CN109551201B - 一种轮毂气门孔自动插塞机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轮毂气门孔自动插塞机，适应氦气密机检验轮毂气密性的要求，包括轮毂自动输送系统，轮毂自动居中、旋转、定位系统，橡胶塞自动供料系统，和机器人自动插塞系统。滚道自动输送轮毂，相机拍照识别轮型后，轮毂自动居中、轮毂底面脱离辊道面5毫米，伺服电机控制轮毂旋转到气门孔旋转到指定的位置。圆形振动盘、直线振动器自动输送橡胶塞，机器人六轴带动抓手抓取橡胶塞，通过机器人操作程序控制完成轮毂插塞。具有操作方便、效率高、稳定性强等优点。
Description
技术领域
本发明涉及高端智能制造和新材料技术领域，具体地说涉及轮毂制造自动化技术领域，尤其是涉及一种铝合金轮毂自动生产线用橡胶塞密封轮毂的气门孔，适应氦气密机检验轮毂气密性的要求。
背景技术
铝合金轮毂以其美观大方、安全舒适等特点博得了越来多汽车生产商的青睐。由于铝合金轮毂重量轻、制造精度高，在高速转动时变形小、惯性阻力也小。铝合金轮毂具有吸收振动和反弹力量的金属特性，经数控机床加工尺寸精度、真圆度高、偏摆跳动小、平衡好，使汽车行驶平稳舒适。如果汽车轮毂在行驶中漏气，将会导致严重的后果。因此铝合金轮毂生产过程中气密性检验是一个很重要的工序。国内主要是用氦气密机对轮毂检验。氦气密机要求轮毂的气门孔要用橡胶塞密封，目前主要是人工手动上橡胶塞，效率低，劳动强度大。
发明内容
本发明的轮毂气门孔自动插塞机是为解决这一问题专门设计的全新的机器，具有操作方便、效率高、稳定性强等优点。是一款添补国内、国外空白设备。
本发明完整的技术方案包括：
一种轮毂气门孔自动插塞机，其特征在于，包括轮毂自动输送系统1、轮毂自动居中、旋转、定位系2、橡胶塞自动供料系统3和机器人自动插塞系统4。
所述轮毂自动输送系统1的结构为：包括第一滚道101、阻挡器102、第一滚道电机103、第二滚道电机104、第二滚道105、光电开关106、测高光栅107、第一相机108、第二相机109，所述第一滚道电机103连接并驱动第一滚道101，第二滚道电机104连接并驱动第二滚道105，阻挡器102和测高光栅107位于第一滚道和第二滚道之间，第一相机108位于第一滚道上方，第二相机109位于第二滚道上方；
所述轮毂自动居中、旋转、定位系统2的结构为：侧板204、底板205、导杆215和中间固定板216组成轮毂自动居中、旋转、定位系统2的主体框架。右滑块203、左滑块213位于导杆215上并能在导杆215上左右滑动。左右两侧的轴承座202分别固定在右滑块203和左滑块213上；被动轮201位于左侧轴承座202上并能在左侧轴承座202上旋转；主动轮214位于右侧轴承座202上并能在右侧轴承座202上旋转。
直线导轨207固定在底板205上；下滑块208、齿条前固定板206、齿条后固定板209、齿条211、右滑块203、左滑块213互相连接。齿轮210、齿条211的啮合传动保证右滑块203、左滑块213的运动同步性。气缸218缸体与侧板204连接，气缸218的活塞杆分别与右滑块203、左滑块213连接；气缸218的伸缩运动带动右滑块203、左滑块213的移动，实现轮毂的居中。伺服电机212与主动轮214连接，伺服电机212驱动主动轮214旋转。
固定在右滑块203、左滑块213上的主动轮214被动轮201通过气缸218的伸缩运动实现轮毂的居中；
伺服电机212带动主动轮214旋转、主动轮214带动轮毂旋转到气门孔指定的角度范围内。待机器人自动插塞系统插塞。
橡胶塞自动供料系统4的具体结构为：圆形振动盘301连接直线振动器303，圆形振动盘料位开关302位于圆形振动盘301上，直线振动器303上设有直线振动器料位开关305；
橡胶塞304位于放在圆形振动盘301里，经圆形振动盘301按所需要的形式振动排序，由直线振动器303排出。圆形振动盘料位开关302控制圆形振动盘301内的橡胶塞304数量，提示什么时间充填橡胶塞304。直线振动器料位开关305检测直线振动器303内橡胶塞304的最少数量，提示必须充填橡胶塞304。橡胶塞到位开关306控制直线振动器303间歇振动送料。待机器人自动插塞系统抓手抓取橡胶塞304。
机器人自动插塞系统4的具体结构为：
气缸连接架402一端与机器人六轴连接，一端与抓手气缸401连接。气缸连接架402与支撑轴405连接，支撑轴405与定位轴403连接，抓头404与抓手气缸401的气爪连接，抓手气缸401的气爪的开启与闭合带动抓头404夹紧与放松，橡胶塞304端面的中心孔套在定位轴403上实现准确定位。机器人带动抓手气缸401橡胶塞304通过机器人操作程序控制完成插塞任务。
第一滚道电机103驱动第一滚道101输送轮毂，轮毂运动到阻挡器102处停止，测高光栅107测定轮毂的高度，第一相机108对轮毂正面拍照，获得该轮毂的轮型基础信息。第二滚道电机104驱动第二滚道105输送轮毂，光电开关106控制轮毂停止所需的理想位置，第二相机109对轮毂正面拍照，确定轮毂的轮型最终信息。待轮毂自动居中、旋转、定位系统处理。
安装在滚道下面轮毂自动居中、旋转、定位系统自动将轮毂居中，轮毂底面脱离辊道面5毫米。伺服电机控制轮毂旋转到气门孔旋转到指定的位置。
位移传感器217固定在侧板204和中间固定板216上，用来测量轮毂的宽度。
抓头404上设有压力传感器406。
本发明相对于现有技术的优点为：通过全自动化的设计，实现了橡胶塞的自动插塞工作，实现了轮毂输送、居中、旋转、定位，供料、插塞和检测的完全一体化自动化流水作业，具有操作方便、效率高、稳定性强等优点。双相机的设计实现了轮型的二次识别，识别精度高，适用于多轮型的插塞操作，压力传感器实现了插塞动作的简单且准确的检测，提高了成功率和生产稳定性。
附图说明
图1的a为本发明轮毂气门孔自动插塞机主视图。
图1的b为本发明轮毂气门孔自动插塞机俯视图。
图2的a为本发明轮毂自动输送系统主视图。
图2的b为本发明轮毂自动输送系统俯视图。
图3的a为本发明轮毂自动居中、旋转、定位系统A-A剖视图。
图3的b为本发明轮毂自动居中、旋转、定位系统俯视图。
图3的c为本发明轮毂自动居中、旋转、定位系统主视图。
图4的a为本发明橡胶塞自动供料系统主视图。
图4的b为本发明橡胶塞自动供料系统俯视图。
图5的a为本发明机器人自动插塞系统B-B剖视图。
图5的b为本发明机器人自动插塞系统俯视图。
图5的c为本发明机器人自动插塞系统主视图。
图中：1－轮毂自动输送系统；2－轮毂自动居中、旋转、定位系统；3－橡胶塞自动供料系统；4－机器人自动插塞系统。
101－第一滚道、102－阻挡器、103－第一滚道电机、104－第二滚道电机、105－第二滚道、106－光电开关、107－测高光栅、108－第一相机、109－第二相机。
201－被动轮、202－轴承座、203－－右滑块、204－侧板、205－底板、206－齿条前固定板、207－直线导轨、208－下滑块、209－齿条后固定板、210－齿轮、211－齿条、212－伺服电机、213－左滑块、214－主动轮、215－导杆、216－中间固定板、217－位移传感器、218－气缸。
301－圆形振动盘、302－圆形振动盘料位开关、303－直线振动器、304－橡胶塞、305－直线振动器料位开关、306－橡胶塞到位开关。
401－抓手气缸、402－气缸连接架、403－定位轴、404－抓头、405－支撑轴、406-压力传感器。
实施方式
如图1-5所示：本发明轮毂气门孔自动插塞机，包括轮毂自动输送系统1、轮毂自动居中、旋转、定位系/2、橡胶塞自动供料系统3和机器人自动插塞系统4。
如图2所示，其中轮毂自动输送系统1的结构为：包括第一滚道101、阻挡器102、第一滚道电机103、第二滚道电机104、第二滚道105、光电开关106、测高光栅107、第一相机108、第二相机109。
第一滚道电机103连接并驱动第一滚道101，第二滚道电机104连接并驱动第二滚道105，阻挡器102和测高光栅107位于第一滚道和第二滚道之间，第一相机108位于第一滚道上方，第二相机109位于第二滚道上方。
第一滚道电机103驱动第一滚道101输送轮毂，轮毂运动到阻挡器102处停止，测高光栅107测定轮毂的高度，第一相机108对轮毂正面拍照，获得该轮毂的轮型基础信息。第二滚道电机104驱动第二滚道105输送轮毂，光电开关106控制轮毂停止所需的理想位置，第二相机109对轮毂正面拍照，确定轮毂的轮型最终信息。待轮毂自动居中、旋转、定位系统处理。
如图3所示，轮毂自动居中、旋转、定位系统的结构为：
侧板204、底板205、导杆215中间固定板216组成旋转居中机构的主体框架。右滑块203、左滑块213能在导杆215上左右滑动。轴承座202分别固定在右滑块203、左滑块213上；被动轮201能在轴承座202上旋转；主动轮214能在轴承座202上旋转。直线导轨207固定在底板205；下滑块208、齿条前固定板206、齿条后固定板209、齿条211、右滑块203、左滑块213互相连接。齿轮210、齿条211的啮合传动保证右滑块203、左滑块213的运动同步性。气缸218缸体与侧板204连接、气缸218的活塞杆分别与右滑块203、左滑块213连接；气缸218的伸缩运动带动右滑块203、左滑块213的移动，实现轮毂的居中。伺服电机212与主动轮214连接，伺服电机212驱动主动轮214旋转。位移传感器217固定在侧板204、中间固定板216上，用来测量轮毂的宽度。
固定在右滑块203、左滑块213上的主动轮214被动轮201通过气缸218的伸缩运动实现轮毂的居中，并脱离辊道面5毫米，伺服电机212带动主动轮214旋转、主动轮214带动轮毂旋转到气门孔指定的角度范围内。待机器人自动插塞系统插塞。
如图4所示，橡胶塞自动供料系统具体结构为：
橡胶塞304人工放在圆形振动盘301里，经圆形振动盘301按所需要的形式振动排序，由直线振动器303排出。圆形振动盘料位开关302控制圆形振动盘301内的橡胶塞304数量，提示什么时间充填橡胶塞304。直线振动器料位开关305检测直线振动器303内橡胶塞304的最少数量，提示必须充填橡胶塞304。橡胶塞到位开关306控制直线振动器303间歇振动送料。待机器人自动插塞系统抓手抓取橡胶塞304。
如图5所示：机器人自动插塞系统具体结构为：
气缸连接架402一端与机器人六轴连接，一端与抓手气缸401连接。气缸连接架402与支撑轴405连接，支撑轴405与定位轴403连接，抓头404与抓手气缸401的气爪连接，抓手气缸401的气爪的开启与闭合带动抓头404夹紧与放松，橡胶塞304端面的中心孔套在定位轴403上实现准确定位。机器人带动抓手气缸401和橡胶塞304通过机器人操作程序控制完成插塞任务。抓头404上设有压力传感器406，在执行插塞动作时，抓头带动橡胶塞插塞到气门上，如果准确到位，与气门接触后会产生压力，该力通过会反馈到压力传感器，并通过无线通讯系统传送到控制系统，提示插塞成功。如果压力传感器没有感应到该力，即表示插塞不成功，此时控制系统发出警报。
轮毂气门孔自动插塞机是一种全新设计的机器，具有操作方便、效率高、稳定性强等优点。是铝合金轮毂的自动生产线上一种不可缺少的部件。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (1)
1.一种轮毂气门孔自动插塞机，其特征在于，包括轮毂自动输送系统（1）、轮毂自动居中、旋转、定位系（2）、橡胶塞自动供料系统（3）和机器人自动插塞系统（4）；
所述轮毂自动输送系统（1）的结构为：包括第一滚道（101）、阻挡器（102）、第一滚道电机（103）、第二滚道电机（104）、第二滚道（105）、光电开关（106）、测高光栅（107）、第一相机（108）、第二相机（109），所述第一滚道电机（103）连接并驱动第一滚道（101），第二滚道电机（104）连接并驱动第二滚道（105），阻挡器（102）和测高光栅（107）位于第一滚道和第二滚道之间，第一相机（108）位于第一滚道上方，第二相机（109）位于第二滚道上方；
所述轮毂自动居中、旋转、定位系统（2）的结构为：侧板（204）、底板（205）、导杆（215）和中间固定板（216）组成轮毂自动居中、旋转、定位系统（2）的主体框架；右滑块（203）、左滑块（213）位于导杆（215）上并能在导杆（215）上左右滑动；左右两侧的轴承座（202）分别固定在右滑块（203）和左滑块（213）上；被动轮（201）位于左侧轴承座（202）上并能在左侧轴承座（202）上旋转；主动轮（214）位于右侧轴承座（202）上并能在右侧轴承座（202）上旋转；
直线导轨（207）固定在底板（205）上；下滑块（208）、齿条前固定板（206）、齿条后固定板（209）、齿条（211）、右滑块（203）、左滑块（213）互相连接；齿轮（210）、齿条（211）的啮合传动保证右滑块（203）、左滑块（213）的运动同步性；气缸（218）缸体与侧板（204）连接，气缸（218）的活塞杆分别与右滑块（203）、左滑块（213）连接；气缸（218）的伸缩运动带动右滑块（203）、左滑块（213）的移动，实现轮毂的居中；伺服电机（212）与主动轮（214）连接，伺服电机（212）驱动主动轮（214）旋转；
固定在右滑块（203）、左滑块（213）上的主动轮（214）被动轮（201）通过气缸（218）的伸缩运动实现轮毂的居中；
伺服电机（212）带动主动轮（214）旋转、主动轮（214）带动轮毂旋转到气门孔指定的角度范围内；待机器人自动插塞系统插塞；
橡胶塞自动供料系统（3）的具体结构为：圆形振动盘（301）连接直线振动器（303），圆形振动盘料位开关（302）位于圆形振动盘（301）上，直线振动器（303）上设有直线振动器料位开关（305）；
橡胶塞（304）位于放在圆形振动盘（301）里，经圆形振动盘（301）按所需要的形式振动排序，由直线振动器（303）排出；圆形振动盘料位开关（302）控制圆形振动盘（301）内的橡胶塞（304）数量，提示什么时间充填橡胶塞（304）；直线振动器料位开关（305）检测直线振动器（303）内橡胶塞（304）的最少数量，提示必须充填橡胶塞（304）；橡胶塞到位开关（306）控制直线振动器（303）间歇振动送料；待机器人自动插塞系统抓手抓取橡胶塞（304）；
机器人自动插塞系统（4）的具体结构为：
气缸连接架（402）一端与机器人六轴连接，一端与抓手气缸（401）连接；气缸连接架（402）与支撑轴（405）连接，支撑轴（405）与定位轴（403）连接，抓头（404）与抓手气缸（401）的气爪连接，抓手气缸（401）的气爪的开启与闭合带动抓头（404）夹紧与放松，橡胶塞（304）端面的中心孔套在定位轴（403）上实现准确定位；机器人带动抓手气缸（401）橡胶塞（304）通过机器人操作程序控制完成插塞任务；
第一滚道电机（103）驱动第一滚道（101）输送轮毂，轮毂运动到阻挡器（102）处停止，测高光栅（107）测定轮毂的高度，第一相机（108）对轮毂正面拍照，获得该轮毂的轮型基础信息；第二滚道电机（104）驱动第二滚道（105）输送轮毂，光电开关（106）控制轮毂停止所需的理想位置，第二相机（109）对轮毂正面拍照，确定轮毂的轮型最终信息；待轮毂自动居中、旋转、定位系统处理；
安装在滚道下面轮毂自动居中、旋转、定位系统自动将轮毂居中，轮毂底面脱离辊道面5毫米；伺服电机控制轮毂旋转到气门孔旋转到指定的位置；
抓头（404）上设有压力传感器（406）。
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