CN105583169B - 一种柔性电子标签剔废及复合装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种柔性电子标签剔废装置，包括：由放料机构、检测机构、打标机构和剥离机构构成的检测单元，放料机构送出嵌入层，检测机构对送出的嵌入层进行性能检测，打标机构对测试不合格的嵌入层打标，剥离机构将嵌入层从放料机构剥离；由吸附传送机构、存储机构、识别机构和吸附机构构成的剔废单元，吸附传送机构真空吸附被剥离的嵌入层并传送至存储机构，存储机构存放嵌入层，识别机构在嵌入层进入存储机构之前识别带标记嵌入层，吸附机构于从传送机构上真空吸附并转移带标记嵌入层。本发明还提出包含上述装置的柔性电子标签复合装置。本发明有效防止不合格潜入层进入后期的电子标签复合工艺，提高电子标签复合后成品合格率。

Description

一种柔性电子标签剔废及复合装置
技术领域
本发明属于RFID柔性电子标签生产技术领域，具体涉及一种柔性电子标签剔废与复合装置及套准方法。
背景技术
射频识别RFID(Radio Frequency Identification)作为一项先进的自动识别和数据采集技术，被公认为21世纪十大重要技术之一。RFID电子标签是RFID技术应用的基础，其生产制造工艺直接影响着RFID技术的应用与推广。常见的RFID柔性电子标签可分为标签类、卡片类等，标签类带自粘功能，可以揭帖到物品上，一般由基层、嵌入层(inlay)、面层组成，层与层之间通过胶层连接，胶层可分为双面胶式或涂胶式。复合工艺就是将各层材料及胶层层合到一起并且确保层与层之间的对位关系，然后通过模切机构切除多余部分。
RFID柔性电子标签复合工艺涉及多种材料，因此成品成本较高，并且国内inlay成品率比较低，因此在复合过程中必须采取措施避免无效的inlay贴合到成品标签中去，造成产能和印刷材料的浪费，所以便产生了坏inlay需要剔除的问题。
发明内容
针对现有的RFID柔性电子标签复合工艺中坏inlay难以剔除的问题，本发明的第一技术目的提出一种柔性电子标签剔废装置，其目的在于，在inlay的在线传送过程中实时检测出不合格inlay并转移，防止不合格inlay进入后期的电子标签复合工艺，有助于提高电子标签复合后成品合格率。
本发明的第二技术目的是提供一种柔性电子标签复合装置，在inlay与面层复合前将不合格inlay全部剔除，使RFID柔性电子标签复合后成品合格率大大提升，减少材料损耗，降低生产成本。
为实现本发明的第一技术目的，本发明提供一种柔性电子标签剔废装置，包括：
检测单元，包括放料机构、检测机构、打标机构和剥离机构；放料机构用于送出嵌入层；检测机构用于对送出的嵌入层进行性能检测；打标机构用于对测试不合格的嵌入层打标；剥离机构用于将嵌入层从放料机构剥离；
剔废单元，包括吸附传送机构、存储机构、识别机构和吸附机构；吸附传送机构用于真空吸附被剥离的嵌入层，并传送至存储机构；存储机构用于存放嵌入层；识别机构用于在嵌入层进入存储机构之前，识别携带有标记的嵌入层；吸附机构用于从传送机构上真空吸附并转移识别出的带标记嵌入层。
本发明首先在线检测出不合格inlay并对其标识，在传送过程中识别并带标识的不合格inlay，将其通过真空吸附转移，最终只保留合格inlay，由此防止不合格inlay进入后期的电子标签复合工艺，有助于提高电子标签复合后成品合格率。
为实现本发明的第二技术目的，本发明提供一种柔性电子标签复合装置，包括：
检测单元，包括放料机构、检测机构、打标机构和剥离机构；放料机构用于送出嵌入层；检测机构用于对送出的嵌入层进行性能检测；打标机构用于对测试不合格的嵌入层打标；剥离机构用于将嵌入层从放料机构剥离；
剔废单元，包括吸附传送机构、存储机构、识别机构和吸附机构；传送机构用于真空吸附被剥离的嵌入层，并传送至存储机构；存储机构用于存放嵌入层；识别机构用于在嵌入层进入存储机构之前，识别携带有标记的嵌入层；吸附机构用于从传送机构上真空吸附并转移识别出的带标记嵌入层；
第一复合单元，包括第一传送机构和第一压辊机构；第一传送机构用于送出面层，当面层传送至存储机构正下方时，存储机构内的嵌入层接触面层，并被面层上的胶粘住带走；第一压辊机构用于将嵌入层和面层压帖在一起；
第二复合单元，包括第二传送机构和第二压辊机构；第二传送机构用于送出基层，与面层压帖在一起的嵌入层接触基层，并被基层上的胶粘住带走；第二压辊机构用于将面层、嵌入层和和基层压帖在一起。
本发明首先在线检测出不合格inlay并对其标识，在传送过程中识别并带标识的不合格inlay，将其通过真空吸附转移，最终只保留合格inlay，由此防止不合格inlay进入后期的电子标签复合工艺。在复合阶段，收集的合格inlay依次被放置到面层上完成第一次粘合，接着粘合有面层的inlay被放置到基层上完成第二次粘合，最终实现复合。由于先期防止不合格inlay进入后期的电子标签复合工艺，从而保证了电子标签复合后成品合格率。而且，由于inlay与面层之间可能出现套准偏差，本发明还在inlay与面层复合之后通过视觉机构获取包含inlay与面层位置信息的图像，通过偏差计算算法得到对位偏差，根据对位偏差调整存储机构与面层的相对位置，确保下一次inlay与面层的复合对位精度。
附图说明
图1是本发明柔性电子标签剔废装置的结构示意图；
图2是本发明柔性电子标签复合装置的结构示意图；
图3是本发明的RFID柔性电子标签成品结构示意图；
图4是本发明的视觉检测装置的结构示意图；
图5是本发明柔性电子标签剔废与复合装置及套准方法的整体流程图
图6是按照本发明通过图像采集装置所采集到的inlay与面层图案套准情况的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。此处说明若涉及到具体实例时仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。
请参见图1，本发明柔性电子标签剔废装置包括检测单元和剔废单元。检测单元I用于在线检测不合格的inlay并标记，剔废单元II用于转移不合格inlay，保留合格inlay以供后续粘合使用。
检测单元I包括放料机构1、检测机构2、打标机构3和剥离机构5。放料机构1送出inlay4，检测机构2对送出的inlay4进行性能检测，一旦检测到不合格inlay，则启用打标机构3对不合格inlay打标，剥离机构5将所有inlay从放料机构1上剥离。
更具体而言，inlay经过检测机构2上方时，通过色标传感器或金属传感器检测inlay4是否进入检测区域，读写器向检测区域发出射频信号，若检测区域内的inlay合格，将反馈信息给读写器，反之若读写器未收到反馈信息，则表示当前检测区域内的inlay不合格；若不合格则由inlay上方的打标机构3在不合格inlay上打标，之后inlay4被传送到剥离机构5剥下。剥离机构5的由剥离台、收卷辊组成。剥离台的角度inlay与底纸通过剥离台时，由于inlay与底纸的弯曲刚度，inlay与底纸分离，底纸收卷到收料辊上，inlay则进入传送机构。打标机构3可以包括气缸或电机驱动的点墨笔。
所述检测机构2包括读写器、固定机构及XY向位置调整机构，固定机构用于安装读写器，XY向位置调整机构用于调整读写器在X向即卷材进给方向和Y向即垂直于卷材进给方向的位置，确保inlay在读写器的检测范围内。
所述剥离机构5由剥离台、收卷辊组成，剥离台的角度inlay与底纸通过剥离台时，由于inlay与底纸的弯曲刚度，inlay与底纸分离，底纸收卷到收料辊上，inlay则进入传送机构。
剔废单元II包括吸附传送机构7、存储机构11、识别机构8和吸附机构9；吸附传送机构7真空吸附被剥离的inlay并朝向存储机构11传送，识别机构8在inlay进入存储机构1之前，识别携带有标记的inlay，吸附机构9对识别出的带标记inlay真空吸附并转移，由此保证存储机构11内存储的只有质量合格的inlay，以备后续粘合使用。
更具体而言，吸附传送机构7具有真空吸附功能，其真空吸附被剥离的inlay并朝向存储机构11传送，在传送过程中inlay经过识别机构8。识别机构8可选用色标传感器或工业相机，识别机构8若检测到标记，说明此时识别机构8下方的inlay是坏品；记录此时吸附传送机构7的位置信息，已知标记识别机构8与吸附机构9之间的距离为s，则传送机构7继续运行s距离后，该不合格inlay到吸附机构9工作位置，吸附机构9具有多组吸附头，其中处于工作位的吸附头开启吸附作用，将不合格inlay吸走，随后吸附机构9旋转，下一组吸附头进入工作位置，吸走不合格inlay的吸附头则靠近废料盒10，废料盒10的位置可以调整，吸附头经过废料盒10上方时需排气，不合格inlay落到废料盒10中；合格inlay则通过传送装置7进入存储机构11。
所述识别机构8由墨点识别传感器、传感器固定机构及Y向调整机构组成。设备运行前需根据不合格inlay上墨点的位置来调整传感器的位置。
所述吸附机构9由一组真空吸附头组成，吸附头在圆周方向均匀排布并可以绕圆心旋转。
在图1所示的柔性电子标签剔废装置基础上，图2给出了一个完整的柔性电子标签复合装置，其除了包括上述检测单元I和剔废单元II外，还包括第一复合单元III和第二复合单元IV，第一复合单元III用于inlay与面层的粘合，第二复合单元IV用于inlay与基层的粘合。
参见图2和图3，第一复合单元III包括第一传送机构12和第一压辊机构13。第一传送机构12送出面层101，当面层101传送至存储机构11的正下方时，存储机构11的底部存在缝隙，最底部的inlay103穿过缝隙接触面层，并被面层上的胶层102粘住带走；第一压辊机构13进一步将嵌入层103和面层101牢固压帖在一起。第一传送机构12继续传送压帖在一起的inlay103和面层101送向第二复合单元IV。
第二复合单元IV包括第二传送机构16和第二压辊机构17。与第一复合单元III类似，第二传送机构16送出基层104，与面层101压帖在一起的inlay103接触正下方的基层104，并被基层104上的胶层102粘住带走，第二压辊机构16进一步将面层101、inlay103和基层104牢固地压帖在一起。
面层101与inlay、inlay103与基层104之间的胶层102可以是双面胶或涂布的热熔胶。
存储机构11的存储区域开口大小可以调整以适应不同尺寸的inlay，合格的inlay在存储区域中以堆垛的形式累积，存储区域的最下方是一条缝，最下层的inlay可以通过缝离开存储区域。储存机构11可以安装在一个运动平台上，拥有平面四个自由度，可以通过前后、左右自由度调整inlay放置到面层上的位置，通过一旋转自由度调整inlay的放置在面层上的角度。其还可被带动做上下往复运动，当它运动到最低点时，存储区域内最下方的inlay通过缝与面层接触。
第一传送机构12和第二传送机构16均采用放料辊、传料带和收料辊的组合结构。
按照本发明的一种较佳实施方式，靠近第二复合单元设置有模切单元18，在面层、嵌入层和基层压帖在一起后切除多余部分。
按照本发明的一种较佳实施方式，还增设视觉机构和图像处理器。视觉机构靠近第一复合单元设置，包括图像采集单元14和反射镜组15，反射镜组15用于反射嵌入层及面层的光照明痕迹，图像采集单元14用于对反射镜组15反射的嵌入层及面层成像。图像处理器对嵌入层及面层图像进行分析处理，得到嵌入层与面层表面图案的位置偏差，以此调整存储机构11的位置保证嵌入层与面层的对位精度。
图像采集单元1可以选择由工业相机及镜头。
如图4所示，反射镜1102将inlay的图像1104反射到图像采集装置1101，反射镜1103则将面层图案的图像1105反射到图像采集装置1101。如图5所示，图像采集装置1101采集到的图像则包含了inlay(2201)的位置信息、面层图案2202的位置信息、面层边缘2203的位置信息。图像采集装置的视野范围可调整，以适应不同尺寸的inlay。即使inlay尺寸较大，只能在采集到的图像中显示部分细节，也可通过图像匹配定位算法计算出其位置信息。
图像处理器包括：
位置解析模块，用于定位嵌入层在图像中的位置(xi,yi)与面层图案在图像中的位置(xc,yc)；
边缘拟合模块，用于采用边缘检测算法计算出面层边缘在图像中的拟合曲线yl＝kxl+b；
偏差计算模块，用于计算inlay与面层图案的套准偏差为(Δx,Δy)，X向偏差Y向偏差Δy＝yc-yi，其中l是面层材料的幅宽，k为实际工况数据拟合曲线的斜率。
如图5所示，得到inlay与面层图案的对位偏差后，将偏差传递给反馈控制系统，由反馈控制系统调整存储机构的位置，改变inlay放置到面层上的位置，从而减小对位偏差，最终使得对位偏差不超过容许值，确保复合对位的精度。
通过以上过程，可以实现inlay与面层复合前将不合格inlay全部剔除，避免不合格inlay与面层复合从而降低成品合格率、浪费产能与材料；针对特殊的inlay与面层复合装置，通过机器视觉技术与反馈控制技术确保了复合对位精度，从而以简便的方式实现了RFID柔性电子标签高成品率、高精度的复合工艺。
以上说明若涉及具体的实例，仅仅用以解释本发明，并不限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种柔性电子标签剔废装置，其特征在于，包括：
检测单元，其包括放料机构(1)、检测机构(2)、打标机构(3)和剥离机构(5)；放料机构(1)用于送出嵌入层；检测机构(2)用于对送出的嵌入层进行性能检测；打标机构用于对测试不合格的嵌入层打标；剥离机构(5)用于将嵌入层从放料机构(1)剥离；
剔废单元，其包括吸附传送机构(7)、存储机构(11)、识别机构(8)和吸附机构(9)；吸附传送机构(7)用于真空吸附被剥离的嵌入层，并传送至存储机构(11)；识别机构(8)用于在嵌入层进入存储机构(1)之前，识别携带有标记的嵌入层；吸附机构(9)用于从传送机构(7)上真空吸附并转移识别出的带标记嵌入层；存储机构(11)用于存放合格的嵌入层。
2.根据权利要求1所述的柔性电子标签剔废装置，其特征在于，所述检测机构(2)包括读写器、固定机构及XY向位置调整机构，固定机构用于安装读写器，XY向位置调整机构用于调整读写器在卷材进给方向和垂直于卷材进给方向的位置。
3.根据权利要求1所述的柔性电子标签剔废装置，其特征在于，所述剥离机构(5)包括剥离台和收卷辊，剥离台用于将嵌入层与底纸分离，底纸被收卷到收料辊上，嵌入层被引至传送机构(7)。
4.根据权利要求1所述的柔性电子标签剔废装置，其特征在于，所述识别机构(8)包括墨点识别传感器、传感器固定机构及Y向调整机构，传感器固定机构用于安装墨点识别传感器，Y向调整机构用于调整墨点识别传感器在垂直于卷材进给方向的位置。
5.根据权利要求1所述的柔性电子标签剔废装置，其特征在于，所述吸附机构(9)包括一组真空吸附头，吸附头在圆周方向均匀排布并可以绕圆心旋转。
6.一种柔性电子标签复合装置，其特征在于，包括：
检测单元，其包括放料机构(1)、检测机构(2)、打标机构(3)和剥离机构(5)；放料机构(1)用于送出嵌入层；检测机构(2)用于对送出的嵌入层进行性能检测；打标机构用于对测试不合格的嵌入层打标；剥离机构(5)用于将嵌入层从放料机构(1)剥离；
剔废单元，其包括吸附传送机构(7)、存储机构(11)、识别机构(8)和吸附机构(9)；传送机构(7)用于真空吸附被剥离的嵌入层，并传送至存储机构(11)；存储机构(11)用于存放嵌入层；识别机构(8)用于在嵌入层进入存储机构(1)之前，识别携带有标记的嵌入层；吸附机构(9)用于从传送机构(7)上真空吸附并转移识别出的带标记嵌入层；
第一复合单元，其包括第一传送机构(12)和第一压辊机构(13)；第一传送机构(12)用于送出面层，当面层传送至存储机构(11)正下方时，存储机构(11)内的嵌入层接触面层，并被面层上的胶粘住带走；第一压辊机构(13)用于将嵌入层和面层压帖在一起；
第二复合单元，其包括第二传送机构(16)和第二压辊机构(17)；第二传送机构(16)用于送出基层，与面层压帖在一起的嵌入层接触基层，并被基层上的胶粘住带走；第二压辊机构(16)用于将面层、嵌入层和基层压帖在一起。
7.根据权利要求6所述的柔性电子标签复合装置，其特征在于，还包括视觉机构和图像处理器；
视觉机构靠近第一复合单元设置，包括图像采集单元(14)和反射镜组(15)，反射镜组(15)用于反射嵌入层及面层的光照明痕迹，图像采集单元(14)用于对反射镜组(15)反射的嵌入层及面层成像；
图像处理器用于对嵌入层及面层图像进行分析处理，得到嵌入层与面层表面图案的位置偏差，以此调整存储机构(11)的位置保证嵌入层与面层的对位精度。
8.根据权利要求7所述的柔性电子标签复合装置，其特征在于，所述图像处理器包括：
位置解析模块，用于定位嵌入层在图像中的位置(xi,yi)与面层图案在图像中的位置(xc,yc)；
边缘拟合模块，用于采用边缘检测算法确定面层图案边缘拟合曲线yl＝kxl+b；
偏差计算模块，用于计算嵌入层与面层图案的套准偏差(Δx,Δy)，其中，X向偏差Y向偏差Δy＝yc-yi，l是面层图案的幅宽，k为面层图案边缘拟合曲线的斜率。
9.根据权利要求7或8所述的柔性电子标签复合装置，其特征在于，还包括模切单元(18)，靠近第二复合单元设置，用于在面层、嵌入层和基层压帖在一起后切除多余部分。
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