CN113085236B - 一种可扫码的自转式轮胎硫化机装胎机械手 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种可扫码的自转式轮胎硫化机装胎机械手，其特征是，由执行装置和驱动装置组成。所述执行装置包括固定盘、上齿盘、右滑槽块、左滑槽块、滑块、爪片、下转盘和扫码器组成；所述驱动装置由回转气缸和齿轮电机组成。下转盘下方对称安装两个扫码器，周向间隔180度。与传统轮胎硫化机机械手相比，本发明中的机械手可进行抓胎前后两个过程中的自转，抓胎前自转实现扫码器精确识别硫化标签或条形码，实现数据采集和位置识别，抓胎后自转实现所需位置的精确定位。不仅满足了企业里对轮胎硫化前信息采集工作，更提高了轮胎硫化机机械手的自动化和智能化水平，减少了人工移动生胎的复杂程序，实现了精确装胎，闭环控制定点硫化。
Description
技术领域
本发明涉及轮胎生产设备领域，具体涉及一种可扫码的自转式轮胎硫化机装胎机械手。
背景技术
机械手是融合机械技术、电子技术和自动控制技术而产生的一类机电一体化产品，其广泛应用于现代工业制造业当中。轮胎硫化机装胎机械手是一种用于轮胎硫化工艺的专用机械手，主要完成将未硫化的轮胎胎胚抓放到硫化室的整个搬运过程。生产中常用的硫化机装胎机械手为内抓式的，其一般特点为周向上排列布置有一组可伸缩的活动爪片，爪片径向伸缩移动实现与轮胎生胎子口处的接触与非接触，从而达到抓住胎体与脱离胎体的过程要求。在硫化之前，轮胎生产厂商都会给生胎贴上硫化标签或者条形码，有些生产企业对硫化标签或者条形码的位置有一定要求，现在普遍的做法是针对存胎器上贴有标签的生胎，工人师傅进行手动转动生胎来确保硫化标签或条形码位置，这种情况自动化程度低，效率不高，而且转动精度靠手动不能很好地保证。
发明内容
本发明针对现有技术所存在的不足，提供一种可扫码的自转式轮胎硫化机装胎机械手。本发明中的机械手安装轮胎扫码器，在抓胎前后两个过程可以进行自转，实现硫化前对硫化标签和条形码的扫码操作以及位置调控，不仅满足了某些企业的信息采集需求，而且大大提高了硫化标签或条形码的位置精度。
本发明的技术方案是：一种可扫码的自转式轮胎硫化机装胎机械手，其特征是，由执行装置和驱动装置组成。所述执行装置包括固定盘、连接臂、上齿盘、右滑槽块、左滑槽块、滑块、爪片、下转盘和扫码器组成；所述驱动装置由回转气缸和齿轮电机组成。
本发明一种可扫码的自转式轮胎硫化机装胎机械手的执行装置中固定盘安装在连接臂上，固定盘下方安装有上齿盘，由连接轴相连，上齿盘周向上半部外轮廓为齿轮形外轮廓，中心开有连接轴的内孔，内孔上开有三个键，使得连接轴能够带动上齿盘转动，上齿盘下方周向上通过螺纹连接六对右滑槽块和左滑槽块，左右滑槽块内限位滑块，滑块下方连接有卡槽轴承，卡槽轴承卡扣在下转盘的卡槽内，当下转盘转动时，卡槽轴承在卡槽内滑动，使得滑块在滑槽内径向移动，下转盘上方间隔120°设有三个轴承底轴，轴承底轴上套有滚动轴承，滚动轴承一部分搭在上齿盘的下部，使得下转盘整体挂靠在上齿盘上。
本发明一种可扫码的自转式轮胎硫化机装胎机械手的驱动装置中回转气缸安装在固定盘上方，由连接轴连接上齿盘，回转气缸的转动带动上齿盘的转动。
本发明一种可扫码的自转式轮胎硫化机装胎机械手的驱动装置中齿轮电机安装固定在下转盘下方，周向上120°均匀分布三个，齿轮电机通过齿轮底轴给回转齿轮输送动力，带动回转齿轮旋转，回转齿轮与上齿盘上半部的齿轮形外轮廓啮合。
本发明还可通过如下措施来实现：下转盘下方对称安装两个扫码器，周向间隔180°，机械手旋转时，扫码器进行数据采集扫码工作，识别到轮胎胎胚上的硫化标签或者条形码时数据反馈，命令机械手停止旋转，进行定位。
优选的，所述轴承底轴上安装的滚动轴承采用内圈紧固方法，优选使用轴用弹性挡圈嵌在轴的沟槽。
优选的，所述三个周向120°均布的轴承底轴和三个周向120°均布的齿轮底轴在下转盘上方互相间隔60°均布。
优选的，所述驱动装置中的回转气缸采用0～190°回转量程的气缸，调节固定回转角为180°，使得两个扫码器经过180°旋转可扫码范围达到360°。
优选的，所述扫码器属于数据采集装置，采集的数据通过传输回路上传到机械手控制系统或者硫化机控制系统，通过上位机和下位机实现闭环控制，精确位置控制。
本发明的有益效果是：与传统轮胎硫化机机械手相比，本发明中的机械手可进行抓胎前后两个过程中的自转，抓胎前自转实现扫码器精确识别硫化标签或条形码，实现数据采集和位置识别，抓胎后自转实现胎胚周向所需位置的精确定位。不仅满足了企业里对轮胎硫化前信息采集工作，更提高了轮胎硫化机机械手的自动化和智能化水平，减少了人工移动生胎的复杂程序，实现了精确装胎，闭环控制定点硫化。
附图说明
图1是一种可扫码的自转式轮胎硫化机装胎机械手的结构示意图主视图。
图2是一种可扫码的自转式轮胎硫化机装胎机械手的结构示意图仰视图。
图3是一种可扫码的自转式轮胎硫化机装胎机械手的结构示意图俯视图。
图4是一种可扫码的自转式轮胎硫化机装胎机械手的结构示意图轴测图，从上方观察。
图5是一种可扫码的自转式轮胎硫化机装胎机械手的结构示意图轴测图，从下方观察。
图6是图1中B—B方向剖视放大图。
图7是图1中件3的示意图。
图8是图1中件3的示意图的轴测图，从上方观察。
图9是图1中件3的示意图的轴测图，从下方观察。
图中：1、固定盘；2、连接臂；3、上齿盘；4、右滑槽块；5、左滑槽块；6、滑块；7、爪片；8、下转盘；9、轴承底轴；10、滚动轴承；11、回转气缸；12、连接轴；13、齿轮底轴；14、齿轮电机；15、回转齿轮；16、扫码器；17、卡槽轴承；3-1、齿轮形外轮廓；3-2、内孔；3-3、键槽。
具体实施方式
本发明提供了一种可扫码的自转式轮胎硫化机装胎机械手，主要由执行装置和驱动装置组成。如图1-5所示，所述执行装置主要包括固定盘1、连接臂2、上齿盘3、右滑槽块4、左滑槽块5、滑块6、爪片7、下转盘8和扫码器16组成；所述驱动装置由回转气缸11和齿轮电机14组成。本发明一种可扫码的自转式轮胎硫化机装胎机械手的执行装置中固定盘1安装在连接臂2上，固定盘1下方安装有上齿盘3，上齿盘3为双层结构，上齿盘3上层为环形齿圈，上齿盘3中心的内孔3-2与连接轴12相连，上齿盘3周向上半部外轮廓为齿轮形外轮廓3-1，下半部分为六个扇状块，用来定位右滑槽块4和左滑槽块5，扇状块的内圈内径与上层环形齿圈内径相同，外径略大于上层环形齿圈外径，用于承载滚动轴承，上齿盘3上下两层为了方便实现如上加工工艺，齿轮形外轮廓3-1与扇形块相接触的外径有一段环形槽，该环形槽保证齿轮形外轮廓3-1的齿形处与扇形块之间形成间隙，便于齿形的加工，上齿盘3内圈开设三根加强筋交汇于上齿盘3圆心，中心开有连接轴12的内孔3-2，内孔3-2上开有三个键槽3-3，连接轴12有三个键，使得连接轴12能够带动上齿盘3转动，如图6-9所示，上齿盘3下方周向上通过螺纹连接六对右滑槽块4和左滑槽块5，左右滑槽块内限位滑块6，滑块6端部安装爪片7，滑块6下方连接有卡槽轴承17，卡槽轴承17卡扣在下转盘8的卡槽内，当下转盘8转动时，卡槽轴承17在卡槽内滑动，使得滑块6在滑槽内径向移动，下转盘8上方间隔120°设有三个轴承底轴9，轴承底轴9上套有滚动轴承10，滚动轴承10一部分搭在上齿盘3的下部，使得下转盘8整体挂靠在上齿盘3上。本发明一种可扫码的自转式轮胎硫化机装胎机械手的驱动装置中回转气缸11安装在固定盘1上方，由连接轴12连接上齿盘3，回转气缸11的转动带动上齿盘3的转动。所述机械手的驱动装置中齿轮电机14安装固定在下转盘8下方，周向上120°均匀分布三个，齿轮电机14通过齿轮底轴13给回转齿轮15输送动力，带动回转齿轮15旋转，回转齿轮15与上齿盘3上半部的齿轮形外轮廓3-1啮合。下转盘8下方对称安装两个扫码器16，周向间隔180°，机械手旋转时，扫码器16进行数据采集扫码工作，识别到轮胎胎胚上的硫化标签或者条形码时数据反馈，命令机械手停止旋转，进行定位。
本发明的工作原理如下：
连接臂2将整套机械手安装在轮胎成型机的移动支架上，工作时成型机通过连接臂2将机械手运动到存放未硫化胎胚的存胎器上方。首先抓胎之前，三个齿轮电机14处于制动状态，使通过齿轮底轴13连接齿轮电机14的三个回转齿轮15不发生转动，与上齿盘3齿形轮廓间处于静接触，而回转气缸11进行旋转运行，回转气缸11带动连接轴12转动传送扭矩，使连接轴12连接的上齿盘3进行转动，上齿盘3的齿轮形外轮廓3-1由于与下转盘8通过回转齿轮15静接触，上齿盘3与下转盘8不发生相对运动，故回转气缸11的转动带动上齿盘3与下转盘8及其连接的构件旋转，其中，下转盘8下方对称安装两个扫码器16，周向间隔180°，回转气缸11带动下旋转时，扫码器16进行数据采集扫码工作，识别到轮胎胎胚上的硫化标签或者条形码时数据反馈，命令机械手停止旋转，进行定位。其次进行抓胎动作，回转气缸11在扫码器16扫码成功之后停止工作且将上齿盘3固定在此位置，三个齿轮电机14旋转工作，通过齿轮底轴13将旋转扭矩传递给回转齿轮15，三个回转齿轮15在制动下的上齿盘3齿轮形外轮廓3-1上进行滚动，由此上齿盘3和下转盘8产生相对位移，卡槽轴承17在下转盘8卡槽内滑动，使得滑块6在滑槽内径向移动，实现爪片7的径向伸长，机械手下落移动，爪片7伸入胎胚内，三个回转电机14反转，滑块6反向移动，爪片7径向缩回，扣住胎胚子口处，机械手上升移动，实现抓胎。最后抓胎之后，重复抓胎之前机械手运动方式，三个齿轮电机14制动，回转气缸11转动，带动上齿盘3与下转盘8统一转动，此时爪片7上的轮胎胎胚也一同转动，转动角度可以由人工设定，使硫化标签或条形码硫化位置可控，实现定点硫化。
除上述实施例外，本专利还可以有其他实施方式，比如回转气缸可用符合规格的电机代替，回转电机数量的选取范围及排列分布方式等。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本专利要求的保护范围。
Claims (4)
1.一种可扫码的自转式轮胎硫化机装胎机械手，其特征在于：由执行装置和驱动装置组成，所述执行装置包括固定盘、连接臂、上齿盘、右滑槽块、左滑槽块、滑块、爪片、下转盘和扫码器，所述驱动装置由回转气缸和齿轮电机组成，执行装置中固定盘安装在连接臂上，固定盘下方安装有上齿盘，由连接轴相连，上齿盘周向上半部外轮廓为齿轮形外轮廓，中心开有连接轴的内孔，内孔上开有三个键，使得连接轴能够带动上齿盘转动，上齿盘下方周向上通过螺纹连接六对右滑槽块和左滑槽块，左右滑槽块内限位滑块，滑块下方连接有卡槽轴承，卡槽轴承卡扣在下转盘的卡槽内，当下转盘转动时，卡槽轴承在卡槽内滑动，使得滑块在滑槽内径向移动，下转盘上方间隔120°设有三个轴承底轴，轴承底轴上套有滚动轴承，滚动轴承一部分搭在上齿盘的下部，使得下转盘整体挂靠在上齿盘上；驱动装置中回转气缸安装在固定盘上方，由连接轴连接上齿盘，回转气缸的转动带动上齿盘的转动；驱动装置中齿轮电机安装固定在下转盘下方，周向上120°均匀分布三个，齿轮电机通过齿轮底轴给回转齿轮输送动力，带动回转齿轮旋转，回转齿轮与上齿盘上半部的齿轮形外轮廓啮合；下转盘下方对称安装两个扫码器，周向间隔180°，机械手旋转时，扫码器进行数据采集扫码工作，识别到轮胎胎胚上的硫化标签或者条形码时数据反馈，命令机械手停止旋转，进行定位。
2.根据权利要求1所述的一种可扫码的自转式轮胎硫化机装胎机械手，其特征在于：轴承底轴上安装的滚动轴承采用内圈紧固方法，或者使用轴用弹性挡圈嵌在轴的沟槽。
3.根据权利要求1所述的一种可扫码的自转式轮胎硫化机装胎机械手，其特征在于：三个周向120°均布的轴承底轴和三个周向120°均布的齿轮底轴在下转盘上方互相间隔60°均布。
4.根据权利要求1所述的一种可扫码的自转式轮胎硫化机装胎机械手，其特征在于：驱动装置中的回转气缸采用0-190°回转量程的气缸，调节固定回转角为180°，使得两个扫码器经过180°旋转可扫码范围达到360°。
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