CN110958935A - 用于制造非硫化橡胶的多批次的方法和系统 - Google Patents

用于制造非硫化橡胶的多批次的方法和系统 Download PDF

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Abstract

在轮胎生产领域中，本发明涉及用于在未硫化橡胶在橡胶混合器中混合之前制造未硫化橡胶批次的方法和系统，包括选择用于在混合器中混合的至少一个批次，其中每一个批次对应于橡胶包(AI，BI，CI)的选择，每一个橡胶包对应于具有预定特性的橡胶性质(A，B，C)，以便获得与预定比例相对应的比例，和目标重量，以获得(a)批次的所需重量与(b)包(AI，BI，CI)的重量和块(AIJ，BIJ，CIJ)的重量的和之间的差值。

Description

用于制造非硫化橡胶的多批次的方法和系统
技术领域
所公开的发明总体上涉及橡胶混合物和由橡胶混合物制成的车辆轮胎的生产。更具体地，所公开的发明涉及通过在将橡胶进料至混合器之前对橡胶进行切割和称重，来获得橡胶混合物的生产效率。
背景技术
在轮胎的制造中，可以从多种橡胶混合物中选择一种橡胶混合物，每种橡胶混合物具有以不同量混合并且源自多种橡胶混合物配方的不同成分。这些配方要求以预定的质量比例(也称为“剂量”)混合多个批次的非硫化的橡胶(天然或合成)。每一个批次均包括一种或几种类型的橡胶，这些橡胶在混合后可赋予轮胎所需的性能。
通常以预定重量和体积的橡胶包的形式提供每种橡胶类型。必须称重每一个橡胶包，以遵守配方确定的重量。为了进行这种称重，将包朝具有至少一个刀片的裁切机输送。裁切机将包切成小块，将其作为一个橡胶批次进料至混合器。
对于相同种类和等级的弹性体，该弹性体的性能可能因供应商的不同而变化，甚至对于同一供应商而言，某一份与另一份也可能不同。为了获得尽可能均匀的性能，本公开内容解释了对于相同种类和相同等级的弹性体，如何使用可以来自不同供应商的不同批次来构成一个批次。另一个优点是轮胎制造商不需要依靠单一的橡胶来源(即单个供应商或来自主要供应商的单次供应)来实现其生产目标。
由于每一个批次均以预定比例引入到橡胶混合器中，因此需要精确的计量方案，同时保持橡胶各种性能的完整性。
发明内容
本发明提供了一种用于在未硫化橡胶在橡胶混合器中混合之前制造未硫化橡胶的多个批次的方法，包括选择用于在混合器中混合的至少一个批次，其中每一个批次对应于橡胶包的选择，每一个橡胶包对应于具有预定特性的橡胶性质。
根据本发明的一个实施方案，所述方法包括以下步骤：设置包供应站，在所述包供应站中根据对应的橡胶性质提供未硫化的橡胶包。所述方法还包括以下步骤：按照性质以及与在包供应站处所选择的批次相对应的预定比例，来选择未硫化的橡胶包；以及设置切割站，所述切割站用于将至少一个包切割成块。所述方法还包括以下步骤：设置输送系统，所述输送系统向所述切割站进料，并且将橡胶包和橡胶块传递到至少一个混合器；对包和块进行称重，以便获得包的重量和块的重量的和；将获得的和与批次的所需重量进行比较，其中通过混合不同种类和不同等级的弹性体来产生批次；以及以与预定比例相对应的比例获得目标重量，以实现所获得的和与批次的所需重量之间的差值。
在一个实施方案中，以与预定比例相对应的比例获得目标重量，以达到所获得的和与批次的所需重量之间的差值的步骤进一步包括以下步骤：提供预定橡胶性质和预定比例的参考橡胶包，该预定比例对应于在包供应站处选择的批次，所述供应的参考橡胶包具有预定的重量和在端部和相对的端部之间的预定长度；以及确定为获得批次的所需重量所需要的所述参考橡胶包的切割长度和切割位置。
在一个实施方案中，确定切割长度和切割位置的步骤包括以下步骤：调节参考橡胶包的位置，直到相对的端部接触执行在切割位置处切割参考橡胶包的步骤的刀片的侧面；对参考橡胶包进行称重；使用参考橡胶包的重量(其为预定重量或通过对参考橡胶包进行称重而获得的重量)，来计算学习切割的切割长度和切割位置；在学习切割的切割位置处切割参考橡胶包；以及对通过在切割位置处切割参考橡胶包获得的第一块进行称重，以获得块的实际重量。
在一个实施方案中，调节参考橡胶包的位置的步骤由与橡胶包的端部接触的线性致动器执行。
在一个实施方案中，所述方法还包括以下步骤：使用从第一块获得的重量和长度以及补充块的目标重量，计算相继切割的切割长度和切割位置；在相继切割的切割位置处切割参考橡胶包；以及对通过在相继切割的切割位置处切割参考橡胶包而获得的补充块进行称量，以获得补充块的实际重量。
在一个实施方案中，所述方法进一步包括以下步骤：使用从补充块获得的重量和长度以及最终块的目标重量，计算最终切割的切割长度和切割位置；在切割位置处切割参考橡胶包；以及对通过在切割位置处切割参考橡胶包而获得的最终件进行称量，以获得在补充切割后剩余的最终件的实际重量。
在一个实施方案中，反复执行确定切割长度和切割位置的步骤，直到包的重量，块的重量以及从参考橡胶包获得的块的重量的和以与预定比例相对应的比例等于该批次的所需重量。
在一个实施方案中，所述方法还包括以下步骤：根据由批次的所需重量与a)包的重量或(b)包的重量和块的重量的和之间的等价关系确定的序列，来在供应站、切割站和混合器之间传递包和块。
在一个实施方案中，所述方法进一步包括以下步骤：设置称重站，所述称重站用于对包和块进行称重；以及设置存储站，所述存储站用于在批次产生的相继周期之间保持块。
在一个实施方案中，输送系统包括：用于给切割站进料的进料带；以及输送带，所述输送带运送包和块，以便给用于进行批次生产的混合器进料。所述输送带包括至少一个秤。
在一个实施方案中，所述方法进一步包括以下步骤：对块进行称量，以获得包的重量和块的重量的和。
在一个实施方案中，所述方法进一步包括以下步骤：存储所述块以进行下一个批次产生周期，其中将所存储的块的累积重量与下一个批次的所需重量进行比较。
在一个实施方案中，所述方法进一步包括编写用于所述输送系统的序列，使得可以从多个序列中选择预定的序列。
在一个实施方案中，所述方法进一步包括在橡胶混合器中混合批次。
本发明还提供了一种用于在未硫化橡胶在橡胶混合器中混合之前制造未硫化橡胶批次的系统，包括选择用于在混合器中混合的至少一个批次，其中每一个批次对应于橡胶包的选择，每一个橡胶包对应于具有预定特性的橡胶性质。所述系统包括包供应站，在所述包供应站中根据对应的橡胶性质提供未硫化的橡胶包。所述系统还包括：切割站，所述切割站将至少一个包切割成块；以及称重站，所述称重站用于对包和从中去掉的块进行称重。所述系统进一步包括输送系统，所述输送系统将包和橡胶块传递到至少一个混合器并且根据通过使包的重量和块的重量的和与批次的所需重量以与预定比例相对应的比例相等而确定的序列，来在供应站、切割站和混合器之间输送包和块。
在一个实施方案中，所述系统进一步包括至少一个线性致动器，所述线性致动器调节预定橡胶性质的参考橡胶包的位置以及与在包供应站处选择的批次相对应的比例，直到相对端部接触执行在学习切割的切割位置处切割参考橡胶包的步骤的刀片的侧面；所供应的参考橡胶包在一个端部和相对端部之间具有预定的重量和预定的长度。
在一个实施方案中，所述刀片设置在所述切割站处，以执行确定参考橡胶包的切割长度和切割位置的步骤，以实现包的重量和块的重量的和与批次的所需重量之间的差值。
在一个实施方案中，所述系统重复地执行确定切割长度和切割位置的步骤，直到包的重量、块的重量和从参考橡胶包获得的块的重量的总和以对应于预定比例的比例等于该批次的所需重量。
在一个实施方案中，输送系统包括：用于给切割站进料的进料带；以及输送带，所述输送带运送包和块，以便给用于进行批次生产的混合器进料。所述输送带包括至少一个秤。
在一个实施方案中，所述系统进一步包括至少一个用于混合批次的橡胶混合器。
本发明还提出一种用于制造轮胎的组件，该组件包括所公开的系统。
根据以下详细描述，本文公开的发明的其他方面将变得显而易见。
附图说明
通过阅读下面的详细说明并且结合附图，本发明的性质和各种优点将变得更加清楚，在附图中相似的附图标记指代类似的元件，并且在附图中：
图1是根据本发明的用于切割橡胶的系统的实施方案的示意图。
图2至图15示出了在批次产生周期期间的剂量序列过程中的图1的系统。
图16是根据本发明的用于切割橡胶的系统的另一个实施方案的示意图。
图17至图19示出了在批次产生周期期间的剂量序列过程中的图16的系统。
图20至图24表示本发明的另一个实施方案。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的实施方案，在附图中示出了本发明的实施方案的一个或多个示例。作为所描述的发明的解释而非限制来提供每一个示例。本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可以在本发明中应用各种修改和变型。
现在参考附图，在附图中相同的数字表示相同的元件，图1至图15示出了用于产生要混合的多个批次的橡胶的系统10的示例。每一个批次对应于一个或多个橡胶包的选择，橡胶包可以按类型(例如，BR、SBR、IR...)和等级分类。不同类型和不同等级具有不同的性能，但是对于相同的种类和等级，其性能也可能根据同一供应商的批次而有所不同。
可以想到，系统10允许生产具有各种性能的橡胶混合物，所述各种性能由所要生产的轮胎的性能要求决定。如本文中所用，术语“轮胎”包括但不限于用于轻型车辆、乘用车、商用车(包括重型车辆)、休闲车辆(包括但不限于自行车、摩托车、ATV等)、农用车辆、军用车辆、工业车辆、采矿车辆和建筑装备的轮胎。还可以想到，本发明制造的产品包括完整的和部分的轮胎胎面，例如在已知的翻新过程中使用的那些胎面。
参照图1，在将多个批次的橡胶传递到具有预定填充体积的腔室的混合器以接收和混合批次之前，系统10产生选定的橡胶批次。混合器(未示出)从已知的品种选出。
通过混合不同类型和等级的弹性体来产生批次。每一种类型和等级均表示其性能已知的弹性体。但是，一个类型和等级可能包括具有不同性能的批(例如，不同的生产日期，不同的供应商交货日期等)。为了保证产品的均质性，每一个批次均包括来自不同供应商的不同类型和等级的橡胶，或来自同一供应商的不同批。在说明书的其余部分中，相同供应商或不同供应商的弹性体的各种类型、等级、种类、批和批次将用术语弹性体的“性质”表示。
如在图1和图2中可以看到的，系统10包括供应站12，在该供应站12中，橡胶包AI、BI、CI(其中“I”从1到N变化)从性质A、B、C中选择并且放置在进料带14上。供应站12可以包括用于在产生批次之前接收和存储包的位置。如图所示和所述，从三个不同的性质中选择三个包，以在批次产生周期中产生批次。但是，应当理解，在批次产生周期中可以选择任何数量的包。也可以接受(根据前面的描述)，并且根据当前配方的要求，对于所选择的N个包，可以使用不同类型和等级，但也可以使用来自不同供应商或批的相同类型和相同等级的包。
再次参考图1，设置有切割站16，其包括至少一个切割刀片18，切割刀片18用于将至少一个包切割成预定重量的块。刀片18可以包括一个或更多个刀片，刀片布置在用于切割包状橡胶的已知机器上。这些机器适用于处理所有天然橡胶和合成橡胶，包括以特定重量预先包装的天然橡胶和合成橡胶(例如33.3kg包)。至少一条输送带19运送包和块，以进料给刀片18并且输送块以产生批次。
系统10还具有称重站20，该称重站20包括至少一个秤，秤用于称重包AI、BI、CI和从包AI、BI、CI中去除的块。在此过程中，称量是在将批次传递到橡胶混合器之前进行的。为了给称重站20供料，输送带22设置有至少一个秤，如本领域中已知的那样。尽管仅示出了一条输送带22，但是可以根据要生产的批次的数量和类型使用多条输送带。
分配往复装置24布置在供应站12与切割站16之间以运输包AI、BI、CI。分配往复装置24包括至少两个输送带24a、24b，所述输送带24a、24b使得可以将包AI、BI、CI从进料带14输送到刀片18或称重站20。分配往复装置24在输送带24a从进料带14接收包的位置(见图2)与输送带24a将包输送到刀片18的位置(见图3)之间往复运动。在输送带24a将包输送到刀片18的位置中，输送带24b接收额外的包A'、B'、C'，以通过输送带26直接传送到称重站20，从而绕过刀片18(参见图4和图5)。输送序列由所要求的批次重量与(a)所检测到的包的重量或(b)所检测到的包的重量与所检测到的块的重量之和之间的等价关系确定。
系统10还包括存储站28，存储站28包括输送带26以及输送带与称重站20之间的传送往复装置30。传送往复装置30包括至少两个带30a、30b，带30a、30b在切割站与存储站28和称重站20中的至少一个之间选择性地传送包AI、BI、CI(由刀片18切割)的块。在一个位置中，传送往复装置30布置在输送带26附近，使得带30a、30b接收包A2、B2、C2(见图4)并且将这些包直接输送至称重站20(见图5)。在另一个位置中，传送往复装置30布置成靠近输送带19，使得至少一个带30a或30b接收由刀片18从包AI、BI、CI切下的块(见图6)。
在另一个位置中，传送往复装置30布置成使带30a将某些块传递到输送带22，而带30b将其余的块传递到输送带26(见图7和图8)。输送带26存储块，直到下一个批次生产周期的开始。输送和存储序列由所要求的批次重量与所检测到的包的重量与所检测到的块的重量之和之间的等价关系确定。可以理解的是，可以切割任意数量的块AIJ、BIJ、CIJ(其中“J”为从1到N变化)，以产生具有所需重量的批次。
现在参考附图以描述由系统10执行的剂量过程。如本文中所使用的，“批次”是指一个批次生产周期所要求的量，并且可以包括一种或几种类型的橡胶以进行混合。对于选定的混合物，根据配方提供几种类型的弹性体。剂量通常以指定的频率(例如，约3分钟)下的千克为单位。在该示例中，在一个批次中使用了三种特性，对于相同类型和等级，分配可以在该类型和等级的所需重量的20％至45％之间。在给定的周期时间内，根据配方的规格检查不同性质的重量以及批次的重量。在一些实施方案中，周期时间小于或等于250cm。所有附图仅作为示例提供，并且不将本发明限制为特定值。
在图1中，剂量过程开始。选择需要混合三种不同类型的橡胶的批次。例如，所选择的批次具有150kg的所需重量，然而，应理解，所需重量可以是任何重量。
在供应站12处，从相应的橡胶性质A、B、C中选择三个包AI、BI、CI。每一个包AI、BI、CI具有接近33kg的预定重量。使用重量大约已知的包可以避免称量各个包的时间。因此，虽然最终批次例如必须在一个批次中包括三种性质，但对于相同的类型和相同的等级，分配可以在该等级和类型的所需重量的20％至45％之间。
包AI、BI、CI由操作员(如图所示)供给或自动地供给至进料带14。能够以与所选择的批次相对应的任何顺序(ABC、ACB、BAC、BCA、CAB、CBA)供应包。可以设定系统来确保每一个包的位置和定位的可再现性。因此，在每一个批次生产周期中，都遵守切割和称重的准确性。希望切割包的比预期更大的块。以这种方式，该批次的超出重量可以在传递到橡胶混合器之前被存储在存储站28中。该剩余部分将用于下一个批次。
进一步参考图2至图5，进料带14将包AI、BI、CI输送到输送带24a。进料带14装载有第二组包A2、B2、C2，并且分配往复装置使输送带24a与输送带19对准。输送带24b易于接收包A2、B2、C2，并且将它们直接输送至输送带26。传送往复装置30位于输送带26的下游。传送往复装置30将包A2、B2、C2传送到称重站20和输送带22。输送带24b同时接收第三组包A3、B3、C3，进料带14装载有第四组包A4、B4、C4(直到一组包AI、BI、CI为止)。
再次参考图5，并且进一步参考图6至图8，称重站20检测包A2、B2、C2的累积重量，并将检测到的包的重量与所需的批次重量(即，150kg)进行比较。由于包的累计重量约为99.2kg(其小于批次所需的重量)，因此必须以相同的份额获得差值(约50.8kg)。在称重之后，输送带22将包A2、B2、C2运送到存储包的区域，直到获得期望的批次重量。可以在称重站20的下游布置控制带(未示出)。控制带不仅在传递到橡胶混合器之前验证批次的重量(这些批次包括包和包的块)，而且还存储块直到产生完整的批次。
为了获得差值，输送带24a将包A1输送到输送带19，以便将包供料至切割刀片18，并将块运送到称重站20。包A1在刀片18下方前进，刀片18将包相继地切割成一个或更多个块A11、A12、A13。输送带19输送块A11、A12、A13至传送往复装置30，并且将块分配在输送带30a、30b之间。每一个输送带上的块的数量取决于块A11、A12、A13的累计重量以及所检测到的包A2、B2、C2的重量与批次的所需的重量之间的重量差值。
输送带30a将块A11、A12、A13运送到称重站20，同时输送带30b将块A13运送到输送带26。输送带26存储块A13，直到随后的块B1、C1到达。
再次参考图8，进一步参考图9和图10，传送往复装置30使输送带30b与输送带19对准，同时刀片18将包B1切割成块B11、B12。带30b接收块B11、B12，并且将块B11输送到带30a。传送往复装置30将输送带30a与输送带22对准，以将块B11输送到称重站20。传送往复装置30同时将输送带30b与输送带26对准以传递块B12。输送带26存储块B12，直到包C1的块随后到达。
进一步参考图11，称重站20检测到块A11、A12和B11的累积重量约为32.1kg。称重站20可以包括比较器，该比较器接收所检测的包A1、B1、C1的重量与所检测的块A11、A12和B11的重量的和。然后将这该和(131.3kg)与批次的所需重量(即150kg)进行比较。如果批次的所需重量超过该和，则用包C1获得差值。
再次参照图11并且进一步参照图12，在切割站16处，刀片18将包C1切割成块C11、C12。输送带19将这些块输送到传送往复装置30。输送带30b接收块C11、C12，并且将块C11输送到输送带30a。传送往复装置30将带30a与输送带22对准，以将块C11输送到称重站20。传送往复装置30同时对准带30b和输送带26。带30b将块C12与块A13、B12一起存储，直到产生下一批次为止。
进一步参考图13和图14，称重站20检测到块A11、A12、B11和C11的累积重量约为52.4kg。因此，获得了包A2、B2、C2的检测重量与包块A11、A12、B11和C11的检测重量的和，并且包A2、B2、C2的检测重量与包块A11、A12、B11和C11的检测重量的和与所需的批次重量(即150kg)进行比较。在该示例中，检测重量的和约为151.6kg，其大于批次的所需重量。
在称重站20或控制站，通过从块A11、A12、B11和C11中的一个切下一小块来消除超出的重量。因此，块A12被分成两个块A121、A122，其中块A122精确地切割成重约1.6kg。块A122的切割是手动或者自动完成的。块A122传递到带30a以被存储，直到随后的批次产生周期。然后，检测重量的和变为150kg，其等于批次所需的重量。块A11、A12、A121、B11、C11与包A2、B2、C2组装在一起，以在进入混合器之前确保正确的批次重量和每种橡胶类型的合适的重量比例。
尽管称重显示为在称重站20进行，但是切割一种橡胶类型的包可以与称重另一种橡胶类型的包或块同时进行。还可以想到，可以在称重站20之前的周期期间执行称重步骤。例如，秤可以在切割包之前检测它们的重量。另一台秤可以在切割块之后以及将块运输到称重站20之前检测块的重量。
刀片周期可以通过PLC控制来实现，并且可以包括预编程的切割信息(例如，达到所需重量的标称切割厚度，具有一定数量的性质时所需的切割总数，或下一次切割之前的停留时间)。为了执行自动切割，多个传感器不仅可以检测到包A、B、C之一的存在与否，还可以检测每一个包在通过刀片18下方之前的精确定位。
图16至图19示出了本发明的另一实施方案，其用于生产要混合的橡胶批次。如图16所示，系统100包括供应站112，在该供应站112中，从橡胶品种A、B、C中选择橡胶包AI、BI、CI(其中“I”从1到N变化)并且放置在进料带114上。供应站112可以包括用于在产生批次之前接收和存储包的狭槽。如参考图1至图15所述，通过混合不同类型和等级的弹性体来产生批次。例如，如参考图1至图15所描述的，为了在批次产生周期期间产生批次，可以在批次产生周期中选择任意数量的天然橡胶和合成橡胶包。橡胶包AI、BI、CI可能不同于参考系统10选择的橡胶包A、B、C。橡胶包AI、BI、CI包括以特定重量预先包装的包。
再次参照图16，进料带114给具有至少三个切割子组件118、118'和118”的切割站116进料。每一个子组件将至少一个包切割成预定重量的块，并且每一个子组件可以包括一个或更多个刀片，这些刀片设置在用于切割包形橡胶的已知机器上。可以理解的是，切割任意数量的块AIJ、BIJ、CIJ(其中“J”为从1到N变化)，以便产生具有所需重量的批次。每一个子组件118、118'、118”与相应的线性致动器120、120'、120”联接，所述线性致动器120、120'、120”根据橡胶混合物配方的需要来调节包的位置。每一个线性致动器均按已知方式操作(例如，气动或液压)。
系统100还具有传输系统，该传输系统传输橡胶包和块。在该输送系统中，进料带114将橡胶进料到切割子组件118、118'、118”，并且至少一条输送带119输送橡胶包和块，以进料到用于批次生产的至少一个混合器(未示出)。输送带119包括本领域已知的至少一个秤。输送系统还包括输送带123、125和127，输送带123、125和127输送来自切割子组件118、118'、118”的橡胶块以向混合器进料。每一个输送带125和127包括至少一个秤，该秤与设置有输送带119的秤相似。可以在每一个输送带119和123的下游布置控制带(未示出)。控制带不仅在传递到橡胶混合器之前验证批次的重量(这些批次包括包和包的块)，而且还能够存储块直到产生完整的批次。尽管仅示出了一条输送带119、123、125或127，但是可以根据生产的批次的数量和类型使用多条输送带。
现在参考图16至图19，以描述由系统100执行的剂量过程。所有附图仅作为示例提供，并且不将本发明限制为特定值。
在图16中，剂量过程开始。选择需要混合三种不同类型的橡胶的批次。例如，所选择的批次具有150kg的所需重量，然而，应理解，所需重量可以是任何重量。
在供应站112处，从相应的橡胶性质A、B、C中选择三个包A1、B1、C1。每一个包A1、B1、C1具有接近30kg的预定重量。包A1、B1、C1由操作员(如图所示)或自动地供给至进料带114。能够以与所选择的批次相对应的任何顺序(ABC、ACB、BAC、BCA、CAB、CBA)供应包。
进一步参照图17至图19，进料带114将包A1、B1、C1运送到输送带119，同时给进料带114装载第二组包A2、B2、C2，第三组包A3、B3、C3和第四组包A4、B4、C4。输送带119容易地接收包A1、B1、C1，并且检测包A1、B1、C1的累积重量。系统100将包的检测重量与所需的批次重量(即150kg)进行比较。由于包的累计重量约为90.1kg(其小于批次所需的重量)，因此必须以相同的份额获得差值(约60kg)。在称重之后，输送带119将包A1、B1、C1直接运送到混合器或者存储包的区域，直到获得期望的批次重量。
为了获得差值，在将包A1、B1、C1传送到输送带119的过程中，进料带114将包A2、B2、C2传送到相应的切割子组件118、118'和118”，以便进料至刀片(因此，包A2与切割子组件118对齐，包B2与切割子组件118'对齐，并且包C2与切割子组件118”对齐)。再次参考图17并且进一步参考图18和图19，包A2将朝向子组件118前进，该子组件118将相继地切割一个或更多个块A A21、A22。包B2将朝向子组件118'前进，该子组件118'将相继切割一个或多个块B21、B22。包C2将朝向子组件118”前进，该子组件118”将相继切割一个或更多个块C21、C22、C23。块的数量取决于包A1、B1、C1的检测重量与批次的所需重量之间的重量差值。
再次参考图18并且进一步参考图19，线性致动器120将块A21装载到输送带125上，并且线性致动器120'将块B21装载到输送带125上。输送带125容易地接收块A21、B21并且检测块的累积重量(约37.5kg)。系统100可以包括比较器，该比较器接收包A1、B1、C1的检测重量与块A21和B21的检测重量的和。然后将该和(127.6kg)与批次的所需重量(即150kg)进行比较。如果批次的所需重量超过该和，则用包C1获得差值。称重之后，输送带125将块直接输送到带123，以传送到橡胶混合器或存储器，直到获得批次的所需重量。
再次参考图19，在切割站116处，子组件118”将包C2切割成块C21、C22、C23。线性致动器120”用块C21、C22装载输送带127。输送带容易地接收块C21、C21并且检测块的累积重量(约22.5kg)。系统100检测块A21、B21、C21和C22的累积重量为大约150.1kg。因此，获得了包A1、B1、C1的检测重量与块A21、B21、C21和C22的检测重量的和，并且与批次的所需重量(即，150kg)进行比较。在该示例中，检测重量的和约为150.1kg，其大于批次的所需重量。
在切割站116处，通过切割块C21、C22之一的一小块来消除超出的重量(即，精确地切割块C21或C22的重量约0.1kg)。块的切割是手动或自动完成的，并且将块C21、C22传送到带127、125和123，以便与包A1、B1、C1和块A21、B21一起传递到混合器中。存储块A22、B22、C23，以确保在下一个周期期间，进入混合机之前每种橡胶类型的正确批次重量和合适的重量比例。
切割子组件的周期可以通过PLC控制来执行，并且可以包括预编程的切割信息(例如，达到所需重量的标称切割厚度，具有一定数量的性质时所需的切割总数，或下一次切割之前的停留时间)。为了执行自动切割，多个传感器不仅可以检测到包A、B、C之一的存在与否，还可以检测每一个包在通过切割子组件下方之前的精确定位。
进一步参考图20至图24，示出了实施方案，当包(AI、BI、CI)的重量与块(AIJ、BIJ、CIJ)的重量的和小于批次的所需重量的时候，以与预定比例相对应的比例获得批次的所需重量。该实施方案包括确定用于获得批次的所需重量所需的参考橡胶包R的切割长度和切割位置的步骤。该实施方案还包括以下步骤：根据参考橡胶包R的重量，在指定的切割长度和指定的切割位置处切割参考橡胶包R。该实施方案可由两个系统10、100使用。
参照图20，在包供应站12或112处，参考橡胶包R设置有与选择的批次相对应的预定橡胶性质(A、B或C)和预定比例。选择参考橡胶包R以获得对应于预定比例的比例的批次的所需重量。参考橡胶包R在端部RL和相对端部RL'之间设置有预定的重量和预定的长度L。
为了确定切割长度和切割位置以获得批次的所需重量，线性致动器200接触端部RL以调节参考橡胶包R的位置，直到相对端部RL'接触到刀片Q的侧面(刀片Q例如是系统10的切割刀片18，系统100的切割子组件118、118'、118”的刀片或等同物，例如超声刀片)。线性致动器200以已知的方式操作(例如，气动、电动或液压)。刀片Q具有往复的上下运动。参考橡胶包R的长度由至少一个本领域技术人员已知的位置传感器(未示出)确定。第一次切割的切割长度和切割位置是使用参考橡胶包R的重量计算的，该重量既可以是预定义的重量，也可以是通过称量参考橡胶包R所获得的重量。如果不知道参考橡胶包R的形状，第一次切割不准确并且用作学习切割(第一次切割称为“学习切割”)。可以预期，学习切割期间的目标重量不是获得批次所需重量的准确剩余重量。例如，在学习切割过程所需重量除以2将成为目标。
参照图21，刀片Q上升到上部位置，并且线性致动器200在参考橡胶包R的端部RL处按压参考橡胶包R，以使其前进到学习切割的切割位置P。在使橡胶包R前进时，线性致动器200使其沿其长度L移动至切割长度LC。
参照图22，刀片Q在切割位置P处执行学习切割。在位置P处进行精确的切割，以使得“新的”RL端部具有非常笔直的边缘，即使参考橡胶包R变形。通过在切割位置P处切割橡胶包R来获得第一块R1。称重第一块R1(例如，通过秤300)，并且其重量用于获得第一块R1的实际长度LR1。根据第一块R1的重量，计算相继部分的切割长度和切割位置，以获得所获得的重量的和(包(AI、BI、CI)的重量和块(AIJ、BIJ、CIJ)的重量)与批次的所需重量之间的差值。通过分段切割，学习和精度得到改善。
参照图23，使用第一块R1的实际重量和实际长度LR1以及补充块R2的目标重量来计算补充切割的切割长度(LC')和切割位置(P+1)。为了获得补充块R2，刀片Q在学习切割之后剩余的参考橡胶包R的切割位置P+1处进行补充切割。补充块R2由秤300称重，并且补充块R2的重量用于获得补充块的实际长度LR2。
参考图24，使用补充块R2的实际重量和长度LR2以及最终块R3的目标重量来计算切割长度(LC”)和切割位置(P+2)。为了获得最终块R3，刀片Q在补充切割之后剩余的参考橡胶包R的切割位置P+2处进行补充切割。最终块R3由秤300称重，并且最终块R3的重量用于获得最终块的实际长度LR3。
所公开的方法不限于三次切割。根据第一块R1、补充块R2和最终块R3的重量的和，必要时，使用从参考橡胶包R获得的块RN(其中N从4到N之间变化)的重量的和来计算另一个相继部分的切割长度和切割位置。确定切割长度和切割位置的步骤可以反复地进行，直到包(AI、BI、CI)的重量、块(AIJ、BIJ、CIJ)的重量和块(R1、R2、R3、RN)的重量的和以对应于预定比例的比例等于该批次的所需重量。换而言之，相对于批次所需重量的缺失重量在相对于批次理论重量的可接受公差之内。
实施例
参照图1至图15的系统10，称重站20接收包A1、B1、C1的检测重量与块A11、A12和B11的检测重量的和。该总和等于130kg。然后将检测重量的和与批次的所需重量(其等于150kg)进行比较。为了以与预定比例相对应的比例达到批次的所需重量，必须通过切割以与所选择的批次相对应的预定性质选择的橡胶包来获得差值。实现此差值的目标重量等于20kg。
参照图20和图21，参考橡胶包R设置在调节其位置的线性致动器200与切割包的刀片Q之间(在该示例中，刀片Q是系统10的切割刀片18)。参考橡胶包R的重量等于约34kg。参考橡胶包R的预定长度L约为700mm。
线性致动器200调节参考橡胶包R的位置，直到相对端部RL'接触刀片Q的侧面。使用参考橡胶包R的重量(WR)和参考部分的目标重量(WC)，学习部分的部分长度LC以及部分位置P计算如下：
WC＝目标重量/2＝20kg/2＝10kg
P＝LC＝(WC/WR)*L＝(10kg/34kg)*700毫米＝206毫米
线性致动器200将参考橡胶包R沿其长度L移动到计算出的长度LC。刀片Q下降以在切割位置P处切割包并且获得第一块R1。
参照图22和图23，第一块R1具有等于206mm(其对应于长度LC)的实际长度LR1。对第一块R1进行称重，其重量等于11kg。还需9kg即可达到批次的所需重量。使用第一块R1的重量(WR1)、补充切割的目标重量(WC+1)和实际长度LR1，计算补充切割的切割位置(P+1)：
WC+1＝9kg/2＝4.5kg
P+1＝((WC+1)/(WR1))*LR1＝(4.5/11)*206毫米＝84毫米
线性致动器200将参考橡胶包R沿其长度L参考移动到切割位置P+1。刀片Q下降以在切割位置P+1处切割包并且获得补充块R2。
补充块R2具有等于84mm的实际长度LR2。对补充块R2进行称重，其重量等于4.3kg。还需4.7kg可以获得批次的所需重量。
参照图24，使用最终切割的目标重量(WCF)、已经进行计算的剩余重量(WF)和实际长度LR2，计算最终切割的切割位置P+2：
P+2＝((WCF)/(WF))*LR2＝(4.7/4.5)*84mm＝89mm
线性致动器200将参考橡胶包R沿其长度L参考移动到切割位置P+2。刀片Q下降以在切割位置P+2处切割包，从而获得最终块R3，对其进行称重，其重量等于4.6kg。相对于批次的所需重量缺少的0.1kg重量相对于批次的理论重量在可接受的公差范围内。
对于所有的实施方案，可以设定系统来确保每一个包和/或每一个块的位置和定位的可再现性。可以通过包括“视觉检测”在内的已知方法来完成验证，“视觉检测”可以是手动或自动的(例如，用与PLC通讯的一个或多个摄像机)。一个示例是照相机系统，该照相机系统被配置为产生块和片的图像，如日本专利JP6-190783中所述。该系统可以配置为确定优化的切割解决方案。PLC配置为相对于最佳切割解决方案并且在规定的公差范围内，控制包切割成所需重量的块。因此，在每一个批次生产周期中，都遵守切割和称重的准确性。
本发明提供剂量效率而不降低混合批次的最终性能。结果是提高了生产率，而预算成本和周期时间却没有相应增加。这些短的周期时间是通过最少的人工干预实现的，从而提供了所需的精度。
各种所描述的技术中的至少一些可以结合硬件或软件来实现，或者如果必要可以通过硬件或软件的组合来实现。例如，电子数据处理功能可以用于实现计算和功率调节的任何方面，包括有关计算设备(包括移动网络设备)的实现，该计算设备包括硬件、软件、或两者的组合(如果需要)。服务器可以进一步配置为促进所描述的至少一个模块与一个或多个计算设备之间的通信。
尽管已经示出和描述了所公开的装置的特定实施方案，但是应当理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种改变、添加和修改。相应地，除了所附的权利要求书中所述的内容以外，不应当对所描述的本发明的范围施加任何限制。

Claims (21)

1.一种用于在未硫化橡胶在橡胶混合器中混合之前制造未硫化橡胶的多个批次的方法，包括选择用于在混合器中混合的至少一个批次，其中每一个批次对应于橡胶包(AI、BI、CI)的选择，每一个橡胶包对应于具有预定特性的橡胶组合物的性质，所述方法包括以下步骤：
设置供应站(12)，在供应站(12)中根据对应的橡胶性质(A、B、C)供应未固化的橡胶包(AI、BI、CI)；
在供应站(12)处按照性质(A、B、C)与所选择的批次相对应的预定比例来选择未硫化的橡胶包(AI、BI、CI)；
设置切割站(16)，切割站(16)用于将至少一个包(AI、BI、CI)切割成块(AIJ、BIJ、CIJ)；
设置输送系统，所述输送系统向所述切割站进料，并且将橡胶包(AI、BI、CI)和橡胶块(AIJ、BIJ、CIJ)传递到至少一个混合器；
对包(AI、BI、CI)和块(AIJ、BIJ、CIJ)进行称重，以获得包(AI、BI、CI)的重量和块(AIJ、BIJ、CIJ)的重量的和；
将获得的和与批次的所需重量进行比较，其中通过混合不同种类和不同等级的弹性体来产生批次；以及
以与预定比例相对应的比例获得目标重量，以达到所获得的和与批次的所需重量之间的差值。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，以与预定比例相对应的比例获得目标重量，以达到所获得的和与批次的所需重量之间的差值的步骤进一步包括以下步骤：
提供橡胶性质(A、B、C)和预定比例的参考橡胶包(R)，该预定比例对应于在包供应站(12、112)处选择的批次，所述参考橡胶包(R)具有预定的重量以及在端部(RL)和相对的端部(RL')之间的预定长度(L)；以及
确定为了获得批次的所需重量所需要的所述参考橡胶包(R)的学习切割的切割长度(LC)和切割位置(P)。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，确定切割长度和切割位置的步骤包括以下步骤：
调节参考橡胶包(R)的位置，直到相对的端部(RL')接触执行在切割位置(P)处切割参考橡胶包(R)的步骤的刀片(Q)的侧面；
对参考橡胶包(R)进行称重；
使用参考橡胶包(R)的重量，来计算学习切割的切割长度(LC)和切割位置(P)，所述参考橡胶包(R)的重量为预定重量或通过对参考橡胶包(R)进行称重而获得的重量；
在学习切割的切割位置(P)处切割参考橡胶包(R)；以及
对通过在切割位置(P)处切割参考橡胶包(R)获得的第一块(R1)进行称重，以获得第一块(R1)的实际重量。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，调节参考橡胶包(R)的位置的步骤由接触端部(RL)的线性致动器(200)执行。
5.根据权利要求3或4所述的方法，进一步包括以下步骤：
使用从第一块(R1)获得的重量和长度(LR1)以及补充块(R2)的目标重量，计算相继切割的切割长度(LC')和切割位置(P+1)；
在相继切割的切割位置(P+1)处切割参考橡胶包(R)；以及
对通过在相继切割的切割位置(P+1)处切割参考橡胶包(R)而获得的补充块(R2)进行称量，以获得补充块(R2)的实际重量。
6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括以下步骤：
使用从补充块(R2)获得的重量和长度(LR2)以及最终块(R3)的目标重量，计算最终切割的切割长度(LC”)和切割位置(P+2)；
在切割位置(P+2)处切割参考橡胶包(R)；以及
对通过在切割位置(P+2)处切割参考橡胶包(R)而获得的最终件(R3)进行称量，以获得在补充切割后剩余的最终件(R3)的实际重量。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，反复执行确定切割长度和切割位置的步骤，直到包(AI、BI、CI)的重量、块(AIJ、BIJ、CIJ)的重量以及从参考橡胶包获得的块(R1、R2、R3、RN)的重量的和以与预定比例相对应的比例等于该批次的所需重量。
8.根据前述权利要求的任一项所述的方法，进一步包括以下步骤：根据由批次的所需重量与(a)包(AI、BI、CI)的重量或(b)包(AI、BI、CI)的重量和块(AIJ、BIJ、CIJ)的重量的和之间的等价关系确定的序列，来在供应站、切割站和混合器之间传递包(AI、BI、CI)和块(AIJ、BIJ、CIJ)。
9.根据前述权利要求的任一项所述的方法，进一步包括以下步骤：
设置称重站(20)，所述称重站(20)用于对包(AI、BI、CI)和块(AIJ、BIJ、CIJ)进行称重；以及
设置存储站(28)，所述存储站(28)用于在批次产生的相继周期之间保持块(AIJ、BIJ、CIJ)。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，所述输送系统包括：
用于给切割站(16、116)进料的进料带(14、114)；以及
输送带(119、123、125、127)，所述输送带(119、123、125、127)运送包(AI、BI、CI)和块(AIJ、BIJ、CIJ)以便为混合器进料以进行批次生产，输送带(119、125、127)包括至少一个秤。
11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括以下步骤：对块(AIJ、BIJ、CIJ)进行称量，以获得包(AI、BI、CI)的重量和块(AIJ、BIJ、CIJ)的重量的和。
12.根据权利要求8至11中的任一项所述的方法，进一步包括以下步骤：存储所述块(AIJ、BIJ、CIJ)以进行批次产生的下一个周期，其中将所存储的块的累积重量与下一个批次的所需重量进行比较。
13.根据权利要求8至12中的任一项所述的方法，进一步包括：编写用于所述输送系统的序列，使得能够从多个序列中选择预定的序列。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，进一步包括在所述橡胶混合器中混合所述批次。
15.一种用于在未硫化橡胶在橡胶混合器中混合之前制造未硫化橡胶批次的系统(10、100)，包括选择用于在混合器中混合的至少一个批次，其中每一个批次对应于橡胶包(AI、BI、CI)的选择，每一个橡胶包对应于具有预定特性的橡胶性质(A、B、C)，所述系统包括：
包供应站(12、112)，在所述包供应站(12、112)中根据对应的橡胶性质提供未硫化的橡胶包(AI、BI、CI)；
切割站(16、116)，所述切割站(16、116)将至少一个包(AI、BI、CI)切割成块(AIJ、BIJ、CIJ)；
称重站(20)，所述称重站(20)用于对包(AI、BI、CI)和从中去掉的块(AIJ、BIJ、CIJ)进行称重；以及
输送系统，其将橡胶包(AI、BI、CI)和橡胶块(AIJ、BIJ、CIJ)输送到至少一个混合器，并且根据通过使包(AI、BI、CI)的重量和块(AIJ、BIJ、CIJ)的重量的和与批次的所需重量以与预定比例相对应的比例相等而确定的序列，来在供应站、切割站和混合器之间输送包(AI、BI、CI)和块(AIJ、BIJ、CIJ)。
16.根据权利要求15所述的系统，其进一步包括：至少一个线性致动器(200)，所述线性致动器(200)调节预定橡胶性质的参考橡胶包(R)的位置以及与包供应站(12、112)处选择的批次相对应的比例，直到相对端部(RL')接触执行在学习切割的切割位置(P)处切割参考橡胶包(R)的步骤的刀片(Q)的侧面；所提供的参考橡胶包(R)在一个端部(RL)和相对端部(RL')之间具有预定的重量和预定的长度(L)。
17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述刀片(Q)设置在所述切割站(16、116)处，以执行确定参考橡胶包(R)的切割长度(LC、LC'、LC”)和切割位置(P、P+1、P+2)的步骤，以获取包(AI、BI、CI)的重量和块(AIJ、BIJ、CIJ)的重量的和与批次的所需重量之间的差值。
18.根据权利要求17所述的系统，其中，所述系统重复地执行确定切割长度和切割位置的步骤，直到包(AI、BI、CI)的重量、块(AIJ、BIJ、CIJ)的重量和从参考橡胶包(R)获得的块(R1、R2、R3、RN)的重量的和以对应于预定比例的比例等于该批次的所需重量。
19.根据权利要求15至18的任一项所述的系统，其中所述输送系统包括：
用于给切割站(16、116)进料的进料带(14、114)；以及
输送带(119、123、125、127)，所述输送带(119、123、125、127)将包(AI、BI、CI)和块(AIJ、BIJ、CIJ)运送至混合器以进行批次生产，输送带(119、125、127)包括至少一个秤。
20.根据权利要求15至19的任一项所述的系统(100)，进一步包括用于混合所述批次的至少一个橡胶混合器。
21.一种用于制造轮胎的组件，其包括根据权利要求15至20的任一项所述的系统(100)。
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