一种硫化胶囊自动更换系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开一种硫化胶囊自动更换系统及其控制方法，包括用于夹取更换目标物的气压抓手单元、用于移动气压抓手单元的位移单元、用于获取硫化胶囊位置的工业相机单元以及控制单元，所述工业相机单元及气压抓手单元均固定于位移单元上，所述控制单元分别与位移单元、工业相机单元及气压抓手单元控制连接。通过气压抓手单元、位移单元、工业相机单元以及控制单元的相互配合，实现硫化胶囊、上下卡盘以及上下锁紧盘的抓取、提升和安装的自动化，避免出现人工行车吊装时的部件晃动和大口径胶囊安装的效率低等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种硫化胶囊自动更换系统及其控制方法
本专利技术属于轮胎企业生产设备领域，具体地说涉及一种硫化胶囊自动更换系统及其控制方法。
技术介绍
针对轮胎企业，硫化阶段是保证合格轮胎生产的关键工序。工序中使用到一种最关键的辅料硫化胶囊，起到轮胎胎里定型和胎里硫化的作用。工人通常使用胶囊剩余次数表征其寿命，胶囊剩余次数为零，就必须更换新胶囊。根据不同厂家的胶囊，质量好的能使用100多次、质量差一点的能用70多次，随着轮胎产量的增加，硫化胶囊更换频次也显著增加。目前了解到硫化胶囊更换是全人工，效率低并且劳动强度大。使用行吊挂钩穿绳方式吊取的硫化胶囊上下锁紧环无固定支架，安装胶囊过程中经常晃动，导致安装效率低且存在砸伤工人的安全隐患；大型轮胎使用的硫化胶囊本身就大，其开口直径能达到1m，一个人无法完成安装，需要三个工人协同合作，如果一旦出现协同问题，就安装不上；随着硫化车间的自动化改造，硫化胶囊的自动化改造必然是一个趋势。福建省三明双轮化工机械有限公司张正罗等公开了一种B型轮胎硫化机快速夹胶囊中心机构(专利号：99256668.1)，该技术专利中上卡盘通过齿轮旋转和螺纹连接，实现上下运动，完成对胶囊加紧和放松，下卡盘由中心机构上下运动带动，此方案加快了一定的更换胶囊速率但是更换胶囊时需把中心机构一起吊装或者操作工人进入蒸锅模具内更换，模具温度高且上锁紧环移动距离很小，工作难度大。华澳轮胎设备科技(苏州)有限公司张正罗等公开了一种轮胎硫化机中心机构的胶囊夹持装置(专利号：201120355562.X)，该专利通过卡环齿、环座齿以及卡环齿的限位机构和防转销完成了胶囊下卡盘的固定，提高了胶囊下卡盘的锁紧速度，一定程度上提高了安装效率。福建省海安橡胶有限公司蔡文山等公开了一种硫化胶囊更换器(专利号：201320148817.4)，该专利中油缸为动作部件，通过油管与液压站连着实现运动，活塞端与导向杆相连，导向杆在导正套内上下运动，完成圆形卡盘的上升和下降，本技术专利较好的实现了胶囊的对中，有效解决了胶囊因定位出现的返工费事问题。但本专利支架结构大，其效果不如机械手吊取方式更加的方便快捷。双钱集团(江苏)轮胎有限公司陆明璧等公开了一种工程胎胶囊更换装置(专利号：201520651561.8)，该专利通过丝杠、滑轨、夹头等装置，解决了胶囊安装需要多人协同工作的情况，提高了一定的效率，但是上下卡环以及锁紧环的放置、以及锁紧，仍需要工人进行，劳动强度大，且根据专利描述本装置适应的胶囊范围有限，不能实现胶囊更换的自动化。现有的一些技术针对胶囊锁紧环在中心机构上的安装方式有所改进，节约了一定的胶囊更换时间，但是胶囊与其上下卡环以及锁紧环的固定和安装占时间巨大，目前仍未实现自动化，依然存在行车吊取胶囊卡环摇摆不定影响安装精度、较大胶囊更换时操作人员需求量大等问题。因此需要设计一种胶囊与上下卡盘和锁紧环固定、准确安装的自动化机构，应实现胶囊卡盘固定牢固且角度可调，胶囊机器抓取替代人工，螺栓安装自动拧紧，图像技术处理准确实现自动定位安装，从而在保证安装精度的同时，进一步提高安装效率。因此，现有技术还有待于进一步发展和改进。
技术实现思路
针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种硫化胶囊自动更换系统及其控制方法。本专利技术提供如下技术方案：一种硫化胶囊自动更换系统，包括用于夹取更换目标物的气压抓手单元、用于移动气压抓手单元的位移单元、用于获取硫化胶囊位置的工业相机单元以及控制单元，所述工业相机单元及气压抓手单元均固定于位移单元上，所述控制单元分别与位移单元、工业相机单元及气压抓手单元控制连接。进一步的，所述位移单元包括水平位移组件和竖直位移组件，所述竖直位移组件固定于所述水平位移组件下方。进一步的，所述水平位移组件包括安装架基座、用于固定竖直位移组件的水平滑块以及用于将水平滑块滑动固定于安装架基座上的水平滑动组件。进一步的，所述竖直位移组件包括固定于水平滑块下方的油缸基座以及铰接固定于油缸基座上的伸缩油缸。进一步的，所述伸缩油缸包括外伸缩油缸和内伸缩油缸，所述外伸缩油缸的固定端与油缸基座铰接，伸缩端与气压抓手单元固定连接，所述内伸缩油缸的固定端与油缸基座铰接，伸缩端与外伸缩油缸外壁铰接。进一步的，所述气压抓手单元包括用于抓取目标物的气压抓手、用于驱动气压抓手转动的旋转电机以及用于固定连接气压抓手与旋转电机输出端的连接组件。进一步的，所述工业相机单元包括用于拍摄硫化胶囊照片的工业相机、用于固定工业相机位置的相机滑块以及用于调整相机焦距的相机滑动组件，所述工业相机固定于相机滑块上，所述相机滑块滑动连接于相机滑动组件上。一种硫化胶囊自动更换系统的控制方法，包括：S100、利用位移单元将工业相机单元移动至图像获取区域并获取目标图像；S200、基于获取的目标图像进行图像处理，得到图像边缘位置信息；S300、基于图像边缘位置信息控制位移单元和气压抓手单元对目标物进行准确抓取和移动。进一步的，S200中图像处理方法包括：基于工业相机单元获取的彩色图像利用加权平均值法转化为灰度图像；基于转化的灰度图像进行滤波降噪，并通过线性灰度增强提取清晰的灰度图；基于灰度图利用最大类方差阈值分割法和多级边缘检测算法提取图像边缘。进一步的，所述目标物包括卡盘、胶囊、锁紧盘以及锁紧螺栓中的至少一种。有益效果：1.通过气压抓手单元、位移单元、工业相机单元以及控制单元的相互配合，实现硫化胶囊、上下卡盘以及上下锁紧盘的抓取、提升和安装的自动化，避免出现人工行车吊装时的部件晃动和大口径胶囊安装的效率低等问题；2.通过相机滑块固定工业相机在相机滑动组件上上下滑动，带动工业相机的上下移动，完成拍照前的对焦过程，同时实现了多规格硫化胶囊部件的拍摄；3.通过工业相机单元获取目标物图像，经控制单元处理后实现对位移单元和气压抓手单元的精确控制；4.通过伺服电机、气缸及液压油缸等一系列自动化驱动系统代替传统的人工用脚踹、用手按的安装形式，降低劳动强度，提高安装效率；5.整体设备构造简单，响应灵敏，便于操控，控制精度高，能够保证硫化胶囊自动更换过程，降低企业成本。附图说明图1是本专利技术具体实施例中一种硫化胶囊自动更换系统结构框架示意图；图2是本专利技术具体实施例中一种硫化胶囊自动更换系统水平位移组件部分剖视结构示意图；图3是本专利技术具体实施例中一种硫化胶囊自动更换系统竖直位移组件部分剖视结构示意图；图4是本专利技术具体实施例中一种硫化胶囊自动更换系统工业相机单元部分剖视结构示意图；图5是本专利技术具体实施例中一种硫化胶囊自动更换系统气压抓手单元部分剖视结构示意图；图6是本专利技术具体实施例中一种硫化胶囊自动更换系统气压抓手结构示意图；图7是本专利技术具体实施例中硫化胶囊安装组件部分剖视结构示意图；图8是本专利技术具体实施例中加权平均值法处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硫化胶囊自动更换系统，其特征在于，包括用于夹取更换目标物的气压抓手单元、用于移动气压抓手单元的位移单元、用于获取硫化胶囊位置的工业相机单元以及控制单元，所述工业相机单元及气压抓手单元均固定于位移单元上，所述控制单元分别与位移单元、工业相机单元及气压抓手单元控制连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种硫化胶囊自动更换系统，其特征在于，包括用于夹取更换目标物的气压抓手单元、用于移动气压抓手单元的位移单元、用于获取硫化胶囊位置的工业相机单元以及控制单元，所述工业相机单元及气压抓手单元均固定于位移单元上，所述控制单元分别与位移单元、工业相机单元及气压抓手单元控制连接。


2.根据权利要求1所述的一种硫化胶囊自动更换系统，其特征在于，所述位移单元包括水平位移组件和竖直位移组件，所述竖直位移组件固定于所述水平位移组件下方。


3.根据权利要求2所述的一种硫化胶囊自动更换系统，其特征在于，所述水平位移组件包括安装架基座、用于固定竖直位移组件的水平滑块以及用于将水平滑块滑动固定于安装架基座上的水平滑动组件。


4.根据权利要求3所述的一种硫化胶囊自动更换系统，其特征在于，所述竖直位移组件包括固定于水平滑块下方的油缸基座以及铰接固定于油缸基座上的伸缩油缸。


5.根据权利要求4所述的一种硫化胶囊自动更换系统，其特征在于，所述伸缩油缸包括外伸缩油缸和内伸缩油缸，所述外伸缩油缸的固定端与油缸基座铰接，伸缩端与气压抓手单元固定连接，所述内伸缩油缸的固定端与油缸基座铰接，伸缩端与外伸缩油缸外壁铰接。


6.根据权利要求1所述的一种硫化胶囊自动更换系统，其特征在于，所述气压抓手单元包括用于抓取...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱红伟，程莉，宋正辉，方二贞，田兆菊，
申请(专利权)人：赛轮集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37