CN110422421A - 一种全自动管件贴标系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全自动管件贴标系统，包括标签打印机、贴标手臂、抚标机构、控制柜、支架和辊筒物流线，标签打印机接收控制柜的命令并自动打印相应数量和内容的标签；标签手臂用于配合标签打印机完成条形码标签纸在管件表面的粘贴工作；抚标机构用于管件表面标签的二次压紧工作；控制柜主要用于实现系统的自动化，并实现与外部控制器的实时通信；支架用于上述部件的固定安装；辊筒物流线实现管件的自动流转。本发明可实现贴标任务的自动接收、自动打印、自动贴标和自动抚标，完成特定数量标签的打印并实现标签在管件上的牢固粘贴，提升管件加工行业信息追踪自动化。
Description
技术领域
本发明涉及管件自动化加工技术，特别是一种全自动管件贴标系统。
背景技术
在船舶、化工、风电等管件加工领域，管件在生产加工过程中信息追踪方式落后，无法适应智能化生产需要，主要表现在：
(1)管件表面多数采用手写编号方式，工人编写及人工识别工作量大，在管件流转过程中容易破损导致无法识别；
(2)少数采用管件表面自动喷码字符方式，由于管件表面浮锈较厚，在管件转运过程中因浮锈掉落导致喷码字符部分脱落，同样无法实现人工识别；
(3)少数采用管件表面打钢印方式，该方式采用人工识别，且因减弱管件强度导致部分客户无法接受。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全自动管件贴标系统。
实现本发明目的的技术解决方案为；一种全自动管件贴标系统，包括标签打印机、贴标手臂、抚标机构、控制柜、支架和辊筒物流线，其特征在于，标签打印机、贴标手臂设置在支架内部，标签打印机的标签出口正对贴标手臂的吸标口，贴标手臂和抚标机构安装在辊筒物流线正上方；
标签打印机接收控制柜的命令并打印相应数量和内容的标签；贴标手臂用于配合标签打印机完成条形码标签纸在管件表面的粘贴；抚标机构用于管件表面标签的二次压紧；辊筒物流线用于管件的自动流转。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：(1)管件通过辊筒物流线自动实现进、出贴标系统，贴标系统自动打印条码标签、自动在管件贴标签、自动将标签压牢固；(2)条码标签采用耐高温耐磨材质，防止在后续物流转运和焊接过程中损坏；(3)管件的信息追踪采用扫码枪自动识别条码标签方式，解决了人工识别工作量较大的问题。
附图说明
图1为全自动管件贴标系统三维结构示意图。
图2为条码标签打印和贴标手臂三维结构示意图。
图3为贴标手臂三维结构示意图。
图4为去除弹簧的贴标手臂局部三维结构示意图。
图5为抚标手臂三维结构示意图。
图6为抚标手臂局部三维结构示意图。
具体实施方式
结合图1，一种全自动管件贴标系统，包括标签打印机5、贴标手臂3、抚标机构2、控制柜6、支架4和辊筒物流线1，标签打印机5、贴标手臂3设置在支架4内部，标签打印机5的标签出口10正对贴标手臂3的吸标口，贴标手臂3和抚标机构2安装在辊筒物流线1正上方；
标签打印机5接收控制柜6的命令并打印相应数量和内容的标签；贴标手臂3用于配合标签打印机5完成条形码标签纸在管件表面的粘贴；抚标机构2用于管件表面标签的二次压紧；支架4用于上述部件的固定安装；辊筒物流线1实现管件的自动流转。
全自动管件贴标系统具有自动检测管件进、出贴标区域的功能，当管件进入贴标区域后，系统自动请求辊筒物流线1调速，确保贴标手臂3的贴标次数与控制柜的贴标任务一致
结合图2，标签打印机5包括标签纸8、碳带9和打印机7，标签纸8和碳带9为打印机7提供条码打印必须的耗材，打印机7将打印好的条码标签送至出口，该出口是贴标手臂3吸标口，为贴标手臂3提供条码标签。
贴标手臂3包括贴标手臂安装支架、贴标手臂运动机构和贴标传感器机构。贴标手臂安装支架与贴标手臂运动机构连接，用于调节贴标手臂运动机构高度；所述贴标手臂运动机构用于吸附条码标签，并将条码标签粘贴至管件弧形表面；所述贴标传感器机构用于检测贴标手臂运动机构运动轨迹，反馈给控制柜6，实现贴标动作运动控制。
如图3所示，贴标手臂安装支架主要包括第一安装座12、调节丝杠13、移动安装座14、第一导向轴15、第二导向轴75、第二安装座16和第三安装座17，贴标手臂安装支架通过第三安装座17固定在支架4内部，第一安装座12和第二安装座16设置在第一导向轴15和第二导向轴75的上下端，调节丝杠13一端与第一安装座12连接，另一端与移动安装座14连接，移动安装座14通过调节丝杠13实现高度方向调节。
贴标手臂运动机构包括第一气缸19、第三导向轴18、第四导向轴20、第一法兰型衬套11、第二法兰型衬套22、第一底座21、第二底座23、气缸安装座25、第三法兰型衬套52、第四法兰型衬套53、垫板54、垫轴30、垫轴安装板31、真空盒33和吸气板56；第一气缸19固定在气缸安装座25上，第一气缸杆55与垫板54固定，实现垫板54垂直上下运动；第三导向轴18通过第一法兰型衬套11、第一底座21、第三法兰型衬套52与垫板54固定，第四导向轴20通过第二法兰型衬套22、第二底座23、第四法兰型衬套53与垫板54固定，第三导向轴18和第四导向轴20为气缸19起导向作用；垫轴安装板31通过四个垫轴30与垫板54固定，并通过第一气缸杆55实现垂直上下运动；垫轴安装板31与真空盒33、吸气板56组成密封空间，此密封空间通过吸气口32吸气实现条码标签从标签打印机5的标签出口10吸附至吸气板56底部，通过排气口32的排气动作实现将条码标签粘贴至管件弧形表面；所述气缸安装座25与移动安装座14连接。
垫轴安装板31上设置螺栓安装孔24，用于和真空盒33连接；吸气口和排气口均为孔32，垫轴安装板31、真空盒33、吸气板56三者形成一个密闭腔，当孔32吸气时，密闭腔形成真空并产生吸附力，实现标签的吸附动作；当孔32排气时，真空吸附力消失，实现标签的释放动作。
如图4所示，贴标传感器机构包括第五导向轴29、第六导向轴58、第一封板26、第二封板36、第一压缩弹簧35、第二压缩弹簧60、软性接触板57、第五法兰型衬套34、第六法兰型衬套59、贴标传感器27和贴标传感器支架28；第五法兰型衬套34固定在垫轴安装板31上，第六导向轴58一端通过第五法兰型衬套34固定在第一封板26上，另一端通过第一压缩弹簧35固定在第二封板36上；第六法兰型衬套59固定在垫轴安装板31上，第五导向轴29一端通过第六法兰型衬套59固定在第一封板26上，另一端通过第二压缩弹簧60固定在第二封板36上；贴标传感器27通过贴标传感器支架28固定在垫轴安装板31侧面；当第一气缸19驱动垫轴安装板31往下运动时，由于软性接触板57底部在吸气板56底部的下方，当软性接触板57底部接触管件表面时，第一气缸19继续往下运动，在克服第一压缩弹簧35、第二压缩弹簧60的反向力作用下，驱动第一封板26往上运动至传感器27的感应范围，贴标传感器27自动反馈控制柜6，在控制柜6改变第一气缸19运动方向的瞬间，密封空间通过排气口24的排气动作实现将条码标签粘贴至管件弧形表面；当第一气缸19往上运动至软性接触板57底部脱离管件表面后，在第一压缩弹簧35、第二压缩弹簧60的作用下，第一封板26自动往下运动脱离传感器27的感应范围，此时传感器27输出状态复位，第一气缸19运动至最上端后，吸气板56运动至标签打印机5出口，整个贴标动作进入下一个循环。
光电等非接触式检测方式，管件表面有铁锈颜色不同会产生错误信号，无法正常检测，本发明的贴标传感器采用接触式检测，稳定性非常高，即使管件颜色深浅有变化，也不会造成错误判断。当管件到达指定位置后，吸气板56自动下降贴标，高度自动检测装置首先与管件表面接触，并同时发送反馈信号停止贴标臂气缸继续下降，此时吸气板56到达管件表面把标签贴在管件上面，当气缸停止下降时仍旧有惯性，吸气板56表面软性材料可以缓冲此惯性产生的距离，软性材料会沿着管件弧度产生变形，把标签压牢。
抚标机构2包括抚标安装支架、抚标运动机构和抚标传感器机构；抚标安装支架与抚标运动机构连接，用于固定抚标运动机构；所述抚标运动机构用于带动弹性滚轮43垂直方向运动，对管件表面标签进行二次压紧；所述抚标传感器机构用于检测弹性滚轮43是否压紧或脱离管件表面标签。
如图5、图6所示，抚标安装支架包括第一支架78、第一安装板51、第二安装板49、第三安装板50和第四安装板62，第一支架78安装在辊筒物流线1上方，第二安装板49、第三安装板50和第四安装板62通过第一安装板51固定在第一支架78上，第二安装板49、第三安装板50和第四安装板62的上表面用于安装抚标运动机构；
抚标运动机构包括第二气缸44、第七导向轴37、第八导向轴45、第一套筒38、第二套筒46、第一套筒安装座39、第二套筒安装座47、第五安装板48、第七法兰型衬套61、第八法兰型衬套72和第六安装板42；第二气缸44固定在第五安装板48上，气缸杆71与第六安装板42连接；
第一套筒38通过第一套筒安装座39安装在第五安装板48上方，实现第七导向轴37上端部分在第五安装板48上方的导向运动；第七法兰型衬套61安装在第五安装板48下方，实现第七导向轴37下端部分在第五安装板48下方的导向运动；第二套筒38通过第二套筒安装座39安装在第五安装板48上方，实现第八导向轴45上端部分在第五安装板48上方的导向运动；第八法兰型衬套72安装在第五安装板48下方，实现第八导向轴45下端部分在第五安装板48下方的导向运动；第二气缸44通过自身法兰面固定在第五安装板48上，其第二活塞杆71与第六安装板42连接，实现第六安装板42的上下往复运动；
抚标传感器机构包括第七安装板40、第三压缩弹簧41、第四压缩弹簧70、第九导向轴65、第十导向轴69、第九法兰型衬套66、第十法兰型衬套63、第八安装板64、第九安装板67、第十安装板68、弹性滚轮43、抚标传感器支架73、抚标传感器74；
第十法兰衬套63安装在第六安装板42上，实现第十导向轴69上下运动的导向作用，第九法兰衬套66安装在第六安装板42上，实现第九导向轴65上下运动的导向作用；第九导向轴65和第十导向轴69的上端通过第七安装板40连接，第三压缩弹簧41安装在第十法兰型衬套63与第七安装板40之间，第四压缩型弹簧70安装在第九法兰型衬套66与第七安装板40之间；第九安装板67两侧连接第八安装板64和第十安装板68，弹性滚轮43安装在第八安装板64和第十安装板68的中间位置；第九安装板67上方与第九导向轴65、第十导向轴69连接；抚标传感器74通过抚标传感器支架73安装在第六安装板42的侧面，抚标传感器74用于检测第七安装板40的有无信号，间接检测弹性滚轮43是否压紧或脱离管件表面标签，为控制系统提供是否抚标的反馈信号。
当标签跟随管件运动至抚标机构2下方时，第二气缸44的活塞杆71向下运动，第六安装板42同步向下运动，弹性滚轮43压紧管件表面标签并在管件上同步滚动，此时第七安装板40在第三压缩弹簧41和第四压缩弹簧70的反向作用力下进入传感器74的感应范围。当抚标作业完成后，第二气缸44的活塞杆71向上运动自动复位，第六安装板42同步向上运动，弹性滚轮43脱离管件表面，此时安装板40在压缩弹簧41和压缩弹簧70的作用力下自动复位并脱离传感器74的感应范围。
弹性滚轮43是一个软性橡胶轮，中间有一定的凹度，在一定压力下具有自动与不同管径外表面弧度紧密接触的变形能力，当管件进入抚标区域后，内部装有轴承的弹性滚轮43自动往下运动并保持与管件一定的接触压力，通过与管件同时运行实现标签二次压紧，当管件上标签完成后，抚标机构自动复位。
滚筒输送线1前端安装第一传感器77，用于检测管件是否进入贴标区域，滚筒输送线1后端安装第二传感器76，用于检测管件是否离开抚标区域。
全自动管件贴标系统能够与外部总控系统实时通讯，具有接收指令信息、发送状态信息和信息存储等功能，根据外部控制器下发的贴标规则，实现标签自动打印并在不同管径不同长度管件表面上实现不同数量标签的自动粘贴。
Claims (10)
1.一种全自动管件贴标系统，其特征在于，包括标签打印机(5)、贴标手臂(3)、抚标机构(2)、控制柜(6)、支架(4)和辊筒物流线(1)，标签打印机(5)、贴标手臂(3)设置在支架(4)内部，标签打印机(5)的标签出口(10)正对贴标手臂(3)的吸标口，贴标手臂(3)和抚标机构(2)安装在辊筒物流线(1)正上方；
标签打印机(5)接收控制柜(6)的命令并打印相应数量和内容的标签；贴标手臂(3)用于配合标签打印机(5)完成条形码标签纸在管件表面的粘贴；抚标机构(2)用于管件表面标签的二次压紧；辊筒物流线(1)用于管件的自动流转。
2.根据权利要求1所述的全自动管件贴标系统，其特征在于，标签打印机(5)包括标签纸(8)、碳带(9)和打印机(7)，标签纸(8)和碳带(9)为打印机(7)提供条码打印的耗材，打印机(7)将打印好的条码标签送至出口，该出口是贴标手臂(3)吸标口，为贴标手臂(3)提供条码标签。
3.根据权利要求2所述的全自动管件贴标系统，其特征在于，贴标手臂(3)包括贴标手臂安装支架、贴标手臂运动机构和贴标传感器机构；
贴标手臂安装支架与贴标手臂运动机构连接，用于调节贴标手臂运动机构高度；所述贴标手臂运动机构用于吸附条码标签，并将条码标签粘贴至管件弧形表面；所述贴标传感器机构用于检测贴标手臂运动机构运动轨迹，反馈给控制柜(6)，实现贴标动作运动控制。
4.根据权利要求3所述的全自动管件贴标系统，其特征在于，贴标手臂安装支架包括第一安装座(12)、调节丝杠(13)、移动安装座(14)、第一导向轴(15)、第二导向轴(75)、第二安装座(16)和第三安装座(17)，贴标手臂安装支架通过第三安装座(17)固定在支架(4)内部，第一安装座(12)和第二安装座(16)设置在第一导向轴(15)和第二导向轴(75)的上下端，调节丝杠(13)一端与第一安装座(12)连接，另一端与移动安装座(14)连接，移动安装座(14)通过调节丝杠(13)实现高度方向调节。
5.根据权利要求4所述的全自动管件贴标系统，其特征在于，贴标手臂运动机构包括第一气缸(19)、第三导向轴(18)、第四导向轴(20)、第一法兰型衬套(11)、第二法兰型衬套(22)、第一底座(21)、第二底座(23)、气缸安装座(25)、第三法兰型衬套(52)、第四法兰型衬套(53)、垫板(54)、垫轴(30)、垫轴安装板(31)、真空盒(33)和吸气板(56)；第一气缸(19)固定在气缸安装座(25)上，第一气缸杆(55)与垫板(54)固定，实现垫板(54)垂直上下运动；第三导向轴(18)通过第一法兰型衬套(11)、第一底座(21)、第三法兰型衬套(52)与垫板(54)固定，第四导向轴(20)通过第二法兰型衬套(22)、第二底座(23)、第四法兰型衬套(53)与垫板(54)固定，第三导向轴(18)和第四导向轴(20)为气缸(19)起导向作用；垫轴安装板(31)通过四个垫轴(30)与垫板(54)固定，并通过第一气缸杆(55)实现垂直上下运动；垫轴安装板(31)与真空盒(33)、吸气板(56)组成密封空间，此密封空间通过吸气口吸气实现条码标签从标签打印机(5)出口吸附至吸气板(56)底部，通过排气口的排气动作实现将条码标签粘贴至管件弧形表面；所述气缸安装座(25)与移动安装座(14)连接。
6.根据权利要求5所述的全自动管件贴标系统，其特征在于，贴标传感器机构包括第五导向轴(29)、第六导向轴(58)、第一封板(26)、第二封板(36)、第一压缩弹簧(35)、第二压缩弹簧(60)、软性接触板(57)、第五法兰型衬套(34)、第六法兰型衬套(59)、贴标传感器(27)和贴标传感器支架(28)；第五法兰型衬套(34)固定在垫轴安装板(31)上，第六导向轴(58)一端通过第五法兰型衬套(34)固定在第一封板(26)上，另一端通过第一压缩弹簧(35)固定在第二封板(36)上；第六法兰型衬套(59)固定在垫轴安装板(31)上，第五导向轴(29)一端通过第六法兰型衬套(59)固定在第一封板(26)上，另一端通过第二压缩弹簧(60)固定在第二封板(36)上；贴标传感器(27)通过贴标传感器支架(28)固定在垫轴安装板(31)侧面。
7.根据权利要求1所述的全自动管件贴标系统，其特征在于，抚标机构(2)包括抚标安装支架、抚标运动机构和抚标传感器机构；
抚标安装支架与抚标运动机构连接，用于固定抚标运动机构；所述抚标运动机构用于带动弹性滚轮(43)垂直方向运动，对管件表面标签进行二次压紧；所述抚标传感器机构用于检测弹性滚轮(43)是否压紧或脱离管件表面标签。
8.根据权利要求7所述的全自动管件贴标系统，其特征在于，抚标安装支架包括第一支架(78)、第一安装板(51)、第二安装板(49)、第三安装板(50)和第四安装板(62)，第一支架(78)安装在辊筒物流线(1)上方，第二安装板(49)、第三安装板(50)和第四安装板(62)通过第一安装板(51)固定在第一支架(78)上，第二安装板(49)、第三安装板(50)和第四安装板(62)的上表面用于安装抚标运动机构；
抚标运动机构包括第二气缸(44)、第七导向轴(37)、第八导向轴(45)、第一套筒(38)、第二套筒(46)、第一套筒安装座(39)、第二套筒安装座(47)、第五安装板(48)、第七法兰型衬套(61)、第八法兰型衬套(72)和第六安装板(42)；第二气缸(44)固定在第五安装板(48)上，第二气缸杆(71)与第六安装板(42)连接；
第一套筒(38)通过第一套筒安装座(39)安装在第五安装板(48)上方，实现第七导向轴(37)上端部分在第五安装板(48)上方的导向运动；第七法兰型衬套(61)安装在第五安装板(48)下方，实现第七导向轴(37)下端部分在第五安装板(48)下方的导向运动；第二套筒(38)通过第二套筒安装座(39)安装在第五安装板(48)上方，实现第八导向轴(45)上端部分在第五安装板(48)上方的导向运动；第八法兰型衬套(72)安装在第五安装板(48)下方，实现第八导向轴(45)下端部分在第五安装板(48)下方的导向运动；第二气缸(44)通过自身法兰面固定在第五安装板(48)上，其活塞杆(71)与第六安装板(42)连接，实现第六安装板(42)的上下往复运动。
9.根据权利要求8所述的全自动管件贴标系统，其特征在于，抚标传感器机构包括第七安装板(40)、第三压缩弹簧(41)、第四压缩弹簧(70)、第九导向轴(65)、第十导向轴(69)、第九法兰型衬套(66)、第十法兰型衬套(63)、第八安装板(64)、第九安装板(67)、第十安装板(68)、弹性滚轮(43)、抚标传感器支架(73)、抚标传感器(74)；
第十法兰衬套(63)安装在第六安装板(42)上，实现第十导向轴(69)上下运动的导向作用，第九法兰衬套(66)安装在第六安装板(42)上，实现第九导向轴(65)上下运动的导向作用；第九导向轴(65)和第十导向轴(69)的上端通过第七安装板(40)连接，第三压缩弹簧(41)安装在第十法兰型衬套(63)与第七安装板(40)之间，第四压缩型弹簧(70)安装在第九法兰型衬套(66)与第七安装板(40)之间；第九安装板(67)两侧连接第八安装板(64)和第十安装板(68)，弹性滚轮(43)安装在第八安装板(64)和第十安装板(68)的中间位置；第九安装板(67)上方与第九导向轴(65)、第十导向轴(69)连接；抚标传感器(74)通过抚标传感器支架(73)安装在第六安装板(42)的侧面，抚标传感器(74)用于检测第七安装板(40)的有无信号，间接检测弹性滚轮(43)是否压紧或脱离管件表面标签。
10.根据权利要求1所述的全自动管件贴标系统，其特征在于，滚筒输送线(1)前端安装第一传感器(77)，用于检测管件是否进入贴标区域，滚筒输送线(1)后端安装第二传感器(76)，用于检测管件是否离开抚标区域。
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