CN103910107A - 基于云技术的非接触式全自动贴标装置 - Google Patents

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本发明涉及一种基于云技术的非接触式全自动贴标装置,包括箱体以及设置箱体内的供电装置、控制电路板和马达,设置在箱体外的摇臂和吸/喷气装置;马达固定在箱体的一侧,并与供电装置及控制电路板电连接,其输出轴伸出箱体并对接于摇臂的一端,摇臂的另一端与吸/喷气装置固定连接,马达根据控制电路板的控制信号通过输出轴控制摇臂的旋转动作,从而控制吸/喷气装置的运动;吸/喷气装置在控制电路板的控制下取标和贴标;还包括与控制电路板连接的无线通信模块,用于远程控制和数据交互。本发明结构简单、价格低、占用空间小、精密性高、灵活性高、智能性高、贴标速度快,尤其是适应性强、适用范围广,并能实现远程控制和数据交互。

Description

基于云技术的非接触式全自动贴标装置
技术领域
[0001] 本发明属于生产物流行业的条码自动化设备,具体涉及到一种基于云技术的非接触式全自动贴标装置。
背景技术
[0002] 贴标机是是现代包装业不可缺少的组成部分,其以自动或半自动形式为包装件或产品贴上标贴,如条形码、二维码或者其他标识性标贴(如商标、主要参数、使用说明和产品介绍等)。随着人们对工作效率的重视,市场上已经出现了多种自动化贴标机,但这些贴标机普遍具有以下一种或多种的缺陷:1、结构复杂、零部件多,导致购买价格居高不下、维修困难,且占用较大空间;2、适用性差,在贴标时,对待贴标的包装件或产品有物理层面的接触及按压动作,不适用于不规则的目标物件;3、适应性差,取标位置和/或贴标位置固定,难以适应于不同产品对贴标位置的不同需求,也难以与不同的标贴打印机配合使用,更不能根据现场环境做临时调整;4、必须现场操控;5、误差大,运送标贴过程中,不能精确地运送到指定的贴标位置;6、灵活性和智能性低;7、贴标速度慢等。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于提供一种基于云技术的非接触式全自动贴标装置,旨在综合性的解决现有的贴标机具有的结构复杂、价格高、占用空间大、精密性低、灵活性低、智能性低、贴标速度慢等问题,尤其是解决适用性及适应性差的问题和现场操控的问题。
[0004] 为了解决上面所述的诸多问题,本发明人创造性的提出了以下技术方案:
[0005] 基于云技术的非接触式全自动贴标装置,包括箱体以及设置所述箱体内的供电装置、控制电路板和马达;还包括设置在所述箱体外的摇臂和吸/喷气装置;
[0006] 所述马达固定在所述箱体的一侧,并与所述供电装置及控制电路板电连接,其输出轴伸出所述箱体并对接于所述摇臂的一端,所述摇臂的另一端与所述吸/喷气装置固定连接,所述马达根据所述控制电路板的控制信号通过所述输出轴控制所述摇臂的旋转,从而控制所述吸/喷气装置的运动;
[0007] 所述吸/喷气装置与所述控制电路板电连接,并在所述控制电路板的控制下,按设定的规则进行吸气以使标贴吸附于其上,或进行喷气以使吸附于其上的所述标贴喷射到目标物件上;
[0008] 还包括无线通信模块,该无线通信模块连接于所述控制电路板,用于远程控制和数据交互。
[0009] 优选的,还包括与所述控制电路板连接的第一检测装置和第二检测装置:所述控制电路板根据所述第一检测装置对标贴的检测结果控制所述吸/喷气装置的吸气动作,以使所述标贴吸附于所述吸/喷气装置上;根据所述第二检测装置对目标物件的检测结果控制所述吸/喷气装置的喷气动作,以使吸附于所述吸/喷气装置上的所述标贴喷射到所述目标物件上。[0010] 优选的,第一检测装置包括标贴检测传感器。
[0011] 优选的,第二检测装置包括流水线被标贴物检测传感器。
[0012] 优选的,所述吸/喷气装置包括具有吸/喷气口的壳体和位于该壳体内的气泵,所述气泵有一进气电磁阀和一出气电磁阀,所述进气电磁阀和出气电磁阀均连接于控制它们开/闭的所述控制电路板。
[0013] 优选的,第一检测装置和第二检测装置固定在所述壳体内。
[0014] 优选的,还包括RFID装置,该RFID装置与所述控制电路板连接,其设置在所述吸/喷气装置上或者设置所述吸/喷气装置运动轨迹的对应处。
[0015] 优选的,所述摇臂包括底盘、支撑件和悬臂;其中,所述底盘包括固定盘、与该固定盘转动连接的转动盘,和设置在该转动盘中心的用于与所述输出轴对接的对接件或对接结构;所述固定盘固定在所述箱体的外壁上,所述输出轴穿过所述固定盘对接到所述对接件或对接结构上,所述转动盘上还连接于所述支撑件的一端,所述支撑件的另一端可调节的与所述悬臂的一端固定连接,所述悬臂的另一端用于固定连接所述吸/喷气装置。
[0016] 相对于现有技术,本发明明显具有以下几种有益效果:
[0017] 1、适应性强,可以根据具体的标贴打印机、具体产品所要求的贴标位置以及生产现场的情况,对取标位置和贴标位置进行适应性的调整,即通过控制电路板合理的控制吸/喷气装置的运动轨迹;也就是说,本发明可以适配于不同的标贴打印机,可以满足不同的包装件或产品对贴标位置的要求,也可以根据现场环境进行调节,如对包装件或产品流水线平台高度或位置变化做适应性的调整,始终能调整到最佳的取标位置和贴标位置;
[0018] 2、适用范围广,采用气动贴标,因此在贴标时,对包装件或产品没有物理层面的接触及按压动作,可以适用于规则及不规则的各类包装件和产品,例如软质非规则形状的包装件或产品;
[0019] 3、结构简单、占用空间小、成本低且便于维护,主要部件仅有控制电路板、马达、摇臂及吸/喷气装置,取标和贴标是通过吸/喷气装置的气动方式,利用气流的正反向运动实现吸附标贴动作和喷射贴标动作,结构简单;
[0020] 4、可以云端远程操控,无线通信模块为本贴标装置、云服务器和用户之间建立了连接关系,实现了远程控制和数据交互;
[0021] 5、精密性高、灵活性高、智能性高,采用控制电路板+马达的控制方式:①可以对吸/喷气装置的运动轨迹进行精确控制,即可以精确的控制取标位置和贴标位置,在精密度上有较大的提升可以根据需求灵活的调整吸/喷气装置的运动轨迹、运动速度和运动方向,所以相对传统技术,本发明更加灵活和智能;
[0022] 6、实现了高速贴标,本发明的动作流程为:气动吸附标贴、通过马达沿设定运动轨迹使被吸附的标贴到达目标位置,然后气动喷射贴标,如此循环往复;此一套全自动化的取标、送标、贴标动作仅需0.5秒左右。
附图说明
[0023] 图1为本发明在一优选实施例中的结构示意图;
[0024] 图2是图1的另一视角图;
[0025] 图3为本发明在一优选实施例中的摇臂结构示意图。具体实施方式
[0026] 为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0027] 本发明中所述的“取标”是指本贴标装置从标贴打印机或标贴供应流水线上拿取标贴的动作;所述的“贴标”是指本贴标装置将所拿取到的标贴贴到目标物件上的动作;所述的“送标”是指本贴标装置从“取标”的位置将标贴传送到“贴标”的位置;所述目标物件可以理解为是正在等待被贴标的物件,具体可以是包装件、产品等。
[0028] 请参考图1、2和3,基于云技术的非接触式全自动贴标装置,包括箱体1、供电装置
2、控制机电路板3、马达4、摇臂5、吸/喷气装置6和无线通信模块:
[0029] 箱体I的底板具有往外延伸的部分,和标贴打印机配合时,该往外延伸的部分可以和标贴打印机固定装配或压在标贴打印机的底部或固定在下面的底板上,这样做的好处是使箱体I更加稳定,不会因其内部马达4的振动而发生偏移,从而使得取标和贴标更加精准和稳定;
[0030] 供电装置2固定在所述箱体I内,其可以根据具体设计选择合理的位置,本实施例优选将该供电装置2固定在箱体I的顶壁上,为了帮助散热,本发明人还在箱体I的顶壁上设有多个散热孔,或者将顶壁设计成网状结构;在箱体I外对应的设置有与该供电装置2连接的电插头,该电插头具体可以设置箱体I的外侧;在上述基础上,本发明人还在电源装置2和电插头之间还设置了一个开关,通过该开关,通电和断电操作变的更为方便,而不用插拔电插头,影响电插头的使用寿命,该开关设置在箱体I的外侧,本实施例是如图1左侧所示的将电插头和开关并排设置同一处,比较符合用户习惯;
[0031] 控制电路板3也是设置箱体I内,其位于箱体I内的具体位置不做限制,本实施例是将其固定在如图1所示的箱体I的一侧壁上;该控制电路板3和电源装置2连接,以获取电力供应;该控制电路板3还和马达4的控制端及吸/喷气装置6的控制端连接:①控制电路板3可以向马达4发送控制信号,以控制马达4输出轴的转动角度、转动速度、加速度、转动/暂停状态等,以此控制吸/喷气装置6的运动(包括运动轨迹、动/停状态、送标速度、加速度、往复次数等等);②控制电路板3可以向吸/喷气装置6发送控制信号,以控制吸/喷气装置6的吸气动作和喷气动作,以此控制标贴的拿取和喷射,即取标和贴标;需要说明的是,本控制电路板4内的控制芯片可以采用DSP (digital signal processor)、ARM(Advanced RISC Machines)、FPGA (Field — Programmable Gate Array)或 MCU 等各种类型的控制芯片,在此不一一列举;
[0032] 马达4固定在箱体I的一侧,并与供电装置2及控制电路板3电连接,该马达4的输出轴伸出箱体I并对接于摇臂5的一端,该摇臂5的另一端与吸/喷气装置6固定连接,马达4根据控制电路板3的控制信号通过其输出轴控制5摇臂的旋转动作,从而控制吸/喷气装置6的运动(具体可以上文的详述),马达4可以是步进马达、伺服马达或其他类型的马达;本实施例优选精密伺服马达,其可以极大提高本贴标装置的贴标节拍和效率,即可以满足在高速高精度运行环境下,控制电路板4基于高效轨迹规划技术对其的平滑控制,满足高速贴标的要求;[0033] 摇臂5作为马达4和吸/喷气装置6之间的连接桥梁,其一端和马达4的输出轴对接,另一端和吸/喷气装置6固定连接,马达4的输出轴的转动带动摇臂5的转动,摇臂5的转动带动吸/喷气装置6绕马达4的输出轴的轴线运动;摇臂5的结构可以采用现有的通用结构,在本实施例中,提供的具体结构为:如图3所示,包括底盘51、支撑件52和悬臂53:底盘I包括固定盘、与该固定盘转动连接的转动盘、和设置在该转动盘中心的用于与马达4的输出轴对接的对接件或对接结构,固定盘固定在箱体I的外壁上,马达4的输出轴穿过固定盘对接到对接件或对接结构上,转动盘上与固定盘连接的另一面,按设定的角度(优选90° )固定支撑件52的一端,支撑件52的另一端按设定角度(优选90° )和悬臂53的一端可调节的固定连接,可以调节处于悬臂53另一端的吸/喷气装置6和支撑件52之间的距离,从而进一步的扩展了本发明对于标贴打印机、场地的适应性;
[0034] 吸/喷气装置6作为气动取标和气动贴标的执行部件,其控制端和控制电路板3连接,其电源端和控制电路板3或供电装置2连接,吸/喷气装置6在控制电路板3的控制下,按设定的规则进行吸气以使标贴吸附于其上,或进行喷气以使吸附于其上的标贴喷射到目标物件上;
[0035] 吸/喷气装置6的基本结构包括具有吸/喷气口的壳体和气动原件(或功能类似装置),气动原件从壳体内往外抽气,是壳体内处于局部真空状态,从而将标贴吸附于其上,气动原件往外从壳体内抽气,使得壳体内的气压徒增,从而将堵在吸/喷气口的标贴喷射而出,本实施例提供一种优选的吸/喷气装置,但需要说明的是,本优选实施例并不用于限制本发明,具体如下:包括具有下开口的圆筒和位于该圆筒内的气泵,气泵有一进气电磁阀和一出气电磁阀,进气电磁阀和出气电磁阀均连接于控制开/闭的控制电路板3,当控制电路板3控制进气电磁阀开启、出气电磁阀关闭,则圆筒的下开口产生吸附力将标贴吸附于其上(即气动取标),当控制电路板3控制出气电磁阀开启、进气电磁阀关闭,则圆筒的下开口通过向外的气流产生的向外的推力,将堵在该下开口的标贴喷射到目标物件上(即气动贴标)。
[0036] 无线通信模块(未图示),该无线通信模块可以为GPRS、CDMA、CDMA2000、TD-SCDMA、LTE等2G、3G、4G或以上制式的通信模块,也可以是WLAN、ZIGBEE等通信模块,在此不——列举,该无线通信模块和控制电路板3电连接,通过该无线通信模块,控制电板板3实时地将运行数据传输到远端的云服务器中,供用户查看和监控,用户根据查看到的数据,向位于工业现场的本贴标装置发送控制信号或数据,控制电路板3根据接收到的控制信号或数据(可以是各类运行参数),做出相应的调整;容易理解,该无线通信模块实现了用户与工业现场的数据交互,即用户可以对本贴标装置的运行状态进行远程控制,也可以掌握工业现场的运行状态,当然,控制电路板3运行的软件程序也可以从云服务器中得到升级版本的程序并下载升级或在线升级。需要说明的是,该无线通信模块设置在箱体I内,也可以直接设置在控制电路板3上,在此不做赘述。
[0037] 优选的,本贴标装置还包括与控制电路板3连接的第一检测装置和第二检测装置(未图示):第一检测装置优选采用标贴检测传感器,当然也可以是其他能够识别标贴的装置如摄像头,该第一装置用于检测在取标位置或其设定的范围内是否有标贴存在,若有,则向控制电路板3发出第一确认信号,控制电路板3接到该第一确认信号后,向吸/喷气装置6发出取标的控制信号,吸/喷气装置6在接到该控制信号后吸附标贴;第二检测装置优选采用流水线被标贴物检测传感器,当然也可以是其他能够识别目标物件的装置如摄像头,该第二检测装置用于检测在贴标位置或其设定的范围内是否有目标物件存在,若有,则向控制电路板3发出第二确认信号,控制电路板3接到该第二确认信号后,向吸/喷气装置6发出贴标的控制信号,吸/喷气装置6在接到该控制信号后将标贴喷射到目标物件上。这种设置第一检测装置和第二检测装置的好处是,不再囿于固定的取标及贴标动作及时间限制,避免了标贴供应延迟而导致的空取失误和目标物件的供应延迟导致的空贴失误,提高取标和贴标的准确率和智能性。进一步优选的,第一检测装置和第二检测装置固定在吸/喷气装置6的壳体内,当然,壳体上设有供它们检测标贴或目标物件的通孔,这样做的好处是外观简洁,避免摩擦、碰撞等,增加使用寿命。
[0038] 优选的,本贴标装置还包括RFID (Radio Frequency Identification,射频识别)装置(未图示),该RFID装置与控制电路板4连接,其设置在吸/喷气装置6上或者设置吸/喷气装置6运动轨迹的对应处,使其读写头对着吸附在吸/喷气装置6上的标贴,以写入电子信息。该RFID装置写入到标贴中的电子信息内容可以由控制电板板3提供,也可以外部数据卡提供,在此不做限定。
[0039] 整个非接触式全自动贴标装置的具体工作过程:
[0040] 控制电路板3通过马达4控制摇臂5的旋转角度,使吸/喷气装置6到达设定的取标位置一吸/喷气装置6在控制电路板的控制下吸气以将标贴吸附于其上一控制电路板3通过马达4控制摇臂5进行旋转,是该吸附有标贴的吸/喷气装置6到达设定的贴标位置—吸/喷气装置6在控制电路板3的控制下喷气,使吸附于其上的标贴喷射到目标物件上,从而达到标贴粘贴到目标物件上的目的。
[0041 ] 需要说明的是,本贴标装置在高速贴标过程中,若按照2张/秒的贴标速度进行工作,为了减小对机械的冲击,需要对马达速度、加速度曲线进行进一步的规划和设置,在控制电路板3中的控制软件中除了增加了位置、速度、加速度等运动学控制参数,更主要的是针对该种类型的设备和运动,针对具体的贴标机模型,增加了动力学控制部分。工作的过程中,通过对摇臂的动力学分析,并通过控制电路板3中的动力学控制算法,可以根据得到的电流值前馈到驱动器中,使得系统获得更高的加速性能。通过这样的算法优化,可以将摇臂动作的效率提高10%。
[0042]另外请注意,本发明中涉及到的需要电力供应的部件或装置,其电力供应均可以从电源装置2或控制电路板3上获取,在此不赘述。
[0043] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包在本发明范围内。

Claims (10)

1.基于云技术的非接触式全自动贴标装置,其特征在于,包括箱体以及设置所述箱体内的供电装置、控制电路板和马达;还包括设置在所述箱体外的摇臂和吸/喷气装置; 所述马达固定在所述箱体的一侧,并与所述供电装置及控制电路板电连接,其输出轴伸出所述箱体并对接于所述摇臂的一端,所述摇臂的另一端与所述吸/喷气装置固定连接,所述马达根据所述控制电路板的控制信号通过所述输出轴控制所述摇臂的旋转,从而控制所述吸/喷气装置的运动; 所述吸/喷气装置与所述控制电路板电连接,并在所述控制电路板的控制下,按设定的规则进行吸气以使标贴吸附于其上,或进行喷气以使吸附于其上的所述标贴喷射到目标物件上; 还包括无线通信模块,该无线通信模块连接于所述控制电路板,用于远程控制和数据交互。
2.根据权利要求1所述的非接触式全自动贴标装置,其特征在于,还包括与所述控制电路板连接的第一检测装置和第二检测装置:所述控制电路板根据所述第一检测装置对标贴的检测结果控制所述吸/喷气装置的吸气动作,以使所述标贴吸附于所述吸/喷气装置上;根据所述第二检测装置对目标物件的检测结果控制所述吸/喷气装置的喷气动作,以使吸附于所述吸/喷气装置上的所述标贴喷射到所述目标物件上。
3.根据权利要求2所述的非接触式全自动贴标装置,其特征在于,所述第一检测装置包括标贴检测传感器。
4.根据权利要求2所述的非接触式全自动贴标装置,其特征在于,所述第二检测装置包括流水线被标贴物检测传感器。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的非接触式全自动贴标装置,其特征在于,所述吸/喷气装置包括具有吸/喷气口的壳体和位于该壳体内的气泵,所述气泵有一进气电磁阀和一出气电磁阀,所述进气电磁阀和出气电磁阀均连接于控制它们开/闭的所述控制电路板。
6.根据权利要求5所述的非接触式全自动贴标装置,其特征在于,所述第一检测装置和第二检测装置固定在所述壳体内。
7.根据权利要求1、2、3或4所述的非接触式全自动贴标装置,其特征在于:还包括RFID装置,该RFID装置与所述控制电路板连接,其设置在所述吸/喷气装置上或者设置所述吸/喷气装置运动轨迹的对应处。
8.根据权利要求5所述的非接触式全自动贴标装置,其特征在于,还包括RFID装置,该RFID装置与所述控制电路板连接,其设置在所述吸/喷气装置上或者设置所述吸/喷气装置运动轨迹的对应处。
9.根据权利要求1、2、3或4所述的非接触式全自动贴标装置,其特征在于,所述摇臂包括底盘、支撑件和悬臂;其中,所述底盘包括固定盘、与该固定盘转动连接的转动盘,和设置在该转动盘中心的用于与所述输出轴对接的对接件或对接结构;所述固定盘固定在所述箱体的外壁上,所述输出轴穿过所述固定盘对接到所述对接件或对接结构上,所述转动盘上还连接于所述支撑件的一端,所述支撑件的另一端可调节的与所述悬臂的一端固定连接,所述悬臂的另一端用于固定连接所述吸/喷气装置。
10.根据权利要求1、2、3或4所述的非接触式全自动贴标装置,其特征在于,所述控制电路板包括DSP、ARM、FPGA或MCU。
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