CN106271646A - 一种基于机器视觉的轮毂气门芯柔性自动加工系统 - Google Patents
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Abstract
一种基于机器视觉的轮毂气门芯孔柔性自动加工系统，包括上料装置、轮毂定位装置、轮毂加工装置、下料装置和控制柜；上料装置包括输送装置和设置在输送装置外的型号识别装置，输送装置内设有定心机构和与该定心机构配合使用的第一旋转定位机构，输送装置上设有第一组光电传感；轮毂定位装置包括基架，基架内部从上到下一次设有轮毂压紧机构、升降输送机构和与升降输送机构配合使用的第二旋转定位机构；轮毂压紧机构一侧设有加工部位精定位机构，与该侧相对的一侧设有加工部位厚度识别机构；升降运输机构上设有第二组光电传感器。
Description
技术领域
本发明涉及自动化生产技术领域，特别涉及一种基于机器视觉的车轮毂气门芯柔性自动加工系统。
背景技术
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，中国专利CN104889447A公开了一种轮毂气门芯孔的自动加工设备，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，伺服旋转装置设置为用于夹紧、旋转轮毂的装置；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、设置在支架上的光源、与所述相机连接的计算机，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；钻孔装置设置为用于在轮毂上加工气门芯孔的装置；但是由于轮毂的种类和型号繁多，虽然能识别轮毂气门芯凸台的位置，但是不能对轮毂的型号进行识别及轮毂气门芯凸台的厚度进行识别，另外，传输单元的功能单一，无法对轮毂进行定心，从而造成之后的定位、加工工作的误差；同事加工人员还是需要根据轮毂的种类调整与之对应的夹具和加工设备，同一时间同一批次只能加工同一型号的轮毂，如果要加工其他型号的轮毂，需要对加工设备进行调整甚至更换以满足加工要求，依然极大地限制了加工效率，而且人为调整夹具和加工设备还容易产生误差，容易导致残次品的产生。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于机器视觉的车轮毂气门芯柔性自动加工系统，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。
本发明具体技术方案如下：
本发明提供一种基于机器视觉的轮毂气门芯孔柔性自动加工系统，包括上料装置、轮毂定位装置、轮毂加工装置、下料装置和控制柜；
上料装置包括输送装置和设置在输送装置外的型号识别装置，输送装置内设有定心机构和与该定心机构配合使用的第一旋转定位机构，输送装置上设有第一组光电传感器，用于控制型号识别装置的运作及输送装置的运作；
轮毂定位装置包括基架，基架内部从上到下一次设有轮毂压紧机构、升降输送机构和与升降输送机构配合使用的第二旋转定位机构；轮毂压紧机构一侧设有加工部位精定位机构，与该侧相对的一侧设有加工部位厚度识别机构；升降运输机构上设有第二组光电传感器，用于控制升降运输机构的运作；
控制柜设置在下料装置的一侧，控制柜内设有计算机控制系统，控制柜中的计算机控制系统通过线路与型号识别装置、加工部位精定位机构、加工部位厚度识别机构和轮毂加工装置相通讯。
进一步，输送装置包括第一输送桌，第一输送桌桌面两侧对称设有若干相互传动连接的链轮滚筒，第一输送桌底部设有驱动电气和与驱动电机传动连接的双侧滚筒驱动轴，双侧滚筒驱动轴的两端分别与两侧的链轮滚筒传动连接，第一输送桌桌面上设有与第一旋转定位机构相匹配的定位孔。
进一步，型号识别装置包括支架，支架顶部位于输送装置上方设有至少一个拍摄设备，拍摄设备用于实时拍摄输送装置上的的轮毂，拍摄设备为工业摄像机。
进一步，定心机构包括底座、纵向固定在底板两端的两根光轴、对称设置在光轴上的定心组件及传动组件，传动组件用于带动定心组件沿光轴滑动，定心组件包括定心座、定位板及两根转芯轴，定心座穿过两根光轴，并可沿光轴滑动，定位板一端固定在定心座顶部，其另一端向外延伸，两根转芯轴固定在定位板上远离定心座的一端，两根转芯轴顶部均连接夹紧滚轮；传动组件包括往复气缸，两个呈轴对称的齿条板及位于两个齿条板之间并分别与两个齿条板啮合的齿轮，往复气缸固定在其中一个齿轮条上，往复气缸通过气缸安装板固定在光轴上，往复气缸的活塞杆端部与其中一个定心座连接。
第一旋转定位机构包括从上到下依次设置的轮毂旋转机构、第一构造板、第二构造板、第三构造板和支撑座；轮毂旋转机构包括上转盘、下转盘，上转盘与下转盘之间设有竖直均匀设有连接柱，下转盘穿过第一构造板，第一构造板下部的下转盘部分设有齿轮；第一构造板上端面上设有与下转盘相匹配的滚轮支撑轮；第一构造板下端面一侧固定有与下转盘传动连接的第一旋转电机；第二构造板上固定有限位机构；第一构造板和第三构造板之间通过竖直对称设置的导杆连接，导杆穿过第二构造板；第三构造板中部设有与支撑座相连的升降气缸，升降气缸活塞端与支撑座连接；第二构造板、支撑座均固定在第一输送桌上。
进一步，升降输送机构包括升降输送机架，升降输送机架中部镂空，其两侧对称设置的若干相互传动连接的链轮滚筒，升降输送机架底部设有驱动电机和与驱动电机传动连接的双侧滚筒驱动轴，双侧滚筒驱动轴的两端分别与两侧的链轮滚筒传动连接，升降输送机架与基座之间通过竖直固定的滑台连接，基座一侧固定有与升降输送机架相连的伸缩气缸。
进一步，第二旋转定心机构包括定心基座，定心基座内设有旋转电机，定心基座上设有定位基座，定位基座中部竖直设有穿过定位基座、定心基座的旋转轴，旋转轴一端与旋转电机相连，另一端设有轮毂内撑机构，轮毂内撑机构包括支撑板，支撑板中部设有伸缩滑台，伸缩滑台两端均固定有内撑臂，内撑臂两端均设有内撑轮。
进一步，轮毂压紧机构包括压紧基座，压紧基座固定在基座的上部，压紧基座上部固定有压紧气缸，压紧气缸的活塞端连接有压紧梁，压紧梁两侧设有水平放置的压紧板。
进一步，轮毂加工装置包括加工基座，加工基座上端面设有一水平滑台，水平滑台一端设有水平驱动电机，水平滑台上设有滑板，滑板上设有竖直驱动箱，竖直驱动箱上设有竖直滑台，竖直滑台上设有动力头，动力头包括动力电机、刀具箱和刀具，刀具包括钻孔刀具和去毛刺刀具。
进一步，下料装置包括第二输送桌，第二输送桌桌面两侧对称设有若干相互传动连接的链轮滚筒，第二输送桌底部设有驱动电气和与驱动电机传动连接的双侧滚筒驱动轴，双侧滚筒驱动轴的两端分别与两侧的链轮滚筒传动连接，第二输送桌的入料一端设有第三组光电传感器，用于控制下料装置的运作。
本发明的有益效果是：本发明提供的一种基于机器视觉的轮毂气门芯柔性自动加工系统，自动化程度高，同样提高了定位、加工过程当中的视觉性，有效地提高了生产效率和加工精度。
附图说明
图1为实施例1一种基于机器视觉的轮毂气门芯柔性自动加工系统的结构示意图；
图2为实施例2上料装置的结构结构示意图；
图3为实施例2定心机构的结构示意图；
图4为实施例2第一旋转定位机构的结构示意图；
图5为实施例1型号识别装置的结构示意图；
图6为实施例5中轮毂加工装置的结构示意图；
图7为实施例3中轮毂定位装置的结构示意图；
图8为实施例3中第二旋转定位机构的结构示意图；
图9为实施例3中轮毂定位装置的局部剖视图；
图10为实施例4中下料装置的结构示意图；
图11为本发明的正常工作流程图。
具体实施方式
实施例1
一种基于机器视觉的轮毂气门芯孔柔性自动加工系统，如图1-10所示，该加工系统包括上料装置1、轮毂定位装置4、轮毂加工装置2、下料装置6和控制柜7(图中未显示)；本发明所提供的上料装置包括输送装置和设置在输送装置外的型号识别装置3，输送装置内设有定心机构105和与该定心机构105配合使用的第一旋转定位机构106，输送装置上设有第一组光电传感器103，用于控制型号识别装置3的运作及输送装置的运作；
本发明所提供的轮毂定位装置4包括基架401，基架401内部从上到下一次设有轮毂压紧机构403、升降输送机构406和与升降输送机构406配合使用的第二旋转定位机构409；轮毂压紧机构403包括压紧基座，压紧基座固定在所述基座401的上部，压紧基座上部固定有压紧气缸402，所述压紧气缸402的活塞端连接有压紧梁，所述压紧梁两侧设有水平放置的压紧板，轮毂压紧机构403一侧设有加工部位精定位机构405，与该侧相对的一侧设有加工部位厚度识别机构404；升降运输机构406上设有第二组光电传感器407，用于控制升降运输机构406的运作；
本发明所提供的控制柜7设置在下料装置6的一侧，本发明所提供的控制柜7内设有计算机控制系统，控制柜7中的计算机控制系统通过线路与型号识别装置3、加工部位精定位机构405、加工部位厚度识别机构404和轮毂加工装置2相通讯，本发明所提供的计算机控制系统可实现本发明正常工作中的机械运动的集中控制、相机拍摄图片的集中显示工作。
本发明所提供的型号识别装置3包括支架302，支架301顶部位于输送装置上方设有至少一个拍摄设备302，拍摄设备302用于实时拍摄所述输送装置上的的轮毂，本发明所阐述拍摄设备为工业摄像机。
实施例2
一种基于机器视觉的轮毂气门芯孔柔性自动加工系统，该加工系统与实施例1不同的是，如图2至图4所述，本发明所提供的输送装置包括第一输送桌101，第一输送桌101桌面两侧对称设有若干相互传动连接的链轮滚筒102，第一输送桌101底部设有驱动电机和与驱动电机传动连接的双侧滚筒驱动轴104，双侧滚筒驱动轴104的两端分别与两侧的链轮滚筒102传动连接，第一输送桌101桌面上设有与第一旋转定位机构106相匹配的定位孔。
如图3所示，本发明所提供的定心机构包括底座1051、纵向固定在底板两端的两根光轴1054、对称设置在光轴1054上的定心组件及传动组件1053，传动组件1053用于带动定心组件沿光轴滑动，定心组件包括定心座1052、定位板及两根转芯轴1055，定心座1052穿过两根光轴1054，并可沿光轴1054滑动，定位板一端固定在定心座1052顶部，其另一端向外延伸，两根转芯轴固定在定位板上远离定心座1052的一端，两根转芯轴顶部均连接夹紧滚轮；传动组件1053包括往复气缸，两个呈轴对称的齿条板及位于两个齿条板之间并分别与两个齿条板啮合的齿轮，往复气缸固定在其中一个齿轮条上，往复气缸通过气缸安装板固定在光轴1054上，往复气缸的活塞杆端部与其中一个定心座1052连接。
如图4所示，本发明所提供的第一旋转定位机构106包括从上到下依次设置的轮毂旋转机构1064、第一构造板1066、第二构造板1067、第三构造板1068和支撑座；轮毂旋转机构1064包括上转盘、下转盘，上转盘与下转盘之间设有竖直均匀设有连接柱，下转盘穿过第一构造板1066，第一构造板1066下部的下转盘部分设有齿轮；第一构造板1066上端面上设有与下转盘相匹配的滚轮支撑轮1061；第一构造板1066下端面一侧固定有与下转盘传动连接的第一旋转电机1065；第二构造板1067上固定有限位机构1063；第一构造板1066和第三构造板1068之间通过竖直对称设置的导杆连接，导杆穿过第二构造板1067；第三构造板1068中部设有与支撑座相连的升降气缸1062，升降气缸1062活塞端与支撑座连接；第二构造板1067、支撑座均固定在第一输送桌101上。
实施例3
一种基于机器视觉的轮毂气门芯孔柔性自动加工系统，该加工系统与实施例1不同的是，如图7至图9所示，升降输送机构包括升降输送机架406，升降输送机架中部镂空，其两侧对称设置的若干相互传动连接的链轮滚筒102，升降输送机架底部设有驱动电机和与驱动电机传动连接的双侧滚筒驱动轴104，双侧滚筒驱动轴104的两端分别与两侧的链轮滚筒102传动连接，升降输送机架406与基座401之间通过竖直固定的滑台连接，基座401一侧固定有与升降输送机架406相连的伸缩气缸408。
如图8所示，本发明所述提供的第二旋转定心机构409包括定心基座4097，定心基座4097内设有旋转电机4098，定心基座4097上设有定位基座4091，定位基座4091中部竖直设有穿过定位基座4091、定心基座4097的旋转轴4096，旋转轴4096一端与旋转电机4098相连，另一端设有轮毂内撑机构，轮毂内撑机构包括支撑板4094，支撑板4094中部设有伸缩滑台4095，伸缩滑台4095两端均固定有内撑臂4093，内撑臂4093两端均设有内撑轮4092，本发明所提供的轮毂支撑机构上设有防护罩40910，防止切屑对装置造成的损害。
本发明提供的升降输送机构和第二旋转定位机构在正常工作时，轮毂通过升降输送机构被输送到第二旋转定位机构对应的位置后，此时将触发第三组光电传感器，升降输送机构下降，轮毂将落到轮毂内撑机构的内撑臂上，再通过旋转电机及加工部位精定位机构对加工部位其进行精定位，最后加工完成以后，升降输送机构上升将轮毂托起并输送到下料装置。
实施例4
一种基于机器视觉的轮毂气门芯孔柔性自动加工系统，该加工系统与实施例1不同的是，如图10所示，本发明所提供的下料装置6包括第二输送桌601，第二输送桌601桌面两侧对称设有若干相互传动连接的链轮滚筒102，第二输送桌601底部设有驱动电气和与驱动电机传动连接的双侧滚筒驱动轴104，双侧滚筒驱动轴104的两端分别与两侧的链轮滚筒102传动连接，第二输送桌601的入料一端设有第三组光电传感器602，用于控制下料装置6的运作。
实施例5
一种基于机器视觉的轮毂气门芯孔柔性自动加工系统，该加工系统与实施例1不同的是，如图6所示，本发明所提供的轮毂加工装置2包括加工基座201，加工基座201上端面设有一水平滑台202，水平滑台202一端设有水平驱动电机，水平滑台202上设有滑板，滑板上设有竖直驱动箱，竖直驱动箱上设有竖直滑台204，竖直滑台204上设有动力头203，动力头203包括动力电机、刀具箱和刀具，刀具包括钻孔刀具和去毛刺刀具。
本发明的正常工作流程是：
在上料装置上放上待加工轮毂，当轮毂到达型号识别装置位置时，将触发第一组光电传感器，此时，输送装置停止运转，定心机构和第一旋转定位机构开始对轮毂进行定心工作，定心工作完成之后型号识别装置对轮毂进行型号识别，型号识别装置通过工业相机及光源静态拍摄轮毂，将图像传送给计算机控制系统与预先存储的图形比对，识别轮毂的型号，当轮毂型号识别工作完成后侧触发第二组光电传感器，此时轮毂定位装置开始对待加工轮毂进行精定位、压紧，同时加工部位厚度识别机构对加工部位进行厚度识别，并将识别结构传送给计算机控制系统，计算机控制系统将型号识别结构、厚度识别结构进行分析后控制轮毂加工装置对轮毂进行钻孔加工；轮毂加工工作完成之后，轮毂会被输送到下料装置上，当第三组光电传感器被触发时下料装置停止输送，如果没有异常则取下轮毂进入下一循环。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种基于机器视觉的轮毂气门芯孔柔性自动加工系统，其特征在于，包括上料装置(1)、轮毂定位装置(4)、轮毂加工装置(2)、下料装置(6)和控制柜(7)；
所述上料装置包括输送装置和设置在输送装置外的型号识别装置(3)，所述输送装置内设有定心机构(105)和与该定心机构(105)配合使用的第一旋转定位机构(106)，所述输送装置上设有第一组光电传感器(103)，所述下料装置(6)上设有第三组光电传感器(602)；
所述轮毂定位装置(4)包括基架(401)，所述基架(401)内部从上到下一次设有轮毂压紧机构(403)、升降输送机构(406)和与升降输送机构(406)配合使用的第二旋转定位机构(409)；所述轮毂压紧机构(403)一侧设有加工部位精定位机构(405)，与该侧相对的一侧设有加工部位厚度识别机构(404)；所述升降运输机构(406)上设有第二组光电传感器(407)，用于控制升降运输机构(406)的运作；
所述控制柜(7)内设有计算机控制系统，控制柜(7)中的计算机控制系统通过线路与第一组光电传感器(103)、第二组光电传感器(407)、第三组光电传感器(602)、型号识别装置(3)、加工部位精定位机构(405)、加工部位厚度识别机构(404)和轮毂加工装置(2)相通讯。
2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的轮毂气门芯孔柔性自动加工系统，其特征在于，所述输送装置包括第一输送桌(101)，所述第一输送桌(101)桌面两侧对称设有若干相互传动连接的链轮滚筒(102)，所述第一输送桌(101)底部设有驱动电机和与驱动电机传动连接的双侧滚筒驱动轴(104)，所述双侧滚筒驱动轴(104)的两端分别与两侧的链轮滚筒(102)传动连接，所述第一输送桌(101)桌面上设有与第一旋转定位机构(106)相匹配的定位孔。
3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的轮毂气门芯孔柔性自动加工系统，其特征在于，所述定心机构包括底座(1051)、纵向固定在所述底板两端的两根光轴(1054)、对称设置在所述光轴(1054)上的定心组件及传动组件(1053)，所述传动组件(1053)用于带动所述定心组件沿所述光轴滑动，所述定心组件包括定心座(1052)、定位板及两根转芯轴(1055)，所述定心座(1052)穿过两根所述光轴(1054)，并可沿光轴(1054)滑动，所述定位板一端固定在所述定心座(1052)顶部，其另一端向外延伸，两根所述转芯轴固定在所述定位板上远离所述定心座(1052)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1053)包括往复气缸，两个呈轴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轮条上，所述往复气缸通过气缸安装板固定在所述光轴(1054)上，所述往复气缸的活塞杆端部与其中一个所述定心座(1052)连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的轮毂气门芯孔柔性自动加工系统，其特征在于，所述型号识别装置(3)包括支架(302)，所述支架(301)顶部位于所述输送装置上方设有至少一个拍摄设备(302)，所述拍摄设备(302)用于实时拍摄所述输送装置上的的轮毂，所述拍摄设备为工业摄像机。
5.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的轮毂气门芯孔柔性自动加工系统，其特征在于，所述第一旋转定位机构(106)包括从上到下依次设置的轮毂旋转机构(1064)、第一构造板(1066)、第二构造板(1067)、第三构造板(1068)和支撑座；所述轮毂旋转机构(1064)包括上转盘、下转盘，所述上转盘与下转盘之间竖直均匀设有连接柱，所述下转盘穿过第一构造板(1066)，所述第一构造板(1066)下部的下转盘部分设有齿轮；所述第一构造板(1066)上端面上设有与下转盘相匹配的滚轮支撑轮(1061)；所述第一构造板(1066)下端面一侧固定有与下转盘传动连接的第一旋转电机(1065)；所述第二构造板(1067)上固定有限位机构(1063)；所述第一构造板(1066)和第三构造板(1068)之间通过竖直对称设置的导杆连接，所述导杆穿过第二构造板(1067)；所述第三构造板(1068)中部设有与所述支撑座相连的升降气缸(1062)，所述升降气缸(1062)活塞端与支撑座连接；所述第二构造板(1067)、支撑座均固定在所述第一输送桌(101)上。
6.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的轮毂气门芯孔柔性自动加工系统，其特征在于，所述升降输送机构包括升降输送机架(406)，所述升降输送机架中部镂空，其两侧对称设置的若干相互传动连接的链轮滚筒(102)，所述升降输送机架底部设有驱动电机和与驱动电机传动连接的双侧滚筒驱动轴(104)，所述双侧滚筒驱动轴(104)的两端分别与两侧的链轮滚筒(102)传动连接，所述升降输送机架(406)与基座(401)之间通过竖直固定的滑台连接，所述基座(401)一侧固定有与升降输送机架(406)相连的伸缩气缸(408)。
7.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的轮毂气门芯孔柔性自动加工系统，其特征在于，所述第二旋转定心机构(409)包括定心基座(4097)，所述定心基座(4097)内设有旋转电机(4098)，所述定心基座(4097)上设有定位基座(4091)，所述定位基座(4091)中部竖直设有穿过定位基座(4091)、定心基座(4097)的旋转轴(4096)，所述旋转轴(4096)一端与所述旋转电机(4098)相连，另一端设有轮毂内撑机构，所述轮毂内撑机构包括支撑板(4094)，所述支撑板(4094)中部设有伸缩滑台(4095)，所述伸缩滑台(4095)两端均固定有内撑臂(4093)，所述内撑臂(4093)两端均设有内撑轮(4092)。
8.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的轮毂气门芯孔柔性自动加工系统，其特征在于，所述轮毂压紧机构(403)包括压紧基座，所述压紧基座固定在所述基座(401)的上部，所述压紧基座上部固定有压紧气缸(402)，所述压紧气缸(402)的活塞端连接有压紧梁，所述压紧梁两侧设有水平放置的压紧板。
9.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的轮毂气门芯孔柔性自动加工系统，其特征在于，所述轮毂加工装置(2)包括加工基座(201)，所述加工基座(201)上端面设有一水平滑台(202)，所述水平滑台(202)一端说有水平驱动电机，所述水平滑台(202)上设有滑板，所述滑板上设有竖直驱动箱，所述竖直驱动箱上设有竖直滑台(204)，所述竖直滑台(204)上设有动力头(203)，所述动力头(203)包括动力电机、刀具箱和刀具，所述刀具包括钻孔刀具和去毛刺刀具。
10.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的轮毂气门芯孔柔性自动加工系统，其特征在于，所述下料装置(6)包括第二输送桌(601)，所述第二输送桌(601)桌面两侧对称设有若干相互传动连接的链轮滚筒(102)，所述第二输送桌(601)底部设有驱动电气和与驱动电机传动连接的双侧滚筒驱动轴(104)，所述双侧滚筒驱动轴(104)的两端分别与两侧的链轮滚筒(102)传动连接，所述第二输送桌(601)的入料一端设有第三组光电传感器(602)，用于控制下料装置(6)的运作。
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| CN201610835741.0A CN106271646A (zh) | 2016-09-20 | 2016-09-20 | 一种基于机器视觉的轮毂气门芯柔性自动加工系统 |
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