CN106826399A - 一种轮毂智能去毛刺方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轮毂智能去毛刺方法，轮毂加工件上设有型号标记，包括视觉读取机构、定位机构及加工机构，具体包括如下步骤：视觉读取机构读取型号标记；根据型号标记读取轮毂型号数据库，确认毛刺智能打磨方案；定位机构在视觉读取机构辅助下完成轮毂加工件的定位；及，启动加工机构，对轮毂加工件的毛刺智能打磨。上述轮毂智能去毛刺方法，通过视觉读取机构读取轮毂型号，从而确定最终打磨方案，在视觉读取机构辅助作用下，定位机构及加工机构相互协调完成轮毂加工件毛刺的智能打磨。整个去除过程无需人为干预，且能够智能、高效、柔性，稳定的去除轮毂毛刺。此外，本发明还揭示了采用上述方法去除轮毂毛刺的轮毂智能去毛刺机器人。

Description

一种轮毂智能去毛刺方法

技术领域

本发明涉轮毂机械加工技术领域，特别是涉及一种用于对机加工件的毛边进行智能去除的轮毂智能去毛刺机器人及智能去毛刺方法。

背景技术

随着制造业升级及劳动力红利消失等共性问题，传统的手工去毛刺过程受到上升的劳动力成本影响，并且无法适应大批量柔性化生产需求，因此亟需找到智能化毛刺去除设备取代上述手工过程，但采用机器人怎么能像工人一样智能且准确的去除工件上的飞边毛刺呢？

专利申请号为CN203156491U的实用新型专利介绍了一种机器人去毛刺机，该机器采用包括上下料台，升降式真空干燥装置，清洗机器人，浪涌清洗装置，二维检测传感装置，吹干机器人，机械手夹持装置，搬运机器人。该专利解决了输送过程中掉落工件的问题，通过上料处二维检测传感装置的检测和智能控制系统可自动实现清洗程序切换，清洗机器人的清洗喷嘴和吹干机器人的吹干喷嘴依清洗程序切换，但未就机器人的智能去毛刺过程进行阐述。

专利申请号为CN202398898U的实用新型专利介绍了一种智能去毛刺机，该机器包括机架，主轴，旋转轴组，安装有刀具的动力头及控制器；动力头的支架与旋转轴组末端的支架通过弹簧柱连接，以形成浮动式缓冲结构。其刀具的刀刃段表面重叠设置有两组不同螺距的螺纹。该专利的智能去毛刺机从细节层面上论述了一种去毛刺过程，但对“智能”方面的论述较少。

由于不同加工工件具有不同的特性，因此无法通过一种通用的去毛刺系统智能去除所有类别加工工件的毛刺，目前针对轮毂加工件毛刺的智能去除方法，在国内外还属空白，需要创新。

发明内容

基于此，本专利针对目前轮毂存在的毛刺去除手工化，利润率低的问题，以及轮毂加工件的特殊性，提出一套详细的轮毂智能去毛刺机器方法及其机器人系统。能够智能、高效、柔性，稳定的去除轮毂毛刺。

一种轮毂智能去毛刺方法，所述轮毂加工件上设有型号标记，包括视觉读取机构、定位机构及加工机构，具体包括如下步骤：

所述视觉读取机构读取所述型号标记；

根据所述型号标记读取所述轮毂型号数据库，确认毛刺智能打磨方案；

所述定位机构在所述视觉读取机构辅助下完成所述轮毂加工件的定位；及，

启动所述加工机构，对所述轮毂加工件的毛刺智能打磨。

在其中一个实施方式中，所述视觉读取机构读取所述型号标记的步骤前，还包括通过流水线输送所述轮毂加工件的步骤。

在其中一个实施方式中，所述定位机构上设有自定心机构，用于粗定位所述轮毂加工件。

在其中一个实施方式中，所述定位机构在所述视觉读取机构辅助下完成所述轮毂加工件的定位的步骤包括：

所述视觉读取机构读取所述轮毂加工件的特征点位置信息；

所述定位机构根据所述特征点的位置信息调整所述轮毂加工件使所述特征点处于预设位置，完成所述轮毂加工件的一级定位；

所述视觉读取机构读取所述轮毂加工件中各辐条框位置信息；及，

所述加工机构根据各所述辐条框位置信息调整所述加工机构的位置使所述加工机构处于相对所述轮毂加工件的初始位置。

在其中一个实施方式中，所述定位机构上设有限位件，所述定位机构根据所述特征点的位置信息调整所述轮毂加工件使所述特征点处于预设位置，完成所述轮毂加工件的一级定位的步骤包括：

转动所述轮毂加工件；

当所述特征点即将到达预设位置时，限位件升起，轮毂停止转动；及，

限位件退回原位，完成所述轮毂加工件的一级定位。

在其中一个实施方式中，所述完成所述轮毂加工件的一级定位的步骤后，还包括夹紧所述轮毂加工件的步骤。

在其中一个实施方式中，所述加工机构根据各所述辐条框位置信息调整所述加工机构的位置使所述加工机构处于相对所述轮毂加工件的初始位置的步骤包括：

根据所述型号标记确定所述加工机构相对所述轮毂加工件的理论归零位置；

根据所述各辐条框位置信息确定所述视觉读取机构的实际归零位置；及，

移动所述加工机构使所述实际归零位置与所述理论归零位置重合，即形成所述加工机构相对所述轮毂加工件的初始位置。

在其中一个实施方式中，所述启动所述加工机构，对所述轮毂加工件的毛刺智能打磨的步骤中，还包括视觉读取机构对毛刺进行定位的步骤。

一种轮毂智能去毛刺流水线生产方法，包括传输机构及至少两工位，各个工位包括上述轮毂智能去毛刺方法的步骤，其中，还包括根据所述型号标记将所述轮毂加工件运输至对应工位的步骤。

此外，本实施方式还揭示了一种轮毂智能去毛刺机器人，包括：

机架；

视觉读取机构，安装于所述机架上，用于确认轮毂加工件状态；

承载机构，用于承载所述轮毂加工件；

定位机构，安装于所述承载机构上，用于定位所述轮毂加工件，所述定位机构设有水平移动驱动机构、垂直升降驱动机构和旋转驱动机构的一种或多种；及，

加工机构，安装于所述机架上，用于毛刺打磨。

在其中一个实施方式中，所述定位机构上设有自定心机构，用于粗定位所述轮毂加工件。

在其中一个实施方式中，所述定位机构上还设有用于夹紧所述轮毂加工件的夹紧机构。

在其中一个实施方式中，所述视觉读取机构包括至少两个从不同角度拍摄所述轮毂加工件的相机。

在其中一个实施方式中，所述视觉读取机构包括激光测距元件。

在其中一个实施方式中，所述承载机构上设有转动盘，所述定位机构设有能够限制所述转动盘转动，并用于一级定位所述轮毂加工件的限位件。

一种轮毂智能去毛刺生产线，包括传输机构及至少两个所述轮毂智能去毛刺机器人，所述传输机构能够将所述轮毂加工件运输至轮毂智能去毛刺机器人处。

上述轮毂智能去毛刺方法，通过视觉读取机构读取轮毂型号，从而能够根据轮毂型号确定最终打磨方案，通过视觉读取机构辅助作用下，定位机构完成对轮毂加工件的定位，此时启动加工机构，根据打磨方案完成轮毂加工件毛刺的智能打磨。整个去除过程无需人为干预，且能够智能、高效、柔性，稳定的去除轮毂毛刺。此外，本发明还揭示了采用上述方法去除轮毂毛刺的轮毂智能去毛刺机器人。

附图说明

图1为轮毂智能去毛刺机器人的主视图；

图2为轮毂智能去毛刺机器人的俯视图；

图3为转动盘与限位件之间位置关系图；

图4为轮毂智能去毛刺方法流程图；

图5为轮毂加工件定位方法流程图；

图6为轮毂加工件一级定位方法流程图；

图7为将加工机构设于初始位置的方法流程图；

其中，对应元器件编号列表如下：

100、轮毂智能去毛刺机器人 110、机架

120、视觉读取机构 121、摄像机或相机单元

130、承载机构 131、转动盘

140、定位机构 141、自定心机构

142、限位件 150、加工机构

200、轮毂加工件

具体实施方式

本实施方式揭示了一种轮毂智能去毛刺机器人100，请参图1 及图2，其主要结构包括：机架110，安装于机架110上，用于确认轮毂加工件200状态的视觉读取机构120，用于承载轮毂加工件200的承载机构130，用于定位轮毂加工件200的定位机构140，及，安装于机架110上，用于毛刺打磨的加工机构150。其中定位机构140安装于承载机构130上，其上设有水平移动驱动机构（图中未示出）、垂直升降驱动机构（图中未示出）和旋转驱动机构（图中未示出）的一种或多种，驱动机构的选取根据视觉读取机构的设置方式而定。

本实施方式中，视觉读取机构120设置在机架110顶部，其拍摄方向朝向承载机构130的位置上，该视觉读取机构120至少包括摄像机或相机单元121，从而形成轮毂型号读取信息及针对轮毂位置的二维图像信息，于此同时，定位机构140上就只需设置水平移动驱动机构，优选方案中，可设有垂直升降驱动机构。

第一种实施方式中，该视觉读取机构包括至少两个从不同角度拍摄轮毂加工件的相机，从而能够模拟人类双眼形成双目立体成像系统，此时，定位机构上就需设置水平移动驱动机构及垂直升降驱动机构，根据视觉成像的广度及深度，还可设置有旋转驱动机构。

第二种实施方式中，该视觉读取机构还包括激光测距元件（图中未示出），用于从不同视角测量轮毂加工件各点的距离，从而确保轮毂加工件基本处于同一水平范围内，此时，定位机构还需设置有旋转驱动机构。

第三种实施方式中，该视觉读取机构包括至少趋于正向拍摄轮毂加工件（顶部）的第一相机（图中未示出）及侧向拍摄轮毂加工件的第二相机（图中未示出），及与第二相机拍摄方向相同的线光源（图中未示出），其中，第一相机用于拍摄轮毂加工件的二维图像信息，而第二相机用于拍摄轮毂加工件的相对高度信息，此时，定位机构上则需设置水平移动驱动机构，垂直升降驱动机构及旋转驱动机构。

请参图4，针对轮毂智能去毛刺机器人，本发明还介绍了轮毂智能去毛刺方法，该方法包括：

S110：将轮毂加工件上型号标记设于承载机构上且面朝视觉读取机构。由于轮毂有不同型号的分类，因此，在将轮毂设于承载机构130上可采用人工确认或智能翻转装置自动翻面，需统一把摩轮毂有型号标记的面朝上。

S120：视觉读取机构读取型号标记。采用视觉读取机构120的智能识别算法识别读取轮毂加工件200上型号标记，通过视觉读取机构120内部图像分析处理模块后，驱动定位机构140对轮毂加工件200进行定位。

优选实施方式中，定位机构140上设有自定心机构141，从而确保轮毂加工件200的粗定位，同时也能够方便视觉读取机构120高效、稳定性的对轮毂印记型号准确无误的读取。

S130：根据型号标记读取轮毂型号数据库，确认毛刺智能打磨方案。智能去毛刺机器人内部设有存储控制装置，存储控制装置内置有轮毂型号数据库及各数据库对应的毛刺智能打磨方案，当视觉读取机构120读取型号标记后，将待加工轮毂加工件200的型号标记与轮毂型号数据库进行匹配，从而调出对应的毛刺智能打磨方案。

S140：定位机构在视觉读取机构辅助下完成轮毂加工件的定位。其具体包括如下步骤，请参图5：

S141：视觉读取机构读取轮毂加工件的特征点位置信息；该特征点可以是轮毂加工时专门标记出来的特征点位置，通过对轮毂加工件200的共性因子的机器识别及筛选，我们发现，不论是哪个型号轮毂加工件200，也不论该轮毂加工件200有几个轮毂辐条框，但总有一个辐条框的外圈上是要有一个汽门芯位置的，因此，针对没有特征点的轮毂，优选实施方式中，特征点选择轮毂辐条框外圈上的汽门芯位置，并将该特征点作为定位的必要条件。

S142：定位机构根据特征点的位置信息调整轮毂加工件使特征点处于预设位置，完成轮毂加工件的一级定位。在定位机构140上设有用于夹紧轮毂加工件200的夹紧机构（图中未示出），当定位机构140完成定位后，夹紧机构会将轮毂加工件200夹紧。

优选实施方式中，在承载机构130上设有转动盘131，定位机构140包括辅助轮毂加工件200一级定位的限位件142，从而使定位机构140即将到达预设位置时时能够限制转动盘131转动。本实施方式中，该限位件142设于承载机构130上且与转动盘131之间相对移动（请参图3），其具体包括如下步骤，请参图6：

S1421：承载机构驱动转动盘转动轮毂加工件；本实施方式中，当轮毂置于承载机构130上时，承载机构130驱动转动盘131转动轮毂加工件200，当有气门芯位置的区域进入视觉视野时，通过平面视觉加上激光测距的方式，形成轮毂加工件200的整体三维图像信息，通过对上述信息的处理及转动盘131的运动速度提取分析，就能够计算出气门芯位置的实时位置信息。

S1422：当特征点即将到达预设位置时，限位件升起，并限制轮毂转动；机器人根据气门芯位置的实时位置信息，当气门芯位置即将到达预设位置时，触发设于承载机构130上的限位机构升起，此时轮毂加工件200还在转动，当碰到此限位机构后中，轮毂停止转动。以及，

S1423：当轮毂停止转动时，限位件退回原位，完成轮毂加工件的一级定位。此时，通过视觉读取机构120对特征点位置信息的再确认，及机器人微调作业，就能够非常精确的确定了轮毂加工件200的位置。

在优选实施方式中，在完成轮毂加工件的一级定位的步骤后，还包括夹紧轮毂加工件的步骤，因此，定位机构140还包括用于夹紧轮毂加工件200的夹紧机构。

S143：视觉读取机构读取轮毂加工件中各辐条框位置信息。轮毂加工件200毛刺去除的重点及难点部位是辐条之间的分模线及飞边，因此针对轮毂加工件200去毛刺的重要问题就是需解决对辐条框进行定位，通过视觉读取机构120读取轮毂加工件200整体位置信息及各辐条框位置信息，从而结合对应型号的毛刺智能打磨方案对毛刺进行打磨。

S144：加工机构根据各辐条框位置信息调整加工机构的位置使加工机构处于相对轮毂加工件的初始位置。其具体包括如下步骤，请参图7：

S1441：根据型号标记确定加工机构相对轮毂加工件的理论归零位置；当针对轮毂加工件200型号确定好毛刺智能打磨方案后，存储控制装置内调出内存的加工机构150相对轮毂加工件200的理论归零位置。

S1442：根据各辐条框位置信息确定视觉读取机构的实际归零位置；根据视觉读取机构120实际读取的加工机构150相对轮毂加工件200的位置信息，确定视觉读取机构120的实际归零位置，以及，

S1443：移动加工机构使实际归零位置与理论归零位置重合，即形成加工机构相对轮毂加工件的初始位置。确认视觉读取机构120的实际归零位置与理论归零位置之间的偏差，移动加工机构150补偿上述偏差，从而使最终视觉读取机构120再确认的实际归零位置与理论归零位置重合，此时即得到加工机构150相对轮毂加工件200的初始位置。

其中，加工机构150相对轮毂加工件200的理论归零位置可以选择在轮毂周边位置，本实施方式中的加工机构150的理论归零位置为轮毂加工件200中心位置，这样能有利于提高轮毂加工件200的打磨精度。

S150：启动加工机构，对轮毂加工件的毛刺智能打磨。轮毂加工件根据视觉读取对待加工部分进行定位后，启动加工机构对轮毂加工件的毛刺智能打磨工序。

在优选实施方式中，为了确保毛刺打磨精度，还包括加工过程中视觉读取机构对毛刺进行定位的步骤。此外，加工机构150去毛刺打磨过程与视觉读取机构的毛刺定位过程可以同步进行，即，在完成轮毂加工件的定位工序后，当机器人在轮毂加工件200的左侧进行去毛刺打磨作业时，其右侧部分可以进行视觉读取毛刺定位工作，当左侧轮毂加工件200完成去毛刺打磨作业后，机器人马上对右侧轮毂进行去毛刺打磨作业，并且，通过这种一台机器人区域分步作业的方式，还能够降低机器人作业等待时间，有效提高工作效率。

此外，本实施方式中还揭示了一种轮毂智能去毛刺生产线，该生产线包括至少两个轮毂智能去毛刺机器人以及自动传输机构。自动传输机构可根据轮毂智能去毛刺机器人的状态将待加工的轮毂加工件200运输至不同的轮毂智能去毛刺机器人处。于此同时，该轮毂智能去毛刺生产线的工作流程中，还包括通过流水线将轮毂加工件200输送至各个轮毂智能去毛刺机器人的步骤。

在第一种实施方式中，自动传输机构可以根据型号标记将轮毂加工件运输至具有对应型号加工工位的轮毂智能去毛刺机器人处。例如，每一个轮毂智能去毛刺机器人内装有一个型号或几个相似型号的毛刺智能打磨方案，当视觉读取机构读取到待加工轮毂加工件的型号标记后，会根据其型号将其分配给不同的轮毂智能去毛刺机器人，从而完成去毛刺过程。

在第二种实施方式中，自动传输机构可以根据轮毂智能去毛刺机器人的待机状态合理分配待加工轮毂加工件。例如，有3台轮毂智能去毛刺机器人，可视觉读取机构读取到待加工轮毂加工件的型号标记依次安排轮毂加工件的去处:第1个轮毂加工件去1号轮毂智能去毛刺机器人处，第2个轮毂加工件去2号轮毂智能去毛刺机器人处，第3个轮毂加工件去3号轮毂智能去毛刺机器人处，第4个轮毂加工件去1号轮毂智能去毛刺机器人处，第5个轮毂加工件去2号轮毂智能去毛刺机器人处等以此类推。这就要求每台轮毂智能去毛刺机器人内装有全部型号的毛刺智能打磨方案。

本发明所涉及的轮毂智能去毛刺方法及载有上述方法的轮毂智能去毛刺机器人，通过视觉读取机构读取轮毂型号，从而能够根据轮毂型号确定最终打磨方案，通过视觉读取机构辅助作用下，定位机构完成对轮毂加工件的定位，此时启动加工机构，根据打磨方案完成轮毂加工件毛刺的智能打磨。整个去除过程无需人为干预，且能够智能、高效、柔性，稳定的去除轮毂毛刺。

以上所述实施方式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)

1.一种轮毂智能去毛刺方法，所述轮毂加工件上设有型号标记，其特征在于：包括视觉读取机构、定位机构及加工机构，具体包括如下步骤：

所述视觉读取机构读取所述型号标记；

根据所述型号标记读取所述轮毂型号数据库，确认毛刺智能打磨方案；

所述定位机构在所述视觉读取机构辅助下完成所述轮毂加工件的定位；及，

启动所述加工机构，对所述轮毂加工件的毛刺智能打磨。

2.根据权利要求1所述的轮毂智能去毛刺方法，其特征在于，所述视觉读取机构读取所述型号标记的步骤前，还包括通过流水线输送所述轮毂加工件的步骤。

3.根据权利要求1所述的轮毂智能去毛刺方法，其特征在于，所述定位机构上设有自定心机构，用于粗定位所述轮毂加工件。

4.根据权利要求1所述的轮毂智能去毛刺方法，其特征在于，所述定位机构在所述视觉读取机构辅助下完成所述轮毂加工件的定位的步骤包括：

所述视觉读取机构读取所述轮毂加工件的特征点位置信息；

所述定位机构根据所述特征点的位置信息调整所述轮毂加工件使所述特征点处于预设位置，完成所述轮毂加工件的一级定位；

所述视觉读取机构读取所述轮毂加工件中各辐条框位置信息；及，

所述加工机构根据各所述辐条框位置信息调整所述加工机构的位置使所述加工机构处于相对所述轮毂加工件的初始位置。

5.根据权利要求4所述的轮毂智能去毛刺方法，其特征在于，所述定位机构上设有限位件，所述定位机构根据所述特征点的位置信息调整所述轮毂加工件使所述特征点处于预设位置，完成所述轮毂加工件的一级定位的步骤包括：

转动所述轮毂加工件；

当所述特征点即将到达预设位置时，限位件升起，轮毂停止转动；及，

限位件退回原位，完成所述轮毂加工件的一级定位。

6.根据权利要求4所述的轮毂智能去毛刺方法，其特征在于，所述加工机构根据各所述辐条框位置信息调整所述加工机构的位置使所述加工机构处于相对所述轮毂加工件的初始位置的步骤包括：

根据所述型号标记确定所述加工机构相对所述轮毂加工件的理论归零位置；

根据所述各辐条框位置信息确定所述视觉读取机构的实际归零位置；及，

移动所述加工机构使所述实际归零位置与所述理论归零位置重合，即形成所述加工机构相对所述轮毂加工件的初始位置。

7.一种轮毂智能去毛刺流水线生产方法，其特征在于，包括传输机构及至少两工位，各个工位包括权利要求1-6任一所述的轮毂智能去毛刺方法的步骤，其中，还包括根据所述型号标记将所述轮毂加工件运输至对应工位的步骤。

8.一种轮毂智能去毛刺机器人，其特征在于，包括：

机架；

视觉读取机构，安装于所述机架上，用于确认轮毂加工件状态；

承载机构，用于承载所述轮毂加工件；

定位机构，安装于所述承载机构上，用于定位所述轮毂加工件，所述定位机构设有水平移动驱动机构、垂直升降驱动机构和旋转驱动机构的一种或多种；及，

加工机构，安装于所述机架上，用于毛刺打磨。

9.根据权利要求8所述的轮毂智能去毛刺机器人，其特征在于，所述定位机构上设有自定心机构，用于粗定位所述轮毂加工件。

10.一种轮毂智能去毛刺生产线，其特征在于，包括传输机构及权利要求8-9所述的至少两个轮毂智能去毛刺机器人，所述传输机构能够将所述轮毂加工件运输至轮毂智能去毛刺机器人处。