CN110948303A - 汽车车轮轮毂打磨系统 - Google Patents

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庄金雷
王飞阳
车景国
曹雏清
高云峰
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    • B24B49/12—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation involving optical means

Abstract

本发明公开了一种汽车车轮轮毂打磨系统，包括打磨机器人、用于输送轮毂的输送线、用于采集轮毂顶面图像的视觉装置和用于调节视觉装置的高度的升降机构。本发明的汽车车轮轮毂打磨系统，可以提高轮毂的打磨效果，提高打磨精度和稳定性。

Description

汽车车轮轮毂打磨系统
技术领域
本发明属于打磨技术领域，具体地说，本发明涉及一种汽车车轮轮毂打磨系统。
背景技术
在汽车车轮轮毂生产过程中，轮毂打磨是其中一个非常重要的环节，提高打磨精度、效率等是轮毂打磨设备厂商的重要指标之一。
在轮毂打磨过程中，需先识别出轮毂型号，然后定位气门芯，最后将气门芯角度发送给机器人控制器，开始打磨轮毂。
在现有技术中，由于在车轮轮毂的前序机加工过程中，气门芯加工存在加工误差，导致气门芯实际位置和理论模型位置差异较大。在打磨工序时，视觉定位设备按照气门芯实际位置进行定位，然后将气门芯角度发送给打磨机器人控制器，由于机器人将气门芯角度按照轮毂气门芯理论角度进行打磨，导致打磨效果较差。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种汽车车轮轮毂打磨系统，目的是提高打磨效果。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：汽车车轮轮毂打磨系统，包括打磨机器人、用于输送轮毂的输送线、用于采集轮毂顶面图像的视觉装置和用于调节视觉装置的高度的升降机构。
所述的汽车车轮轮毂打磨系统还包括顶部光源和底部光源，顶部光源和所述视觉装置位于轮毂的上方，底部光源位于轮毂的下方。
所述视觉装置包括相机和设置于相机上的镜头，所述升降机构与相机连接。
所述的汽车车轮轮毂打磨系统还包括设置于所述输送线上且用于夹紧轮毂的夹紧机构，轮毂以其轴线与输送方向相垂直的状态放置在输送线上。
所述夹紧机构包括夹爪和用于控制夹爪沿水平方向进行移动的夹紧执行器，夹爪至少设置两个且所有夹爪相配合用于夹紧轮毂。
所述夹爪设置两个。
本发明的汽车车轮轮毂打磨系统，可以提高轮毂的打磨效果，提高打磨精度和稳定性。
附图说明
本说明书包括以下附图，所示内容分别是：
图1是本发明汽车车轮轮毂打磨系统的结构示意图；
图2是输送线的结构示意图；
图中标记为：1、输送线；2、打磨机器人；3、夹爪；4、升降执行器；5、相机；6、镜头；7、顶部光源；8、轮毂；9、底部光源；10、夹紧执行器；11、辊筒；12、输送架。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
如图1和图2所示，本发明提供了一种汽车车轮轮毂打磨系统，包括机架、用于对轮毂进行打磨的打磨机器人2、用于输送轮毂的输送线1、用于采集轮毂顶面图像以获取轮毂上的气门芯位置的视觉装置和用于调节视觉装置的高度的升降机构。
具体地说，如图1所示，机架为竖直设置，升降机构设置在机架的顶端，输送线1为水平设置，输送线1的输送方向为水平方向，输送线1在机架的下方穿过机架，打磨机器人2安装在输送线1的一侧。进行打磨加工时，将需打磨的轮毂放置在输送线1上，输送线1将需打磨的轮毂由上料工位输送至打磨工位处，需打磨的轮毂呈水平状态放置在输送线1上，需打磨的轮毂的轴线位于竖直面内且与输送线1的输送方向相垂直，在轮毂移动至打磨工位处后，由打磨机器人2对轮毂进行打磨。打磨机器人2主要是由工业机器人和设置于工业机器人上且用于对轮毂进行打磨的打磨组件等组成。
如图1和图2所示，本发明的汽车车轮轮毂打磨系统还包括顶部光源7和底部光源9，顶部光源7和视觉装置位于轮毂的上方，底部光源9位于轮毂的下方。视觉装置包括相机5和设置于相机5上的镜头6，升降机构与相机5连接。相机5为工业相机，镜头6为工业镜头，顶部光源7和底部光源9用来打光，顶部光源7发出的光线射向下方位于打磨工位的轮毂，底部光源9发出的光线射向上方位于打磨工位的轮毂，有利于获取清晰的图片，并降低图像处理的难度。相机5和镜头6为图像采集的装置，通过工业镜头将所成的像聚焦到工业相机的靶面上，从而完成轮毂顶面图像的采集，轮毂位于顶部光源7和底部光源9之间。根据于采集轮毂顶面图像，获取轮毂上的气门芯的实际位置信息，进行气门芯定位。
如图1所示，升降机构包括竖直设置的升降执行器4，升降执行器4固定设置在机架的顶部，升降执行器4用于控制视觉装置沿竖直方向进行移动，即用于实现视觉装置的高度的调节，升降执行器4与相机5固定连接。升降执行器4优选为气缸，相机5位于轮毂的上方，顶部光源7固定设置在相机5或升降执行器4上，相机5与顶部光源7可同步沿竖直方向进行移动。通过设置升降机构，针对不同大小轮毂，升降机构调整视觉装置的高度，使视觉装置调节至设定的高度位置处，保持检测时相机5高度和设定高度一致。
如图1和图2所示，本发明的汽车车轮轮毂打磨系统还包括设置于输送线1上且用于夹紧轮毂的夹紧机构，轮毂以其轴线与输送方向相垂直的状态放置在输送线1上。夹紧机构包括夹爪3和用于控制夹爪3沿水平方向进行移动的夹紧执行器10，夹爪3至少设置两个且所有夹爪3相配合用于夹紧轮毂。夹爪3的移动方向为水平方向且夹爪3的移动方向与输送线1的输送方向相垂直，夹爪3设置成可在夹紧位置与释放位置之间进行切换，夹紧执行器10用于控制夹爪3在夹紧位置与释放位置之间进行切换。轮毂呈水平状态放置在输送线1上后，此时轮毂的轴线位于竖直面内且轮毂的轴线与输送线1的输送方向相垂直，所有夹爪3分布在轮毂的外侧四周。夹爪3处于夹紧位置时，夹爪3与轮毂的外圆面接触，夹爪3对轮毂施加沿径向的夹紧力，实现轮毂的夹紧固定，所有夹爪3在轮毂的外侧四周为沿周向均匀分布，使轮毂受力均匀。在夹爪3处于释放位置时，所有夹爪3处于同一圆周上，此时所有夹爪3所在的同一圆周的直径大于轮毂的外圆面的直径。
如图1和图2所示，夹紧执行器10固定设置在输送线1上，夹紧执行器10位于夹爪3的下方，夹爪3位于输送线1的上方。在本实施例中，夹爪3设置两个且两个夹爪3处于与输送线1的输送方向相垂直的同一直线上。夹紧执行器10优选为气缸，夹紧执行器10为水平设置。
如图1和图2所示，输送线1为辊式输送机，输送线1包括输送架12和可旋转的设置于输送架12上的多个辊筒11，辊筒11作旋转运动以输送轮毂，所有辊筒11为沿输送架12的长度方向依次布置，输送架12的输送方向也即输送线1的输送方向，辊筒11的轴线位于水平面内且与输送线1的输送方向相垂直，轮毂放置在辊筒11上。夹爪3的高度大于辊筒11的高度，底部光源9的高度小于辊筒11的高度，底部光源9的上方未设置辊筒11，且底部光源9位于两个夹爪3的连线(该连线也即两个夹爪3所在的同一直线)的中点的下方，在轮毂位于打磨工位后，底部光源9位于轮毂中心的下方。因此，底部光源9安装在夹紧机构下部，且位于轮毂下部，利用背光照明，保证轮毂扇区边线的清晰度。而顶部光源7安装在夹紧机构的上部，可以对轮毂正面(也即轮毂的顶面)进行照明，保证正面图像清晰度。
同时，由于设置了升降机构，升降机构安装在输送线1的上方，根据不同大小的轮毂，升降机构可以用来调整视觉装置的高度，采用同样分辨率相机5的条件下可以提高定位精度，也提高了通用性。而且视觉装置能够由升降机构上下调整高度位置，以拍摄轮毂正面不同高度的平面图像。
轮毂的打磨过程如下：
(1)输送线1将轮毂输送至打磨工位后，夹紧机构对轮毂进行夹紧，使轮毂固定在输送线1的中心处；
(2)升降机构处于初始状态，升降机构不进行动作，相机5处于高度最高的状态，顶部光源7打开，相机5拍照，进行轮形识别；
(3)升降机构控制相机5向下移动，使相机5移动到设定高度位置，顶部光源7处于打开状态，相机5再次对轮毂拍照，采集轮毂顶面图像，进行气门芯定位；
(4)顶部光源7关闭，底部光源9打开，相机5对轮毂再次拍照，进行轮毂扇区边线定位；
(5)将扇区边线角度信息发送给打磨机器人2进行轨迹打磨。
在上述打磨过程中，扇区边线角度是参考点和气门芯之间的连线与基准线之间的夹角，参考点为事先由人工在轮毂上选定的一点，该参考点位于气门芯的扇区区域。在上述步骤(4)中，顶部光源7关闭，底部光源9打开，参考点在相机5对轮毂拍照后采集的图像上的位置是处于明暗交界线上，在该图像上，轮毂上气门芯的扇区区域处于亮区，轮毂其余部位处于暗区。参考点优选选定在明暗交界线的长度方向上的中间位置处。
本发明的汽车车轮轮毂打磨系统，具有如下的优点：
(1)由于使用升降机构调节相机5高度，同样分辨率相机5的条件下提高定位精度；
(2)由于使用轮毂扇区边线进行定位，消除机加前序气门芯加工位置误差造成的影响，使用轮毂扇区边线作为定位角度基准，发送给打磨机器人2进行打磨，打磨轨迹和打磨效果较好。
以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.汽车车轮轮毂打磨系统，包括打磨机器人和用于输送轮毂的输送线，其特征在于：还包括用于采集轮毂顶面图像的视觉装置和用于调节视觉装置的高度的升降机构。
2.根据权利要求1所述的汽车车轮轮毂打磨系统，其特征在于：还包括顶部光源和底部光源，顶部光源和所述视觉装置位于轮毂的上方，底部光源位于轮毂的下方。
3.根据权利要求1或2所述的汽车车轮轮毂打磨系统，其特征在于：所述视觉装置包括相机和设置于相机上的镜头，所述升降机构与相机连接。
4.根据权利要求1至3任一所述的汽车车轮轮毂打磨系统，其特征在于：还包括设置于所述输送线上且用于夹紧轮毂的夹紧机构，轮毂以其轴线与输送方向相垂直的状态放置在输送线上。
5.根据权利要求4所述的汽车车轮轮毂打磨系统，其特征在于：所述夹紧机构包括夹爪和用于控制夹爪沿水平方向进行移动的夹紧执行器，夹爪至少设置两个且所有夹爪相配合用于夹紧轮毂。
6.根据权利要求5所述的汽车车轮轮毂打磨系统，其特征在于：所述夹爪设置两个。
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