CN102582329B - 喷油嘴的自动激光雕刻与读码设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及喷油嘴的自动激光雕刻与读码设备，分度盘上设有上下料工位装置、ID身份识别工位装置、激光雕刻工位装置和二维码检测工位装置，上下料工位装置包含夹紧机构、汽缸和固定块，汽缸的活塞杆与夹紧机构驱动连接，夹紧机构的下方布置固定块，固定块安装于托举旋转台上，托举旋转台安装于升降台托举装置上；ID身份识别工位装置包含位于正上方的CCD摄像机和位于侧面的CCD摄像机；激光雕刻工位装置包含激光雕刻机和排风***，排风***布置于激光雕刻机的侧面；二维码检测工位装置包含摄像机和工控机，摄像机接入至工控机。其加工合格率高，效率高，生产过程可在线实时监控。
Description
技术领域
本发明涉及一种喷油嘴的自动激光雕刻与读码设备。
背景技术
电控高压柴油直喷***的喷油嘴是最主要的关键核心零件，要求具有可追溯性，使柴油发动机更清洁、更高效和更经济。
目前，生产线包括3个独立工位设备（每一个工位为一***立设备），即装配工位设备、激光雕刻工位设备和读码工位设备，会经常造成型号、规格和生产信息等不能很好地控制，以及不能一对一地对应起来；再加上操作员有可能拿错料等原因，甚至混淆物料的规格；因为手工作业难度高，效率低，容易出错，加上工位又多， CPK还不到1.0，UPH才200多一点。基于效率低，合格率低，操作繁琐，单个加工和测量等原因，远远达不到实际品质需求，再加上批量生产无法实时有效地监控等原因。因此，需要设计一台自动生产和检测的设备。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种喷油嘴的自动激光雕刻与读码设备。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
喷油嘴的自动激光雕刻与读码设备，特点是：包括机架和安装于机架上的分度盘，分度盘上设有上下料工位装置、ID身份识别工位装置、激光雕刻工位装置和二维码检测工位装置，所述上下料工位装置包含夹紧机构、汽缸和固定块，汽缸的活塞杆与夹紧机构驱动连接，夹紧机构的下方布置固定块，固定块安装于托举旋转台上，托举旋转台安装于升降台托举装置上；
所述ID身份识别工位装置包含位于正上方的CCD摄像机和位于侧面的CCD摄像机；
所述激光雕刻工位装置包含激光雕刻机和排风***，排风***布置于激光雕刻机的侧面；
所述二维码检测工位装置包含摄像机和工控机，摄像机接入至工控机。
进一步地，上述的喷油嘴的自动激光雕刻与读码设备，其中，所述固定块通过定位旋转轴安装于托举旋转台上。
本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：
本发明设计新颖，上下料工位装置便于操作员把未雕刻二维码的喷油嘴放到机器里和下载已经加工过的产品；ID身份识别工位装置用于对送入进行雕刻二维码的喷油嘴进行判断型号身份，采取应用精密图象处理***来识别；激光雕刻工位装置用于将定位好后的待进行雕刻二维码的喷油嘴进行雕刻，雕刻二维码的信息和位置来源于ID身份识别工位装置；二维码检测工位装置用于将已经雕刻二维码等待检测的产品进行二维码图象处理分析判断是否与身份证一致，保证所有信息一致，并且把数据保存下来；应用图象处理二维码的同时，也计算出二维码精确位置，判断是否合格，计算出CPK和UPH等数据。其加工合格率高，效率高，生产过程可在线实时监控。
附图说明
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：
图1：本发明的俯视示意图；
图2：分度盘的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，喷油嘴的自动激光雕刻与读码设备，包括机架和安装于机架上的分度盘，分度盘上设有上下料工位装置1、ID身份识别工位装置2、激光雕刻工位装置3和二维码检测工位装置4，如图2所示，上下料工位装置1包含夹紧机构12、汽缸11和固定块13，汽缸11的活塞杆与夹紧机构12驱动连接，夹紧机构12的下方布置固定块13，固定块13通过定位旋转轴安装于托举旋转台14上，托举旋转台14安装于升降台托举装置上；
ID身份识别工位装置2包含位于正上方的CCD摄像机21和位于侧面的CCD摄像机22；正上方的CCD摄像机21用来检测判断要雕刻二维码的位置，侧面的CCD摄像机22用来检测判断产品，通过升降台托举装置调整激光雕刻二维码的位置；
激光雕刻工位装置3包含激光雕刻机 31和排风***32，排风***32布置于激光雕刻机 3的侧面，激光雕刻机 31用于雕刻二维码；
二维码检测工位装置4包含摄像机41和工控机，摄像机41接入至工控机，工控机处理图像，进行分析判断。
采用高精度的分度盘作为主要传送机构，设计四个工作工位。
上下料工位装置1：开机前，松开汽缸11将夹紧机构12打开，操作员将喷油嘴5放在固定块13中，当感应器检测到有物料时，汽缸11带动夹紧机构12自动夹紧，等待执行命令，当操作员按下开始按钮，分度盘就会自动转动一步到达下一工位，这时第四个工位就转到第一工位了，汽缸11带动夹紧机构12松开，等待操作员下料和上料，进行下一个步工作。
ID身份识别工位装置2：当分度盘转达这个工作位置时，位于喷油嘴5正上方的摄像机21开始摄像，图象处理***就立即进行处理分析判断，精确计数出要雕刻的位置和喷油嘴5圆周上现在所在的位置的相对位置相差多少。然后升降台托举装置上升升起托举旋转台14，托举旋转台14的旋转机构在接到指令后就旋转到要雕刻的正确位置。侧面的摄像机22安装在喷油嘴5侧面，用来识别产品的ID身份，设计用背光，图象处理***分析判断ID是否有混料情况，如有则报警提示，下面的工艺就需要做了，等转到上下工位时提示操作员，是混乱的。当产品到达工作位置后，在接到指令后，升降台托举装置上升后旋转装有产品的固定块13旋转到正确位置后退回。由于设置了图像采集单元采集测量区域的图像，控制单元可以从图像获得必要的参数，用于控制判断ID身份识别和定位要雕刻二维码的精确位置进行相应动作，实现对产品识别和雕刻位置测量的实时监控和调整，从而提高了效率，能够对生产过程进行在线监控。此外，采集的图像可以经过放大后显示出来，便于操作者对测量区域进行细致的观察。更进一步由于图像采集单元包括了两个拍摄方向互相垂直的摄像头，所获得的图像信息更有利于控制***做出准确的判断。由于还设置了光源为摄像头提供照明，使得测量***的工作不用依赖环境光和产品本身的清洁要求；更重要的是不会因为环境光亮度、色温等的改变，而影响摄像头所采集图像的质量。由于光源为LED光源，其发光效率高、寿命长，且其发出的光单色性好，特别适合作为精密设备中图像采集单元的照明光源。
激光雕刻工位装置3：主要由Trumpf 6020机型激光雕刻机31和排风***32，应用三轴激光扫描镜头激光来雕刻二维码在产品上的激光雕刻技术。当前一个工位的产品转到这里，激光雕刻机31接收的指令后，自动计算出要雕刻的精确位置，经过三轴激光扫描镜头的三个独立的轴相互配合运动来定位要雕刻的精确位置，这样在X、Y方向上就可以自动找到要雕刻的具***置，在圆周上的定位由前一工位ID身份识别工位装置2来完成，这样在产品圆周上的立体空间要雕刻的精确位置就定位了。此工位在接到指令后，根据控制***提供的产品型号信息，自动根据产品型号来判断要雕刻的二维码信息和雕刻位置，然后进行雕刻。为了保护操作员的身体健康和生产环境，整个激光雕刻机 31设计在一个密闭的空间里进行，配置除尘排风***。使得所雕刻的二维码更精确，清晰，雕刻深度更深。
二维码检测工位装置4：由摄像机41来摄像，设置同轴光源作为摄像光源。当喷油嘴5转到此工位时，摄像机41开始图象摄取，由于设置了图像采集单元来采集测量区域的图像，控制单元可以从图像获得必要的参数，与前面获取的信息进行一对一的对比，控制***进行判断分析，是否所有信息都一致，否则报警提示，等到转到下料工位时提示操作员处理。这个工位主要有两个功能，二维码的识别，清晰度的判断，将二维码与提供的产品信息进行对比判断是否一致，进一步确保所有资料信息与产品型号一致。
上下料工位装置1，主要用于操作员把未雕刻二维码的喷油嘴放到机器里和下载已经加工过的产品；ID身份识别工位装置2用于对送入进行雕刻二维码的喷油嘴进行判断型号身份，采取应用精密图象处理***来识别；激光雕刻工位装置3用于将定位好后的待进行雕刻二维码的喷油嘴进行雕刻，雕刻二维码的信息和位置来源于ID身份识别工位装置2；二维码检测工位装置4用于将已经雕刻二维码等待检测的产品进行二维码图象处理分析判断是否与身份证一致，保证所有信息一致，并且把数据保存下来；应用图象处理二维码的同时，也计算出二维码精确位置，判断是否合格，计算出CPK和UPH等数据。应用了图象处理技术和工业工控机控制***等技术使其协同工作，其加工合格率高，效率高，生产过程可在线实时监控。
由于光源为同轴光源，其发光效率高、寿命长，且其发出的光单色性和光束好，同轴光源具有很高的性价比，解决了同类产品存在的不稳定因素，拍摄图像没有重影，发光强度高，光束稳定，且具有防尘功能，特别适合作为精密设备中图像采集单元的照明光源，运用工控机来处理图像，进行分析判断，提高了效率，能够对生产过程进行在线监控。此外，采集的图像可以经过放大后显示出来，便于操作者对测量区域进行细致的观察，所获得的图像信息更有利于控制***做出准确的判断。由于还设置了光源为摄像头提供照明，使得测量***的工作不用依赖环境光和产品本身的清洁要求；更重要的是不会因为环境光亮度、色温等的改变，而影响摄像头所采集图像的质量。
需要理解到的是：以上所述仅是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (2)
1.喷油嘴的自动激光雕刻与读码设备，其特征在于：包括机架和安装于机架上的分度盘，分度盘上设有上下料工位装置、ID身份识别工位装置、激光雕刻工位装置和二维码检测工位装置，所述上下料工位装置包含夹紧机构、汽缸和固定块，汽缸的活塞杆与夹紧机构驱动连接，夹紧机构的下方布置固定块，固定块安装于托举旋转台上，托举旋转台安装于升降台托举装置上；
所述ID身份识别工位装置包含位于正上方的CCD摄像机和位于侧面的CCD摄像机；
所述激光雕刻工位装置包含激光雕刻机和排风***，排风***布置于激光雕刻机的侧面；
所述二维码检测工位装置包含摄像机和工控机，摄像机接入至工控机。
2.根据权利要求1所述的喷油嘴的自动激光雕刻与读码设备，其特征在于：所述固定块通过定位旋转轴安装于托举旋转台上。
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