CN101628488A - 纸盒自动定位加工方法及实施该方法的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纸盒自动定位加工方法，其包括待包纸盒及与该待包纸盒相适配的涂胶封面纸，其包括如下步骤：1.设置一纸盒输送装置；2.设置一面纸输送装置；3.设置一自动定位系统；4.设置一自动控制系统，该自动控制系统分别与纸盒输送装置、面纸输送装置和自动定位系统相连，并控制其工作状态；其还公开了一种实现该方法的装置；本发明提供的方法，可全自动、快速、高精度地完成纸盒的定位加工动作；本发明提供的装置，应用机械自动化，只需在自动控制系统上输入相应的参数及控制指令，便可以控制纸盒输送装置、面纸输送装置和自动定位系统的工作，减轻了劳动强度的同时，大大提高了生产效率，并保证了产品质量，增强企业的竞争力。
Description
技术领域
本发明涉及纸盒加工领域，特别涉及一种纸盒自动定位加工方法及实施该方法的装置。
背景技术
现代社会，人们对各种用于外包装的纸盒或者本身作为工艺品的纸盒的需求量越来越大，要求也越来越高。目前，一些纸盒加工企业对纸盒定位加工时，依然采用传统采用人工定位方法，就是人手将涂胶封面纸与其相对应的待包装纸盒进行定位张贴，这种人工定位方法速度慢，产量低，而且大批量生产时，其工作量大、重复性高，造成劳动强度加大，容易使人疲劳，另外没有统一的定位标准，只有靠个人的主观判断，难以保证每个纸盒的张贴精度，特别是尺寸小的纸盒，定位难度更高，易出现次品，材料浪费多，且人工成本高。
发明内容
针对现有定位方法所存在的上述不足，本发明目的之一在于，提供一种定位快、精度高且能降低劳动强度的定位加工方法。
本发明的目的还在于，提供一种用来实现前述的纸盒自动定位加工方法的装置。
本发明为实现上述目的，所提供的技术方案是：
一种纸盒自动定位加工方法，其包括待包纸盒及与该待包纸盒相适配的涂胶封面纸，其包括如下步骤：
(1)设置一纸盒输送装置，通过控制该纸盒输送装置工作，以实现驱动纸盒输送带向前输送待包纸盒；
(2)设置一面纸输送装置，通过控制该面纸输送装置工作，以实现驱动面纸输送带向前输送涂胶封面纸；
(3)设置一自动定位系统，通过控制该自动定位系统工作，以实现将待包纸盒与涂胶封面纸准确贴合；
(4)设置一自动控制系统，该自动控制系统分别与纸盒输送装置、面纸输送装置和自动定位系统相连，并控制其工作状态；
所述的步骤(1)、(2)无先后顺序。
其还包括以下步骤：
(5)设置一纸盒挡块，用于定位待包纸盒；
(6)接通电源，自动控制系统初始化，此时自动定位系统于初始位置；
(7)纸盒输送装置工作，驱动面纸输送带向前输送涂胶封面纸；
(8)面纸输送装置工作，驱动面纸输送带向前输送涂胶封面纸；
(9)涂胶封面纸送置预定位置，自动控制系统扫描分析，并控制自动定位系统工作，从而将待包纸盒与涂胶封面纸准确贴合；
(10)自动定位系统复位初始位置；
重复步骤(7)至(10)。
所述自动定位系统包括一摄像装置、一取盒机构、一垂直滑轨机构和一水平滑轨机构，其具体包括如下步骤：
(31)设置一摄像装置，通过控制摄像装置工作，以实现监控采集面纸输送装置上的涂胶封面纸的图像信息传输给自动控制系统；
(32)设置一取盒机构，通过控制取盒机构工作，以实现将待包纸盒准确放置到涂胶封面纸上并贴合；
(33)设置一垂直滑轨机构，通过控制垂直滑轨机构工作，以实现带动取盒机构垂直于面纸输送带的运动方向做来回运动；
(34)设置一水平滑轨机构，通过控制垂直滑轨机构工作，以实现带动取盒机构平行于面纸输送带的运动方向做来回运动。
所述的步骤(4)，其具体包括如下步骤：
(41)所述的自动控制系统包括一工控计算机，其内置有一图像处理模块及与该图像处理模块相连接的可编程控制模块，并于该可编程控制模块预设有图像处理参数标准和控制指令，所述图像处理模块包括有图像采集子模块、数据处理子模块和数据编码子模块，所述编程控制模块包括有运算编码子模块、信号处理子模块和信号传输子模块；
(42)所述图像处理模块中的图像采集子模块通过摄像装置采集到涂胶封面纸在面纸输送带上的图像信息，接着传输给数据处理子模块进行图像信息处理及位置坐标数据分析，然后经数据编码子模块整理、转换并传递给可编程控制模块中的运算编码子模块，该运算编码子模块根据预设的图像处理参数标准和控制指令对接收到的信号对运算处理，接着由信号处理子模块转换为脉冲信号，然后通过信号传输子模块输出相应的控制指令；
(43)所述纸盒输送装置、面纸输送装置和自动定位系统根据所接收到的控制指令，实现相应的工作状态。
一种实现上述纸盒自动定位加工方法的装置，其包括一机架、待包纸盒及与该待包纸盒相适配的涂胶封面纸，所述机架上设有一面纸输送装置，垂直该面纸输送装置的面纸输送带运动方向的机架上设置一纸盒输送装置，于该纸盒输送装置的纸盒输送带和所述面纸输送带的相交位置一侧的机架上设置一自动定位系统，于其另一侧的机架上设置一可定位所述待包纸盒的纸盒挡块，于机架一侧设有一自动控制系统，该自动控制系统分别与纸盒输送装置、面纸输送装置和自动定位系统相连，并控制其动作。
所述自动定位系统包括一摄像装置、一取盒机构、一水平滑轨机构及设置在该水平滑轨机构上的垂直滑轨机构。
所述的摄像装置包括一支臂、一摄像头、一直流电机、一支架及一设置在该支架一侧面的梯形丝杆，所述摄像头设置在该支臂一端，并置于可扫描分析面纸输送装置上的可涂胶封面纸的范围内，所述支臂另一端套于梯形丝杆上，并能随该梯形丝杆转动而上下移动，所述直流电机设置在支架顶部并能带动所述梯形丝杆同步转动。
所述的水平滑轨机构包括一底座、一设置在该底座上的滚珠丝杆、一伺服马达与一托块，该托块套于所述滚珠丝杆，并能随该滚珠丝杆转动而左右移动，所述伺服马达设置于底座一侧并能带动所述滚珠丝杆同步转动。
所述的垂直滑轨机构包括一座架、一设置在该座架上的滚珠丝杆、一伺服电机与一滑块，所述座架底部与所述托块相固定，所述滑块套于所述滚珠丝杆，并能随该滚珠丝杆转动而前后移动，所述伺服电机设置于该座架一侧并能带动所述滚珠丝杆同步转动。
所述的取盒机构包括一横架、一滑架、一马达、一气缸、一转盘及设置在转盘上的吸嘴，所述气缸设置于该横架一端面并能驱动所述滑架沿该横架的端面上下滑动，所述横架另一端与所述滑块相固定，所述转盘设置在该滑架外侧面，所述马达设置在该转盘上方并能带动该转盘同步转动。
所述的自动控制系统包括一工控计算机，其内置有一图像处理模块及与该图像处理模块相连接的可编程控制模块。
所述的图像处理模块包括有图像采集子模块、数据处理子模块和数据编码子模块。
所述的编程控制模块包括有运算编码子模块、信号处理子模块和信号传输子模块。
本发明的有益效果为：本发明提供的方法，可全自动、快速、高精度地完成纸盒的定位加工动作；本发明提供的装置，结构简单，应用机械自动化，只需通过工控计算机在自动控制系统上输入相应的参数及控制指令，便可以控制纸盒输送装置、面纸输送装置和自动定位系统的工作，减轻了劳动强度的同时，大大提高了生产效率，并保证了产品质量，增强企业的竞争力。
附图说明
图1为本发明立体结构示意图；
图2为图1的主视图；
图3为图1中的摄像装置结构示意图；
图4为图1的中的取盒机构和垂直滑轨机构的结构示意图；
图5为图1的中的水平滑轨机构的结构示意图；
图6为图1的中的自动控制系统的模块结构示意图。
具体实施方式
实施例：参见图1、图2、图3、图4、图5和图6，本发明实施例提供的一种纸盒自动定位加工方法，其包括待包纸盒及与该待包纸盒相适配的涂胶封面纸，其包括如下步骤：
(1)设置一纸盒输送装置2，通过控制该纸盒输送装置2工作，以实现驱动纸盒输送带向前输送待包纸盒；
(2)设置一面纸输送装置3，通过控制该面纸输送装置3工作，以实现驱动面纸输送带向前输送涂胶封面纸；
(3)设置一自动定位系统4，通过控制该自动定位系统4工作，以实现将待包纸盒与涂胶封面纸准确贴合；
(4)设置一自动控制系统5，该自动控制系统5分别与纸盒输送装置2、面纸输送装置3和自动定位系统4相连，并控制其工作状态；
步骤(1)、(2)无先后顺序。
其还包括以下步骤：
(5)设置一纸盒挡块11，用于定位待包纸盒；
(6)接通电源，自动控制系统5初始化，此时自动定位系统4于初始位置；
(7)纸盒输送装置2工作，驱动面纸输送带向前输送涂胶封面纸；
(8)面纸输送装置3工作，驱动面纸输送带向前输送涂胶封面纸；
(9)涂胶封面纸送置预定位置，自动控制系统5扫描分析，并控制自动定位系统4工作，从而将待包纸盒与涂胶封面纸准确贴合；
(10)自动定位系统4复位初始位置；
重复步骤(7)至(10)。
自动定位系统包括一摄像装置41、一取盒机构42、一垂直滑轨机构43和一水平滑轨机构44，其具体包括如下步骤：
(31)设置一摄像装置41，通过控制摄像装置41工作，以实现监控采集面纸输送装置上的涂胶封面纸的图像信息传输给自动控制系统5；
(32)设置一取盒机构42，通过控制取盒机构42工作，以实现将待包纸盒准确放置到涂胶封面纸上并贴合；
(33)设置一垂直滑轨机构43，通过控制垂直滑轨机构43工作，以实现带动取盒机构42垂直于面纸输送带的运动方向做来回运动；
(34)设置一水平滑轨机构44，通过控制垂直滑轨机构43工作，以实现带动取盒机构42平行于面纸输送带的运动方向做来回运动。
步骤(4)，其具体包括如下步骤：
(41)自动控制系统5包括一工控计算机，其内置有一图像处理模块及与该图像处理模块相连接的可编程控制模块，并于该可编程控制模块预设有图像处理参数标准和控制指令，所述图像处理模块包括有图像采集子模块、数据处理子模块和数据编码子模块，所述编程控制模块包括有运算编码子模块、信号处理子模块和信号传输子模块；
(42)图像处理模块中的图像采集子模块通过摄像装置41采集到涂胶封面纸在面纸输送带上的图像信息，然后传输给数据处理子模块进行图像信息处理及位置坐标数据分析，接着经数据编码子模块整理、转换并传递给可编程控制模块中的运算编码子模块，该运算编码子模块根据预设的图像处理参数标准和控制指令对接收到的信号对运算处理，接着由信号处理子模块转换为脉冲信号，然后通过信号传输子模块输出相应的控制指令；
(43)纸盒输送装置2、面纸输送装置3和自动定位系统4根据所接收到的控制指令，实现相应的工作状态。
一种实现前述纸盒自动定位加工方法的装置，其包括一机架1、待包纸盒及与该待包纸盒相适配的涂胶封面纸，所述机架1上设有一面纸输送装置3，垂直该面纸输送装置3的面纸输送带运动方向的机架1上设置一纸盒输送装置2，于该纸盒输送装置2的纸盒输送带和所述面纸输送带的相交位置一侧的机架1上设置一自动定位系统4，于其另一侧的机架1上设置一可定位所述待包纸盒的纸盒挡块11，于机架1一侧设有一自动控制系统5，该自动控制系统5分别与纸盒输送装置2、面纸输送装置3和自动定位系统4相连，并控制其动作。
所述自动定位系统4包括一摄像装置41、一取盒机构42、一水平滑轨机构44及设置在该水平滑轨机构44上的垂直滑轨机构43。
所述摄像装置41设在面纸输送装置3一侧的机架1上，其包括一支臂411、一摄像头412、一直流电机413、一支架414及一设置在该支架414一侧面的梯形丝杆415，所述摄像头412设置在该支臂411一端，并置于可扫描分析面纸输送装置3上的可涂胶封面纸的范围内，所述支臂411另一端套于梯形丝杆415上，并能随该梯形丝杆415转动而上下移动，所述直流电机413设置在支架414顶部并能带动所述梯形丝杆415同步转动。
所述水平滑轨机构44包括一底座441、一设置在该底座441上的滚珠丝杆442、一伺服马达443与一托块444，该托块444套于所述滚珠丝杆442，并能随该滚珠丝杆442转动而左右移动，所述伺服马达443设置于底座441一侧并能带动所述滚珠丝杆442同步转动。
所述垂直滑轨机构43包括一座架431、一设置在该座架431上的滚珠丝杆432、一伺服电机433与一滑块434，所述座架431底部与所述托块444相固定，所述滑块434套于所述滚珠丝杆432，并能随该滚珠丝杆432转动而前后移动，所述伺服电机433设置于该座架431一侧并能带动所述滚珠丝杆432同步转动。
所述取盒机构42包括一横架421、一滑架422、一马达423、一气缸424、一转盘425及设置在转盘425上的吸嘴426，所述气缸424设置于该横架421一端面并能驱动所述滑架422沿该横架421的端面上下滑动，所述横架421另一端与所述滑块434相固定，所述转盘425设置在该滑架422外侧面，所述马达423设置在该转盘425上方并能带动该转盘425同步转动。
所述自动控制系统5为一工控计算机，其内置有一图像处理模块及与该图像处理模块相连接的可编程控制模块，并预设置有图像处理参数标准和控制指令；所述图像处理模块包括有图像采集子模块、数据处理子模块和数据编码子模块；所述编程控制模块包括有运算编码子模块、信号处理子模块和信号传输子模块。
工作时，接通电源，吸嘴426处于初始化位置，通过工控计算机操作可编程控制模块，输入相应的参数及控制指令，纸盒输送装置2工作，驱动面纸输送带向前输送涂胶封面纸，当待包纸盒到达纸盒挡块11时，面纸输送装置3工作，驱动面纸输送带向前输送涂胶封面纸；当涂胶封面纸送置到预定位置，摄像头412扫描涂胶封面纸并将其的图像信息数据传递到自动控制系统5，自动控制系统5对接收到的图像信息数据进行分析和处理，得出涂胶封面纸在面纸输送带的上的位置坐标及角度，并根据该结果输出相应的控制指令，启动吸嘴426工作，如涂胶封面纸出现倾斜时，马达423可通过转盘425带动吸嘴426旋转相应的角度，然后气缸424驱动吸嘴426向下运动，进而吸住待包纸盒，接着气缸424驱动吸嘴426向上运动，带起待包纸盒，然后通过水平滑轨机构44和垂直滑轨机构43的相应坐标移动，快速将待包纸盒移至涂胶封面纸正上方并定位，气缸424驱动吸嘴426向下运动，从而将待包纸盒精准贴合于涂胶封面纸上，接着吸嘴426复位初始位置，等待下一轮的纸盒定位动作。
如本发明上述实施例所述，采用与其相同或相似技术特征而得到的其它定位方法及装置，均在本发明保护范围内。
Claims (10)
1、一种纸盒自动定位加工方法，其包括待包纸盒及与该待包纸盒相适配的涂胶封面纸，其特征在于，其包括如下步骤：
(1)设置一纸盒输送装置，通过控制该纸盒输送装置工作，以实现驱动纸盒输送带向前输送待包纸盒；
(2)设置一面纸输送装置，通过控制该面纸输送装置工作，以实现驱动面纸输送带向前输送涂胶封面纸；
(3)设置一自动定位系统，通过控制该自动定位系统工作，以实现将待包纸盒与涂胶封面纸准确贴合；
(4)设置一自动控制系统，该自动控制系统分别与纸盒输送装置、面纸输送装置和自动定位系统相连，并控制其工作状态；
所述的步骤(1)、(2)无先后顺序。
2、根据权利要求1所述的纸盒自动定位加工方法，其特征在于，其还包括以下步骤：
(5)设置一纸盒挡块，用于定位待包纸盒；
(6)接通电源，自动控制系统初始化，此时自动定位系统于初始位置；
(7)纸盒输送装置工作，驱动面纸输送带向前输送涂胶封面纸；
(8)面纸输送装置工作，驱动面纸输送带向前输送涂胶封面纸；
(9)涂胶封面纸送置预定位置，自动控制系统扫描分析，并控制自动定位系统工作，从而将待包纸盒与涂胶封面纸准确贴合；
(10)自动定位系统复位初始位置；
重复步骤(7)至(10)。
3、根据权利要求1所述的纸盒自动定位加工方法，其特征在于，所述自动定位系统包括一摄像装置、一取盒机构、一垂直滑轨机构和一水平滑轨机构，其具体包括如下步骤：
(31)设置一摄像装置，通过控制摄像装置工作，以实现监控采集面纸输送装置上的涂胶封面纸的图像信息传输给自动控制系统；
(32)设置一取盒机构，通过控制取盒机构工作，以实现将待包纸盒准确放置到涂胶封面纸上并贴合；
(33)设置一垂直滑轨机构，通过控制垂直滑轨机构工作，以实现带动取盒机构垂直于面纸输送带的运动方向做来回运动；
(34)设置一水平滑轨机构，通过控制垂直滑轨机构工作，以实现带动取盒机构平行于面纸输送带的运动方向做来回运动。
4、根据权利要求1所述的纸盒自动定位加工方法，其特征在于，所述的步骤(4)，其具体包括如下步骤：
(41)所述的自动控制系统包括一工控计算机，其内置有一图像处理模块及与该图像处理模块相连接的可编程控制模块，并于该可编程控制模块预设有图像处理参数标准和控制指令，所述图像处理模块包括有图像采集子模块、数据处理子模块和数据编码子模块，所述编程控制模块包括有运算编码子模块、信号处理子模块和信号传输子模块；
(42)所述图像处理模块中的图像采集子模块通过摄像装置采集到涂胶封面纸在面纸输送带上的图像信息，接着传输给数据处理子模块进行图像信息处理及位置坐标数据分析，然后经数据编码子模块整理、转换并传递给可编程控制模块中的运算编码子模块，该运算编码子模块根据预设的图像处理参数标准和控制指令对接收到的信号对运算处理，接着由信号处理子模块转换为脉冲信号，然后通过信号传输子模块输出相应的控制指令；
(43)所述纸盒输送装置、面纸输送装置和自动定位系统根据所接收到的控制指令，实现相应的工作状态。
5、一种实现权利要求1所述纸盒自动定位加工方法的装置，其包括一机架、待包纸盒及与该待包纸盒相适配的涂胶封面纸，其特征在于，所述机架上设有一面纸输送装置，垂直该面纸输送装置的面纸输送带运动方向的机架上设置一纸盒输送装置，于该纸盒输送装置的纸盒输送带和所述面纸输送带的相交位置一侧的机架上设置一自动定位系统，于其另一侧的机架上设置一可定位所述待包纸盒的纸盒挡块，于机架一侧设有一自动控制系统，该自动控制系统分别与纸盒输送装置、面纸输送装置和自动定位系统相连，并控制其动作；所述自动定位系统包括一摄像装置、一取盒机构、一水平滑轨机构及设置在该水平滑轨机构上的垂直滑轨机构。
6、根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述的摄像装置包括一支臂、一摄像头、一直流电机、一支架及一设置在该支架一侧面的梯形丝杆，所述摄像头设置在该支臂一端，并置于可扫描分析面纸输送装置上的可涂胶封面纸的范围内，所述支臂另一端套于梯形丝杆上，并能随该梯形丝杆转动而上下移动，所述直流电机设置在支架顶部并能带动所述梯形丝杆同步转动。
7、根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述的水平滑轨机构包括一底座、一设置在该底座上的滚珠丝杆、一伺服马达与一托块，该托块套于所述滚珠丝杆，并能随该滚珠丝杆转动而左右移动，所述伺服马达设置于底座一侧并能带动所述滚珠丝杆同步转动。
8、根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述的垂直滑轨机构包括一座架、一设置在该座架上的滚珠丝杆、一伺服电机与一滑块，所述座架底部与所述托块相固定，所述滑块套于所述滚珠丝杆，并能随该滚珠丝杆转动而前后移动，所述伺服电机设置于该座架一侧并能带动所述滚珠丝杆同步转动。
9、根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述的取盒机构包括一横架、一滑架、一马达、一气缸、一转盘及设置在转盘上的吸嘴，所述气缸设置于该横架一端面并能驱动所述滑架沿该横架的端面上下滑动，所述横架另一端与所述滑块相固定，所述转盘设置在该滑架外侧面，所述马达设置在该转盘上方并能带动该转盘同步转动。
10、根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述的自动控制系统包括一工控计算机，其内置有一图像处理模块及与该图像处理模块相连接的可编程控制模块；所述的图像处理模块包括有图像采集子模块、数据处理子模块和数据编码子模块；所述的编程控制模块包括有运算编码子模块、信号处理子模块和信号传输子模块。
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