CN117103120B - 用于车轮加工的夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于车轮加工技术领域，提供了用于车轮加工的夹具，包括底座、U形架和一对夹持架，还包括：车轮支撑机构，车轮支撑机构安装在U形架上，用于对车轮进行不同高度的支撑；双目摄像头和控制模块，底座的一端固定安装有第一安装座，双目摄像头和控制模块固定安装在第一安装座上，用于对车轮进行双目拍摄与宽度识别，对车轮支撑机构进行支撑高度调节；夹持翻转机构，夹持翻转机构与一对夹持架传动连接，用于带动一对夹持架活动夹持与翻转。能够对车轮进行双目拍摄与宽度识别，根据识别的车轮宽度，通过车轮支撑机构进行支撑高度调节，使得一对夹持架准确夹持在车轮轮毂的中间位置，提高加工精度，避免加工偏差。

Description

用于车轮加工的夹具
技术领域
本发明属于车轮加工技术领域，尤其涉及用于车轮加工的夹具。
背景技术
车轮，是车辆组成的关键结构，承受着车辆行驶过程中来自路面、车身的复杂作用力，车轮的加工质量及加工能力，是影响车轮及车辆整体性能的重要因素。车轮的加工过程中，需要使用车轮加工夹具，对车轮轮毂的外周进行夹持固定，为了方便对不同尺寸的车轮进行外周的夹持固定，需要提高车轮加工夹具的通用性。
现有的车轮加工夹具，不能够根据不同车轮轮毂的宽度进行精确的夹持位置调节，无法准确的夹持在车轮轮毂的中间位置，在按照固定的程序进行打磨、喷涂等加工过程中，容易造成加工位置的偏差，尤其是车轮轮毂翻转之后偏差更大，导致加工的车轮不符合要求。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供用于车轮加工的夹具，旨在解决现有技术中的问题。
本发明实施例是这样实现的：
用于车轮加工的夹具，包括底座、U形架和一对夹持架，所述底座中转动安装有平行设置的第一蜗杆和第二蜗杆，所述第一蜗杆的一端与第一电机的输出端连接，所述第二蜗杆的一端与第二电机的输出端连接，所述底座上开有通槽，所述通槽中滑动安装有滑动架，所述滑动架的一端转动安装有连接轴，所述连接轴上固定安装有第一蜗轮，所述第一蜗轮与第一蜗杆和第二蜗杆啮合传动，所述连接轴的一端与U形架固定连接，一对所述夹持架活动安装在U形架的两端，所述用于车轮加工的夹具还包括：
车轮支撑机构，所述车轮支撑机构安装在U形架上，用于对车轮进行不同高度的支撑；
双目摄像头和控制模块，所述底座的一端固定安装有第一安装座，所述双目摄像头和所述控制模块固定安装在第一安装座上，用于对车轮进行双目拍摄与宽度识别，对所述车轮支撑机构进行支撑高度调节；
夹持翻转机构，所述夹持翻转机构与一对夹持架传动连接，用于带动一对所述夹持架活动夹持与翻转。
优选的，所述车轮支撑机构具体包括：
第二安装座，所述第二安装座固定安装在U形架上；
第一电动推杆，所述第一电动推杆设置有多个，多个所述第一电动推杆固定安装在第二安装座上；
支撑环，所述支撑环固定安装在多个第一电动推杆的输出端。
优选的，所述对车轮进行双目拍摄与宽度识别，对所述车轮支撑机构进行支撑高度调节具体包括以下步骤：
双目摄像头对车轮进行双目拍摄，获取双目拍摄数据，并将所述双目拍摄数据发送至控制模块；
控制模块对所述双目拍摄数据进行识别分析，确定车轮宽度；
控制模块根据所述车轮宽度，计算支撑高度；
控制模块根据所述支撑高度，生成支撑调节信号，并将所述支撑调节信号发送至多个所述第一电动推杆。
优选的，所述夹持翻转机构具体包括：
第二电动推杆，所述第二电动推杆设置有一对，一对所述第二电动推杆转动安装在U形架的两端，一对所述第二电动推杆的输出端与一对夹持架固定连接；
第二蜗轮，所述第二蜗轮设置有一对，一对所述第二蜗轮固定安装在一对第二电动推杆的一端；
第三蜗杆，所述第三蜗杆设置有一对，所述U形架的两端安装有一对第一安装座，一对所述第三蜗杆转动安装在一对第一安装座上，一对所述第三蜗杆与一对第二蜗轮啮合传动，一对所述第三蜗杆的一端与一对第三电机的输出端连接。
优选的，所述底座上设置有向通槽倾斜的斜面，所述滑动架的两侧安装有多个安装耳，多个所述安装耳的两侧固定安装有刷柄，多个所述刷柄的底部安装有刷头。
优选的，所述夹持架上安装有缓冲垫。
优选的，所述连接轴的一端转动安装有连接环，所述连接环设置在第一蜗轮和U形架之间。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过对车轮进行双目拍摄与宽度识别，确定车轮宽度，对车轮支撑机构进行支撑高度调节，使得一对夹持架精确夹持在车轮轮毂的中间位置，从而能够在按照固定的程序进行打磨、喷涂等加工过程中，避免加工位置的偏差，有效提高车轮加工的精度；
2、本发明通过第一蜗杆、第二蜗杆和第一蜗轮之间的传动配合，能够带动U形架进行移动与转动，既方便车轮轮毂在不同加工工位之间的转移，还能够在打磨、喷涂过程中带动车轮轮毂自转，提高打磨和喷涂的均匀性；
3、本发明通过夹持翻转机构带动一对夹持架活动夹持与翻转，实现对车轮轮毂的自动夹持与翻转，在翻转过程中能够使得打磨的废屑自动掉落，通过斜面与通槽将废屑的自动排出，并且在不同加工工位之间转移的过程中，带动刷头进行刷动，进一步提高废屑清除的效果。
附图说明
图1为本发明实施例提供的用于车轮加工的夹具的立体结构图；
图2为本发明实施例提供的部分结构的立体结构图；
图3为本发明实施例提供的用于车轮加工的夹具的剖视图；
图4为本发明实施例提供的刷柄和刷头的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的U形架的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的滑动架和第一蜗轮的连接结构图；
图7为本发明实施例提供的车轮支撑机构的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的夹持翻转机构的安装示意图。
附图中：1-底座；11-斜面；12-通槽；13-第一安装座；21-双目摄像头；22-控制模块；3-U形架；31-安装架；32-连接轴；4-第一蜗轮；41-连接环；51-第一蜗杆；511-第一电机；52-第二蜗杆；521-第二电机；6-滑动架；61-安装耳；7-支撑环；71-第一电动推杆；72-第二安装座；8-夹持架；81-第二电动推杆；82-第二蜗轮；83-第三蜗杆；84-第三电机；85-缓冲垫；9-刷柄；91-刷头。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
在本发明的一个实施例中，如图1、图2、图5和图8所示：
用于车轮加工的夹具，包括底座1、U形架3和一对夹持架8，所述底座1中转动安装有平行设置的第一蜗杆51和第二蜗杆52，所述第一蜗杆51的一端与第一电机511的输出端连接，所述第二蜗杆52的一端与第二电机521的输出端连接，所述底座1上开有通槽12，所述通槽12中滑动安装有滑动架6，所述滑动架6的一端转动安装有连接轴32，所述连接轴32上固定安装有第一蜗轮4，所述第一蜗轮4与第一蜗杆51和第二蜗杆52啮合传动，所述连接轴32的一端与U形架3固定连接，一对所述夹持架8活动安装在U形架3的两端，所述用于车轮加工的夹具还包括：
车轮支撑机构，所述车轮支撑机构安装在U形架3上，用于对车轮进行不同高度的支撑；
双目摄像头21和控制模块22，所述底座1的一端固定安装有第一安装座13，所述双目摄像头21和所述控制模块22固定安装在第一安装座13上，用于对车轮进行双目拍摄与宽度识别，对所述车轮支撑机构进行支撑高度调节；
夹持翻转机构，所述夹持翻转机构与一对夹持架8传动连接，用于带动一对所述夹持架8活动夹持与翻转。
在本发明的一个实施例中，底座1上转动安装有平行设置的第一蜗杆51和第二蜗杆52，第一蜗杆51和第二蜗杆52设置为一对参数相同的蜗杆，且第一蜗杆51和第二蜗杆52的右端分别与第一电机511和第二电机521的输出端传动连接，底座1的中部开有与第一蜗杆51和第二蜗杆52轴心平行的通槽12，滑动架6的底部滑动安装在通槽12中，滑动架6的顶部转动安装有连接轴32，连接轴32的顶部固定安装有第一蜗轮4和U形架3，第一蜗轮4设置在第一蜗杆51与第二蜗杆52之间，且第一蜗轮4与第一蜗杆51和第二蜗杆52啮合传动，U形架3的两端通过夹持翻转机构活动安装有一对夹持架8，U形架3的中部安装有车轮支撑机构，底座1的左端固定安装有第一安装座13，第一安装座13上固定安装有双目摄像头21和控制模块22。
工作时，第一蜗轮4和U形架3的初始位置在底座1上部的左端，为打磨加工工位，工作人员或机械臂可以将待加工的车轮轮毂放置在车轮支撑机构上，双目摄像头21对放置的车轮轮毂进行拍摄之后，控制模块22进行车轮轮毂的宽度识别，根据宽度识别结果，对车轮支撑机构进行支撑高度调节，车轮支撑机构对车轮轮毂进行支撑升降，使得车轮轮毂中部的高度与一对夹持架8的高度一致，夹持翻转机构带动一对夹持架8将车轮轮毂外围的中部进行精确的夹持固定，之后，车轮支撑机构向下收缩，此时，开始对夹持固定的车轮轮毂进行上侧的打磨加工，并在打磨加工的过程中，第一电机511和第二电机521带动第一蜗杆51和第二蜗杆52同速反向转动，带动第一蜗轮4转动，第一蜗轮4通过连接轴32带动U形架3转动，U形架3通过一对夹持架8带动车轮轮毂转动，提高打磨加工的工作效率，完成上侧的打磨加工之后，夹持翻转机构带动一对夹持架8翻转180°，一对夹持架8带动夹持固定的车轮轮毂翻转180°，再对夹持固定的车轮轮毂进行另一侧的打磨加工，同样的，第一电机511和第二电机521带动第一蜗杆51和第二蜗杆52同速反向转动，使得U形架3通过一对夹持架8带动车轮轮毂转动，不仅提高打磨加工的工作效率，还使得打磨更加均匀，完成对车轮轮毂两侧的打磨之后，再对车轮轮毂进行翻转与清理；之后，通过第一电机511和第二电机521带动第一蜗杆51和第二蜗杆52同速同向转动，在滑动架6的滑动配合下，带动第一蜗轮4向右移动，第一蜗轮4通过连接轴32带动U形架3向右移动，U形架3通过一对夹持架8带动车轮轮毂向右移动，直至移动至右端的喷涂加工工位，开始对车轮轮毂进行喷涂加工，此时，第一电机511和第二电机521再带动第一蜗杆51和第二蜗杆52同速反向转动，带动第一蜗轮4转动，第一蜗轮4通过连接轴32带动U形架3转动，U形架3通过一对夹持架8带动车轮轮毂转动，使得车轮轮毂的上侧被均匀喷涂，完成上侧的喷涂加工之后，夹持翻转机构带动一对夹持架8翻转180°，一对夹持架8带动夹持固定的车轮轮毂翻转180°，再对夹持固定的车轮轮毂进行另一侧的喷涂加工，同样的，第一电机511和第二电机521带动第一蜗杆51和第二蜗杆52同速反向转动，使得U形架3通过一对夹持架8带动车轮轮毂转动，车轮轮毂的另一侧被均匀喷涂，最后将完成打磨、喷涂加工的车轮轮毂取下。
在本发明的又一个实施例中，如图1至图8所示：
所述车轮支撑机构具体包括：
第二安装座72，所述第二安装座72固定安装在U形架3上；
第一电动推杆71，所述第一电动推杆71设置有多个，多个所述第一电动推杆71固定安装在第二安装座72上；
支撑环7，所述支撑环7固定安装在多个第一电动推杆71的输出端。
所述对车轮进行双目拍摄与宽度识别，对所述车轮支撑机构进行支撑高度调节具体包括以下步骤：
双目摄像头21对车轮进行双目拍摄，获取双目拍摄数据，并将所述双目拍摄数据发送至控制模块22；
控制模块22对所述双目拍摄数据进行识别分析，确定车轮宽度；
控制模块22根据所述车轮宽度，计算支撑高度；
控制模块22根据所述支撑高度，生成支撑调节信号，并将所述支撑调节信号发送至多个所述第一电动推杆71。
所述夹持翻转机构具体包括：
第二电动推杆81，所述第二电动推杆81设置有一对，一对所述第二电动推杆81转动安装在U形架3的两端，一对所述第二电动推杆81的输出端与一对夹持架8固定连接；
第二蜗轮82，所述第二蜗轮82设置有一对，一对所述第二蜗轮82固定安装在一对第二电动推杆81的一端；
第三蜗杆83，所述第三蜗杆83设置有一对，所述U形架3的两端安装有一对第一安装座13，一对所述第三蜗杆83转动安装在一对第一安装座13上，一对所述第三蜗杆83与一对第二蜗轮82啮合传动，一对所述第三蜗杆83的一端与一对第三电机84的输出端连接。
所述底座1上设置有向通槽12倾斜的斜面11，所述滑动架6的两侧安装有多个安装耳61，多个所述安装耳61的两侧固定安装有刷柄9，多个所述刷柄9的底部安装有刷头91。
所述夹持架8上安装有缓冲垫85。
所述连接轴32的一端转动安装有连接环41，所述连接环41设置在第一蜗轮4和U形架3之间。
在本发明的一个实施例中，底座1上转动安装有平行设置的第一蜗杆51和第二蜗杆52，第一蜗杆51和第二蜗杆52设置为一对参数相同的蜗杆，且第一蜗杆51和第二蜗杆52的右端分别与第一电机511和第二电机521的输出端传动连接，底座1的中部开有与第一蜗杆51和第二蜗杆52轴心平行的通槽12，且底座1的上端面设置为一对向通槽12倾斜的斜面11，滑动架6的底部滑动安装在通槽12中，滑动架6的两侧安装有一对对称设置的安装耳61，安装耳61的两侧均对称安装有刷柄9，刷柄9的底部安装有刷头91，刷头91的底端与斜面11贴合，滑动架6的顶部转动安装有连接轴32，连接轴32的顶部固定安装有第一蜗轮4和U形架3，第一蜗轮4设置在第一蜗杆51与第二蜗杆52之间，且第一蜗轮4与第一蜗杆51和第二蜗杆52啮合传动，且连接轴32的顶部转动安装有连接环41，连接环41设置在第一蜗轮4和U形架3之间，U形架3的两端转动安装有一对第二电动推杆81，一对夹持架8固定安装在一对第二电动推杆81的输出端，且一对夹持架8的夹持端安装有缓冲垫85，一对第二电动推杆81的尾部固定安装有一对第二蜗轮82，U形架3的两端安装有一对第一安装座13，一对第一安装座13上转动安装有一对第三蜗杆83，一对第三蜗杆83与一对第二蜗轮82啮合传动，且一对第三蜗杆83的一端与一对第三电机84的输出端传动连接，U形架3的中部固定安装有第二安装座72，第二安装座72的两端固定安装有一对输出端竖直向上的第一电动推杆71，一对第一电动推杆71与控制模块22通信连接，一对第一电动推杆71的输出端固定安装有支撑环7，底座1的左端固定安装有第一安装座13，第一安装座13上固定安装有双目摄像头21和控制模块22。
工作时，第一蜗轮4和U形架3的初始位置在底座1上部的左端，为打磨加工工位，工作人员或机械臂可以将待加工的车轮轮毂放置在处于初始高度的支撑环7上，双目摄像头21对放置的车轮轮毂进行拍摄之后，获取双目拍摄数据，并将双目拍摄数据发送至控制模块22，控制模块22对双目拍摄数据进行识别分析，确定车轮宽度，再根据车轮宽度计算支撑高度，根据支撑高度生成支撑调节信号，并将支撑调节信号发送至一对第一电动推杆71，一对第一电动推杆71根据支撑调节信号进行支撑的升降调节，带动支撑环7上升至支撑高度，支撑环7带动车轮轮毂上升，使得车轮轮毂中部的高度与一对夹持架8的高度一致，一对第二电动推杆81的输出端伸出，带动一对夹持架8将车轮轮毂外围的中部进行精确的夹持固定，之后，一对第一电动推杆71的输出端带动支撑环7向下收缩，此时，开始对夹持固定的车轮轮毂进行上侧的打磨加工，并在打磨加工的过程中，第一电机511和第二电机521带动第一蜗杆51和第二蜗杆52同速反向转动，带动第一蜗轮4转动，第一蜗轮4通过连接轴32带动U形架3转动，U形架3通过一对夹持架8带动车轮轮毂转动，提高打磨加工的工作效率，完成上侧的打磨加工之后，一对第三电机84带动一对第三蜗杆83转动，一对第三蜗杆83与一对第二蜗轮82啮合传动，带动一对第二蜗轮82转动180°，一对第二蜗轮82带动一对第二电动推杆81转动180°，一对第二电动推杆81带动一对夹持架8翻转180°，进而通过一对夹持架8带动夹持固定的车轮轮毂翻转180°，能够使得车轮轮毂上侧的废屑向下掉落，通过斜面11和通槽12将废屑的自动排出，再对夹持固定的车轮轮毂进行另一侧的打磨加工，同样的，第一电机511和第二电机521带动第一蜗杆51和第二蜗杆52同速反向转动，使得U形架3通过一对夹持架8带动车轮轮毂转动，不仅提高打磨加工的工作效率，还使得打磨更加均匀，完成对车轮轮毂两侧的打磨之后，再对车轮轮毂进行翻转与清理；之后，通过第一电机511和第二电机521带动第一蜗杆51和第二蜗杆52同速同向转动，在滑动架6的滑动配合下，带动第一蜗轮4向右移动，第一蜗轮4通过连接轴32带动U形架3向右移动，U形架3通过一对夹持架8带动车轮轮毂向右移动，并且在向右移动的过程中，滑动架6通过安装耳61带动刷柄9和刷头91移动，移动的刷头91对斜面11上的废屑进行随动刷动，进一步提高废屑清除的效果，直至车轮轮毂被移动至右端的喷涂加工工位，开始对车轮轮毂进行喷涂加工，此时，第一电机511和第二电机521再带动第一蜗杆51和第二蜗杆52同速反向转动，带动第一蜗轮4转动，第一蜗轮4通过连接轴32带动U形架3转动，U形架3通过一对夹持架8带动车轮轮毂转动，使得车轮轮毂的上侧被均匀喷涂，完成上侧的喷涂加工之后，一对第三电机84带动一对第三蜗杆83转动，一对第三蜗杆83与一对第二蜗轮82啮合传动，带动一对第二蜗轮82转动180°，一对第二蜗轮82带动一对第二电动推杆81转动180°，一对第二电动推杆81带动一对夹持架8翻转180°，进而通过一对夹持架8带动夹持固定的车轮轮毂翻转180°，再对夹持固定的车轮轮毂进行另一侧的喷涂加工，同样的，第一电机511和第二电机521带动第一蜗杆51和第二蜗杆52同速反向转动，使得U形架3通过一对夹持架8带动车轮轮毂转动，使得车轮轮毂的另一侧被均匀喷涂，最后再将完成打磨、喷涂加工的车轮轮毂取下。
对于支撑高度的计算，可以采用以下计算公式：
LZ=LC-H/2+J/2；
其中，LZ为支撑高度；LC为初始差距，是支撑环7在初始高度时与夹持架8之间的高度差；H为车轮宽度；J为夹持架8的厚度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于车轮加工的夹具，包括底座(1)、U形架(3)和一对夹持架(8)，其特征在于，所述底座(1)中转动安装有平行设置的第一蜗杆(51)和第二蜗杆(52)，所述第一蜗杆(51)的一端与第一电机(511)的输出端连接，所述第二蜗杆(52)的一端与第二电机(521)的输出端连接，所述底座(1)上开有通槽(12)，所述通槽(12)中滑动安装有滑动架(6)，所述滑动架(6)的一端转动安装有连接轴(32)，所述连接轴(32)上固定安装有第一蜗轮(4)，所述第一蜗轮(4)与第一蜗杆(51)和第二蜗杆(52)啮合传动，所述连接轴(32)的一端与U形架(3)固定连接，一对所述夹持架(8)活动安装在U形架(3)的两端，所述用于车轮加工的夹具还包括：
车轮支撑机构，所述车轮支撑机构安装在U形架(3)上，用于对车轮进行不同高度的支撑；
双目摄像头(21)和控制模块(22)，所述底座(1)的一端固定安装有第一安装座(13)，所述双目摄像头(21)和所述控制模块(22)固定安装在第一安装座(13)上，用于对车轮进行双目拍摄与宽度识别，对所述车轮支撑机构进行支撑高度调节；
夹持翻转机构，所述夹持翻转机构与一对夹持架(8)传动连接，用于带动一对所述夹持架(8)活动夹持与翻转；
所述车轮支撑机构具体包括：
第二安装座(72)，所述第二安装座(72)固定安装在U形架(3)上；
第一电动推杆(71)，所述第一电动推杆(71)设置有多个，多个所述第一电动推杆(71)固定安装在第二安装座(72)上；
支撑环(7)，所述支撑环(7)固定安装在多个第一电动推杆(71)的输出端；
所述对车轮进行双目拍摄与宽度识别，对所述车轮支撑机构进行支撑高度调节具体包括以下步骤：
双目摄像头(21)对车轮进行双目拍摄，获取双目拍摄数据，并将所述双目拍摄数据发送至控制模块(22)；
控制模块(22)对所述双目拍摄数据进行识别分析，确定车轮宽度；
控制模块(22)根据所述车轮宽度，计算支撑高度；
控制模块(22)根据所述支撑高度，生成支撑调节信号，并将所述支撑调节信号发送至多个所述第一电动推杆(71)；
对于支撑高度的计算，采用以下计算公式：
LZ＝LC-H/2+J/2；
其中，LZ为支撑高度；LC为初始差距，是支撑环(7)在初始高度时与夹持架(8)之间的高度差；H为车轮宽度；J为夹持架(8)的厚度；
所述底座(1)上设置有向通槽(12)倾斜的斜面(11)，所述滑动架(6)的两侧安装有多个安装耳(61)，多个所述安装耳(61)的两侧固定安装有刷柄(9)，多个所述刷柄(9)的底部安装有刷头(91)。
2.根据权利要求1所述的用于车轮加工的夹具，其特征在于，所述夹持翻转机构具体包括：
第二电动推杆(81)，所述第二电动推杆(81)设置有一对，一对所述第二电动推杆(81)转动安装在U形架(3)的两端，一对所述第二电动推杆(81)的输出端与一对夹持架(8)固定连接；
第二蜗轮(82)，所述第二蜗轮(82)设置有一对，一对所述第二蜗轮(82)固定安装在一对第二电动推杆(81)的一端；
第三蜗杆(83)，所述第三蜗杆(83)设置有一对，所述U形架(3)的两端安装有一对第一安装座(13)，一对所述第三蜗杆(83)转动安装在一对第一安装座(13)上，一对所述第三蜗杆(83)与一对第二蜗轮(82)啮合传动，一对所述第三蜗杆(83)的一端与一对第三电机(84)的输出端连接。
3.根据权利要求1所述的用于车轮加工的夹具，其特征在于，所述夹持架(8)上安装有缓冲垫(85)。
4.根据权利要求1所述的用于车轮加工的夹具，其特征在于，所述连接轴(32)的一端转动安装有连接环(41)，所述连接环(41)设置在第一蜗轮(4)和U形架(3)之间。
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