CN108974531B - 一种直线式全自动贴标系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种直线式全自动贴标系统，包括在台面中部开有U型通槽，该U型通槽中设置有移动机构，移动机构上表面设置有移动模块，移动模块上沿纵向间隔设置有锁位夹具一和锁位夹具二，移动机构的一边外侧沿垂直方向固定设置有一套贴标机构；在移动机构的另一边外侧并排设置有两套结构相同的配套设备，即对应锁位夹具一设置有配套的送料机构一、五轴机械手一和不合格积攒轨道区一，对应锁位夹具二同样设置有配套的送料机构二、五轴机械手二和不合格积攒轨道区二。本发明的装置，结构新颖、操作简单、成本低。

Description

一种直线式全自动贴标系统
技术领域
本发明属于贴标机械技术领域，涉及一种直线式全自动贴标系统。
背景技术
标签上承载了商标、参数说明、操作使用等信息，是产品品牌不可缺少的包装附件，但这些标签的贴标精度都不高，精度大多在±1mm，尤其是一些高端产品(比如门把手、电器手柄、笔记本、电子芯片等)在高温、低温、运动等特殊场合下对标贴的美观、端正、牢固要求较高，目前的半自动贴标配合手工操作，手工进行定位与人工上下料，均不能满足当前产品的贴标要求，主要存在以下难以克服的问题：
1)为了防止标签在使用、移动或运输过程中被搓伤、搓掉，标签最好贴附在圆形或方形的凹坑中，例如门把手、电器手柄的开关标签需要设置在两端弧型面的凹坑中，这样就给产品和标签实现定位、自动贴标、自动输送和自动上标带来很大难度，目前不得不采用手工撕标与手工辅助定位完成贴标。现有的标签制作为开门阵列式和关门阵列式的片料，一件产品上有多个标签槽需要贴敷，且标签有方向要求，标签与多个标签槽之间没有可自动识别的检测特征和标记，无防错设计经常贴错，造成返工成本高。
2)为了使标签耐受长时的高温和低温(极端情况70度至-50度)，防标签脱胶，要求贴标产品进行+120度至-60度的高低温耐受实验，测试牢止固度至少大于80-90gf/m2，使得标签的牢固度大于常规要求60-70gf/m2；为了达到牢固要求，标签不得不制作为小于行业最小标签标准(5mm×10mm)，标签的粘附力远远大于行业可提供的剥离吸附力的要求，即使将真空吸附压力调到90-100gf/m2，标签也不能顺利剥离底纸，使得难以采用机器吸附实现标签剥离，这成为机器自动剥离标签不可逾越的障碍。而采用手工操作剥离效率低，贴标的精度不高。
3)目前用于贴标的每一枚标签都是采用启动停止的间歇方式实现送标、剥标、吸标、贴标的过程，要求送标的电机牵引速度、扭力、送标张力、送标线速度、送标定长步距与实际张力等距恒定设定，要求各部分运动精度与位置精度重合一致，才能实现标签的准确贴敷。但在实际运行过程中，标带卷的直径是在不断地减小，随着直径的减小，放卷张力就不断增大因而产生不断增大的惯性冲，惯性冲积累增大使标签松弛，送标位置产生偏移，导致料卷前半卷的标签可以正常贴，后半卷的标签逐渐产生歪斜及贴标失败。经检索目前还没有针对牵引送标各个阶段及全局张力校正的机构。
4)除送标送偏、吸标无法吸或吸偏外，目前阻碍贴标设备实现全自动的最大障碍是，吸标后在高速横移或旋转移动到贴标对象产品的位置过程中，标签产生滑移偏斜。经检索目前还没有针对吸标后的自动校正标签设备。
5)目前采用的单个摩擦机构的恒定摩擦力，导致连续贴标后不断增大张力的牵引送标设备的设定频率下降，与标刀伸出工作频率不同步。当标刀伸出工作频率已完成时，牵引送标设备还未到设定频率，导致检测电眼检测到的信号滞后不稳定、不同步，使标签剥离位置和距离与设定产生偏差，标签偏后或偏前，导致吸标吸偏甚至无法吸到。目前还没有根据全局不同贴标阶段需要剥标张力调节摩擦力的设备，无法满足牵引送标频率与标刀伸出工作频率同步的要求。
发明内容
本发明提供了一种直线式全自动贴标系统，解决了现有技术中对相对较大的标签、无法使用工具剥离的标签，存在漏贴标、贴不牢固、效率和精确度偏低；不能实现一标双贴全自动贴标的问题。
本发明的技术方案是，一种直线式全自动贴标系统，包括在台面中部开有U型通槽，该U型通槽中设置有移动机构，移动机构上表面设置有移动模块，移动模块上沿纵向间隔设置有锁位夹具一和锁位夹具二，移动机构的一边外侧沿垂直方向固定设置有一套贴标机构；在移动机构的另一边外侧并排设置有两套结构相同的配套设备，即对应锁位夹具一设置有配套的送料机构一、五轴机械手一和不合格积攒轨道区一，对应锁位夹具二同样设置有配套的送料机构二、五轴机械手二和不合格积攒轨道区二。
本发明的直线式全自动贴标系统，其特征还包括：
所述的锁位夹具一与锁位夹具二结构一致，其中锁位夹具一的结构是，包括并排连接为一体的基座和外挡板，基座两边为台阶三，两边的台阶三上表面分别设置有螺纹过孔，两边的台阶三之间为圆弧槽，圆弧槽为半圆柱形状的空间，圆弧槽轴心线一侧设置有一体固定的背板，外挡板设置在圆弧槽轴心线另一侧；外挡板两边的台阶一与两边的台阶三对应一致，外挡板平行圆弧槽的轴心线开有孔一、三个孔二、一对孔三，外挡板利用螺栓通过一对孔三与基座固定连接，外挡板上表面设置有台阶二，在外挡板外侧面通过三个孔二固定安装有旋转电机。
本发明的有益效果是：1)实现了大型标签的自动吸贴；高强度粘附力大于现有真空吸附力，正常剥离标签；出标张力能根据标带卷直径的减少、惯性冲量变化、摩擦力以及标签张力及时调整，使出标张力保持为准确出标的恒定张力；出标和剥离标签精度高，出标位置前后、左右、向下无偏移；自动校正标签。2)采用全自动贴标替代手工贴标，每分钟实现贴标60-80只，贴标精度达到0.02mm以内，效率提高5-6倍，每台设备节省6-7人；结构新颖、操作简单、成本低。
附图说明
图1是本发明配套设置的一带双标结构示意图；
图2是本发明工作对象的未贴标的门把手结构示意图；
图3是本发明全自动贴标系统的整体结构示意图；
图4是本发明中的移动机构2的结构示意图；
图5是本发明中的锁位夹具一3的结构示意图；
图6是本发明中的五轴机械手一6的结构示意图；
图7是本发明中的贴标机构8的示意图；
图8是图7背面结构示意图；
图9是本发明中的剥标组件与吸标组件示意图；
图10是本发明中的送料机构示意图；
图11是本发明中的吸标组件97与标签校正示意图；
图12是本发明中的牵引组件134的结构示意图。
图中，1、台面，2、移动机构，3、锁位夹具一，4、送料机构二，5、送料机构一，6、五轴机械手一，7、五轴机械手二，8、贴标机构，9、积攒轨道区一，10、锁位夹具二，11、积攒轨道区二，12、移动模块，13、限位板座一，14、限位板座二，15、直线导轨滑动副，16、双滑杆气缸一，17、安装板，18、基座，19、转动夹具，20、外挡板，21、旋转电机，22、转轴二，23、门把手，24、台阶三，25、圆弧槽，26、U型槽一，27、U型槽二，28、背板，29、输出滑道，31、挡块，32、半圆短直滑轨，33、台阶一，34、孔一，35、孔二，36、孔三，37、台阶二，38、圆弧板，39、定位孔，40、转轴孔，41、限位块一，42、7字型板，43、矩型槽，44、十字板条，45、短滑轨，46、限位块二，47、平键，50、支架，51、双滑杆气缸二，52、旋转气缸一，53、限位板，54、夹紧气缸，55、旋转气缸二，56、推杆气缸，57、夹手，63、中空筒，64、校正筒，65、螺纹孔，66、吸标头，67、底面，68、吸孔，69、连接板，70、伸缩气缸，71、振盘，72、振动导轨，73、直振，74、检测传感器，77、开门标签槽，78、关门标签槽，79、U型槽三，80、把手臂，81、牵引主动轮，82、摩擦轮三，83、摩擦轮四，84、同步轮，85、从动轮一，86、从动轮二，87、外固定架，88、挡板，89、上盖板，90、调整旋杆，91、半圆槽，92、U型槽四，93、识别槽，94、定位通槽，95、弧形面，96、中间通槽，97、吸标组件，99、下立板，100、长条挡板，101、前端板，102、剥标刀刃，103、挡板一，104、挡板二，105、校正槽，106、中框架，107、半圆箱，108、前立板，109、固定板，110、固定架，111、吸标气缸，112、贴标气缸，113、长轴一，114、长轴二，115、同步轮带副，116、调节轮一，117、调节轮二，118、皮带一，119、皮带二，120、主立板，121、U型架，122、料盘组件，123、转轴一，124、第一摩擦轮，125、气缸压标组件，126、滚轮，127、旋转弹簧板，128、矩形轨槽，129、前剥标板，130、贴标组件，131、校正滚轮，132、第二摩擦轮，133、转轴三，134、牵引组件，135、收料组件，136、U型支架，137、剥标气缸，140、剥标组件，141、步进电机，142、后剥标板，143、平移气缸，144、电眼，200、开门标签，201、关门标签，202、开门定位标志，210、关门定位标志，211、开门标签检测孔，212、关门标签检测孔一，213、关门标签检测孔二。
具体实施方式
如图1，是本发明配套的具有定位功能的标带，该标带采用不干胶卷筒标作为载体，标带格拉辛底纸上间隔排列有开门标签200与关门标签201，开门标签200的左上倒角作为开门定位标志202，底纸上的开门标签检测孔211作为开门标签200单独识别的检测位置；关门标签201的右上倒角作为关门定位标志210，底纸上的关门标签检测孔一212和关门标签检测孔二213作为关门标签201共同确认识别的检测位置；设置标签位置的识别，一是防止标签印刷时的精度控制，二是为贴标机构8提供贴标精度智能控制，防止一卷标上两个标签的错印和设备错吸标；设置标签定位标志检测使标签获得地址和位置；定位标志设置为标签获得身份识别。卷筒的内径为76mm，外径≤280mm；每个标签的宽度为1mm-30mm，长度为2mm-40mm；相邻标签的间距d为3-4mm±0.02mm，每个标签上下边与底纸同一边的间距为2mm-5mm；每个工作标都满足一致的工作步距L＝d+b；L代表工作步距；d代表间距、b代表标签宽度。
现有技术的门把手23采用了贴“开门”与“关门”片料对应的四方型槽，本发明将四方型槽改为同一直边倒斜角的贴标槽，开门标签200倒斜角为左上角的开门定位标志202，与贴开门标签200的门把手23的对应贴标槽设定倒斜角配套一致；关门标签201倒斜角为右上角的关门定位标志210，与贴关门标签201的门把手23对应贴标槽设定倒斜角槽配套一致；
标签和底纸的重量和厚度误差为±10％；底纸要求纤维密度紧度平整，厚度均匀，底纸透光性好保持一致。抗拉强度满足拖标方向(沿机器走料方向)19Kg/24mm，横向10Kg/24mm。抗撕裂度满足拖标方向(沿机器走料方向)29Kg/张，横向36Kg/张。贴标工作环境-10℃到40℃；工作气压0.4Mpa-0.7Mpa，相对工作湿度15％-85％。
如图2，本发明实施例对象的门把手23结构是，在门把手23的弧形面95一端靠边位置设置有与开门标签200形状相吻合的开门标签槽77，在门把手23的弧形面95另一端靠边位置设置有与关门标签201形状相吻合的关门标签槽78，弧形面95中部设置有卡位的把手臂80，把手臂80中间开有两个定位通槽94；在门把手23的弦切面中部设置有中间通槽96，中间通槽96中设置有半圆槽91，中间通槽96的弦向两边设置有U型槽三79和U型槽四92(用于卡位)，U型槽三79和U型槽四92的深度小于中间通槽96的三分之二长度；U型槽三79端面设置有识别槽93，用于识别把手位置状态是否与关门标签201和开门标签200的贴标方向对应，防止贴错标签槽。
如图3，本发明直线式全自动贴标系统的结构是，包括在台面1中部开有U型通槽，该U型通槽中设置有移动机构2，移动机构2采用定位直线丝杆、电机、滑台及智能检测组合而成；移动机构2上表面设置有移动模块12，移动模块12上沿纵向间隔设置有锁位夹具一3和锁位夹具二10，锁位夹具一3与锁位夹具二10结构一致，移动机构2的一边外侧沿垂直方向固定设置有一套贴标机构8；在移动机构2的另一边外侧并排设置有两套结构相同的配套设备，即对应锁位夹具一3设置有配套的送料机构一5(自动排序识别)、五轴机械手一6(自动上料下料)和不合格积攒轨道区一9，对应锁位夹具二10同样设置有配套的送料机构二4、五轴机械手二7和不合格积攒轨道区二11。
如图4，锁位夹具一3安装在限位板座二14上，锁位夹具二10安装在限位板座一13上，限位板座一13和限位板座二14的组件结构也一致，以下以限位板座二14的组件为例进行描述，限位板座二14包括一体固定的横板及两端板，限位板座二14的两端板分别与直线导轨滑动副15中的滑块固定连接，直线导轨滑动副15的直线导轨平行设置在安装板17上，安装板17固定在移动模块12上，限位板座二14的一端板与双滑杆气缸一16传动连接，限位板座二14的两端板内侧面固定有限位调节螺钉与缓冲螺栓；
限位板座二14由双滑杆气缸一16驱动沿直线导轨滑动副15移动(相当于沿移动模块12横向移动)，移动的起始与终点位置由限位调节螺钉与缓冲螺栓限位；限位板座二14带动锁位夹具一3沿直线导轨滑动副15前后移动对应工位，完成开门标签200、关门标签201的上下料与自动贴敷。
如图5，锁位夹具一3的结构是，包括并排连接为一体的基座18和外挡板20，基座18两边为台阶三24，两边的台阶三24上表面分别设有螺纹过孔，两边的台阶三24之间为圆弧槽25，圆弧槽25为半圆柱形状的空间，圆弧槽25轴心线一侧设有一体固定的背板28，外挡板20设在圆弧槽25轴心线另一侧；外挡板20两边的台阶一33与两边的台阶三24对应一致，外挡板20平行圆弧槽25的轴心线开有孔一34、三个孔二35、一对孔三36，外挡板20利用螺栓通过一对孔三36与基座18固定连接，外挡板20上表面设有台阶二37，在外挡板20外侧面通过三个孔二35固定安装有旋转电机21；
该圆弧槽25中安装有转动夹具19，转动夹具19的转动轴一端支撑在背板28中，转动夹具19的转动轴另一端穿出外挡板20的孔一34与旋转电机21的转轴二22及平键47同轴固定连接，旋转电机21驱动转动夹具19转动；
在圆弧槽25两边上沿分别开有U型槽一26和U型槽二27；
背板28上表面呈倾斜山字型设置有输出滑道29，输出滑道29包括与门把手23中间通槽96及半圆槽91形状相吻合的半圆短直滑轨32，半圆短直滑轨32两边分别设置有一个挡块31，两个挡块31与半圆短直滑轨32一起组成门把手23的输出滑道29；
转动夹具19的结构是，圆弧板38作为主体，圆弧板38沿轴向开有转轴孔40与定位孔39，转轴孔40中开有平键47用的长槽(用于限动转动夹具19的转动轴)；圆弧板38的两弧形沿分别凸出设置有限位块一41和限位块二46，限位块一41和限位块二46的形状与U型槽一26和U型槽二27对应吻合，用于限位转动夹具19的转动范围；圆弧板38的顶面倾斜设置有矩型槽43，矩型槽43由两个7字型板42对称间隔围成，靠近限位块二46的一个7字型板42与台阶二37凸起形状对应一致，矩型槽43中心固定设置有十字板条44，十字板条44靠近半圆短直滑轨32一边设置有短滑轨45，短滑轨45与半圆短直滑轨32对接，十字板条44将矩型槽43隔成2个限位空间，用于对门把手23的夹紧锁位。
门把手23进入输出滑道29，并沿半圆短直滑轨32滑过转动夹具19的短滑轨45进入矩型槽43内，门把手23的弦切面卡位在十字板条44上。
移动机构2上的移动模块12纵向移动实现锁位夹具一3和锁位夹具二10的门把手23的上料及到位，锁位夹具一3和锁位夹具二10横向移动实现两个贴标槽同时到达贴标机构8贴标头正下方，转动夹具19旋转到预定角度实现两个标签槽为水平状态，具体过程是：
移动机构2驱动锁位夹具一3移到贴标机构8贴标头下，由贴标机构8吸贴开门标签200给门把手23的开门标签槽77完成贴附后，锁位夹具一3上的双滑杆气缸一16驱动锁位夹具一3横移，将关门标签槽78沿直线导轨滑动副15横向移到贴标机构8贴标头下(此时门把手23的开门标签槽77位于贴标机构8贴标头里面内侧)，旋转电机21驱动锁位夹具3中的转动夹具19旋转到水平位置后，贴标机构8吸贴关门标签201给关门标签槽78完成贴附，完成一机双标自动贴敷；
移动机构2带动锁位夹具一3纵向移动返回五轴机械手一6进行下料，再由五轴机械手一6对送料机构一5送来的门把手23自动上料到锁位夹具一3等待下一循环自动贴标；与此同时锁位夹具二10按照锁位夹具一3贴标流程同步实现另一个门把手23的双标贴附，移动机构2带动锁位夹具二10纵向移动到五轴机械手二7完成门把手23的下料和上料的不间断交替工作。
锁位夹具一3与锁位夹具二10不间断交替同步完成上述动作，即锁位夹具一3同步下料和上料时，在锁位夹具二10贴第一标后，再贴第二标；而锁位夹具一3贴第一标后，再贴第二标时，锁位夹具二10同步完成下料和上料。锁位夹具一3与锁位夹具二10同步完成的前提是，正对锁位夹具一3与锁位夹具二10各设有一个贴标机构8。
如图6，五轴机械手一6和五轴机械手二7结构一致，其中的五轴机械手一6的结构是，包括固定在台面1上的支架50，支架50上部前侧(前侧是指面向送料机构一5或送料机构二4的一侧)水平设置有双滑杆气缸二51，双滑杆气缸二51的前侧安装有旋转气缸一52，旋转气缸一52的旋转轴水平设置，旋转气缸一52的旋转轴上固定有限位板53(限位板53限定旋转气缸一52旋转范围，在双滑杆气缸二51的缸体上设置有限位卡槽，实现限位板53的最大转角限定)，旋转气缸一52的旋转轴端头固定安装有推杆气缸56，推杆气缸56的前侧安装有旋转气缸二55，旋转气缸二55的自转轴与推杆气缸56的纵向一致，旋转气缸二55的自转轴下端固定有夹紧气缸54，夹紧气缸54活塞杆下端头连接有针对门把手23的夹手57；
双滑杆气缸二51实现水平移动；推杆气缸56实现上下移动；旋转气缸一52带动安装在旋转气缸一52上的部件旋转；旋转气缸二55带动夹紧气缸54及夹手57旋转；夹紧气缸54驱动夹手57夹紧或松开，该五个气缸协同配合，共同实现五轴机械手的五维运动。
如图7、图8和图9，贴标机构8的结构是，包括固定安装在台面1上的四个(两对)U型架121，该四个U型架121上共同支撑固定有主立板120，主立板120上按照走料路线，分别安装有料盘组件122(内置标签带)、剥标组件140(使将标签从标签底纸上剥离)、吸标组件97(吸取被剥离标签并将标签粘贴至指定位置)、贴标组件130、牵引组件134(辅助牵引底纸运动)、收料组件135(回收底纸)，各个机构中总共穿插有七级张力调节机构(针对标签与底纸绕行)；另外还包括步进电机141(提供动力)及同步轮带副115(牵引标签卷料运动)；
上述的料盘组件122、吸标组件97、收料组件135和步进电机141均可以采用任何公知的设备，在此不再重复，以下描述本发明创新的结构。
如图7、图8和图9，剥标组件140的结构是，包括水平间隔设置的前剥标板129及后剥标板142，前剥标板129上方设置有检测标签的电眼144，前剥标板129上方设置有三个检测孔传感器，该三个检测孔传感器对应检测标带上的开门标签检测孔211、关门标签检测孔212及关门标签检测孔213；
后剥标板142与前剥标板129分别固定在下立板99的中间横板前后位置(三者一体固定并且一起移动)，下立板99为
Figure BDA0001760237430000101
型形状；下立板99的下部竖板安装有校正滚轮131，校正滚轮131外端向下倾斜2-5度，下立板99的上部竖板与平移气缸143的活塞杆传动连接(平移气缸143带动前剥标板129送标)；后剥标板142与剥标气缸137的活塞杆传动连接，剥标气缸137缸体安装在U型支架136中，U型支架136安装在主立板120上；平移气缸143用于驱动剥标组件140整体前移到吸标组件97下方实现送标，剥标气缸137用于拖动剥标组件140从吸标组件97下方后退复位；
前剥标板129的前端沿设置有剥标刀刃102，前剥标板129的上表面沿纵向并排设置有一对挡板(即挡板一103和挡板二104)，挡板一103和挡板二104组成与标签带同宽度可调的矩形轨槽128，挡板一103和挡板二104与剥标刀刃102底下的挡板电机(图中未表达)驱动连接，当标签出现左右偏移时，检测开门标签检测孔211、关门标签检测孔212与关门标签检测孔213的传感器给出调整信号，挡板电机推动挡板一103和挡板二104自动偏移将标签校正，使剥标刀刃102正对开门标签检测孔211或关门标签检测孔212与关门标签检测孔213，保证标签在到剥标刀刃102第四张力调节机构前无左右偏移；
临近剥标刀刃102的上方朝下对应矩形轨槽128设置有标签的第四张力调节机构(采用锰铜材料的弹性调节板，图中未显示)；
平移气缸143驱动前剥标板129剥标刀刃102到达吸标组件97下方的位置，标带被第四张力调节机构压在前剥标板129上表面的矩形轨槽128内，剥标刀刃102前端的二次刀刃槽(图中未表达)设置与校正滚轮131倾斜同一方向且倾斜2-5度，二次刀刃槽深不大于1mm，二次刀刃槽与弹性调节板的设置，能够防止标签与底纸的松弛和左右偏移，使标签从二次刀刃槽剥离后保持坚挺。
如图9，后剥标板142包括一体连接的前端板101和U型支架136，前端板101上表面沿纵向并排设置有一对长条挡板100，该对长条挡板100形成的轨槽与标签带同宽度，并与矩形轨槽128形状对应一致；U型支架136包括一体连接的中框架106与后端的半圆箱107，剥标气缸137固定在中框架106空间中，半圆箱107沿水平方向设置有前后通透的校正槽105，校正槽105用于穿过剥标后的底纸，校正槽105的出口设置有第二摩擦轮132，校正槽105与第二摩擦轮132之间设置有间隙，称为第五级张力调节机构(用于底纸的收回张力调节)。
后剥标板142前端上方设置气缸压标组件125，气缸压标组件125安装在主立板120上；校正滚轮131与剥标刀刃102同时向下倾斜，同时，气缸压标组件125对后剥标板142一对长条挡板100形成的轨槽内的标带实施压紧，称为标带出标的第三级张力调节机构，能够避免底纸过冲造成标签错位。
底纸从二次刀刃槽与标签分离返回，绕经校正滚轮131后穿过校正槽105，从半圆箱107背面与第二摩擦轮132之间绕出，被第五级张力调节机构校正为无倾斜的状态，继续绕过设置在中框架106上方的转轴三133进入底纸的牵引组件134，牵引组件134内腔中的各个转动轮称为底纸的第六级张力调节机构；从底纸第六张力调节机构的间隙中穿过，底纸绕出从动轮二86由收料组件135(称为底纸的第七级张力调节机构)夹紧绕行实现同步距收料。
在后剥标板142后上方设置有外端向下方倾斜的旋转弹簧板127，称为标签的第二级张力调节机构。
在转轴三133与旋转弹簧板127之间间隔设置有单独的滚轮126；
在料盘组件122下方设置有间隙相邻的转轴一123和第一摩擦轮124，转轴一123与可调摩擦力第一摩擦轮124一起称为出标的第一级张力调节机构，标带引出穿过由转轴一123与第一摩擦轮124调节间隙，调整标带摩擦力，防止料盘组件122引出的标带由于惯性冲引起的松弛，使标带保持张紧。
综上所述，七级张力调节机构包括出标的4级张力调节机构和底纸收回的3级张力调节机构，出标的第一级到第四级张力调节机构由步进电机141驱动使标签从底纸上剥离，依靠平移气缸143驱动使剥标刀刃102前行送标到吸标组件97的正下方，牵引组件134根据电眼144按步距L将标签宽度的2/3，剥离于剥标组件140上剥标刀刃102二次刀刃槽前端；吸标组件97上的吸标头66吸附住标签，剥标气缸137驱动使剥标组件140后退将吸标头66上吸附的标签与底纸分离，标签前行保持原状，底纸向后运动，实现剥标。在送标与剥标底纸回收过程中，依靠标带的七级张力调节机构进行绕行，防止标签因重力或其他外力发生弯折，更能防止底纸收回底纸张力对出标张力的影响(此为本发明区别现有技术的关键特征之一)。
如图9，贴标组件130的结构是，包括固定在主立板120前端的前立板108，前立板108连接有L型的固定架110，前立板108同时固定有固定板109，平移气缸143固定在固定板109上；固定架110上端安装有吸标气缸111，吸标气缸111活塞杆向下与固定架110上的直线滑动座连接，直线滑动座上安装有贴标气缸112，贴标气缸112活塞杆端头向下连接有吸标组件97。
如图12，牵引组件134位于料盘组件122、收料组件135与U型支架136之间，步进电机141通过同步轮带副115驱动同步带带动牵引组件134和收料组件135同步运行，
牵引组件134的结构是，包括牵引主动轮81、从动轮一85和从动轮二86、以及摩擦轮三82和摩擦轮四83，牵引主动轮81、从动轮一85和从动轮二86、摩擦轮三82和摩擦轮四83的转轴一端均固定在外固定架87上，牵引主动轮81的另一端通过同步轮84与从动轮一85和从动轮二86传动连接，摩擦轮三82和摩擦轮四83的转轴另一端支撑安装在挡板88中；摩擦轮三82为偏心设置，摩擦轮三82和摩擦轮四83上方设置有上盖板89，上盖板89中设置有调整旋杆90，调整旋杆90向下穿过上盖板89与弹簧压板连接，弹簧压板与摩擦轮三82和摩擦轮四83压紧接触；标签绕经偏心的摩擦轮三82和摩擦轮四83与牵引主动轮81之间的间隙，调整旋杆90的转动调节摩擦轮三82和摩擦轮四83上面的弹簧压板，对摩擦轮三82或摩擦轮四83与牵引主动轮81之间的空隙调节，调节牵引组件134对标签和底纸的摩擦力；
标签带由牵引主动轮81沿从动轮一85和从动轮二86侧绕过，牵引主动轮81、摩擦轮三82和摩擦轮四83、从动轮85和从动轮二86与上述的轮轴、滚轮表面均设有包胶，包胶固定在轴套上，轴套上两端设有转动轴承，转动轴承固定在台阶轴中，并在包胶设定可根据底纸宽度调整宽度的挡圈；摩擦轮三82或摩擦轮四83表面设有粗糙的滚花，包胶和滚花明显增加大与底纸之间的摩擦力，提升底纸回收效果。
如图8，步进电机141同轴固定连接有同步轮带副115，同步轮带副115通过皮带一118与长轴一113传动连接，皮带一118上设置有调节轮一116，用于调接张力输出，长轴一113的第一同步轮用于驱动牵引主动轮81；长轴一113的第二同步轮通过皮带二119与长轴二114传动连接，皮带二119上设置有调节轮二117，长轴二114的第三同步轮用于驱动收料组件135。
皮带一118、皮带二119上均设有标带智能张力调节器，每个标带智能张力调节器包括一个调节压板、一个压力传感器、一个调节轮，每个调节压板连接有各自的驱动电机(图中未表达)，驱动电机固定在主立板120上，即在皮带一118上对应触压有调节轮一116，调节轮一116安装在调节压板一前端，该调节压板一的中间槽中设置有压力传感器一，压力传感器一压在调节轮一116上；在皮带二119上对应触压有调节轮二117，调节轮二117安装在调节压板二前端，该调节压板二的中间槽中设置有压力传感器二，压力传感器二压在调节轮二117上。
皮带一118、皮带二119上的标带智能张力调节器，能够灵活根据需要调节标刀绕行的张力，消除了出标的下垂导致的吸不到标的情况。随着标签带的不断输出标签带直径逐渐变小，七级张力调节机构各个阶段要求的张力随之变化，需要对张力调节匹配的张力数值进行设定，张力数值控制压标气缸(气缸压标组件125和旋转弹簧板127)和电机驱动压力传感器上的压力的补偿，停止或开启压标气缸(气缸压标组件125和旋转弹簧板127)、及调节压板上的电机驱动压力传感器前的滚轮对各个皮带张力的自动调节，达到智能化与自动化控制。(是本发明最核心的创新点)。
如图10，送料机构一5与送料机构二4结构一致，均包括振盘71，振盘71出口与振动导轨72连通，振动导轨72配置有直振73和检测传感器74。
如图11，吸标组件97位于真空箱下方，吸标组件97的结构是，包括中间开孔的连接板69，连接板69通过两个螺纹孔65与真空发生器下部固定端连接，连接板69中间开孔向上与中空筒63连通，连接板69中间开孔向下与校正筒64连通，校正筒64下端为喇叭口型、中上端为直方槽；中空筒63上端与微型的伸缩气缸70缸体固定连接，伸缩气缸70的活塞杆向下穿过中空筒63、连接板69、校正筒64后与吸标头66传动连接，在吸标头66的底面67中均布微型的吸孔68，所有吸孔68均通过真空发生器道与真空发生器连通，吸标头66底面67外廓形状与开门标签200或关门标签201形状相吻合；吸孔68通过真空吸力将开门标签200或关门标签201吸附在吸标头66的底面67上，伸缩气缸70活塞杆将吸标头66上提，使得开门标签200和关门标签201外沿与底面67外廓对应，使得原来与底面67上位置偏移的开门标签200和关门标签201带入到校正筒64内实现校正；
吸标气缸111驱动固定架110上的直线导座下移到剥标刀刃102处吸附剥离的标签；通过贴标气缸112将中空筒63内的开门标签200和关门标签201压贴在门把手23的开门标签槽77和关门标签槽78内。
本发明上述的所有电气部件均与总控制器连接，接受统一协调的指令，共同协作完成双标的贴标。
本发明的工作过程是，
1、预先准备：
1.1)准备标卷：实施例门把手23产品尺寸为50mm×20mm×25mm；标卷内径为76mm，外径不大于280mm；标签尺寸10mm×5mm×1mm，定长步距L为8mm，标签间隔d为3mm，标签宽度b为5mm，标签厚度1mm，开门标签200的左上倒角为开门定位标志202，底纸上的开门标签检测孔211为开门标签200单独识别的检测位置；关门标签201的右上倒角为关门定位标志210，底纸上的关门标签检测孔一212和关门标签检测孔二213为关门标签201共同确认识别的检测位置。
1.2)贴标工作之前穿标带：标卷带均安装在料盘组件122后旋紧把手固定，标签纸从料盘组件122拉出穿过转轴一123与第一摩擦轮124间隙(标签第一级张力调节机构)绕行过滚轮126，进而绕过向右下方倾斜的旋转弹簧板127与后剥标板142上的U型轨槽之间的间隙(第二张力调节机构)，从矩形轨槽128间隙绕出，由U型轨槽前端上方的气缸压标组件125(第三张力调节机构)压实，绕进电眼144，绕进弹性调节板(第四张力调节机构)间隙绕出，标带穿过前剥标板129的剥标刀刃102的二次刀刃槽，出标间隙不大于标带的厚度，这种四级标带出标张力绕制结构，使前剥标板129上的电眼144检测信号保持稳定，使出标长度和姿势位置稳定，防止重叠或不稳定的检测信号出现造成出标的异常超差；
剥离标签后的底纸沿二次刀刃槽反向经校正滚轮131后绕进校正槽105，由校正槽105引出绕过第二摩擦轮132(第五级张力调节机构)绕出，绕过转轴三133，进入牵引组件134(第六级张力调节机构)，经步进电机141驱动收料组件135(第七张力调节机构)完成绕制收料，牵引组件134和收料组件135的同步使得底纸不会断裂，底纸收料更稳定可靠。
2、实施贴标，具体步骤是：
2.1)将门把手23放进送料机构二4和送料机构一5，启动本发明装置，送料机构二4和送料机构一5中的门把手23经排序从振盘71利用直振73通过振动导轨72送到检测传感器74处，如果没有检测到识别槽93时，由五轴机械手一6或五轴机械手二7抓取门把手23装入锁位夹具一3和锁位夹具二10并定位；如果检测到识别槽93时，由五轴机械手一6或五轴机械手二7上的旋转气缸二55及夹紧气缸54带领夹手57先把门把手23抓取后旋转为正位，再由旋转气缸一52将门把手23旋转至与锁位夹具一3或锁位夹具二10的开门标签200装配的开门标签槽77正好垂直(此实施例为57度，开门标签200所装配的开门标签槽77刚好位于水平方向)；
2.2)移动模块12带动锁位夹具二10移到贴标机构8的吸标组件97下方位置停止，开门标签200的带卷通过贴标机构8的前4级标签张力调节机构绕行(前4级标签张力根据标带卷直径的缩小变化，自动增减调整标签张力使其保持恒定，消除惯性冲、摩擦力对出标牵引张力的影响)，过程是：
先是贴标机构8上的平移气缸143带动剥标组件140上的后剥标板142与前剥标板129及校正滚轮131前移到吸标组件97的下方，同时由步进电机141驱动同步轮带副115带动牵引主动轮81与从动轮一85转动，使料盘组件122上的标带沿转轴一123与第一摩擦轮124的间隙绕出，绕过滚轮126，经旋转弹簧板127与后剥标板142的间隙，进入左右校正平行的矩形轨槽128，绕过气缸压标组件125的标带被驱动进入电眼144中被检测，进入前剥标板129两平行板矩形轨槽128内前端弹性调节板间隙中引出进入前剥标板129的剥标刀刃102前端刀刃，
由电眼144按定长步距L实施送标长度到二次刀刃槽，标带绕进剥标刀刃102前端沿的二次刀刃槽倾斜3-5度的刀刃进行剥标，标签在步进电机141驱动牵引组件134按步距L等距定长送进同时，同时平移气缸143拖动剥标组件140前推到吸标组件97的下方，步进电机141驱动4级标签张力调节机构，使标带继续按前进方向前进不大于0.75倍标签宽度b的距离，不小于0.1倍标签宽度b的距离前行，实现剥标后停止，
然后底纸转向沿二次刀刃槽、绕过倾斜5度的校正滚轮131，绕进校正槽105，没有倾斜与主立板120保持垂直的转轴三133，使底纸由倾斜变为正常绕进转轴三133，底纸进入步进电机141驱动牵引组件134引出，引出的底纸由收料组件135回收，剥标频率与平移气缸143拖动剥标组件140频率相同设置，不小于3000hz，牵引电机动作频率大于收料组件135频率，牵引电机动作频率≥330HZ，实现剥标与底纸回收同步，底纸不被拉断；
2.3)吸标及贴标，
当剥标组件140实现送标完成时，贴标组件130上的吸标气缸111驱动固定架110上的直线导轨副架，直线导轨副架下行带着吸标组件97吸标头66压住已剥离的开门标签200，剥离标签伸出位置与吸标组件97上端的吸标头66底面67吸孔68位置保持一致，贴标组件130上的吸标气缸111驱动吸孔68下行接触到标签，真空发生器控制的真空箱对吸孔68抽真空吸附住开门标签200，伸缩气缸70将吸标头66及其吸住的标签拉进校正筒64内腔中校正；校正后吸标头66伸出，将校正好的标签压在开门标签槽77槽底实现贴敷；
2.4)锁位夹具二10上的旋转电机21带动转动夹具19旋转57度，转动夹具19上的7字型板42的U型槽一26受到限位，贴关门标签201的关门标签槽78转到与开门标签槽77同样的位置及水平状态，正对贴标机构8的吸标组件97处后停止，关门标签201通过贴标机构8重复与自动贴敷开门标签200的动作过程，完成关门标签201在关门标签槽78槽底的自动压贴。
2.5)移动机构2带动锁位夹具二10移出到台面1上的下料口，由五轴机械手二7将锁位夹具二10上贴好两个标签的门把手23成品抓取到下料口通道中，进入料箱中；不合格产品抓取到不合格积攒轨道区二11；
移动模块12不断移动，使得锁位夹具二10和锁位夹具一3相对贴标机构8的吸标组件97处的位置来回移动，重复实现门把手23双标自动贴附。
本发明的贴标机构8，通过调整转轴和前后剥标板上的挡板、气缸压标宽度、更换吸标头及锁位夹具，可适应行业内现有规格的标签及目前无法自动剥离的标签的自动剥离和自动贴标。本发明全自动贴标系统也可用于行业外更小规格小标签的自动贴标。

Claims (9)

1.一种直线式全自动贴标系统，其特征是：包括在台面(1)中部开有U型通槽，该U型通槽中设有移动机构(2)，移动机构(2)上表面设有移动模块(12)，移动模块(12)上沿纵向间隔设有锁位夹具一(3)和锁位夹具二(10)，移动机构(2)的一边外侧沿垂直方向固定设有一套贴标机构(8)；在移动机构(2)的另一边外侧并排设有两套结构相同的配套设备，即对应锁位夹具一(3)设有配套的送料机构一(5)、五轴机械手一(6)和不合格积攒轨道区一(9)，对应锁位夹具二(10)同样设有配套的送料机构二(4)、五轴机械手二(7)和不合格积攒轨道区二(11)；
所述的锁位夹具一(3)安装在限位板座二(14)上，锁位夹具二(10)安装在限位板座一(13)上，限位板座一(13)与限位板座二(14)结构一致；限位板座二(14)的结构是，限位板座二(14)包括一体固定的横板及两端板，限位板座二(14)的两端板分别与直线导轨滑动副(15)中的滑块固定连接，直线导轨滑动副(15)的直线导轨平行设置在安装板(17)上，安装板(17)固定在移动模块(12)上，限位板座二(14)的一端板与双滑杆气缸一(16)传动连接，限位板座二(14)的两端板内侧面固定有限位调节螺钉与缓冲螺栓。
2.根据权利要求1所述的直线式全自动贴标系统，其特征是：所述的锁位夹具一(3)与锁位夹具二(10)结构一致，
其中锁位夹具一(3)的结构是，包括并排连接为一体的基座(18)和外挡板(20)，基座(18)两边为台阶三(24)，两边的台阶三(24)上表面分别设置有螺纹过孔，两边的台阶三(24)之间为圆弧槽(25)，圆弧槽(25)为半圆柱形状的空间，圆弧槽(25)轴心线一侧设置有一体固定的背板(28)，外挡板(20)设置在圆弧槽(25)轴心线另一侧；外挡板(20)两边的台阶一(33)与两边的台阶三(24)对应一致，外挡板(20)平行圆弧槽(25)的轴心线开有孔一(34)、三个孔二(35)、一对孔三(36)，外挡板(20)利用螺栓通过一对孔三(36)与基座(18)固定连接，外挡板(20)上表面设置有台阶二(37)，在外挡板(20)外侧面通过三个孔二(35)固定安装有旋转电机(21)；
该圆弧槽(25)中安装有转动夹具(19)，转动夹具(19)的转动轴一端支撑在背板(28)中，转动夹具(19)的转动轴另一端穿出外挡板(20)的孔一(34)与旋转电机(21)的转轴二22同轴固定连接；
在圆弧槽(25)两边上沿分别开有U型槽一(26)和U型槽二(27)；
背板(28)上表面呈倾斜山字型设置有输出滑道(29)，输出滑道(29)包括与门把手(23)中间通槽(96)及半圆槽(91)形状相吻合的半圆短直滑轨(32)，半圆短直滑轨(32)两边分别设置有一个挡块(31)。
3.根据权利要求2所述的直线式全自动贴标系统，其特征是：所述的转动夹具(19)的结构是，包括圆弧板(38)，圆弧板(38)沿轴向开有转轴孔(40)与定位孔(39)；圆弧板(38)的两弧形沿分别凸出设置有限位块一(41)和限位块二(46)，限位块一(41)和限位块二(46)的形状与U型槽一(26)和U型槽二(27)对应吻合；圆弧板(38)的顶面倾斜设置有矩型槽(43)，矩型槽(43)由两个7字型板(42)对称间隔围成，靠近限位块二(46)的一个7字型板(42)与台阶二(37)凸起形状对应一致，矩型槽(43)中心固定设置有十字板条(44)，十字板条(44)靠近半圆短直滑轨(32)一边设置有短滑轨(45)，短滑轨(45)与半圆短直滑轨(32)对接。
4.根据权利要求1所述的直线式全自动贴标系统，其特征是：所述的五轴机械手一(6)和五轴机械手二(7)结构一致，其中的五轴机械手一(6)的结构是，包括固定在台面(1)上的支架(50)，支架(50)上部前侧水平设置有双滑杆气缸二(51)，双滑杆气缸二(51)的前侧安装有旋转气缸一(52)，旋转气缸一(52)的旋转轴水平设置，旋转气缸一(52)的旋转轴上固定有限位板(53)，旋转气缸一(52)的旋转轴端头固定安装有推杆气缸(56)，推杆气缸(56)的前侧安装有旋转气缸二(55)，旋转气缸二(55)的自转轴与推杆气缸(56)的纵向一致，旋转气缸二(55)的自转轴下端固定有夹紧气缸(54)，夹紧气缸(54)活塞杆下端头连接有夹手(57)。
5.根据权利要求1所述的直线式全自动贴标系统，其特征是：所述的贴标机构(8)的结构是，包括固定安装在台面(1)上的四个U型架(121)，该四个U型架(121)上共同支撑固定有主立板(120)，主立板(120)上按照走料路线，分别安装有料盘组件(122)、剥标组件(140)、吸标组件(97)、贴标组件(130)、牵引组件(134)、收料组件(135)；
还包括步进电机(141)。
6.根据权利要求5所述的直线式全自动贴标系统，其特征是：所述的剥标组件(140)的结构是，包括水平间隔设置的前剥标板(129)及后剥标板(142)，前剥标板(129)上方设置有检测标签的电眼(144)，前剥标板(129)上方设置有三个检测孔传感器，
后剥标板(142)与前剥标板(129)分别固定在下立板(99)的中间横板前后位置，下立板(99)为
Figure FDA0002516895170000031
型形状；下立板(99)的下部竖板安装有校正滚轮(131)，校正滚轮(131)外端向下倾斜，下立板(99)的上部竖板与平移气缸(143)的活塞杆传动连接；后剥标板(142)与剥标气缸(137)的活塞杆传动连接，剥标气缸(137)缸体安装在U型支架(136)中，U型支架(136)安装在主立板(120)上；
前剥标板(129)的前端沿设置有剥标刀刃(102)，前剥标板(129)的上表面沿纵向并排设置有一对挡板，即挡板一(103)和挡板二(104)，挡板一(103)和挡板二(104)组成矩形轨槽(128)，挡板一(103)和挡板二(104)与剥标刀刃(102)底下的挡板电机驱动连接；
临近剥标刀刃(102)的上方朝下对应矩形轨槽(128)设置有第四张力调节机构。
7.根据权利要求6所述的直线式全自动贴标系统，其特征是：所述的后剥标板(142)包括一体连接的前端板(101)和U型支架(136)，前端板(101)上表面沿纵向并排设置有一对长条挡板(100)，该对长条挡板(100)形成的轨槽与矩形轨槽(128)形状对应一致；
U型支架(136)包括一体连接的中框架(106)与后端的半圆箱(107)，剥标气缸(137)固定在中框架(106)空间中，半圆箱(107)沿水平方向设置有前后通透的校正槽(105)，校正槽(105)的出口设置有第二摩擦轮(132)，校正槽(105)与第二摩擦轮(132)之间设置有间隙，称为第五级张力调节机构；
后剥标板(142)前端上方设置气缸压标组件(125)，气缸压标组件(125)安装在主立板(120)上；校正滚轮(131)与剥标刀刃(102)同时向下倾斜，同时，气缸压标组件(125)与一对长条挡板(100)称为第三级张力调节机构。
8.根据权利要求6所述的直线式全自动贴标系统，其特征是：所述的后剥标板(142)后上方设置有外端向下方倾斜的旋转弹簧板(127)，称为标签的第二级张力调节机构；
在转轴三(133)与旋转弹簧板(127)之间间隔设置有单独的滚轮(126)；
在料盘组件(122)下方设置有间隙相邻的转轴一(123)和第一摩擦轮(124)，转轴一(123)和第一摩擦轮(124)一起称为第一级张力调节机构。
9.根据权利要求5所述的直线式全自动贴标系统，其特征是：所述的步进电机(141)同轴固定连接有同步轮带副(115)，同步轮带副(115)通过皮带一(118)与长轴一(113)传动连接，皮带一(118)上设置有调节轮一(116)；长轴一(113)通过皮带二(119)与长轴二(114)传动连接，皮带二(119)上设置有调节轮二(117)；
皮带一(118)、皮带二(119)上均设有标带智能张力调节器，每个标带智能张力调节器包括一个调节压板、一个压力传感器、一个调节轮，每个调节压板连接有各自的驱动电机，驱动电机固定在主立板(120)上；即在皮带一(118)上对应触压有调节轮一(116)，调节轮一(116)安装在调节压板一前端，该调节压板一的中间槽中设置有压力传感器一，压力传感器一压在调节轮一(116)上；在皮带二(119)上对应触压有调节轮二(117)，调节轮二(117)安装在调节压板二前端，该调节压板二的中间槽中设置有压力传感器二，压力传感器二压在调节轮二(117)上。
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