铁轮加工方法和系统

技术领域

本发明涉及铁轮加工技术领域，特别涉及铁轮加工方法和系统。

背景技术

铁轮作为车辆等装置的重要配件，随着车辆持有量增多，铁轮的需求量也增多。提高铁轮的加工效率是需要解决的问题。

现有技术中，铁轮加工需要顺序通过若干个设备，转移铁轮往往是通过人力完成，铁轮加工完成后，需要人工进行铁轮的质量检测，检测结果存在误差。存在不能自动化加工铁轮和检测铁轮质量的问题。

例如，一种在中国专利文献上公开的“一种内撑型轮毂”，其公告号：CN109203837A，其申请日：2018年11月12日，该发明轮辐采用模塑料或工程塑料一次成型，成本更低且外观设计媲美铝轮，比以往产品更质感分明，造型美观，设计空间更大，强度替代以往的铁轮，但是存在不能自动化加工铁轮和检测铁轮质量的问题。

发明内容

针对现有技术不能自动化加工铁轮和检测铁轮质量的不足，本发明提出了铁轮加工方法和系统，能自动化加工铁轮和检测铁轮质量。

以下是本发明的技术方案，铁轮加工方法，包括以下步骤：

S1：第一传送装置将铁轮传送至第一目标位置，第一搬运装置顺序将铁轮搬运至扩口装置并进行扩口，将铁轮搬运至外滚装置进行外滚，将铁轮搬运至内滚装置进行内滚；

S2：第一搬运装置将铁轮从内滚装置搬运至第二传送装置，第二传送装置将铁轮传送至第二目标位置，第二搬运装置顺序将铁轮搬运至打孔装置进行打孔，将铁轮搬运至液压装置进行液压；

S3：第二搬运装置将将铁轮从液压装置搬运至第三传送装置，第三传送装置将铁轮传送至第三目标位置，第三搬运装置顺序将铁轮搬运至焊接装置进行焊接，将铁轮搬运至去毛刺装置进行去毛刺，将铁轮搬运至检验装置进行检验；

S4：获取检验装置检验结果并将检验结果传送至主控装置，若铁轮检验不合格则进行预警。

本方案中，第一传送装置将铁轮传送至第一目标位置，第一搬运装置顺序将铁轮搬运至扩口装置并进行扩口，将铁轮搬运至外滚装置进行外滚，将铁轮搬运至内滚装置进行内滚，第一搬运装置将铁轮从内滚装置搬运至第二传送装置，第二传送装置将铁轮传送至第二目标位置，第二搬运装置顺序将铁轮搬运至打孔装置进行打孔，将铁轮搬运至液压装置进行液压，第二搬运装置将将铁轮从液压装置搬运至第三传送装置，第三传送装置将铁轮传送至第三目标位置，第三搬运装置顺序将铁轮搬运至焊接装置进行焊接，将铁轮搬运至去毛刺装置进行去毛刺，将铁轮搬运至检验装置进行检验，能够通过传送装置和和搬运装置实现自动化加工铁轮，获取检验装置检验结果并将检验结果传送至主控装置，若铁轮检验不合格则进行预警，能够通过检验装置检验铁轮质量。

作为优选，扩口装置、外滚装置、内滚装置、打孔装置、液压装置、焊接装置、去毛刺装置和检验装置完成各自工序后，向主控装置传输工序信息，工序信息包括生产时间、生产节拍、装置状态、生产数量和装置信息。

本方案中，扩口装置、外滚装置、内滚装置、打孔装置、液压装置、焊接装置、去毛刺装置和检验装置完成各自工序后，向主控装置传输工序信息，便于主控装置获取各个装置的铁轮加工情况，根据铁轮加工情况进行命令传输。

作为优选，检验装置进行铁轮检验包括以下步骤：

S31：获取铁轮图像；

S32：增强图像对比度；

S33：进行滤波处理；

S34：进行二值化阈值处理；

S35：提取特征，使用支持向量机进行分类监督训练。

本方案中，对铁轮图像进行处理，避免因图像质量造成的检测误差，通过支持向量机算法实现铁轮表面缺陷检测，从而判断铁轮的质量是否和标准铁轮存在差异，提高检测的精确性。

作为优选，S32中，使用灰度归一化和直方图均衡化方法增强铁轮图像对比度；S33中，采用傅里叶变换进行滤波处理；S34中，使用局部阈值分割进行二值化阈值处理。

本方案中，由于实际操作中不同铁轮图像的背景光强可能不同，恒定参数的图像增强方法不适用，故而考虑灰度归一化和直方图均衡化方法增强铁轮图像对比度，提高后期图像处理的精确性，传统的阈值分割需要确定阈值，对于不同的铁轮缺陷图片无法使用相同的阈值，故而使用局部阈值分割，自动确定最佳的阈值。

作为优选，基于工序信息进行装置状态预警、生产节拍预警和装置信息预警：装置状态为故障时进行装置状态预警；生产节拍大于最大节拍阈值或小于最小节拍阈值时进行生产节拍预警；装置信息不满足生产标准信息时进行装置信息预警。

本方案中，预警类型包括装置状态预警、生产节拍预警、装置信息预警和铁轮检测预警。获取装置的工序信息，若装置状态为故障，则进行装置状态预警；若生产节拍大于最大节拍阈值或小于最小节拍阈值，则进行生产节拍预警；若装置信息不满足装置的生产标准信息，则进行装置信息预警，装置信息不满足装置的生产标准信息时，装置可能会因为自身原因导致铁轮加工精度降低；若铁轮检测结果不合格，则进行铁轮检测预警，同一型号的铁轮加工参数一致，连续出现多个不合格的铁轮时，可能是装置或加工参数有误，需及时维护止损。

作为优选，以装置类型为一级分类以装置编号为二级分类进行工序信息汇总并展示装置状态、产品编号、生产时段、日完成数、日完成率、最大节拍、最小节拍、平均节拍、周完成数和月完成数。

本方案中，便于按照设备进行产能分类统计，从而反应设备和加工流程的效率。

铁轮加工系统，包括：

第一传送装置，用于将铁轮传送至第一目标位置；

第一搬运装置，用于从第一传送装置上获取铁轮，顺序将铁轮搬运至扩口装置、外滚装置、内滚装置和第二传送装置；

扩口装置，用于扩口工序加工；

外滚装置，用于外滚工序加工；

内滚装置，用于内滚工序加工；

第二传送装置，用于将铁轮传送至第二目标位置；

第二搬运装置，用于从第二传送装置上获取铁轮，顺序将铁轮搬运至打孔装置、液压装置和第三传送装置；

打孔装置，用于打孔工序加工；

液压装置，用于液压工序加工；

第三传送装置，用于将铁轮传送至第三目标位置；

第三搬运装置，用于从第三传送装置上获取铁轮，顺序将铁轮搬运至焊接装置、去毛刺装置和检验装置；

焊接装置，用于焊接工序加工；

去毛刺装置，用于去毛刺工序加工；

检验装置，用于检测铁轮是否合格；

主控装置，用于制定和发布工序内容、接收信息、信息处理和信息判断；

显示装置，用于展示主控模块处理后的信息；

预警装置，用于根据主控装置传输的预警命令进行预警。

本方案中，第一传送装置将铁轮传送至第一目标位置，第一搬运装置顺序将铁轮搬运至扩口装置并进行扩口，将铁轮搬运至外滚装置进行外滚，将铁轮搬运至内滚装置进行内滚，第一搬运装置将铁轮从内滚装置搬运至第二传送装置，第二传送装置将铁轮传送至第二目标位置，第二搬运装置顺序将铁轮搬运至打孔装置进行打孔，将铁轮搬运至液压装置进行液压，第二搬运装置将将铁轮从液压装置搬运至第三传送装置，第三传送装置将铁轮传送至第三目标位置，第三搬运装置顺序将铁轮搬运至焊接装置进行焊接，将铁轮搬运至去毛刺装置进行去毛刺，将铁轮搬运至检验装置进行检验，能够通过传送装置和和搬运装置实现自动化加工铁轮，获取检验装置检验结果并将检验结果传送至主控装置，若铁轮检验不合格则进行预警，能够通过检验装置检验铁轮质量。

作为优选，第一传送装置、第二传送装置和第三传送装置分别设置有传感器。

本方案中，第一传送装置、第二传送装置和第三传送装置分别设置有传感器，当铁轮传送至指定位置时触发传感器，传感器通知伺服电机停止工作并通知主控装置铁轮已就位的信息。传送装置也可以采用普通电机，通过传感器和电机控制器实现铁轮在传送装置上传送至指定位置时，传感器通知电机控制器控制电机停止工作并通知主控装置铁轮已就位的信息。

作为优选，主控装置的通信模块与第一传送装置、第一搬运装置、扩口装置、外滚装置、内滚装置、第二传送装置、第二搬运装置、打孔装置、液压装置、第三传送装置、第三搬运装置、焊接装置、去毛刺装置和检验装置进行CCLINK通信。

本方案中，便于主控装置向各个装置发布命令和接收各个装置的工序信息。

作为优选，第一传送装置、第二传送装置和第三传送装置的传送带表面设有橡胶层，橡胶层中，丁二烯橡胶质量占37％至78％，三氧化锑质量占比1％至9％，PE树脂质量占比5％至13％，其余为炭黑。

本方案中，传送带表面设有橡胶层，避免传送带划伤铁轮。

本发明的有益效果是：能自动化加工铁轮、自动检测铁轮质量、实时掌握装置的状态和统计产能。

附图说明

图1本发明铁轮加工系统的示意图。

图2本发明铁轮加工方法的流程图。

图中1、第一传送装置；2、第一搬运装置；3、扩口装置；4、外滚装置；5、内滚装置；6、第二传送装置；7、第二搬运装置；8、打孔装置；9、液压装置；10、第三传送装置；11、第三搬运装置；12、焊接装置；13、去毛刺装置；14、检验装置；15、主控装置；16、显示装置；17、预警装置。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：如图1所示，铁轮加工系统，包括：

第一传送装置1，用于将铁轮传送至第一目标位置；

第一搬运装置2，用于从第一传送装置1上获取铁轮，顺序将铁轮搬运至扩口装置3、外滚装置4、内滚装置5和第二传送装置6；

扩口装置3，用于扩口工序加工；

外滚装置4，用于外滚工序加工；

内滚装置5，用于内滚工序加工；

第二传送装置6，用于将铁轮传送至第二目标位置；

第二搬运装置7，用于从第二传送装置6上获取铁轮，顺序将铁轮搬运至打孔装置8、液压装置9和第三传送装置10；

打孔装置8，用于打孔工序加工；

液压装置9，用于液压工序加工；

第三传送装置10，用于将铁轮传送至第三目标位置；

第三搬运装置11，用于从第三传送装置10上获取铁轮，顺序将铁轮搬运至焊接装置12、去毛刺装置13和检验装置14；

焊接装置12，用于焊接工序加工；

去毛刺装置13，用于去毛刺工序加工；

检验装置14，用于检测铁轮是否合格；

主控装置15，用于制定和发布工序内容、接收信息、信息处理和信息判断；

显示装置16，用于展示主控模块处理后的信息；

预警装置17，用于根据主控装置15传输的预警命令进行预警。

第一传送装置1，可以是传送带、输送机等。第一传送装置1采用第一伺服电机，在完成传送铁轮的工序后，第一传送装置1停止传送。第一传送装置1设置有第一传感器，当铁轮在第一传送装置1上传送至指定位置时触发第一传感器，第一传感器通知第一伺服电机停止工作并通知主控装置15铁轮已就位的信息。第一传送装置1也可以采用普通电机，通过第一传感器和电机控制器实现铁轮在第一传送装置1上传送至指定位置时，第一传感器通知电机控制器控制电机停止工作并通知主控装置15铁轮已就位的信息。

第一搬运装置2，可以是机器人或机械臂，本实施例中，第一搬运装置2为发那科机器人。第一搬运装置2从主控装置15获取将铁轮从第一传送装置1搬运至扩口装置3的命令，将铁轮从第一传送装置1搬运至扩口装置3。第一搬运装置2从主控装置15获取将铁轮从扩口装置3搬运至外滚装置4的命令，将铁轮从扩口装置3搬运至外滚装置4。第一搬运装置2从主控装置15获取将铁轮从外滚装置4搬运至内滚装置5的命令，将铁轮从外滚装置4搬运至内滚装置5。第一搬运装置2从主控装置15获取将铁轮从内滚装置5搬运至第二传送装置6的命令，将铁轮从内滚装置5搬运至第二传送装置6。

扩口装置3，可以是扩口机，本实施例中，扩口装置3为双工位伺服扩口机。从主控装置15获取工序参数，按照工序参数进行工序加工。扩口工序完成后，向主控装置15传输扩口工序的工序信息。

外滚装置4，可以是外滚机。从主控装置15获取工序参数，按照工序参数进行工序加工。外滚工序完成后，向主控装置15传输外滚工序的工序信息。

内滚装置5，可以是内滚机。从主控装置15获取工序参数，按照工序参数进行工序加工。内滚工序完成后，向主控装置15传输内滚工序的工序信息。

第二传送装置6，可以是传送带、输送机等。第二传送装置6采用第二伺服电机，在完成传送铁轮的工序后，第二传送装置6停止传送。第二传送装置6设置有第二传感器，当铁轮在第二传送装置6上传送至指定位置时触发第二传感器，第二传感器通知第二伺服电机停止工作并通知主控装置15铁轮已就位的信息。第一搬运装置2在铁轮完成内滚工序后，将铁轮搬运至第二传送装置6。第二传送装置6也可以采用普通电机，通过第二传感器和电机控制器实现铁轮在第二传送装置6上传送至指定位置时，第二传感器通知电机控制器控制电机停止工作并通知主控装置15铁轮已就位的信息。传送带表面设有橡胶层，橡胶层中，丁二烯橡胶质量占37％至78％，三氧化锑质量占比1％至9％，PE树脂质量占比5％至13％，其余为炭黑。

第二搬运装置7，可以是机器人或机械臂，本实施例中，第二搬运装置7为发那科机器人。第二搬运装置7从主控装置15获取将铁轮从第二传送装置6搬运至打孔装置8的命令，将铁轮从第二传送装置6搬运至打孔装置8。第二搬运装置7从主控装置15获取将铁轮从打孔装置8搬运至液压装置9的命令，将铁轮从打孔装置8搬运至液压装置9。第二搬运装置7从主控装置15获取将铁轮从液压装置9搬运至第三传送装置10的命令，将铁轮从液压装置9搬运至第三传送装置10。

打孔装置8，可以是打气门孔机。从主控装置15获取工序参数，按照工序参数进行工序加工。打孔工序完成后，向主控装置15传输打孔工序的工序信息。

液压装置9，可以是液压机，本实施例中，液压装置9为组合压幅板液压机。从主控装置15获取工序参数，按照工序参数进行工序加工。液压工序完成后，向主控装置15传输液压工序的工序信息。

第三传送装置10，可以是传送带、输送机等。第三传送装置10采用第三伺服电机，在完成传送铁轮的工序后，第三传送装置10停止传送。第三传送装置10设置有第三传感器，当铁轮在第三传送装置10上传送至指定位置时触发第三传感器，第三传感器通知第三伺服电机停止工作并通知主控装置15铁轮已就位的信息。第二搬运装置7在铁轮完成液压工序后，将铁轮搬运至第三传送装置10。第三传送装置10也可以采用普通电机，通过第三传感器和电机控制器实现铁轮在第三传送装置10上传送至指定位置时，第三传感器通知电机控制器控制电机停止工作并通知主控装置15铁轮已就位的信息。

第三搬运装置11，可以是机器人或机械臂，本实施例中，第三搬运装置11为发那科机器人。第三搬运装置11从主控装置15获取将铁轮从第三传送装置10搬运至焊接装置12的命令，将从第三传送装置10搬运至焊接装置12。第三搬运装置11从主控装置15获取将铁轮从焊接装置12搬运至去毛刺装置13的命令，将铁轮从焊接装置12搬运至去毛刺装置13。第三搬运装置11从主控装置15获取将铁轮从去毛刺装置13搬运至检验装置14的命令，将铁轮从去毛刺装置13搬运至检验装置14。

焊接装置12，可以是焊接机，本实施例中，焊接装置12为机器人全自动焊幅板工作站。从主控装置15获取工序参数，按照工序参数进行工序加工。焊接工序完成后，向主控装置15传输焊接工序的工序信息。焊接装置12中设置有伺服电机，伺服电机为连接的转动机构提供动力使转动机构和连接于转动机构的铁轮进行旋转。

去毛刺装置13，可以是去毛刺机。从主控装置15获取工序参数，按照工序参数进行工序加工。去毛刺工序完成后，向主控装置15传输去毛刺工序的工序信息。

检验装置14，可以是瑕疵检测仪。检验装置14设有采集模块、处理模块和分析模块，采集模块可以是摄像头，用于获取铁轮图像，处理模块用于处理铁轮图像，分析模块用于分类监督训练判断铁轮是否合格。采集模块获取铁轮图像后，处理模块增强铁轮图像对比度，使用灰度归一化和直方图均衡化方法增强铁轮图像对比度；采用傅里叶变换对铁轮图像进行滤波处理以减少后续检测误差；得到滤波图像后进行二值化阈值处理，从而恰当提取出缺陷信息，使用局部阈值分割，自动确定最佳的阈值；通过特征提取算法提取特征，使用支持向量机对其进行分类监督训练。若铁轮合格，则将该铁轮图像保存至合格品库中并向主控装置15传输铁轮检测合格信息；若铁轮不合格，向主控装置15传输铁轮检测不合格信息。

还可以根据加工产品的产品编号在合格品库中匹配该产品编号的合格图像，将加工产品的铁轮图像和对应产品编号的合格图像进行对比，从而判定铁轮是否合格。所有产品的产品编号的长度为8位数字，每个合格图像的编号前8位数字对应产品编号，连接符为破折号，后5位数字对应合格图像的数量。在根据产品编号匹配合格图像时，先截取合格图像的编号的前8位数字匹配产品编号，再将符合产品编号的合格图像和铁轮图像进行对比，例如产品编号为10000001，则对应产品编号的合格图像的编号为10000001-XXXXX。也可以在合格品库中根据产品编号设置不同的数据库表，该数据库表仅保存对应产品编号的合格图像，在根据产品编号匹配合格图像时，先选择对应产品编号的数据库表，再将该数据库表中的合格图像和铁轮图像进行对比。检验工序完成后，向主控装置15传输检验工序的工序信息。

主控装置15，可以是计算机或PLC控制器。主控装置15采用CCLINK通信模块LJ61BT11与第一传送装置1、第一搬运装置2、扩口装置3、外滚装置4、内滚装置5、第二传送装置6、第二搬运装置7、打孔装置8、液压装置9、第三传送装置10、第三搬运装置11、焊接装置12、去毛刺装置13和检验装置14进行CCLINK通信。主控装置15用于制定工序顺序、设计工序参数、传输工序命令、接收工序信息和并行处理工序，且工序相关的设置信息和工序信息都存储于数据库中，其中，设置信息包括工序顺序和工序参数。本实施例中，工序顺序为扩口工序、外滚工序、内滚工序、打孔工序、液压工序、焊接工序、去毛刺工序和检验工序。根据不同规格的产品涉设计不同的工序参数，根据产品编号保存对应的工序参数，便于快速获取和使用工序参数。根据需要加工的产品匹配产品编号，根据产品编号获取对应的工序参数，将不同工序的工序参数传输至执行该工序的装置。主控装置15接收不同工序的工序信息，工序信息包括生产时间、生产节拍、装置状态、生产数量和装置信息，生产时间表示装置工序开始时的日期和时间、生产节拍表示工序的完成时间，装置状态包括关机、待机、故障和生产，生产表示装置正在进行工序加工，待机表示装置可用于工序加工，每次工序完成时，生产数量加一，工序未完成时，生产数量不变，不同装置具有不同的装置信息，装置信息反应装置工作情况。为提高加工效率，主控装置15并行处理工序，即当前铁轮的下一工序的设备状态为待机时，当前铁轮进行下一工序。

显示装置16，可以是显示屏。主控装置15从数据库中获取设置信息和工序信息，进行相关计算后得到综合信息并展示于显示装置16。以装置类型为一级分类以装置编号为二级分类进行工序信息汇总展示装置状态、产品编号、生产时段、日完成数、日完成率、最大节拍、最小节拍、平均节拍、周完成数和月完成数。装置总览模块按照装置类型进行分类，每个装置类型对应一个饼状图，按照装置状态将饼状图划分成若干个区域，具有相同装置状态的装置数量对应区域的数值。点击饼状图的区域进入该装置状态的装置详情模块，装置详情模块以表单形式展示装置类型、装置编号、装置状态和生产时间。便于查看所有装置的装置状态。数据总览模块按照装置类型进行分类，每个装置类型对应表单中的行数据，数据总览模块的行数据信息包括装置类型、装置数量、日总完成数、周总完成数和月总完成数，其中，装置数量为相同装置类型的装置的数量之和，日总完成数为指定装置类型的所有装置当日生产数量之和，周总完成数为指定装置类型的所有装置近七日生产数量之和，月总完成数为指定装置类型的所有装置当月生产数量之和。数据总览模块便于查阅相同装置类型的所有装置的产能。点击数据总览模块表单中的行数据进入该装置类型的数据详情模块，数据详情模块以表单形式展示装置类型、装置编号、装置状态、日完成数、平均节拍、日完成率、周完成数和月完成数，其中，平均节拍为该装置编号的装置所有生产节拍的平均值，日完成率为该装置编号的装置生产数量和生产时间的传输次数的比值。数据详情模块便于查阅相同装置类型的单一装置的产能。点击数据详情模块表单中的行数据进入该装置编号的产品详情模块，产品详情模块以表单形式展示装置类型、装置编号、装置状态、产品编号、生产时段、日完成数、日完成率、最大节拍、最小节拍、平均节拍、周完成数和月完成数，其中，生产时段为整点区间，生产时段为生产时间所在的时段，日完成数为指定装置编号加工指定产品编号的当日生产数量之和，最小节拍为指定装置编号加工指定产品编号的生产节拍的最小值。

预警装置17，可以是指示灯和喇叭。主控装置15从装置或数据库中获取工序信息，将工序信息和标准信息进行对比得到对比结果，根据对比结果判断是否进行预警，若进行预警则发送预警命令至预警装置17。预警类型包括装置状态预警、生产节拍预警、装置信息预警和铁轮检测预警。获取装置的工序信息，若装置状态为故障，则进行装置状态预警；若生产节拍大于最大节拍阈值或小于最小节拍阈值，则进行生产节拍预警；若装置信息不满足装置的生产标准信息，则进行装置信息预警，装置信息不满足装置的生产标准信息时，装置可能会因为自身原因导致铁轮加工精度降低；若铁轮检测结果不合格，则进行铁轮检测预警，同一型号的铁轮加工参数一致，连续出现多个不合格的铁轮时，可能是装置或加工参数有误，需及时维护止损。预警装置17根据预警类型进行不同的语音播报。

如图2所示，铁轮加工方法，包括以下步骤：

S1：第一传送装置1将铁轮传送至第一目标位置，第一搬运装置2顺序将铁轮搬运至扩口装置3并进行扩口，将铁轮搬运至外滚装置4进行外滚，将铁轮搬运至内滚装置5进行内滚；

S2：第一搬运装置2将铁轮从内滚装置5搬运至第二传送装置6，第二传送装置6将铁轮传送至第二目标位置，第二搬运装置7顺序将铁轮搬运至打孔装置8进行打孔，将铁轮搬运至液压装置9进行液压；

S3：第二搬运装置7将将铁轮从液压装置9搬运至第三传送装置10，第三传送装置10将铁轮传送至第三目标位置，第三搬运装置11顺序将铁轮搬运至焊接装置12进行焊接，将铁轮搬运至去毛刺装置13进行去毛刺，将铁轮搬运至检验装置14进行检验；

S4：获取检验装置14检验结果并将检验结果传送至主控装置15，若铁轮检验不合格则进行预警。