CN104889447B - 一种轮毂气门芯孔的自动加工设备及加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轮毂气门芯孔的自动加工设备及加工方法,包括:机械手单元、伺服旋转装置、传输带单元、视觉单元、钻孔装置和控制柜。所述伺服旋转装置设置为用于夹紧、旋转轮毂的装置;所述视觉单元包括设置在所述伺服旋转装置上方的相机、用于固定所述相机的支架、设置在所述支架上的光源、与所述相机连接的计算机,所述视觉单元用于判断轮毂气门芯凸台的位置及输出所述气门芯凸台位置的相对应坐标;所述钻孔装置设置为用于在轮毂上加工气门芯孔的装置;所述控制柜通过线路与所述机械手单元、所述传输带单元、所述伺服旋转装置、所述视觉单元、所述钻孔装置相连。本发明提高了轮毂的生产效率和加工精度,降低了劳动成本。

Description

一种轮毂气门芯孔的自动加工设备及加工方法
技术领域
:
[0001] 本发明涉及自动化生产技术领域,更具体的说是涉及一种气门芯孔的自动加工设备及加工方法。背景技术:
[0002] 轮毂上的气门芯孔是在轮毂制造完成后在轮辋上钻取形成的,现有技术中的气门芯孔加工设备一般都是半自动化,需要耗费较多的人力,生产效率和加工精度较低。发明内容:
[0003] 本发明的目的就是针对现有技术之不足,而提供一种轮毂气门芯孔的自动加工设备及加工方法,其有效提高了轮毂生产的自动化程度,提高了生产效率和加工精度,降低了劳动成本。
[0004] 本发明的技术解决措施如下:
[0005] —种轮毂气门芯孔的自动加工设备,包括:机械手单元,其包括底座以及旋转设置在所述底座上方的机械手;伺服旋转装置,其设置在所述机械手单元的一侧,所述伺服旋转装置设置为用于夹紧、旋转轮毂的装置;传输带单元,其设置在所述机械手单元和所述伺服旋转装置的两侧;视觉单元,其设置在所述伺服旋转装置的一侧,所述视觉单元包括设置在所述伺服旋转装置上方的相机、用于固定所述相机的支架、设置在所述支架上的光源、与所述相机连接的计算机;钻孔装置,其设置在所述伺服旋转装置和所述视觉单元的一侧,所述钻孔装置设置为用于在轮毂上加工气门芯孔的装置;控制柜,其设置在所述传输带单元的一侧,所述控制柜通过线路与所述机械手单元、所述传输带单元、所述伺服旋转装置、所述视觉单元、所述钻孔装置相连。
[0006] 作为上述技术方案的优选,所述钻孔装置包括立柱、滑动设置在所述立柱上的第一活动板、固定设置在所述第一活动板顶端面上的支撑块、滑动设置在所述支撑块上的第二活动板、固定设置在所述第二活动板上的钻孔单元,其中,所述立柱和所述支撑块上分别设置有驱动所述第一活动板和所述第二活动板直线往复运动的驱动机构,所述钻孔单元包括第一钻头以及驱动所述第一钻头转动的第一电机。
[0007] 作为上述技术方案的优选,所述第二活动板上还固定设置有去毛刺单元,所述去毛刺单元包括第二钻头以及驱动所述第二钻头转动的第二电机,所述去毛刺单元与所述钻孔单元并排设置。
[0008] 作为上述技术方案的优选,所述机械手上设置有三个气爪,所述气爪之间相隔 120°分布。
[0009] 作为上述技术方案的优选,所述机械手单元和所述传输带单元位于同一直线的延长线上。
[0010] 作为上述技术方案的优选,所述控制柜上设置有触摸显示屏。
[0011] —种轮毂气门芯孔的加工方法,包括如下步骤:
[0012] a)所述机械手将轮毂从所述传输带单元搬运至所述伺服旋转装置中;
[0013] b)所述伺服旋转装置先将轮毂夹紧,然后进行水平旋转操作;
[0014] c)所述视觉单元通过所述相机拍摄的图片来实时判断当前一定区域内是否包含轮毂的气门芯凸台;当轮毂的气门芯凸台进入所述相机的采样视野时,则轮毂停止旋转,所述视觉单元将所述气门芯凸台位置的坐标输出至所述控制柜的PLC控制系统中;
[0015] d)所述PLC控制系统根据所述气门芯凸台位置的坐标将所述气门芯凸台旋转至所述第一钻头正前方;
[0016] e)所述视觉单元二次确认所述气门芯凸台的位置,所述PLC控制系统根据所述二次确认的气门芯凸台的位置对轮毂进行微调,确保所述气门芯凸台的位置正对所述第一钻头;
[0017] f)待轮毂静止后,对所述气门芯凸台进行钻孔;
[0018] g)钻孔结束后,所述机械手将轮毂搬运至另一传输带单元上;
[0019] 作为上述技术方案的优选,所述步骤c)中的视觉单元判定气门芯凸台的过程如下:[〇〇2〇] I)在轮毂的旋转过程中,所述相机接收所述控制柜发出的触发信号,每隔40°拍摄一张图片;[〇〇21] n)所述视觉单元中的计算机计算图片中水平方向的灰度值变化强度,如变化不均勾则判断为凸台疑似区域;
[0022] m)在疑似区域中,由图像凹点向外查找连通区域,如该区域为圆形则判断为凸台,并输出中心坐标;如不是圆形则继续判断下一张图片。
[0023] 作为上述技术方案的优选,执行完所述步骤f)后再通过所述第二钻头去除气门芯孔上的毛刺。[〇〇24] 本发明的有益效果在于:所述机械手单元、所述伺服旋转装置、所述传输带单元、所述视觉单元、所述钻孔装置和所述控制柜共同完成轮毂气门芯孔的加工,有效提高了轮毂生产的自动化程度,提高了生产效率和加工精度,降低了劳动成本。附图说明:
[0025] 以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释,并不限定本发明的范围。其中:
[0026] 图1为本发明的立体结构示意图;
[0027] 图2为本发明的机械手单元的结构示意图;
[0028] 图3为本发明的伺服旋转装置、视觉单元和钻孔装置之间的位置关系示意图;
[0029] 图4为本发明的钻孔单元和去毛刺单元的结构示意图。
[0030] 图中,10、机械手单元;11、底座;12、机械手;20、传输带单元;30、伺服旋转装置; 40、视觉单元;41、相机;42、支架;50、钻孔装置;51、立柱;52、第一活动板;53、支撑块;54、第二活动板;55、钻孔单元;551、第一钻头;552、第一电机;56、去毛刺单元;561、第二钻头; 562、第二电机;60、底板;70、控制柜。具体实施方式:[〇〇31]实施例:以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效,本实施例中提到的“上方”、 “下方”、“顶部”、“底端”等描述是按照通常的意义而定义的,比如,参考重力的方向定义,重力的方向是下方,相反的方向是上方,类似地在上方的是顶部或者顶端,在下方的是底部或底端,也仅为便于叙述明了,而非用以限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,也当视为本发明可实施的范畴。
[0032]见图1所示,一种轮毂气门芯孔的自动加工设备,包括机械手单元10、传输带单元 20、伺服旋转装置30、视觉单元40、钻孔装置50和控制柜70。见图3所示,所述伺服旋转装置 30、所述视觉单元40和所述钻孔装置50可安装在同一底板60上,这样能够保证各装置之间的相对位置关系,方便移动和搬运。见图1和图2所示,所述机械手单元10包括底座11以及旋转设置在所述底座11上方的机械手12,所述机械手12上设置有三个气爪,所述气爪之间相隔120°分布,所述气爪选用SMC气爪,所述气爪之间相隔120°的设置是为了方便气爪抓取轮毂。见图1和图3所示,所述伺服旋转装置30设置在所述机械手单元10的一侧,所述伺服旋转装置30设置为用于夹紧、旋转轮毂的装置,所述伺服旋转装置30的夹紧动作是通过其内部的液压旋转摆缸(图未示)来实现的。见图1所示,所述传输带单元20设置在所述机械手单元 10和所述伺服旋转装置30的两侧,其中,所述机械手单元10和所述传输带单元20位于同一直线的延长线上。[〇〇33] 见图3所示,所述视觉单元40设置在所述伺服旋转装置30的一侧,所述视觉单元用于判断轮毂气门芯凸台的位置及输出所述气门芯凸台位置的相对应坐标。所述视觉单元40 包括设置在所述伺服旋转装置30上方的相机41、用于固定所述相机41的支架42、设置在所述支架42上的光源(图未示)、与所述相机41连接的计算机(图未示),所述计算机内安装有视觉软件,所述相机41选用200万黑白相机。[〇〇34] 见图3所示,所述钻孔装置50设置在所述伺服旋转装置30和所述视觉单元40的一侧,所述钻孔装置50设置为用于在轮毂上加工气门芯孔的装置。所述钻孔装置50包括立柱 51、滑动设置在所述立柱51上的第一活动板52、固定设置在所述第一活动板52顶端面上的支撑块53、滑动设置在所述支撑块53上的第二活动板54、固定设置在所述第二活动板54上的钻孔单元55,其中,所述立柱51和所述支撑块53上分别设置有驱动所述第一活动板52和所述第二活动板54直线往复运动的驱动机构,所述驱动机构选用伺服驱动机构,所述钻孔单元55包括第一钻头551以及驱动所述第一钻头551转动的第一电机552。本实施例中,所述第二活动板54上还固定设置有去毛刺单元56,所述去毛刺单元56包括第二钻头561以及驱动所述第二钻头561转动的第二电机562,所述去毛刺单元56与所述钻孔单元55并排设置。 这里所述第一钻头551用于钻气门芯孔,所述第二钻头561用于去除气门芯孔上的毛刺。所述第一电机552可通过皮带或齿轮单元与所述第一钻头551相连,同理,所述第二电机562可通过皮带或齿轮单元与所述第二钻头561相连。[〇〇35] 见图1所示,所述控制柜70设置在所述传输带单元20的一侧,所述控制柜70通过线路与所述机械手单元10、所述传输带单元20、所述伺服旋转装置30、所述视觉单元40、所述钻孔装置50相连。所述控制柜70上设置有触摸显示屏,操作方便。
[0036] 为了进一步说明本发明,以下结合本发明的工作过程进行说明,包括如下步骤: [〇〇37] a)所述机械手12将轮毂从所述传输带单元20搬运至所述伺服旋转装置30中;b)所述伺服旋转装置30先将轮毂夹紧,然后进行水平旋转操作;c)所述视觉单元40中的视觉软件通过所述相机41拍摄的图片来实时判断当前一定区域内是否包含轮毂的气门芯凸台;当轮毂的气门芯凸台进入所述相机41的采样视野时,则轮毂停止旋转,所述视觉单元40将所述气门芯凸台位置的坐标输出至所述控制柜70的PLC控制系统中;d)所述PLC控制系统根据所述气门芯凸台位置的坐标将所述气门芯凸台旋转至所述第一钻头551正前方;e)所述视觉单元40中的视觉软件二次确认所述气门芯凸台的位置,所述PLC控制系统根据所述二次确认的气门芯凸台的位置对轮毂进行微调,确保所述气门芯凸台的位置正对所述第一钻头 551 ;f)待轮毂静止后,对所述气门芯凸台进行钻孔;执行完所述步骤f)后再通过所述第二钻头561去除气门芯孔上的毛刺;g)整个钻孔过程结束后,所述机械手12将轮毂搬运至另一传输带单元20上。
[0038] 其中,所述步骤c)中的视觉软件判定气门芯凸台的过程如下:[〇〇39] I)在轮毂的旋转过程中,所述相机41接收所述控制柜70发出的触发信号,每隔40° 拍摄一张图片;n)所述视觉单元4〇中的计算机计算图片中水平方向的灰度值变化强度,如变化不均匀则判断为凸台疑似区域;m)在疑似区域中,由图像凹点向外查找连通区域,如该区域为圆形则判断为凸台,并输出中心坐标;如不是圆形则继续判断下一张图片。
[0040] 所述实施例用以例示性说明本发明,而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下,对所述实施例进行修改,因此本发明的权利保护范围,应如本发明的权利要求所列。

Claims (7)

1.一种轮毂气门芯孔的自动加工设备,其特征在于,包括:机械手单元(10),其包括底座(11)以及旋转设置在所述底座(11)上方的机械手(12);伺服旋转装置(30),其设置在所述机械手单元(10)的一侧,所述伺服旋转装置(30)设 置为用于夹紧、旋转轮毂的装置;传输带单元(20),其设置在所述机械手单元(10)和所述伺服旋转装置(30)的两侧;视觉单元(40),其设置在所述伺服旋转装置(30)的一侧,所述视觉单元(40)包括设置 在所述伺服旋转装置(30)上方的相机(41)、用于固定所述相机(41)的支架(42)、设置在所 述支架(42)上的光源、与所述相机(41)连接的计算机;钻孔装置(50),其设置在所述伺服旋转装置(30)和所述视觉单元(40)的一侧,所述钻 孔装置(50)设置为用于在轮毂上加工气门芯孔的装置;控制柜(70),其设置在所述传输带单元(20)的一侧,所述控制柜(70)通过线路与所述 机械手单元(10)、所述传输带单元(20)、所述伺服旋转装置(30)、所述视觉单元(40)、所述 钻孔装置(50)相连;所述钻孔装置(50)包括立柱(51)、滑动设置在所述立柱(51)上的第一活动板(52)、固 定设置在所述第一活动板(52)顶端面上的支撑块(53)、滑动设置在所述支撑块(53)上的第 二活动板(54)、固定设置在所述第二活动板(54)上的钻孔单元(55),其中,所述立柱(51)和 所述支撑块(53)上分别设置有驱动所述第一活动板(52)和所述第二活动板(54)直线往复 运动的驱动机构,所述钻孔单元(55)包括第一钻头(551)以及驱动所述第一钻头(551)转 动的第一电机(552);所述第二活动板(54)上还固定设置有去毛刺单元(56),所述去毛刺单元(56)包括第二 钻头(561)以及驱动所述第二钻头(561)转动的第二电机(562),所述去毛刺单元(56)与所 述钻孔单元(55)并排设置。
2.根据权利要求1所述的轮毂气门芯孔的自动加工设备,其特征在于:所述机械手(12) 上设置有三个气爪,所述气爪之间相隔120〇分布。
3.根据权利要求1所述的轮毂气门芯孔的自动加工设备,其特征在于:所述机械手单元 (10)和所述传输带单元(20)位于同一直线的延长线上。
4.根据权利要求1所述的轮毂气门芯孔的自动加工设备,其特征在于:所述控制柜(70) 上设置有触摸显示屏。
5.—种采用权利要求1中所述的自动加工设备的轮毂气门芯孔的加工方法,其特征在 于,包括如下步骤:a) 所述机械手(12)将轮毂从所述传输带单元(20)搬运至所述伺服旋转装置(30)中;b) 所述伺服旋转装置(30)先将轮毂夹紧,然后进行水平旋转操作;c) 所述视觉单元(40)通过所述相机(41)拍摄的图片来实时判断当前一定区域内是否 包含轮毂的气门芯凸台;当轮毂的气门芯凸台进入所述相机(41)的采样视野时,则轮毂停 止旋转,所述视觉单元(40)将所述气门芯凸台位置的坐标输出至所述控制柜(70)的PLC控 制系统中;d) 所述PLC控制系统根据所述气门芯凸台位置的坐标将所述气门芯凸台旋转至所述第 一钻头(551)正前方;e) 所述视觉单元(40)二次确认所述气门芯凸台的位置,所述PLC控制系统根据所述二次确认的气门芯凸台的位置对轮毂进行微调,确保所述气门芯凸台的位置正对所述第一 钻头(551);f) 待轮毂静止后,对所述气门芯凸台进行钻孔;g) 钻孔结束后,所述机械手(12)将轮毂搬运至另一侧传输带单元(20)上。
6.根据权利要求5所述的轮毂气门芯孔的加工方法,其特征在于:所述步骤c)中的视觉 单元(40)判定气门芯凸台的过程如下:l) 在轮毂的旋转过程中,所述相机(41)接收所述控制柜(70)发出的触发信号,每隔40° 拍摄一张图片;n)所述视觉单元(4〇)中的计算机计算图片中水平方向的灰度值变化强度,如变化不 均勾则判断为凸台疑似区域;m) 在疑似区域中,由图像凹点向外查找连通区域,如该区域为圆形则判断为凸台,并 输出中心坐标;如不是圆形则继续判断下一张图片。
7.根据权利要求5所述的轮毂气门芯孔的加工方法,其特征在于:执行完所述步骤f)后 再通过所述第二钻头(561)去除气门芯孔上的毛刺。
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