CN108057639A - 一种智能打码生产线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种智能打码生产线，包括待打码的产品、用于待打码产品上料运输的上料输送带、开有打码孔的打码平台、用于将待打码产品运至所述打码平台的第一分拣机器人、用于打码作业的打码机械臂、用于监测打码状态的视觉装置、用于将已打码产品顶出的顶出装置、用于已打码的产品分拣的第二分拣机器人、用于下料运输的下料输送带和控制所述智能打码生产线节拍的PLC；通过视觉装置和PLC相配合以及相关机构的设计，实现全自动上料、打码、筛选次品、下料等功能，与传统打码作业流程相比，效率较高，节省人力资源，具有良好的经济性和实用性。
Description
技术领域
本发明涉及到智能打码领域，具体涉及到一种智能打码生产线。
背景技术
打码主要用于在产品外壳上或产品包装盒上标注商品的生产信息，一般是产品制造和产品打包的最后一道工序。为了适应于工厂化流水线生产，提高商品制造和商品打包的效率，减少人力资源的浪费，需要一种全自动、高效率的智能打码生产线。
发明内容
为了克服所述问题，本发明提供一种智能打码生产线，通过视觉装置和PLC相配合以及相关机构的设计，实现全自动上料、打码、筛选次品、下料等功能，与传统打码作业流程相比，效率较高，节省人力资源，具有良好的实用性。
该智能打码生产线，包括待打码的产品、用于待打码产品上料运输的上料输送带、开有打码孔的打码平台、用于将待打码产品运至所述打码平台的第一分拣机器人、用于打码作业的打码机械臂、用于监测打码状态的视觉装置、用于将已打码产品顶出的顶出装置、用于已打码的产品分拣的第二分拣机器人、用于下料运输的下料输送带和控制所述智能打码生产线节拍的PLC；
所述上料输送带和第一分拣机器人安装于所述打码平台同一侧，所述打码平台上开有打码孔，所述打码孔截面形状适配于所述待打码的产品；
所述打码机械臂安装于所述打码平台一侧，末端安装有打码机；
所述顶出装置安装于所述打码孔下方；
所述视觉装置安装于所述打码孔上方；
所述第二分拣机器人和所述下料输送带安装在所述打码平台同一侧；
所述第一分拣机器人、视觉装置、顶出机构、第二分拣机器人分别与所述PLC连接。
所述智能打码生产线还包括将落在打码平台上但未落入打码孔的待打码的产品定位至打码孔的定位装置，所述定位装置与所述PLC连接。
优选的实施方式，所述待打码的产品形状为长方体；所述打码孔的截面形状为与所述产品相适配的矩形。
所述定位装置包括四组气缸挡板机构；每组气缸挡板机构包括竖直挡板和驱动所述竖直挡板运动的挡板气缸；四组气缸挡板机构安装于所述打码孔的上方四周，当所述挡板气缸的活塞杆收回状态时，所述竖直挡板分别与所述打码孔对应边平行；当所述挡板气缸的活塞杆伸出状态时，所述竖直挡板分别紧贴所述打码孔对应边。
优选的实施方式，所述视觉装置包括CCD图像传感器和微机；所述CCD图像传感器固定于所述定位装置上方。
优选的实施方式，所述顶出装置包括顶板、竖直布置的顶出气缸、固定板、导柱；所述顶板设置于固定板上方，所述导柱一端固定于顶板上，另一端穿过所述固定板，并在末端套有限位螺母；所述顶出气缸本体固定于所述固定板上，活塞杆连接于所述顶板上。
优选的实施方式，所述打码机为色带打码机。
优选的实施方式，所述下料输送带包括良品输送带和不良品输送带；所述第二分拣机器人的工作末端可运动至所述良品输送带和次品输送带的上方。
通过流水线的机构设计，基于视觉装置和PLC的配合，实现打码工序的流水线作业，对提高产品加工效率、降低产品成本有良好的效果，具有一定的实用性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1示出了本发明实施例的智能打码生产线的三维结构图；
图2示出了本发明实施例的打码平台三维结构示意图；
图3示出了本发明实施例的打码平台剖视图；
图4示出了本发明实施例的打码机械臂三维结构示意图；
图5示出了本发明实施例的打码机透视图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
图1示出了本发明实施例的智能打码生产线的三维结构示意图。本发明实施例提供一种智能打码生产线，包括有第一分拣机器人108、第二分拣机器人109、打码机械臂110、打码平台101、顶出机构102、定位机构103、视觉装置104、上料传输带105、良品传输带106、不良品传输带107和控制该智能打码生产线节拍的PLC。
由于本发明实施例的智能打码生产线中涉及到的产品上下料不涉及到翻转动作，因此只需三自由度的机器人即可实现上下料功能的实现。因此本发明实施例的第一分拣机器人108、第二分拣机器人109选用SCARA型机器人，SCARA机器人有3个旋转关节和1个移动关节，这类机器人的结构轻便、响应快，比一般关节式机器人快数倍，最适用于平面定位和垂直方向进行作业；同理，本发明实施例的打码机械臂主要涉及的动作也只需三个自由度即可完成，为了维护零件采购的一致性，同样也采用SCARA型机器人。
本发明实施例的待打码的物品为已封口的产品100，因此，第一分拣机器人108和第二分拣机器人109的末端执行器为吸盘111，具体实施中，如果待打码的物品为不规则形状或表面凹凸不平，则可以根据物品外形设计相应的夹持治具，并采用不同的驱动方式，如液压驱动、电机驱动等方式进行夹持治具的驱动。
图2示出了打码平台、顶出机构、定位机构、视觉装置的三维结构示意图，图3示出了打码平台、顶出机构、定位机构、视觉装置的剖面图。本发明实施例的打码平台101采用类盒状结构，在顶板上开有与产品100水平截面形状相配合的打码孔，在底板上开有供顶出机构运动的顶出孔，为了确保顶出机构能顺利将产品100顶出一定的高度，顶出孔的截面要小于或等于打码孔的截面。
本发明实施例的顶出机构包括顶板300、固定板301、导柱302、顶出气缸303；固定板301固定于打码平台101下方，四根导柱302一端固定于顶板上，另一端穿过固定板301，并在末端套有限位螺母304；顶出气缸303本体固定于固定板301上，活塞杆穿过固定板301与顶板300连接固定；当顶出气缸303的活塞杆伸出时，驱动顶板300向上运动，将顶板300上的产品100顶出。
工厂流水作业中，从上料输送带105上运输的产品100的大致方向是一致的，但部分产品100会与理想的位置存在小角度的偏转或小距离的偏移；虽然SCARA机器人的执行末端可以进行旋转，但通过检测产品100的偏移位置然后再作出调整，会增加SCARA机器人程序的复杂性和增加上料工序的耗费时间，因此，为了保证流水线的节拍统一，本发明实施例设置有定位机构103，定位机构103用于将落在打码平台上但未落入打码孔的产品100定位至打码孔上，其中包括四组气缸挡板机构，四组气缸挡板机构安装于打码平台101的顶板上，分别布置于打码孔的四个方向；具体实施中，可视打码孔的截面形状调整气缸挡板机构的结构。
本发明实施例的视觉装置104为CCD图像传感器，CCD图像传感器连接于微机上，微机在图中未画出；微机主要功能为处理CCD图像传感器获取的图像信息，并根据预设的程序向PLC发送相关的信号，触发PLC执行动作。
图4示出了打码机械臂的三维结构示意图，图5示出了打码机的正视透视图。本发明实施例的打码机械臂110选用SCARA机器人，在执行末端连接固定有打码机410；本发明实施例的打码机选用为色带打码机，具体实施中，可视具体要打印的物品和材质选择打码机的种类。本发明实施例的带式打码机包括打码机外壳412、送带滚轮506、收带滚轮505、收带电机411、第一压紧轮508、第二压紧轮507、热打印带509、压头500、下压气缸502、压头导柱501；热打印带509同送袋滚轮506带出，经第一压紧轮508、第二压紧轮507后绕在收带滚轮505上，收带滚轮505受收带电机411驱动，带动热打印带509运动；压头500下端面刻有字模，上端面两侧分别与下压气缸502和压头导柱501连接固定，在下压气缸502的带动下，受压头导柱501导向，保持水平的沿着竖直方向运动；在压头500的中部，开有供电热丝503、温度感应器504安装的通孔；温度感应器504持续监测压头501的温度，当压头501温度低于设定值时，电热丝503通电，进行压头501的加热；当压头501温度高于设定值时，电热丝503断电，压头501自然冷却。
第二分拣机器人109用于将打码平台上被顶出的产品100下料，具体实施中，当热打印带未及时更换或机器发生故障，会导致产生具有打码失败或打码不清晰等不良现象的不良品，如果没有及时发现问题，不良品会混入良品中，导致更大的生产事故。因此，需要在打码结束后，基于视觉装置监测打码情况，并根据打码情况进行不良品和良品的筛选，并通过第二分拣机器人109将不良品和良品分别运至不良品输送带107和良品输送带106上，以减少复检的工作量。
结合图1～图5，以一次加工动作为例，进行该智能打码生产线工作流程的介绍。具体实施中，产品100从上料输送带105始端运输至末端，第一分拣机器人108保持产品100的姿态，将产品100运至打码平台101上；
基于视觉装置判断待打码的产品100是否落入打码平台101的打码孔，如果产品100没落入打码孔内，视觉装置发送信号至PLC，触发定位装置动作一次，将产品100推至打码孔内；
当视觉装置检测到产品100已落入打码孔内后，打码机械臂110将打码机410驱动至产品100上，并通过电热丝503和温度感应器504的相互作用，将压头501的温度调节至设定值；
当压头501的温度调节至设定值后，压头501向下方运动，通过热打印带在产品100上留下设定的码，然后压头501收回，打码机械臂110复位；
基于视觉装置判断是否完成对产品110的打码过程，该视觉装置判断完成是由打码机完成打码完成后触发的，具体是由时钟计算时间达到后，触发视觉装置来判断，若是超过时间，则视觉装置进行视觉跟踪时，发现整个打码机异常未离开待打码物品时，可以触发警报，警示过程出现故障；
当视觉装置判断产品110的打码完成后，通过PLC控制顶出机构执行动作一次，将产品110从打码孔中顶出；
然后基于视觉装置检测打码后的产品110的外观状况，筛选出不良品，并通过视觉装置发送信号至PLC，通过PLC控制第二分拣机器人将产品110运输至良品输送带或不良品输送带上，整条智能打码流水线的一次动作完成。
本发明实施例提供的一种智能打码生产线，可以完成产品的打码和外观检测工作，并进行良品和不良品的筛选；该智能打码生产线基于视觉装置和PLC的配合进行工作步骤的控制，能实现无人值守连续作业，效率较高，具有良好的实用性。
以上对本发明实施例所提供的动态调整自动喷码扫码设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种智能打码生产线，其特征在于，包括待打码的产品、用于待打码产品上料运输的上料输送带、开有打码孔的打码平台、用于将待打码产品运至所述打码平台的第一分拣机器人、用于打码作业的打码机械臂、用于监测打码状态的视觉装置、用于将已打码产品顶出的顶出装置、用于已打码的产品分拣的第二分拣机器人、用于下料运输的下料输送带和控制所述智能打码生产线节拍的PLC；
所述上料输送带和第一分拣机器人安装于所述打码平台同一侧，所述打码平台上开有打码孔，所述打码孔截面形状适配于所述待打码的产品；
所述打码机械臂安装于所述打码平台一侧，末端安装有打码机；
所述顶出装置安装于所述打码孔下方；
所述视觉装置安装于所述打码孔上方；
所述第二分拣机器人和所述下料输送带安装在所述打码平台同一侧；
所述第一分拣机器人、视觉装置、顶出机构、第二分拣机器人分别与所述PLC连接。
2.如权利要求1所述的智能打码生产线，其特征在于，所述智能打码生产线还包括将落在打码平台上但未落入打码孔的待打码的产品定位至打码孔的定位装置，所述定位装置与所述PLC连接。
3.如权利要求2所述的智能打码生产线，其特征在于，所述待打码的产品形状为长方体；所述打码孔的截面形状为与所述产品相适配的矩形。
4.如权利要求3所述的智能打码生产线，其特征在于，所述定位装置包括四组气缸挡板机构；每组气缸挡板机构包括竖直挡板和驱动所述竖直挡板运动的挡板气缸；四组气缸挡板机构安装于所述打码孔的上方四周，当所述挡板气缸的活塞杆收回状态时，所述竖直挡板分别与所述打码孔对应边平行；当所述挡板气缸的活塞杆伸出状态时，所述竖直挡板分别紧贴所述打码孔对应边。
5.如权利要求1所述的智能打码生产线，其特征在于，所述视觉装置包括CCD图像传感器和微机；所述CCD图像传感器固定于所述定位装置上方。
6.如权利要求1所述的智能打码生产线，其特征在于，所述顶出装置包括顶板、竖直布置的顶出气缸、固定板、导柱；所述顶板设置于固定板上方，所述导柱一端固定于顶板上，另一端穿过所述固定板，并在末端套有限位螺母；所述顶出气缸本体固定于所述固定板上，活塞杆连接于所述顶板上。
7.如权利要求1所述的智能打码生产线，其特征在于，所述打码机为色带打码机。
8.如权利要求1所述的智能打码生产线，其特征在于，所述下料输送带包括良品输送带和不良品输送带；所述第二分拣机器人的工作末端可运动至所述良品输送带和次品输送带的上方。
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