DE112004000577T5

DE112004000577T5 - Ventilspindel-Installationssystem und Verfahren zum Installieren einer Ventilspindel

Info

Publication number: DE112004000577T5
Application number: DE112004000577T
Authority: DE
Inventors: Dan Howell Pellerin; Chad A. Hartland Sinke; Brian Brighton Hoy
Original assignee: Duerr Production Systems Inc
Current assignee: Duerr Systems Inc
Priority date: 2003-04-03
Filing date: 2004-03-24
Publication date: 2006-01-26
Also published as: MXPA05010622A; WO2004094099B1; WO2004094099A1; CA2521351A1

Abstract

Verfahren zur Montage einer Ventilspindel in einer Radfelge, die eine darin ausgebildete Öffnung aufweist, mit folgenden Schritten:
Bestimmen einer Position der Öffnung bezogen auf eine Mess-Station;
koaxiales Ausrichten einer Mittelachse der Öffnung und einer Längsachse der Ventilspindel in Bezug zueinander vor der Einfügung der Ventilspindel durch die Öffnung; und
Bewegen der Ventilspindel bezogen auf die Felge entlang eines programmierbaren Verfahrweges während des koaxialen Ausrichtungsschritts und entlang der ausgerichteten Achsen, um die Ventilspindel durch die Öffnung einzufügen, wobei der Verfahrweg mit einem programmierbaren Roboter-Manipulator definiert ist, der einen Arm, der im Stande ist, eine zusammengesetzte mehrachsige Bewegung durchzuführen, und eine Mehrzahl von programmierten Wegen aufweist, die einer Mehrzahl von Kombinationen von zusammenzubauenden Radfelgen und Ventilspindeln unterschiedlicher Größe entsprechen.

Description

Diese Anmeldung beansprucht den Vorteil der vorläufigen Patentanmeldung 60/453 262 für ein VALVE STEM INSTALLATION SYSTEM AND METHOD OF INSTALLING VALVE STEM, eingereicht am 10. März 2003, und beansprucht den Vorteil der vorläufigen Patentanmeldung 650/460 153 für ein TIRE PRESSURE MONITORING VALVE STEM INSTALLATION SYSTEM AND METHOD, eingereicht am 3. April 2003, die hiermit durch Bezug in ihren Gesamtheiten aufgenommen sind.
GEBIET DER ERFINDUNG
Der Gegenstand der Erfindung bezieht sich auf den Zusammenbau von Rädern und insbesondere auf ein Gerät und ein Verfahren zum Lokalisieren einer Ventilspindelöffnung in einem Rad und auf die Montage der Ventilspindel an dem Rad.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
In der Vergangenheit wurde eine Ventilspindel manuell an einem Rad mit einem Spindeleinfügungswerkzeug angebracht. Derartige manuelle Prozesse sind aufgrund der beteiligten Arbeit und Zeit kostenaufwändig. Außerdem sind manuell durchgeführte Vorgänge einer relativ größeren Häufigkeit von Verarbeitungsfehlern im Vergleich mit Roboter-durchgeführten Prozessen unterworfen.
Mehrere Patente des Standes der Technik offenbaren Prozesse für die Montage einer Ventilspindel an einem Rad mit programmierbaren Maschinen. Beispielsweise lehrt das US-Patent Nr. 6 481 083 eine Ventilspindel-Fertigungsstraße, die aufweist: eine Eingangs-Fördereinrichtung, um Räder zu liefern, eine Lokalisierer-Station, die an dem Ende der Eingangs-Fördereinrichtung positioniert ist, um die durch das Rad definierte Ventilspindelöffnung zu lokalisieren, und einen Roboter-Manipulator, um das Rad in der Lokalisierer- Station zu greifen und das Rad zu der Montagestation zu bewegen, bei der eine Ventilspindel eingefügt wird. Das US-Patent Nr. 6 026 552 lehrt eine Kreisel-Vorrichtung, um das Rad schnell zu drehen, einen optischen Sensor, um die Ventilspindelöffnung zu lokalisieren, während sich das Rad schnell dreht, und eine Presspassungsvorrichtung, die bezogen auf ein Rad gleiten und eine Ventilspindel einfügen kann, nachdem die Ventilspindelöffnung lokalisiert wurde. Das US-Patent Nr. 5 940 960 lehrt eine automatische Ventilspindel-Einfügungsvorrichtung mit einer Kreisel-Vorrichtung, um das Rad schnell zu drehen, einen optischen Sensor, um die Ventilspindelöffnung zu lokalisieren, und ein Ventilspindel-Einfügungswerkzeug, um eine Ventilspindel einzufügen, nachdem die Ventilspindelöffnung lokalisiert wurde.
Einer der Bereiche kontinuierlicher Entwicklung und Forschung ist das Streben nach flexiblen Systemen, die betriebsfähig sind, um mehrere unterschiedlich konfigurierte Felgen aufzunehmen und zu verarbeiten. Ein anderer Bereich ist das Streben nach weniger kostspieligen Ventilspindel-Einfügungsvorrichtung. Kostspieligkeit kann durch die Investitionsausgaben definiert werden, die erforderlich sind, um das Ventilspindel-Einfügungssystem auf den Fabrikboden zu bringen, sowie auch die Betriebskosten, die mit dem System verbunden sind. Beim Streben nach diesen Zielen würde es wünschenswert sein, ein Ventilspindel-Einfügungssystem mit verbesserter Flexibilität, verbesserten Kosten und verbessertem Wirkungsgrad zu entwickeln.
KURZZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung stellt ein Gerät und ein Verfahren zum Lokalisieren einer Ventilspindelöffnung in einem Rad und zum Einfügen der Ventilspindel in die Ventilspindelöffnung bereit. Die Ventilspindel und die Ventilspindelöffnung werden bezogen zueinander mit einer vorbestimmten relativen Geschwindigkeit in einer ersten Rotationsrichtung entlang eines gekrümmten Weges des Radumfangs bewegt, um die Ventilspindel mit der Ventilspindelöffnung auszurichten. Die Ventilspindel wird mit einem Stift getragen, und der Stift wird um das Rad mit einer Roboter-Vorrichtung bewegt. Ein erster Sensor lokalisiert die Ventilspindelöffnung, wenn die Ventilspindel und die Ventilspindelöffnung an einem ersten Winkelabstand voneinander entlang des gekrümmten Weges sind. Als Reaktion darauf, dass der erste Sensor die Ventilspindelöffnung lokalisiert, wird die relative Geschwindigkeit der Bewegung zwischen der Ventilspindel und der Ventilspindelöffnung verringert. Ein zweiter Sensor lokalisiert die Ventilspindelöffnung, wenn die Ventilspindel und die Ventilspindelöffnung einen ersten Winkelabstand voneinander entlang des gekrümmten Weges sind.
Einer der Vorteile der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Verarbeitungszeit zum Einfügen der Ventilspindel in die Ventilspindelöffnung verringert wird. Genauer gesagt kann die relative Bewegung zwischen der Ventilspindel und der Ventilspindelöffnung vor dem Lokalisierschritt maximiert werden, und der erste und zweite Sensor kann voneinander beabstandet sein, um die Bremskapazität des Systems unterzubringen. Mit anderen Worten beseitigt die Erfindung im Wesentlichen Zeitverzögerungen, die mit der Bestätigung der Position der Ventilspindelöffnung verbunden sind, die bei Lokalisiersystemen des Standes der Technik üblich sind.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden ohne weiteres offensichtlich, wenn dieselbe besser durch Bezug auf die folgende ausführliche Beschreibung verstanden wird, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen betrachtet wird, in denen zeigen:
1 eine schematische Überkopfansicht eines Ventilspindel-Installierungssystems gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
2 eine Seitenansicht einer Identifikationsstation für das in 1 gezeigte Ventilspindel-Installierungssystem zum Identifizieren eines einzelnen Rades aus einer Mehrzahl von unterschiedlich konfigurierten Rädern;
3 eine Draufsicht eines Abschnitts des in 1 und 2 gezeigten Ventilspindel-Installierungssystems, die Stiftanschlaganordnungen zeigt, die entlang einer Rollenfördereinrichtung zum Verhindern der Bewegung eines Rades entlang der Rollenfördereinrichtung positioniert sind;
4 eine Teilquerschnittsansicht des in 1 bis 3 gezeigten Ventilspindel-Installierungssystems, die eine Positioniervorrichtung zur Positionierung eines Rades und eine Lokalisier- und Einfügungsanordnung zum Einfügen einer Ventilspindel in eine durch ein Rad definierte Ventilspindelöffnung zeigt;
5 eine Teilquerschnittsansicht des in 1 bis 4 gezeigten Ventilspindel-Installierungssystems, das neunzig Grad von der Ansicht in 4 versetzt ist, die die Positioniervorrichtung und die Lokalisier- und Einfügungsanordnung zeigt;
6 eine Seitenansicht des in 1 gezeigten Ventilspindel-Installierungssystems mit zusätzlichen Struktureinzelheiten; und
7 bis 10 perspektivische Ansichten, die einen Ablauf zum Lokalisieren einer Ventilspindelöffnung und zum Einfügen einer Ventilspindel in die Ventilspindelöffnung darstellt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Mit Bezug nun auf 1 stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren und ein Gerät 10 zum Einfügen einer Ventilspindel in eine durch ein Rad definierte Ventilspindelöffnung bereit. Das Gerät 10 umfasst eine Fördereinrichtung 12 zum Bewegen von Rädern 14 an einer Roboter-Vorrichtung 16 vorbei. Ventilspindel werden in die durch das Rad 14 definierte Ventilspindelöffnung durch die Roboter-Vorrichtung 16 eingefügt. Räder 14 können an einem Anfang 18 der Fördereinrichtung 12 aufgenommen werden und bewegen sich in einer Richtung 20 zu einem Ende 22 der Fördereinrichtung 12.
Mit Bezug nun auf 1 und 2 läuft während der Bewegung des Rades 14 zwischen dem Anfang 18 und Ende 22 der Fördereinrichtung 12 das Rad 14 durch eine Identifikationsstation 24. Die Identifikationsstation 24 kann eine Kamera 26 zum Identifizieren des Rades 14 aus einer Mehrzahl von unterschiedlich konfigurierten Rädern umfassen. Wenn sich ein Rad 14 in den sichtbaren Bereich der Kamera 26 bewegt, teilt die Kamera 26 ein Bild des Rades 14 einem Controller 28 mit. Das Bild umfasst Strukturmerkmale des Rades 14 einschließlich der Position der Ventilspindelöffnung. Der Controller 28 vergleicht das von der Kamera 26 empfangene Bild mit einer Mehrzahl von Bildern, die im Speicher gespeichert sind. Die Bilder im Speicher entsprechen allen unterschiedlich konfigurierten Rädern, die durch die Identifikationsstation 24 laufen können. Jedes der im Speicher gespeicherten Bilder ist Struktureigenschaften und physikalischen Abmessungen eines entsprechenden Rades 14 zugeordnet. Der Controller 28 steuert Verarbeitungsschritte, die stromabwärts von der Identifikationsstation 24 durchgeführt werden, basierend mindestens teilweise auf den physikalischen Abmessungen des Rades 14, die von dem von der Kamera 26 empfangenen Bild identifiziert werden.
Mit Bezug nun auf 1 und 3 umfasst die Fördereinrichtung 12 kupplungsunterstützte angetriebene Rollen 30, um das Rad 14 von der Identifikationsstation 24 zu einer ersten Position 32 entlang der Fördereinrichtung 12 zu bewegen. Das Rad 14 kann sich entlang der Fördereinrichtung 12 in der Richtung 20 bewegen, bis das Rad 14 ein Paar von Anschlagstiften 34, 36 in Eingriff nimmt. Die Fördereinrichtung 12 umfasst nicht angetriebene Rollen 38 zwischen der ersten Position 32 und den Stiftanschlägen 34, 36. Die Stiftanschläge 34, 36 werden zwischen einer ausgezogenen Position über der Fördereinrichtung 12 und einer eingezogenen Position unter der Fördereinrichtung 12 betätigt, um die Bewegung des Rades 14 in der Richtung 20 entlang der Fördereinrichtung anzuhalten. Die Bewegung der Stiftanschläge 34, 36 wird durch den Controller 28 gesteuert. Sensoren (nicht gezeigt) sind entlang der Fördereinrichtung 12 positioniert, um die Position des Rades 14 entlang der Fördereinrichtung 12 abzufühlen und die abgefühlte Position des Rades 14 dem Controller 28 mitzuteilen.
Mit Bezug nun auf 1 und 3 bis 5 ist eine Positioniervorrichtung 40 entlang der Fördereinrichtung 12 benachbart der Roboter-Vorrichtung 16 angeordnet. Die Positioniervorrichtung 40 umfasst einen ersten Positioniermechanismus 42 und einen zweiten Positioniermechanismus 44. Die Positioniermechanismen 42, 44 sind im Wesentlichen bezogen zueinander ähnlich und entlang der Fördereinrichtung 12 zwischen der ersten Position 32 und einer zweiten Position 46 angeordnet. Der erste Positioniermechanismus 42 umfasst ein Gehäuse 47. Das Gehäuse 47 definiert Öffnungen 48, 50 und 52 zum Aufnehmen von Führungsschienen 54, 56 und 58, die jeweils am besten in 4 und 5 gesehen werden. Die Führungsschienen 54, 56 und 58 führen die Bewegung des Gehäuses 48 entlang der Fördereinrichtung 12. Ein Metallkolben (nicht gezeigt) ist innen von der Führungsschiene 58 angeordnet und arbeitet magnetisch mit dem Gehäuse 48 zusammen. Beispielsweise haust das Gehäuse 48 einen Magneten, um den Metallkolben in der Führungsschiene 58 anzuziehen. Der Kolben wird durch selektives Richten von Druckluft zu gegenüberliegenden Seiten des Kolbens in der Führungsschiene 58 bewegt. Das Gehäuse 48 bewegt sich als Reaktion auf die Bewegung des Kolbens. Der zweite Positioniermechanismus 44 ist auf ähnliche Weise strukturiert und arbeitet auf ähnliche Weise wie der erste Positioniermechanismus 42. Beispielsweise umfasst der zweite Positioniermechanismus 44 ein Gehäuse 60, das Öffnungen 62, 64, 66 zum jeweiligen Aufnehmen von Führungsschienen 68, 70, 72 definiert, wie am besten in 4 und 5 gezeigt ist. Ein Metallkolben ist innen von der Führungsschiene 72 angeordnet und arbeitet mit dem Gehäuse 60 zusammen, um das Gehäuse 60 entlang der Fördereinrichtung 12 zu bewegen. Die Bewegung der Kolben in den Schienen 58, 72 werden durch den Controller 28 gesteuert.
Mit Bezug nun auf 3 bis 5 umfasst der erste Positioniermechanismus 42 eine Ineingriffnahme-Vorrichtung 74, um das Rad 14 in Eingriff zu nehmen und entlang der Fördereinrichtung 12 zu bewegen. Die Ineingriffnahme-Vorrichtung 74 ist mit dem Gehäuse 47 verbunden und umfasst einen um eine Achse 78 drehbaren Arm 76. Ein Ineingriffnahme-Abschnitt 80 ist an dem Ende des Arms 76 angeordnet und geformt, um der Form des Rades 14 zu entsprechen. Während der Bewegung des Gehäuses 47 entlang der Fördereinrichtung 12 in der Richtung 20 ist der Arm 76 in einer ersten Position angeordnet, die in durchgezogener Linie in 4 gezeigt wird. Nachdem sich das Gehäuse 47 einen vorbestimmten Abstand entlang der Fördereinrichtung 12 in der Richtung 20 bewegt hat, wird der Arm 76 zu einer in Phantomlinie in 4 gezeigten zweiten Position bewegt. Der Arm 76 wird zu der zweiten Position bewegt, um den Ineingriffnahme-Abschnitt 80 daran zu hindern, die Bewegung eines sich entlang der Fördereinrichtung 12 bewegenden nachfolgenden Rades zu stören, und wird daher unter der Fördereinrichtung 12 positioniert. Die Positioniervorrichtung 42 bewegt das Rad 14 entlang der Fördereinrichtung 12 zu einer Position entlang der Fördereinrichtung 12, bei der der zweite Positioniermechanismus 44 das Rad 14 in Eingriff nehmen kann. Der zweite Positioniermechanismus 44 umfasst eine Ineingriffnahme-Vorrichtung 82, die auf ähnliche Weise strukturiert ist und auf ähnliche Weise wie die erste Ineingriffnahme-Vorrichtung 74 arbeitet. Beispielsweise umfasst die Ineingriffnahme-Vorrichtung 82 einen Arm 84, der um eine Achse 86 drehbar ist, und einen Ineingriffnahme-Abschnitt 88, der an dem Ende des Arms 84 positioniert ist. Der zweite Positioniermechanismus 44 bewegt das Rad 14 von der Roboter-Vorrichtung 16 weg, nachdem eine Ventilspindel in die durch das Rad definierte Ventilspindelöffnung eingefügt wurde, ein Prozess, der nachstehend ausführlicher beschrieben wird. Sobald der zweite Positioniermechanismus 44 das Rad 14 bewegt, bewegt der erste Positioniermechanismus 42 ein zweites Rad 14 entlang der Fördereinrichtung 12, bis das zweite Rad 14 ein zweites Paar von Stiftanschlägen 90, 92 in Eingriff nimmt.
Nachdem das Rad 14 benachbart der Roboter-Vorrichtung 16 durch die Positioniervorrichtung 40 positioniert ist, fügt nun bezogen auf 1 und 6 die Roboter-Vorrichtung 16 eine Ventilspindel in die durch das Rad 14 definierte Ventilspindelöffnung ein. Die Roboter-Vorrichtung 16 bewegt eine Lokalisier- und Einfügungsanordnung 90 um das Rad 14, die schematisch in 1 und 6 gezeigt ist. Die Anordnung 90 empfängt Ventilspindel von einer oder mehreren Ventilspindel-Zuführstationen 92, die entlang der Fördereinrichtung 12 angeordnet sind. Jede Station 92 umfasst einen Beschickungsbehälter 94 zum Aufnehmen von Ventilspindeln und eine Sortiervorrichtung 96 zum Sortieren der Ventilspindeln und Anordnen der Ventilspindeln in einer Orientierung, um durch die Anordnung 90 aufgenommen zu werden. Die unterschiedlichen Ventilspindel-Zufuhrstationen 92 sortieren unterschiedliche Konfigurationen von Ventilspindeln. Eine Mutter-Anziehmaschine 98 ist an der Anordnung 90 befestigt, um Muttern auf Ventilspindeln einzufügen, die Muttern erfordern. Die Mutter-Anziehmaschine 98 empfängt Muttern von einer Mutter-Zufuhrstation 100 durch ein Rohrleitung 102. Die Station 100 kann entlang der Fördereinrichtung 12 angeordnet sein.
Mit Bezug nun auf 4 und 5 umfasst die Anordnung 90 eine Lokalisiervorrichtung 104 und eine Spindel-Einführungsvorrichtung 106. Die Lokalisiervorrichtung 104 umfasst ein Paar von Lichtemissionseinrichtungen, wie beispielsweise eine Lichtemissionseinrichtung 108, und ein Paar von Lichtempfangseinrichtungen, wie beispielsweise die Lichtempfangseinrichtung 110. Die Einfügungsvorrichtung 106 umfasst einen Ventilspindel-Haltestift 112, eine Trageplatte 114 und eine Bewegungsvorrichtung 116 zum Bewegen des Haltestiftes 112 und der Trageplatte 114 in Bezug zueinander.
Das Verfahren zum Lokalisieren der Ventilspindelöffnung in dem Rad wird schematisch in 7 bis 10 gezeigt. In 7 umfasst die Ausführungsform der Anordnung 90a ein Paar von Lichtemissionseinrichtungen 108a und 108b sowie auch ein Paar von Lichtempfangseinrichtungen 110a und 110b. Die Anordnung umfasst ebenfalls eine Trageplatte 114a und einen Ventilspindel-Haltestift 112a. Die Anordnung 90a wird um das Rad 14 in der Richtung 122 bewegt. Die Lichtemissionseinrichtungen 108a, 108b sind an einer gegenüberliegenden Seite einer Lippe 120 des Rades 14 in Bezug auf die Lichtempfangseinrichtungen 110a, 110b angeordnet. Die Ventilspindelöffnung 118 ist in der Lippe 120 definiert. Die Anordnung 90a wird in der Richtung 122 bewegt, und die Lichtempfangseinrichtung 110a empfängt Licht von der Lichtemissionseinrichtung 108a durch die Ventilspindelöffnung 118. Die Anordnung 90a bewegt sich in der Richtung 122 mit einer vorbestimmten Winkelgeschwindigkeit und wird durch den Controller 28 als Reaktion auf die Kommunikation zwischen der Lichtemissionseinrichtung 108 und der Lichtempfangseinrichtung 110a durch die Ventilspindelöffnung 118 verlangsamt.
Mit Bezug nun auf 8 wird die Anordnung 90a nach Passieren der Ventilspindelöffnung 118 angehalten. Aufgrund der Verzögerung zwischen dem Abfühlen des Lichtes durch die erste Empfangseinrichtung 110a um dem Signalisieren des Controllers 28, passiert die Anordnung 90a typischerweise die Öffnung 118 vor dem Anhalten des Roboters 16. Die Anordnung 90a wird in die Richtung 124 bewegt, bis die Lichtempfangseinrichtung 110b Licht von der Lichtemissionseinrichtung 108b durch die in 9 gezeigte Ventilspindelöffnung 118 empfängt. Als Reaktion auf die Kommunikation zwischen der Lichtempfangseinrichtung 110b und der Lichtemissionseinrichtung 108b durch die Ventilspindelöffnung 118 wird die Anordnung 90a in die Richtung 122 bewegt, bis der Ventilspindel-Haltestift 122 mit der Öffnung 118 ausgerichtet ist, und die Ventilspindel wird dann eingefügt, wie in 10 gezeigt ist. Die Anordnung 90a bewegt sich viel schneller in der Richtung des Pfeils 122 als in der Richtung des Pfeils 124, weil mehr Abstand durchlaufen wird, um zuerst die Öffnung 118 zu lokalisieren. Sobald die Öffnung 118 lokalisiert ist, bewegt sich die Anordnung mit einer langsameren Rate in der Richtung des Pfeils 124, um eine genauere Position der Öffnung 118 vor dem Ausrichten des Spindel-Haltestifts 112a mit der Öffnung 118 zu bestimmen.
Mit Bezug nun auf 4 und 5 wird die Ventilspindel in die in der Lippe 120a des Rades 14 definierte Ventilspindelöffnung 118a eingefügt, indem die Bewegungsvorrichtung in Eingriff genommen wird, um den Ventilspindel-Haltestift 112 bezogen auf die Trageplatte 114 zu bewegen. Die Bewegungsvorrichtung 116 umfasst eine Platte 126, die an der Roboter-Vorrichtung 16 befestigt ist. Die Bewegungsvorrichtung 116 umfasst ebenfalls einen Zylinder 128, der an der Platte 126 befestigt ist, und einen Stab 130, der in Bezug auf den Zylinder 128 ausziehbar und einziehbar ist. Der Ventilspindel-Haltestift 112 ist fest mit dem Ende des Stabs 130 verbunden, und die Trageplatte 114 ist drehbar mit dem Zylinder 128 verbunden. Nachdem die Ventilspindelöffnung 118 lokalisiert wurde, bewegt die Roboter-Vorrichtung die Trageplatte 114, um die Lippe 120a des Rades 14 in Eingriff zu nehmen. Der Stab 130 wird in den Zylinder 128 eingezogen, wobei der Ventilspindel-Haltestift 112 durch die Öffnung 118a bewegt wird. Der Stab 130 wird ausgezogen, um den Ventilspindel-Haltestift 112 von der Öffnung 118a zu entfernen, wobei die Ventilspindel in der Ventilspindelöffnung 118a zurückgelassen wird.
Mit Bezug nun auf 3 und 4 bewegt, nachdem die Ventilspindel in die Ventilspindelöffnung 118a eingefügt wurde, der zweite Positioniermechanismus 44 das Rad mit der eingefügten Ventilspindel entlang der Fördereinrichtung 12 an den eingezogenen Stiftanschlägen 90 bis 92 vorbei. Das Rad 14 geht nun entlang der Fördereinrichtung 12 für weitere Verarbeitungsvorgänge weiter.
Offensichtlich sind viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung in Anbetracht der obigen Lehren möglich. Die Erfindung kann anders als spezifisch innerhalb des Schutzumfangs der begleitenden Ansprüche beschrieben praktiziert werden. Diese vorangehenden Ausführungen sollten interpretiert werden, um jede Kombination abzudecken, bei der die treibende Neuheit ihren Nutzen ausübt. Außerdem sind die Bezugsziffern in den Ansprüchen lediglich aus Zweckmäßigkeit und nicht in irgendeiner Weise als begrenzend auszulegen.
Zusammenfassung
Ein Ventilspindel-Installierungssystem umfasst einen Roboter-Arm zum Bewegen einer Ventilspindel-Einfügungsvorrichtung um die Lippe eines Rades. Das System umfasst ebenfalls ein Paar von Ventilspindel-Öffnungssensoren, die an dem Roboter-Arm benachbart der Ventilspindel-Einfügungsvorrichtung positioniert und bewegbar um die Lippe des Rades sind. Die Sensoren können an gegenüberliegenden Seiten der Ventilspindel-Einfügungsvorrichtung positioniert sein. Wenn der erste Sensor die Ventilspindelöffnung lokalisiert, kann die Bewegung des Roboter-Arms verlangsamt werden. Wenn der zweite Sensor die Ventilspindelöffnung lokalisiert, kann die Bewegung des Roboter-Arms angehalten werden. Die Fördereinheit kann eine Identifikationsstation aufweisen, um die Konfiguration des Rades abzufühlen. Ein Controller kann die geeignete Ventilspindel auswählen, um sie in die Ventilspindelöffnung als Reaktion auf die abgefühlte Konfiguration des Rades einzufügen.

Claims

Verfahren zur Montage einer Ventilspindel in einer Radfelge, die eine darin ausgebildete Öffnung aufweist, mit folgenden Schritten: Bestimmen einer Position der Öffnung bezogen auf eine Mess-Station; koaxiales Ausrichten einer Mittelachse der Öffnung und einer Längsachse der Ventilspindel in Bezug zueinander vor der Einfügung der Ventilspindel durch die Öffnung; und Bewegen der Ventilspindel bezogen auf die Felge entlang eines programmierbaren Verfahrweges während des koaxialen Ausrichtungsschritts und entlang der ausgerichteten Achsen, um die Ventilspindel durch die Öffnung einzufügen, wobei der Verfahrweg mit einem programmierbaren Roboter-Manipulator definiert ist, der einen Arm, der im Stande ist, eine zusammengesetzte mehrachsige Bewegung durchzuführen, und eine Mehrzahl von programmierten Wegen aufweist, die einer Mehrzahl von Kombinationen von zusammenzubauenden Radfelgen und Ventilspindeln unterschiedlicher Größe entsprechen.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem der Bestimmungsschritt folgenden Schritt umfasst: Identifizieren mindestens eines physikalischen Merkmals der Felge mit einem Maschinen-Sichtsystem.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem der Ausrichtungsschritt ferner folgenden Schritt umfasst: selektives Bewegen der Ventilspindel zu der Mess-Station von einer einer Mehrzahl von Ventilspindel-Lieferstationen als Reaktion auf den Bestimmungsschritt, wobei jede Lieferstation eine unterschiedlich konfigurierte Ventilspindel darauf angebracht hat.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem der Bestimmungsschritt ferner folgenden Schritt umfasst: Identifizieren der Felge als einen einer Mehrzahl von unterschiedlichen Typen von Felgen als Reaktion auf die Prüfung mit einem Maschinen-Sichtsystem.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem der Bestimmungsschritt ferner folgende Schritte umfasst: Positionieren der Felge auf einem drehbaren Tisch; Richten eines optischen Sensors auf die Felge; Drehen des Tisches und der Felge; und Anhalten der Rotation des Tisches und der Felge, wenn der optische Sensor auf die Öffnung gerichtet ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, ferner mit folgendem Schritt: Anziehen einer Mutter über einem Gewindeabschnitt der Ventilspindel, der sich von der Felge erstreckt, nachdem die Ventilspindel in Bezug auf die Öffnung eingefügt wurde.
Verfahren gemäß Anspruch 6, bei dem die Mutter an der Ventilspindel durch eine Mutter-Anziehmaschine angezogen wird, der an dem Robotor-Manipulator angebracht ist.
Verfahren gemäß Anspruch 6, bei dem die Mutter an der Ventilspindel durch eine Mutter-Anziehmaschine angezogen wird, die benachbart der Mess-Station angebracht ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, ferner mit folgendem Schritt: Befördern von Ventilspindeln zu der Lieferstation auf eine serielle Art und Weise mit einem Fördermittel.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem der Bewegungsschritt ferner folgende Schritte umfasst: Halten der Felge im Wesentlichen stationär; und Drängen der Ventilspindel zu der Felge mit dem Robotor-Manipulator.
Verfahren gemäß Anspruch 1, ferner mit folgendem Schritt: Bewegen der Felge und der befestigten Ventilspindel von einer Mess-Station zu einer anschließenden Verarbeitungsstation, sodass die Felge mit der Ventilspindel in einer vorbestimmten Winkelposition bezogen auf die anschließende Verarbeitungsstation orientiert ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, ferner mit folgendem Schritt: Greifen der Ventilspindel mit dem Roboter-Manipulator und Bewegen entlang des Verfahrweges als Reaktion auf computergesteuerte Signale.
Verfahren gemäß Anspruch 12, ferner mit folgendem Schritt: Betätigen des Roboter-Manipulators, um die Ventilspindel zu der Felge zu bewegen, die an einer Lieferstation angeordnet ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, ferner mit folgendem Schritt: Greifen der Ventilspindel mit dem Roboter-Manipulator, der computergesteuert ist und eine Ventilspindel-Greiferbefestigung aufweist, die gelenkig bewegbar und in einer vorbestimmten Position in Bezug auf die Öffnung in der Felge positionierbar ist.
Verfahren gemäß Anspruch 14, ferner mit folgendem Schritt: Orientieren der Öffnung der Radfelge in einer vorbestimmten Position in Bezug auf die Ventilspindel-Greiferbefestigung als ein Ergebnis der Gelenkbewegung und der Positionierung der Ventilspindel-Greiferbefestigung durch den Roboter-Manipulator vor dem Einfügungsschritt.
Verfahren gemäß Anspruch 14, ferner mit folgendem Schritt: Orientieren der Öffnung der Ventilfelge in einer vorbestimmten Position in Bezug auf die Mess-Station als ein Ergebnis der Rotationsbewegung der Felge, bis die Öffnung ordnungsgemäß in Bezug auf die Mess-Station vor dem Einfügungsschritt angeordnet ist; und wobei der Einfügungsschritt mit der Ventilspindel-Greiferbefestigung in einer vorbestimmten Position in Bezug auf die Mess-Station als Ergebnis der Gelenkbewegung und Positionierung der Ventilspindel-Greiferbefestigung durch den Roboter-Manipulator vor dem Einfügungsschritt durchgeführt wird.
Vorrichtung zur Montage einer Ventilspindel in einer Radfelge, die eine darin ausgebildete Öffnung aufweist, mit: einem Mittel zum Bestimmen einer Position der Öffnung bezogen auf eine Mess-Station; einem Mittel zum koaxialen Ausrichten der Mittelachse der Öffnung und einer Längsachse der Ventilspindel in Bezug zueinander vor der Einfügung der Ventilspindel durch die Öffnung; und einem Mittel zum Bewegen der Ventilspindel bezogen auf die Felge entlang eines programmierbaren Verfahrweges, der die Ausrichtung der Mittelachse der Öffnung mit der Längsachse der Ventilspindel und entlang der ausgerichteten Achsen aufweist, um die Ventilspindel durch die Öffnung einzufügen, wobei der Verfahrweg mit einem programmierbaren Roboter-Manipulator definiert wird, der einen Arm aufweist, der im Stande ist, eine zusammengesetzte mehrachsige Bewegung durchzuführen, und eine Mehrzahl von programmierbaren Wegen aufweist, die einer Mehrzahl von Kombinationen von zusammenzubauenden Radfelgen und Ventilspindeln unterschiedlicher Größe entsprechen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 17, bei der das Mittel zum Bestimmen ferner umfasst: ein Maschinen-Sichtsystem, um mindestens ein physikalisches Merkmal der Felge zu identifizieren.
Vorrichtung gemäß Anspruch 18, bei der das Ausrichtungsmittel ferner umfasst: den Roboter-Manipulator, um die Ventilspindel von einer einer Mehrzahl von Lieferstationen, die unterschiedliche Ventilspindeln daran angebracht haben, als Reaktion auf die Identifizierung durch das Maschinen-Sichtsystem, selektiv zu bewegen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 17, bei der das Mittel zum Bestimmen ferner umfasst: ein Maschinen-Sichtsystem, um die Felge als eine einer Mehrzahl von unterschiedlichen Felgen zu identifizieren.
Vorrichtung gemäß Anspruch 17, ferner mit: einem Mittel zum Anziehen einer Mutter über einem Gewindeabschnitt der Ventilspindel, der sich von der Felge erstreckt, um die Ventilspindel an der Felge zu sichern.
Vorrichtung gemäß Anspruch 21, bei der Mittel zum Anziehen ferner umfasst: eine Mutter-Anziehmaschine, die an einem Roboter-Manipulator angebracht ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 17, bei der das Mittel zum Anziehen ferner umfasst: eine Mutter-Anziehmaschine, die benachbart einer Mess-Station angebracht ist, wobei die Ventilspindel bezogen auf die Felge bewegt wird, um die Ventilspindel in Bezug auf die Öffnung einzufügen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 17, ferner mit: einem Mittel zum Liefern von Ventilspindeln auf eine serielle Art und Weise zu einer Lieferstation, wobei die Ventilspindel bezogen auf die Felge bewegt wird, um die Ventilspindel in Bezug auf die Öffnung einzufügen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 17, bei der das Mittel zum Bewegen ferner umfasst: den Roboter-Manipulator, um die Ventilspindel zu der Felge hin zu drängen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 17, ferner mit: dem Roboter-Manipulator zum Bewegen der Felge und der befestigten Ventilspindel von einer Mess-Station, wobei die Ventilspindel in Bezug auf die Öffnung angebracht ist, zu einer Verarbeitungsstation, während die Ventilspindel in einer vorbestimmten Winkelposition bezogen auf die Verarbeitungsstation beibehalten wird.
Vorrichtung gemäß Anspruch 17, ferner mit: einem Mittel zum Greifen der Ventilspindel mit dem Roboter-Manipulator, der computergesteuert ist und eine Ventilspindel-Greiferbefestigung aufweist, die gelenkig bewegbar und positionierbar ist, um sich in einer vorbestimmten Orientierung in Bezug auf die Öffnung in der Felge zu befinden.
Vorrichtung gemäß Anspruch 27, ferner mit: einem Mittel zum Orientieren der Öffnung der Radfelge in einer vorbestimmten Position als ein Ergebnis der Gelenkbewegung und der Positionierbewegung der Ventilspindel mit dem Roboter-Manipulator.
Vorrichtung gemäß Anspruch 27, ferner mit: einem Mittel zum Orientieren der Öffnung der Radfelge in einer vorbestimmten Position als ein Ergebnis der Bewegung der Felge an der Mess-Station, bevor die Ventilspindel durch den Roboter-Manipulator eingefügt wird.
Verfahren zur Montage einer Ventilspindel an einer Radfelge, die eine daran ausgebildete Öffnung aufweist, mit folgenden Schritten: Bestimmen der Position der Ventilspindelöffnung in der Felge; und betriebsmäßige Ineingriffnahme der Ventilspindel mit einem Roboter-Manipulator; Bewegen der Ventilspindel bezogen auf die Felge entlang eines programmierbaren Verfahrweges; koaxiales Ausrichten der Ventilspindel und der Öffnung; und Einfügen mindestens eines Abschnitts der Ventilspindel durch die Öffnung in der Felge, wobei der Verfahrweg mit einem programmierbaren Roboter-Manipulator definiert wird, der einen Arm aufweist, der im Stande ist, eine zusammengesetzte mehrachsige Bewegung durchzuführen, und der eine Mehrzahl von programmierbaren Wegen aufweist, die einer Mehrzahl von Kombinationen von zusammenzubauenden Radfelgen und Ventilspindeln unterschiedlicher Größe entsprechen.
Verfahren gemäß Anspruch 30, ferner mit den Schritten der betriebsmäßigen Ineingriffnahme der Ventilspindel und des Bewegens der Ventilspindel zu der Felge hin.
Verfahren gemäß Anspruch 30, ferner mit dem Schritt des Sicherns der Ventilspindel an der Felge durch Anziehen einer Mutter über einem sich von der Felge erstreckenden Gewindeabschnitt der Ventilspindel.
Verfahren gemäß Anspruch 30, ferner mit folgendem Schritt: Greifen der Ventilspindel mit dem Roboter-Manipulator, der computergesteuert ist und eine Ventilspindel-Greiferbefestigung aufweist, die gelenkig bewegbar und positionierbar ist, um in einer vorbestimmten Orientierung in Bezug auf die Öffnung in der Felge zu sein.
Verfahren gemäß Anspruch 33, ferner mit folgendem Schritt: Orientieren der Öffnung in der Felge zu einer vorbestimmten Position während der Bewegung der Ventilspindel mit dem Roboter-Manipulator als Ergebnis der Gelenkbewegung und der Positionierung der Ventilspindel-Greiferbefestigung.
Verfahren gemäß Anspruch 33, ferner mit folgendem Schritt: Orientierung der Öffnung in der Felge zu einer vorbestimmten Position an einer Station vor dem Einfügeschritt.
Gerät zur Montage einer Ventilspindel an einer Radfelge, die eine daran ausgebildete Öffnung aufweist, mit: einem Mittel zum Bestimmen der Position der Ventilspindelöffnung in der Felge; und einem Mittel zur betriebsmäßigen Ineingriffnahme der Ventilspindel; einem Mittel zum Bewegen der Ventilspindel bezogen auf die Felge entlang eines programmierbaren Verfahrweges; und ein Mittel zum koaxialen Ausrichten der Ventilspindel und der Öffnung, um mindestens einen Abschnitt der Ventilspindel durch die Öffnung in der Felge einzufügen, wobei der Verfahrweg mit einem programmierbaren Roboter-Manipulator definiert wird, der einen Arm aufweist, der im Stande ist, eine zusammengesetzte mehrachsige Bewegung durchzuführen, und der eine Mehrzahl von programmierbaren Wegen aufweist, die einer Mehrzahl von Kombinationen von zusammenzubauenden Radfelgen und Ventilspindeln unterschiedlicher Größe entsprechen.
Gerät gemäß Anspruch 36, ferner mit: einem Mittel zum Greifen der Ventilspindel mit dem Roboter-Manipulator, der computergesteuert ist und eine Ventilspindel-Greiferbefestigung aufweist, die gelenkig bewegbar und in einer vorbestimmten Orientierung in Bezug auf die Öffnung in der Felge positionierbar ist.
Gerät gemäß Anspruch 37, ferner mit: einem Mittel zur Orientierung der Öffnung der Radfelge in einer vorbestimmten Position in Bezug auf die Ventilspindel-Greiferbefestigung als ein Ergebnis der Gelenkbewegung und der Positionierung der Ventilspindel-Greiferbefestigung durch den Roboter-Manipulator vor dem Einfügen der Ventilspindel.
Gerät gemäß Anspruch 37, ferner mit: einem Mittel zum Orientieren der Öffnung der Radfelge in einer vorbestimmten Position in Bezug auf die Mess-Station als ein Ergebnis der Rotationsbewegung der Felge, bis die Öffnung in Bezug auf die Mess-Station angeordnet ist, vor dem Einfügen der Ventilspindel; und wobei das Greifmittel die Ventilspindel-Greiferbefestigung in einer vorbestimmten Position in Bezug auf die Mess-Station als ein Ergebnis der Gelenkbewegung und der Positionierung der Ventilspindel-Greiferbefestigung durch den Roboter-Manipulator vor dem Einfügen der Ventilspindel aufweist.