专利名称：需要根据角度关系加工工件的方法及其设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是其加工过程中需要考虑到角度关系的工件，例如轮胎、车轮或轮胎/车轮的装配件的加工工艺。其中，在一个预定的加工工位上加工工件时，需要参考预先在某个其它加工工位上设置或确定的有关确定角度的信息。
在加工圆形工件的过程中，通常需要根据当前工序在工件上标示的角度位置来进行后续加工工序。通常是通过在当前的工序中在工件上设置标记来满足这种需要。随后，这个标记在后续工序中用作该圆形工件的定位参考标记。
例如，众所周知，在加工汽车轮胎和车轮时，要在相当于产生轮胎径向力变化基波的峰值点的角度位置上设置标记，还要在相当于车轮平均径向跳动基波的波谷点的角度位置上制出车轮上的气门杆孔。在后续工序中，当把轮胎装到车轮上去时，就需要这样来对准轮胎和车轮，即，上述两种记号要在同一个角度位置上。这能有效地减小组装好的轮胎/车轮组装件的径向力的变化。
然而，用人力在工件上设置标记会延长操作周期时间，从而降低加工的通过速度。例如，为了相应于用轮胎均匀性检查机所确定的位置上，在轮胎的侧壁上做一个看得见的记号，就必须基本上停止轮胎的转动，并将径向力变化的峰值点调整到指向打标记装置的方向上，然后，等待着在轮胎上打上标记时。这些步骤平均要消耗掉整个机器操作周期的多达5%的时间。
在另一种设备中，公知的方法是在实施打标记工序的专用机械上设置一个第二工位，以减少操作周期时间的消耗。虽然这个第二工位增加了机器的费用，但这种在第二工位上完成打标记工序的机器的经济效果却仍然是有利的。然而，在轮胎运转均匀性检查机上不可能在该机器的第二工位上精确地打上一个角度标记。这是因为，轮胎必须从第一工位的试验轮辋上“剥”下来，然后再移动到第二工位上去;这样就丧失了轮胎的角度定向。
因此，本发明的一个主要目的是提供一种方法及其设备，用于克服目前实际操作中所遇到的困难的，并且在加工诸如轮胎和车轮等圆形工件时获得较快的通过速度。
本发明的另一个目的是不需要在圆形工件上的特定角度位置上制作标记。按照本发明的方法，为了确定一个角度基准，先要检测出工件上已经存在的特征。然后，再确定一个角度，此角度表示相对于该角度基准的有意义的位置。上述各个步骤都能在第一工位，例如一台轮胎运转均匀性检查机上实施，既不需要中断轮胎的转动，也不需要在轮胎上做新的标记。
为达到这些目的，提供了一种在加工圆形工件时，为了便于圆形工件在后续工序中的定位，在当前工序中确定该工件上的角度位置的方法。此方法具有下列步骤检测出工件上一个标示着某特定角度位置的特征，并确定出所需要标记的某预定角度位置与具有上述特征的角度位置之间的夹角;在第二工位上，检测出该特征，从该特征开始转过上述角度，使上述预定的角度位置相对于上述特征重新定位，并在工件的上述预定角度位置上做标记。
以后此标记将便于在后续工序中，例如在为轮胎和车轮配对时，给此工件定位。
本发明预期上述工件是汽车车轮，其中识别特征是气门杆孔，或者是汽车轮胎，其中识别特征是附在轮胎任意位置上的一个辅助标记。这种辅助标记的形式可以是，例如，一张标签。上述识别特征也可以由自动校正来确定。
为了使此方法自动化，上述角度可以在第一工位储存起来，而在第二工位再被取出。然后就能按上述方式完成转位。
上述角度可以储存在计算机的存储器中，或者存在任何形式的有形媒体中，这种媒体可以是可被人读出的或者可被机械读出的，例如条形码、软磁盘或磁带。有形媒体可以附在工件上，这样，当工件被运送到远处去进行打标记工步时，能取出该角度。
如果工件的后续工序，即轮胎与车轮的配对，是在第二工位上完成的，就可以取消做标记工步。因此，在这种情况下，本发明的方法具有下列步骤在第一工位上检测出工件上一个角度位置的识别特征，并确定工件上预定的角度位置相对于具有该特征的角度位置的夹角;
在第二工位上检测出该特征，从该特征开始转过上述角度，使上述预定的角度位置相对于上述特征重新定位，并在工件上根据重新定位的预定需要的角度位置完成后续工序。
本发明还提供了用于在加工圆形工件时，在当前工序中确定该工件上的角度位置，以便于圆形工件在后续工序中定位的装置。该装置具有一个第一工位装置和一个第二工位装置。第一工位装置包括检测出工件上具有某识别特征角度位置的装置，以及一个用于测定工件上预定需要的角度位置相对于具有该特征的角度位置之间的夹角的装置。第二工位装置包括用于检测上述特征的装置及一个以该特征为起点、上述夹角为转动量进行分度，以使上述预定需要的角度位置相对于上述特征重新定位的转位装置。信息储存装置可用于存储在第一位装置中获得的上述角度，然后在第二工位装置中把它取出用于进行转位。上述第二工位装置还可以具有用于在重新取出的预定需要的角度位置上给工件做标记的制作标记装置。
本发明的一个优点是，减少了因在圆形工件上打角度位置标记而造成的通过速度的损失。
本发明的另一个优点是，如果需要，为了在工件上完成后续工序而在圆形工件上做角度位置标记的整个工步可以取消。
通过以下结合附图对本发明的详细描述，就能容易地了解本发明的许多其他目的和优点。
图1是流程图，说明在当前工序中为了便于在后续工序中定位工件，在圆形工件上确定一个角度位置的方法;
图2也是流程图，表明了一种加工圆形工件的方法，该方法包括在当前工序中为了便于在后续工序中定位工件，在圆形工件上确定角度位置的工序。
图3是实施本发明方法的装置的示意图。
参见图1和图3，其中分别表示了在当前工序中为了便于在后续工序中定位工件，在圆形工件上确定一个角度位置的流程图F1，和它所使用的装置。
请详细参阅图3，图中表示了一个圆形工件3及加工该圆形工件3的第一和第二工位1和2。在本发明的最佳实施方式中，圆形工件3或者是汽车轮胎或者是汽车车轮。在圆形工件3上，A表示角度位置的识别特征。此特征A可以有不同的形式，其中的一个形式是装有轮胎车轮上的气门杆孔，或者是人为地设在轮胎侧壁上的标签。预定的、所需要的角度位置B是已知的，现在需要确定角度C，使该预定的、所需要的角度位置B处在相对于该角度位置的识别特征A的角度为C的位置上，以便在位置B上给工件3作标记，以利于圆形工件的后续加工。
具体地说，B代表轮胎径向力变化的基波的峰值点，或者换一种方式，代表车轮平均径向跳动的基波的波谷点。可以认为，为实施本发明，轮胎径向力变化的基波的峰值点已经用通常的轮胎运转均匀性优选装置预选确定了，可以很容易地在第一工位1上标示出来。同样，车轮平均径向跳动的基波的波谷点也已经用通常的轮胎运转均匀性分析装置预先确定，同样可以很容易地在第一工位1标示出来。因此，很容易理解，在这种情况下，当圆形工件3进入第一工位1时，就能在第一工位1上根据轮胎运转均匀性分析装置或者轮胎运转均匀性优选装置预先得到的结果，在圆形工件3上确定位置B。
在圆形工件3进入第一工位1之后，如流程图F1的工步S11所说明的，第一工位1内的传感装置检测到工件3上的角度位置识别特征B。如上所述，识别特征B通常采用汽车车轮用的气门杆孔，以及贴在汽车轮胎任一角度位置上的一个辅助标记，例如一个标签。用来检测识别特征B的第一工位1上的传感装置可以是任何型号的普通传感装置，可以用有形的接触测头，这种测头可探测出汽车车轮上的气门杆孔，或者也可以是一个简单的非接触式测头，例如光学传感器。而且，使用例如光学传感器那样的非接触式测头，就能够采用自动校正信号处理技术来确定识别特征。
一旦在第一工位1上标出了工件3上的角度位置识别特征A，即可按照流程图F1中工步S12所说明的，用任何普通的测量工具，在工位1上确定预定的角度位置B相对于识别特征A的位置的角度C。
为了在所需要的位置B上对圆形工件3做标记，就需要储存或者记录该角度C，以便以后在将对其作标记的第二工位2上取出。因此，该角度C能由第一工位1储存在诸如计算机4等装置中，以便以后由第二工位2取出。这种方案适于在同一车间进行制作并组装的情况，即，在车间内的一个位置上确定角度C，然后把工件运送到同一车间内的另一个位置上，或者运到在工件3上完成以后做标记工序的制造设备上。另一种情况是，圆形工件3是汽车轮胎或汽车车轮，它可能需要运到远处的装配工厂做标记。在这种情况下，角度C可以很容易地储存在任何型号的有形媒体中。这种媒体可以是可由人读出的，或者在一个最佳实施例中，是可由机械读出的，例如，印刷的条形码、软磁盘或者磁带。在这种情况下，有形的媒体一定要附在工件3上，并一起运到远处的制作场地处，这样，就能利用普通的信息记忆装置取出角度C，然后在该场地给工件3作标记。
因此，流程图F1的工步S13涉及在第二工位2借助于以上所描述的那种装置来检测识别特征A。在第二工位2上的工步S14涉及从该识别特征A转动一个等于角度C的量，重新确定预定的所需要的角度位置B相对于识别特征A的位置。当然，任何普通的旋转分度装置都可以用于完成此工步S14。最后，工步S15涉及在重新定位的所需要的角度位置B上给工件做出标记D。这时，无论圆形工件3是汽车轮胎或是车轮，它已经根据情况相应地为配合到汽车车轮或轮胎上去准备好了，并且只要简单地在装配前把记号D配对就可以了。
本发明的另一种方法用图2中的流程图F2来说明。在流程图F2中，取消了流程图F1中的做记号工步S15，而在工件上完成的后续工序，即、有赖于预定的所需角度位置的配对工序，在第二工位2上以工步S25来完成。流程图F2的方法特别适于在同一车间内完成制造和装配的加工过程，在此过程中，角度C在第一工位S1中确定，然后把工件3运到同一个车间内的另一个位置上，或者运到将在工件3上完成后续工序的加工设备上，例如使轮胎和车轮配对的设备上。同样，如果圆形工件3是汽车轮胎或汽车车轮，也可能运到远处的装配工厂，或者运到汽车制造厂，在那里完成后续的轮胎与车轮的配对和装配工序。上面已经说过，如果第一工位和第二工位是在同一车间内或制造设施上完成的，角度C就可以在第一工位1储存在计算机4内，以便以后在第二工位2被取出。此外，也可以采用任何普通的信息传递装置，例如地区信息网。而且，上面已经说过，如果汽车轮胎或汽车车轮要运到远处的装配工厂或汽车制造厂去，可以把角度C很容易地储存在任何型号的、附在工件3上的有形媒体中，例如印刷的条形码、磁盘或磁带中，和工件一起运送过去。
虽然这里只描述了本发明的两个实施例，但本技术领域的技术人员将能很容易地想到能够对本发明作出的修改和变化，从而导致一种经过改进的、用于确定圆形工件上的角度位置的方法和装置，然而所有这些改进的方法和装置都将落入本发明在权利要求书中所确定的原理和范围内。
权利要求
1.一种加工圆形工件的方法，上述方法包括为便于圆形工件在后续工序中的定位而在当前工序中确定该工件上的角度位置的方法，上述方法具有下列步骤1)在第一工位上a)检测出上述工件上一个角度位置的识别特征；b)确定在工件上某预定的角度位置相对于该特征之间的夹角；2)在第二工位上a)检测出上述特征；b)从上述特征开始转过上述角度，使上述预定需要的角度位置相对于上述特征重新定位；c)在上述工件上完成上述后续工序，上述后续工序是根据上述重新定位的上述预定需要的角度位置来进行的。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，上述工件是汽车车轮，而上述识别特征是气门杆孔。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，上述工件是汽车轮胎，而上述识别特征是附在工件任意角度位置上的一个辅助标记。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，上述辅助标记是一个标签。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，上述识别特征是由自动校正方法确定的。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，上述角度在上述第一工位中储存起来，并在上述第二工位中取出。
7.一种为便于圆形工件在后续工序中的定位而在当前工序中确定该工件上的角度位置的装置，上述装置具有第一工位装置，上述第一工位装置包括检测出工件上一个角度位置的识别特征的检测装置及确定工件上某预定的角度位置相对于该识别特征之间的夹角;第二工位装置，上述第二工位装置包括检测出该特征的检测装置及从该特征开始转过上述角度，使上述预定的角度位置相对于上述特征重新定位的转位装置。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，上述第一工位装置还包括储存上述角度的储存装置，并且上述第二工位装置还包括取出上述角度的取出装置。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，上述第二工位装置还包括在上述工件上做标记的打标记装置。
全文摘要
本发明涉及一种为便于圆形工件在后续工序中的定位而在当前工序中确定该工件上的角度位置的方法和装置。在第一工位上检测出上述工件上一个角度位置的识别特征，并确定工件上预定的角度位置相对于该识别特征之间的夹角。在第二工位上检测出上述特征，并使工件从上述特征开始转过上述角度，并在工件的上述重新定位的预定需要的角度位置上做标记。本发明的装置具有第一工位装置和第二工位装置。
文档编号G01M1/30GK1097367SQ94104979
公开日1995年1月18日 申请日期1994年4月22日 优先权日1993年4月23日
发明者詹姆斯·C·毕比 申请人:伊利诺斯工具制造公司