阅读说明：本技术 一种自动控制的拨轮装置及其拨轮方法 (automatic control wheel shifting device and wheel shifting method thereof ) 是由 赵志强 唱荣雷 王强 周成 夏中雷 张兴杰 岳立平 邓墨辰 王晨忆 刘易飞 李京 于 2019-10-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种自动控制的拨轮装置及其拨轮方法,拨轮装置主要由控制系统、伺服电机、直线模组、摆动气缸、导向轮以及监测光电等元件组成。当汽车轮毂在自动化物流辊道上面出现卡轮状况时,该拨轮装置可自动识别卡轮工况,进行拨轮动作,减少人工作业强度,保证连续化生产,为设备维修争取时间。同时该拨轮装置也可以通过手动模式,可单独控制辊道两侧导向轮的位置,为轮毂转向起导向作用。(The invention discloses an automatic control wheel shifting device and a wheel shifting method thereof. When the automobile wheel hub has a wheel clamping condition on the automatic material flow roller way, the wheel shifting device can automatically identify the working condition of the wheel clamping, perform wheel shifting action, reduce the manual operation intensity, ensure continuous production and strive for time for equipment maintenance. Meanwhile, the shifting wheel device can independently control the positions of the guide wheels on two sides of the roller way through a manual mode, and plays a role in guiding the steering of the wheel hub.)

一种自动控制的拨轮装置及其拨轮方法

技术领域

本发明涉及一种自动控制的拨轮装置及其拨轮方法，该装置可以安装于自动化生产线辊道上面，当汽车轮毂在辊道上面出现卡轮情况时，该拨轮装置可以自动拨轮，同时当该装置切换为手动模式时，可以手动调节导向轮位置，为轮毂在辊道上面行进或者转向时起导向作用。

背景技术

汽车轮毂作为一种常见的汽车零件，其生产已经实现了流水线作业。汽车轮毂市场需求量巨大，轮毂生产厂商的任务业尤为繁重。汽车轮毂需要连续的不间断的生产，这就需要保证轮毂生产线正常运行。但是在轮毂转线运行的过程中，毛坯轮毂、半成品轮毂和成品轮毂都需要在物流辊道上面运行，当辊道运行时间过长时，会出现辊道磨损老化情况，此时轮毂在运行过程中就会出现卡在辊道上面不动，或者在轮毂换向不顺利的情况，此时有必要发明一种可自动控制的拨轮装置。该装置可以保证生产连续进行，提高生产效率，同时也为辊道维护保养争取更多的时间。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种可自动控制的拨轮装置及其拨轮方法，能够在轮毂运行过程中出现卡轮现场时，进行自动拨轮动作，同时也可以为轮毂的换向起导向作用。

为实现上述目的，本发明是根据以下技术方案实现的:

一种自动控制的拨轮装置，其特征在于，包括：直线模组、伺服电机、摆动气缸、导向轮、多个光电监测器以及拖链，各器件沿两侧的物流辊道对称安装，其中所述伺服电机安装在所述直线模组的一侧，作为直线模组的动力装置，所述直线模组平行放置在物流辊道的边沿并用直线模组固定螺栓固定，所述摆动气缸安装在所述直线模组的直线模组滑块上面并通过摆动缸固定螺栓紧固，所述摆动气缸随所述直线模组滑块滑动，所述导向轮通过导向轮固定螺栓固定在所述摆动气缸上面并跟随所述摆动气缸旋转，所述摆动气缸的进气管固定在拖链上面并跟随摆动气缸运行，多个所述光电监测器均布于两侧的物流辊道的边沿板上面，用于监测汽车轮毂运行状况并为拨轮控制系统提供判断依据。

优选地，所述拨轮控制系统包括触摸屏、PLC控制器、伺服驱动器。

本发明提供了一种自动控制的拨轮方法，其根据上述的拨轮装置实现的，其特征在于，包括如下步骤：

对应的物流辊道两侧的光电监测器的间隔距离与汽车轮毂直径长度相等，光电监测器监测到行进轮毂的时间为轮毂直径长度除以辊道速度，记为时间T；

当当前光电监测器的下一级光电监测器显示无轮工况时，而当前光电器监测到有轮时长大于1.2T时，说明当前汽车轮毂被卡住，监测此时卡轮信号传送至PLC控制器；

所述PLC控制器经过分析判断，通过伺服控制器控制物流辊道两侧的伺服电机旋转，伺服电机驱动物流辊道两侧的直线模组将处于回收状态的摆动气缸和导向轮运送到当前光电监测器的上一级光电监测器处后，摆动气缸旋转，将导向轮展开，两侧的导轮形成V字型；

所述PLC控制器再次控制直线模组向前运动，同时两侧的导向轮拖动被卡住的轮毂向前行进，直到到达下一级光电监测器的监测范围，同时直线模组滑块到达当前卡轮位置的光电监测器处时，拨轮动作完成。

本发明提供了一种自动控制的拨轮方法，其根据上述的拨轮装置实现的，其特征在于，包括如下步骤：

当出现轮毂换向或者轮毂局部卡顿时，通过手动设置触摸屏，PLC控制器向摆动气缸和伺服驱动器发出控制指令，摆动气缸收回状态变成展开状态；

伺服驱动器控制伺服电机转动，伺服电机再驱动直线模组滑台向上级光电监测器处运动，摆动气缸和直线模组滑块配合开始拨轮，拨轮完成后，滑台位置反馈到当前轮的光电监测器处，轮毂位置反馈到当前光电监测器的下级光电监测器处。

优选地，当拨轮装置通过触摸屏切换到手动模式时，通过手动操作调节辊道两侧导向轮的位置，两个导向轮为轮毂行进过程以及换向起导向作用；

当监测光电监测到卡轮情况时，拨轮装置会自动切换到自动拨轮模式，实现拨轮动作；

拨轮完成后物流辊道两侧的导向轮均恢复到手动调节位置，继续为轮毂起导向作用。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

当汽车轮毂在自动化物流辊道上面出现卡轮状况时，该拨轮装置可自动识别卡轮工况，进行拨轮动作，减少人工作业强度，保证连续化生产，为设备维修争取时间。同时该拨轮装置也可以通过手动模式，可单独控制辊道两侧导向轮的位置，为轮毂转向起导向作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1为本发明实施例的拨轮装置整体布局示意图；

图2a和图2b分别为本发明实施例的拨轮装置局部放大示意图；

图3为本发明实施例的自动拨轮控制流程示意图；

图4为本发明实施例的自动拨轮逻辑控制示意图；

图5为本发明实施例的起导向作用时布局示意图；

图中：1-物流辊道，2-汽车轮毂，3-滚子，4-光电监测器，5-拖链，6-导向轮，7-直线模组，8-伺服电机，9-气动接头，10-拖链定位销，11-直线模组滑块，12-摆动气缸，13-摆动缸固定螺栓，14-导向轮固定螺栓，15-直线模组固定螺栓。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“径向”、“轴向”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1、图2a以及图2b所示，根据本发明的一个具体实施例，其中，本发明提供一种自动控制的拨轮装置，包括：直线模组7、伺服电机8、摆动气缸12、导向轮6、多个光电监测器4以及拖链5，各器件沿两侧的物流辊道1对称安装，其中所述伺服电机8安装在所述直线模组7的一侧，作为直线模组7的动力装置，直线模组7平行放置在物流辊道1的边沿并用直线模组固定螺栓15固定，所述摆动气缸12安装在所述直线模组7的直线模组滑块11上面并通过摆动缸固定螺栓13紧固，所述摆动气缸12随所述直线模组滑块15滑动，所述导向轮6通过导向轮固定螺栓14固定在所述摆动气缸12上面并跟随所述摆动气缸12旋转，所述摆动气缸12的进气管(未画出)固定在拖链5上面并跟随摆动气缸12运行，多个所述光电监测器4均布于两侧的物流辊道1的边沿板上面，用于监测汽车轮毂运行状况并为拨轮控制系统提供判断依据。

本发明的拨轮控制系统包括触摸屏、PLC控制器、伺服驱动器。这些设备安装在电控箱中，图中未画出。

自动拨轮模式下，如图1所示，各组件均对称安装，导向轮6对称并同步动作，且轮毂运行方向如图1中箭头所示。

根据本发明的一个具体实施例，如图4所示，本发明提出了一种自动控制的拨轮方法，其根据上述的拨轮装置实现的，包括如下步骤：

对应的物流辊道两侧的光电监测器的间隔距离与汽车轮毂直径长度相等，光电监测器监测到行进轮毂的时间为轮毂直径长度除以辊道速度，记为时间T；

当当前光电监测器的下一级光电监测器显示无轮工况时，而当前光电器监测到有轮时长大于1.2T时，说明当前汽车轮毂被卡住，监测此时卡轮信号传送至PLC控制器；

所述PLC控制器经过分析判断，通过伺服控制器控制物流辊道两侧的伺服电机旋转，伺服电机驱动物流辊道两侧的直线模组将处于回收状态的摆动气缸和导向轮运送到当前光电监测器的上一级光电监测器处后，摆动气缸旋转，将导向轮展开，两侧的导轮形成V字型；

所述PLC控制器再次控制直线模组向前运动，同时两侧的导向轮拖动被卡住的轮毂向前行进，直到到达下一级光电监测器的监测范围，同时直线模组滑块到达当前卡轮位置的光电监测器处时，拨轮动作完成。

如图1所示，在横向的物流辊道1上安装有2对即4个对称设置的光电监测器，在纵向物流辊道上安装有3对即6个对称设置的光电监测器，在横向和纵向的物流辊道上的光电监测器的间隔距离为一个轮毂直径长度。

具体地，根据本发明的一个具体实施例，拨轮控制逻辑如图4所示，设定光电监测器标号从横向到纵向分别标号为4A、4B、4C、4D、4E，当光电监测器4A和4B监测到无轮毂时，同时光电监测器4C监测到有轮毂，且光电监测器4C监测到轮毂停留时间如果t≤1.2T，PLC控制器判断轮毂在辊道上正常运行；如果轮毂停留时间t＞1.2T(T＝轮毂直径/辊道速度)时，PLC控制器判断轮毂被卡在光电监测器4C附近，此时拨轮器开始拨轮，PLC控制器控制摆动气缸12收回使导向轮6与辊道边沿平行，同时控制直线模组滑块11至光电监测器4C的上级光电监测器4D处，如图1所示的虚线导向轮。然后PLC控制器控制两边的摆动气缸12展开，如图1所示，然后滑块11开始向前滑动吗，带动导向轮6拨轮，当滑块行至光电监测器4C处时，且轮毂进入光电监测器4A和4B监测范围时，直线模组滑块11停止运动，拨轮完成，摆动气缸12收回，保持与辊道边沿平行状态。

根据本发明的另一个具体实施例，自动拨轮流程如图3所示，本发明提供了一种自动控制的拨轮方法，其根据上述的拨轮装置实现的，包括如下步骤：

当出现轮毂换向或者轮毂局部卡顿时，通过手动设置触摸屏，PLC控制器向摆动气缸和伺服驱动器发出控制指令，摆动气缸收回状态变成展开状态；

伺服驱动器控制伺服电机转动，伺服电机再驱动直线模组滑台向上级光电监测器处运动，摆动气缸和直线模组滑块配合开始拨轮，拨轮完成后，滑台位置反馈到当前轮的光电监测器处，轮毂位置反馈到当前光电监测器的下级光电监测器处。

该自动拨轮装置还兼容手动模式，当拨轮装置通过触摸屏切换到手动模式时，通过手动操作调节辊道两侧导向轮的位置，如图5所示，两个导向轮为轮毂行进过程以及换向起导向作用；

当监测光电监测到卡轮情况时，拨轮装置会自动切换到自动拨轮模式，实现拨轮动作；

拨轮完成后物流辊道两侧的导向轮均恢复到手动调节位置，继续为轮毂起导向作用。

当出现轮毂换向或者轮毂局部卡顿时，通过手动设置触摸屏，PLC控制器向摆动气缸12和伺服驱动器发出控制指令，摆动气缸12收回状态变成展开状态；

PLC控制器通过伺服驱动器控制伺服电机和直线模组运动，实现手动控制辊道两侧的导向轮，每侧导向轮手动调节到任意位置，为行进的轮毂起导向作用；

当光电监测器监测到卡轮情况时，拨轮装置会自动切换成自动模式，实现拨轮动作；

拨轮成功后物流辊道两侧的导向轮均恢复到手动调节位置，继续为轮毂起导向作用。

本发明的拨轮装置的伺服电机和伺服驱动器可由步进电机和步进驱动器代替，摆动气缸功能也可替换为伺服电机。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。