轮毂分选辊道及其分选方法与流程

本发明涉及轮毂制造领域，特别是指一种轮毂分选辊道及其分选方法。

背景技术：

在汽车铝合金轮毂的制造工艺，由压铸工艺、机加工艺和涂装工艺结合而成。其中，机加工艺中，需要对压铸工艺完成的轮毂毛坯进行数控车床加工、数控铣床加工、毛边毛刺处理，使轮毂的铸造余量去除干净、棱角边缘变得圆润光滑。由于现有的轮毂生产车间通常都具有较大的量产任务，使得不同尺寸的轮毂毛坯同时压铸生产，大量的不同尺寸轮毂毛坯随物流辊道同时进入机加工序。

机加工序通过数控机床对轮毂毛坯进行加工，由于数控机床的程序、加工刀具及定位夹具限制，一台数控机床通过程序设定和刀具改造只针对一种尺寸的轮毂加工，因此，数控机床按照轮毂的不同尺寸配备多个并行加工通道，包括15寸、16寸、17寸、18寸、19寸和20寸六个轮毂加工通道。现有技术中，压铸完成的不同尺寸轮毂统一从主辊道进入机加工序后，采用人工分选的方法，将六种不同尺寸的轮毂从主辊道中筛选出来，再运送到各个尺寸对应的数控机床加工通道上。现有技术中采用人工分选，造成工作人员的劳动强度很大。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种能够降低工作人员劳动强度、避免轮毂磕碰的轮毂分选辊道及其分选方法。

为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：

一种轮毂分选辊道，包括主辊道，所述主辊道的一侧设置有n条与所述主辊道垂直的分选辊道，其中：

所述主辊道与分选辊道的交叉处为交叉辊道，所述交叉辊道为所述主辊道的一部分，所述交叉辊道之前的一段主辊道为用于检测轮毂重量的顶升辊道，所述顶升辊道上预留有缺口，所述缺口的尺寸小于轮毂的尺寸；所述顶升辊道的下方设置有顶升机构，用于获取轮毂的重量信息；所述交叉辊道靠近出口端的位置下方设置有阻挡器，所述阻挡器的前端设置有拨轮器组件，用于将轮毂拨入分选辊道；

所述主辊道的下方设置有主辊道电机，所述主辊道电机驱动所述主辊道上的辊子同步转动。

一种优选的技术方案中，所述顶升机构包括用于承载所述顶升机构的称重传感器，所述称重传感器的上方固定连接有承重板，所述承重板的两侧分别设置有位置对称的顶升缸杆开口，两个所述顶升缸杆开口的下部分别固定有顶升气缸，两个所述顶升气缸的缸杆均方向朝上并穿过对应位置的所述顶升缸杆开口，其中一个所述顶升气缸的缸筒侧壁的上部和下部分别设置有顶升缸杆上位接近开关和顶升缸杆下位接近开关；

所述承重板的上方设置有能够被两个所述顶升气缸联合驱动的升降板，两个所述顶升气缸的杠杆顶部固定连接在所述升降板下表面的两侧对称位置上，所述升降板的中心位置固定设置有方向朝上的支撑杆，所述支撑杆的顶部固定有顶升托架，所述顶升托架设置在所述顶升辊道上预留的缺口处，所述顶升托架的初始位置略低于所述顶升辊道的水平高度，所述顶升辊道下方的辊道支架上设置有横向的支撑架，所述顶升机构的称重传感器固定连接在所述支撑架上。

一种优选的技术方案中，所述阻挡器包括水平设置的阻挡器支撑板，所述阻挡器支撑板固定设置在所述交叉辊道下方的辊道支架的横梁上，所述阻挡器支撑板上设置有阻挡器缸杆开口，所述阻挡器缸杆开口的下部固定有阻挡器气缸，所述阻挡器气缸的缸杆方向朝上并穿过所述阻挡器缸杆开口，所述阻挡器支撑板的上方水平设置有能够被所述阻挡器气缸驱动的阻挡器升降板，所述阻挡器气缸的杠杆顶部固定连接在所述阻挡器升降板的下表面上，所述阻挡器升降板的上表面垂直设置有阻挡板，所述阻挡板与所述交叉辊道的辊子平行设置并间隙配合。

一种优选的技术方案中，所述阻挡器支撑板位于所述阻挡器气缸的两侧对称位置有两个阻挡器导向柱，两个所述阻挡器导向柱的顶部固定连接在所述阻挡器升降板的下表面上。

一种优选的技术方案中，所述拨轮器组件包括设置在所述分选辊道入口端下方的纵向平面设置的拨轮器固定板，所述拨轮器固定板与分选辊道的辊子平行，所述拨轮器固定板的偏向所述分选辊道的一侧设置有两个位置对称的拨轮器缸杆开口，两个所述所述拨轮器缸杆开口处分别固定有拨轮器气缸，两个所述拨轮器气缸的缸杆均朝向交叉辊道并穿过对应位置的所述拨轮器缸杆开口，所述拨轮器固定板偏向所述交叉辊道的一侧的中心位置固定设置有波轮器导轨，所述波轮器导轨与所述交叉辊道的辊子平行，两个所述拨轮器气缸的缸杆顶部固定连接有拨轮器，所述拨轮器的上侧两端一体设置有方向朝上的拨杆，两个所述拨杆分别穿过所述交叉辊道的辊子间隙并高出辊子，其中一个所述拨轮器气缸的缸筒侧壁的两端分别设置有拨轮器出接近开关和拨轮器进接近开关。

一种优选的技术方案中，包括plc模块，所述顶升辊道两侧链条盖板上设置有对射光电，所述对射光电的位置与所述顶升托架后端的边缘对齐；所述主辊道电机上设置有单圈绝对值编码器；所述plc模块控制所述轮毂分选辊道自动运行。

一种上述的轮毂分选辊道的分选方法，包括：

步骤s101：获得轮毂遮挡对射光电的触发信号，停止主辊道电机转动；

步骤s102：触发顶升机构升起，获取轮毂尺寸信息，确定使轮毂进入第n分选辊道时主辊道电机的预设转动圈数n，触发顶升机构下降，所述主辊道电机转动；

步骤s103：通过单圈绝对值编码器闭环控制，驱动所述主辊道电机执行n圈转动后，控制第n交叉辊道的阻挡器升起，同时，触发拨轮器气缸进电磁阀开启，所述拨轮器气缸的缸杆回收缸筒，将轮毂拨入第n分选辊道；

步骤s104：获取拨轮器进接近开关信号后，触发拨轮器气缸出电磁阀开启，所述拨轮器气缸的缸杆伸出缸筒，拨轮器回到原位；

步骤s105：获取拨轮器出接近开关信号后，第n交叉辊道的阻挡器下降。

进一步的，所述步骤s102包括：

步骤s1021：触发顶升气缸上升电磁阀开启，所述顶升机构升起至顶升缸杆上位接近开关触发3秒；

步骤s1022：通过称重传感器获取轮毂重量信息，与存储器中数据库比对，得到轮毂尺寸，确定该轮毂进入第n分选辊道；

步骤s1023：计算使轮毂前端离开所述对射光电时到轮毂被送达第n交叉辊道中心时，所述主辊道电机的预设转动圈数n；

步骤s1024：触发顶升气缸下降电磁阀开启，所述顶升机构下降至顶升缸杆下位接近开关触发，所述主辊道电机转动。

进一步的，所述步骤s1023中所述主辊道电机的预设转动圈数n的计算过程为：计算轮毂前端离开所述对射光电到轮毂被送达第n交叉辊道中心的距离s，再根据主辊道的辊子转动周长c，计算得到所述主辊道电机的预设转动圈数n＝s/c。

进一步的，所述轮毂前端离开所述对射光电到轮毂被送达第n交叉辊道中心的距离s＝m+d/2，m为所述对射光电到所述第n交叉辊道中心的距离，d为通过轮毂尺寸确定的轮毂直径。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明中，主辊道的一侧间隔的设置有与主辊道方向垂直的n条分选辊道，n条分选辊道就是n种处理不同尺寸的数控机床的入口辊道。本发明的轮毂分选辊道，当轮毂经过顶升辊道获取轮毂的重量信息，由于各尺寸(从15寸到20寸)的轮毂重量没有重叠，通过获取的轮毂重量与其存储器中的数据比对，即可得到该轮毂的尺寸，进而确定该轮毂进入第n分选辊道，控制主辊道电机转动，将轮毂输送至第n交叉辊道的中心，控制第n交叉辊道的阻挡器升起，同时，触发拨轮器气缸开启，拨轮器气缸的缸杆回收缸筒，将轮毂拨入第n分选辊道，即完成一个轮毂的分选。

本发明实现了不同尺寸轮毂的自动分选，免去了人工分选，极大的降低了工作人员的劳动强度，同时，也避免了因人工抛掷轮毂造成的轮毂磕碰。因此，本发明具有降低工作人员劳动强度、避免轮毂磕碰的特性。

附图说明

图1为本发明的轮毂分选辊道的第一分选辊道区域的结构示意图；

图2为本发明的轮毂分选辊道的结构示意图；

图3为本发明的轮毂分选辊道的另一视角的结构示意图；

图4为本发明的轮毂分选辊道的顶升机构的结构示意图；

图5为本发明的轮毂分选辊道的阻挡器的结构示意图；

图6为本发明的轮毂分选辊道的拨轮器装置的结构俯视图；

图7为本发明的轮毂分选辊道的拨轮器装置的另一视角结构俯视图；

图8为本发明的轮毂分选辊道的分选方法的一种实施例流程图；

图9为本发明的轮毂分选辊道的分选方法的一种改进实施例流程图。

附图标记：1-主辊道；12-第一交叉辊道；13-顶升辊道；14-顶升机构；1401-称重传感器；1402-承重板；1403-顶升气缸；1404-顶升缸杆上位接近开关；1405-顶升缸杆下位接近开关；1406-升降板；1407-支撑杆；1408-顶升托架；1409-托盘；15-阻挡器；1501-阻挡器支撑板；1502-阻挡器气缸；1503-阻挡器升降板；1504-阻挡板；1505-阻挡器导向柱；1601-拨轮器固定板；1602-拨轮器气缸；1603-波轮器导轨；1604-拨轮器；1605-拨杆；1606-拨轮器出接近开关；1607-拨轮器进接近开关；17-主辊道电机；18-对射光电；19-导向轮；2-第一分选辊道。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

一方面，本发明提供一种轮毂分选辊道，如图2、图3所示，包括主辊道1，主辊道1的一侧依次设置有与主辊道1垂直的第一、第二、第三、第四、第五和第六分选辊道(由于版面限制，图2、图3中只示出3条分选辊道)，其中：

主辊道1与第一分选辊道2的交叉处为第一交叉辊道12，如图1所示，第一交叉辊道12为主辊道1的一部分，第一交叉辊道12之前的一段主辊道1为用于检测轮毂重量的顶升辊道13，顶升辊道13上预留有缺口，所述缺口的尺寸小于轮毂的尺寸；所述顶升辊道的下方设置有顶升机构，用于获取轮毂的重量信息；所述交叉辊道靠近出口端的位置下方设置有阻挡器，所述阻挡器的前端设置有拨轮器组件，用于将轮毂拨入分选辊道；

所述主辊道的下方设置有主辊道电机，所述主辊道电机驱动所述主辊道上的辊子同步转动。

作为本发明的一种具体实施方式，顶升辊道13的下方设置有顶升机构14，如图4所示，顶升机构14包括用于承载顶升机构14的称重传感器1401，称重传感器1401的上方固定连接有承重板1402，承重板1402的两侧分别设置有位置对称的顶升缸杆开口，两个顶升缸杆开口的下部分别固定有顶升气缸1403，两个顶升气缸1403的缸杆均方向朝上并穿过对应位置的顶升缸杆开口，其中一个顶升气缸1403的缸筒侧壁的上部和下部分别设置有顶升缸杆上位接近开关1404和顶升缸杆下位接近开关1405；

承重板1402的上方设置有能够被两个顶升气缸1403联合驱动的升降板1406，两个顶升气缸1403的杠杆顶部固定连接在升降板1406下表面的两侧对称位置上，升降板1406的中心位置固定设置有方向朝上的支撑杆1407，支撑杆1407的顶部固定有顶升托架1408，顶升托架1408设置在顶升辊道13上预留的缺口处，顶升托架1408略低于顶升辊道13的水平高度，顶升辊道13下方的辊道支架上设置有横向的支撑架，顶升机构14的称重传感器1401固定连接在支撑架上；

作为本发明的一种具体实施方式，第一交叉辊道12靠近出口端的位置下方设置有阻挡器15，如图5所示，阻挡器15包括水平设置有阻挡器支撑板1501，阻挡器支撑板1501固定设置在第一交叉辊道12下方的辊道支架的横梁上，阻挡器支撑板1501上设置有阻挡器缸杆开口，阻挡器缸杆开口的下部固定有阻挡器气缸1502，阻挡器气缸1502的缸杆方向朝上并穿过阻挡器缸杆开口，阻挡器支撑板1501的上方水平设置有能够被阻挡器气缸1502驱动的阻挡器升降板1503，阻挡器气缸1502的杠杆顶部固定连接在阻挡器升降板1503的下表面上，阻挡器升降板1503的上表面垂直设置有阻挡板1504，阻挡板1504与第一交叉辊道12的辊子平行设置并间隙配合；优选地，阻挡器支撑板1501的两侧对称位置分别设置有两个阻挡器导向柱1505，两个阻挡器导向柱1505的顶部固定连接在阻挡器升降板1503的下表面上；

作为本发明的一种具体实施方式，如图6、图7所示，第一分选辊道2入口端的下方设置有纵向平面设置的横向长条板，该长条板为拨轮器固定板1601，拨轮器固定板1601与第一分选辊道2的辊子平行，拨轮器固定板1601的两侧分别设置有位置对称的拨轮器缸杆开口，拨轮器固定板1601上的两个拨轮器缸杆开口处分别固定有拨轮器气缸1602，两个拨轮器气缸1602的缸杆均朝向第一交叉辊道12并穿过对应位置的拨轮器缸杆开口，拨轮器固定板1601偏向第一交叉辊道12的一侧的中心位置固定设置有的波轮器导轨1603，波轮器导轨1603与第一交叉辊道12的辊子平行，两个拨轮器气缸1602的缸杆顶部固定连接有拨轮器1604，拨轮器的上侧两端一体设置有方向朝上的拨杆1605，使拨轮器呈开口向上的u型结构，两个拨杆1605分别穿过第一交叉辊道12的辊子间隙并高出辊子，拨轮器1604被两个拨轮器气缸1602的缸杆联合驱动，使波轮器1604在导轨1603上滑动，其中一个拨轮器气缸1602的缸筒侧壁的两端分别设置有拨轮器出接近开关1606和拨轮器进接近开关1607；

作为本发明的一种具体实施方式，顶升辊道13两侧链条盖板上设置有对射光电18，对射光电18的位置与所述顶升托架1408后端的边缘对齐，主辊道电机17与辊子的齿轮比为1：1，主辊道电机17上设置有单圈绝对值编码器；plc模块控制所述轮毂分选辊道自动运行。

主辊道1与第二、第三、第四、第五和第六分选辊道构成的分选结构均与主辊道1与第一分选辊道2构成的分选结构相同。

本实施例中，主辊道1的一侧间隔的设置有与主辊道1方向垂直的第一、第二、第三、第四、第五和第六分选辊道，六个分选辊道就是六种处理不同尺寸的数控机床的入口辊道。对射光电18包括信号发射端和信号接收端(信号通常为红外线)，当信号发射端与信号接收端之间出现遮挡物或遮挡物移除，信号接收端会发生电平变化并传输给plc模块。

本发明的轮毂分选辊道，当轮毂经过顶升辊道13并触发对射光电18时，plc模块获取对射光电18的触发信号，控制主辊道电机17停止转动，此时，plc模块开启顶升气缸1403上升电磁阀，使两个顶升气缸1403的缸杆升起至顶升缸杆上位接近开关1404触发，顶升机构14的升降板1406在两个顶升气缸1403的缸杆联合驱动下升到顶点，顶升托架1408将轮毂托起，顶升机构14保持升起状态几秒钟后，plc模块控制顶升气缸1403的缸杆回收，顶升机构14下降，由于顶升托架1408的原始位置略低于顶升辊道13的水平位置，轮毂下落至顶升辊道13上(轮毂的尺寸大于缺口的尺寸)，plc模块控制主辊道电机17转动。上述过程中，顶升机构14将轮毂托起时，plc模块通过承重传感器能够获取轮毂的重量信息，由于各尺寸(从15寸到20寸)的轮毂重量没有重叠，plc模块通过获取的轮毂重量与其存储器中的数据比对，即可得到该轮毂的尺寸，进而确定该轮毂进入第n(1≤n≤6)分选辊道，则plc模块计算轮毂前端离开对射光电18时到轮毂被送达第n交叉辊道中心时的行进距离s，再根据主辊道1的辊子周长c，计算得到主辊道电机17的预设转动圈数n＝s/c；

plc模块通过单圈绝对值编码器的闭环控制，控制主辊道电机17执行n圈转动后，将轮毂输送至第n交叉辊道的中心，此时，plc模块控制第n交叉辊道的阻挡器15升起，同时，触发拨轮器气缸1602进电磁阀开启，拨轮器气缸1602的缸杆回收缸筒，将轮毂拨入第n分选辊道，plc模块获取拨轮器进接近开关1607信号后，触发拨轮器气缸1602出电磁阀开启，拨轮器气缸1602的缸杆伸出缸筒，拨轮器回到原位，plc模块获取拨轮器出接近开关1606信号后，第n交叉辊道的阻挡器15下降，即完成一个轮毂的分选。

本发明实现了不同尺寸轮毂的自动分选，免去了人工分选，极大的降低了工作人员的劳动强度，同时，也避免了因人工抛掷轮毂造成的轮毂磕碰。因此，本发明具有降低工作人员劳动强度、避免轮毂磕碰的特性。

为了避免拨轮过程中，造成轮毂磕碰，优选的，两个拨杆1605的顶端采用软质材料包裹，如图6、图7所示。

作为上述实施例的一种改进，如图4所示，承重板1402上设置有两个以承重板1402中心位置对称的导向柱开口，两个导向柱开口处均固定设置有竖直方向的导向套，两个导向套内部穿设有导向柱，两个导向柱的顶点固定在升降板1406上。本实施例设置的两个导向柱，提高了顶升气缸1403对升降板1406支撑的稳定性，同时也具有保护顶升气缸1403的作用。

作为上述实施例的进一步改进，如图1所示，主辊道1入口处的两侧链条盖板上分别固定有导向轮19。导向轮19可以对轮毂的行进轨道进行导向，使轮毂沿着主辊道1的中心位置行进，不左右偏离，准确达到顶升机构14上方。

本发明中，顶升辊道13上预留的缺口与顶升托架1408形状匹配，缺口的两侧设置有与主辊道1的辊子同步传动的短辊子。

进一步的，如图4所示，支撑杆1407的顶部固定有托盘1409，支撑杆1407与托盘1409通过螺纹连接，顶升托架1408通过螺栓固定在托盘1409上，顶升托架1408可以为为“十”字或“井”字结构，优选的，顶升托架1408为“井”字结构。

另一方面，本发明还提供一种上述的轮毂分选辊道的分选方法，如图8所示，包括：

步骤s101：获得轮毂遮挡对射光电18的触发信号，停止主辊道电机17转动；

步骤s102：触发顶升机构14升起，获取轮毂尺寸信息，确定使轮毂进入第n(1≤n≤6)分选辊道时主辊道电机17的预设转动圈数n，触发顶升机构14下降，主辊道电机17转动；

步骤s103：通过单圈绝对值编码器闭环控制，驱动主辊道电机17执行n圈转动后，控制第n交叉辊道的阻挡器15升起，同时，触发拨轮器气缸1602进电磁阀开启，拨轮器气缸1602的缸杆回收缸筒，将轮毂拨入第n分选辊道；

步骤s104：获取拨轮器进接近开关1607信号后，触发拨轮器气缸1602出电磁阀开启，拨轮器气缸1602的缸杆伸出缸筒，拨轮器回到原位；

步骤s105：获取拨轮器出接近开关1606信号后，第n交叉辊道的阻挡器15下降。

本实施例的分选方法具有降低工作人员劳动强度、避免轮毂磕碰的特性。

作为上述实施例的一种改进，如图9所示，步骤s102进一步为：

步骤s1021：触发顶升气缸1403上升电磁阀开启，顶升机构14升起至顶升缸杆上位接近开关1404触发3秒；

步骤s1022：通过称重传感器1401获取轮毂重量信息，与存储器中数据库比对，得到轮毂尺寸，确定该轮毂进入第n(1≤n≤6)分选辊道；

步骤s1023：计算使轮毂前端离开对射光电18时到轮毂被送达第n交叉辊道中心时，主辊道电机17的预设转动圈数n；

步骤s1024：触发顶升气缸1403下降电磁阀开启，顶升机构14下降至顶升缸杆下位接近开关1405触发，主辊道电机17转动。

作为上述改进实施例的一种改进，步骤s1023进一步为：计算轮毂前端离开对射光电18到轮毂被送达第n交叉辊道中心的距离s，再根据主辊道1的辊子转动周长c，计算得到主辊道电机17的预设转动圈数n＝s/c。

进一步的，步骤s1023包括：轮毂前端离开对射光电18到轮毂被送达第n交叉辊道中心的距离s＝m+d/2，m为对射光电18到第n交叉辊道中心的距离，d为通过轮毂尺寸确定的轮毂直径。

主辊道电机17预设转动圈数n的具体推导过程如下：

本发明中主辊道电机17采用的电机为带有减速机的抱闸电机，假设主辊道电机17的转动频率为θr/min，减速比为1:m

则，主辊道电机17的输出频率ρ＝θ/m

当主辊道电机17与辊子的齿轮周长比为1：1时，假设主辊道1的辊子周长为c，

则主辊道1的行进速度v＝ρ×c；

又，假设对射光电18到第n分选辊道中心的距离为m，

则，轮毂前端离开对射光电18到轮毂被送达第n分选辊道中心的距离：

s＝m+d/2

假设主辊道电机17的预设转动圈数为n，即主辊道电机17转动n圈数后，可将轮毂从轮毂前端离开对射光电18时送达到第n分选辊道的中心；

又，假设主辊道电机17转动n圈，需要的时间为t，

则，存在如下比例关系：

ρ:1＝n:t

即ρ(输出频率)比1(min)等于n(电机转动圈数)比t(时间)，得到：t＝n/ρ

根据s(路程)＝v(速度)×t(时间)

则，m+d/2＝ρ×c·n/ρ

进一步得到，m+d/2＝c·n

则，

plc模块通过单圈绝对值编码器，驱动主辊道电机17执行n圈转动后停止，可将轮毂准确的定位在第n交叉辊道的中心。

上述推导过程中：如果主辊道电机17与辊子的齿轮周长比不是1：1时，则先计算主辊道电机17(电机齿轮周长c2)与辊子(辊子齿轮周长c1)的齿轮周长之比c2/c1，再用ρ乘以该比值c2/c1，可得到主辊道1辊子的转动频率ρ′＝ρ·c2/c1，

则，主辊道1的行进速度为v＝ρ′×c。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。