本發(fā)明涉及自動化生產(chǎn)技術(shù)領域，特別涉及一種基于機器視覺的車輪轂氣門芯柔性自動加工系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

輪轂上的氣門芯孔是在輪轂制造完成后在輪輞上鉆取形成的，現(xiàn)有技術(shù)中的氣門芯孔加工設備一般都是半自動化，需要耗費較多的人力，中國專利CN104889447A公開了一種輪轂氣門芯孔的自動加工設備，包括機械手單元、伺服旋轉(zhuǎn)裝置、傳輸帶單元、視覺單元、鉆孔裝置和控制柜，伺服旋轉(zhuǎn)裝置設置為用于夾緊、旋轉(zhuǎn)輪轂的裝置；視覺單元包括設置在所述伺服旋轉(zhuǎn)裝置上方的相機、用于固定所述相機的支架、設置在支架上的光源、與所述相機連接的計算機，視覺單元用于判斷輪轂氣門芯凸臺的位置及輸出所述氣門芯凸臺位置的相對應坐標；鉆孔裝置設置為用于在輪轂上加工氣門芯孔的裝置；但是由于輪轂的種類和型號繁多，雖然能識別輪轂氣門芯凸臺的位置，但是不能對輪轂的型號進行識別及輪轂氣門芯凸臺的厚度進行識別，另外，傳輸單元的功能單一，無法對輪轂進行定心，從而造成之后的定位、加工工作的誤差；同事加工人員還是需要根據(jù)輪轂的種類調(diào)整與之對應的夾具和加工設備，同一時間同一批次只能加工同一型號的輪轂，如果要加工其他型號的輪轂，需要對加工設備進行調(diào)整甚至更換以滿足加工要求，依然極大地限制了加工效率，而且人為調(diào)整夾具和加工設備還容易產(chǎn)生誤差，容易導致殘次品的產(chǎn)生。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于機器視覺的車輪轂氣門芯柔性自動加工系統(tǒng)，其有效提高了輪轂生產(chǎn)的自動化程度，提高了生產(chǎn)效率和加工精度，降低了勞動成本。

本發(fā)明具體技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供一種基于機器視覺的輪轂氣門芯孔柔性自動加工系統(tǒng)，包括上料裝置、輪轂定位裝置、輪轂加工裝置、下料裝置和控制柜；

上料裝置包括輸送裝置和設置在輸送裝置外的型號識別裝置，輸送裝置內(nèi)設有定心機構(gòu)和與該定心機構(gòu)配合使用的第一旋轉(zhuǎn)定位機構(gòu)，輸送裝置上設有第一組光電傳感器，用于控制型號識別裝置的運作及輸送裝置的運作；

輪轂定位裝置包括基架，基架內(nèi)部從上到下一次設有輪轂壓緊機構(gòu)、升降輸送機構(gòu)和與升降輸送機構(gòu)配合使用的第二旋轉(zhuǎn)定位機構(gòu)；輪轂壓緊機構(gòu)一側(cè)設有加工部位精定位機構(gòu)，與該側(cè)相對的一側(cè)設有加工部位厚度識別機構(gòu)；升降運輸機構(gòu)上設有第二組光電傳感器，用于控制升降運輸機構(gòu)的運作；

控制柜設置在下料裝置的一側(cè)，控制柜內(nèi)設有計算機控制系統(tǒng)，控制柜中的計算機控制系統(tǒng)通過線路與型號識別裝置、加工部位精定位機構(gòu)、加工部位厚度識別機構(gòu)和輪轂加工裝置相通訊。

進一步，輸送裝置包括第一輸送桌，第一輸送桌桌面兩側(cè)對稱設有若干相互傳動連接的鏈輪滾筒，第一輸送桌底部設有驅(qū)動電氣和與驅(qū)動電機傳動連接的雙側(cè)滾筒驅(qū)動軸，雙側(cè)滾筒驅(qū)動軸的兩端分別與兩側(cè)的鏈輪滾筒傳動連接，第一輸送桌桌面上設有與第一旋轉(zhuǎn)定位機構(gòu)相匹配的定位孔。

進一步，型號識別裝置包括支架，支架頂部位于輸送裝置上方設有至少一個拍攝設備，拍攝設備用于實時拍攝輸送裝置上的的輪轂，拍攝設備為工業(yè)攝像機。

進一步，定心機構(gòu)包括底座、縱向固定在底板兩端的兩根光軸、對稱設置在光軸上的定心組件及傳動組件，傳動組件用于帶動定心組件沿光軸滑動，定心組件包括定心座、定位板及兩根轉(zhuǎn)芯軸，定心座穿過兩根光軸，并可沿光軸滑動，定位板一端固定在定心座頂部，其另一端向外延伸，兩根轉(zhuǎn)芯軸固定在定位板上遠離定心座的一端，兩根轉(zhuǎn)芯軸頂部均連接夾緊滾輪；傳動組件包括往復氣缸，兩個呈軸對稱的齒條板及位于兩個齒條板之間并分別與兩個齒條板嚙合的齒輪，往復氣缸固定在其中一個齒輪條上，往復氣缸通過氣缸安裝板固定在光軸上，往復氣缸的活塞桿端部與其中一個定心座連接。

第一旋轉(zhuǎn)定位機構(gòu)包括從上到下依次設置的輪轂旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、第一構(gòu)造板、第二構(gòu)造板、第三構(gòu)造板和支撐座；輪轂旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括上轉(zhuǎn)盤、下轉(zhuǎn)盤，上轉(zhuǎn)盤與下轉(zhuǎn)盤之間設有豎直均勻設有連接柱，下轉(zhuǎn)盤穿過第一構(gòu)造板，第一構(gòu)造板下部的下轉(zhuǎn)盤部分設有齒輪；第一構(gòu)造板上端面上設有與下轉(zhuǎn)盤相匹配的滾輪支撐輪；第一構(gòu)造板下端面一側(cè)固定有與下轉(zhuǎn)盤傳動連接的第一旋轉(zhuǎn)電機；第二構(gòu)造板上固定有限位機構(gòu)；第一構(gòu)造板和第三構(gòu)造板之間通過豎直對稱設置的導桿連接，導桿穿過第二構(gòu)造板；第三構(gòu)造板中部設有與支撐座相連的升降氣缸，升降氣缸活塞端與支撐座連接；第二構(gòu)造板、支撐座均固定在第一輸送桌上。

進一步，升降輸送機構(gòu)包括升降輸送機架，升降輸送機架中部鏤空，其兩側(cè)對稱設置的若干相互傳動連接的鏈輪滾筒，升降輸送機架底部設有驅(qū)動電機和與驅(qū)動電機傳動連接的雙側(cè)滾筒驅(qū)動軸，雙側(cè)滾筒驅(qū)動軸的兩端分別與兩側(cè)的鏈輪滾筒傳動連接，升降輸送機架與基座之間通過豎直固定的滑臺連接，基座一側(cè)固定有與升降輸送機架相連的伸縮氣缸。

進一步，第二旋轉(zhuǎn)定心機構(gòu)包括定心基座，定心基座內(nèi)設有旋轉(zhuǎn)電機，定心基座上設有定位基座，定位基座中部豎直設有穿過定位基座、定心基座的旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸一端與旋轉(zhuǎn)電機相連，另一端設有輪轂內(nèi)撐機構(gòu)，輪轂內(nèi)撐機構(gòu)包括支撐板，支撐板中部設有伸縮滑臺，伸縮滑臺兩端均固定有內(nèi)撐臂，內(nèi)撐臂兩端均設有內(nèi)撐輪。

進一步，輪轂壓緊機構(gòu)包括壓緊基座，壓緊基座固定在基座的上部，壓緊基座上部固定有壓緊氣缸，壓緊氣缸的活塞端連接有壓緊梁，壓緊梁兩側(cè)設有水平放置的壓緊板。

進一步，輪轂加工裝置包括加工基座，加工基座上端面設有一水平滑臺，水平滑臺一端設有水平驅(qū)動電機，水平滑臺上設有滑板，滑板上設有豎直驅(qū)動箱，豎直驅(qū)動箱上設有豎直滑臺，豎直滑臺上設有動力頭，動力頭包括動力電機、刀具箱和刀具，刀具包括鉆孔刀具和去毛刺刀具。

進一步，下料裝置包括第二輸送桌，第二輸送桌桌面兩側(cè)對稱設有若干相互傳動連接的鏈輪滾筒，第二輸送桌底部設有驅(qū)動電氣和與驅(qū)動電機傳動連接的雙側(cè)滾筒驅(qū)動軸，雙側(cè)滾筒驅(qū)動軸的兩端分別與兩側(cè)的鏈輪滾筒傳動連接，第二輸送桌的入料一端設有第三組光電傳感器，用于控制下料裝置的運作。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的一種基于機器視覺的輪轂氣門芯柔性自動加工系統(tǒng)，自動化程度高，同樣提高了定位、加工過程當中的視覺性，有效地提高了生產(chǎn)效率和加工精度。

附圖說明

圖1為實施例1一種基于機器視覺的輪轂氣門芯柔性自動加工系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為實施例2上料裝置的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為實施例2定心機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為實施例2第一旋轉(zhuǎn)定位機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為實施例1型號識別裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為實施例5中輪轂加工裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為實施例3中輪轂定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為實施例3中第二旋轉(zhuǎn)定位機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為實施例3中輪轂定位裝置的局部剖視圖；

圖10為實施例4中下料裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為本發(fā)明的正常工作流程圖。

具體實施方式

實施例1

一種基于機器視覺的輪轂氣門芯孔柔性自動加工系統(tǒng)，如圖1-10所示，該加工系統(tǒng)包括上料裝置1、輪轂定位裝置4、輪轂加工裝置2、下料裝置6和控制柜7(圖中未顯示)；本發(fā)明所提供的上料裝置包括輸送裝置和設置在輸送裝置外的型號識別裝置3，輸送裝置內(nèi)設有定心機構(gòu)105和與該定心機構(gòu)105配合使用的第一旋轉(zhuǎn)定位機構(gòu)106，輸送裝置上設有第一組光電傳感器103，用于控制型號識別裝置3的運作及輸送裝置的運作；

本發(fā)明所提供的輪轂定位裝置4包括基架401，基架401內(nèi)部從上到下一次設有輪轂壓緊機構(gòu)403、升降輸送機構(gòu)406和與升降輸送機構(gòu)406配合使用的第二旋轉(zhuǎn)定位機構(gòu)409；輪轂壓緊機構(gòu)403包括壓緊基座，壓緊基座固定在所述基座401的上部，壓緊基座上部固定有壓緊氣缸402，所述壓緊氣缸402的活塞端連接有壓緊梁，所述壓緊梁兩側(cè)設有水平放置的壓緊板，輪轂壓緊機構(gòu)403一側(cè)設有加工部位精定位機構(gòu)405，與該側(cè)相對的一側(cè)設有加工部位厚度識別機構(gòu)404；升降運輸機構(gòu)406上設有第二組光電傳感器407，用于控制升降運輸機構(gòu)406的運作；

本發(fā)明所提供的控制柜7設置在下料裝置6的一側(cè)，本發(fā)明所提供的控制柜7內(nèi)設有計算機控制系統(tǒng)，控制柜7中的計算機控制系統(tǒng)通過線路與型號識別裝置3、加工部位精定位機構(gòu)405、加工部位厚度識別機構(gòu)404和輪轂加工裝置2相通訊，本發(fā)明所提供的計算機控制系統(tǒng)可實現(xiàn)本發(fā)明正常工作中的機械運動的集中控制、相機拍攝圖片的集中顯示工作。

本發(fā)明所提供的型號識別裝置3包括支架302，支架301頂部位于輸送裝置上方設有至少一個拍攝設備302，拍攝設備302用于實時拍攝所述輸送裝置上的的輪轂，本發(fā)明所闡述拍攝設備為工業(yè)攝像機。

實施例2

一種基于機器視覺的輪轂氣門芯孔柔性自動加工系統(tǒng)，該加工系統(tǒng)與實施例1不同的是，如圖2至圖4所述，本發(fā)明所提供的輸送裝置包括第一輸送桌101，第一輸送桌101桌面兩側(cè)對稱設有若干相互傳動連接的鏈輪滾筒102，第一輸送桌101底部設有驅(qū)動電機和與驅(qū)動電機傳動連接的雙側(cè)滾筒驅(qū)動軸104，雙側(cè)滾筒驅(qū)動軸104的兩端分別與兩側(cè)的鏈輪滾筒102傳動連接，第一輸送桌101桌面上設有與第一旋轉(zhuǎn)定位機構(gòu)106相匹配的定位孔。

如圖3所示，本發(fā)明所提供的定心機構(gòu)包括底座1051、縱向固定在底板兩端的兩根光軸1054、對稱設置在光軸1054上的定心組件及傳動組件1053，傳動組件1053用于帶動定心組件沿光軸滑動，定心組件包括定心座1052、定位板及兩根轉(zhuǎn)芯軸1055，定心座1052穿過兩根光軸1054，并可沿光軸1054滑動，定位板一端固定在定心座1052頂部，其另一端向外延伸，兩根轉(zhuǎn)芯軸固定在定位板上遠離定心座1052的一端，兩根轉(zhuǎn)芯軸頂部均連接夾緊滾輪；傳動組件1053包括往復氣缸，兩個呈軸對稱的齒條板及位于兩個齒條板之間并分別與兩個齒條板嚙合的齒輪，往復氣缸固定在其中一個齒輪條上，往復氣缸通過氣缸安裝板固定在光軸1054上，往復氣缸的活塞桿端部與其中一個定心座1052連接。

如圖4所示，本發(fā)明所提供的第一旋轉(zhuǎn)定位機構(gòu)106包括從上到下依次設置的輪轂旋轉(zhuǎn)機構(gòu)1064、第一構(gòu)造板1066、第二構(gòu)造板1067、第三構(gòu)造板1068和支撐座；輪轂旋轉(zhuǎn)機構(gòu)1064包括上轉(zhuǎn)盤、下轉(zhuǎn)盤，上轉(zhuǎn)盤與下轉(zhuǎn)盤之間設有豎直均勻設有連接柱，下轉(zhuǎn)盤穿過第一構(gòu)造板1066，第一構(gòu)造板1066下部的下轉(zhuǎn)盤部分設有齒輪；第一構(gòu)造板1066上端面上設有與下轉(zhuǎn)盤相匹配的滾輪支撐輪1061；第一構(gòu)造板1066下端面一側(cè)固定有與下轉(zhuǎn)盤傳動連接的第一旋轉(zhuǎn)電機1065；第二構(gòu)造板1067上固定有限位機構(gòu)1063；第一構(gòu)造板1066和第三構(gòu)造板1068之間通過豎直對稱設置的導桿連接，導桿穿過第二構(gòu)造板1067；第三構(gòu)造板1068中部設有與支撐座相連的升降氣缸1062，升降氣缸1062活塞端與支撐座連接；第二構(gòu)造板1067、支撐座均固定在第一輸送桌101上。

實施例3

一種基于機器視覺的輪轂氣門芯孔柔性自動加工系統(tǒng)，該加工系統(tǒng)與實施例1不同的是，如圖7至圖9所示，升降輸送機構(gòu)包括升降輸送機架406，升降輸送機架中部鏤空，其兩側(cè)對稱設置的若干相互傳動連接的鏈輪滾筒102，升降輸送機架底部設有驅(qū)動電機和與驅(qū)動電機傳動連接的雙側(cè)滾筒驅(qū)動軸104，雙側(cè)滾筒驅(qū)動軸104的兩端分別與兩側(cè)的鏈輪滾筒102傳動連接，升降輸送機架406與基座401之間通過豎直固定的滑臺連接，基座401一側(cè)固定有與升降輸送機架406相連的伸縮氣缸408。

如圖8所示，本發(fā)明所述提供的第二旋轉(zhuǎn)定心機構(gòu)409包括定心基座4097，定心基座4097內(nèi)設有旋轉(zhuǎn)電機4098，定心基座4097上設有定位基座4091，定位基座4091中部豎直設有穿過定位基座4091、定心基座4097的旋轉(zhuǎn)軸4096，旋轉(zhuǎn)軸4096一端與旋轉(zhuǎn)電機4098相連，另一端設有輪轂內(nèi)撐機構(gòu)，輪轂內(nèi)撐機構(gòu)包括支撐板4094，支撐板4094中部設有伸縮滑臺4095，伸縮滑臺4095兩端均固定有內(nèi)撐臂4093，內(nèi)撐臂4093兩端均設有內(nèi)撐輪4092，本發(fā)明所提供的輪轂支撐機構(gòu)上設有防護罩40910，防止切屑對裝置造成的損害。

本發(fā)明提供的升降輸送機構(gòu)和第二旋轉(zhuǎn)定位機構(gòu)在正常工作時，輪轂通過升降輸送機構(gòu)被輸送到第二旋轉(zhuǎn)定位機構(gòu)對應的位置后，此時將觸發(fā)第三組光電傳感器，升降輸送機構(gòu)下降，輪轂將落到輪轂內(nèi)撐機構(gòu)的內(nèi)撐臂上，再通過旋轉(zhuǎn)電機及加工部位精定位機構(gòu)對加工部位其進行精定位，最后加工完成以后，升降輸送機構(gòu)上升將輪轂托起并輸送到下料裝置。

實施例4

一種基于機器視覺的輪轂氣門芯孔柔性自動加工系統(tǒng)，該加工系統(tǒng)與實施例1不同的是，如圖10所示，本發(fā)明所提供的下料裝置6包括第二輸送桌601，第二輸送桌601桌面兩側(cè)對稱設有若干相互傳動連接的鏈輪滾筒102，第二輸送桌601底部設有驅(qū)動電氣和與驅(qū)動電機傳動連接的雙側(cè)滾筒驅(qū)動軸104，雙側(cè)滾筒驅(qū)動軸104的兩端分別與兩側(cè)的鏈輪滾筒102傳動連接，第二輸送桌601的入料一端設有第三組光電傳感器602，用于控制下料裝置6的運作。

實施例5

一種基于機器視覺的輪轂氣門芯孔柔性自動加工系統(tǒng)，該加工系統(tǒng)與實施例1不同的是，如圖6所示，本發(fā)明所提供的輪轂加工裝置2包括加工基座201，加工基座201上端面設有一水平滑臺202，水平滑臺202一端設有水平驅(qū)動電機，水平滑臺202上設有滑板，滑板上設有豎直驅(qū)動箱，豎直驅(qū)動箱上設有豎直滑臺204，豎直滑臺204上設有動力頭203，動力頭203包括動力電機、刀具箱和刀具，刀具包括鉆孔刀具和去毛刺刀具。

本發(fā)明的正常工作流程是：

在上料裝置上放上待加工輪轂，當輪轂到達型號識別裝置位置時，將觸發(fā)第一組光電傳感器，此時，輸送裝置停止運轉(zhuǎn)，定心機構(gòu)和第一旋轉(zhuǎn)定位機構(gòu)開始對輪轂進行定心工作，定心工作完成之后型號識別裝置對輪轂進行型號識別，型號識別裝置通過工業(yè)相機及光源靜態(tài)拍攝輪轂，將圖像傳送給計算機控制系統(tǒng)與預先存儲的圖形比對，識別輪轂的型號，當輪轂型號識別工作完成后側(cè)觸發(fā)第二組光電傳感器，此時輪轂定位裝置開始對待加工輪轂進行精定位、壓緊，同時加工部位厚度識別機構(gòu)對加工部位進行厚度識別，并將識別結(jié)構(gòu)傳送給計算機控制系統(tǒng)，計算機控制系統(tǒng)將型號識別結(jié)構(gòu)、厚度識別結(jié)構(gòu)進行分析后控制輪轂加工裝置對輪轂進行鉆孔加工；輪轂加工工作完成之后，輪轂會被輸送到下料裝置上，當?shù)谌M光電傳感器被觸發(fā)時下料裝置停止輸送，如果沒有異常則取下輪轂進入下一循環(huán)。

以上實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權(quán)利要求為準。