基于机器视觉的轮毂CNC柔性加工系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于机器视觉的轮毂CNC柔性加工系统，包括支撑框架及两台CNC数控机床和轮毂传输系统，所述支撑框架上设有三自由度机械传动机构，所述三自由度机械传动机构连接机械手；所述轮毂传输系统包括出料输送设备、入料输送设备和不合格产品输出设备；两台所述CNC数控机床之间设有翻转台和测量台；所述入料输送设备上还设有型号识别系统。本发明专利技术将CNC数控机床、轮毂传输系统、三自由度机械传动机构、机械手、翻转台和测量台设置在一起，将轮毂的中心孔的生产与检测过程全自动化，使得轮毂加工的每个工序串联起来，工序传输之间无延迟，提高了轮毂整线加工的效率，同时将工人从繁杂的重复性劳动中解放出来，降低了人力成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于轮毂加工
，特别涉及一种基于机器视觉的轮毂CNC柔性加工系统。
技术介绍
轮毂是轮胎的骨架，在车辆的动力传递中起着非常重要的作用，目前轮毂加工企业中，轮毂CNC数控机床加工主要由人工上下料，其流程为：加工前准备：首先根据相应轮毂型号，由人工编好加工程序，操作工人根据要加工轮毂的型号调用相应的程序，调整好CNC数控机床，然后准备加工；用加工前产品手推车从上一工序处运来一车轮毂待加工。加工开始：将轮毂先放入一台CNC数控机床中，先加工一面，待加工完成后，从CNC数控机床中取出，测量加工尺寸是否合格，如果合格，则放入另一台CNC数控机床中加工另一面，如果不合格，则按照测量结果在CNC数控机床中调出补刀程序，进行补刀加工，如果补刀后仍然不合格，则放入到不良品手推车中。该轮毂加工流程比较复杂，随着产能的扩大，轮毂加工需要对应的操作工人也要增加，采用上述传统的CNC数控机床上下料方式需要增加相应的操作工人，此外，轮毂加工质量受操作工人主观及客观方面的影响，无法实现稳定的生产量及加工质量；而且人工操作无法实现加工工序统一传输线的安排，只能采用传统的手推车方式，将轮毂送入到下一工序中，从而降低了整线加工效率。现有专利公开号为CN104015060A公开了摩托车铝合金轮毂自动化机加工上下件方法及生产线，该技术实现了轮毂的自动化加工，但是该技术设备繁琐，操作过程中仍然需要借助人工判断轮毂尺寸和型号，此外，轮毂加工过程中实现传动和移动均没有相应的设备，配合使用的设备占用空间较大，为此急需开发一种设备简单、占地较小，运输、传动均比较方便，能够有效的将工人从繁杂的重复性劳动中解放出来，且能够有效提高轮毂加工效率的基于机器视觉的轮毂CNC柔性加工系统。
技术实现思路
为了解决现有技术中的轮毂加工系统均需要人工操作，无法避免轮毂加工质量受操作工人主观及客观方面的影响，且设备复杂，占地较大，加工效率低等问题，本专利技术提供了一种基于机器视觉的轮毂CNC柔性加工系统。本专利技术具体技术方案如下：本专利技术提供了一种基于机器视觉的轮毂CNC柔性加工系统，包括支撑框架及设置在所述支撑框架内的两台CNC数控机床和轮毂传输系统，所述支撑框架上设有三自由度机械传动机构，所述三自由度机械传动机构连接用于夹持轮毂的机械手，所述三自由度机械传动机构用于带动所述机械手沿三个移动自由度运动；所述轮毂传输系统包括出料输送设备、入料输送设备和不合格产品输出设备；所述入料输送设备用于输送待加工的轮毂，所述出料输送设备用于输送加工合格的轮毂，所述不合格产品输出设备用于输送加工不合格的轮毂；两台所述CNC数控机床分别用于对轮毂两面的中心孔进行加工，两台所述CNC数控机床之间设有翻转台和测量台，所述翻转台用于将轮毂进行翻转；所述测量台用于测量轮毂中心孔的尺寸是否合格，所述三自由度机械传动机构带动所述机械手将合格轮毂和不合格轮毂分别放置在所述出料输送设备和所述不合格产品输出设备上；所述入料输送设备上还设有用于识别轮毂型号的型号识别系统。进一步的，所述出料输送设备和所述入料输送设备设置在其中一台所述CNC数控机床远离所述翻转台的一侧，所述不合格产品输出设备设置在所述测量台远离所述翻转台的一侧；所述出料输送设备、所述入料输送设备和所述不合格产品输出设备均包括机架，所述机架上顶部两侧对称设有送料组件，所述送料组件由若干链轮滚筒通过链条传动连接组成，所述机架上位于所述送料组件底部设有与所述链轮滚筒端部传动连接的第一驱动电机。进一步的，所述型号识别系统包括设置在所述机架上的支架及至少一个设置在所述支架顶部并位于所述送料组件上方的拍摄设备，所述拍摄设备用于实时拍摄所述送料组件上的轮毂，所述拍摄设备为工业摄像机。进一步的，所述三自由度机械传动机构包括Z轴导轨、Y轴导轨及两个对称设置在所述支撑框架顶部的X轴导轨，所述Z轴导轨两端均设有与所述X轴导轨配合使用的第一滑块，所述Z轴导轨通过两端的所述第一滑块沿所述X轴导轨左右移动，所述Y轴导轨通过滑动组件沿所述Z轴导轨前后移动，所述Y轴导轨沿所述滑动组件实现上下移动，所述Y轴导轨底部与所述机械手连接；所述滑动组件包括设置在所述Z轴导轨上并与所述Z轴导轨滑动连接的滑板，所述滑板中部开有用于穿接所述Y轴导轨的安装孔，所述滑板上位于所述Y轴导轨两侧对称设有第一定位板，所述第一定位板与所述Y轴导轨滑动连接。进一步的，所述翻转台包括箱体、对称设置在所述箱体内的支撑板、对称设置在两个所述支撑板顶部的翻转机构，两个所述支撑板底部之间设有双轴复动气缸，所述双轴复动气缸两端分别通过两根活塞杆与两个所述支撑板连接，所述翻转机构包括分别安装在所述支撑板两侧的摆动气缸和夹紧件，所述摆动气缸的输出轴穿过所述支撑板与所述夹紧件枢转连接，对称设置在两个所述支撑板顶部的所述夹紧件用于水平夹紧轮毂。进一步的，所述夹紧件包括第一连接板，所述第一连接板远离所述支撑板的一侧两端分别对称设置两根向外延伸的夹板，两根所述夹板端部之间连接第一V型轮；所述摆动气缸与所述支撑板之间设有电机固定板，所述摆动气缸的输出轴依次穿过所述电机固定板、所述支撑板与所述第一连接板枢转连接。进一步的，所述测量台包括机箱、及设置在所述机箱内的定心机构和气动量仪，所述定心机构用于对轮毂进行初步定心，所述气动量仪用于测量用于测量轮毂中心孔的尺寸是否合格。进一步的，所述定心机构包括底板、两根光轴、对称设置在所述光轴上的定心组件及传动组件，所述光轴两端固定在所述机箱的侧壁上，所述传动组件用于带动所述定心组件沿所述光轴滑动，其中，所述定心组件包括定心座、第二定位板及两根转芯轴，所述定心座穿过两根所述光轴，并可沿光轴滑动，所述第二定位板一端固定在所述定心座顶部，其另一端向外延伸，两根所述转芯轴固定在所述第二定位板上远离所述定心座的一端，两根所述转芯轴顶部均连接夹紧滚轮；所述传动组件包括往复气缸、两个呈中心对称的齿条板及位于两个所述齿条板之间并分别与两个所述齿条板啮合的齿轮，所述往复气缸固定在其中一个所述齿条板上，所述往复气缸通过气缸安装板固定在所述光轴上，所述往复气缸的活塞杆端部与其中一个所述定心座连接，两个所述齿条板分别位于所述底板两侧，所述底板上位于所述齿条板下方设有滑轨，所述齿条板一端与所述定心座底部连接，其另一端底部连接与所述滑轨配合的第二滑块；所述气动量仪位于两根所述定心组的两个第二定位板之间；优选的，所述机箱的侧壁与所述底板连接处设置有加强筋板。进一步的，所述机械手包括第二驱动电机、轴承座和夹手安装板，所述第二驱动电机的输出轴通过所述轴承座与所述夹手安装板枢转连接，所述夹手安装板远离所述轴承座的一端上下两侧对称安装用于夹紧轮毂的夹持组件；所述轴承座顶部设有用于连接所述Y轴导轨底部的第二连接板。进一步的，所述夹持组件包括固定在所述夹手安装板端部的组件安装板，所述组件安装板远离所述夹手安装板的一侧安装至少三个内撑件，所述内撑件包括固定在所述组件安装板上的带导杆气缸、与所述带导杆气缸的活塞杆端部连接的滑动板及固定在所述滑动板上的内撑板，所述内撑板端部通过连接轴连接第二V型轮；所述滑动板底部开有凹槽，所述带导杆气缸顶部设有凸轨，所述凹槽扣接在所述凸轨上，所述滑动板远离所述带导杆气缸的一端在所述带导杆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于机器视觉的轮毂CNC柔性加工系统，其特征在于，包括支撑框架(1)及设置在所述支撑框架(1)内的两台CNC数控机床(2)和轮毂传输系统，所述支撑框架(1)上设有三自由度机械传动机构(3)，所述三自由度机械传动机构(3)连接用于夹持轮毂的机械手(4)，所述三自由度机械传动机构(3)用于带动所述机械手(4)沿三个移动自由度运动；所述轮毂传输系统包括出料输送设备(5)、入料输送设备(6)和不合格产品输出设备(7)；所述入料输送设备(6)用于输送待加工的轮毂，所述出料输送设备(5)用于输送加工合格的轮毂，所述不合格产品输出设备(7)用于输送加工不合格的轮毂；两台所述CNC数控机床(2)分别用于对轮毂两面的中心孔进行加工，两台所述CNC数控机床(2)之间设有翻转台(8)和测量台(9)，所述翻转台(8)用于将轮毂进行翻转；所述测量台(9)用于测量轮毂中心孔的尺寸是否合格，所述三自由度机械传动机构(3)带动所述机械手(4)将合格轮毂和不合格轮毂分别放置在所述出料输送设备(5)和所述不合格产品输出设备(7)上；所述入料输送设备(6)上还设有用于识别轮毂型号的型号识别系统。

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的轮毂CNC柔性加工系统，其特征在于，包括支撑框架(1)及设置在所述支撑框架(1)内的两台CNC数控机床(2)和轮毂传输系统，所述支撑框架(1)上设有三自由度机械传动机构(3)，所述三自由度机械传动机构(3)连接用于夹持轮毂的机械手(4)，所述三自由度机械传动机构(3)用于带动所述机械手(4)沿三个移动自由度运动；所述轮毂传输系统包括出料输送设备(5)、入料输送设备(6)和不合格产品输出设备(7)；所述入料输送设备(6)用于输送待加工的轮毂，所述出料输送设备(5)用于输送加工合格的轮毂，所述不合格产品输出设备(7)用于输送加工不合格的轮毂；两台所述CNC数控机床(2)分别用于对轮毂两面的中心孔进行加工，两台所述CNC数控机床(2)之间设有翻转台(8)和测量台(9)，所述翻转台(8)用于将轮毂进行翻转；所述测量台(9)用于测量轮毂中心孔的尺寸是否合格，所述三自由度机械传动机构(3)带动所述机械手(4)将合格轮毂和不合格轮毂分别放置在所述出料输送设备(5)和所述不合格产品输出设备(7)上；所述入料输送设备(6)上还设有用于识别轮毂型号的型号识别系统。2.如权利要求1所述的基于机器视觉的轮毂CNC柔性加工系统，其特征在于，所述出料输送设备(5)和所述入料输送设备(6)设置在其中一台所述CNC数控机床(2)远离所述翻转台(8)的一侧，所述不合格产品输出设备(7)设置在所述测量台(9)远离所述翻转台(8)的一侧；所述出料输送设备(5)、所述入料输送设备(6)和所述不合格产品输出设备(7)均包括机架(10)，所述机架(10)上顶部两侧对称设有送料组件，所述送料组件由若干链轮滚筒(11)通过链条传动连接组成，所述机架(10)上位于所述送料组件底部设有与所述链轮滚筒(11)端部传动连接的第一驱动电机(12)。3.如权利要求1所述的基于机器视觉的轮毂CNC柔性加工系统，其特征在于，所述型号识别系统包括设置在所述机架(10)上的支架(13)及至少一个设置在所述支架(13)顶部并位于所述送料组件上方的拍摄设备(14)，所述拍摄设备(14)用于实时拍摄所述送料组件上的轮毂，所述拍摄设备(14)为工业摄像机。4.如权利要求1所述的基于机器视觉的轮毂CNC柔性加工系统，其特征在于，所述三自由度机械传动机构(3)包括Z轴导轨(301)、Y轴导轨(302)及两个对称设置在所述支撑框架(1)顶部的X轴导轨(303)，所述Z轴导轨(301)两端均设有与所述X轴导轨(303)配合使用的第一滑块(304)，所述Z轴导轨(301)通过两端的所述第一滑块(304)沿所述X轴导轨(303)左右移动，所述Y轴导轨(302)通过滑动组件沿所述Z轴导轨(301)前后移动，所述Y轴导轨(302)沿所述滑动组件实现上下移动，所述Y轴导轨(302)底部与所述机械手(4)连接；所述滑动组件包括设置在所述Z轴导轨(301)上并与所述Z轴导轨(301)滑动连接的滑板(305)，所述滑板(305)中部开有用于穿接所述Y轴导轨(302)的安装孔，所述滑板(305)上位于所述Y轴导轨(302)两侧对称设有第一定位板(306)，所述第一定位板(306)与所述Y轴导轨(302)滑动连接。5.如权利要求1所述的基于机器视觉的轮毂CNC柔性加工系统，其特征在于，所述翻转台(8)包括箱体(801)、对称设置在所述箱体(801)内的支撑板(802)、对称设置在两个所述支撑板(802)顶部的翻转机构，两个所述支撑板(802)底部之间设有双轴复动气缸(803)，所述双轴复动气缸(803)两端分别通过两根活塞杆与两个所述支撑板(802)连接，所述翻转机构包括分别安装在所述支撑板(802)两侧的摆动气缸(804)和夹紧件，所述摆动气缸(804)的输出轴穿过所述支撑板(802)与所述夹紧件枢转连接，对称设置在两个所述支撑板(802)顶部的所述夹紧件用于水平夹紧轮毂。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：昝威，陈庆文，李健雅，周凯，
申请(专利权)人：图灵视控北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11