CN110315214B - 全自动打标机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及打标设备技术领域，具体公开了全自动打标机器人，包括机架和打标单元，还包括位于机架上的冷却单元和间歇转动的转盘，转盘周向设有若干个放置槽，打标单元能够对放置槽内的工件进行打标，冷却单元包括吹风头和喷气组件，吹风头与喷气组件连通，吹风头和打标单元均能够与放置槽相对。本方案通过设置转盘和冷却单元，解决了现有技术中工件定位结构复杂、成本高、工件打标后因没有及时冷却而出现的烫伤工人和使得打标图案变形的问题。

Description

全自动打标机器人

技术领域

本发明涉及打标设备技术领域，具体是全自动打标机器人。

背景技术

打标在生产中，依据国家相关规定或企业自身管理需要，在产品上进行文字、图片等标识，如:生产日期、有效期、产品编号等，这个过程被称为打标。

现有生产中用于打标的设备多采用激光打标设备，激光打标是利用高能量密度的激光对工件进行局部照射，使工件表层材料汽化或发生颜色变化的化学反应，从而留下永久性标记的一种打标方法。

现有技术中专利公开号为CN108724961A的中国发明专利已经公开了一种打标设备，采用该设备的打标过程为：工件经输送装置到达与激光装置位置对应的定位夹持结构上方，抬升机构带动定位夹持机构一起上升到便于激光装置对工件进行打标的高度，限位机构对后面待加工的工件进行阻拦，在工件被抬升且被夹持后，激光装置对工件进行打标。

现有技术虽然公开了对工件的打标，但还存在以下问题：

第一，被打标的工件在打标完成后，因激光打标发射出的高能量密度激光会使得工件表面温度较高，若被打标的工件是金属件，若不及时降温，则很容易烫伤搬运工件的工人，若被打标件是塑料件，则塑料件因被加热而处于相对较软的状态，若是人工或其他物品触碰到打标的图案，则容易使得打标图案变形，造成工件的报废。

第二，在打标过程中，因存在工件材料的汽化或其化学反应，因而常常伴有烟雾，这些烟雾包含可吸入性的粉末、甲醛和苯类物质等，烟雾污染生产车间的同时，还容易被车间内作业的工人所吸收，进而危及工人身体健康。

第三，现有技术中为了确保工件定位准确且在打标过程中保持静止，设置了抬升气缸、抬升机构、定位夹持结构和限位机构，结构复杂，成本高。

发明内容

本发明意在提供全自动打标机器人，以解决现有技术中工件定位结构复杂、成本高、工件打标后烫伤工人和打标图案变形的问题。

为了达到上述目的，本发明的基础方案如下：

自动打标机器人，包括机架和打标单元，还包括位于机架上的冷却单元和间歇转动的转盘，转盘周向设有若干个放置槽，打标单元能够对放置槽内的工件进行打标，冷却单元包括吹风头和喷气组件，吹风头与喷气组件连通，吹风头和打标单元均能够与放置槽相对。

技术原理：对工件进行打标时，将工件放置到放置槽内，当转盘带动工件转动到与打标单元相对时，打标单元对工件进行打标，转盘带动工件继续转动，当工件转动到与冷却单元的吹风头相对时，喷气组件喷出的气体通过吹风头吹向工件，实现对工件的降温。

相比于现有技术的有益效果：

第一，本方案对打标完成的工件，通过冷却单元及时进行了冷却，相比于现有技术中工件打标完成缺乏冷却的情况，本方案对打标完成的工件及时进行了冷却定型，避免出现工件烫伤工人的问题和打标被触碰变形的问题，相对提高了工件打标的质量。

第二，本方案设置了放置工件的放置槽，一方面放置槽能对工件的周侧形成限定，另一方面不同放置槽内的工件互不干扰，相比于现有技术中采用抬升气缸、抬升机构、定位夹持结构和限位机构对工件进行限定和防干扰相比，本方案结构简单，成本低。

第三，本方案设置的放置槽有若干个，人工在固定地点将工件放置在放置槽内，随着转盘的间歇转动，转盘上放好的若干个工件被依次打标，形成了对工件的连续打标，使得打标的生产节奏平稳，便于生产控制。

进一步，所述转盘中心固定连接有转轴，转轴上固定连接有推盘，推盘上设有若干个凸起；喷气组件为打气筒，凸起能够与打气筒的活塞杆相抵，打气筒的出气管与吹风头连通。

有益效果:推盘随着转轴转动过程中，通过推盘上的凸起对打气筒进行打气，打出的气体通过吹风头吹向工件，进而实现对工件的降温。

进一步，所述活塞杆伸出打气筒的一端固定连接有挡块，活塞杆上套有第一弹性件，第一弹性件位于挡块和打气筒的缸体之间。

有益效果:第一弹性件能够在活塞杆被按压进打气筒后，在第一弹性件的作用下回复，进而实现打气筒的连续打气，实现了每被凸起按压一次，吹风头就对工件吹风一次的功能。

进一步，所述机架上还设有滑动组件，滑动组件包括滑槽和滑块，滑槽的侧壁和滑块之间连接有第二弹性件，第二弹性件位于滑槽内，滑块滑动连接在滑槽上，吹风头固定连接在滑块上；转盘上设有拨块，拨块能够与滑块相抵，滑槽与转盘之间的距离沿转盘的转动方向依次增大。

有益效果:拨块随转盘转动，转动过程中拨块与滑块相抵，进而推动滑块和吹风头沿滑槽移动，进而带动吹风头保持与转盘上的工件同步移动的状态，吹风头上喷出的风持续吹向工件，形成对工件的逐渐降温，降温作用点精确，降温效果好。

进一步，所述机架上还设有负压单元，负压单元包括能够将打标产生的烟雾吸收的进风头。

有益效果:通过打标单元对工件打标的同时，烟雾得以通过进风头和负压单元被吸收，降低了生产车间的烟雾污染，保证了工人的身体健康。

进一步，还包括位于机架上的按钮开关，按钮开关与打标单元和负压单元的电源串联，按钮开关能够被推盘的凸起按下。

有益效果:当按钮开关被凸起按下后，打标单元和负压单元同时启动，进而保证了对工件打标和烟雾吸收的同步进行。

进一步，所述机架上还设有底盘，底盘位于转盘下方，底盘与转盘相贴的面上设有若干滚珠。

有益效果:滚珠的存在便于工件在底盘上的移动。

进一步，所述机架上还设有卸料输送线，底盘上开设有落料槽，落料槽的尺寸大于等于放置槽的尺寸，卸料输送线位于落料槽的正下方。

有益效果:工件到达底盘的落料槽的位置上时，工件底部失去底盘的支撑，而在自身重力下下落至卸料输送线，并被卸料输送线送走，该过程实现了自动卸料，节省了人工成本。

进一步，所述放置槽的侧壁上设有压紧槽，压紧槽内滑动连接有压紧块，压紧块与压紧槽底部之间连接有第三弹性件。

有益效果:压紧块将放置在放置槽内的工件压紧，避免打标过程中因工件夹不稳而移动带来的打标出来的图案不合格的情况。

进一步，所述机架上设有进料输送线和推动气缸，进料输送线上设有导向板，推动气缸位于进料输送线的上方，推动气缸的推杆能够将工件从进料输送线上推到放置槽上。

有益效果:因工厂内为了提高生产效率，减少人工搬运次数，大多都是采用流水线作业，工件在上一工序完成后，直接通过输送线输送到下一工序，因而在本方案中，完成前面工序的工件直接随输送线进入到进料输送线继续向前输送，输送过程中通过导向板对工件进行导向；通过推动气缸的推杆使得工件被推到放置槽内，自动化程度进一步提升。

附图说明

图1为本发明实施例一的俯视图；

图2为本发明实施例一的主视剖视图；

图3为本发明实施例一的左视剖视图；

图4为本发明实施例一中推盘的俯视图；

图5为本发明实施例一中转盘的俯视图；

图6为本发明实施例二的俯视图；

图7为本发明实施例二的主视剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：机架1、激光打标器2、底盘3、转盘4、负压单元5、冷却单元6、滑动组件7、卸料输送线8、落料槽9、放置槽10、拨块11、推盘12、凸起13、压紧槽14、压紧块15、第三弹簧16、进风头17、吹风头18、活塞杆19、第一弹簧20、缸体21、滑槽22、按钮开关23、进料输送线24、推动气缸25、导向板26。

实施例一

实施例一基本如附图1至图5所示：

结合图1和图2，全自动打标机器人，包括机架1、打标单元、底盘3、转盘4、负压单元5、冷却单元6、滑动组件7和卸料输送线8，打标单元为激光打标器2，卸料输送线8为动力滚筒线；激光打标器2、负压单元5、冷却单元6、滑动组件7和卸料输送线8均位于转盘4的四周；底盘3位于转盘4下方，底盘3与转盘4相贴的面上设有若干能够滚动的滚珠，底盘3上开设有一个落料槽9，卸料输送线8位于落料槽9的正下方。结合图1，机架1上通过螺栓固定连接有电机，电机的输出轴上键连接有扇齿轮，转盘4的中心一体成型有转轴，转轴上键连接有齿轮，扇齿轮和齿轮啮合，通过电机、扇齿轮和齿轮带动转盘4间歇转动(电机、扇齿轮和齿轮均未在图中标出，电机带动扇齿轮每转动一圈，转盘4转动90°)。

转盘4的周向均布有四个放置槽10(放置槽10的长宽尺寸小于落料槽9的长宽尺寸，)，激光打标器2能够对放置槽10内的工件进行打标；转盘4外缘通过螺钉连接有四个拨块11，每个放置槽10的一侧均有一个拨块11(结合图6，拨块11位于放置槽10沿转盘4顺时针方向的左侧)；结合图3，转轴上通过销钉固定连接有推盘12(推盘位于卸料输送线8的下方)，结合图1和图4，推盘12上周向均布有四个边缘为弧形的凸起13，凸起13与推盘12一体成型。

结合图5，放置槽10相对的两个侧壁上均开设有压紧槽14，压紧槽14内均滑动连接有压紧块15，压紧块15与压紧槽14底部之间均固定连接有第三弹簧16。

结合图1和图3，负压单元5包括抽气泵和能够将打标产生的烟雾吸收的进风头17，进风头17与抽气泵通过管道连通。

结合图1和图2，冷却单元6包括吹风头18和喷气组件，喷气组件为打气筒，推盘12的凸起13能够与打气筒的活塞杆19相抵，打气筒的出气管与吹风头18连通；活塞杆19左端通过螺钉固定连接有挡块，活塞杆19上套有第一弹簧20，第一弹簧20位于挡块和打气筒的缸体21之间，挡块能够与推盘12的凸起13相抵。

结合图1，滑动组件7，滑动组件7包括滑槽22和滑块，滑槽22呈弧形，滑槽22的侧壁和滑块之间连接有第二弹簧，第二弹簧位于滑槽22内，滑块滑动连接在滑槽22上，吹风头18通过螺钉固定连接在滑块上，转盘4上的拨块11能够与滑块相抵，滑槽22与转盘4之间的距离从上至下依次增大，滑槽22与转盘4的最大距离能够使得拨块11脱离与滑块的相抵。

吹风头18、进风头17和激光打标器2均能够与放置槽10相对。

结合图3，机架1上安装有按钮开关23，按钮开关23与激光打标器2和抽气泵的电源串联，按钮开关23能够被推盘12的凸起13按下，按钮开关23为点动开关。

具体实施过程如下：

当全自动达标机器人不工作时，所有需要通电才能工作的单元的电源均不未接电，打气筒内的气体完全挤出，按钮开关23被凸起13按下，但因电源并未通电，整个全自动达标机器人中的所有单元均未启动；需要加工工件时，每一个工件都必须经历上料、打标、冷却和卸载的过程；下面以加工一个工件为例，具体过程如下：

上料：通过人工或机械手将工件放置到如图1所示状态下的左侧的放料槽内，因放置槽10的两侧设有压紧块15，进而压紧块15在工件的两侧将工件夹紧，压紧块15夹紧工件的夹紧力小于工件的重力，保证后续激光打标器2对工件打标时，工件不会移动。

打标：上料完成后，电机启动，转盘4在电机和扇齿轮的带动下顺时针转动，原本处于左侧的放置槽10随转盘4顺时针转动90°后，扇齿轮脱离与齿轮的啮合，转盘4停止转动，工件正对激光打标器2(转盘4带动推盘12一起转动90°的过程中，按钮开关23经历了从开始被原本推盘12上方的凸起13按下、按钮开关23断开、被转动到推盘12上方的凸起13按下的过程，在按钮开关23断开的过程中，人工将剩下的所有电源通电(每次对工件进行批量作业时，需要人工启动电源的动作只在生产第一个工件时需要)，即激光打标器2、抽气泵和卸料输送线8的电源通电，保证在按钮开关23被转动到推盘12上方的凸起13按下时，激光打标器2和负压单元5均接通)，此时放置槽10内的工件处于静止状态，激光打标器2对工件进行打标，同时负压单元5通过进风头17将达标产生的烟雾及时抽走，完成了自动打标的同时，烟雾得以处理，降低了生产车间的烟雾污染，保证了工人的身体健康。

冷却：打标完成后，扇齿轮再次与齿轮啮合，使得转盘4继续顺时针转动90°，在转盘4转动的过程中，打气筒上的活塞杆19失去了推盘12上的右端凸起13的按压，而在第一弹簧20的作用下快速向左移动，同时新的气体被吸入打气筒内(此时转盘4已经转过了45°)，转盘4继续转动则活塞杆19将被凸起13推动着向右移动，进而将打气筒内的刚吸入的气体开始通过吹风头18吹出，而此时因放置槽10内的工件也转动到了吹风头18的位置，吹风头18喷出的气体正好对打标完成的工件进行降温；降温过程中，拨块11随转盘4转动，拨块11与滑块相抵并推动滑块沿滑槽22向下移动(此时第二弹簧被拉伸)，进而使得吹风头18保持与转盘4上的工件同步移动的状态，吹风头18上喷出的风持续吹向工件，形成对工件的逐渐降温，当转盘4快要完成本次转动的90°后，拨块11因距离滑块越来越远，因而无法再继续推动滑块和吹风头18，滑块在第二弹簧的作用下回复到滑槽22的上端为下一次降温做准备。

吹风头18与工件一起移动，因而吹风头18在本过程中保持了长时间的对准工件进行降温，降温作用点精确，降温效果好，避免出现工件烫伤工人的情况和打标被触碰变形的情况，相对提高了工件打标的质量；此外，在工件刚打标完成后转动的前45°中，工件进行了自然冷却，避免了打标完成的工件直接吹风降温，而带来的打标图案被吹变形的情况。

卸料：工件完成冷却后，转盘4将停止一会，在扇齿轮再一次啮合齿轮使得转盘4转动90°时，工件将到达底盘3的落料槽9的位置上，此时工件底部失去底盘3的支撑，而在自身重力下下落至卸料输送线8上，而下落后的工件也脱离了放置槽10内压紧块15的夹紧，进而顺利地被卸料输送线8送走；该过程实现了自动卸料，节省了人工成本。

当工人不断地将工件放置在放置槽10内后，转盘4的四个放置槽10内的工件都在完成对应的步骤，所以转盘4每转动90°，即对四个工件分别完成了上料、打标、冷却和卸料的过程；整个过程只需要一个工人，就完成了加工工件的所有步骤，提高了工件打标的整个效率、提高了工件打标的质量同时还降低了工作车间的污染程度、保证了工人的身体健康。

实施例二

实施例二基本如附图6和附图7所示，实施例二在实施例一的基础上进行了改进，改进如下：

机架1上设有推动气缸25和供工件到达放置槽10的进料输送线24，进料输送线24也为动力滚筒线；进料输送线24上有导向板26，导向板26通过支架焊接在机架1上，推动气缸25位于进料输送线24的上方，推动气缸25的缸体21通过螺栓固定连接在机架1上，推动气缸25倾斜向下朝向转盘4，推动气缸25的推杆能够将工件从进料输送线24上推到放置槽10上，推杆的端部焊接有便于推动工件的推柱。

具体实施过程如下：

实施例二在实施例一的基础上对上料进行了改进，本实施例二中，工件从上一工序直接通过输送线(比如皮带线)进入到进料输送线24上后，通过导向板26对工件进行导向，当工件运输到与转盘4的外缘相抵后，工件停止移动，只有当放置槽10正对进料输送线24时，启动推动气缸25，推动气缸25的推杆和推柱使得工件克服两个压紧块15的夹紧力而将工件推进放置槽10内，该过程不需要人工将工件推进放置槽10内或机械手将工件放置到放置槽10内，工件可以从上一工序直接进入到本实施例的全自动打标机器人上，使得自动化程度进一步提升。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (7)

1.全自动打标机器人，包括机架和打标单元，其特征在于：还包括位于机架上的冷却单元和间歇转动的转盘，转盘周向设有若干个放置槽，打标单元能够对放置槽内的工件进行打标，冷却单元包括吹风头和喷气组件，吹风头与喷气组件连通，吹风头和打标单元均能够与放置槽相对；

所述转盘中心固定连接有转轴，转轴上固定连接有推盘，推盘上设有若干个凸起；喷气组件为打气筒，凸起能够与打气筒的活塞杆相抵，打气筒的出气管与吹风头连通；

所述活塞杆伸出打气筒的一端固定连接有挡块，活塞杆上套有第一弹性件，第一弹性件位于挡块和打气筒的缸体之间；

所述机架上还设有滑动组件，滑动组件包括滑槽和滑块，滑槽的侧壁和滑块之间连接有第二弹性件，第二弹性件位于滑槽内，滑块滑动连接在滑槽上，吹风头固定连接在滑块上；转盘上设有拨块，拨块能够与滑块相抵，滑槽与转盘之间的距离沿转盘的转动方向依次增大。

2.根据权利要求1所述的全自动打标机器人，其特征在于：所述机架上还设有负压单元，负压单元包括能够将打标产生的烟雾吸收的进风头。

3.根据权利要求2所述的全自动打标机器人，其特征在于：还包括位于机架上的按钮开关，按钮开关与打标单元和负压单元的电源串联，按钮开关能够被推盘的凸起按下。

4.根据权利要求1所述的全自动打标机器人，其特征在于：所述机架上还设有底盘，底盘位于转盘下方，底盘与转盘相贴的面上设有若干滚珠。

5.根据权利要求4所述的全自动打标机器人，其特征在于：所述机架上还设有卸料输送线，底盘上开设有落料槽，落料槽的尺寸大于等于放置槽的尺寸，卸料输送线位于落料槽的正下方。

6.根据权利要求1所述的全自动打标机器人，其特征在于：所述放置槽的侧壁上设有压紧槽，压紧槽内滑动连接有压紧块，压紧块与压紧槽底部之间连接有第三弹性件。

7.根据权利要求1所述的全自动打标机器人，其特征在于：所述机架上设有进料输送线和推动气缸，进料输送线上设有导向板，推动气缸位于进料输送线的上方，推动气缸的推杆能够将工件从进料输送线上推到放置槽上。

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