本发明涉及一种自动拔取铝合金轮毂气门孔密封替代物装置及方法。
背景技术：
轮毂机加工之后需要做气密性检测，以便识别出气密性不良品。由于轮毂存在气门孔，进行气密性检测之前需要将气门孔用气门孔密封替代物封住，然后在流转到气密试验机进行气密性检测，完成检测后再将气门孔密封替代物取下。
因为机加工后的铝合金轮毂为灰白色，所以采用的轮毂气门孔密封替代物为黑色，这样可以通过颜色识别照相机，准确识别出所在的位置。
因为之前安装及拆卸气门孔密封替代物的工作全靠手工完成，由于这项工作属于简单、单一、反复操作，同时存在人工操作效率低的问题，同时，还会出现漏拔取的现象，造成生产成本增加。所以有必要设计一种装置来完成自动拔取轮毂气门孔密封替代物，提高生产效率，降低劳动力成本。
技术实现要素：
因此，本发明的目的是提供一种拔取气门孔密封替代物装置，能够满足气密性检测后，自动、快速拔取气门孔密封替代物，减少人工操作的等待时间，同时避免因人员误操作造成地气门孔密封替代物流转到下一工序的成本增加。
为了实现以上的目的，本发明提供了以下的技术方案：
在本发明的一个方面，提供了一种用于从轮毂拔除气门孔密封替代物的装置，所述的装置包括工业照相机，拔取机械手，旋转编码器，旋转主轴，处理器，机架，操作台，其特征在于：所述的机架上安装有操作台，所述的操作台通过辊道和生产线连接，所述的颜色识别照相机和工业照相机分别安装在机架上，并设置为对准操作台，旋转主轴安装在操作台下方，并且设置为带动操作台上方的轮毂转动，所述的拔取机械手设置在操作台上方。
在本发明优选的方面，所述的旋转主轴设置为带动轮毂转动，所述的工业照相机设置为从轮毂正面来进行拍照，并且将照片传输到处理器，所述的处理器设置为从照片中识别气门孔密封替代物，并且记录气门孔密封替代物在车轮上的位置，计算出拔取机械手和气门孔密封替代物在车轮上的位置的差别；所述的旋转主轴驱动车轮转动，使得拔取机械手和气门孔密封替代物位置重合；所述的拔取机械手设置为从处理器记录的气门孔密封替代物在车轮上的位置拔取气门孔密封替代物。
在本发明优选的方面，所述的装置还包括激光测距传感器和颜色识别照相机，所述的激光测距传感器和颜色识别照相机分别设置在拔取机械手的后方，并且设置为与处理器处于数据连接。
在本发明优选的方面，所述的气门孔密封替代物具有黑色的表面。
在本发明优选的方面，所述的装置还包括旋转编码器，所述的旋转编码器设置为与处理器处于数据连接，并且根据照片和激光测距传感器的测量结果来精确计算气门孔密封替代物在车轮上的相位角。
在本发明优选的方面，所述的拔取机械手采取伺服驱动控制，并设置为前后及上下移动。
在本发明优选的方面，所述的拔取机械手设置为在拔取气门孔密封替代物之后，松开释放气门孔密封替代物。
在本发明的其他方面，还提供了使用前文所述的装置来从轮毂拔除气门孔密封替代物的方法，所述的方法包括步骤：(1)生产线的辊道将轮毂传送到操作台，工业照相机对轮毂正面拍照，并且将照片传输到处理器，处理器从照片中识别气门孔密封替代物，并且记录气门孔密封替代物在车轮上的位置，计算出拔取机械手和气门孔密封替代物在车轮上的位置的差别；(2)旋转主轴驱动车轮转动，使得拔取机械手和气门孔密封替代物位置重合；(3)拔取机械手从处理器记录的气门孔密封替代物在车轮上的位置拔取气门孔密封替代物。
在本发明优选的方面，在步骤1中，还包括将照片和激光测距传感器的测量结果来精确计算气门孔密封替代物在车轮上的相位角。
本发明的技术方案有以下的优点：
(1)该装置采用工业照相机作为轮毂识别定位的检测元件，可以实现对轮毂及气门孔密封替代物的粗略定位功能。
(2)该装置采用颜色识别照相机，可以对黑色气门孔密封替代物进行精确识别定位。
(3)该装置采用旋转编码器，可以实现气门孔密封替代物的精确定位。
(4)该装置的拆取机械手采用伺服驱动控制，具有运行快速稳定，定位准确可靠的特点。
(5)该装置采用激光测距传感器，能够准确测量出气门孔密封替代物与拔取机械手之间的距离，为准确拆卸提供准确数据。
(6)该装置安装收集容器，可以保证拆卸下的气门孔密封替代物有效收集，减少丢失的现象，节约采购成本。
(7)该装置安装有防护罩，即起到防尘保护精密传感器的作用又起到有效隔光的作用，减少自然光对照相机的影响。
这一装置解决了依靠人员拔取气门孔密封替代物操作，提高了劳动生产率，提高了轮毂生产过程的自动化程度。
附图说明
图1一种自动拔取铝合金轮毂气门孔密封替代物装置；
其中1-收集容器，2-激光测距传感器，3-颜色识别照相机，4-拔取机械手，5-气门孔密封替代物,6-防护罩，7-旋转编码器,8-装夹主轴,9-铝合金轮毂，10-工业照相机。
具体实施方式
实施例1：一种自动拔取铝合金轮毂气门孔密封替代物装置
下面结合附图详细说明自动拔取铝合金轮毂气门孔密封替代物装置。
自动拔取铝合金轮毂气门孔密封替代物装置，包括收集容器1，激光测距传感器2，颜色识别照相机3，拔取机械手4，气门孔密封替代物5,防护罩6，旋转编码器7,装夹主轴8,铝合金轮毂9，工业照相机10。
自动拔取铝合金轮毂气门孔密封替代物装置由工业照相机10先对进入到防护罩6内轮毂9进行定位，然后将轮毂9装夹在主轴8上。
工业照相机10开始识别气门孔密封替代物5，当检测到气门孔密封替代物)后，记录并计算出气门孔密封替代物5与拔取机械手4所在位置的相位差。
通过安装在主轴8上的旋转编码器7，经过计算，使得主轴8旋转一个相位差角度，此时完成气门孔密封替代物5与拔取机械手4之间的粗定位。
当气门孔密封替代物5的相位角粗略定位后，固定安装在拔取机械手4后面的颜色识别照相机3对黑色气门孔密封替代物5进行精确定位，使得气门孔密封替代物5的相位角与拔取机械手4的相位角重合。
通过激光测距传感器2准确测量出黑色气门孔密封替代物5与激光测距传感器2之间的距离，通过该距离参数，计算出拔取机械手4前进的准确位移量，使得拔取机械手4能够准确拔取到黑色气门孔密封替代物5。
拔取机械手4拔取到黑色气门孔密封替代物5后，通过后退及松开动作，将黑色气门孔密封替代物5依靠自重收集到容器1内，供黑色气门孔密封替代物5可以反复流转使用。
当完成拔取动作后，自动拔取铝合金轮毂气门孔密封替代物装置发出准备进行下次拔取操作指令，轮毂依次进入防护罩内进行气门孔密封替代物拔取操作。
实施例2：一种自动拔取铝合金轮毂气门孔密封替代物装置及方法
如例1所述，当不同型号的轮毂9进入到防护罩6后，运行到装夹主轴8的位置上，由工业照相机10对轮毂9的外侧进行粗略外形及尺寸识别，当识别出中心孔位置后，对轮毂9进行中心孔夹持定位。
工业照相机10与工控机资料库进行轮毂9的外侧形状比对，进行轮毂9的外形尺寸粗略分析，然后进行黑色气门孔密封替代物5的定位识别工作，当检测到黑色气门孔密封替代物5后，计算出与拔取机械手4之间的相位角之差。随后，装夹主轴8带动轮毂9旋转相位角差值，旋转的角度由旋转编码器7确定，完成黑色气门孔密封替代物5与拔取机械手4纵向轴线重合定位工作。
然后通过颜色识别照相机3，进行黑色气门孔密封替代物5准确定位，并将黑色气门孔密封替代物5的空间位置传递给拔取机械手4。激光测距传感器2反馈准确的距离数据传递给拔取机械手4，这样，拔取机械手4在伺服驱动控制下，可以准确从轮毂9取下黑色气门孔密封替代物5。
该装置可适用的轮毂直径尺寸范围可以是12-24寸。例如，自动拔取铝合金轮毂气门孔密封替代物装置工作前，先将拔取机械手4所处的位置设定为0°相角。工业照相机10测得轮毂9的为18寸，然后开始识别轮毂9上黑色气门孔密封替代物5的位置，计算出相位角差值应该在0°--180°之间。根据相位角差值，装夹主轴8带动轮毂9，由旋转编码器7计算角度，使得旋转角度与相位角差值相等。此时，拔取机械手4与黑色气门孔密封替代物5的位置基本重合，再由颜色识别照相机3进行精确定位，保证能够准确拔取下黑色气门孔密封替代物5。根据实际生产情况，该装置一小时可以拔取黑色气门孔密封替代物5的数量为900只，完全满足生产节拍需要，而且拔取成功率高达99.99％，几乎没有漏拔现象。实际生产验证，改装置完全可以替代手工操作，而且不会发生因人为疏漏造成地漏拔现象。