CN106249695B - 基于机器视觉的轮毂cnc柔性加工系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于机器视觉的轮毂CNC柔性加工系统，包括支撑框架及两台CNC数控机床和轮毂传输系统，所述支撑框架上设有三自由度机械传动机构，所述三自由度机械传动机构连接机械手；所述轮毂传输系统包括出料输送设备、入料输送设备和不合格产品输出设备；两台所述CNC数控机床之间设有翻转台和测量台；所述入料输送设备上还设有型号识别系统。本发明将CNC数控机床、轮毂传输系统、三自由度机械传动机构、机械手、翻转台和测量台设置在一起，将轮毂的中心孔的生产与检测过程全自动化，使得轮毂加工的每个工序串联起来，工序传输之间无延迟，提高了轮毂整线加工的效率，同时将工人从繁杂的重复性劳动中解放出来，降低了人力成本。

Description

基于机器视觉的轮毂CNC柔性加工系统

技术领域

本发明属于轮毂加工技术领域，特别涉及一种基于机器视觉的轮毂CNC柔性加工系统。

背景技术

轮毂是轮胎的骨架，在车辆的动力传递中起着非常重要的作用，目前轮毂加工企业中，轮毂CNC数控机床加工主要由人工上下料，其流程为：加工前准备：首先根据相应轮毂型号，由人工编好加工程序，操作工人根据要加工轮毂的型号调用相应的程序，调整好CNC数控机床，然后准备加工；用加工前产品手推车从上一工序处运来一车轮毂待加工。加工开始：将轮毂先放入一台CNC数控机床中，先加工一面，待加工完成后，从CNC数控机床中取出，测量加工尺寸是否合格，如果合格，则放入另一台CNC数控机床中加工另一面，如果不合格，则按照测量结果在CNC数控机床中调出补刀程序，进行补刀加工，如果补刀后仍然不合格，则放入到不良品手推车中。该轮毂加工流程比较复杂，随着产能的扩大，轮毂加工需要对应的操作工人也要增加，采用上述传统的CNC数控机床上下料方式需要增加相应的操作工人，此外，轮毂加工质量受操作工人主观及客观方面的影响，无法实现稳定的生产量及加工质量；而且人工操作无法实现加工工序统一传输线的安排，只能采用传统的手推车方式，将轮毂送入到下一工序中，从而降低了整线加工效率。现有专利公开号为CN104015060A公开了摩托车铝合金轮毂自动化机加工上下件方法及生产线，该技术实现了轮毂的自动化加工，但是该技术设备繁琐，操作过程中仍然需要借助人工判断轮毂尺寸和型号，此外，轮毂加工过程中实现传动和移动均没有相应的设备，配合使用的设备占用空间较大，为此急需开发一种设备简单、占地较小，运输、传动均比较方便，能够有效的将工人从繁杂的重复性劳动中解放出来，且能够有效提高轮毂加工效率的基于机器视觉的轮毂CNC柔性加工系统。

发明内容

为了解决现有技术中的轮毂加工系统均需要人工操作，无法避免轮毂加工质量受操作工人主观及客观方面的影响，且设备复杂，占地较大，加工效率低等问题，本发明提供了一种基于机器视觉的轮毂CNC柔性加工系统。

本发明具体技术方案如下：

本发明提供了一种基于机器视觉的轮毂CNC柔性加工系统，包括支撑框架及设置在所述支撑框架内的两台CNC数控机床和轮毂传输系统，所述支撑框架上设有三自由度机械传动机构，所述三自由度机械传动机构连接用于夹持轮毂的机械手，所述三自由度机械传动机构用于带动所述机械手沿三个移动自由度运动；所述轮毂传输系统包括出料输送设备、入料输送设备和不合格产品输出设备；所述入料输送设备用于输送待加工的轮毂，所述出料输送设备用于输送加工合格的轮毂，所述不合格产品输出设备用于输送加工不合格的轮毂；

两台所述CNC数控机床分别用于对轮毂两面的中心孔进行加工，两台所述CNC数控机床之间设有翻转台和测量台，所述翻转台用于将轮毂进行翻转；所述测量台用于测量轮毂中心孔的尺寸是否合格，所述三自由度机械传动机构带动所述机械手将合格轮毂和不合格轮毂分别放置在所述出料输送设备和所述不合格产品输出设备上；

所述入料输送设备上还设有用于识别轮毂型号的型号识别系统。

进一步的，所述出料输送设备和所述入料输送设备设置在其中一台所述CNC数控机床远离所述翻转台的一侧，所述不合格产品输出设备设置在所述测量台远离所述翻转台的一侧；

所述出料输送设备、所述入料输送设备和所述不合格产品输出设备均包括机架，所述机架上顶部两侧对称设有送料组件，所述送料组件由若干链轮滚筒通过链条传动连接组成，所述机架上位于所述送料组件底部设有与所述链轮滚筒端部传动连接的第一驱动电机。

进一步的，所述型号识别系统包括设置在所述机架上的支架及至少一个设置在所述支架顶部并位于所述送料组件上方的拍摄设备，所述拍摄设备用于实时拍摄所述送料组件上的轮毂，所述拍摄设备为工业摄像机。

进一步的，所述三自由度机械传动机构包括Z轴导轨、Y轴导轨及两个对称设置在所述支撑框架顶部的X轴导轨，所述Z轴导轨两端均设有与所述X轴导轨配合使用的第一滑块，所述Z轴导轨通过两端的所述第一滑块沿所述X轴导轨左右移动，所述Y轴导轨通过滑动组件沿所述Z轴导轨前后移动，所述Y轴导轨沿所述滑动组件实现上下移动，所述Y轴导轨底部与所述机械手连接；

所述滑动组件包括设置在所述Z轴导轨上并与所述Z轴导轨滑动连接的滑板，所述滑板中部开有用于穿接所述Y轴导轨的安装孔，所述滑板上位于所述Y轴导轨两侧对称设有第一定位板，所述第一定位板与所述Y轴导轨滑动连接。

进一步的，所述翻转台包括箱体、对称设置在所述箱体内的支撑板、对称设置在两个所述支撑板顶部的翻转机构，两个所述支撑板底部之间设有双轴复动气缸，所述双轴复动气缸两端分别通过两根活塞杆与两个所述支撑板连接，所述翻转机构包括分别安装在所述支撑板两侧的摆动气缸和夹紧件，所述摆动气缸的输出轴穿过所述支撑板与所述夹紧件枢转连接，对称设置在两个所述支撑板顶部的所述夹紧件用于水平夹紧轮毂。

进一步的，所述夹紧件包括第一连接板，所述第一连接板远离所述支撑板的一侧两端分别对称设置两根向外延伸的夹板，两根所述夹板端部之间连接第一V型轮；

所述摆动气缸与所述支撑板之间设有电机固定板，所述摆动气缸的输出轴依次穿过所述电机固定板、所述支撑板与所述第一连接板枢转连接。

进一步的，所述测量台包括机箱、及设置在所述机箱内的定心机构和气动量仪，所述定心机构用于对轮毂进行初步定心，所述气动量仪用于测量用于测量轮毂中心孔的尺寸是否合格。

进一步的，所述定心机构包括底板、两根光轴、对称设置在所述光轴上的定心组件及传动组件，所述光轴两端固定在所述机箱的侧壁上，所述传动组件用于带动所述定心组件沿所述光轴滑动，其中，

所述定心组件包括定心座、第二定位板及两根转芯轴，所述定心座穿过两根所述光轴，并可沿光轴滑动，所述第二定位板一端固定在所述定心座顶部，其另一端向外延伸，两根所述转芯轴固定在所述第二定位板上远离所述定心座的一端，两根所述转芯轴顶部均连接夹紧滚轮；

所述传动组件包括往复气缸、两个呈中心对称的齿条板及位于两个所述齿条板之间并分别与两个所述齿条板啮合的齿轮，所述往复气缸固定在其中一个所述齿条板上，所述往复气缸通过气缸安装板固定在所述光轴上，所述往复气缸的活塞杆端部与其中一个所述定心座连接，两个所述齿条板分别位于所述底板两侧，所述底板上位于所述齿条板下方设有滑轨，所述齿条板一端与所述定心座底部连接，其另一端底部连接与所述滑轨配合的第二滑块；

所述气动量仪位于两根所述定心组的两个第二定位板之间；

优选的，所述机箱的侧壁与所述底板连接处设置有加强筋板。

进一步的，所述机械手包括第二驱动电机、轴承座和夹手安装板，所述第二驱动电机的输出轴通过所述轴承座与所述夹手安装板枢转连接，所述夹手安装板远离所述轴承座的一端上下两侧对称安装用于夹紧轮毂的夹持组件；所述轴承座顶部设有用于连接所述Y轴导轨底部的第二连接板。

进一步的，所述夹持组件包括固定在所述夹手安装板端部的组件安装板，所述组件安装板远离所述夹手安装板的一侧安装至少三个内撑件，所述内撑件包括固定在所述组件安装板上的带导杆气缸、与所述带导杆气缸的活塞杆端部连接的滑动板及固定在所述滑动板上的内撑板，所述内撑板端部通过连接轴连接第二V型轮；

所述滑动板底部开有凹槽，所述带导杆气缸顶部设有凸轨，所述凹槽扣接在所述凸轨上，所述滑动板远离所述带导杆气缸的一端在所述带导杆气缸的活塞杆的带动下沿所述凸轨滑动。

本发明的有益效果如下：本发明提供的轮毂CNC柔性加工系统通过CNC数控机床、轮毂传输系统、三自由度机械传动机构、机械手、翻转台和测量台设置在一起，将轮毂的中心孔的生产与检测过程全自动化，采用自动化传输线代替传统的产品手推车运输，极大的提高了轮毂整线加工的效率，使得轮毂加工的每个工序串联起来，工序传输之间无延迟，提高产品的稳定性，同时将工人从繁杂的重复性劳动中解放出来，降低了人力成本，提高轮毂的生产效率和产品质量。

附图说明

图1为实施例1所述的一种基于机器视觉的轮毂CNC柔性加工系统的立体结构示意图；

图2为实施例2所述的一种基于机器视觉的轮毂CNC柔性加工系统中入料输送设备的立体结构示意图；

图3为实施例2所述的一种基于机器视觉的轮毂CNC柔性加工系统中型号识别系统的立体结构示意图；

图4为实施例3所述的一种基于机器视觉的轮毂CNC柔性加工系统中三自由度机械传动机构的立体结构示意图；

图5为实施例4所述的一种基于机器视觉的轮毂CNC柔性加工系统中翻转台的立体结构示意图；

图6为实施例4所述的一种基于机器视觉的轮毂CNC柔性加工系统中翻转台的内部结构示意图；

图7为实施例5所述的一种基于机器视觉的轮毂CNC柔性加工系统中测量台的结构示意图一；

图8为实施例5所述的一种基于机器视觉的轮毂CNC柔性加工系统中测量台的结构示意图二；

图9为实施例5所述的一种基于机器视觉的轮毂CNC柔性加工系统中测量台的定心组件的结构示意图；

图10为实施例6所述的一种基于机器视觉的轮毂CNC柔性加工系统中机械手的结构示意图。

其中：1、支撑框架；2、CNC数控机床；3、三自由度机械传动机构；301、Z轴导轨；302、Y轴导轨；303、X轴导轨；304、第一滑块；305、滑板；306、第一定位板；4、机械手；401、第二驱动电机；402、轴承座；403、夹手安装板；404、第二连接板；405、组件安装板；406、带导杆气缸；407、滑动板；408、内撑板；409、第二V型轮；5、出料输送设备；6、入料输送设备；7、不合格产品输出设备；8、翻转台；801、箱体；802、支撑板；803、双轴复动气缸；804、摆动气缸；805、第一连接板；806、夹板；807、第一V型轮；808、电机固定板；9、测量台；901、机箱；902、气动量仪；903、底板；904、加强筋板；905、光轴；906、定心座；907、第二定位板；908、转芯轴；909、夹紧滚轮；910、往复气缸；911、齿条板；912、齿轮；913、气缸安装板；914、滑轨；915、第二滑块；10、机架；11、链轮滚筒；12、第一驱动电机；13、支架；14、拍摄设备。

具体实施方式

下面结合附图和以下实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

如图1所示，本发明实施例1提供了一种基于机器视觉的轮毂CNC柔性加工系统，包括支撑框架1及设置在所述支撑框架1内的两台CNC数控机床2和轮毂传输系统，所述支撑框架1上设有三自由度机械传动机构3，所述三自由度机械传动机构3连接用于夹持轮毂的机械手4，所述三自由度机械传动机构3用于带动所述机械手4沿三个移动自由度运动，三个移动自由度分别为左右移动、前后移动和上下移动；支撑框架1用于定位三自由度机械传动机构3的移动面积，CNC数控机床2和轮毂传输系统均位于支撑框架1内，节省了占地面积，通过三自由度机械传动机构3带动机械手4移动来转移轮毂，有效提高了轮毂的加工效率。

选择CNC数控机床2时，选择由顶部开门实现上下料的CNC数控机床2，主要有如下好处：(1)侧面开门上下料进入CNC数控机床2的行程较长，耗费的时间也较长，从顶部开门进入CNC数控机床2，可以节省门开闭的时间，提高效率；(2)顶部开门上下料进入CNC数控机床2可以防止加工轮毂中心孔所需的皂化液飞溅出来，而侧面开门则无法避免皂化液飞溅出来。

所述轮毂传输系统包括出料输送设备5、入料输送设备6和不合格产品输出设备7；所述入料输送设备6用于输送待加工的轮毂，所述出料输送设备5用于输送加工合格的轮毂，所述不合格产品输出设备7用于输送加工不合格的轮毂，通过出料输送设备5、入料输送设备6和不合格产品输出设备7实现了自动化的上下料，无需人工操作，节省了人力，提高了轮毂上下料效率，有效提高轮毂加工效率。

两台所述CNC数控机床2分别用于对轮毂两面的中心孔进行加工，两台所述CNC数控机床2之间设有翻转台8和测量台9，所述翻转台8用于将轮毂进行翻转；所述测量台9用于测量轮毂中心孔的尺寸是否合格，所述三自由度机械传动机构3带动所述机械手4将合格轮毂和不合格轮毂分别放置在所述出料输送设备5和所述不合格产品输出设备7上。翻转台8实现了轮毂正反两面的翻转，同时在翻转过程中实现了切屑吹扫，因此翻转台8在设计时，可以在翻转台8上添加吹起机构，提高吹扫效率；测量台9用于测量加工后的轮毂中心孔是否合格，测量精度较高，能够保证加工后的轮毂能够满足需求。

所述入料输送设备6上还设有用于识别轮毂型号的型号识别系统。

为了能够实现系统自动化加工轮毂中心孔，本技术方案提供的所述系统还包括用于实现所述系统自动化运行的控制器，所述CNC数控机床2、所述轮毂传输系统、所述三自由度机械传动机构3、所述机械手4、所述翻转台8和所述测量台9均与所述控制器连接。首先，控制器控制入料输送设备6运行带动待加工轮毂入料，此外，控制器控制机械手4夹持轮毂，同时控制器控制机械手4翻转实现了轮毂水平状态和垂直状态的调节，控制器用于控制CNC数控机床2加工和停止，控制器用于控制翻转台8的翻转角度，测量台9用于控制测量台9测量轮毂，并将测量结构发送至控制器，控制器对轮毂中心孔进行判断若合格，则控制器控制三自由度机械传动机构3带动机械手4将合格产品放置在出料输送设备5上，不合格产品放置在不合格产品输出设备7上。

若定义轮毂的两面为A面和B面，则该系统在轮毂中心孔加工时包括以下步骤：

(1)、将待加工的轮毂放置在入料输送设备6上进行输送，此时轮毂处于水平位置；(2)到达机械手4夹持区域范围后，机械手4通过内撑方式夹持轮毂的A面，然后机械手4翻转90°，此时轮毂处于垂直状态，机械手4将处于垂直状态的轮毂放入其中一台CNC数控机床2内，加工轮毂A面的外圆与内孔中心孔；(3)机械手4夹持A面加工完成的轮毂，此时轮毂依然处于垂直状态，机械手4翻转90°，并将翻转后的轮毂放入至翻转台8上；(4)翻转台8实现了轮毂的180°旋转，此时轮毂B面朝上，轮毂在翻转过程完成吹扫屑料动作；(5)机械手4通过内撑方式夹持轮毂的B面，将轮毂放置在测量台9上检测轮毂A面中心孔是否合格，不合格则将轮毂放置在不合格产品输出设备7上，轮毂合格后机械手4通过内撑方式夹持轮毂B面，机械手4翻转90°，此时轮毂处于垂直状态，进入第二台CNC数控机床2内；(6)第二台CNC数控机床2完成对轮毂B面的外圆与内孔中心孔的加工，之后重复步骤3-4；(7)加工后的轮毂B面经测量台9测量合格后，机械手4将加工合格的轮毂放入出料输送设备5上即完成轮毂加工，将不合格的轮毂放入不合格产品输出设备7上。

实施例2

本发明实施例2在实施例1的基础上进一步限定了轮毂传输系统。

如图2所示，所述出料输送设备5和所述入料输送设备6并排设置在其中一台所述CNC数控机床2远离所述翻转台8的一侧，所述不合格产品输出设备7设置在所述测量台9远离所述翻转台8的一侧；所述出料输送设备5、所述入料输送设备6和所述不合格产品输出设备7均包括机架10，所述机架10上顶部两侧对称设有送料组件，所述送料组件由若干链轮滚筒11通过链条传动连接组成，所述机架10上位于所述送料组件底部设有与所述链轮滚筒11端部传动连接的第一驱动电机12。

第一驱动电机12与控制器连接，控制器控制第一驱动电机12的启动，从而实现了所述出料输送设备5、所述入料输送设备6和所述不合格产品输出设备7的运行，进而实现了轮毂上下料。

如图3所示，为了能够适应不同型号的轮毂的中心孔的加工，本技术方案中限定了所述型号识别系统包括设置在所述机架10上的支架13及至少一个设置在所述支架13顶部并位于所述送料组件上方的拍摄设备14，所述拍摄设备14用于实时拍摄所述送料组件上的轮毂，所述拍摄设备14为工业摄像机。

在传输线上采用拍摄设备14进行轮毂型号识别，从而能够将轮毂准确地送入到相对应的加工支路输送线上，通过型号识别系统可以实现不同型号轮毂的同时加工，在CNC数控机床2采用自动化机构代替人工上下料及测量轮毂型号，一方面规避了操作工人的主观和客观因素，提高了加工和测量的稳定性和效率，另一方面将工人从繁杂的重复性劳动中解放出来，降低了人力成本，提高轮毂的生产效率和产品质量。

在使用时，拍摄设备14与控制器通讯连接，控制器包括存储模块、图像处理模块、识别模块，存储模块内存储有各种型号的轮毂参数，包括轮毂的外尺寸、轮辐宽度占空比、条辐数、轮毂的灰度图像匹配参数、轮毂的二值化图像匹配参数；

型号识别包括以下方法：

(1)所述拍摄设备14用于实时拍摄入料输送设备6上待加工轮毂的俯视图像，并将拍摄的图像发送至控制器；

(2)控制器内的图像处理模块将俯视图像分离出轮毂的二值化图像；

(3)从轮毂俯视图像中提取轮毂的外尺寸、轮辐宽度占空比、条辐数，并通过灰度模块匹配算法和二值化模板匹配算法分别计算出轮毂的灰度图像匹配参数和轮毂的二值化图像匹配参数；

(4)根据以上测量的参数与存储模块内的数据进行对比识别轮毂型号。

实施例3

如图4所示，本发明实施例3在实施例1的基础上进一步限定了所述三自由度机械传动机构3包括Z轴导轨301、Y轴导轨302及两个对称设置在所述支撑框架1顶部的X轴导轨303，所述Z轴导轨301两端均设有与所述X轴导轨303配合使用的第一滑块304，所述Z轴导轨301通过两端的所述第一滑块304沿所述X轴导轨303左右移动，所述Y轴导轨302通过滑动组件沿所述Z轴导轨301前后移动，所述Y轴导轨302沿所述滑动组件实现上下移动，所述Y轴导轨302底部与所述机械手4连接；

所述滑动组件包括设置在所述Z轴导轨301上并与所述Z轴导轨301滑动连接的滑板305，所述滑板305中部开有用于穿接所述Y轴导轨302的安装孔，所述滑板305上位于所述Y轴导轨302两侧对称设有第一定位板306，所述第一定位板306与所述Y轴导轨302滑动连接。

Z轴导轨301能够在X轴导轨303上滑动及Y轴导轨302能够沿Z轴导轨301滑动主要是通过第四驱动电机带动，第四驱动电机与控制器连接，控制器控制第四驱动电机的运行或停止运行。

通过三自由度机械传动机构3能够带动机械手4在框架的区域内实现左右、前后、上下移动，有效实现了自动化加工，节省了占地空间。

实施例4

如图5所示，本发明实施例4在实施例1的基础上进一步限定了所述翻转台8包括箱体801、对称设置在所述箱体801内的支撑板802、对称设置在两个所述支撑板802顶部的翻转机构，箱体801能够用来收集切屑。

如图6所示，两个所述支撑板802底部之间设有双轴复动气缸803，所述双轴复动气缸803两端分别通过两根活塞杆与两个所述支撑板802连接，所述翻转机构包括分别安装在所述支撑板802两侧的摆动气缸804和夹紧件，所述摆动气缸804的输出轴穿过所述支撑板802与所述夹紧件枢转连接，对称设置在两个所述支撑板802顶部的所述夹紧件用于水平夹紧轮毂。双轴复动气缸803的左右摆动能够实现调节两个支撑板802之间的间距，摆动气缸804能够驱动夹紧件转动，从而实现轮毂翻转。

需要说明的是，所述夹紧件包括第一连接板805，所述第一连接板805远离所述支撑板802的一侧两端分别对称设置两根向外延伸的夹板806，两根所述夹板806端部之间连接第一V型轮807；两个向外延伸的夹板806能够用来夹紧轮毂，第一V型轮807与轮毂内侧适配，第一V型轮807内撑夹紧轮毂时可以减小对轮毂的摩擦，防止轮毂在翻转过程中磨损。

为了提高摆动气缸804安装的稳定性，本技术方案中优选的限定了所述摆动气缸804与所述支撑板802之间设有电机固定板808，所述摆动气缸804的输出轴依次穿过所述电机固定板808、所述支撑板802与所述第一连接板805枢转连接。

实施例5

本发明实施例5在实施例1的基础上进一步限定了测量台9的结构。

如图7或8所示，需要说明的是，所述测量台9包括机箱901、及设置在所述机箱901内的定心机构和气动量仪902，所述定心机构用于对轮毂进行初步定心，所述气动量仪902用于测量用于测量轮毂中心孔的尺寸是否合格。定心机构实现了轮毂测量前的定位，能够提高测量的准确性，气动测量仪用于测量轮毂中心孔的尺寸，气动量仪902能够用于将测量的数据发送至控制器，控制器内存储有轮毂加工孔的标准尺寸，控制器用于对测量的数据与存储的标准尺寸进行对比是否合格。

如图9所示，为了能够实现初定心，本技术方案中限定了所述定心机构包括底板903、两根光轴905、对称设置在所述光轴905上的定心组件及传动组件，所述光轴905两端固定在所述机箱901的侧壁上，所述传动组件用于带动所述定心组件沿所述光轴905滑动，其中，传动组件能够带动两个定心组件沿光轴905移动，从而实现了调节两个定心组件之间的距离，进而适应不同型号的轮毂的定心。

需要说明的是，所述定心组件包括定心座906、第二定位板907及两根转芯轴908，所述定心座906穿过两根所述光轴905，并可沿光轴905滑动，所述第二定位板907一端固定在所述定心座906顶部，其另一端向外延伸，两根所述转芯轴908固定在所述第二定位板907上远离所述定心座906的一端，两根所述转芯轴908顶部均连接夹紧滚轮909；定心座906两侧套在光轴905上，在传动组件的带动下，定心座906可沿光轴905滑动，定心座906顶部的第二定位板907主要用来固定两根转芯轴908，四根转芯轴908实现了轮毂的定心，转芯轴908顶部的夹紧滚轮909与轮毂内侧适配，其主要减少摩擦，防止轮毂在定心过程中被磨损。

为了实现传动，本技术方案中限定了所述传动组件包括往复气缸910、两个呈中心对称的齿条板911及位于两个所述齿条板911之间并分别与两个所述齿条板911啮合的齿轮912，所述往复气缸910固定在其中一个所述齿条板911上，所述往复气缸910通过气缸安装板913固定在所述光轴905上，所述往复气缸910的活塞杆端部与其中一个所述定心座906连接，两个所述齿条板911分别位于所述底板903两侧，所述底板903上位于所述齿条板911下方设有滑轨914，所述齿条板911一端与所述定心座906底部连接，其另一端底部连接与所述滑轨914配合的第二滑块915。

使用时，往复气缸910推动定心座906，定心座906底部的齿条板911随定心座906运动，此时与该齿条板911啮合的齿轮912带动另一个齿条板911运动，从而使另外一个齿条板911带动另外一个定心座906运动，进而实现了两个定心组件之间的间距调节，从而实现了不同型号的轮毂的定心。齿条板911通过底部的滑块在底板903的滑轨914上滑动实现了移动，结构设计巧妙，实用性强。

所述气动量仪902位于两根所述定心组的两个第二定位板907之间，从而实现了定心完成后能够直接进行孔测量，定心机构有效实现了轮毂的定位。

优选的，所述机箱901的侧壁与所述底板903连接处设置有加强筋板904。加强筋板904的存在能够有效起到固定作用，能够实现轮毂支撑。

当轮毂两面的中心孔直径不一致是，可以考虑使用两个测量台9，针对不同直径的中心孔进行检测。

优选的，为了能够实现对轮毂的刹车鼓内径进行测量，本技术方案中可以增加使用一台测量设备，测量设备包括内置有气动量仪902的测量台9，测量台9的箱盖顶部设有用于固定轮毂的气动卡盘和位移传感器，通过位移传感器能够对轮毂进行精确定位，气动量仪902能够对轮毂的刹车鼓内径进行精确测量。

实施例6

本发明实施例6在实施例1的基础上限定了机械手4的结构，从而实现了机械手4的翻转和夹持。

如图10所示，需要说明的是，所述机械手4包括第二驱动电机401、轴承座402和夹手安装板403，所述第二驱动电机401的输出轴通过所述轴承座402与所述夹手安装板403枢转连接，所述夹手安装板403远离所述轴承座402的一端上下两侧对称安装用于夹紧轮毂的夹持组件；所述轴承座402顶部设有用于连接所述Y轴导轨302底部的第二连接板404。

第二驱动电机401能够带动夹手安装板403转动，从而带动夹持组件转动，实现了轮毂的翻转。

进一步的，所述夹持组件包括固定在所述夹手安装板403端部的组件安装板405，所述组件安装板405远离所述夹手安装板403的一侧安装至少三个内撑件，所述内撑件包括固定在所述组件安装板405上的带导杆气缸406、与所述带导杆气缸406的活塞杆端部连接的滑动板407及固定在所述滑动板407上的内撑板408，所述内撑板408端部通过连接轴连接第二V型轮409。

带导杆气缸406的能够带动滑动板407运动，从而实现了滑动板407顶部的内撑板408移动，进而实现了以内撑的方式使第二V型轮409夹持轮毂。

所述滑动板407底部开有凹槽，所述带导杆气缸406顶部设有凸轨，所述凹槽扣接在所述凸轨上，所述滑动板407远离所述带导杆气缸406的一端在所述带导杆气缸406的活塞杆的带动下沿所述凸轨滑动。

机械手4夹持准确度较高，能够满足上下料及加工过程中轮毂转移和运输的需求。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于机器视觉的轮毂CNC柔性加工系统，其特征在于，包括支撑框架(1)及设置在所述支撑框架(1)内的两台CNC数控机床(2)和轮毂传输系统，所述支撑框架(1)上设有三自由度机械传动机构(3)，所述三自由度机械传动机构(3)连接用于夹持轮毂的机械手(4)，所述三自由度机械传动机构(3)用于带动所述机械手(4)沿三个移动自由度运动；所述轮毂传输系统包括出料输送设备(5)、入料输送设备(6)和不合格产品输出设备(7)；所述入料输送设备(6)用于输送待加工的轮毂，所述出料输送设备(5)用于输送加工合格的轮毂，所述不合格产品输出设备(7)用于输送加工不合格的轮毂；

两台所述CNC数控机床(2)分别用于对轮毂两面的中心孔进行加工，两台所述CNC数控机床(2)之间设有翻转台(8)和测量台(9)，所述翻转台(8)用于将轮毂进行翻转；所述测量台(9)用于测量轮毂中心孔的尺寸是否合格，所述三自由度机械传动机构(3)带动所述机械手(4)将合格轮毂和不合格轮毂分别放置在所述出料输送设备(5)和所述不合格产品输出设备(7)上；

所述入料输送设备(6)上还设有用于识别轮毂型号的型号识别系统。

2.如权利要求1所述的基于机器视觉的轮毂CNC柔性加工系统，其特征在于，所述出料输送设备(5)和所述入料输送设备(6)设置在其中一台所述CNC数控机床(2)远离所述翻转台(8)的一侧，所述不合格产品输出设备(7)设置在所述测量台(9)远离所述翻转台(8)的一侧；

所述出料输送设备(5)、所述入料输送设备(6)和所述不合格产品输出设备(7)均包括机架(10)，所述机架(10)上顶部两侧对称设有送料组件，所述送料组件由若干链轮滚筒(11)通过链条传动连接组成，所述机架(10)上位于所述送料组件底部设有与所述链轮滚筒(11)端部传动连接的第一驱动电机(12)。

3.如权利要求2所述的基于机器视觉的轮毂CNC柔性加工系统，其特征在于，所述型号识别系统包括设置在所述机架(10)上的支架(13)及至少一个设置在所述支架(13)顶部并位于所述送料组件上方的拍摄设备(14)，所述拍摄设备(14)用于实时拍摄所述送料组件上的轮毂，所述拍摄设备(14)为工业摄像机。

4.如权利要求1所述的基于机器视觉的轮毂CNC柔性加工系统，其特征在于，所述三自由度机械传动机构(3)包括Z轴导轨(301)、Y轴导轨(302)及两个对称设置在所述支撑框架(1)顶部的X轴导轨(303)，所述Z轴导轨(301)两端均设有与所述X轴导轨(303)配合使用的第一滑块(304)，所述Z轴导轨(301)通过两端的所述第一滑块(304)沿所述X轴导轨(303)左右移动，所述Y轴导轨(302)通过滑动组件沿所述Z轴导轨(301)前后移动，所述Y轴导轨(302)沿所述滑动组件实现上下移动，所述Y轴导轨(302)底部与所述机械手(4)连接；

所述滑动组件包括设置在所述Z轴导轨(301)上并与所述Z轴导轨(301)滑动连接的滑板(305)，所述滑板(305)中部开有用于穿接所述Y轴导轨(302)的安装孔，所述滑板(305)上位于所述Y轴导轨(302)两侧对称设有第一定位板(306)，所述第一定位板(306)与所述Y轴导轨(302)滑动连接。

5.如权利要求1所述的基于机器视觉的轮毂CNC柔性加工系统，其特征在于，所述翻转台(8)包括箱体(801)、对称设置在所述箱体(801)内的支撑板(802)、对称设置在两个所述支撑板(802)顶部的翻转机构，两个所述支撑板(802)底部之间设有双轴复动气缸(803)，所述双轴复动气缸(803)两端分别通过两根活塞杆与两个所述支撑板(802)连接，所述翻转机构包括分别安装在所述支撑板(802)两侧的摆动气缸(804)和夹紧件，所述摆动气缸(804)的输出轴穿过所述支撑板(802)与所述夹紧件枢转连接，对称设置在两个所述支撑板(802)顶部的所述夹紧件用于水平夹紧轮毂。

6.如权利要求5所述的基于机器视觉的轮毂CNC柔性加工系统，其特征在于，所述夹紧件包括第一连接板(805)，所述第一连接板(805)远离所述支撑板(802)的一侧两端分别对称设置两根向外延伸的夹板(806)，两根所述夹板(806)端部之间连接第一V型轮(807)；

所述摆动气缸(804)与所述支撑板(802)之间设有电机固定板(808)，所述摆动气缸(804)的输出轴依次穿过所述电机固定板(808)、所述支撑板(802)与所述第一连接板(805)枢转连接。

7.如权利要求1所述的基于机器视觉的轮毂CNC柔性加工系统，其特征在于，所述测量台(9)包括机箱(901)、及设置在所述机箱(901)内的定心机构和气动量仪(902)，所述定心机构用于对轮毂进行初步定心，所述气动量仪(902)用于测量用于测量轮毂中心孔的尺寸是否合格。

8.如权利要求7所述的基于机器视觉的轮毂CNC柔性加工系统，其特征在于，所述定心机构包括底板(903)、两根光轴(905)、对称设置在所述光轴(905)上的定心组件及传动组件，所述光轴(905)两端固定在所述机箱(901)的侧壁上，所述传动组件用于带动所述定心组件沿所述光轴(905)滑动，其中，

所述定心组件包括定心座(906)、第二定位板(907)及两根转芯轴(908)，所述定心座(906)穿过两根所述光轴(905)，并可沿光轴(905)滑动，所述第二定位板(907)一端固定在所述定心座(906)顶部，其另一端向外延伸，两根所述转芯轴(908)固定在所述第二定位板(907)上远离所述定心座(906)的一端，两根所述转芯轴(908)顶部均连接夹紧滚轮(909)；

所述传动组件包括往复气缸(910)、两个呈中心对称的齿条板(911)及位于两个所述齿条板(911)之间并分别与两个所述齿条板(911)啮合的齿轮(912)，所述往复气缸(910)固定在其中一个所述齿条板(911)上，所述往复气缸(910)通过气缸安装板(913)固定在所述光轴(905)上，所述往复气缸(910)的活塞杆端部与其中一个所述定心座(906)连接，两个所述齿条板(911)分别位于所述底板(903)两侧，所述底板(903)上位于所述齿条板(911)下方设有滑轨(914)，所述齿条板(911)一端与所述定心座(906)底部连接，其另一端底部连接与所述滑轨(914)配合的第二滑块(915)；

所述气动量仪(902)位于两根所述定心组件的两个第二定位板(907)之间；

优选的，所述机箱(901)的侧壁与所述底板(903)连接处设置有加强筋板(904)。

9.如权利要求4所述的基于机器视觉的轮毂CNC柔性加工系统，其特征在于，所述机械手(4)包括第二驱动电机(401)、轴承座(402)和夹手安装板(403)，所述第二驱动电机(401)的输出轴通过所述轴承座(402)与所述夹手安装板(403)枢转连接，所述夹手安装板(403)远离所述轴承座(402)的一端上下两侧对称安装用于夹紧轮毂的夹持组件；所述轴承座(402)顶部设有用于连接所述Y轴导轨(302)底部的第二连接板(404)。

10.如权利要求9所述的基于机器视觉的轮毂CNC柔性加工系统，其特征在于，所述夹持组件包括固定在所述夹手安装板(403)端部的组件安装板(405)，所述组件安装板(405)远离所述夹手安装板(403)的一侧安装至少三个内撑件，所述内撑件包括固定在所述组件安装板(405)上的带导杆气缸(406)、与所述带导杆气缸(406)的活塞杆端部连接的滑动板(407)及固定在所述滑动板(407)上的内撑板(408)，所述内撑板(408)端部通过连接轴连接第二V型轮(409)；

所述滑动板(407)底部开有凹槽，所述带导杆气缸(406)顶部设有凸轨，所述凹槽扣接在所述凸轨上，所述滑动板(407)远离所述带导杆气缸(406)的一端在所述带导杆气缸(406)的活塞杆的带动下沿所述凸轨滑动。