CN102126405A - 用于将轮胎安装到轮缘上以及从轮缘上拆下的方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于将轮胎安装到轮缘上以及从轮缘上拆下的方法及设备。具体而言，本发明涉及利用至少一个装配或拆卸工具将轮胎安装到轮缘上形成机动车车轮以及将轮胎从轮缘上卸下的方法，其中通过视觉***(21)形成车轮(14)或轮缘(12)的图像并将相应的信号发送到计算机(18；28)，通过计算机(18；30)向至少一个装配或拆卸工具(16)发送指令以移动至少一个装配或拆卸工具(16)，并且，将视觉***(21)的信号与向至少一个装配或拆卸工具(16)发送的指令相互关联以限定至少一个装配或拆卸工具相对于轮缘轮廓的位置，并且根据执行的关联不接触轮缘表面地引导所述至少一个装配或拆卸工具(16)运动。此外，本发明涉及用于将轮胎安装到轮缘上形成机动车车轮以及将轮胎从轮缘上卸下的设备。

Description

用于将轮胎安装到轮缘上以及从轮缘上拆下的方法及设备
技术领域
本发明涉及用于将轮胎安装到轮缘上形成机动车车轮以及将轮胎从轮缘上拆下的方法。此外，本发明涉及用于将轮胎安装到轮缘上形成机动车车轮以及将轮胎从轮缘上拆下的设备。
背景技术
从US No.3877505中已知一种设备具有机动车车轮的轮缘能够固定到其上的接收装置。该接收装置可在装配或拆卸操作过程中通过旋转驱动装置、例如电动机旋转。轮胎可以通过装配或拆卸工具装配到轮缘或从轮缘释放。拆卸工具上设置凸起形式的传感装置，其感测轮缘的径向外表面(轮缘底座)并包括不会损害轮缘材料的材料，例如塑料材料。这确保拆卸工具在拆卸操作中与轮缘表面保持给定的间距，并且防止轮缘表面受到拆卸工具的硬质材料的损害。但在这种情况下，具有感测轮缘轮廓并保持间距的凸起因摩擦而磨损或以其它形式受到损害的危险。
还从EP1995083已知感测轮缘轮廓的位置，装配或拆卸工具以非接触方式沿着该轮缘轮廓的位置被引导。然后，装配或拆卸工具的运动根据感测的轮廓不接触轮缘表面地受到引导。
EP1927484显示了用于非接触感测的传感装置。因此，传感装置优选基于激光三角法原理。该传感装置提供光源，该光源将光束发射到表面上的一个或多个给定位置并在多个照射点与轮缘表面相交。在每个照射点处，光束分散成多条反射光线。这些反射光束通过检测器检测。可以通过三角法根据发射光束和反射光束的方向确定在轮或轮缘处感测的照射点的间距及位置。以三维方式检测感测点并且感测点的坐标(X、Y和Z值)是已知的。
发明内容
本发明的问题在于提供一种用于将轮胎安装到轮缘上形成机动车车轮以及用于将轮胎从轮缘上拆下的方法及设备，通过该方法和设备，可以沿着车轮的轮缘轮廓可靠地引导至少一个装配或拆卸工具，特别是，可以在装配或拆卸操作过程中以保护车轮轮缘的方式进行轮胎的装配或拆卸。
这通过利用至少一个装配或拆卸工具将轮胎安装到轮缘上形成机动车车轮以及将轮胎从轮缘上卸下的方法来实现，其中，通过视觉***形成轮或轮缘的图像并将相应的信号发送到计算机，通过计算机向至少一个装配或拆卸工具发送指令以移动至少一个装配或拆卸工具，将视觉***的信号与向至少一个装配或拆卸工具发送的至少一个指令相互关联以限定至少一个装配或拆卸工具相对于轮缘轮廓的位置，并且根据执行的关联不接触轮缘表面地引导至少一个装配或拆卸工具运动。根据本发明，将对应于通过视觉***形成的图像的信号与向至少一个装配或拆卸工具发送的至少一个指令相互关联以限定至少一个装配或拆卸工具和轮缘轮廓之间的相对位置。这意味着并不检测拍摄元件的坐标和该元件与视觉***的距离，但计算机检测拍摄元件彼此的相对位置。即，检测例如至少一个装配或拆卸工具是否接合轮缘轮廓或者位置离开轮缘轮廓。计算机并不检测至少一个装配或拆卸工具位置离开轮缘轮廓有多远。特别地，形成的图像是二维图像，并进行下文解释的图像解译。形成图像后，发送移动至少一个装配或拆卸工具的指令以使至少一个装配或拆卸工具接近轮缘轮廓。然后，视觉***形成车轮表面和至少一个装配或拆卸工具的进一步的图像。通过计算机将向至少一个装配或拆卸工具发送的指令与从视觉***接收的信号(即，数字信号)相互关联。因此，计算机将视觉***的初始信号与移动至少一个装配或拆卸工具后视觉***的信号进行比较并处理向至少一个装配或拆卸工具发送的指令。这样可以检测使至少一个装配或拆卸工具接近轮缘轮廓需要的指令。特别是，只要至少一个装配或拆卸工具相对于轮缘轮廓处于希望位置，就重复该方法。有利地，根据本发明，当机动车车轮围绕轮轴转过至少360度时，至少一个装配或拆卸工具可以在轮胎装配和拆卸操作中可靠地接近轮缘轮廓。特别是，本发明是对那些利用如EP 1927484中示出的以三维方式检测感测点并通过利用三角法检测坐标的传感装置的方法和设备的替代。
根据一种实施方式，视觉***的信号被发送至计算机，并且自该计算机向至少一个装配或拆卸工具发送指令。这意味着只设置一个执行述及功能的计算机，节约了成本。
替代地，视觉***的信号被发送至第二计算机，该第二计算机与一计算机相连，自该计算机向至少一个装配或拆卸工具发送指令。这意味着设置两个相互连接的计算机。
优选地，在安装或卸下操作过程中通过视觉***形成多个图像(例如每40ms至100ms)以可靠地检测拍摄元件和至少一个装配或拆卸工具的位置。
此外，本发明涉及用于将轮胎安装到轮缘上形成机动车车轮以及将轮胎从轮缘上卸下的设备，该设备包括：用于安装或卸下轮胎的至少一个装配或拆卸工具；能够发送指令以移动至少一个装配或拆卸工具的计算机；用于形成车轮或轮缘的图像的视觉***，其中视觉***与计算机相连，与所形成的图像相应的信号被发送至计算机，其中，所述计算机将视觉***的信号与发送至至少一个装配或拆卸工具的指令相互关联以限定至少一个装配或拆卸工具相对于轮缘轮廓的位置并根据进行的关联不接触轮缘表面地引导至少一个装配或拆卸工具。至于优点，请参照上面提到的解释。
特别地，视觉***形成二维图像。该二维图像包括像素阵列。二维图像提供元件的两维(X和Y)的信息，但不提供第三维(Z值)的信息。
视觉***优选包括用于形成图像的至少一个相机，特别地设置三个相机。相机指向车轮定位和至少一个装配或拆卸工具操作的区域并形成车轮表面和至少一个装配或拆卸工具的数字图像。此外，相机可以指向操作者行动的区域。因此，可以检测操作者有危险的情况并停止装配或拆卸操作。此外，可避免装配或拆卸工具与车轮、轮缘和/或轮胎之间或者各种工具(即，装配或拆卸工具和保持装置)之间的碰撞。
特别地，不用校准视觉***。不用知道也不用确定视觉***的相机彼此的位置。此外，不用检测拍摄元件距视觉***或参照点的距离。这意味着计算机并不检测拍摄元件的坐标，但计算机检测元件彼此的相对位置。
设置致动装置来操作至少一个装配或拆卸工具。
传感装置优选与计算机连接，用于提供至少一个装配或拆卸工具的位置。传感装置包括例如传感器、换能器、编码器和/或电位计。
根据第一实施方式，视觉***与计算机连接，且该计算机与至少一个装配或拆卸工具连接，即，只设置一个执行提及功能的计算机，节约了成本。
根据第二实施方式，设置第二计算机，该第二计算机与视觉***和上述计算机连接，自该计算机向至少一个装配或拆卸工具发送指令。这意味着设置两个相互连接的计算机。
附图说明
以下参照附图通过举例方式的实施方式详细描述本发明，其中：
图1显示了根据本发明的一种设备；
图2显示了根据第一实施方式的图1所示的设备的功能块图；
图3显示了根据第二实施方式的图1所示的设备的功能块图。
具体实施方式
示出的实施方式显示了具有接收装置10的轮胎更换器，接收装置10能够在水平方向(如利用箭头H显示的)和竖直方向(如利用箭头V显示的)上移动，且机动车车轮14的轮缘12可以固定到接收装置10上。机动车车轮14还包括轮胎15。接收装置10可具有接收杆、放置轮缘12的轮盘或者支撑轮缘12的夹臂、或者其它支撑装置。轮缘12通过固定装置、特别是夹紧装置以不能旋转的方式连接到接收装置10。接收装置10通过旋转驱动装置(未示出)旋转，旋转驱动装置可以是电动机的形式。
所示的实施方式还包括至少一个装配或拆卸工具16，当机动车车轮14水平布置时，使装配或拆卸工具16在靠近胎圈处从下方和上方与轮胎15的侧壁接触，当机动车轮胎15处于装配状态时，胎圈位于轮缘12的两个横向轮圈后面。
装配或拆卸工具16可通过致动装置17操作。根据图2所示的本发明的第一实施方式，致动装置17与计算机18相连，计算机18向致动装置17发送指令以改变装配或拆卸工具16的位置。指令通过位于致动装置17和计算机18之间的界面(驱动线路)19发送。计算机18还与传感装置20相连，传感装置20包括例如传感器、换能、编码器和/或电位计并提供装配或拆卸工具16的位置。
在车轮14或轮缘的两侧(在所示的实施方式中指轮缘12或车轮14的顶侧和轮缘12或车轮14的底侧)设置相机22和24。另一相机26设置在能够沿竖直方向移动的支承件上并被定向在基本水平方向。相机22、24、26是视觉***21的一部分并且能够枢转。
相机22、24、26对视野形成图像、特别是数字图像。当相机22、24、26朝着车轮14定位、装配或拆卸工具16操作和操作者行动的区域指向时，可以产生轮缘12径向外表面处的轮圈、即轮圈区域中的轮缘轮廓的图像。相机22、24、26不用校准，即没有设定坐标系，且不用知道相机22、24、26的相互位置和轮表面的拍摄点的坐标。这意味着并不测量“现实世界”坐标、距离或位置。形成的图像是二维的，即并不检测拍摄元件的距离。
视觉***21，即相机22、24、26与计算机18连接，用于装配或拆卸工具16的致动装置17和传感装置20也与计算机18连接。相机22、24、26可向计算机18发送表示形成的图像的电信号。
为了利用装配或拆卸工具16拆卸轮胎15，沿着轮缘轮廓但不使其接触轮缘轮廓地引导装配或拆卸工具16。为此，指向车轮14定位和装配或拆卸工具16操作区域的相机22、24、26形成车轮表面和装配或拆卸工具16的数字图像。相应的信号被发送到计算机18。因为相机22、24、26没有被校准，因此计算机18不检测拍摄元件的坐标。但计算机18检测元件彼此的相对位置。这意味着其检测例如装配或拆卸工具16是否接合轮缘轮廓或者离开轮缘轮廓定位，但其不检测装配或拆卸工具距离轮缘轮廓多远定位。计算机18向致动装置17发送指令以使装配或拆卸工具16接近轮缘轮廓，传感装置20提供装配或拆卸工具16的实际位置。这种指令例如如下：“向左移动装配或拆卸工具X cm”。然后，相机22、24、26形成轮表面和装配或拆卸工具16的进一步的图像。相应的信号被发送到计算机18。计算机18将向致动装置17发送的指令与从相机22、24、26接收的信号(即数字图像)相互关联，也就是说计算机18进行图像解译。由此，其将相机22、24、26的初始信号与移动装配或拆卸工具16后相机22、24、26的信号进行比较，处理向致动装置17发送的指令并确定使装配或拆卸工具16接近轮缘轮廓需要的指令。只要装配或拆卸工具16相对于轮缘轮廓处于希望位置，就重复该方法。相机22、24、26在操作过程中形成多个图像(例如每40ms到100ms)。因此，在轮胎拆卸操作中，当机动车车轮围绕轮轴转过至少360度时，装配或拆卸工具16可以接近轮缘轮廓。
此外，利用相机22、24、26，可以发现操作者并向计算机18发送相应的信号。在相互关联若干信号后，可以检测对操作者危险的情况并停止该方法。根据本发明的方法和设备可用于避免装配或拆卸工具与轮、轮缘和/或轮胎之间、各种工具(即，装配或拆卸工具和保持装置)之间的碰撞。此外，根据本发明的方法和设备允许在针对轮、轮胎和/或操作者有潜在损害的情况下停止方法。
图2所示的本发明的第一实施方式与第二实施方式的不同在于设置了两个计算机，即第一计算机28和第二计算机30。第一和第二计算机28、30彼此连接。第一计算机28还与相机22、24、26连接。相机22、24、26的信号被发送至第一计算机28并且随后被发送至第二计算机30。致动装置17和传感装置20连接到第二计算机30。根据第二实施方式的设备的其他组件和方法对应于这里提到的第一实施方式。

Claims (12)

1.利用至少一个装配或拆卸工具将轮胎安装到轮缘上形成机动车车轮以及将轮胎从轮缘上卸下的方法，其中，通过视觉***(21)形成车轮(14)或轮缘(12)的图像并将相应的信号发送到一计算机(18；28)，通过所述计算机(18；30)向所述至少一个装配或拆卸工具(16)发送指令以移动所述至少一个装配或拆卸工具(16)，并且，将所述视觉***(21)的信号与向所述至少一个装配或拆卸工具(16)发送的指令相互关联以限定所述至少一个装配或拆卸工具相对于轮缘轮廓的位置，并且根据执行的关联不接触轮缘表面地引导所述至少一个装配或拆卸工具(16)运动。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述视觉***(21)的信号被发送至所述计算机(18)，并且自所述计算机(18)向所述至少一个装配或拆卸工具(16)发送指令。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述视觉***(21)的信号被发送至一第二计算机(28)，该第二计算机(28)与一计算机(30)相连，自该计算机(30)向所述至少一个装配或拆卸工具(16)发送指令。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在安装或卸下操作过程中通过所述视觉***(21)形成多个图像。
5.用于将轮胎安装到轮缘上形成机动车车轮以及将轮胎从轮缘上卸下的设备，包括：
至少一个装配或拆卸工具(16)，其用于安装或卸下所述轮胎(15)；
一计算机(18；30)，其能够发送指令以移动所述至少一个装配或拆卸工具(16)；
一视觉***(21)，用于形成所述车轮(14)或所述轮缘(12)的图像，其中所述视觉***(21)与计算机(18；28)相连，与所形成的图像相应的信号被发送至所述计算机(18；30)，
其中，所述计算机(18；30)将所述视觉***(21)的信号与发送至所述至少一个装配或拆卸工具(16)的指令相互关联，以限定所述至少一个装配或拆卸工具(16)相对于轮缘轮廓的位置，并根据进行的关联不接触轮缘表面地引导所述至少一个装配或拆卸工具(16)。
6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述视觉***(21)形成二维图像。
7.根据权利要求5或6所述的设备，其中，所述视觉***(21)包括用于形成图像的至少一个相机(22，24，26)。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的设备，其中，所述视觉***(21)是未校准的。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的设备，其中，设置致动装置(17)来操作所述至少一个装配或拆卸工具(16)。
10.根据权利要求5至9中任一项所述的设备，其中，传感装置(20)与所述计算机(18；30)连接，用于提供所述至少一个装配或拆卸工具(16)的位置。
11.根据权利要求5至10中任一项所述的设备，其中，所述视觉***(21)与所述计算机(18)连接，且所述计算机(18)与所述至少一个装配或拆卸工具(16)连接。
12.根据权利要求5至10中任一项所述的设备，其中，设置一第二计算机(28)，该第二计算机(28)与所述视觉***(21)和所述计算机(30)连接，自所述计算机(30)向所述至少一个装配或拆卸工具(16)发送指令。
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