CN114194814A - 一种胎面自动拾取装置及拾取方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种胎面自动拾取装置及拾取方法，拾取装置包括安装架体、横移装置、升降装置、胎面吸附装置、百叶车定位装置、储料装置、胎面输送装置、定中装置、测长装置、带束鼓、AGV装置及控制装置；通过上述胎面自动拾取装置及其拾取方法，能够自动检测百叶车输送到位，自动触发拾取装置拾取胎面，自动调整胎面吸附装置的高度和角度，自动调整拾取间隔，拾取的胎面放在储料装置上，储料装置通过旋转将胎面翻转放置在胎面供料架上，通过定中装置将胎面调整至中心位置后，通过胎面输送装置传输到带束鼓上完成贴合，自动化程度高，能够降低人力劳动的强度，为效率的提升奠定了良好的基础。
Description
技术领域
本发明涉及一种胎面自动拾取装置及拾取方法，属于轮胎厂胎面生产线设备技术领域。
背景技术
现有轮胎成型机中，采用百叶车输送胎面的，往往采用人工将胎面从百叶车上取下，搬运放置在胎面供料架上，这种方法劳动强度高，效率低下，存在着安全隐患。少有的对胎面自动拾取的装置也存在着自动化程度不高以及不能适应不同的百叶车位置、高度及胎面角度等多种情况。因此，亟需设计一种自动化程度高且适用范围更广的胎面自动、连续拾取装置。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种胎面自动拾取装置，包括安装架体、横移装置、升降装置、胎面吸附装置、百叶车定位装置、储料装置、胎面输送装置、定中装置、测长装置、带束鼓、百叶车及控制装置；
所述安装架体横跨所述百叶车定位装置、所述储料装置、所述胎面输送装置设置；所述安装架体包括两根水平杆及分别设置于水平杆两侧的竖直杆，所述水平杆与所述竖直杆之间倾斜设置有加强筋，同侧的两根竖直杆之间设有加强横梁及底座；
所述横移装置包括第一电机、第一减速器、第一齿轮、第一齿条、横移架体，所述横移装置设于两根水平杆之间，所述第一齿条设于所述水平杆上，所述第一齿轮与所述第一齿条相啮合，所述第一电机驱动所述第一齿轮转动，进而带动所述横移架体沿着所述安装架体的水平杆往复移动；
所述升降装置包括第二电机、第二减速器、第二齿轮、第二齿条、升降架体，所述升降装置通过所述横移装置连接在所述安装架体上，所述升降架体与所述横移架体所在的平面相垂直，所述第二齿条设置于所述升降架体上，所述第二齿轮与所述第二齿条相啮合，所述第二电机驱动所述第二齿轮转动，进而带动所述升降架体沿着垂直方向往复移动；
所述胎面吸附装置包括真空吸盘、方管、真空安全阀、电缸、光电传感器、第一接近开关，多个所述真空吸盘、多个所述光电传感器与所述第一接近开关均安装在密封的所述方管上，每个真空吸盘上均装有一个所述真空安全阀，所述方管通过铰接的方式连接在所述升降装置上，所述方管与所述升降装置间连有伺服电缸，通过所述伺服电缸的伸缩，调整所述胎面吸附装置的角度；
所述百叶车定位装置设置于所述安装架体一侧的竖直杆的内侧，所述百叶车定位装置包括导入机构以及限位机构；AGV装置将百叶车通过所述导入机构输送至工作区间，所述限位机构将百叶车前后、两侧进行定位；
所述储料装置及所述胎面输送装置设置于另一侧的竖直杆的内侧，所述储料装置包括储料平台及气缸，所述气缸设置于所述储料平台下方，用于驱动所述储料平台沿其与所述胎面输送装置连接处的轴线旋转，还包括用于控制所述气缸动作的气源及电磁阀，所述胎面输送装置包括多个并列设置的传动辊及驱动传动辊转动的第三电机，所述定中装置和所述测长装置设置于所述胎面输送装置的另一侧；
所述百叶车上设置有单片机、传感单元和第一无线通信单元，传感单元包括第二接近开关和/或摄像头，所述传感单元检测到百叶车进入所述百叶车定位装置并调整到位后，通过所述第一无线通信单元发送胎面拾取起始信号；百叶车底部还设有重量传感器及声光报警器，胎面拾取过程中，重量传感器检测到的重量不断减小，当重量小于预设的阈值时，表明对当前百叶车上胎面的拾取即将完成，利用声光报警器发出警报，并通过第一无线通信单元向AGV调度系统发送胎面拾取结束信号，AGV调度系统控制AGV装置将当前百叶车运走，并输送来盛有胎面的百叶车供拾取使用。
所述控制装置包括第二无线通信单元、百叶车位置确定单元，胎面位置确定单元，角度确定单元、角度调整单元、电机驱动单元；
所述第二无线通信单元用于接收所述第一无线通信单元发送的胎面拾取起始信号后，电机驱动单元工作，驱动所述横移装置、升降装置动作；所述第二无线通信单元与所述第一无线通信单元通过蓝牙、Wifi或Zigbee网络通信；所述百叶车位置确定单元用于根据第一接近开关判断所述横移装置是否移动到位，所述胎面位置确定单元用于根据两个光电传感器的检测信号检测胎面的位置，所述角度确定单元用于根据两个光电传感器检测信号检测胎面的角度，所述角度调整单元根据存储器内预存的胎面角度与伺服电缸的伸出量的对应关系输出伺服电缸的伸出量调整值，所述电机驱动单元与第一、第二、第三电机电连接，用于驱动上述电机动作。
本发明还给出了一种利用该胎面自动拾取装置进行胎面拾取的方法，包括如下步骤：
1）百叶车通过所述AGV装置输送至百叶车定位装置,AGV装置将百叶车通过所述导入机构输送至工作区间，所述限位机构将百叶车前后、两侧进行定位，所述传感单元检测到百叶车进入所述百叶车定位装置并调整到位后，通过所述第一无线通信单元发送胎面拾取起始信号；
2）所述第二无线通信单元接收所述第一无线通信单元发送的所述胎面拾取起始信号，百叶车打开，所述电机驱动装置驱动横移装置移动，带动胎面吸附装置移动到百叶车附近，由第一接近开关和所述百叶车位置确定单元检测横移装置移动到位后，所述光电传感器检测百叶车打开层数位置；
3）通过两个所述光电传感器和所述胎面位置确定单元检测确定胎面位置，所述电机驱动单元驱动所述升降装置调整所述胎面吸附装置下降至胎面附近，驱动所述横移装置将所述胎面吸附装置移动到胎面上方；
4）通过所述两个光电传感器和所述角度确定单元检测确定胎面角度，根据所述角度调整单元确定伺服电缸伸出量，使胎面吸附装置角度与胎面平行，所述电机驱动单元驱动所述升降装置调整吸附装置高度，使真空吸盘接触胎面并吸附，升降装置驱动抬起胎面，横移装置移出胎面并横移至所述储料装置上方，升降装置驱动吸附装置下降使胎面放置在储料装置后，胎面吸附装置通过升降装置和横移装置移至等待位；
5）气缸动作驱动所述储料平台沿其与所述胎面输送装置连接处的轴线旋转，将胎面放置在所述胎面输送装置上后，储料平台复位；电机驱动装置驱动第三电机转动，进而带动传动辊转动，调整其上方胎面的位置，胎面通过所述定中装置调整至所述胎面输送装置中间，通过所述测长装置测量长度后，进行长度补偿并贴合在所述带束鼓上；
6）重复步骤3）-5），确保储料装置上始终有一个胎面待用。具体的，通过在储料装置的储料平台上设置重量传感器或安装架体正对储料平台的位置处设置相机或摄像头，重量传感器、相机及摄像头与控制装置相连，控制装置中还设有拾取采样间隔判断单元，根据上述传感器的检测信号分析判断，当储料装置上有待用胎面时，胎面吸附装置处于等待位等待，当检测到储料装置上没有待用胎面时，拾取间隔判断单元向电机驱动单元发出拾取信号，电机驱动单元驱动升降装置和横移装置运动，带动胎面吸附装置拾取下一待用胎面。
本发明的有益效果是：
1）百叶车设置接近传感器、摄像头、重量传感器，能够自动检测百叶车输送到位，自动触发拾取装置拾取胎面，并在当前百叶车的胎面拾取完毕前向AGV调度系统发送信号，保证连续拾取，提高效率；
2）胎面吸附装置设置接近传感器及光电传感器，利用传感器检测的结果判断胎面的位置、高度、角度等信息，并对横移装置、升降装置及胎面吸附装置的位置及角度进行适应性调整，适用范围广，自动化程度更高；
3）自动判断拾取间隔，确保储料装置上始终有一个胎面待用；
4）拾取的胎面自动送至储料装置上，储料装置通过旋转将胎面翻转放置在胎面供料架上，通过定中装置将胎面调整至中心位置后，通过胎面输送装置传输到带束鼓上完成贴合，能够实现全流程的自动化控制，降低人力劳动的强度，为效率的提升奠定了良好的基础。
附图说明
图1为本发明的胎面自动拾取装置部分结构图。
图2为本发明的胎面自动拾取装置整体结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。
除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
如图1-2所示，该装置胎面自动拾取装置包括安装架体1、横移装置2、升降装置3、胎面吸附装置4、百叶车定位装置9、储料装置11、胎面输送装置12、定中装置13、测长装置14、带束鼓15、百叶车及控制装置；所述安装架体1横跨所述百叶车定位装置9、所述储料装置11、所述胎面输送装置12设置；所述安装架体1包括两根水平杆及分别设置于水平杆两侧的竖直杆，所述水平杆与所述竖直杆之间倾斜设置有加强筋，同侧的两根竖直杆之间设有加强横梁及底座；
所述横移装置2包括第一电机、第一减速器、第一齿轮、第一齿条、横移架体，所述横移装置2设于两根水平杆之间，所述第一齿条设于所述水平杆上，所述第一齿轮与所述第一齿条相啮合，所述第一电机驱动所述第一齿轮转动，进而带动所述横移架体沿着所述安装架体1的水平杆往复移动；
所述升降装置3包括第二电机、第二减速器、第二齿轮、第二齿条、升降架体，所述升降装置3通过所述横移装置2连接在所述安装架体1上，所述升降架体与所述横移架体所在的平面相垂直，所述第二齿条设置于所述升降架体上，所述第二齿轮与所述第二齿条相啮合，所述第二电机驱动所述第二齿轮转动，进而带动所述升降架体沿着垂直方向往复移动；
所述胎面吸附装置4包括真空吸盘5、方管6、真空安全阀7、电缸8、光电传感器10、第一接近开关，多个所述真空吸盘5、多个所述光电传感器10与所述第一接近开关均安装在密封的所述方管6上，每个真空吸盘5上均装有一个所述真空安全阀7，所述方管6通过铰接的方式连接在所述升降装置3上，所述方管6与所述升降装置3间连有伺服电缸8，通过所述伺服电缸8的伸缩，调整所述胎面吸附装置的角度；
所述百叶车定位装置9设置于所述安装架体1一侧的竖直杆的内侧，所述百叶车定位装置9包括导入机构以及限位机构；AGV装置将百叶车通过所述导入机构输送至工作区间，所述限位机构将百叶车前后、两侧进行定位；
所述储料装置11及所述胎面输送装置12设置于另一侧的竖直杆的内侧，所述储料装置11包括储料平台及气缸，所述气缸设置于所述储料平台下方，用于驱动所述储料平台沿其与所述胎面输送装置连接处的轴线旋转，还包括用于控制所述气缸动作的气源及电磁阀，所述胎面输送装置包括多个并列设置的传动辊及驱动传动辊转动的第三电机，所述定中装置13和所述测长装置14设置于所述胎面输送装置12的另一侧；
所述百叶车包括单片机、传感单元和第一无线通信单元，传感单元包括第二接近开关和/或摄像头，所述传感单元检测到百叶车进入所述百叶车定位装置9并调整到位后，通过所述第一无线通信单元发送胎面拾取起始信号；百叶车底部还设有重量传感器，胎面拾取过程中，重量传感器检测到的重量不断减小，当重量小于预设的阈值时，表明对当前百叶车上胎面的拾取即将完成，此时，可通过第一无线通信单元向AGV调度系统发送胎面拾取结束信号，AGV调度系统控制AGV装置将当前百叶车运走，并输送来盛有胎面的百叶车供拾取使用。
所述控制装置包括第二无线通信单元、百叶车位置确定单元，胎面位置确定单元，角度确定单元、角度调整单元、电机驱动单元；
所述第二无线通信单元用于接收所述第一无线通信单元发送的胎面拾取起始信号后，所述第二无线通信单元与所述第一无线通信单元通过蓝牙、Wifi或Zigbee网络通信，电机驱动单元工作，驱动所述横移装置2、升降装置3动作；所述百叶车位置确定单元用于根据第一接近开关判断所述横移装置2是否移动到位，所述胎面位置确定单元用于根据两个光电传感器的检测信号检测胎面的位置，所述角度确定单元用于根据两个光电传感器检测信号检测胎面的角度，所述角度调整单元根据存储器内预存的胎面角度与伺服电缸8的伸出量的对应关系输出伺服电缸的伸出量调整值，所述电机驱动单元与第一、第二、第三电机电连接，用于驱动上述电机动作。
使用时，百叶车通过所述AGV装置输送至百叶车定位装置9,AGV装置将百叶车通过所述导入机构输送至工作区间，所述限位机构将百叶车前后、两侧进行定位，所述传感单元检测到百叶车进入所述百叶车定位装置9并调整到位后，通过所述第一无线通信单元发送胎面拾取起始信号；
所述第二无线通信单元接收所述第一无线通信单元发送的所述胎面拾取起始信号，百叶车打开，所述电机驱动装置驱动横移装置2移动，带动胎面吸附装置4移动到百叶车附近，由第一接近开关和所述百叶车位置确定单元检测横移装置移动到位后，所述光电传感器10检测百叶车打开层数位置；
通过两个所述光电传感器10和所述胎面位置确定单元检测确定胎面位置，所述电机驱动单元驱动所述升降装置3调整所述胎面吸附装置4下降至胎面附近，驱动所述横移装置2将所述胎面吸附装置4移动到胎面上方；
通过所述两个光电传感器10和所述角度确定单元检测确定胎面角度，根据所述角度调整单元确定伺服电缸8伸出量，使胎面吸附装置4角度与胎面平行，所述电机驱动单元驱动所述升降装置3调整吸附装置4高度，使真空吸盘5接触胎面并吸附，升降装置3驱动抬起胎面，横移装置2移出胎面并横移至所述储料装置11上方，升降装置3驱动吸附装置4下降使胎面放置在储料装置11后，胎面吸附装置通过升降装置和横移装置移至等待位；
气缸动作驱动所述储料平台沿其与所述胎面输送装置12连接处的轴线旋转，将胎面放置在所述胎面输送装置12上后，储料平台复位；电机驱动装置驱动第三电机转动，进而带动传动辊转动，调整其上方胎面的位置，胎面通过所述定中装置13调整至所述胎面输送装置12中间，通过所述测长装置14测量长度后，进行长度补偿并贴合在所述带束鼓上15；
重复上述步骤，确保储料装置11上始终有一个胎面待用。具体的，通过在储料装置的储料平台上设置重量传感器或安装架体正对储料平台的位置处设置相机或摄像头，重量传感器、相机及摄像头与控制装置相连，控制装置中还设有拾取采样间隔判断单元，根据上述传感器的检测信号分析判断，当储料装置上有待用胎面时，胎面吸附装置处于等待位等待，当检测到储料装置上没有待用胎面时，拾取间隔判断单元向电机驱动单元发出拾取信号，电机驱动单元驱动升降装置和横移装置运动，带动胎面吸附装置拾取下一待用胎面。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种胎面自动拾取装置，其特征在于，该装置包括安装架体（1）、横移装置（2）、升降装置（3）、胎面吸附装置（4）、百叶车定位装置（9）、储料装置（11）、胎面输送装置（12）、带束鼓（15）、百叶车及控制装置；
所述安装架体（1）横跨所述百叶车定位装置（9）、所述储料装置（11）、所述胎面输送装置（12）设置；所述安装架体（1）包括两根水平杆及分别设置于水平杆两侧的竖直杆；
所述横移装置（2）包括第一电机、第一减速器、第一齿轮、第一齿条、横移架体，所述横移装置（2）设于两根水平杆之间，所述第一齿条设于所述水平杆上，所述第一齿轮与所述第一齿条相啮合，所述第一电机驱动所述第一齿轮转动，进而带动所述横移架体沿着所述安装架体（1）的水平杆往复移动；
所述升降装置（3）包括第二电机、第二减速器、第二齿轮、第二齿条、升降架体，所述升降装置（3）通过所述横移装置（2）连接在所述安装架体（1）上，所述升降架体与所述横移架体所在的平面相垂直，所述第二齿条设置于所述升降架体上，所述第二齿轮与所述第二齿条相啮合，所述第二电机驱动所述第二齿轮转动，进而带动所述升降架体沿着垂直方向往复移动；
所述胎面吸附装置（4）包括真空吸盘（5）、方管（6）、真空安全阀（7）、电缸（8）、光电传感器（10）、第一接近开关，多个所述真空吸盘（5）、多个所述光电传感器（10）与所述第一接近开关均安装在密封的所述方管（6）上，每个真空吸盘（5）上均装有一个所述真空安全阀（7），所述方管（6）通过铰接的方式连接在所述升降装置（3）上，所述方管（6）与所述升降装置（3）间连有伺服电缸（8），通过所述伺服电缸（8）的伸缩，调整所述胎面吸附装置（4）的角度；
所述百叶车定位装置（9）设置于所述安装架体（1）一侧的竖直杆的内侧，所述储料装置（11）及所述胎面输送装置（12）设置于另一侧的竖直杆的内侧；
所述百叶车上设置有单片机、传感单元和第一无线通信单元，所述传感单元检测到百叶车进入所述百叶车定位装置（9）并调整到位后，通过所述第一无线通信单元发送胎面拾取起始信号；
所述控制装置包括第二无线通信单元、百叶车位置确定单元，胎面位置确定单元，角度确定单元、角度调整单元、电机驱动单元；
所述第二无线通信单元接收所述第一无线通信单元发送的胎面拾取起始信号后，电机驱动单元工作，驱动所述横移装置（2）、升降装置（3）动作；所述百叶车位置确定单元用于根据第一接近开关判断所述横移装置（2）是否移动到位，所述胎面位置确定单元用于根据两个光电传感器的检测信号检测胎面的位置，所述角度确定单元用于根据两个光电传感器检测信号检测胎面的角度，所述角度调整单元根据存储器内预存的胎面角度与伺服电缸（8）的伸出量的对应关系输出伺服电缸的伸出量调整值，所述电机驱动单元与第一、第二、第三电机电连接，用于驱动上述电机动作。
2.根据权利要求1所述的胎面自动拾取装置，其特征在于，所述水平杆与所述竖直杆之间倾斜设置有加强筋，同侧的两根竖直杆之间设有加强横梁及底座。
3.根据权利要求1或2所述的胎面自动拾取装置，其特征在于，所述百叶车定位装置（9）包括导入机构以及限位机构；AGV装置将百叶车通过所述导入机构输送至工作区间，所述限位机构将百叶车前后、两侧进行定位。
4.根据权利要求3所述的胎面自动拾取装置，其特征在于，所述储料装置（11）包括储料平台及气缸，所述气缸设置于所述储料平台下方，用于驱动所述储料平台沿其与所述胎面输送装置连接处的轴线旋转。
5.根据权利要求4所述的胎面自动拾取装置，其特征在于，所述胎面输送装置包括多个并列设置的传动辊及驱动传动辊转动的第三电机。
6.根据权利要求1所述的胎面自动拾取装置，其特征在于，传感单元包括第二接近开关和/或摄像头。
7.根据权利要求1所述的胎面自动拾取装置，其特征在于，所述第二无线通信单元与所述第一无线通信单元通过蓝牙、Wifi或Zigbee网络通信。
8.根据权利要求5所述的胎面自动拾取装置，其特征在于，装置还包括定中装置（13）和测长装置（14），设置于所述胎面输送装置（12）的另一侧；定中装置（13）用于将胎面调整至所述胎面输送装置（12）中间，所述测长装置（14）用于测量胎面长度并进行长度补偿。
9.根据权利要求4所述的胎面自动拾取装置，其特征在于还包括用于控制所述气缸动作的气源及电磁阀。
10.一种根据权利要求8所述胎面自动拾取装置的胎面拾取方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
1）百叶车通过所述AGV装置输送至百叶车定位装置（9）,AGV装置将百叶车通过所述导入机构输送至工作区间，所述限位机构将百叶车前后、两侧进行定位，所述传感单元检测到百叶车进入所述百叶车定位装置（9）并调整到位后，通过所述第一无线通信单元发送胎面拾取起始信号；
2）所述第二无线通信单元接收所述第一无线通信单元发送的所述胎面拾取起始信号，百叶车打开，所述电机驱动装置驱动横移装置（2）移动，带动胎面吸附装置（4）移动到百叶车附近，由第一接近开关和所述百叶车位置确定单元检测横移装置移动到位后，所述光电传感器（10）检测百叶车打开层数位置；
3）通过两个所述光电传感器（10）和所述胎面位置确定单元检测确定胎面位置，所述电机驱动单元驱动所述升降装置（3）调整所述胎面吸附装置（4）下降至胎面附近，驱动所述横移装置（2）将所述胎面吸附装置（4）移动到胎面上方；
4）通过所述两个光电传感器（10）和所述角度确定单元检测确定胎面角度，根据所述角度调整单元确定伺服电缸（8）伸出量，使胎面吸附装置（4）角度与胎面平行，所述电机驱动单元驱动所述升降装置（3）调整吸附装置（4）高度，使真空吸盘（5）接触胎面并吸附，升降装置（3）驱动抬起胎面，横移装置（2）移出胎面并横移至所述储料装置（11）上方，升降装置（3）驱动吸附装置（4）下降使胎面放置在储料装置（11）后，胎面吸附装置通过升降装置和横移装置移至等待位；
5）气缸动作驱动所述储料平台沿其与所述胎面输送装置（12）连接处的轴线旋转，将胎面放置在所述胎面输送装置（12）上后，储料平台复位；电机驱动装置驱动第三电机转动，进而带动传动辊转动，调整其上方胎面的位置，胎面通过所述定中装置（13）调整至所述胎面输送装置（12）中间，通过所述测长装置（14）测量长度后，进行长度补偿并贴合在所述带束鼓上（15）；
6）重复步骤3）-5），确保储料装置（11）上始终有一个胎面待用。
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