一种气动式排气管接管的自动化视觉旋转控制打标装置的制作方法

1.本发明属于机械加工技术领域，涉及一种气动式排气管接管的自动化视觉旋转控制打标装置。


背景技术：

2.2021年，全国卡车保险数据共计156.65万辆，燃气车辆约152万辆，占比达到97％，经调研，行业重型卡车的排气管接管零件单车平均每台车5件，所以行业汽车排气管接管类产品数量非常之大，市场需求量约760万件。
3.近年来，各汽车企业均按itaf16949体系的要求，汽车产品、零部件均采用可追溯化永久标识。所以排气管接管零件需要全部进行打产品标号，目前市面主流打标方式有两种，气动式和激光式。气动式打标机的主要特点是造价便宜，噪音大，打标深度范围广，效率低，市面无此类智能化配套设备，打标过程中需要人工来往复搬运并抓持住工件进行打标作业，长期打标的噪声，对工人听力等职业健康影响严重，工人劳动强度大，工作效率低；激光式打标机特点，打标速度快、噪音低，打标深度范围窄，部分厂商可以智能化集成非标自动化设备、造价成本高。
4.由于接管零件后续需要经过喷漆工序，所以激光方式打标的深度、效率、经济性上都无法满足需求，只能采取人工操作气动打标机进行打标，每年需人工抓持住工件进行打标作业至少数百万件以上甚至接近千万件，且每件法兰打标过程中需要搬运2次以上；需配专职打标工两名倒班连续作业，工人劳动强度大，效率低，
5.因此，气动打标机只能采用人工操作打标的特性导致了排气管接管打标产能提升受限、加工效率低的问题凸显，在产能提升时，成为产能瓶颈。如何能够提高气动打标机的工件投放速度，实现自动化连续供料打标，进一步解放人力提高产能，降低工人劳动强度，一直是气动打标机作业的一个难点。


技术实现要素：

6.本发明解决技术问题所采取的技术方案是：一种气动式排气管接管的自动化视觉旋转控制打标装置，包括：气动打标机、自动定位旋转伺服传输机构、视觉拍照机构、传送带、控制系统；
7.气动打标机用于自上向下给接管打标；
8.视觉拍照机构用于拍摄接管进入自动定位旋转伺服传输机构控制区域前的待打标面的图像，视觉拍照机构位于传送带的正上方；
9.自动定位旋转伺服传输机构用于摩擦调整接管在水平面内的旋转角度，自动定位旋转伺服传输机构包括伺服电机驱动的摩擦轮、夹紧臂、同步带轮组副，摩擦轮的旋转轴竖直，摩擦轮的旋转轴与接管的旋转轴平行，同步带轮组副由伺服电机驱动在水平面内往复摆动，摩擦轮转动连接在同步带轮组副的摆动端，同步带轮组副的摆动端朝向接管摆动时，摩擦轮的外圆周与接管外圆周摩擦接触，自动定位旋转伺服传输机构位于传送带的正上
方，摩擦轮位于传送带的侧上方；
10.传送带用于将接管传送并依序通过视觉拍照机构、自动定位旋转伺服传输机构、气动打标机，传送带呈槽型，传送带位于摩擦轮的摆动处预留有垭口，垭口的底面不高于传送带的传送面；
11.控制系统用于接收视觉拍照机构并控制摩擦轮摩擦调整接管的水平旋转角度，使得每个接管以相同的角度位置进入气动打标机下的打标区域；
12.气动打标机、自动定位旋转伺服传输机构、视觉拍照机构、传送带均电连接至控制系统；
13.打标时，接管先由视觉拍照机构拍照后将数据信息送至控制系统，控制系统指令自动定位旋转伺服传输机构将接管摩擦调整旋转至预设角度位置后，气动打标机对接管的预设位置进行打标。
14.优选的，所述打标装置还设有自动送料机构，自送送料机构用于将接管依序传送至传送带，降低了人工不间断送料的劳动强度，同时能够实现无人值守自动连续打标。
15.更优的，所述自动送料机构包括：储料箱、电机丝杠传动机构、出料口、滑道，出料口位置高于滑道末端，滑道设有坡度，滑道的高处对接出料口，滑道的低处对接传送带的输入端，电机丝杠传动机构依序将储料箱内的接管逐个推至出料口处。
16.优选的，所述打标装置还设有自动收料机构，自动收料机构用于将打标完成后的接管依序收集整理，降低了人工不间断收集半成品的劳动强度，同时能够实现无人值守自动连续打标。
17.更优的，所述自动收料机构包括导柱，导柱沿竖直方向设置，导柱的上端位于传送带输出端下方，导柱的直径小于接管的内径，导柱的底部设有托盘，托盘的直径大于接管的内径。
18.更优的，所述导柱顶部设有上小下大的锥面，锥面与导柱同旋转轴，锥面底部与导柱的外圆周面贯通。
19.更优的，所述传送带输入端上设有圆形出料口，圆形出料口的下方正对导柱的顶部。
20.更优的，所述导柱沿水平方向设有3至5柱，导柱底部的托盘连接在底盘上，托盘环形均布在底盘，底盘由气缸驱动旋转，气缸电连接至控制系统；控制系统根据计数确定导柱上的接管套满后指令控制气缸旋转，将满装的导柱旋转移开，将新的空载的导柱旋转至圆形出料口的下方，再次进行打标完成后的接管的收集。
21.优选的，所述控制系统上设有警示灯，警示灯设有红色、黄色、绿色闪烁提示；运行时通过三色警示灯反馈灯光信号，一方面可直观反馈工位运行定位情况，二可有效警示其它人员注意安全避让，大大降低人员伤害、产品或者设备故障无人处理的发生概率。
22.本发明的有益效果是：
23.1.本发明能够实现接管零件自动化送料打标，彻底解决了气动打标机靠人工操作作业的弊端，因此本发明能够有效消除因打标时零件搬运及投放时落位不准确或者失手滑落导致的人员工伤、损伤设备，有效解放人力，提高操作人员作业空间及业务。
24.2.本发明能够根据接管直径尺寸的不同，调整限位位置，可适应多种尺寸及规格的接管自动化打标作业，并兼容多规格接管零件同工位自动化打标，其余零星接管可用快
换工装进行同工位打标作业，因此本发明适用范围广。
25.3.本发明带视觉系统，能够识别供应商代码并伺服控制执行准确避让；能够兼容多种直径的法兰零件自动输送打标；因此本发明兼容性强。
26.4.可根据需求自动与手动供料切换打标，因此，本发明打标操作多样化，能满足各种产量不同需求。
附图说明
27.图1是一种气动式排气管接管的自动化视觉旋转控制打标装置的立体结构立体图；
28.图2是自动定位旋转伺服传输装置示意图；
29.图3是供料装置示意图；
30.图4是打标装置的俯视图；
31.图5是接料装置示意图。
32.图中：1、气动打标机；2、自动定位旋转伺服传输机构；3、视觉拍照机构；4、传送带；5、控制系统；6、接管；7、自动送料机构；8、自动收料机构；21、伺服电机；22、摩擦轮；23、夹紧臂；24、同步带轮组副；41、垭口；42、圆形出料口；51、警示灯；71、储料箱；72、电机丝杠传动机构；73、出料口；74、滑道；81、导柱；82、托盘；83、锥面；84、底盘；85、气缸。
具体实施方式
33.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明中的相关技术进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.参考图1-5，一种气动式排气管接管的自动化视觉旋转控制打标装置，包括：气动打标机1、自动定位旋转伺服传输机构2、视觉拍照机构3、传送带4、控制系统5；
35.气动打标机1用于自上向下给接管6打标；
36.视觉拍照机构3用于拍摄接管6进入自动定位旋转伺服传输机构2控制区域前的待打标面的图像，视觉拍照机构3位于传送带4的正上方；
37.自动定位旋转伺服传输机构2用于摩擦调整接管6在水平面内的旋转角度，自动定位旋转伺服传输机构2包括伺服电机21驱动的摩擦轮22、夹紧臂23、同步带轮组副24，摩擦轮22的旋转轴竖直，摩擦轮22的旋转轴与接管6的旋转轴平行，同步带轮组副24由伺服电机21驱动在水平面内往复摆动，摩擦轮22转动连接在同步带轮组副24的摆动端，同步带轮组副24的摆动端朝向接管6摆动时，摩擦轮22的外圆周与接管6外圆周摩擦接触，自动定位旋转伺服传输机构2位于传送带4的正上方，摩擦轮22位于传送带4的侧上方；
38.传送带4用于将接管6传送并依序通过视觉拍照机构3、自动定位旋转伺服传输机构2、气动打标机1，传送带4呈槽型，传送带4位于摩擦轮22的摆动处预留有垭口41，垭口41的底面不高于传送带4的传送面；
39.控制系统5用于接收视觉拍照机构3并控制摩擦轮22摩擦调整接管6的水平旋转角度，使得每个接管6以相同的角度位置进入气动打标机1下的打标区域；
40.气动打标机1、自动定位旋转伺服传输机构2、视觉拍照机构3、传送带4均电连接至控制系统5；
41.打标时，接管6先由视觉拍照机构3拍照后将数据信息送至控制系统5，控制系统5指令自动定位旋转伺服传输机构2将接管6摩擦调整旋转至预设角度位置后，气动打标机1对接管6的预设位置进行打标。
42.进一步的，所述打标装置还设有自动送料机构7，自送送料机构7用于将接管6依序传送至传送带4，降低了人工不间断送料的劳动强度，同时能够实现无人值守自动连续打标。
43.更进一步的，所述自动送料机构7包括：储料箱71、电机丝杠传动机构72、出料口73、滑道74，出料口73位置高于滑道74末端，滑道74设有坡度，滑道74的高处对接出料口73，滑道74的低处对接传送带4的输入端，电机丝杠传动机构72依序将储料箱71内的接管6逐个推至出料口73处。
44.进一步的，所述打标装置还设有自动收料机构8，自动收料机构8用于将打标完成后的接管6依序收集整理，降低了人工不间断收集半成品的劳动强度，同时能够实现无人值守自动连续打标。
45.更进一步的，所述自动收料机构8包括导柱81，导柱81沿竖直方向设置，导柱81的上端位于传送带4输出端下方，导柱81的直径小于接管6的内径，导柱81的底部设有托盘82，托盘82的直径大于接管6的内径。
46.更进一步的，所述导柱81顶部设有上小下大的锥面83，锥面83与导柱81同旋转轴，锥面83底部与导柱81的外圆周面贯通。
47.更优的，所述传送带4输入端上设有圆形出料口42，圆形出料口42的下方正对导柱81的顶部。
48.更进一步的，所述导柱81沿水平方向设有3至5柱，导柱81底部的托盘82连接在底盘84上，托盘82环形均布在底盘84，底盘84由气缸85驱动旋转，气缸85电连接至控制系统5；控制系统5根据计数确定导柱81上的接管6套满后指令控制气缸85旋转，将满装的导柱81旋转移开，将新的空载的导柱81旋转至圆形出料口42的下方，再次进行打标完成后的接管6的收集。
49.进一步的，所述控制系统5上设有警示灯51，警示灯51设有红色、黄色、绿色闪烁提示；运行时通过三色警示灯51反馈灯光信号，一方面可直观反馈工位运行定位情况，二可有效警示其它人员注意安全避让，大大降低人员伤害、产品或者设备故障无人处理的发生概率。
50.实施例
51.本实施例中，因厂商送半成品排气管接管6正面已有供应商代码标识，内部生产也需要在同一面上打标号，并且要求避让开供应商标识码，且该打标机只有一台，需兼容多规格接管6零件(93种以上)同工位打标，且需要满足如下需求：
52.1、新设计机构带视觉拍照机构3，可识别供应商代码并伺服控制执行准确避让；2、兼容直径115至150接管6零件自动输送打标(且换产快速低于3分钟)；3、可根据需求自动与手动供料切换打标。
53.本实施例中的汽车排气管接管产品自动化打标设备，包括气动打标机1，自动送料
机构7、传送带4、自动定位旋转伺服传输机构2、自动收料机构8，滑道74、传动装置，视觉拍照机构3、控制系统5、控制开关，自动送料机构7设有储料箱71、电机丝杠传动机构72、出料口73、浮动限位，自动送料机构7固定在打标机左后方，出料口73位置高于滑道74末端且储料箱71底面与水平之间设有坡度，传动装置的传动部带动推板导柱做前后往复步进运动；接管6在推板往复步进运动的下限位时正对料箱出料口73，出料口73正对滑道74入口，滑道74末端与传送带4及打标工作平面齐平；接管6沿滑道末端进入传送带4，接管6位移至最末端接近开关位置后，气缸推动接管6进入传送带4，接管6到达位置后，由视觉拍照机构3抓拍图像识别产品角度位置，视觉拍照机构3包括工业矩阵摄像机、光源、镜头、视觉控制软件，再输出角度信息给控制系统5，控制系统5控制伺服电机21带动摩擦轮22摩擦旋转接管6角度后，实施打标加工，依次循环，使打过标的接管6产品沿传送带4滑移至末端后，自圆形出料口42落下，沿导柱81依次排列，存料高度到达限位位置时，接料装置底盘84受气缸85推动进行气动旋转，使空的导柱81到达接料位置，依次循环，实现排气管产品接管6零件的自动化连续打标。
54.综上所述，本发明提供了一种气动式排气管接管的自动化视觉旋转控制打标装置，能够实现接管零件自动化送料打标，彻底解决了气动打标机靠人工操作作业的弊端，因此本发明能够有效消除因打标时零件搬运及投放时落位不准确或者失手滑落导致的人员工伤、损伤设备，有效解放人力，提高操作人员作业空间及业务，因此本发明拥有广泛的应用前景。
55.需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。