CN111055152A - 一种轮毂中心孔加工及测量系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮毂中心孔加工及测量系统，包括：相对设置的第一加工机床及第二加工机床、主控柜、自动搬运机构、吹扫台、测量台、入料辊道、成品出料辊道、废品出料辊道、第一夹紧机构以及升降旋转机构；自动搬运机构用于自动搬运和转移轮毂；入料辊道上方设置有前视觉装置，用于识别轮毂的型号；第一夹紧机构设置于所述的入料辊道的下方用于将轮毂夹紧以及固定圆心；升降旋转机构设置于两条入料辊道之间用于将轮毂顶升旋转以供视觉装置采集图像；吹扫台用于吹落加工后轮毂中心孔内的铝屑；测量台用于检测轮毂中心孔的内径。本发明实现全自动机器人搬运和转移轮毂产品，提高了工作效率，降低人员劳动强度和意外发生的概率。

Description

一种轮毂中心孔加工及测量系统

技术领域

本发明涉及自动化测量系统的技术领域，特别是涉及一种轮毂中心孔加工及测量系统。

背景技术

现轮毂加工区域加工轮毂中心孔及测量都需要人工手动去辅助上下料及检查不同种类进行挑拣，轮毂的搬运及位姿摆正均采用人工，人工成本比较高，动强度大，效率比较低，出错率也比较高；轮毂测量程序的选择由人工选择，出错率高，测量后的测量结果由人工进行判断，存在漏判、误判的风险。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种轮毂中心孔加工及测量系统，可实现轮毂的自动上料、自动加工、自动搬运和自动测量，提高测量效率，降低人工成本。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种轮毂中心孔加工及测量系统，包括：相对设置的第一加工机床及第二加工机床、主控柜、自动搬运机构、吹扫台、测量台、入料辊道、成品出料辊道、废品出料辊道、第一夹紧机构以及升降旋转机构；所述自动搬运机构布置在整个系统的中心，用于自动搬运和转移轮毂；所述入料辊道上方设置有前视觉装置，用于识别轮毂的型号；所述第一夹紧机构设置于所述的入料辊道的下方用于将轮毂夹紧以及固定圆心；所述升降旋转机构设置于两条入料辊道之间用于将轮毂顶升旋转以供所述视觉装置采集图像；所述吹扫台用于吹落加工后轮毂中心孔内的铝屑；所述测量台用于检测轮毂中心孔的内径。

在本发明一个较佳实施例中，所述吹扫台包括第二夹紧机构、设置于第二夹紧机构上的两组翻转气缸以及通过转轴设置于翻转气缸上的用于夹持轮毂的翻转支臂，位于两组所述翻转气缸之间还设置有用于吹落加工后残留在轮毂表面铝屑的吹扫组件。

在本发明一个较佳实施例中，所述吹扫组件包括吹扫顶升气缸、设置于所述吹扫顶升气缸动力输出端的喷头安装板，所述喷头安装板上设置有吹气喷头。

在本发明一个较佳实施例中，所述第一夹紧机构包括底板、设置于所述底板两端的第一光轴固定板、第二光轴固定板及相互平行设置于所述第一光轴固定板、第二光轴固定板之间的第一导向光轴、第二导向光轴，所述第一导向光轴、第二导向光轴上套设有第一夹持杆、第二夹持杆，所述底板上设有第一夹持装置以及第二夹持装置，所述第一夹持装置、第二夹持装置之间通过中心齿轮传动连接，所述第一夹持装置、第二夹持装置用于带动所述第一夹持杆、第二夹持杆沿所述第一导向光轴、第二导向光轴水平方向往返移动，动力源作用于所述第一夹持装置使之产生运动，并能够带动所述第二夹持装置产生联动从而夹紧轮毂。

在本发明一个较佳实施例中，所述第一夹持装置包括设置于底板上的第一导轨、与所述第一导轨滑动连接的第一齿条，所述第一齿条与第一导向轴滑块固定连接，所述第一导向轴滑块与第一夹持杆固定连接并通过第一直线轴承与第一导向光轴滑动连接，所述第一齿条通过第一导轨滑块与所述第一导轨滑动连接，所述第一导向光轴、第二导向光轴上还套设有第三光轴固定板，所述动力源设置于第三光轴固定板上，所述动力源为气缸，所述气缸的动力输出端通过浮动接头与所述第一导向轴滑块固定连接，所述第二夹持装置包括设置于底板上的第二导轨、与所述第二导轨滑动连接的第二齿条，所述第二齿条与第二导向轴滑块固定连接，所述第二导向轴滑块与第二夹持杆固定连接并通过第二直线轴承与第二导向光轴滑动连接，所述第二齿条通过第二导轨滑块与所述第二导轨滑动连接，所述中心齿轮通过齿轮轴设置于底板上并与所述第一齿条、第二齿条相齿合。

在本发明一个较佳实施例中于，所述第一夹持杆、第二夹持杆上分别设置二组用于夹持轮毂的定位装置。

在本发明一个较佳实施例中于，所述升降旋转机构包括光轴限位板、支撑台板、顶升气缸、齿轮旋转组件、凸台支撑板以及凸台定位机构，所述顶升气缸设置于所述光轴限位板上并通过浮动接头与气缸活塞安装板固定连接，所述光轴限位板通过多根导向光轴与所述凸台支撑板固定连接，所述凸台定位机构与所述凸台支撑板转动连接，所述齿轮旋转组件设置于所述凸台定位机构的下方并可带动所述凸台定位机构转动。

在本发明一个较佳实施例中于，所述凸台定位机构包括顶升下圈以及通过多根支撑柱设置于顶升下圈上方的顶升上圈，所述齿轮旋转组件设置于所述顶升下圈的下方，所述齿轮旋转组件包括与所述顶升下圈相连接的星形齿轮、电机齿轮以及步进电机，所述电机齿轮设置于步进电机的动力输出轴上并与所述星形齿轮相齿合，还包括与所述星形齿轮相齿合的编码器齿轮，所述编码器齿轮连接有编码器。

在本发明一个较佳实施例中，所述凸台支撑板上设置有多个支撑滚轮，所述顶升下圈卡设于所述支撑滚轮内并与之转动连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述自动搬运机构包括机器人及自适应夹爪。

本发明的有益效果是：可实现轮毂的自动化识别和测量，可完全实现自动运行，大大提高了轮毂尺寸测量的自动化水平，极大的提高了轮毂的抽检率，极大的降低了人工成本；同时，若结合统计分析软件可实现测量特征的统计分析，可将补偿值反馈给机加工设备进行机加工参数的实时调整， 效率高，节省质量成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明的一种轮毂中心孔加工及测量系统的整体结构示意图；

图2是本发明一种轮毂中心孔加工及测量系统中入料辊道处的结构示意图；

图3是本发明一种轮毂中心孔加工及测量系统中吹扫台的结构示意图；

图4是本发明一种轮毂中心孔加工及测量系统中测量台的结构示意图；

图5是本发明一种轮毂中心孔加工及测量系统中第一夹紧机构的结构示意图；

图6是本发明图5中局部放大示意图；

图7是本发明一种轮毂中心孔加工及测量系统中升降旋转机构的结构示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明一种轮毂中心孔加工及测量系统，包括：相对设置的第一加工机床1及第二加工机床2、主控柜3、自动搬运机构4、吹扫台5、测量台6、入料辊道7、成品出料辊道8、废品出料辊道9、第一夹紧机构10以及升降旋转机构11；自动搬运机构布置在整个系统的中心，用于在各个机构之间自动搬运和转移轮毂；所述入料辊道上方设置有前视觉装置，用于识别轮毂的型号，具体的，前视觉装置为安装在入料辊道四周框架12上的CCD相机（图中未视出），CCD相机相机设置在四周框架的内侧，对轮毂进行拍照以确定轮毂的型号；第一夹紧机构设置于的入料辊道的下方用于将轮毂夹紧以及固定圆心；升降旋转机构设置于两条入料辊道之间用于将轮毂顶升旋转以供CCD相机采集图像；吹扫台用于吹落加工后轮毂中心孔内的铝屑；所述测量台用于检测轮毂中心孔的内径，所述自动搬运机构包括机器人及自适应夹爪。

进一步的，吹扫台5包括第二夹紧机构51、设置于第二夹紧机构上的两组翻转气缸52以及通过转轴设置于翻转气缸上的用于夹持轮毂的翻转支臂53，第二夹紧机构的结构与第一夹紧机构完全相同，以下具体说明，在此不一一赘述，两组翻转气缸可滑动固定在第二夹紧机构的导向光轴上，两组翻转气缸之间的距离可匹配具体的轮毂型号进行调节，位于两组翻转气缸之间还设置有吹扫组件54，其中，吹扫组件包括吹扫顶升气缸541、设置于吹扫顶升气缸动力输出端的喷头安装板542，所述喷头安装板上安装吹气喷头543，用于吹落加工后残留在轮毂表面的铝屑。

进一步的，测量台6上设置有三组用于测量轮毂中心孔尺寸的测量治具61，机器人将吹扫过的轮毂搬运到测量台，测量治具检测加工过的轮毂中心孔的尺寸，对尺寸进行校核。

请参阅图5-6，所述第一夹紧机构10包括：底板101、固定安装于底板两端的第一光轴固定板102、第二光轴固定板103及相互平行设置于第一光轴固定板、第二光轴固定板之间的第一导向光轴104、第二导向光轴105，所述第一导向光轴、第二导向光轴上套设有第一夹持杆106、第二夹持杆107，底板上设有第一夹持装置以及第二夹持装置，第一夹持装置、第二夹持装置之间通过中心齿轮108实现传动连接，第一夹持装置以及第二夹持装置用于带动第一夹持杆、第二夹持杆沿第一导向光轴、第二导向光轴做水平往返运动，动力源1013作用于第一夹持装置使之产生运动，并通过中心齿轮108带动第二夹持装置产生联动，从而夹紧产品。

进一步的，第一夹持装置包括设置于底板上的第一导轨109，通过第一导轨滑块1010与第一导轨滑动连接的第一齿条1011，第一齿条与第一导向轴滑块1012固定连接，所述第一导向轴滑块与第一夹持杆固定连接，第一直线轴承（图中未示出）套设于第一导向轴滑块内，第一导向轴滑块通过第一直线轴承与第一导向光轴实现滑动连接；第二夹持装置包括设置于底板上的第二导轨1014，通过第二导轨滑块（图中未示出）与第二导轨滑动连接的第二齿条1015，第二齿条与第二导向轴滑块1016固定连接，所述第二导向轴滑块与第二夹持杆固定连接，第二直线轴承1017套设于第二导向轴滑块内，第二导向轴滑块通过第二直线轴承与第二导向光轴实现滑动连接。

进一步的，第一导向光轴、第二导向光轴上还套设有第三光轴固定板1018，选用气缸作为动力源，将气缸固定安装于第三光轴固定板上，气缸的动力输出端通过浮动接头1019与第一导向轴滑块固定连接，中心齿轮通过齿轮轴设置于底板上并与第一齿条、第二齿条相齿合，当夹持产品时，气缸的动力输出端回缩，这时第一夹持杆在第一导向轴滑块的带动下沿第一导向光轴靠近第二夹持杆的方向运动，与此同时，第一齿条在第一导向轴滑块的带动下朝靠近第二夹持杆的方向滑动，第一齿条通过中心齿轮的传动作用，带动第二齿条朝靠近第一夹持杆的方向滑动，从而带动第二导向轴滑块上的第二夹持杆朝靠近第一夹持杆的方向运动，第一夹持杆、第二夹持杆相向靠拢运动，使夹持杆上设置的二组夹持产品的定位装置移动至待夹持圆形或方形产品的内部，这时，气缸的动力输出端伸出，从而带动第一夹持杆、第二夹持杆相背向外运动，定位装置夹持和支撑圆形或方形产品；当需要放开产品时，夹紧机构的运动原理与夹持产品时类似，在此不一一赘述。

优选的，能够更好地卡紧待夹紧产品，在第一夹持杆、第二夹持杆上分别设置二组用于夹持产品的定位装置1020。

请参阅图7，所述升降旋转机构11包括：光轴限位板111、支撑台板112、顶升气缸113、齿轮旋转组件、凸台支撑板114以及凸台定位机构115，顶升气缸安装于光轴限位板上并通过浮动接头116与气缸活塞安装板117固定连接，光轴限位板通过多根导向光轴118与凸台支撑板固定连接，凸台定位机构5与凸台支撑板114转动连接，齿轮旋转组件设置于凸台定位机构的下方并可带动凸台定位机构115转动，顶升操作时，启动顶升气缸带动光轴限位板向上运动，光轴限位板上的导向光轴带动凸台支撑板向上运动，从而带动整个凸台定位机构向上运动以承载产品。

进一步的，凸台定位机构115包括顶升下圈1151以及顶升上圈1152，顶升下圈以及顶升上圈之间通过多根支撑柱1153相连接，通常顶升上圈的内径小于顶升下圈的内径，顶升上圈用于承载轮毂或其它环型的产品，并在齿轮旋转组件的带动下做旋转运动。

具体的，齿轮旋转组件包括固定连接在顶升下圈下方的星形齿轮119、电机齿轮1110以及步进电机1111，电机齿轮设置于步进电机的动力输出轴上并与星形齿轮相齿合，在本发明实施例中，还包括星形齿轮相齿合的编码器齿轮1112，编码器齿轮连接有编码器1113，顶升气缸将整个凸台定位机构顶起来，利用星型齿轮与电机齿轮啮合来转动凸台定位机构，然后利用步进电机来计算顶升下圈的旋转速度和角度，再通过编码器将顶升下圈的旋转速度和角度传送给主控柜，提高了工作效率，实现智能化无人操作。

在本发明实施例中，凸台支撑板上设置3~4个支撑滚轮1114，顶升下圈卡设于支撑滚轮内并可在星形齿轮的带动下做旋转运动。

进一步的，支撑台板上设置有直线轴承1115，导向光轴的底端与光轴限位板固定连接，顶端穿设于直线轴承内并与凸台支撑板固定连接，导向光轴和直线轴承配合起到顶升导向的作用。

本发明操作流程为：入料辊道开始传输轮毂，在入料辊道上安装有传感器，当轮毂到达上料位时触发传感器，入料辊道停止运行，第一夹紧机构设置于入料辊道的下方用于将轮毂夹紧以及固定圆心，升降旋转机构将轮毂顶升旋转以供CCD相机采集图像，并将采集的图像信息发送至主控柜，机器人带动夹爪运动至入料辊道上方抓取轮毂A至第一加工机床中，机器人返回原位，第一加工机床对轮毂A的正面进行加工，机器人带动夹爪至入料辊道上方抓取轮毂B至第一加工机床旁, 轮毂A的正面加工完成后，取出并放入轮毂B至第一加工机床中加工正面，机器人抓取轮毂A至吹扫台对轮毂A进行翻转吹扫后转运至测量台，测量台测量轮毂A正面的轴孔内径，机器人抓取轮毂A运送至第二加工机床对轮毂A的反面进行加工，待轮毂A的反面加工完成后，机器人抓取轮毂A至吹扫台对轮毂A进行翻转吹扫后转运至测量台，测量台测量轮毂A反面的轴孔内径，检测合格的产品，机器人运载至成品出料辊道，检测不合格的产品，机器人运载至废品出料辊道，以此循环完成对轮毂B、轮毂C等的加工检测流程。

本发明一种轮毂中心孔加工及测量系统的有益效果是：可实现轮毂的自动化识别和测量，可完全实现自动运行，大大提高了轮毂尺寸测量的自动化水平，极大的提高了轮毂的抽检率，极大的降低了人工成本；同时，若结合统计分析软件可实现测量特征的统计分析，可将补偿值反馈给机加工设备进行机加工参数的实时调整，节省质量成本。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种轮毂中心孔加工及测量系统，其特征在于，包括：相对设置的第一加工机床及第二加工机床、主控柜、自动搬运机构、吹扫台、测量台、入料辊道、成品出料辊道、废品出料辊道、第一夹紧机构以及升降旋转机构；所述自动搬运机构布置在整个系统的中心，用于自动搬运和转移轮毂；所述入料辊道上方设置有前视觉装置，用于识别轮毂的型号；所述第一夹紧机构设置于所述的入料辊道的下方用于将轮毂夹紧以及固定圆心；所述升降旋转机构设置于两条入料辊道之间用于将轮毂顶升旋转以供所述视觉装置采集图像；所述吹扫台用于吹落加工后轮毂中心孔内的铝屑；所述测量台用于检测轮毂中心孔的内径。

2.根据权利要求1所述的一种轮毂中心孔加工及测量系统，其特征在于，所述吹扫台包括第二夹紧机构、设置于第二夹紧机构上的两组翻转气缸以及通过转轴设置于翻转气缸上的用于夹持轮毂的翻转支臂，位于两组所述翻转气缸之间还设置有用于吹落加工后残留在轮毂表面铝屑的吹扫组件。

3.根据权利要求2所述的一种轮毂中心孔加工及测量系统，其特征在于，所述吹扫组件包括吹扫顶升气缸、设置于所述吹扫顶升气缸动力输出端的喷头安装板，所述喷头安装板上设置有吹气喷头。

4.根据权利要求2所述的一种轮毂中心孔加工及测量系统，其特征在于，所述第一夹紧机构包括底板、设置于所述底板两端的第一光轴固定板、第二光轴固定板及相互平行设置于所述第一光轴固定板、第二光轴固定板之间的第一导向光轴、第二导向光轴，所述第一导向光轴、第二导向光轴上套设有第一夹持杆、第二夹持杆，所述底板上设有第一夹持装置以及第二夹持装置，所述第一夹持装置、第二夹持装置之间通过中心齿轮传动连接，所述第一夹持装置、第二夹持装置用于带动所述第一夹持杆、第二夹持杆沿所述第一导向光轴、第二导向光轴水平方向往返移动，动力源作用于所述第一夹持装置使之产生运动，并能够带动所述第二夹持装置产生联动从而夹紧轮毂。

5.根据权利要求4所述的一种轮毂中心孔加工及测量系统，其特征在于，所述第一夹持装置包括设置于底板上的第一导轨、与所述第一导轨滑动连接的第一齿条，所述第一齿条与第一导向轴滑块固定连接，所述第一导向轴滑块与第一夹持杆固定连接并通过第一直线轴承与第一导向光轴滑动连接，所述第一齿条通过第一导轨滑块与所述第一导轨滑动连接，所述第一导向光轴、第二导向光轴上还套设有第三光轴固定板，所述动力源设置于第三光轴固定板上，所述动力源为气缸，所述气缸的动力输出端通过浮动接头与所述第一导向轴滑块固定连接，所述第二夹持装置包括设置于底板上的第二导轨、与所述第二导轨滑动连接的第二齿条，所述第二齿条与第二导向轴滑块固定连接，所述第二导向轴滑块与第二夹持杆固定连接并通过第二直线轴承与第二导向光轴滑动连接，所述第二齿条通过第二导轨滑块与所述第二导轨滑动连接，所述中心齿轮通过齿轮轴设置于底板上并与所述第一齿条、第二齿条相齿合。

6.根据权利要求5所述的一种轮毂中心孔加工及测量系统，其特征在于，所述第一夹持杆、第二夹持杆上分别设置二组用于夹持轮毂的定位装置。

7.根据权利要求1所述的一种轮毂中心孔加工及测量系统，其特征在于，所述升降旋转机构包括光轴限位板、支撑台板、顶升气缸、齿轮旋转组件、凸台支撑板以及凸台定位机构，所述顶升气缸设置于所述光轴限位板上并通过浮动接头与气缸活塞安装板固定连接，所述光轴限位板通过多根导向光轴与所述凸台支撑板固定连接，所述凸台定位机构与所述凸台支撑板转动连接，所述齿轮旋转组件设置于所述凸台定位机构的下方并可带动所述凸台定位机构转动。

8.根据权利要求7所述的一种轮毂中心孔加工及测量系统，其特征在于，所述凸台定位机构包括顶升下圈以及通过多根支撑柱设置于顶升下圈上方的顶升上圈，所述齿轮旋转组件设置于所述顶升下圈的下方，所述齿轮旋转组件包括与所述顶升下圈相连接的星形齿轮、电机齿轮以及步进电机，所述电机齿轮设置于步进电机的动力输出轴上并与所述星形齿轮相齿合，还包括与所述星形齿轮相齿合的编码器齿轮，所述编码器齿轮连接有编码器。

9.根据权利要求8所述的一种轮毂中心孔加工及测量系统，其特征在于，所述凸台支撑板上设置有多个支撑滚轮，所述顶升下圈卡设于所述支撑滚轮内并与之转动连接。

10.根据权利要求1所述的一种轮毂中心孔加工及测量系统，其特征在于，所述自动搬运机构包括机器人及自适应夹爪。

Images