CN106697112A - 一种基于机器视觉的汽车轮毂粘贴式平衡块的自动编带机结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于机器视觉的汽车轮毂粘贴式平衡块自动编带机结构设计，具体涉及汽车配件自动化生产领域，属于机电设备技术领域。整个系统包括：图像采集单元、平衡块正反面朝向调整单元、平衡块字符朝向分选单元，平衡块编带单元和平衡块编带裁剪单元。其特征在于：本发明提供了一种基于机器视觉的粘贴式平衡块自动编带机结构设计，配合机器视觉检测得到的平衡块正反面朝向以及字符朝向获取的信息。进行粘贴式平衡块朝向自动化规整及分选、编带和裁剪生产。实现了粘贴式平衡块后期生产的自动化程度，大大提高了粘贴式平衡块的生产效率和生产质量。

Description

一种基于机器视觉的汽车轮毂粘贴式平衡块的自动编带机 结构

技术领域

本发明涉及一种粘贴式汽车轮毂平衡块生产后期自动化编带的设备，具体涉及汽车配件自动化生产领域，属于机电设备技术领域。

随着我国高速公路和城市公路系统的不断发展，汽车高速运行的优势得到了充分的发挥，但与此同时，对汽车高速行驶的性能也提出了更高的要求。汽车在高速行驶状态下，可能会因为某些装置存在缺陷而造成严重的后果。在众多隐患中，汽车车轮的不平衡危害尤其突出，影响车轮不平衡的因素主要有轮毂和轮胎。目前存在的解决办法主要有通过平衡块配重对车轮进行动平衡。平衡块分为两大类，一类为挂钩式平衡块，通过挂钩与车轮轮毂结合。另一种为粘贴式平衡块，通过双面胶将平衡块与汽车轮毂相结合。其中由于粘贴式平衡块便于使用，目前需求量巨大。但目前粘贴式平衡块的生产自动化程度低，导致生产效率低下，自动化程度低的工序主要集中在后期平衡块的编带上。由于粘贴式平衡块上有材料和质量的表示，所以在编带前先对其进行统一规整，然后再进行平衡块与双面胶结合编带，最后按照一定规格进行裁剪。目前还没有能够自动规整并编带的设备，所以这些工序主要依靠人工完成。编带质量不高，且效率低下。所以一套能够实现粘贴式平衡块后期自动化生产的设备亟待研发。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于机器视觉的粘贴式平衡块自动编带机结构设计，配合机器视觉检测得到平衡块正反面朝向以及字符朝向信息。根据此信息进行粘贴式平衡块朝向自动化规整、分选、编带和裁剪生产

一种基于机器视觉的汽车轮毂粘贴式平衡块自动化编带机结构，包括图像采集单元、平衡块正反面朝向调整单元、平衡块字符朝向分选单元、平衡块编带单元和平衡块编带裁剪单元。

技术方案

由外接上料设备对平衡块进行有序上料，首先平衡块进入图像采集单元，该单元由两面拍摄板、工业相机、偏心轮推块机构和密闭的拍摄箱组成。当平衡块到达两面拍摄板位置时，工业相机对平衡块前后表面进行图像采集，并将采集到的图像信息传输到工业计算机中，交由机器视觉相关程序识别出当前平衡块的正反面朝向以字符朝向信息。图像采集完成以后由偏心轮推块机构将平衡块推向一下工位，即平衡块正反面调整单元。该单元主要由有四个矩形孔均匀分布的调整转盘、两通道的合流圆盘底座、传输管道、驱动转盘的步进电机和最终合流头等元件组成。当平衡块进入四个矩形孔的其中一个孔时，处理器根据平衡块的正反面朝向信息，控制步进电机带动有四个矩形孔均匀分布的调整转盘顺时针或者逆时针转动90度。通过不同方向的转动，平衡块会依靠重力进入两通道的合流圆盘底座的对应通道中，这时平衡块的正反面朝向已经统一，再经由两条传输管道进入最终合并头进行合流，输出正反面朝向统一单排平衡块到字符朝向分选单元。字符朝向分选单元主要由人字分选轨道、拨针、小型舵机和变向圆弧轨道组成。当平衡块进入人字分选轨道入口之前，处理器根据平衡块的字符朝向控制小型舵机顺时针转动或逆时针转动，将不满足后续编带要求字符朝向的平衡块从人字分选轨道的右轨道输送到料盘重新上料。将满足要求的平衡块从人字分选轨道的左轨道输送到平衡块编带单元。平衡块编带单元主要由压轮、同步带结构的传送带、步进电机、偏心轮推块机构、联动齿轮系，、双面胶上料盘、双面胶绷紧轮组和双面胶废料绕盘组成。当平衡块进入该单元之后由偏心轮推块机构将平衡块推入压轮之下，与此同时压轮和同步带结构的传送带联动转动一定角度。压轮上缠绕双面胶，由其转动带动双面胶上料。在偏心轮推块机构推入平衡块时对推入平衡块进行了计数，当个数达到规格要求时，压轮与同步带结构的传送带转动一个小角度，从而在平衡块编带上留下一个小间隙用于后续裁剪单元裁剪位置的标识。经过平衡块编带单元后，平衡块将依次编排在双面胶之上进入裁剪单元。裁剪单元主要由偏心轮推杆机构、裁刀和缝隙检测模块组成。当平衡块编带进入裁剪单元之后，首先由缝隙检测模块对上一工位预留的裁剪位置标识进行检测。当将检测到缝隙位时，偏心轮推杆机构带动裁刀迅速对平衡块编带进行裁剪。经过以上工序之后，零散的平衡块将被编带成有序的一定规格的平衡块编带条。

有益效果

本发明配合机器视觉检测可以自动化的调整平衡块的正反面朝向及平衡块字符朝向的自动化分选实现平衡块编带前的规整统一，其效率、准确率远超人工。再配合后续的自动化编带系统，可以完全代替人工实现平衡块生产后期的自动化生产。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的图像采集单元结构示意图。

图3为本发明的图像采集单元中的两面拍摄板细节图。

图4为本发明的平衡块正反面调整单元结构示意图。

图5为本发明的平衡块字符朝向分选单元结构示意图。

图6为本发明的平衡块编带单元结构示意图。

图7为本发明的平衡块编带裁剪单元结构示意图。

其中，1-图像采集单元，2-平衡块正反面调整单元，3-平衡块字符朝向分选单元，4-平衡块编带单元，5-平衡块编带裁剪单元，6-工业相机，7-密闭拍摄箱，8-偏心轮推块机构I，9-两面拍摄板，10-特制的平衡块拍照管道，11-特制的平衡块拍照底板，12-有四个矩形孔均匀分布的调整转盘，13-两通道的合流圆盘底座，14-传输管道，15-驱动转盘的步进电机，16-最终合流头，17-人字分选轨道，18-拨针，19-小型舵机，20-变向圆弧轨道，21-压轮，22-同步带结构的传送带，23-步进电机，24-偏心轮推块机构II，25-联动齿轮系，26-双面胶上料盘，27-双面胶绷紧轮组，28-双面胶废料绕盘，29-偏心轮推块机构III，30-裁刀，31-缝隙检测模块，32-整体机架。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

如附图1本发明提供了一种基于机器视觉的汽车轮毂粘贴式平衡块自动化编带机的机械结构，包括图像采集单元1、平衡块正反面朝向调整单元2、平衡块字符朝向分选单元3，平衡块编带单元4和平衡块编带裁剪单元5。以上5个单元都安装在整体机架32之上。

如附图2和图3所示，由外接上料设备对平衡块进行有序上料，首先平衡块进入图像采集单元1，该单元由工业相机6、密闭的拍摄箱7、偏心轮推块机构8、两面拍摄板9、特制的平衡块排拍照管道10和平衡块拍照底板11组成。当平衡块经由特制的平衡块拍照管道10到达特制的平衡块拍照底板11拍照位置时，工业相机6对平衡块前后表面进行图像采集。并将采集到的图像信息传输到工业计算机中，交由机器视觉相关程序识别出当前平衡块的正反面朝向以字符朝向信息。图像采集完成以后由偏心轮推块机构8将平衡块推向一下工位，即平衡块正反面调整单元2。

如附图4所示，该单元主要由有四个矩形孔均匀分布的调整转盘12、两通道的合流圆盘底座13、传输管道14、驱动转盘的步进电机15和最终合流头16等元件组成。当平衡块进入四个矩形孔的其中一个孔时，处理器根据平衡块的正反面朝向信息，控制步进电机带15动有四个矩形孔均匀分布的调整转盘12顺时针或者逆时针转动90度。通过不同方向的转动，平衡块会依靠重力进入两通道的合流圆盘底座13的对应通道中，这时平衡块的正反面朝向已经统一，再经由两条传输管道14进入最终合并头16进行合流，输出正反面朝向统一单排平衡块到字符朝向分选单元3。

如附图5所示，字符朝向分选单元3主要由人字分选轨道17、拨针18、小型舵机19和变向圆弧轨道20组成。当平衡块进入人字分选轨道17入口之前，处理器根据平衡块的字符朝向控制小型舵机18顺时针转动或逆时针转动，将不满足后续编带要求字符朝向的平衡块从人字分选轨道17的右轨道输送到料盘重新上料。将满足要求的平衡块从人字分选轨道17的左轨道输送到平衡块编带单元4。

如附图6所示，平衡块编带单元4主要由压轮21、同步带结构的传送带22、步进电机23、偏心轮推块机构II24、联动齿轮系25，、双面胶上料盘26、双面胶绷紧轮组27和双面胶废料绕盘28组成。当平衡块进入该单元之后由偏心轮推块机构II 24将平衡块推入压轮21之下，与此同时压轮21和同步带结构的传送22带联动转动一定角度。前一个压轮上缠绕双面胶，由其转动带动双面胶从而引起双面胶转盘26转动进而实现双面胶上料。在偏心轮推块机构II 24推入平衡块时对推入平衡块进行了计数，当个数达到规格要求时，压轮21与同步带结构的传送带22转动一个小角度，从而在平衡块编带上留下一个小间隙用于后续裁剪单元裁剪位置的标识。经过平衡块编带单元4后，平衡块将依次编排在双面胶之上进入裁剪单元5。

如附图7所示，裁剪单元5主要由偏心轮推杆机构III29、裁刀30和缝隙检测模块31组成。当平衡块编带进入裁剪单元5之后，首先由缝隙检测模块31对上一工位预留的裁剪位置标识进行检测。当将检测到缝隙位时，偏心轮推杆机构III29带动裁刀30迅速对平衡块编带进行裁剪。经过以上工序之后，零散的平衡块将被编带成有序的一定规格的平衡块编带条。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换及改进等，均应包在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于机器视觉的汽车轮毂粘贴式平衡块自动化编带机结构，包括图像采集单元、平衡块正反面朝向调整单元、平衡块字符朝向分选单元、平衡块编带单元和平衡块编带裁剪单元。其特征在于：能够配合机器视觉检测得到的平衡块正反面朝向以及字符朝向信息。根据此信息进行粘贴式平衡块朝向自动化规整、分选、编带和裁剪。

2.根据权利要求1所属的图像采集单元，其特征在于包括工业相机、密闭的拍摄箱、偏心轮推块机构、两面拍摄板、特制的平衡块排拍照管道和平衡块拍照底板。当平衡块经由特质的平衡块拍照板管道到达特制的平衡块拍照底板的拍照位置时，通过前后两个工业相机获得其前后两面的图像信息，并且在凸轮推杆机构的间歇推动下可实现平衡块连续不断的图像采集工作以及将平衡块推送给下一工位。

3.根据权利要求1所述的平衡块正反面朝向调整单元，其特征在于包括有四个矩形孔均匀分布的调整转盘、两通道的合流圆盘底座、传输管道、驱动转盘的步进电机和最终合流头等元件。平衡块由上一工位依靠重力进入有四个矩形孔均匀分布的调整转盘，然后该转盘在驱动转盘的步进电机的带动下根据图像采集单元获取的平衡块正反面朝向信息进行顺时针转动90度或者逆时针转动90度，平衡块会落入到两通道的合流圆盘底座的不同通道中去，最后再最终合流头中合流。从而实现平衡块正反面朝向的统一。

4.根据权利要求1所述的平衡块字符朝向分选单元，其特征在于包括人字分选轨道、拨针、小型舵机和变向圆弧轨道。平衡块依靠重力从上一工位进入到人字分选轨道。拨针在小型舵机的驱动下根据图像采集单元获取的平衡块字符朝向信息进行顺势转动一个角度或者逆时针转动一个角度，从而将平衡块导流进入到不同的轨道。字符朝向满足要求的通过变向圆弧轨道进入下一工位，否则排到料仓中。

5.根据权利要求1所述的平衡块编带单元，其特征在于包括压轮、同步带结构的传送带、步进电机、偏心轮推块机构、联动齿轮系、双面胶上料盘、双面胶绷紧轮组和双面胶废料绕盘。当平衡块进入该单元之后由偏心轮推块机构将平衡块推入压轮之下，与此同时压轮和同步带结构的传送带联动转动一定角度，前一个压轮上缠绕双面胶，由其转动带动双面胶从而引起双面胶转盘转动进而实现双面胶上料和编带。在偏心轮推块机构推入平衡块时对推入平衡块进行了计数，当个数达到规格要求时，压轮与同步带结构的传送带转动一个小角度，从而在平衡块编带上留下一个小间隙用于后续裁剪单元裁剪位置的标识。经过平衡块编带单元后，平衡块将依次编排在双面胶之上进入裁剪单元。

6.根据权利要求1所述的平衡块编带裁剪单元，其特征在于包括偏心轮推杆机构，裁刀合缝隙检查模块。当平衡块编带进入裁剪单元之后，首先由缝隙检测模块对上一工位预留的裁剪位置标识进行检测。当将检测到缝隙位时，偏心轮推杆机构带动裁刀迅速对平衡块编带进行裁剪。经过以上工序之后，零散的平衡块将被编带成有序的一定规格的平衡块编带条。