CN107298196B - 一种手机贴膜生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手机贴膜生产线，包括吸附式转移贴标设备、第二CCD扫描搬运设备、贴膜机、第一CCD扫描搬运设备、以及打印贴标设备；打印贴标设备包括：手机传输机构、支架、打码设备、四轴机械手、真空吸盘、CCD采集装置和位置传感器；第一CCD扫描搬运设备和第二CCD扫描搬运设备均包括工作台、机架、CCD采集装置和位置传感器、手机传输机构、机械手、控制机械手动作的控制器；贴膜机和吸附式转移贴标设备均包括手机传送机构、多轴机械手、真空吸盘、多轴运动控制器、上料盘、下料盘、贴膜工位板、保护膜剥离底膜机构。通过采用上述技术方案，本发明实现了手机包装贴膜过程的流水线专业，工作效率高，贴膜效果好。

Description

一种手机贴膜生产线

技术领域

本发明涉及手机贴膜设备技术领域，特别是涉及一种手机贴膜生产线。

背景技术

近年来，随着社会的快速发展，标签的使用范围越来越广泛，众所周知，手机是加工制造过程中，需要粘贴多个信息标签；传统的标签粘贴大多采用人工或者是专业的贴膜机实现；不同的贴膜机粘贴不同的标签，这些贴膜机之间是独立存在的，同时，每完成一个贴膜工序，均需要进行人工检验，将不合格产品剔除；显然，传统的贴膜过程不但耗费人力，同时降低了贴膜的效率，因此，设计开发一种自动化程度高、节约人力的手机贴膜生产线显得是尤为重要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种自动化程度高的手机贴膜生产线。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种手机贴膜生产线，顺着生产线依次包括：

吸附式转移贴标设备、第二CCD扫描搬运设备、贴膜机、第一CCD扫描搬运设备、以及打印贴标设备；其中：

上述吸附式转移贴标设备包括带动手机线性运动的手机传送机构、用于抓取标签并执行贴标动作的四轴机械手、控制上述四轴机械手动作的多轴运动控制器、用于装载手机保护膜卷的上料盘、带动上料盘动作的电机、用于装载手机废弃膜卷的下料盘、用于手机贴膜作业的贴膜工位板；用于剥离底膜的保护膜剥离底膜机构；在上述四轴机械手的端部安装有真空吸盘；

上述第一CCD扫描搬运设备和第二CCD扫描搬运设备均包括工作台，安装于工作台上的机架、安装于机架上的CCD采集装置和位置传感器、安装于工作台上的手机传输机构、安装于机架上的机械手、控制机械手动作的控制器；

上述贴膜机包括带动手机线性运动的手机传送机构、用于抓取手机保护膜的三轴机械手、在上述三轴机械手的端部安装有真空吸盘、控制上述三轴机械手动作的多轴运动控制器、用于装载手机保护膜卷的上料盘、带动上料盘动作的电机、用于装载手机废弃膜卷的下料盘、用于手机贴膜作业的贴膜工位板；用于剥离底膜的保护膜剥离底膜机构；用于贴膜作业的碾压机构；上述碾压机构包括气缸、控制气缸动作的气缸控制器、连接于气缸活塞杆上的胶轮；所述气缸活塞杆的运动方向为竖直方向；在上述贴膜工位板上安装有三组位置传感器；

上述打印贴标设备包括：安装于工作台上的手机传输机构；安装于工作台上的支架；所述支架为竖直方向设置的门型框架，所述门型框架横跨于皮带线的上方；安装于工作台上的打码设备；安装于支架上的四轴机械手，在所述四轴机械手上安装有真空吸盘；安装于支架上的CCD采集装置和位置传感器；所述位置传感器至少包括两套，至少一套位置传感器用于检测真空吸盘的位置；至少一套位置传感器用于检测手机的位置和姿态；控制所述机械手动作、皮带线动作的控制终端。

作为优选，本发明还采用了如下的技术方案：

进一步：所述手机传输机构包括：由皮带线和滑块组成的皮带模组、安装于滑块上的手机夹具。

进一步：在上述贴膜机和吸附式转移贴标设备的工作台上安装有固定支架，所述固定支架位于皮带线的一侧，所述三轴机械手、上料盘、下料盘、碾压机构、保护膜剥离底膜机构均安装在所述固定支架上。

进一步：用于检测真空吸盘位置的传感器包括三套光纤传感器。

进一步：上述三轴机械手包括与工作台固定连接的底座；位于底座上方的旋转平台；用于连接底座和旋转平台的旋转轴；所述旋转轴的外壳与底座的上表面固定连接；所述旋转轴的转轴与旋转平台固定连接；带动所述旋转轴动作的电机；所述电机的电机轴与旋转轴连接；安装于底座上表面的纵向安装板；所述纵向安装板的下端通过第一销轴与底座铰接；在所述纵向安装板上开设有连接真空吸盘的安装孔；驱动纵向安装板动作的气缸；所述气缸的外壳通过第二销轴与纵向安装板的上端铰接；所述气缸的伸缩杆通过第三销轴与底座的上表面铰接。

进一步：在所述打印贴标设备、第一CCD扫描搬运设备、贴膜机、第二CCD扫描搬运设备、以及吸附式转移贴标设备的工作台上均安装有防尘护罩。

进一步：上述四轴机械手包括横向导轨、纵向导轨、竖向导轨；上述横向导轨、纵向导轨、竖向导轨三者之间两两垂直；上述纵向导轨安装于横向导轨的滑块上；上述竖向导轨安装于纵向导轨的滑块上；在上述竖向导轨的滑块上安装有旋转电机；所述旋转电机的电机轴与抓取手机的真空吸盘固定件连接。

本发明具有的优点和积极效果是：

通过采用上述技术方案，本发明首先采用吸附式转移贴标设备对手机进行第一道贴标工序；随后利用第二CCD扫描搬运设备对第一道贴标工序的贴标效果进行质量检测；如果检测合格，则将手机置于下一道工序，即手机进入贴膜机进行贴保护膜工序，在贴膜过程中，手机始终位于手机传输机构上，利用机械手抓取保护膜然后直接进行贴保护膜的工序，贴膜工序完成后，手机在手机传输机构的带动下进入第一CCD扫描搬运设备进行贴膜质量检测，如果检测合格则进入打印贴标设备进行第二道贴标工序的处理，同时进行标签打印，并将打印出的标签信息存储和发送。由于第一道贴标和贴膜工序后均具有质量检测工序，因此能够及时的发现问题和解决问题；同时，整个生产线采用机械手、手机传输机构、同时配合CCD技术，进而实现整个生产线的自动化，能够极大地提高整个生产线的工作效率。通过采用防尘护罩，一方面减少粉尘污染，另外一方面也减少了光污染。

附图说明

图1是本发明优选实施例的结构图；

图2是本发明优选实施例中打印贴标设备的第一结构图；

图3是本发明优选实施例中打印贴标设备的第二结构图；

图4是本发明优选实施例中手机传输机构的结构图；

图5是本发明优选实施例中贴膜机的结构图；

图6是本发明优选实施例中贴膜机的主视图；

图7是本发明优选实施例中第一CCD扫描搬运设备的第一结构图；

图8是本发明优选实施例中第一CCD扫描搬运设备的第二结构图；

其中：1、打印贴标设备；1-1、工作台；1-2、皮带线；1-3、滑块；1-4、手机夹具；1-5、支架；1-6、打码设备；1-7、四轴机械手；1-8、CCD采集装置；1-9、控制终端；2、第一CCD扫描搬运设备；2-1、真空吸盘；2-2、机械手；2-3、工作台；2-4、横梁；2-5、纵梁；2-6、控制器；2-7、凹槽；3、贴膜机；3-1、传送电机；3-2、上料盘；3-3、三轴机械手；3-3-1、固定支架；3-3-2、横向滑道；3-4、防尘护罩；3-5、控制箱；3-6、下料盘；4、第二CCD扫描搬运设备；5、吸附式转移贴标设备。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1至图8，一种手机贴膜生产线，顺着生产线依次包括：

吸附式转移贴标设备5、第二CCD扫描搬运设备4、贴膜机3、第一CCD扫描搬运设备2、以及打印贴标设备1；其中：

请参与图2和图3，上述打印贴标设备1包括：安装于工作台1-1上的手机传输机构；安装于工作台上的支架1-5；所述支架1-5为竖直方向设置的门型框架，所述门型框架横跨于皮带线的上方；安装于工作台上的打码设备1-6；安装于支架上的四轴机械手1-7，在所述四轴机械手上安装有真空吸盘；在本优选实施例中，上述四轴机械手包括横向导轨、纵向导轨、竖向导轨；上述横向导轨、纵向导轨、竖向导轨三者之间两两垂直；上述纵向导轨安装于横向导轨的滑块上；上述竖向导轨安装于纵向导轨的滑块上；在上述竖向导轨的滑块上安装有旋转电机；所述旋转电机的电机轴与抓取贴标的真空吸盘固定件连接；安装于支架上的CCD采集装置1-8和位置传感器；所述位置传感器至少包括两套，一套位置传感器用于检测真空吸盘的位置；一套位置传感器用于检测手机的位置和姿态；控制所述机械手动作、皮带线动作的控制终端1-9；为了实现对贴标角度、姿态的精确检测：用于检测真空吸盘位置的传感器包括三套光纤传感器。三套光纤传感器分别检测标签上的三个点，三个检测点并非位于同一直线上，这样三个检测点之间组成一个三角形，确定一个平面；具体的工作过程为：打码设备根据客户局域网下发信息或在本机工作前预设打码信息打印于不干胶标纸上。机械手控制真空吸盘模拟人手将标纸撕下拾取，送至由三套光纤传感器组成的检测系统区域扫描定位。并上传扫描定位后信息至控制终端，控制终端根据上传信息虚拟出不干胶标纸实际处于吸盘相应位置。而后控制终端根据虚拟出的位置信息驱动机械手运动至贴标目标位置A。同时手机传送机构会根据另一套传感器检测系统检测到的手机实时位置信息，在控制终端作用下降待贴标作业手机运送至贴标目标位置B。当待贴标作业手机与打印贴标标纸均到达相应目标位置后机械手Z轴(竖直方向的轴)在控制终端驱动伺服电机作用下运动将标纸贴附于手机被贴膜区域。而后手机传送机构运送手机至CCD图像采集设备工作区域进行打印标码的扫描采集及贴标质量检测等相应作业工作。在CCD图像采集设备工作完成后，将采集信息上传至控制终端(工控机或控制系统)，控制终端做出判断贴标包装质量及标纸打印信息对比入库等相关工作。

上述第一CCD扫描搬运设备2和第二CCD扫描搬运设备4均包括工作台，安装于工作台上的机架、安装于机架上的CCD采集装置和位置传感器、安装于工作台上的手机传输机构、安装于工作台上的机械手2-2、控制机械手动作的控制器2-6；本优选实施例中第一CCD扫描搬运设备2的具体结构如图7和图8，其中：在工作台2-3的上方安装有支架，在所述支架的顶部安装有带有滑轨的横梁2-4；在所述横梁的滑轨上安装有横向滑块；在所述横向滑块上安装有带有滑轨的纵梁；在所述纵梁2-5的底端安装有机械手2-2；所述机械手2-2包括用于抓取手机的真空吸盘2-1；所述手机的表面在前面的打印贴标设备1上已经被粘贴有条形码；在所述工作台上设置有CCD视觉扫码采集系统，所述CCD视觉扫码采集系统包括CCD摄像头和图像采集卡；所述CCD摄像头的信号输出端子与图像采集卡电连接；控制器2-6根据控制指令控制机械手从特定工位抓取手机，同时所述控制器接收图像采集卡的输出采集数据，并通过上述采集数据获取手机位置信息和手机上条形码的信息，进而根据条形码的信息调取特定的指令信息，最后根据指令信息将抓取的手机搬运至指定工位并释放手机。在所述工作台的上表面开设有凹槽，所述CCD摄像头位于所述凹槽2-7内。第一CCD扫描搬运设备2和第二CCD扫描搬运设备4的工作原理为：在被拾取手机来料拾取位置加装CCD视觉系统对来料进行高精度定位，并将定位信息提供给工控机控制系统，由工控机控制系统根据定位信息自行定位拾取搬运待搬运手机。加装在机柜基板上的另一套CCD智能视觉系统在机械手搬运过程中对手机屏幕面一维条形码进行拍照解析，机械手并根据解析后二维码信息将手机放置于与该信息相对应的工位，便于后续工序工作。用于解析一维条形码的CCD智能视觉采集系统在拍照采集过程中均为在线拍照采集方式，无需机械手悬停等待，最大限度提高机械手搬运速度，提高生产效率。待搬运手机由上一工序传送至上料待拾取位置后，CCD智能视觉定位系统对其拍照扫描定位。定位信息上传至总控系统，总控系统根据该位置信息控制搬运机械手准确拾取搬运目标手机。搬运过程途径CCD智能视觉采集系统区域，对手机屏幕面一维条形码进行扫描解析解码。上传解码后数据信息，该信息用于机械手将手机放置于与该信息相对应的工位作业及后续工序作业；

上述贴膜机3包括带动手机线性运动的手机传送机构、用于抓取手机保护膜的三轴机械手3-3、在上述三轴机械手的端部安装有真空吸盘、控制上述三轴机械手动作的多轴运动控制器、用于装载手机保护膜卷的上料盘3-2、带动上料盘动作的电机、用于装载手机废弃膜卷的下料盘3-6、用于手机贴膜作业的贴膜工位板；用于剥离底膜的保护膜剥离底膜机构；用于贴膜作业的碾压机构；上述碾压机构包括气缸、控制气缸动作的气缸控制器、连接于气缸活塞杆上的胶轮；所述气缸活塞杆的运动方向为竖直方向；在上述贴膜工位板上安装有三组位置传感器；所述上料盘3-2通过轴承与固定支架连接；在所述轴承上连接有磁粉制动器；在本优选实施例中，三轴机械手的端部通过旋转电机与真空吸盘连接，这样在进行抓取的过程中，可以通过旋转电机调整真空吸盘的抓取位置，保证抓取的质量和效果。

上述吸附式转移贴标设备5包括带动手机线性运动的手机传送机构、用于抓取标签并执行贴标动作的四轴机械手、控制上述四轴机械手动作的多轴运动控制器、用于装载手机保护膜卷的上料盘、带动上料盘动作的电机、用于装载手机废弃膜卷的下料盘、用于手机贴膜作业的贴膜工位板；用于剥离底膜的保护膜剥离底膜机构；在上述四轴机械手的端部安装有真空吸盘；

在上述贴膜机3的工作台上安装有固定支架3-3-1，固定支架3-3-1的顶部安装有横向滑道3-3-2；所述固定支架位于皮带线的一侧，所述三轴机械手、上料盘、下料盘、碾压机构、保护膜剥离底膜机构均安装在所述固定支架3-3-1上。作为优选，在贴膜机3和吸附式转移贴标设备5的工作台上安装有防尘护罩3-4，所述固定支架、三轴机械手、上料盘、下料盘、碾压机构、保护膜剥离底膜机构均位于防尘护罩内；防尘罩一方面承担防尘的功能，同时提供一个暗室的工作环境，防止光污染。同理：在所述打印贴标设备、第一CCD扫描搬运设备、贴膜机、第二CCD扫描搬运设备、以及吸附式转移贴标设备的工作台上均可以安装防尘护罩。

在上述吸附式转移贴标设备5的工作台上安装有固定支架，固定支架的顶部安装有横向滑道；所述固定支架位于皮带线的一侧，所述四轴机械手、上料盘、下料盘、碾压机构、保护膜剥离底膜机构均安装在所述固定支架上。

贴膜机3的工作过程为：首先利用传送机构1将待包装贴膜手机传送至贴膜目标位置；同时利用保护膜剥离底膜机构剥离底膜；待包装贴膜手机运动至贴膜目标位置后，三轴机械手操作真空吸盘吸附手机保护膜至手机上方，随后在碾压机构的控制下完成贴膜动作；最后利用CCD视觉检测装置对贴膜效果进行检测。在本优选实施例中：用日本松下伺服电机，可以最大限度达到理想精度要求，同时其采用四套高精度传感器检测系统对手机保护膜运动过程及姿态进行实时监控并纠正。具体实施方法为，手机保护膜为成卷状态置于上料盘上；由于在上料盘上增加了磁粉制动器，因此可以最大限度消除膜卷料自身张力对保护膜在膜剥离底膜机构上运动精度的影响。保护膜吸附在底膜上，底膜通过与伺服电机联动的碾压机构带动通过透明膜传感器检测系统区域，实现对保护膜剥离底膜前运动位置的实时检测。而后保护膜通过揭标板及三轴机械手吸附贴膜机构共同作用将手机保护膜剥离底膜并吸附于三轴机械手吸附贴膜机构上。三轴机械手吸附贴膜机构带动手机保护膜运动至光纤传感器检测区域，通过三组传感器检测系统定位，在控制系统中模拟出保护膜位于当前三轴机械手吸附贴膜机构真空吸盘上的实时位置。三轴机械手吸附贴膜机构经过控制系统控制运动至目标位置，同时手机传送机构将手机运送至该位置实现精确贴膜包装工序。贴膜过程中三轴机械手吸附贴膜机构上下压气缸经过电磁阀控制杠杆伸出作用于下压胶辊，随机械手运动将保护膜牢靠贴附于手机被保护区域。

三轴机械手的技术比较成熟，因此此处不再对其进行赘述；

作为优选，在上述优选实施例中：

进一步：所述手机传输机构包括：由皮带线1-2和滑块1-3组成的皮带模组、安装于滑块上的手机夹具1-4；皮带线1-2的动力源由传送电机3-1提供，为了保证控制精度，传送电机3-1选择的是高精度的伺服电机。为了便于调整手机和机械手之间的角度，优选在所述手机夹具的下表面通过旋转气缸和滑块1-3的上表面连接；

用于检测真空吸盘位置的传感器包括三套光纤传感器。

进一步：上述三轴机械手3-3包括与工作台固定连接的底座；位于底座上方的旋转平台；用于连接底座和旋转平台的旋转轴；所述旋转轴的外壳与底座的上表面固定连接；所述旋转轴的转轴与旋转平台固定连接；带动所述旋转轴动作的电机；所述电机的电机轴与旋转轴连接；安装于底座上表面的纵向安装板；所述纵向安装板的下端通过第一销轴与底座铰接；在所述纵向安装板上开设有连接真空吸盘的安装孔；驱动纵向安装板动作的气缸；所述气缸的外壳通过第二销轴与纵向安装板的上端铰接；所述气缸的伸缩杆通过第三销轴与底座的上表面铰接。上述多轴运动控制器和气缸控制器均位于工作台下方的控制箱3-5中；

进一步：上述四轴机械手包括横向导轨、纵向导轨、竖向导轨；上述横向导轨、纵向导轨、竖向导轨三者之间两两垂直；上述纵向导轨安装于横向导轨的滑块上；上述竖向导轨安装于纵向导轨的滑块上；在上述竖向导轨的滑块上安装有旋转电机；所述旋转电机的电机轴与抓取手机的真空吸盘固定件连接。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (7)

1.一种手机贴膜生产线，顺着生产线依次包括：

吸附式转移贴标设备、第二CCD扫描搬运设备、贴膜机、第一CCD扫描搬运设备、以及打印贴标设备；其特征在于：

上述吸附式转移贴标设备包括带动手机线性运动的手机传送机构、用于抓取标签并执行贴标动作的四轴机械手、控制上述四轴机械手动作的多轴运动控制器、用于装载手机保护膜卷的上料盘、带动上料盘动作的电机、用于装载手机废弃膜卷的下料盘、用于手机贴膜作业的贴膜工位板；用于剥离底膜的保护膜剥离底膜机构；在上述四轴机械手的端部安装有真空吸盘；

上述第一CCD扫描搬运设备和第二CCD扫描搬运设备均包括工作台，安装于工作台上的机架、安装于机架上的CCD采集装置和位置传感器、安装于工作台上的手机传输机构、安装于机架上的机械手、控制机械手动作的控制器；

上述贴膜机包括带动手机线性运动的手机传送机构、用于抓取手机保护膜的三轴机械手、在上述三轴机械手的端部安装有真空吸盘、控制上述三轴机械手动作的多轴运动控制器、用于装载手机保护膜卷的上料盘、带动上料盘动作的电机、用于装载手机废弃膜卷的下料盘、用于手机贴膜作业的贴膜工位板；用于剥离底膜的保护膜剥离底膜机构；用于贴膜作业的碾压机构；上述碾压机构包括气缸、控制气缸动作的气缸控制器、连接于气缸活塞杆上的胶轮；所述气缸活塞杆的运动方向为竖直方向；在上述贴膜工位板上安装有三组位置传感器；

上述打印贴标设备包括：安装于工作台上的手机传输机构；安装于工作台上的支架；所述支架为竖直方向设置的门型框架，所述门型框架横跨于皮带线的上方；安装于工作台上的打码设备；安装于支架上的四轴机械手，在所述四轴机械手上安装有真空吸盘；安装于支架上的CCD采集装置和位置传感器；所述位置传感器至少包括两套，至少一套位置传感器用于检测真空吸盘的位置；至少一套位置传感器用于检测手机的位置和姿态；控制所述四轴机械手动作、皮带线动作的控制终端。

2.根据权利要求1所述的手机贴膜生产线，其特征在于：所述手机传输机构包括：由皮带线和滑块组成的皮带模组、安装于滑块上的手机夹具。

3.根据权利要求1所述的手机贴膜生产线，其特征在于：在上述贴膜机和吸附式转移贴标设备的工作台上安装有固定支架，所述固定支架位于皮带线的一侧，所述三轴机械手、上料盘、下料盘、碾压机构、保护膜剥离底膜机构均安装在所述固定支架上。

4.根据权利要求1所述的手机贴膜生产线，其特征在于：用于检测真空吸盘位置的传感器包括三套光纤传感器。

5.根据权利要求1所述的手机贴膜生产线，其特征在于：上述三轴机械手包括与工作台固定连接的底座；位于底座上方的旋转平台；用于连接底座和旋转平台的旋转轴；所述旋转轴的外壳与底座的上表面固定连接；所述旋转轴的转轴与旋转平台固定连接；带动所述旋转轴动作的电机；所述电机的电机轴与旋转轴连接；安装于底座上表面的纵向安装板；所述纵向安装板的下端通过第一销轴与底座铰接；在所述纵向安装板上开设有连接真空吸盘的安装孔；驱动纵向安装板动作的气缸；所述气缸的外壳通过第二销轴与纵向安装板的上端铰接；所述气缸的伸缩杆通过第三销轴与底座的上表面铰接。

6.根据权利要求1所述的手机贴膜生产线，其特征在于：在所述打印贴标设备、第一CCD扫描搬运设备、贴膜机、第二CCD扫描搬运设备、以及吸附式转移贴标设备的工作台上均安装有防尘护罩。

7.根据权利要求1-6任一项所述的手机贴膜生产线，其特征在于：上述四轴机械手包括横向导轨、纵向导轨、竖向导轨；上述横向导轨、纵向导轨、竖向导轨三者之间两两垂直；上述纵向导轨安装于横向导轨的滑块上；上述竖向导轨安装于纵向导轨的滑块上；在上述竖向导轨的滑块上安装有旋转电机；所述旋转电机的电机轴与抓取手机的真空吸盘固定件连接。