CN111300062A - 一种铝合金轮毂矫形车基面气门芯孔智能加工系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝合金轮毂矫形车基面气门芯孔智能加工系统，包括：转盘机构以及围绕所述转盘机构外围设置的轮毂搬运机构、轮毂矫形机构、轮毂车基面机构及气门芯打孔机构，转盘机构上设置有多个定心工位，轮毂搬运机构用于上下料，转盘机构旋转以带动所述定心工位上的待加工轮毂依次经过所述轮毂矫形机构、轮毂车基面机构以及气门芯打孔机构；气门芯打孔机构包括视觉识别装置及钻孔机构，视觉识别装置用于采集轮毂位置数据并传输至PLC控制系统，PLC控制系统控制钻孔机构钻孔。本发明可以实现轮毂在各工位快速切换，按照工艺流程完成轮毂的加工，从而解决目前生产工艺中工件快速轮转加工，工序集中加工自动化，提高了工作效率。

Description

一种铝合金轮毂矫形车基面气门芯孔智能加工系统

技术领域

本发明涉及轮毂加工制造系统的技术领域，特别是涉及一种铝合金轮毂矫形车基面气门芯孔智能加工系统。

背景技术

目前轮毂行业里，产品的自动化生产水平还是比较低的，很多生产、加工、组装及检测都是需要人工来完成，现有技术中，铝合金轮毂的矫形车基面打气门孔就是通过人工上下料来完成的，轮毂的加工工艺是矫形、车基面和打气门芯孔顺序完成，目前普遍采用的加工工艺方式是，人工拿着轮毂上料到矫形工位，矫形后人工下料到料框，由其他操作人员搬运到车基面工位，人工上料到设备，完成车基面工序后同样由人工搬运到气门芯孔工位进行加工，此加工工艺流程复杂，效率较低，如果要实现智能自动化，智能效率是关键的一个环节，这个环节如果仍旧是半自动的方式，就仍然会受到人工操作的限制，就无法真正实现产线自动化，再加上目前人力成本不断提高，机器换人的需求越来越紧迫。

目前也有很多公司在研究如何实现自动化工艺流程，由人工上下料改为机械手上下料，物流方式改为输送线形式，整体实现了自动化，但是增加了物流产线，增大了厂区占地面积，产线上易混料，对设备造成损坏，还需增加其他识别设备进行分拣，输送到对应设备加工，这样增加了改造成本，维护也比较困难，基于以上几个难点，急需做出更加完善、智能化的适合铝合金轮毂加工的设备。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种铝合金轮毂矫形车基面气门芯孔智能加工系统，采用集成一体式的设备结构，根据轮毂是圆形这一结构特点，整体采用转盘四工位结构，实现轮毂在各工位快速切换和加工，提高了工作效率，降低人员劳动强度和意外发生的概率。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：一种铝合金轮毂矫形车基面气门芯孔智能加工系统，包括：转盘机构以及围绕所述转盘机构外围设置的轮毂搬运机构、轮毂矫形机构、轮毂车基面机构及气门芯打孔机构，所述转盘机构上设置有多个定心工位，所述轮毂搬运机构用于将轮毂输送线上的待加工轮毂搬运至上料工位的定心工位上或用于将下料工位上加工完成的轮毂搬运至所述轮毂输送线上；所述转盘机构旋转以带动所述定心工位上的待加工轮毂依次经过所述轮毂矫形机构、轮毂车基面机构以及气门芯打孔机构；所述气门芯打孔机构包括视觉识别装置及钻孔机构，所述视觉识别装置用于采集轮毂位置数据并传输至PLC控制系统，所述PLC控制系统将轮毂具体坐标以及角度数值传送至所述给钻孔机构对所述待加工的轮毂进行钻孔。

在本发明一个较佳实施例中，所述轮毂搬运机构包括搬运支架、设置于搬运支架上方的凸轮分割器，所述凸轮分割器的上方设置有升降气缸支架，所述升降气缸支架上设置有搬运夹手机构，所述搬运夹手机构包括滑动设置于所述升降气缸支架两侧的上料夹手机构以及下料夹手机构，所述升降气缸支架上设置有驱动所述上料夹手机构及下料夹手机构上、下运动的升降气缸。

在本发明一个较佳实施例中，所述升降气缸支架的两侧分别设置有两组升降直线导轨，所述上料夹手机构及下料夹手机构分别与所述升降直线导轨滑动连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述上料夹手机构及下料夹手机构的结构相同，包括夹手连接板、平行开闭气爪、搬运手臂以及设置于搬运手臂前端用于抓取轮毂的搬运手爪，所述平行开闭气爪设置于夹手连接板上，所述搬运手臂分别设置于闭气爪的两端并与夹手连接板上设置的夹紧导轨滑动连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述升降气缸设置于所述升降气缸支架内，所述升降气缸的动力输出端通过气缸连接板与所述夹手连接板固定连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述轮毂矫形机构包括设置于转盘外侧的设备机架、多根导向柱以及设置于导向柱下方的矫形压板，所述设备机架上设置有驱动所述矫形压板压紧待加工轮毂的保压机构。

在本发明一个较佳实施例中，所述保压机构为伺服液压缸。

在本发明一个较佳实施例中，所述轮毂车基面机构包括设置于车铣设备上用于加工轮毂底面的基面车刀以及罩设于待加工轮毂上方的保护罩。

在本发明一个较佳实施例中，所述气门芯打孔机构还包括压紧机构，所述压紧机构包括压紧气缸、设置于压紧气缸两侧的导柱及设置于压紧气缸动力输出轴端的压板。

在本发明一个较佳实施例中，所述钻孔机构包括钻孔电机、设置于钻孔电机上的多组钻头以及驱动所述钻孔机构上、下运动的垂直直线模组、驱动所述钻孔机构左、右平移运动的水平直线模组。

本发明的有益效果是：采用多工位形式实现轮毂矫形加工操作，能够实现工艺顺序流转，最大化节约空间及效率，减轻工作强度，节约成本；将轮毂加工工艺按照共同性完成轮毂定位，能够实现相似工位轮毂定心固定，工装模块化生产；利用PLC控制系统兼容性，能够进行信号控制准确获悉轮毂在输送线上的位置以及轮毂自动上下料、轮毂各工位旋转结构的准确切换、自动对轮毂定心定位，自动完成轮毂车基面加工，自动化程度高。

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是本发明的一种铝合金轮毂矫形车基面气门芯孔智能加工系统的整体结构示意图；

图2是本发明中轮毂搬运机构的结构示意图；

图3是本发明中轮毂搬运机构中上料夹手机构或下料夹手机构的结构图；

图4是本发明中轮毂矫形机构的结构示意图；

图5是本发明中轮毂车基面机构的结构示意图；

图6是本发明中气门芯打孔机构的结构示意图；

图7是本发明中转盘机构的结构示意图；

图8是本发明一种铝合金轮毂矫形车基面气门芯孔智能加工系统的动作流程图。

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、图7和图8，本发明一种铝合金轮毂矫形车基面气门芯孔智能加工系统，包括：转盘机构1以及围绕转盘机构外围设置的轮毂搬运机构2、轮毂矫形机构3、轮毂车基面机构4及气门芯打孔机构5，转盘机构上设置有多个定心工位11，每个定心工位采用定心固定夹具内撑轮毂进行定心，实现轮毂的固定，轮毂搬运机构用于将轮毂输送线6上的待加工轮毂搬运至上料工位处的定心工位上或用于将下料工位上加工完成的轮毂搬运至轮毂输送线上；转盘机构旋转以带动定心工位上的待加工轮毂依次经过所述轮毂矫形机构、轮毂车基面机构以及气门芯打孔机构，在一个具体的实施例中，转盘机构包括安装在设备底座12上的转盘13，转盘采用四工位结构，可以根据加工工艺流程设置四个旋转角度，四个角度分别对应轮毂上下料工位，轮毂矫形工位，轮毂车基面工位，轮毂气门芯打孔工位，转盘也是负责按照一定速度向同一方向旋转固定角度90°，当轮毂从上料位转到矫形工位时停止，进行矫形，矫形后转盘继续旋转90度到车基面工位，车基面完成后转盘继续旋转到气门孔打孔工位进行钻孔，完成这三到工序后转盘旋转到上料位置（上料位即是下料位），轮毂搬运机构在下料同时完成上料，顺序完成，能够保证四工位上都会有等待加工的轮毂，加工工序集中，自动化程度高。

需要说明的是，转盘旋转方式不仅限于伺服分度盘，普通旋转多工位加工形式或直线工位顺序加工的形式均落入本发明保护范围内。

请参阅图2-3，轮毂搬运机构2包括搬运支架21、设置于搬运支架上方的凸轮分割器22，凸轮分割器的上方设置有升降气缸支架23，升降气缸支架上设置有搬运夹手机构，搬运夹手机构包括滑动设置于升降气缸支架两侧的上料夹手机构24以及下料夹手机构25，升降气缸支架上设置有驱动上料夹手机构及下料夹手机构上、下运动的升降气缸26，凸轮分割器用于驱动搬运夹手机构旋转以抓取待加工的轮毂往返上、下料工位以及轮毂输送线之间，轮毂输送线负责按照一定速度自动输送轮毂，当轮毂到达输送线指定位置时，输送线停止，轮毂搬运机构从输送线上搬运轮毂到转盘机构的上料工位，同时，转盘机构上下料工位上加工完成的轮毂被搬运到输送线上。

具体的，升降气缸支架的两侧分别设置有两组升降直线导轨27，上料夹手机构及下料夹手机构分别与升降直线导轨滑动连接，其中，上料夹手机构及下料夹手机构的结构相同，包括夹手连接板241、平行开闭气爪242、搬运手臂243以及设置于搬运手臂前端用于抓取轮毂的搬运手爪244，平行开闭气爪设置于夹手连接板上，搬运手臂分别设置于闭气爪的两端并与夹手连接板上设置的夹紧导轨245滑动连接，进一步的，升降气缸设置于升降气缸支架内，升降气缸的动力输出端通过气缸连接板28与夹手连接板固定连接。

请参阅图4，具体的，轮毂矫形机构3包括设置于转盘外侧的设备机架31、多根导向柱2以及设置于导向柱下方的矫形压板33，设备机架上设置有驱动所述矫形压板压紧待加工轮毂的保压机构，在具体的一个实施例中，保压机构为伺服液压缸，在本发明中，轮毂矫形机构采用液压缸根据当前轮毂型号信息对应液压压力及行程进行压力矫形，保压压紧轮毂对应时间，实现轮毂矫形完成。

针对于本发明，轮毂矫形的形式不局限于伺服液压缸，凡是对轮毂加压并保持一定时间及压力的自动矫形形式，均落入本发明保护范围内。

请参阅图5，轮毂车基面机构4包括设置于车铣设备41上用于加工轮毂底面的基面车刀42以及罩设于待加工轮毂上方的保护罩43，轮毂车基面机构采用车刀根据当前轮毂型号信息对轮毂底面进行加工，车出轮毂基础平面，轮毂上方设置的保护罩，可以防止轮毂转动时伤到操作者。

请参阅图6，气门芯打孔机构5包括视觉识别装置及钻孔机构，视觉识别装置包括凸台相机组件51和厚度相机组件52，分别由相机和光源组成，位于待加孔轮毂上方，用来对到达钻孔指定位置的轮毂进行拍照，计算出轮毂气门芯凸台的具体坐标以及角度数值并传输至PLC控制系统，通过PLC控制系统发送给钻孔机构，钻孔机构根据数据值对轮毂进行钻孔操作。

具体的，钻孔机构包括钻孔电机53、设置于钻孔电机上的多组钻头54以及驱动所述钻孔机构上、下运动的垂直直线模组55、驱动所述钻孔机构左、右平移运动的水平直线模组56。

气门芯打孔机构还包括用于定位轮毂的压紧机构，压紧机构包括压紧气缸57、设置于压紧气缸两侧的导柱58及设置于压紧气缸动力输出轴端的压板59。

本发明一种铝合金轮毂矫形车基面气门芯孔智能加工系统的有益效果是：采用多工位形式实现轮毂矫形加工操作，能够实现工艺顺序流转，最大化节约空间及效率，减轻工作强度，节约成本；将轮毂加工工艺按照共同性完成轮毂定位，能够实现相似工位轮毂定心固定，工装模块化生产；利用PLC控制系统兼容性，能够进行信号控制准确获悉轮毂在输送线上的位置以及轮毂自动上下料、轮毂各工位旋转结构的准确切换、自动对轮毂定心定位，自动完成轮毂车基面加工，自动化程度高。

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)

1.一种铝合金轮毂矫形车基面气门芯孔智能加工系统，其特征在于，包括：转盘机构以及围绕所述转盘机构外围设置的轮毂搬运机构、轮毂矫形机构、轮毂车基面机构及气门芯打孔机构，所述转盘机构上设置有多个定心工位，所述轮毂搬运机构用于将轮毂输送线上的待加工轮毂搬运至上料工位的定心工位上或用于将下料工位上加工完成的轮毂搬运至所述轮毂输送线上；所述转盘机构旋转以带动所述定心工位上的待加工轮毂依次经过所述轮毂矫形机构、轮毂车基面机构以及气门芯打孔机构；所述气门芯打孔机构包括视觉识别装置及钻孔机构，所述视觉识别装置用于采集轮毂位置数据并传输至PLC控制系统，所述PLC控制系统将轮毂具体坐标以及角度数值传送至所述给钻孔机构对所述待加工的轮毂进行钻孔。

2.根据权利要求1所述的一种铝合金轮毂矫形车基面气门芯孔智能加工系统，其特征在于，所述轮毂搬运机构包括搬运支架、设置于搬运支架上方的凸轮分割器，所述凸轮分割器的上方设置有升降气缸支架，所述升降气缸支架上设置有搬运夹手机构，所述搬运夹手机构包括滑动设置于所述升降气缸支架两侧的上料夹手机构以及下料夹手机构，所述升降气缸支架上设置有驱动所述上料夹手机构及下料夹手机构上、下运动的升降气缸。

3.根据权利要求2所述的一种铝合金轮毂矫形车基面气门芯孔智能加工系统，其特征在于，所述升降气缸支架的两侧分别设置有两组升降直线导轨，所述上料夹手机构及下料夹手机构分别与所述升降直线导轨滑动连接。

4.根据权利要求3所述的一种铝合金轮毂矫形车基面气门芯孔智能加工系统，其特征在于，所述上料夹手机构及下料夹手机构的结构相同，包括夹手连接板、平行开闭气爪、搬运手臂以及设置于搬运手臂前端用于抓取轮毂的搬运手爪，所述平行开闭气爪设置于夹手连接板上，所述搬运手臂分别设置于闭气爪的两端并与夹手连接板上设置的夹紧导轨滑动连接。

5.根据权利要求4所述的一种铝合金轮毂矫形车基面气门芯孔智能加工系统，其特征在于，所述升降气缸设置于所述升降气缸支架内，所述升降气缸的动力输出端通过气缸连接板与所述夹手连接板固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种铝合金轮毂矫形车基面气门芯孔智能加工系统，其特征在于，所述轮毂矫形机构包括设置于转盘外侧的设备机架、多根导向柱以及设置于导向柱下方的矫形压板，所述设备机架上设置有驱动所述矫形压板压紧待加工轮毂的保压机构。

7.根据权利要求6所述的一种铝合金轮毂矫形车基面气门芯孔智能加工系统，其特征在于，所述保压机构为伺服液压缸。

8.根据权利要求1所述的一种铝合金轮毂矫形车基面气门芯孔智能加工系统，其特征在于，所述轮毂车基面机构包括设置于车铣设备上用于加工轮毂底面的基面车刀以及罩设于待加工轮毂上方的保护罩。

9.根据权利要求1所述的一种铝合金轮毂矫形车基面气门芯孔智能加工系统，其特征在于，所述气门芯打孔机构还包括压紧机构，所述压紧机构包括压紧气缸、设置于压紧气缸两侧的导柱及设置于压紧气缸动力输出轴端的压板。

10.根据权利要求9所述的一种铝合金轮毂矫形车基面气门芯孔智能加工系统，其特征在于，所述钻孔机构包括钻孔电机、设置于钻孔电机上的多组钻头以及驱动所述钻孔机构上、下运动的垂直直线模组、驱动所述钻孔机构左、右平移运动的水平直线模组。

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