CN215612894U - 一种外圆驱动式涂胶装置及应用该装置的自动涂胶系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于轮胎涂胶技术领域，具体涉及一种外圆驱动式涂胶装置及应用该装置的自动涂胶系统。外圆驱动式涂胶装置包括机架及回转辊，回转辊的两端分别形成可供涂胶机械臂执行涂胶操作的涂胶端以及可供扫描机械臂执行检测操作的检测端；夹胎辊为两组且分别径向的布置于竖立状态的轮胎的其中一端处；本实用新型还包括用于驱动夹胎辊产生沿回转辊轴向的往复直线动作的驱动机构。本实用新型在实现基于轮胎的精确定位和平稳旋转的同时，还具备将轮胎由涂胶端向检测端的稳定送料功能。本实用新型还提供一种基于上述装置的自动涂胶系统，以进一步的实现自动化的轮胎涂胶及检测功能。

Description

一种外圆驱动式涂胶装置及应用该装置的自动涂胶系统

技术领域

本实用新型属于轮胎涂胶技术领域，具体涉及一种外圆驱动式涂胶装置及应用该装置的自动涂胶系统。

背景技术

目前，在轮胎内壁施加涂层以便获得指定功能，已经是极为成熟的技术；如汽车轮胎内壁涂敷一层高粘度、高弹性的热熔补漏材料，就可以起到特定的防扎、防漏效果。轮胎内壁涂敷胶层的质量，由涂胶后的轮胎是否存在缺胶和气泡、涂胶的平均宽度和平均厚度是否达标、是否存在中心偏差、涂胶起点和终点位置是否合理等一系列参数所决定。往常进行上述参数检测时，大都通过人工逐一操作的方式，显然存在巨大的劳力浪费现象，同时工作效率低下，不利于大规模推广，无法满足现代化生产需求，亟待解决。

发明内容

本实用新型的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种外圆驱动式涂胶装置，从而在实现基于轮胎的精确定位和平稳旋转的同时，还具备将轮胎由涂胶端向检测端的稳定送料功能，最终确保轮胎由涂胶工序至检测工序的运输流畅性、可靠性和高效性。本实用新型还提供一种基于上述装置的自动涂胶系统，以进一步的实现自动化的轮胎涂胶及检测功能。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种外圆驱动式涂胶装置，其特征在于：包括机架以及回转配合在机架上的两根彼此平行布置的回转辊，回转辊轴线平行轮胎的运输方向，且两根回转辊之间的辊面间距小于轮胎外径，回转辊的两端分别形成可供涂胶机械臂执行涂胶操作的涂胶端以及可供扫描机械臂执行检测操作的检测端；至少一根回转辊的内侧或外侧处布置夹胎辊，所述夹胎辊为两组且分别径向的布置于竖立状态的轮胎的其中一端处；所述夹胎辊具备初始和翻转两种位置状态，当夹胎辊处于初始状态时，夹胎辊所处位置与轮胎的运输路径互不干涉；当夹胎辊处于翻转状态时，夹胎辊位于轮胎的运输路径上；该装置还包括用于驱动夹胎辊产生沿回转辊轴向的往复直线动作的驱动机构。

优选的，驱动机构包括布置在机架一侧的导向轨，导向轨上滑轨配合有平移底座，且导向轨的导向方向平行轮胎运输方向；平移底座处还沿自身行进方向贯穿布置螺纹孔，螺纹丝杆螺纹配合在螺纹孔处，从而使得螺纹丝杆与平移底座间形成丝杆滑块构造，螺纹丝杆的其中一端部布置用于驱动螺纹丝杆产生回转动作的驱动电机。

优选的，两组夹胎辊沿螺纹丝杆的杆长方向依序排布；所述夹胎辊包括辊体以及用于驱动辊体产生翻转动作的翻转部；辊体的一端通过水平铰接轴水平铰接在平移底座的顶端处，且水平铰接轴的轴向平行轮胎运输方向；翻转部包括翻转气缸，翻转气缸一端铰接在平移底座的尾端，另一端水平铰接在过渡杆的首端，过渡杆的尾端固定在水平铰接轴上，翻转气缸两端处的铰接点轴线均平行水平铰接轴的轴线。

优选的，回转辊的涂胶端设置位于两回转辊之间的用于定位轮胎位置的夹紧托台，所述夹紧托台包括固定在机架上的定位底座，定位底座上布置轨道，轨道上滑轨配合有长度方向平行轨道导向方向的齿条；齿条上啮合有轴线垂直齿条长度方向的齿轮，齿轮的两轴端彼此反向的水平延伸出转轴，从而使得齿轮简支梁的回转配合在机架上；转轴的外端处固定夹紧辊，所述夹紧辊的轴线与转轴轴线间存有角度；以一组齿条以及该齿条上布置的齿轮、转轴及两根夹紧辊为一组夹紧单元，所述夹紧单元为两组且分别布置在轮胎的两端处；两组夹紧单元处的齿条能够在直线驱动部的驱动下产生相向及反向的往复直线动作。

优选的，所述直线驱动部为以同步电机驱动的同步带，两组齿条分别固定在同步带的上带体和下带体上。

优选的，回转辊的检测端设置用于顶出轮胎的顶出组件，所述顶出组件包括位于两回转辊之间的楔形块以及用于驱动楔形块产生往复升降动作的顶出气缸；所述楔形块的斜面为弧形面且斜面轮廓外形与待顶出的轮胎的外圆轮廓相吻合，该斜面指向轮胎的出料方向。

优选的，所述扫描机械臂为3D扫描机器人。

优选的，两组回转辊中，其中一组为以回转电机驱动的动力辊，另一组为从动辊。

优选的，一种应用所述外圆驱动式涂胶装置的自动涂胶系统，其特征在于：包括用于向涂胶端进料的进料输送带以及用于输出检测端处轮胎的出料输送带，在进料输送带与涂胶端之间以及检测端与出料输送带之间布置用于将轮胎在竖直状态和平放状态之间切换的定中翻转装置。

优选的，所述定中翻转装置包括定中组件，所述定中组件包括水平辊道，水平辊道上布置定中辊；定中辊为四组，且四组定中辊均通过相应的动力机构驱动从而产生相对轮胎的相近夹持及相离松开动作；所述定中翻转装置还包括翻转组件，所述翻转组件包括由两根以上的竖直辊并列排布形成的竖直辊道；竖直辊道回转配合在可供轮胎产生滚动动作的坡道的内侧处；水平辊道处设置有翻板，翻板通过水平铰接座铰接在坡道外侧，并通过活塞缸驱动而产生铰接翻转动作；当活塞缸复位时，翻板处于水平状态，翻板上板面等于或低于水平辊道的支撑面；当活塞缸产生升程动作时，推动翻板产生沿水平铰接座的铰接动作，最终使得翻板、坡道与竖直辊道共同配合构成用于容纳轮胎并可供竖立状态的轮胎滚动的导向槽。

优选的，所述翻板外形呈“十”字状，翻板的用于支撑轮胎的上板面处设置滚珠。

本实用新型的有益效果在于：

1)、本实用新型能够服务于已有或在研发的带有机械臂的涂胶机及扫描机，从而在实现基于轮胎的精确定位和平稳旋转的同时，还具备将轮胎由涂胶端向检测端的稳定送料功能，最终确保轮胎由涂胶工序至检测工序的运输流畅性、可靠性和高效性。

实际使用时，轮胎被竖立状的架设在回转辊上，该回转辊可以是双动力辊机构，也可以是单动力辊构造，只需能保证竖立架设在回转辊上的轮胎能产生回转动作即可。正常工作时，通过夹胎辊可以稳定的保持轮胎的竖立旋转目的。而当旋转涂胶完毕后，夹胎辊也可以通过如直线行程气缸或曲柄滑块机构等驱动机构的直线驱动动作，从而带动轮胎由回转辊的一端运动至另一端，随之依靠位于回转辊另一端也即检测端的扫描机械臂来实现对涂胶后轮胎的各项参数的在线扫描检测功能。

综上，相较于单边夹持轮胎太重会有变形缺陷，本实用新型的上述外圆驱动涂胶方式，可使得轮胎夹持力均匀、轮胎变形量小以及涂胶更稳定。同时，本实用新型结构极为紧凑合理，且上述整套流程可全自动化完成，使用简便可靠且效率极高，显然满足当前的高效率及快节奏的企业生产需求。

2)、由前述，驱动机构可以是直线行程气缸或曲柄滑块机构等，也可以是本实用新型所述的由导向轨和平移底座配合形成的丝杆滑块机构。当导向轨处平移底座产生水平滑移时，自然也就带动整个夹胎辊产生相应动作；同时，丝杆滑块机构运行的定位准、精度高和自身优良的自锁性，也能进一步确保轮胎的平稳输送效果。

3)、考虑到专机专用的原则，夹胎辊只需能实现轮胎在回转辊上的在线输送功能即可，而轮胎在涂胶端的回转动作可依靠夹紧托台来保证。当轮胎落在夹紧托台上时，夹胎辊松开，依靠夹紧辊来前后夹紧轮胎，之后回转辊转动，从而驱动轮胎转动。而当需运输轮胎至下一工序时，夹紧辊平放，夹胎辊动作并夹住轮胎，随后将轮胎运输至检测端，自动化程度极高。

4)、由于轮胎在检测时，用时较短，因此无需采用夹紧托台来保证轮胎位置。轮胎检测完毕后，顶出组件可使得轮胎抬升并脱离回转辊，随后轮胎跌入回转辊外，进入下一工序。

5)、在上述方案的基础上，本实用新型同步提供了应用所述外圆驱动式涂胶装置的自动涂胶系统，从而通过一系列的前端组件和后端组件，进一步的提升了本实用新型的自动化程度，确保了整套系统的高效可靠工作目的，成效显著。

附图说明

图1和图2为自动涂胶系统的工作状态立体图；

图3为外周驱动式涂胶装置、涂胶机械臂及扫描机械臂的装配状态图；

图4为图3的I部分局部放大图；

图5为外周驱动式涂胶装置的剖视图；

图6和图7为进料输送带及定中翻转装置的工作流程图。

本实用新型各标号与部件名称的实际对应关系如下：

a-轮胎

10-外周驱动式涂胶装置

11-机架 12-回转辊 12a-回转电机 13-夹胎辊

13a-导向轨 13b-平移底座 13c-螺纹丝杆 13d-驱动电机

13e-辊体 13f-翻转气缸 13g-过渡杆 13h-水平铰接轴

14-夹紧托台 14a-定位底座 14b-轨道 14c-齿条

14d-齿轮 14e-转轴 14f-夹紧辊 14g-同步带

15-顶出组件 15a-顶出气缸 15b-楔形块 15c-斜面

20-涂胶机械臂 30-扫描机械臂

40-进料输送带 50-出料输送带

60-定中翻转装置 61-水平辊道 62-定中辊

63-竖直辊道 64-翻板 64a-水平铰接座 64b-滚珠

65-活塞缸 66-坡道

具体实施方式

为便于理解，此处结合图1-7，对本实用新型的具体结构及工作方式作以下进一步描述：

本实用新型应用于生产线上时，整个生产线的具体实施方式如图1-2所示，其包括沿轮胎a输送路径依序布置的进料输送带40、定中翻转装置60、外周驱动式涂胶装置10、定中翻转装置60及出料输送带50；外周驱动式涂胶装置10处回转辊12的两端分别布置涂胶机械臂20及扫描机械臂30。

而基于上述，本实用新型上述的各组成部分的具体构造及实现功能如下：

一、进料输送带40和出料输送带50

参照图1-2及图6-7所示：进料输送带40和出料输送带50均为常规的辊式输送带构造，当然实际使用时也可以采用诸如运输皮带等其他运输结构，此处就不再赘述。进料输送带40和出料输送带50的设计目的为便于轮胎a呈平放状态送入及排出，从而为涂胶及检测流程的自动化或半自动化操作提供基础保证。

二、定中翻转装置60

定中翻转装置60外形参照图1-2及图6-7所示。定中翻转装置60由定中组件和翻转组件两大部分组成。定中组件也即如图6-7所示的布置在水平辊道61上的“十”字状的翻板64，翻板64的下板面铰接活塞缸65的活塞杆端，而活塞缸65的缸壁端铰接在水平辊道61的辊座上。由于翻板64的其中一个十字边通过水平铰接座64a铰接在坡道66的外侧，因此一旦活塞缸65产生动作，即可如图7所示的带动翻板64产生翻动动作，使得原本处于平放状态的轮胎a转变为可放入坡道66上的竖立状态。

当轮胎a被翻板64翻转至竖立状态时，轮胎a一方面依靠外周配合在坡道66的坡面上，另一方面，两端面分别被构成两槽壁的翻板64及竖直辊道63所夹持，从而限制了轮胎a只能沿坡道66的坡面向前滚动。反映在图7中时，即向涂胶端滚动；反映在检测端时，即向出料输送带50方向滚动，以保证自动进出料效果。由于轮胎a需要在坡道66上滚动，而竖直辊道63相对轮胎a形成了滚动配合，因此也可以在翻板64上布置滚珠64b，以便同样与轮胎a间形成滚动配合，确保轮胎a沿坡道66的滚动运输效果。

在轮胎a翻转之前，需经过定中组件处的定中辊62的定中动作，来保证轮胎a的实际位置。定中辊62可以通过常规的扭力气缸驱动连臂，进而带动定中辊62产生摆动收放动作；也可以直接通过直行程驱动器如直线气缸等，从而通过三组以上的定中辊62产生相对轮胎a的夹持定中动作，实现方式较多，此处就不再赘述。

三、涂胶机械臂20和扫描机械臂30

如图1-3所示，涂胶机械臂20为常规构造，而扫描机械臂30可以是3D扫描机器人等。采用3D扫描机器人的原因是以3D扫描来评定涂胶后轮胎a里胶料状态，从而决定涂胶质量是否合格。针对不同规格，前期可用3D扫描机器人测量五条轮胎a，建立模型，作为涂胶后检测基准。在轮胎a和自密封胶料规则成型、保持稳定形态的情况下，使用3D扫描技术，采用带有3D传感器的扫描机械臂30，可对轮胎a和轮胎a所涂胶料进行三维扫描；并使用软件，生成彩色直观的平面展开图，并达到以下功能：

1)检测缺胶、气泡功能。

2)检测未涂胶轮胎a的平均基准中心功能。

3)检测出涂胶平均宽度、涂胶平均厚度。

4)检测出已涂胶材料平均中心线，检测中心偏差是否符合要求或者符合配方偏置要求。

5)检测涂胶体积，模拟计算出涂胶重量，再根据涂胶重量配方，判断涂胶整体质量是否有异常。

6)检测涂胶起点、终点位置。

四、外周驱动式涂胶装置10

外周驱动式涂胶装置10的实际结构参照图1-5所示，其是本实用新型的其中一个核心部分，主要结构包括由回转辊12所形成的用于驱动轮胎a产生回转动作的回转模块、由夹胎辊13所形成的用于驱动轮胎a产生前行动作的运输模块、由夹紧托台14所形成的用于定位轮胎a位置的限位回转模块以及由顶出组件15所形成的顶出模块。其中：

在图3所示结构中可看出，回转辊12为两组且并列分布，从而便于轮胎a由上而下放置，此时轮胎a外周配合在回转辊12辊面处；一旦作为动力辊的回转辊12转动，即带动轮胎a产生回转动作。回转辊12由回转电机12a提供动力。

如图4所示的，在回转辊12的外侧布置夹胎辊13，而在两回转辊12的涂胶端处辊体13e之间布置夹紧托台14，在两回转辊12的检测端处辊体13e之间布置顶出组件15。

夹胎辊13的结构参照图4所示，包括装配在机架11一侧的螺纹丝杆13c，螺纹丝杆13c上螺纹配合有平移底座13b；平移底座13b再通过导向配合在导向轨13a上。通过驱动电机13d的转动可带动螺纹丝杆13c转动，进而带动平移底座13b产生相对导向轨13a的往复运动，也就实现了夹持辊在涂胶端与检测端之间的往复运动效果。与此同时，夹胎辊13由包括辊体13e以及翻转气缸13f和过渡杆13g，从而通过翻转气缸13f的驱动带动辊体13e产生内翻夹持轮胎a和外翻松开轮胎a的动作。辊体13e与平移底座13b之间通过水平铰接轴13b形成铰接关系。

如图4-5所示的，夹紧托台14包括以同步电机驱动的同步带14g，同步带14g的上带体和下带体上分别固定一组齿条14c，两组齿条14c上再分别啮合一组齿轮14d。每组齿轮14d处转轴14e的轴端再如图4所示的垂直固定一组夹紧辊14f。当需夹持轮胎a从而执行涂胶操作时，同步带14g动作带动两组齿条14c产生相离动作，带动齿轮14d转动，进而使得位于轮胎a两端处的夹紧辊14f彼此相向从而夹紧轮胎a；此时的夹胎辊13处于外翻状态。为保证齿条14c的可靠往复直线运动动作，需在夹紧托台44的定位底座14a上布置轨道14b，从而与齿条14c间形成滑轨导向配合关系。

对于顶出组件15而言，其功能部分与夹紧托台14类似，也即托住轮胎a；同时，当轮胎a检测完毕后，顶出气缸15a产生升程动作，带动楔形块15b上升，从而依靠楔形块15b的斜面15c顶动轮胎a滑出回转辊12，进而进入出料工序的定中翻转装置60处。

当然，对于本领域技术人员而言，本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

本实用新型未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (10)

1.一种外圆驱动式涂胶装置，其特征在于：包括机架(11)以及回转配合在机架(11)上的两根彼此平行布置的回转辊(12)，回转辊(12)轴线平行轮胎的运输方向，且两根回转辊(12)之间的辊面间距小于轮胎外径，回转辊(12)的两端分别形成可供涂胶机械臂(20)执行涂胶操作的涂胶端以及可供扫描机械臂(30)执行检测操作的检测端；至少一根回转辊(12)的内侧或外侧处布置夹胎辊(13)，所述夹胎辊(13)为两组且分别径向的布置于竖立状态的轮胎的其中一端处；所述夹胎辊(13)具备初始和翻转两种位置状态，当夹胎辊(13)处于初始状态时，夹胎辊(13)所处位置与轮胎的运输路径互不干涉；当夹胎辊(13)处于翻转状态时，夹胎辊(13)位于轮胎的运输路径上；该装置还包括用于驱动夹胎辊(13)产生沿回转辊(12)轴向的往复直线动作的驱动机构。

2.根据权利要求1所述的一种外圆驱动式涂胶装置，其特征在于：驱动机构包括布置在机架(11)一侧的导向轨(13a)，导向轨(13a)上滑轨配合有平移底座(13b)，且导向轨(13a)的导向方向平行轮胎运输方向；平移底座(13b)处还沿自身行进方向贯穿布置螺纹孔，螺纹丝杆(13c)螺纹配合在螺纹孔处，从而使得螺纹丝杆(13c)与平移底座(13b)间形成丝杆滑块构造，螺纹丝杆(13c)的其中一端部布置用于驱动螺纹丝杆(13c)产生回转动作的驱动电机(13d)。

3.根据权利要求2所述的一种外圆驱动式涂胶装置，其特征在于：两组夹胎辊(13)沿螺纹丝杆(13c)的杆长方向依序排布；所述夹胎辊(13)包括辊体(13e)以及用于驱动辊体(13e)产生翻转动作的翻转部；辊体(13e)的一端通过水平铰接轴(13h)水平铰接在平移底座(13b)的顶端处，且水平铰接轴(13h)的轴向平行轮胎运输方向；翻转部包括翻转气缸(13f)，翻转气缸(13f)一端铰接在平移底座(13b)的尾端，另一端水平铰接在过渡杆(13g)的首端，过渡杆(13g)的尾端固定在水平铰接轴(13h)上，翻转气缸(13f)两端处的铰接点轴线均平行水平铰接轴(13h)的轴线；回转辊的涂胶端设置位于两回转辊之间的用于定位轮胎位置的夹紧托台(14)，所述夹紧托台(14)包括固定在机架(11)上的定位底座(14a)，定位底座(14a)上布置轨道(14b)，轨道(14b)上滑轨配合有长度方向平行轨道(14b)导向方向的齿条(14c)；齿条(14c)上啮合有轴线垂直齿条(14c)长度方向的齿轮(14d)，齿轮(14d)的两轴端彼此反向的水平延伸出转轴(14e)，从而使得齿轮(14d)简支梁的回转配合在机架(11)上；转轴(14e)的外端处固定夹紧辊(14f)，所述夹紧辊(14f)的轴线与转轴(14e)轴线间存有角度；以一组齿条(14c)以及该齿条(14c)上布置的齿轮(14d)、转轴(14e)及两根夹紧辊(14f)为一组夹紧单元，所述夹紧单元为两组且分别布置在轮胎的两端处；两组夹紧单元处的齿条(14c)能够在直线驱动部的驱动下产生相向及反向的往复直线动作。

4.根据权利要求3所述的一种外圆驱动式涂胶装置，其特征在于：所述直线驱动部为以同步电机驱动的同步带(14g)，两组齿条(14c)分别固定在同步带(14g)的上带体和下带体上。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种外圆驱动式涂胶装置，其特征在于：回转辊的检测端设置用于顶出轮胎的顶出组件(15)，所述顶出组件(15)包括位于两回转辊之间的楔形块(15b)以及用于驱动楔形块(15b)产生往复升降动作的顶出气缸(15a)；所述楔形块(15b)的斜面(15c)为弧形面且斜面(15c)轮廓外形与待顶出的轮胎的外圆轮廓相吻合，该斜面(15c)指向轮胎的出料方向。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种外圆驱动式涂胶装置，其特征在于：所述扫描机械臂(30)为3D扫描机器人。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的一种外圆驱动式涂胶装置，其特征在于：两组回转辊(12)中，其中一组为以回转电机(12a)驱动的动力辊，另一组为从动辊。

8.一种应用如权利要求1或2或3或4所述外圆驱动式涂胶装置的自动涂胶系统，其特征在于：包括用于向涂胶端进料的进料输送带(40)以及用于输出检测端处轮胎的出料输送带(50)，在进料输送带(40)与涂胶端之间以及检测端与出料输送带(50)之间布置用于将轮胎在竖直状态和平放状态之间切换的定中翻转装置(60)。

9.根据权利要求8所述的自动涂胶系统，其特征在于：所述定中翻转装置(60)包括定中组件，所述定中组件包括水平辊道(61)，水平辊道(61)上布置定中辊(62)；定中辊(62)为四组，且四组定中辊(62)均通过相应的动力机构驱动从而产生相对轮胎的相近夹持及相离松开动作；所述定中翻转装置(60)还包括翻转组件，所述翻转组件包括由两根以上的竖直辊并列排布形成的竖直辊道(63)；竖直辊道(63)回转配合在可供轮胎产生滚动动作的坡道(66)的内侧处；水平辊道(61)处设置有翻板(64)，翻板(64)通过水平铰接座(64a)铰接在坡道(66)外侧，并通过活塞缸(65)驱动而产生铰接翻转动作；当活塞缸(65)复位时，翻板(64)处于水平状态，翻板(64)上板面等于或低于水平辊道(61)的支撑面；当活塞缸(65)产生升程动作时，推动翻板(64)产生沿水平铰接座(64a)的铰接动作，最终使得翻板(64)、坡道(66)与竖直辊道(63)共同配合构成用于容纳轮胎并可供竖立状态的轮胎滚动的导向槽。

10.根据权利要求9所述的自动涂胶系统，其特征在于：所述翻板(64)外形呈“十”字状，翻板(64)的用于支撑轮胎的上板面处设置滚珠(64b)。

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