港机车轮智能加工系统、加工控制器及加工控制方法与流程

本发明涉及机械加工制造领域，具体涉及一种港机车轮智能加工系统、加工控制器及加工控制方法。

背景技术：

1、港机车轮作为港口装卸机械设备的核心承载与行走部件，承担设备自重与载荷的双重传递功能，其质量性能直接决定整机设备的运行安全性、作业稳定性及使用寿命。制造工艺的先进性、尺寸精度控制水平及生产效率是衡量港机车轮制造能力的三项核心指标。其中，制造工艺决定车轮产品的性能基础与质量一致性；尺寸精度影响车轮与整机系统的装配适配性及运行平顺性；生产效率则反映制造系统的资源配置与响应能力。

2、然而，当前港机车轮加工技术在上述三个维度尚未形成系统性的协同优化。现有港机车轮加工技术普遍采用分散式工序布局，各加工工序分别设置于不同的加工区域或独立的加工工位，工序之间的工件转运依赖人工搬运与叉车等辅助运输工具完成。在加工环节，车轮的踏面、端面、内孔及安装孔等关键特征通常由多台独立操作的数控机床分步完成，每道工序均需要进行工件的重新装夹与定位找正，每次装夹均会引入装夹定位误差，且不同操作人员的装夹力度与找正方式存在差异，导致同批次车轮的加工基准不统一，加工质量波动大，工艺一致性难以保证。

技术实现思路

1、本发明的目的至少在于提供一种港机车轮智能加工系统、加工控制器及加工控制方法因此，能够实现港机车轮从毛坯到成品全流程自动化、智能化加工的集成生产。

2、以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

3、本发明实施例之一提供一种港机车轮智能加工系统，加工系统包括上料装置、激光打标装置、桁架搬运装置、加工装置、清洗装置、尺寸检测装置、超声波探伤装置及下料装置。

4、上料装置及下料装置布置于加工系统沿工序物流方向的首端与末端。

5、桁架搬运装置横跨布置于各装置上方，用于实现工件在各装置之间的自动抓取、转运与定位放置。

6、激光打标装置布置于上料装置之后且加工装置之前，用于在工件进入加工工序前为工件打刻身份标识。

7、清洗装置布置于加工装置之后且尺寸检测装置之前，用于去除工件表面残留物。

8、超声波探伤装置布置于尺寸检测装置之后且下料装置之前，用于检测工件内部是否存在缺陷。

9、加工系统还包括控制器，控制器分别与上料装置、激光打标装置、桁架搬运装置、加工装置、清洗装置、尺寸检测装置、超声波探伤装置及下料装置通信连接。

10、尺寸检测装置配置为将检测数据发送至控制器，控制器配置为根据检测数据分析尺寸偏差趋势并向加工装置发出补偿指令，加工装置配置为根据补偿指令调整加工参数。

11、在一些实施例中，桁架搬运装置包括至少两套桁架搬运机械手，至少两套桁架搬运机械手分别配置于不同工位，且至少两套桁架搬运机械手的行程范围覆盖加工系统的全部工位。

12、在一些实施例中，桁架搬运机械手包括齿轮齿条传动机构、伺服电机及行星减速机，伺服电机经由行星减速机驱动齿轮齿条传动机构，以实现桁架搬运机械手的运行。

13、在一些实施例中，桁架搬运机械手的末端设置有自适应夹持机构，自适应夹持机构配置为适应不同规格工件的抓取。

14、在一些实施例中，尺寸检测装置为三坐标测量仪，三坐标测量仪集成有接触式测头和非接触式光学传感器，配置为对车轮的踏面直径、内孔直径、宽度、平面度、安装孔位置度及同轴度进行多点、多维度测量。

15、在一些实施例中，超声波探伤装置包括超声波探伤仪及自动耦合单元，自动耦合单元配置为向工件检测表面施加耦合剂，超声波探伤仪配置为通过探头向工件内部发射超声波并接收反射信号，以识别工件内部的裂纹、气孔及夹渣缺陷。

16、在一些实施例中，清洗装置采用高压喷淋方式及风化干燥方式，配置为去除工件表面及内孔残留的切削液、铁屑及油污。

17、在一些实施例中，桁架搬运装置还配置为执行工件的自动翻转，以使加工装置在工件一次装夹基准下完成多面加工。

18、在一些实施例中，控制器还配置为将检测数据与预设尺寸范围进行比对判定，并响应于检测数据与预设尺寸范围不匹配，控制桁架搬运装置分拣出对应工件。

19、本发明实施例之一提供一种港机车轮加工控制器，包括调度模块、监控模块、质量追溯模块及数据存储模块。

20、调度模块配置为根据生产需求、设备状态及工件流转信息生成排产方案并调整生产节拍。

21、监控模块配置为监控港机车轮加工系统中上料装置、激光打标装置、桁架搬运装置、数控加工装置、清洗装置、尺寸检测装置、超声波探伤装置及下料装置的运行状态。

22、质量追溯模块配置为将各工序的加工参数、检测数据及操作记录与工件的身份标识关联存储。

23、数据存储模块配置为存储调度模块、监控模块及质量追溯模块产生的数据。

24、控制器配置为分别与上料装置、激光打标装置、桁架搬运装置、加工装置、清洗装置、尺寸检测装置、超声波探伤装置及下料装置通信连接。

25、控制器还配置为接收尺寸检测装置发送的检测数据，根据检测数据分析尺寸偏差趋势并向加工装置发出补偿指令，以使加工装置根据补偿指令调整加工参数。

26、本发明实施例之一提供一种港机车轮加工控制方法，应用于上述实施例的港机车轮智能加工系统，加工控制方法包括：

27、通过上料装置自动上料毛坯工件。

28、通过激光打标装置对毛坯工件打刻身份标识。

29、通过桁架搬运装置抓取并转运毛坯工件至加工装置。

30、通过加工装置对毛坯工件进行机械加工。

31、通过桁架搬运装置翻转工件，并通过加工装置对翻转后的工件进行二次加工。

32、通过清洗装置对加工后的工件进行清洗，以去除工件表面残留物。

33、通过尺寸检测装置对工件进行尺寸检测，并将检测数据发送至控制器。

34、控制器根据检测数据分析尺寸偏差趋势，并向加工装置发出补偿指令，加工装置根据补偿指令调整加工参数。

35、通过超声波探伤装置对工件进行超声波探伤检测。

36、通过下料装置自动下料成品。

37、在一些实施例中，还包括：

38、通过控制器比对检测数据与预设尺寸范围，若检测数据与预设尺寸范围不匹配，控制桁架搬运装置分拣出对应工件，若检测数据与预设尺寸范围匹配，允许对应工件进入超声波探伤装置。

1.一种港机车轮智能加工系统，其特征在于，所述加工系统包括上料装置、激光打标装置、桁架搬运装置、加工装置、清洗装置、尺寸检测装置、超声波探伤装置及下料装置；

2.如权利要求1所述的港机车轮智能加工系统，其特征在于，所述桁架搬运装置包括至少两套桁架搬运机械手，所述至少两套桁架搬运机械手分别配置于不同工位，且所述至少两套桁架搬运机械手的行程范围覆盖所述加工系统的全部工位。

3.如权利要求2所述的港机车轮智能加工系统，其特征在于，所述桁架搬运机械手包括齿轮齿条传动机构、伺服电机及行星减速机，所述伺服电机经由所述行星减速机驱动所述齿轮齿条传动机构，以实现所述桁架搬运机械手的运行。

4.如权利要求2或3所述的港机车轮智能加工系统，其特征在于，所述桁架搬运机械手的末端设置有自适应夹持机构，所述自适应夹持机构配置为适应不同规格工件的抓取。

5.如权利要求1所述的港机车轮智能加工系统，其特征在于，所述尺寸检测装置为三坐标测量仪，所述三坐标测量仪集成有接触式测头和非接触式光学传感器，配置为对车轮的踏面直径、内孔直径、宽度、平面度、安装孔位置度及同轴度进行多点、多维度测量。

6.如权利要求1所述的港机车轮智能加工系统，其特征在于，所述超声波探伤装置包括超声波探伤仪及自动耦合单元，所述自动耦合单元配置为向工件检测表面施加耦合剂，所述超声波探伤仪配置为通过探头向工件内部发射超声波并接收反射信号，以识别工件内部的裂纹、气孔及夹渣缺陷。

7.如权利要求1所述的港机车轮智能加工系统，其特征在于，所述清洗装置采用高压喷淋方式及风化干燥方式，配置为去除工件表面及内孔残留的切削液、铁屑及油污。

8.如权利要求1所述的港机车轮智能加工系统，其特征在于，所述桁架搬运装置还配置为执行工件的自动翻转，以使所述加工装置在工件一次装夹基准下完成多面加工。

9.如权利要求1所述的港机车轮智能加工系统，其特征在于，所述控制器还配置为将所述检测数据与预设尺寸范围进行比对判定，并响应于所述检测数据与预设尺寸范围不匹配，控制所述桁架搬运装置分拣出对应工件。

10.一种港机车轮加工控制器，其特征在于，包括调度模块、监控模块、质量追溯模块及数据存储模块；

11.一种港机车轮加工控制方法，其特征在于，应用于权利要求1所述的港机车轮智能加工系统，所述加工控制方法包括：

12.如权利要求11所述的港机车轮加工控制方法，其特征在于，还包括：