CN116685479A - 用于平衡轮和轮胎组件的机器人单元系统 - Google Patents

Abstract

一种被配置为在限定的周界内输送WTA的轮和轮胎组件(WTA)平衡系统可以包括机器人和控制器，机器人包括选择性可移动的臂和连接到可移动的臂并被配置为选择性地接合WTA的一部分的末端执行器，控制器被配置为向机器人提供指令以选择性地将WTA移动到周界内的多个站中的至少一个。

Description

用于平衡轮和轮胎组件的机器人单元系统

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年11月12日提交的美国临时申请序列号63/113,148的权益，其公开内容通过引用整体结合于此。

技术领域

这里公开了用于平衡轮和轮胎组件的机器人单元系统。

背景技术

轮和轮胎组件(WTA)系统通常包括各种装配点、机器人、传送器、升降机等。这些部件和它们执行的过程可能是麻烦的和特定于WTA的。此外，大型WTA组件可能需要特定的设备来增加其尺寸和重量。

发明内容

一种被配置为在限定的周界内输送轮和轮胎组件(WTA)的轮和轮胎组件平衡系统的机器人可以包括选择性可移动的臂；连接到可移动的臂的一端并被配置为选择性地接合WTA的一部分的末端执行器；以及控制器，其被配置为向臂和末端执行器提供指令，以选择性地将WTA移动到周界内的多个站中的至少一个站，用于为WTA提供平衡过程，其中控制器被配置为指示末端执行器在装载站与WTA接合，并指示臂将WTA移动到重量施加站并在重量施加站释放WTA。

一种被配置为在限定的周界内输送WTA的轮和轮胎组件(WTA)平衡系统可以包括机器人和控制器，机器人包括选择性可移动的臂和连接到可移动的臂并被配置为选择性地接合WTA的一部分的末端执行器，控制器被配置为向机器人提供指令以选择性地将WTA移动到周界内的多个站中的至少一个。

一种用于轮和轮胎组件(WTA)系统的方法，该WTA系统被配置为在限定的周界内输送WTA，该方法可以包括指示WTA系统的臂将第一WTA移动到重量施加站并在重量施加站释放第一WTA，以及指示该臂移动到装载站并在装载站闭合对第二WTA上的夹持，第一WTA保持在重量施加站。

附图说明

在所附权利要求中特别指出了本公开的实施例。然而，通过结合附图参考以下详细描述，各种实施例的其他特征将变得更加明显，并且将被最好地理解，在附图中:

图1示出了用于轮和轮胎组件(WTA)平衡系统的机器人单元的系统图；

图2示出了WTA系统的机器人夹持器的透视图；

图3示出了机器人单元WTA组件平衡系统的示例过程；

图4示出了WTA平衡系统的夹持器的示例性夹持器组件；

图5示出了WTA平衡系统的示例性门组件；

图6示出了WTA平衡系统的示例性门组件；

图7示出了WTA平衡系统的平衡器站的标记系统的一部分；

图8示出了该系统的一部分，包括标记储存器、气动系统的进气口和平衡器轴润滑剂；

图9示出了WTA平衡系统的平衡器站的另一部分；

图10示出了WTA平衡系统的机器人，其具有布置在重量施加站的末端执行器；

图11示出了WTA平衡系统的另一个示例过程；

图12继续示出了图11的WTA平衡系统的示例过程，并且包括审核过程；

图13示出了WTA平衡系统的另一示例过程，其示出了跨多个WTA的过程的同时跟踪；和

图14示出了WTA平衡系统的另一示例过程，其示出了校准过程。

具体实施方式

根据需要，这里公开了本发明的详细实施例；然而，应该理解的是，所公开的实施例仅仅是本发明的示例，本发明可以以各种替代形式实施。附图不一定按比例绘制；一些特征可能被放大或缩小以示出特定部件的细节。因此，这里公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅仅是作为教导本领域技术人员以不同方式使用本发明的代表性基础。

这里公开了一种用于平衡轮和轮胎组件(WTA)的机器人单元系统。该单元系统可以应用于WTA，特别是用在大型车辆上的大型WTA，所述大型车辆为例如卡车、半卡车、装备车辆，例如拖拉机、联合收割机、犁等。然而，也可以考虑其他应用，例如较小的WTA。该系统避免了使用升降机和通常需要在WTA上施加平衡重量的其他设备。在一些示例中，可以避免传送器。传统系统实施装配线类型的组件，使用传送器将WTA运送给技术人员。这种系统可能需要传送器和装配系统特定于每个WTA的尺寸，需要特定的和定制的设置来装配每个不同的WTA。所公开的平衡系统可以提供一种平衡系统，该平衡系统可以处理任意数量的轮胎尺寸和配置，而不需要为每个轮胎尺寸、轮胎抓地力、轮胎直径等创建全新的设置。

此外，各种协议和安全考虑可能要求某些站，例如用于重量施加的区域，被封闭或隔离，以便防止对技术人员或其他操作员的任何伤害。由于机器人单元系统的配置以及所公开系统内的各种站，可能需要最少的保护部件，同时仍然满足或超过所有要求和标准。

图1示出了用于轮和轮胎组件的机器人单元平衡系统100的示例示意图。在这里讨论的示例中，单元系统100通常相对于WTA平衡系统来讨论，但是可以实现其他应用。单元系统100可以包括周界102，该周界102被配置成勾勒出系统100的边界。单元系统100可以包括周界102内的机器人106。机器人106可以被配置为关于系统100移动WTA。

参考图2，机器人106可以具有末端执行器126，末端执行器126被配置为用于保持WTA 120，以便在单元系统100的周界102内从站到站移动WTA 120。机器人106可以包括至少一个铰接关节116和手腕118。臂124位于关节116和手腕118之间。机器人106能够沿着可选的多个可编程预定路径之一以至少三个自由度移动。末端执行器126可以安装在机器人106的手腕118上。末端执行器126可以包括用于夹持WTA的手指。可以理解各种臂工具配置的末端。

关节116可以安装到连接到基部部分(未示出)的主体部分128上。在一个示例性布置中，主体部分128可旋转地连接到基部部分，使得主体部分128可以相对于基部部分枢转。此外，主体部分128可以铰接到基部部分，使得主体部分128可以相对于基部部分垂直铰接。

在一个示例性实施例中，臂124可以连接到主体部分128，使得臂124可以相对于主体部分128铰接在任何期望的向上或向下位置。类似于基部部分和主体部分128的可旋转连接，末端执行器可以可旋转地连接到臂124，使得末端执行器126可以相对于臂124旋转、枢转或以其他方式旋转360°,这将在下面进一步详细描述。在其他配置中，小于360°的旋转是可以理解的。此外，在一些配置中，臂124本身可以旋转。

末端执行器126可以包括多个夹持器132。在所示的示例中，可以包括两个夹持器132，一个夹持器夹持WTA 120的每一侧。末端执行器126还可以包括至少一个传感器，该至少一个传感器被配置为定位WTA 120的某些部分。在一个示例性布置中，传感器是光学传感器，例如LED传感器。然而，也可以使用其他传感器。

夹持器132可以承载在平台134上，平台134可以选择性地从释放位置移动到夹持位置。在释放位置，相对的夹持器132彼此远离移动。在夹持位置，相对的夹持器132朝向彼此移动一段距离，该距离大约是WTA 120的宽度。

夹持器132可以被配置为围绕WTA的外径夹持WTA 120的侧面。通过从侧面夹持WTA120，机器人106可以移动、旋转和翻转WTA 120。夹持器132也可以从上方夹持WTA 120。

机器人106可被配置成从侧面夹持WTA 120，并在WTA平衡过程中将WTA从站移动到站。在一些示例中，如下面更详细讨论的，机器人106可以夹持、旋转、移动、转动、放下、拾起WTA 120。机器人106可以在第一站设置第一WTA，将第二WTA移动到另一站，然后返回以从第一站移除第一WTA。通过系统地移动WTA，系统100可以有效地利用单个机器人。附加的机器人106也可以被包括在周界102内或周界102的外部。

机器人106可以由控制器139操作，控制器139被配置为向机器人106提供指令。控制器139可以与控制器144通信，控制器144可以布置在图1中的系统100处或附近。这些控制器可以形成单个控制器。此外，虽然每个控制器被示出为位于机器人106和/或系统100处或附近，但是这些部件可以被远程控制，并且控制器可以远离系统100。控制器可以通过有线或无线通信，通过从系统100的部件接收各种信号，以及通过用户界面接收来自用户的命令等来控制所述部件。这里提到的“控制器”可以指控制器139、144中的一个或两个，以及远程控制器，并且可以包括一个或多个处理器，该处理器被配置为执行指令、命令和支持这里描述的过程的其他例程。例如，控制器可以被配置为执行用于操作机器人106、门以及各个站和传送器的每个部件的指令。计算机可读介质(也称为处理器可读介质或存储装置)可以被包括,并且包括参与提供可以由控制器的处理器读取的指令或其他数据的任何非暂时性介质(例如，有形介质)。计算机可执行指令可以从使用各种编程语言和/或技术创建的计算机程序中编译或解释，所述编程语言和/或技术包括但不限于单独或组合的Java、C、C++、C#、Objective C、Fortran、Pascal、Java Script、Python、Perl和PL/SQL。

回到图1，每个站可以是布置在周界102内的区域，并且可以贡献平衡过程的特定功能。这些站可以包括装载区域或装载站108、平衡器站110、校准轮站110和重量施加站114。这些站中的每一个的操作可以与其他站的操作同时进行，并且机器人106可以在这些站之间移动WTA 120。关于图4-10更详细地公开了所公开的过程的各个步骤中机器人106的每个站和位置的细节。装载站108可以是递送站，其中WTA 120可以通过第一传送器140被提供给系统100。装载站108还可以包括传送器140上的平台，机器人106可以在该平台上最初夹持WTA 120。一旦机器人106在装载站108拾起WTA 120，机器人106可以将WTA 120移动到平衡器站110。

平衡器站110可以包括被配置为将WTA 120保持在其上的平衡器轴。在平衡器站110，机器人106可以释放轴上的WTA 120。平衡器站110能够进行静态平衡以及动态平衡。在动态平衡期间，轴可以旋转WTA以定位WTA的哪些点(如果有的话)可能需要更多的重量来更均匀地分配组件的重量。这些位置可以使用传感器来识别，例如载荷单元。一旦位置被识别，标记器(通常在图7中示出)可以在WTA 120上前进并标记WTA 120。标记器可以在WTA120内部的至少一个位置处将标记施加到WTA 120上。可以施加一个以上的标记，并且可以在WTA的第一侧和第二侧的每一侧施加标记。每个标记可以识别在WTA 120上放置重量材料的特定位置。可以在WTA 120的每一侧放置标记。

这些标记可以是墨水或油漆的形式。在其他示例中，标记可以被激光照射到WTA120上。标记也可以施加在与平衡器站110分离且不同的站中。

一旦标记器已经标记了WTA 120，标记器就可以缩回。一旦标记器已缩回，机器人106可以在WTA 120上前进，并且夹持器132可以夹持WTA 120。机器人106可以从平衡器站110移走WTA 120，并继续将WTA 120移动到重量施加站114。在一个示例中，WTA 120可以在被放置在重量施加站114之前被翻转。

重量施加站114可以包括被配置为接收WTA 120的操作员平台142。机器人106可以将WTA 120放置在平台142上。平台142可以在周界102内，并且可以选择性地与周界外的区域隔离。这可以通过平台142处的物理或象征性的垂直平面148来完成。在一个示例中，垂直平面可以是门。垂直平面148可以被配置成选择性地在周界102内的平台142和位于周界102外的技术人员150之间物理地或象征性地保持屏障。

竖直平面148可以是物理门，例如竖直开门、滑动门、卷帘门等。门可以由屏或固体材料制成，包括透明材料，例如玻璃、塑料、有机玻璃等，允许技术人员150容易地观察周界102内的过程和WTA 120。门也可以是其它非物理屏障的形式，例如光屏。

在装配期间，技术人员150可以从箱(bin)中挑选出重量材料，并且在标记处将重量材料应用到WTA 120。技术人员150可以在WTA 120的第一和第二侧的每一侧施加重量材料。因此，技术人员150可以通过垂直平面148来施加重量材料。在竖直平面148包括门的示例中，门可以仅在特定条件下打开。

重量材料可以是任何形式的重量材料。例如，重量材料可以通过传统的敲打技术来施加。重量材料也可以被粘上、压上重量等。在粘上重量的示例中，重量可以从WTA 120的一侧施加。在敲打(pound on)重量的示例中，重量可以应用在WTA 120的每一侧。在该示例中，在重量施加站114翻转WTA 120可能是必要的，其中当使用粘上重量材料时，翻转可能不是必要的。

门区域122可以被限定在系统100的周界内的区域。门区域122可以被限定为垂直平面148前面的区域，并且可以是被认为接近垂直平面148的某个矩形或圆形大小的区域。区域122可以限定成为了技术人员将重量材料施加到WTA 120上而必须清理的区域。在机器人106的一部分在门区域122内的情况下，可以防止技术人员150将重量材料放置在WTA 120上。这可以是要保护技术人员150在装配过程中不与机器人106发生任何可能的接触。这可以通过创建虚拟或物理屏障来实现，使得垂直平面148可以是被阻止打开的门。

在物理门的示例中，垂直平面148可以包括门传感器，该门传感器被配置成检测门和/或门框的线内的物体。门传感器可以检测诸如技术人员的手臂或其他身体部位的物体是否以及何时阻挡了打开的门的线。这种检测可能会阻止门闭合。

在虚拟或物理垂直平面的两个示例中，状态指示器也可以包括在垂直平面148处或附近，向用户和操作员指示系统100和/或垂直平面的当前状态。状态指示器可以是灯，例如，其被配置成以各种颜色中的一种发光。绿色可以指示技术人员150可以安全地打开门，或者延伸穿过垂直平面148。当重量施加站114可以安全使用时，指示器可以保持绿色。红色可以指示重量施加站114使用不安全。

在门的示例中，如果机器人106不在区域122内移动，控制器可以仅指示门打开。控制器可防止门末端执行器126在区域122内运动的同时打开。

一旦WTA 120已经被放置在平台142上，并且一旦机器人106停止在门区域122内的移动，控制器可以指示门打开。在这个示例中，指示器可以点亮绿色。一旦打开，技术人员150可以在WTA 120的第一侧或第二侧之一的标记处施加重量材料。一旦技术人员在一侧施加了重量，技术人员可以通过按压门上或门附近的按钮或致动器来指示他或她完成了。如果门传感器指示门开口处没有任何障碍物，门可能会闭合。

一旦门被闭合，机器人106可以返回到WTA 120，通过夹持器132夹持WTA，提升WTA120，并且可选地翻转WTA 120，使得相对侧现在向上。机器人106然后可以将WTA 120放回到平台142上。现在，WTA 120的相对侧朝上，重量材料现在可以施加到该侧。再次，一旦WTA120已经被放置在平台142上，并且一旦机器人106停止在门区域122内的移动，控制器可以指示门打开。

一旦打开，如果需要，技术人员可以重复前面的步骤，并在WTA 120的另一侧的标记处施加重量材料。一旦技术人员在另一侧施加了重量，技术人员可以通过按压门上或门附近的按钮或致动器来指示他或她完成了。如果门传感器指示门开口处没有任何障碍物，门可能会闭合。一旦门闭合，第二传送器154可以将WTA 120移出周界102。

在虚拟垂直平面148的示例中，可以理解类似的操作。例如，在遮光罩的示例中，遮光罩可以类似于门的打开和闭合而打开和闭合。在这个示例中，遮光罩也可以起到指示器的作用。

虽然示出了单个技术人员150和重量施加站114，但是系统100中可以包括一个以上的重量施加站，具有一个以上的操作员、平台、门和重量材料箱。除此之外，周界102内还可以包括不止一个机器人106。也可以包括一个以上的平衡器站110。在一些示例中，每个部件/站中的两个可以被包括在周界102内。此外，部件的一对一比例可能不是必需的。例如，可以包括单个平衡器站110和重量施加站114，但是可以包括两个机器人106，反之亦然。

在一个示例中，可以包括包括机器人和平衡器站的独立组。该组可以被配置为在平衡过程中对WTA执行审核过程。审核过程可以发生在技术人员150已经在重量施加站114安装重量材料之后。第二机器人可以将WTA移动到第二平衡器，其中平衡器可以向控制器144提供数据以确定WTA是否平衡。如果是这样，第二机器人可以继续夹持WTA并将WTA移回传送器。如果控制器144确定WTA没有适当平衡，则第一WTA被移回到重量施加站进行补救调整。该第二组部件可以在周界102之内或之外。

校准设备站112也可以包括在周界102内。校准设备站112可以是可选地容纳校准设备(例如校准WTA)的站，用于在平衡器站110校准平衡器轴。这种校准可以在重量材料应用之前进行。也就是说，机器人106可以夹持校准设备并将校准设备移动到平衡器站110处的平衡器轴。平衡器站110可将校准数据传输至控制器144，以验证校准设备的已知不平衡被轴识别。一旦完成校准，机器人106可以将校准设备从平衡器站110移回校准设备站112，以将校准设备存储在校准设备站112，直到需要进一步校准。校准可以不在每次平衡之前进行，但是可以在时间和/或数量上以不同的间隔进行，也可以随机进行，或者甚至按照操作员的指示按需进行。将校准设备存储在周界102内并允许机器人106移动校准设备的能力避免了需要技术人员手动操纵系统100内的校准设备。

虽然所描述的过程是关于第一WTA 120从装载站108前进到重量施加站114，但是该过程包括机器人106连续地使WTA与其他WTA同时前进通过各个站。例如，一旦第一WTA到达重量施加站114，第二WTA可以在装载站108被拾起并放置在平衡器站110的轴上。当技术员150将重量材料施加到第一WTA时，平衡器站110可以标记第二WTA。在该过程的一些部分中，当标记器在平衡器站标记第二WTA时，机器人106可以同时在重量施加站114翻转第一WTA。一旦第一WTA已经前进到第二传送器154，机器人106将第二WTA移动到重量施加站114的平台142，然后在装载站108拾起第三WTA以再次继续整个过程。通过连续地利用机器人106将WTA 120从站移动到站，但是防止机器人106在门区域122内移动，提供了一种更有效、高效且更安全的WTA平衡系统。

图3示出了WTA平衡系统的示例过程300。该过程300示出了系统在保持操作员距离的同时并行执行功能的能力。如上所述，控制器139、144可以控制每个站的部件、机器人和各种特征。附加地或替代地，专用控制器可以向各种部件提供指令。

过程300可以开始于框301，其中系统100可以进行平衡器的校准。如上所解释的，这可以通过机器人106移动到校准设备站112处的校准设备并拾取校准设备并将校准设备移动到平衡器站110处的平衡器轴来完成。平衡器站110可将校准数据传输至控制器144，以验证校准设备的已知不平衡被轴识别。一旦完成校准，机器人106可以将校准设备从平衡器站110移回校准设备站112，以将校准设备存储在校准设备站112，直到需要进一步校准。校准可以不在每次平衡之前进行，但是可以在时间和/或数量上以不同的间隔进行，也可以随机进行，或者甚至按照操作员的指示按需进行。将校准设备存储在周界102内并允许机器人106移动校准设备的能力避免了需要技术人员手动操纵平衡系统100内的校准设备。

过程300然后可以进行到框302，在框302，机器人106可以通过装载站108处的第一WTA处的夹持器132闭合夹持。在框304，机器人106可以将第一WTA从装载站108输送到平衡器站110。在框306，夹持器132然后可以打开对第一WTA 120的夹持，以便将第一WTA放置在平衡器站110处。

在框312处，在平衡器站110处，第一WTA可以被平衡。如所解释的，这可以使用各种传感器、旋转WTA等来完成。

在框314处，平衡系统100可以标记第一WTA。这可以包括推进第一WTA上的标记并标记第一WTA的第一侧。标记器然后可以缩回，然后前进以标记第一WTA的第二侧。在一些示例中，标记可能仅在WTA的一侧是必要的，例如，对于粘上重量材料。标记器然后可以缩回以从WTA移开。

在框326处，机器人106可以在平衡器站110处闭合对第一WTA的夹持。在框328处，机器人106可以将WTA 120从平衡器站110输送到重量施加站114。在一些示例中，根据所施加的重量的类型，机器人106可以在输送过程中进一步翻转WTA，使得相反侧朝上。在框332处，机器人106可以打开对第一WTA的夹持，并将WTA放置在重量施加站114的平台142上。

机器人106然后可以在框334处移动到装载站108，并且在框336处在装载站108处闭合对第二WTA的夹持。在框338处，机器人106然后可以将第二WTA从装载站108输送到平衡器站。在框342处，机器人106可以在平衡器站110打开对第二WTA的夹持。

一旦机器人106在将第二WTA放置在平衡器站110处时停止移动，在框344处，重量施加站114处的竖直平面148可以打开，从而允许技术人员150将重量材料施加到第一WTA的一侧。如上所解释的，垂直平面148可以是诸如门的物理平面，或者是简单地指示技术人员何时被允许施加重量材料的象征平面。与此同时，平衡器站110继续平衡和标记第二WTA。例如，在框346处，第二WTA在平衡器站110被平衡。

在框348处，平衡系统100可以标记第二WTA。类似于第一WTA的标记，这可以包括推进第二WTA上的标记并标记第二WTA的第一侧。标记器然后可以缩回，然后前进以标记第二WTA的第二侧。然后，标记器可以缩回以从第二WTA移开。

当这发生时，在框364处，当技术人员150在第一WTA的一侧完成重量材料的施加时，重量施加站114处的竖直平面148可以物理地或象征性地闭合。一旦垂直平面148被“闭合”，机器人106可以在门区域122内恢复运动。

在框366处，机器人106可以移动到重量施加站114。然后，在框368处，机器人106可以在重量施加站114处闭合对第一WTA的夹持。如果需要，机器人106可以翻转第一WTA。机器人106然后可以释放对第一WTA的夹持，并将第一WTA返回到重量施加站。

可选地，在框376处，机器人106然后可以移动到平衡器站。一旦机器人106翻转WTA并停止在门区域122内的移动，在框382处，重量施加站114处的竖直平面148可以“打开”。如果需要，技术人员150然后可以将重量材料施加到第一WTA的另一侧。一旦技术人员150完成了，在框382处，门可以闭合，并且第一WTA可以沿着第二传送器154前进。

在框384处，平衡系统100可以执行审核过程。这可以包括将机器人106移动到重量施加站114，夹持第一WTA，并将第一WTA移动到平衡器站110。平衡器站110可以向控制器144发送数据，并且控制器144可以确定第一WTA是否被适当平衡。如果是，机器人106可以继续夹持第一WTA并将WTA移回传送器。如果控制器确定第一WTA没有被适当地平衡，垂直平面148可以被重新打开，并且第一WTA被移回到重量施加站，用于对重量施加进行补救调整。

如上所解释的，这种审核过程可以由机器人106和平衡器站110来执行。然而，平衡系统100可以包括第二机器人和第二平衡器站110，并且这些部件可以专用于WTA的审核。该第二组机器人和平衡器站可以布置在周界102内或周界102外。可以定期、按计划或随机地审核WTA。在单独的机器人和平衡器站专用于审核过程的情况下，审核过程通常可以无缝地适合整个过程300，以便在平衡系统100期间不干扰过程流程。在需要补救平衡的情况下，第二机器人可以整合WTA在重量施加站114上的放置，以便快速且有效地调整重量施加，并按计划在剩余的WTA上进行过程300。

在框386处，机器人106可以在平衡器站110处闭合对第二WTA的夹持。在框388处，机器人106可以将第二WTA输送到重量施加站114。机器人106可以沿途翻转WTA。在框392处，机器人106可以在重量施加站114处打开对第二WTA的夹持。在框394处，机器人106可以移动到装载站108以再次开始该过程，并且在框396处，夹持第三WTA，类似于框336。并且该过程继续，夹持器在站之间连续移动，并且允许在WTA上执行并行功能，以加速平衡过程。尽管装配时间可能不同，但上面的示例系统可能持续大约35秒。

图4示出了WTA装配系统100的机器人106的示例性末端执行器126。末端执行器126可以包括多个夹持器132。在所示的示例中，可以包括两个夹持器132，一个夹持器夹持WTA120的每一侧。末端执行器126还可以包括至少一个传感器，该传感器被配置为定位WTA 120的某些部分。在一个示例性布置中，传感器是光学传感器，例如LED传感器。然而，也可以使用其他传感器。

夹持器132可以承载在平台134上，平台134可以选择性地从释放位置移动到夹持位置。在释放位置，相对的夹持器132彼此远离移动。在夹持位置，相对的夹持器132朝向彼此移动，移动的距离大约是WTA 120的宽度。

夹持器132可以被配置为围绕WTA的外径夹持WTA 120的侧面。通过从侧面夹持WTA120，机器人106可以移动、旋转和翻转WTA 120。夹持器132也可以从上方夹持WTA 120。夹持器132可各自包括一对用于夹持WTA 120的接触点。

图5和图6示出了WTA组件系统100的示例性门组件，其中垂直平面148是物理门，其被配置为根据门前的门区域122内的活动来打开和闭合。

图7-10示出了图1的WTA组件的示例站和过程，尤其包括装载站、校准站、重量施加站的至少部分。图7示出了WTA平衡系统100的标记146和平衡器站110的一部分。如自始至终所解释的，标记器146可以在WTA 120上前进并标记WTA 120。标记器146可以在WTA 120内部的至少一个位置在WTA 120上施加标记。可以施加一个以上的标记，并且可以在WTA的第一侧和第二侧的每一侧施加标记。每个标记可以识别在WTA 120上放置重量材料的特定位置。

图8示出了WTA平衡系统100的一部分，包括标记储存器、用于气动系统的进气口和平衡器轴润滑。该部分可以布置在周界102的外部，以便更容易接近所述部件。标记储存器可以包括用于在标记器146处标记WTA的液体，例如墨水或油漆。其他部件、控制器等也可以布置在该部分或其附近，或便于接近。该部分可以与周界102内部的部件流体连通。

图9示出了WTA平衡系统100的平衡器站110的另一部分。图10示出了类似于图2的WTA平衡系统的机器人106，末端执行器126布置在重量施加站114处。尽管未示出，但是图4-10中的部件可以包括附加的防护装置、隔离垫等。

图11示出了WTA平衡系统的另一个示例过程1100。该过程300示出了系统在保持操作员距离的同时执行功能的能力。如上所解释的，控制器139、144可以控制每个站的部件、机器人和各种特征。附加地或替代地，专用控制器可以向各种部件提供指令。

过程1100可以开始于框1102处，在框1102处，机器人106可以通过经由末端执行器126接合并夹持零件来在装载站108处装载零件(例如，WTA)。在框1104处，机器人106可以将零件从装载站108输送到平衡器站110。在框1106处，机器人106可以通过在平衡器站110处释放夹持器132来卸载零件。

在框1112处，在平衡器站110处，零件可以被平衡。如所解释的，这可以使用各种传感器、旋转WTA等来完成。

在框1114处，平衡系统100可以标记零件。这可包括推进零件上的标记器并标记零件的第一侧。标记器然后可以缩回，然后前进以标记零件的第二侧。在一些示例中，标记可能仅在零件的一侧是必要的，例如，对于粘上的重量材料。然后标记器可以缩回以从零件移开。

在框1116处，平衡器可以旋转以预取向零件，使得零件相对于机器人106要接合的标记处于更好的位置。在框326处，机器人106可以在平衡器站110接合或装载零件。在框1132处，机器人106可以将零件从平衡器站110输送到重量施加站114。在一些示例中，根据所施加的重量材料的类型，机器人106可以在输送过程中进一步翻转零件，使得相对侧朝上。在框1134处，机器人106可以卸载零件并将零件放置在重量施加站114的平台142上。

然后，在框1136处，机器人106可以远离重量施加站114移动，并清理门区域122。一旦机器人106停止移动并清理区域122，在框1138处，门可以打开。在框1142处，操作员可以将重量材料施加到零件上。当操作员在零件的一侧完成重量材料的施加时，在框1144处，门可以闭合。

在框1146处，一旦门闭合，机器人106可以移回到重量施加站114。然后，在框1148处，机器人106可以在重量施加站114接合并装载零件。在框1164处，机器人106可以提升和旋转零件。在框1166处，机器人106然后可以将零件卸载回重量施加台上。

然后，在框1168处，机器人106可以远离重量施加站114移动，并清理门区域122。一旦机器人106停止移动并清理区域122，在框1176处，门可以打开。在框1178处，操作员可以在零件的另一侧将重量材料施加到零件上。当操作员完成重量材料的施加时，门可以在框1182处闭合。在框1184处，零件可以经由传送器转移出重量施加站114。

图12继续示出了WTA平衡系统的示例过程1100，并且具体地包括WTA平衡系统的审核过程，该审核过程开始于框1186处，其中机器人106可以移动到传送器。在框1188处，机器人106可以装载或接合零件。机器人106然后可以在框1190处将零件从传送器移动到平衡器站110，并且在框1192处在平衡器站卸载零件。

在框1194处，平衡器站110可将数据传输到控制器144，并且控制器144可确定零件是否被适当平衡。如果是，机器人106可以在框1195处装载零件，并在框1196处将零件移回传送器。在框1197处，零件可以在重量施加站卸载，在框1198处，门闭合，并且在1199处，零件在传送器上被转移出重量施加站。如果控制器确定零件没有被适当地平衡，则零件可以被重新标记，门可以被重新打开，并且零件可以被移回到重量施加站以对重量施加进行补救调整。

如上所解释的，这种审核过程可以由机器人106和平衡器站110来执行。然而，平衡系统100可以包括第二机器人和第二平衡器站，并且这些部件可以专用于零件的检查。该第二组机器人和平衡器站可以布置在周界102内或周界102外。可以定期、按计划或随机对零件进行审核。在单独的机器人和平衡器站专用于审核过程的情况下，审核过程通常可以无缝地适合整个过程1100，以便在平衡系统100期间不干扰过程流程。

图13示出了WTA平衡系统的另一示例过程1300，其示出了过程1300跨三个零件的同时跟踪。如所解释的，系统100可以允许同时执行多个WTA平衡动作。也就是说，当一个WTA被平衡时，另一个WTA可以施加其重量材料。如图12所示，第一WTA可以在重量站，并且在框1302处，操作员可以施加第一重量。同时，机器人106可以将第二零件从装载站108装载和转移到平衡器站110。机器人106然后可以返回到重量施加站，并在重量施加站旋转和替换第一WTA，同时第二WTA分别在框1304和1310处被平衡。

一旦第二重量材料在第一WTA处被施加，第一WTA可以在框1306处转移出重量施加站114，同时机器人106在框1312处移动到平衡器站110。在框1314处，机器人106然后可以从平衡器站110装载和移除第二WTA，并将第二WTA转移和旋转到重量施加站114。在框1318处，操作员可以在机器人106移动到装载站的同时施加第一重量材料，在框1324处装载第三WTA并将第三WTA转移到平衡器站110。

机器人106然后可以返回到重量施加站，并在重量施加站110旋转和替换第二WTA，同时第三WTA分别在框1320和1326处被平衡。

一旦第二重量材料在第二WTA处被施加，第二WTA可以在框1322处转移出重量施加站114，同时机器人106在框1328处移动到平衡器站110。机器人106然后可以在框1330处从平衡器站110装载和移除第三WTA，并且该过程可以继续第三、第四、第五WTA，等等。

图14示出了WTA平衡系统100的另一个示例过程1400，其示出了校准过程。该校准过程可以类似于上面关于图3中的框301描述的过程。在框1402，机器人106可以移动到校准设备站112。该站可容纳可用于校准平衡器站110的校准设备或工具。在框1404处，机器人106可以装载校准设备，并且在框1406处将校准设备移动到平衡器站110。

在框1408处，机器人106可以在平衡器站110卸载校准设备。在框1410处，平衡器站110可以执行校准过程。这可以包括向控制器144发送校准数据，用于确定和校准平衡器站110。这可以确保平衡器站110被适当地校准，以便有效且准确地平衡WTA。控制器144可以将接收到的数据与已知数据进行比较，并调整用于平衡器的其校准的设置、标准、预定值等。

一旦校准数据已经被传输到控制器144，机器人106可以在框1412处装载校准设备，并且在框1414处移除校准设备并将其转移回校准设备站112。机器人106然后可以卸载校准设备1416，并在校准设备站112将其替换。

因此，这里描述了一种WTA平衡系统，其在由周界限定的单元内具有机器人，该机器人允许在一个以上的WTA上执行功能，显著减少了装配过程时间，并且保持或改善了某些安全特征。定制和多个机器人、平衡器站等可以是可用的，以及校准方法和审核方法，每种都有助于平衡系统的效率和准确性。

本公开的实施例通常提供多个电路、电气设备和至少一个控制器。对电路、至少一个控制器和其他电气设备以及每个电气设备所提供的功能的所有引用并不旨在局限于仅包含这里示出和描述的内容。虽然特定的标签可以被分配给所公开的各种电路、控制器和其他电气设备，但是这些标签并不旨在限制各种电路、控制器和其他电气设备的操作范围。这种电路、控制器和其他电气设备可以基于期望的特定类型的电气实施方式以任何方式相互组合和/或分离。

应当认识到，这里公开的任何控制器可以包括任何数量的微处理器、集成电路、存储器设备(例如，闪存、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)或其其他合适的变体)和软件，它们相互协作以执行这里公开的操作。此外，所公开的任何控制器利用任何一个或多个微处理器来执行包含在非暂时性计算机可读介质中的计算机程序，该计算机程序被编程为执行所公开的任何数量的功能。此外，这里提供的任何控制器包括壳体和位于壳体内的各种数量的微处理器、集成电路和存储设备(例如，闪存、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM))。所公开的控制器还包括基于硬件的输入和输出，用于分别从这里讨论的其他基于硬件的设备接收数据和向其发送数据。

关于如这里描述的过程、系统、方法、启发法等，应该理解的是，尽管这些过程的步骤等已经被描述为根据某个有序的顺序发生，但是这些过程可以用以不同于这里描述的顺序执行的所描述的步骤来实践。还应该理解，可以同时执行某些步骤，可以添加其他步骤，或者可以省略这里描述的某些步骤。换句话说，这里的过程描述是为了说明某些实施例的目的而提供的，并且不应该以任何方式被解释为限制权利要求。

虽然上面描述了示例性实施例，但这并不意味着这些实施例描述了本发明的所有可能形式。相反，说明书中使用的词语是描述性的词语，而不是限制性的，并且应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种改变。此外，各种实现实施例的特征可以被组合以形成本发明的其他实施例。

Claims (20)

1.一种轮和轮胎组件平衡系统的机器人，所述轮和轮胎组件平衡系统被配置为在限定的周界内输送轮和轮胎组件(WTA)，所述机器人包括:

选择性可移动的臂；

末端执行器，该末端执行器连接到可移动臂的末端，并被配置为选择性地接合WTA的一部分；和

控制器，该控制器被配置为向所述臂和末端执行器提供指令，以将所述WTA选择性地移动到所述周界内的多个站中的至少一个，用于为所述WTA提供平衡过程，其中所述控制器被配置为

指示所述末端执行器与装载站处的WTA接合，和

指示臂将WTA移动到重量施加站，并在重量施加站处释放WTA。

2.根据权利要求1所述的机器人，其中所述控制器还被配置为

指示所述末端执行器闭合对布置在周界内的校准设备的夹持，

指示臂将校准设备移动到平衡器站，

指示所述末端执行器在平衡器站处释放对校准设备的夹持；和

从平衡器站接收数据，以确认平衡器站的校准。

3.根据权利要求1所述的机器人，还包括位于所述重量站处的指示器，该指示器指示所述重量站相对于技术人员批准向所述WTA施加重量的状态，其中所述控制器还被配置为

从重量站处的传感器接收指示邻近重量站的区域没有任何物体的信号；和

指示指示器响应于该信号进行更新。

4.根据权利要求2所述的机器人，其中所述控制器还被配置成在所述重量施加站处将至少一个重量安装在所述WTA上期间，指示所述臂移动到装载站，并与所述装载站处的下一个WTA接合。

5.根据权利要求4所述的机器人，其中所述控制器还被配置为

指示臂将下一个WTA移动到平衡器站；

指示所述末端执行器在平衡器站处释放对下一个WTA的夹持；

一旦下一个WTA被布置在平衡器站，指示臂移动到所述重量施加站；和

指示所述末端执行器在所述重量施加站处与WTA接合。

6.根据权利要求1所述的机器人，其中所述末端执行器包括至少一个夹持器，该至少一个夹持器被配置为选择性地接合WTA的一部分。

7.根据权利要求6所述的机器人，其中所述至少一个夹持器包括至少两个布置在平台上的夹持器，该至少两个夹持器相对于彼此是可横向移动的，以夹持和释放WTA。

8.一种被配置为在限定的周界内输送WTA的轮和轮胎组件(WTA)平衡系统，包括:

机器人，该机器人包括选择性可移动的臂以及连接到可移动的臂并被配置为选择性地接合WTA的一部分的末端执行器；和

控制器，该控制器被配置为向机器人提供指令，以将WTA选择性地移动到周界内的多个站中的至少一个。

9.根据权利要求8所述的系统，还包括布置在周界处的重量施加站。

10.根据权利要求9所述的系统，还包括布置在周界内的第一平衡器站。

11.根据权利要求10所述的系统，其中所述控制器还被配置为

指示机器人将布置在周界内的校准设备移动到平衡器站，和

从平衡器站接收数据以执行平衡器站的校准。

12.根据权利要求10所述的系统，其中所述控制器还被配置为将所述WTA从所述平衡器站移动到所述重量施加站。

13.根据权利要求10所述的系统，还包括位于所述重量站处的指示器，该指示器指示所述重量站相对于技术人员批准向所述WTA施加重量的状态，其中所述控制器还被配置为

从重量站处的传感器接收指示邻近重量站的区域没有任何物体的信号；和

指示指示器响应于该信号进行更新。

14.根据权利要求10所述的系统，其中所述控制器还被配置成当WTA位于重量施加站处时，指示机器人将下一个WTA从装载站移动到平衡器站。

15.根据权利要求8所述的系统，其中所述末端执行器包括多个夹持器，该多个夹持器被配置成选择性地接合WTA的一部分。

16.根据权利要求15所述的系统，其中所述夹持器布置在相对于彼此可横向移动的平台上，以便在它们之间夹持和释放WTA。

17.根据权利要求10所述的系统，还包括另一个第二机器人，该另一个第二机器人被配置为选择接合WTA的一部分，所述控制器被配置为向第二机器人提供指令，以将WTA选择性地移动到周界内的多个站中的至少一个。

18.根据权利要求17所述的系统，其中所述控制器还被配置成指示第二机器人将所述WTA移动到与第一平衡器站分开且不同的另一第二平衡器站，并从第二平衡器站接收指示所述WTA的平衡的数据。

19.根据权利要求18所述的系统，其中所述控制器还被配置成响应于所述控制器确定所述WTA没有适当平衡，指示第二机器人将所述WTA返回到所述重量施加站。

20.一种用于轮和轮胎组件(WTA)系统的方法，该轮和轮胎组件(WTA)系统被配置成在限定的周界内输送WTA，该方法包括:

指示WTA系统的臂将第一WTA移动到重量施加站，并在重量施加站处释放第一WTA；和

指示臂移动到装载站并在装载站闭合对第二WTA的夹持，第一WTA保持在重量施加站处。