测机构的另一结构示意图；

图9为本申请的转塔换环充气机的转塔换环机构的结构示意图；

图10为本申请的转塔换环充气机的转塔换环机构的另一结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，详细描述本发明。

如图1、图2所示，图1为本申请的转塔换环充气机的结构示意图，图2为本申请的转塔换环充气机的另一结构示意图。参照图1、图2所示，本申请公开一种转塔换环充气机，其最大充气压力值为4.2Bar,其包括底座1、气源2、输送机构3、定中机构4、移栽机构5、气液一体升降机构6、上定中检测机构7、转塔换环机构8及一PLC控制系统，其中,PLC控制系统内预设有轮胎信息，PLC控制系统分别与输送机构3、定中机构4、移栽机构5、气液一体升降机构6、上定中检测机构7及转塔换环机构8相连。

底座1固定于地面上，底座1包括输送机构底座101及设于输送机构底座101上的转塔换环机构底座102，气源2设于底座1外部，气源2通过充气管路与充气环相连，在本实施例中，气源2设于一储气罐中。

输送机构3设于输送机构底座101上，输送机构3包括进料输送机构301及出料输送机构302，如图3、图4所示，其中，进料输送机构301及出料输送机构302分别包括一输送机构主体、设于输送机构主体上的辊筒、电机及光电检测开关，电机与辊筒相连，电机驱动辊筒转动进而带动辊筒上的轮胎移动，光电检测开关对称的设于输送机构主体的两侧，光电检测开关分别与PLC控制系统相连，光电检测开关对轮胎位置进行检测并将检测结果传送至PLC控制系统。

如图3所示，定中机构4设于进料输送机构301中部，定中机构4对移动至其上的轮胎定中处理，定中机构一端的左右两侧分别对称的设有一光电检测开关401，光电检测开关401与PLC控制系统相连，光电检测开关401对轮胎位置进行检测并将检测结果传送至PLC控制系统，当光电检测开关401检测到定中机构上有轮胎时，PLC控制系统控制定中机构对轮胎进行定中处理。

移栽机构5设于输送机构底座101上并置于定中机构4及气液一体升降平台的上方，移栽机构5将定中后的轮胎移栽至气液一体升降平台，并将充气后的轮胎移栽至出料输送机构302。如图5所示，移栽机构5包括移栽机构主体501、进料移栽抱臂机构502、驱动气缸504、出料移栽抱臂机构503，其中，进料移栽抱臂机构502及出料移栽抱臂机构503分别设于移栽机构主体501的两端，进料移栽抱臂机构502及出料移栽抱臂机构503分别与一驱动气缸504相连，驱动气缸504驱动进料移栽抱臂机构502及出料移栽抱臂机构503夹紧轮胎并带动进料移栽抱臂机构502及出料移栽抱臂机构503在移栽机构主体501上前后移动。

气液一体升降机构6设于输送机构底座101上并置于进料输送机构301的前方，移栽机构5将定中后的轮胎移栽至气液一体升降机构6，气液一体升降机构6带动轮胎上下移动。如图6所示，气液一体升降机构6包括气液一体升降平台601、油缸602及四个气缸603，其中，油缸602通过慢速管道、中速管道及快速管道与气液一体升降平601台相连，四个气缸603设于气液一体升降平台601的下方，四个气缸同时驱动气液一体升降平台601上升及下降，油缸602通过慢速管道、中速管道及快速管道3个管道的通断组合来确定升降平台的工作速度，当充气环定位时，慢速管道、中速管道及快速管道打开；充气机开始充气时，只有慢速管道打开；轮胎保压时，慢速管道、中速管道及快速管道均打开，充气完成后，慢速管道、中速管道及快速管道全部打开，充气平台回到原点。气液一体升降平台601的动力由四个气缸提供，气液一体升降平台的调速及定位由油缸决定。

上定中检测机构7其设于转塔换环机构底座102上并置于气液一体升降平台601的上方，上定中检测机构7与PLC控制系统相连，上定中检测机构7检测轮胎中心孔位置及轮胎轮毂厚度，并将检测结果传送至PLC控制系统，如图7、图8所示，上定中检测机构7包括上定中检测机构主体701、充气环密封驱动气缸705、充气环密封组件702、轮胎中心孔检测机构703及拉线编码器704，其中，上定中检测机构主体701上设有气缸磁性开关，充气环密封驱动气缸705通过一固定支架固定于上定中检测机构主体701两侧，充气环密封驱动气缸705与电磁阀相连，电磁阀与PLC控制系统相连；充气环密封组件702与充气环密封驱动气缸705相连并由充气环密封驱动气缸驱动705对充气环密封；轮胎中心孔检测机构703设于上定中检测机构主体701的底部，轮胎中心孔检测机构703与一气缸相连，气缸驱动轮胎中心孔检测机构上下移动对轮胎进行检测，轮胎中心孔检测机构703将检测到的轮胎中心孔的位置传送至PLC控制系统；拉线编码器704设于轮胎中心孔检测机构703的底端，拉线编码器704对轮胎轮毂的厚度进行检测并将检测结果传送至PLC控制系统。

转塔换环机构8设于转塔换环机构底座102上并置于气液一体升降平台601的正上方，在本实施例中，转塔换环机构8上设有5个充气环，转塔换环机构8与PLC控制系统相连，PLC控制系统控制转塔换环机构8旋转更换充气环并控制充气环为轮胎充气，转塔换环机构8包括转塔转换机构主体801、六面体换环机构802及驱动齿轮803，其中，六面体换环机构802通过一旋转轴固定于转塔换环机构主体801上，5个充气环分别设于六面体换环机构802的其中5个面上，六面体换环机构802的另一个面为维修窗口，每一充气环上分别设有一充气口，充气环的顶端设有充气罩，充气环与充气罩之间形成充气腔，气源通过充气口进入充气腔，同时，充气罩内设有压力传感器，压力传感器检测充气罩内气压，驱动齿轮803与一伺服电机804相连，伺服电机804通过驱动驱动齿轮803旋转进而带动六面体换环机构802旋转，六面体换环机构802旋转角度通过伺服电机804尾部设置的一编码器控制。

充气管路包括充气回路与排气回路，充气回路及排气回路分别与充气罩相连，充气回路及排气回路上分别设有一电磁阀，电磁阀与PLC控制系统相连，PLC控制系统控制电磁阀打开及关闭时间，同时，排气回路的出口端还设有消音器，当充气完成时，排气回路打开，充气罩内残留的气体通过排气回路排出，消音器降低了排气时的噪音。

PLC控制系统与一报警装置相连，当转塔换环充气机检测到轮胎轮毂等数据与PLC系统中数据不对应时PLC控制系统会发送一报警信号至报警装置。

本发明工作原理：

首先，通过人工输入轮胎信息或通过上位机传输轮胎信息至PLC控制系统，PLC控制系统根据轮胎信息控制转塔换环机构8切换至对应的充气环并设定轮胎充气的目标压力值，然后进料输送机构301移动置于其上的待充气轮胎向前移动，当轮胎脱离进料输送机构301同时定中机构4上的光电检测开关检测到轮胎后，定中机构4对轮胎进行定中处理以保证移栽至气液一体升降平台601上的轮胎的中心孔与充气环同心，防止充气罩在下降充气的过程中损坏轮毂，定中后的轮胎由进料移栽抱臂机构502移栽至气液一体升降平台601，气液一体升降平台601带动轮胎上升至充气高度，上定中检测机构7下降对轮胎中心孔位置进行检测，同时，上定中检测机构7还对轮胎轮毂厚度进行检测并将检测结构传送至PLC控制系统，以便确认轮毂厚度与PLC控制系统中轮毂厚度是否一致，PLC控制系统确认轮胎中心孔位置及轮毂信息后，充气环下压轮胎的胎侧，轮胎上唇口便被压离轮辋，PLC控制充气回路上的电磁阀打开对轮胎进行充气，气源通过充气口进入充气腔内，气源从轮辋与轮胎的间隙进入轮胎内，轮胎因气体的充入从而迅速膨胀，充入的气体先把轮胎下唇口密封。

充气过程中，为了解决轮胎内有效体积变小的问题，充气目标压力值比实际胎压高1bar～2bar气压。当压力传感器检测到轮胎内压力值达到设定压力值后，气液一体升降平台带动轮胎下降至保压高度，充气罩位置锁定，压力传感器检测轮胎轮胎内的压力值，当完成检测后，气液一体升降平台下降，轮胎内的气压推动上唇口上升密封轮胎。完成充气的轮胎由出料移栽抱臂机构进入出料输送机构302。

应理解，这些实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.转塔换环充气机，其特征在于，包括：

底座,其固定于地面上，所述底座包括输送机构底座及设于所述输送机构底座上方的转塔换环机构底座；

气源，其设于所述底座外部，所述气源通过充气管路与充气环相连；

输送机构，其设于所述输送机构底座上，所述输送机构包括进料输送机构及出料输送机构；所述输送机构通过辊筒输送轮胎；

定中机构，其设于所述输送机构底座上并设于所述进料输送机构的中部，所述定中机构对轮胎定中处理；

移载机构，其设于所述输送机构底座上并置于所述定中机构及气液一体升降平台的上方，所述移载机构将定中后的轮胎移载至气液一体升降平台并将充气后的轮胎移载至所述出料输送机构；

气液一体升降机构，其设于所述输送机构底座上并置于所述进料输送机构的前方，充气轮胎置于所述气液一体升降机构上，所述气液一体升降机构带动所述充气轮胎上下移动；

上定中检测机构，其设于所述转塔换环机构底座上并置于所述气液一体升降平台的上方，所述上定中检测机构与PLC控制系统相连，所述上定中检测机构检测所述轮胎中心孔位置及所述轮胎轮毂厚度，所述上定中检测机构将检测结果传送至所述PLC控制系统；

转塔换环机构，其设于所述转塔换环机构底座上，所述转塔换环机构设于所述气液一体升降平台的正上方，所述转塔换环机构上设有多个充气环，所述转塔换环机构与一外部PLC控制系统相连，所述PLC控制系统控制所述转塔换环机构旋转更换充气环并控制所述充气环为轮胎充气；

PLC控制系统，其分别与输送机构、移载机构、定中机构及气液一体升降平台相连，所述PLC控制系统控制所述输送机构、移载机构、定中机构及气液一体升降平台的启动与关闭。

2.根据权利要求1所述的转塔换环充气机，其特征在于，所述进料输送机构及出料输送机构分别包括：

一输送机构主体；

辊筒，其设于所述输送机构主体上；

一电机，其设于所述输送机构主体上，所述电机与所述辊筒相连，所述电机驱动所述辊筒转动进而带动位于所述辊筒上的轮胎移动；

光电检测开关，其对称的设于所述输送机构主体两侧，所述光电检测开关分别与所述PLC控制系统相连，所述光电检测开关对所述轮胎位置进行检测并将所述检测结果传送至所述PLC控制系统。

3.根据权利要求1所述的转塔换环充气机，其特征在于，所述定中机构的一端左右两侧分别对称的设有一光电检测开关，所述光电检测开关与所述PLC控制系统相连，所述光电检测开关对所述轮胎位置进行检测并将检测结果传送至所述PLC控制系统。

4.根据权利要求1所述的转塔换环充气机，其特征在于，所述移载机构包括移载机构主体、进料移载抱臂机构、驱动气缸、出料移栽抱臂机构，其中，所述进料移载抱臂机构及出料移载抱臂机构分别设于所述移载机构主体的两端，所述进料移载抱臂机构及所述出料移载抱臂机构分别与一所述驱动气缸相连，所述驱动气缸驱动所述进料移载抱臂机构及所述出料移载抱臂机构夹紧轮胎并带动所述进料移载抱臂机构及出料移载抱臂机构在移载机构主体上前后移动。

5.根据权利要求1所述的转塔换环充气机，其特征在于，所述气液一体升降机构包括：

气液一体升降平台；

油缸，其通过慢速管道、中速管道、快速管道与所述气液一体升降平台相连，

四个气缸，其分别设于所述气液一体升降平台的下方，所述四个气缸同时驱动所述气液一体升降平台上升及下降。

6.根据权利要求1所述的转塔换环充气机，其特征在于，所述上定中检测机构包括：

上定中检测机构主体，其上设有气缸磁性开关；

充气环密封驱动气缸，其通过一固定支架固定于所述上定中检测机构主体两侧，所述充气环密封驱动气缸与一电磁阀相连，所述电磁阀与PLC控制系统相连；

充气环密封组件，其与所述充气环密封驱动气缸相连，所述充气环密封驱动气缸驱动所述充气环密封组件对所述充气环密封；

轮胎中心孔检测机构，其设于所述上定中检测机构主体的底部，所述轮胎中心孔检测机构与一气缸相连，所述气缸驱动所述轮胎中心孔检测机构上下移动，所述轮胎中心孔检测机构检测所述轮胎中心孔的位置并将所述检测结果传送至所述PLC控制系统；

拉线编码器，其设于所述轮胎中心孔检测机构的底端，所述拉线编码器与所述PLC控制系统相连，所述拉线编码器检测所述轮毂的厚度并将检测结果传送至PLC控制系统。

7.根据权利要求1所述的转塔换环充气机，其特征在于，所述转塔换环机构包括：

转塔换环机构主体；

六面体换环机构，其通过一旋转轴固定于所述转塔换环机构主体上，所述六面体换环机构的其中五个面上分别设于一充气环；

驱动齿轮，其设于所述旋转轴上并设于所述六面体换环机构的一侧，所述驱动齿轮由伺服电机驱动带动所述旋转轴旋转；所述伺服电机与PLC控制系统相连。

8.根据权利要求7所述的转塔换环充气机，其特征在于，每一所述充气环上设有充气口，所述充气环的顶端设有充气罩，所述充气环与所述充气罩之间形成充气腔，气源通过所述充气口进入所述充气腔，所述充气罩内设有压力传感器，所述压力传感器检测所述充气罩内气压。

9.根据权利要求1所述的转塔换环充气机，其特征在于，所述充气管路包括充气回路和排气回路，所述充气回路及所述排气回路分别与所述充气罩相连，所述充气回路及排气回路上分别设于一电磁阀，所述电磁阀与所述PLC控制系统相连，所述PLC控制系统控制所述电磁阀打开及关闭时间，所述排气回路出口端设有消音器。

10.根据权利要求1所述的转塔换环充气机，其特征在于，所述PLC控制系统与一报警装置相连。