CN111301781B - 一种钢卷自动化上胶带及上标签机构及其实施方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢卷自动化上胶带及上标签机构及其实施方法，包括,步进梁，包括导轨和在导轨上移动的鞍座，钢卷放置在鞍座上；工位，设置于步进梁的导轨中，工位的顶部设置有激光测距仪；上胶带机构，安装在工位的侧部，上胶机构包括桁架机械手和自动贴胶机，钢卷的卷尾部位正对于自动贴胶机的出胶口方向设置；上标签机构，安装在上胶带机构的侧部，上标签机构包括机械手臂和安装在机械手臂上的贴标机，机械手臂根据钢卷的直径数据定位钢卷内侧位置，运送贴标机至钢卷内孔处，上述机构实现了自动对钢卷上胶布以及上标签工作，提升了安全性。

Description

一种钢卷自动化上胶带及上标签机构及其实施方法

技术领域

本发明涉及钢卷封装领域，具体的是一种钢卷自动化上胶带及上标签机构及其实施方法。

背景技术

现有技术中钢卷成卷后需要通过对卷尾处上胶带进行封装，以及在钢卷上贴上标签，上述工作一般是通过人工完成，目前在普遍的硅钢钢厂中环境恶劣，工作人员在此恶劣的环境下，对冷轧重卷机组生产的硅钢钢卷进行手动贴标签与贴胶带工作，不仅跟不上机器重卷的快速节奏，而且对人工作业的危险性极大。因此通过工业机器人及其配套机械应用于硅钢重卷贴胶工位上，代替人工，进行全自动钢卷贴标签和贴胶带自动化工作，能够改善其作业效率与质量。

发明内容

针对以上问题设计，本申请提供了一种钢卷自动化上胶带及上标签机构，具体结构如下：

一种钢卷自动化上胶带及上标签机构，包括以下部件,

步进梁，用于运送钢卷，包括导轨和在导轨上移动的鞍座，所述钢卷放置在鞍座上；

工位，设置于步进梁的导轨中，钢卷通过步进梁运送指定到工位处，工位的顶部设置有激光测距仪；

上胶带机构，安装在工位的侧部，用于对硅钢重卷的卷尾实施胶条封装，所述上胶机构包括桁架机械手和安装在桁架机械手上的自动贴胶机，所述钢卷的卷尾部位正对于自动贴胶机的出胶口方向设置，根据激光测距仪测算出的钢卷与自动贴胶机之间的相对距离，桁架机械手对钢管的卷尾处上胶带；

上标签机构，安装在上胶带机构的侧部，用于对硅钢重卷的卷内孔添加标签，所述上标签机构包括机械手臂和安装在机械手臂上的贴标机，机械手臂根据钢卷的直径数据定位钢卷内侧位置，所述机械手臂运送贴标机至钢卷内孔处。

进一步，所述工位处安装有接近开关，用于检测钢卷是否到达工位。

进一步，桁架机械手包括面向工位方向水平设置的Y轴运动控制机构，Y轴运动控制机构上滑动连接有Z轴运动控制机构，Z轴运动控制机构竖直设置，所述Z轴运动控制机构上滑动连接水平设置的X轴架板，所述X轴架板与Z轴运动控制机构构成的平面与Y轴运动控制机构向垂直，所述X轴架板上固定连接有自动贴胶机。

进一步，所述自动贴机有三组，三组自动添加剂分别与X轴架板固定连接。

进一步，所述自动贴胶机包括自动出胶机构和压紧机构，所述压紧机构安装在自动出胶机构的下部，所述压紧机构包括一气缸，气缸的伸缩杆端部安装有压辊，所述压辊位于自动出胶机构出胶口的一侧。

进一步，所示机械手臂为六轴联动机械手臂。

进一步，钢卷自动化上胶带及上标签机构的实施方法，具体步骤如下：

步骤1，当冷轧重卷机组，将硅钢卷重卷为钢卷后，由步进梁运送至工位时，接近开关把信号传达至PLC控制器，PLC控制器把该信号反馈给PC机；

步骤2，PC机控制PLC控制器发送信号于激光测距系统，带动激光测距仪，进行钢卷到桁架机械手的X轴架板之间相对距离的测算，测算完毕后将数据通过PLC控制器反馈至PC机；

步骤3，与步骤二同时进行，PC机控制PLC控制器将胶带切割启动信号发送到自动出胶机构，使自动出胶机构切出胶带，完成后其反馈完成信号通过P LC控制器反馈至PC机中；

步骤4，PC机接受到激光测距仪发送的钢卷与X轴架板之间相对距离数据后，控制PLC控制器进行内部计算，得出钢卷的宽度以及直径，并将参数分别发送给Y轴和Z轴的各滑台伺服运动控制系统以及机械手臂的各关节伺服运动控制系统中；

步骤5，在各滑台伺服运动系统接受到PLC控制器发送的钢卷直径与宽度信息后，进行计算，算出各滑台伺服电机的进给量，而后将脉冲值发送给各滑台伺服电机，进而控制各滑台伺服电机进行上下前后左右的位移调整运动，当各滑台伺服电机的驱动完成后，运送自动贴胶机至紧靠钢卷卷尾位置，由各滑台编码器反馈伺服电机位置信号，该信号通过PLC控制器发送至PC机，PC机接受到伺服运动完成信号后，PC机控制PLC控制器发送贴胶启动信号于自动贴胶机出胶带，并且控制气缸顶出滚轮，通过滚轮挤压胶带粘连在钢卷表面，然后通过驱动Z轴运动控制机构向上移动完成胶带在钢卷卷尾的封装工作；

步骤6，机械手臂的伺服运动控制系统接收到PLC控制器发送的钢卷直径与宽度信息后，进行计算，计算出各关节伺服电机，而后将脉冲值发送给各伺服电机，进而控制伺服电机进行运动，控制机械手臂的输出端运动至钢卷的卷孔内壁位置，由安装在机械手臂各关节的编码器反馈伺服电机位置信号，该信号通过PLC控制器发送至PC机，PC机接受到伺服运动完成信号后，PC机控制PLC控制器发送贴标签信号给贴标机，贴标机完成对钢卷卷孔内壁的贴标签工作；

步骤7，完成上胶带工作后桁架机械手复位，完成贴标签工作后机械手臂复位，步进梁运动钢卷离开。

和现有技术相比较，本发明的优点如下：

1、本发明通过对钢卷实施自动化贴胶带以及贴标签增加了工作人员的安全性，并且提升了工作效率。

2、通过机器人手臂控制贴标机在钢卷内侧贴标签，与原有的在钢卷外部贴标签相比较能够保护标签防止其从钢卷上脱落，并且解决了黏胶残留在钢卷表面不易清理的缺陷。

附图说明

图1为本发明的整体结构图；

图2为图1的侧视图；

图3为上胶带机构结构图；

图4为PLC控制器系统的连接关系框图。

附图标记

1、步进梁；2、鞍座；21、导轨；22、工位；23、钢卷；3、激光探测仪；4、接近开关；5、桁架机械手；6、X轴架板；7、Y轴运动控制机构；8、Z轴运动控制机构；9、自动贴胶机；91、自动出胶机构；92、压紧机构；10、机械手臂；11、贴标机；12、滑台伺服电机；13、滑台编码器；14、关节伺服电机；15、关节编码器；16、PLC控制器；17、PC机。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

如图1至图3所示，一种钢卷自动化上胶带及上标签机构，包括以下部件，

步进梁1，用于运送钢卷23，包括导轨21和在导轨21上移动的鞍座2，所述钢卷23放置在鞍座2上；

工位22，设置于步进梁1的导轨21中，钢卷23通过步进梁1运送指定到工位22处，工位22的顶部设置有激光测距仪，所述工位22处安装有接近开关4，用于检测钢卷23是否到达工位22；

上胶带机构，安装在工位22的侧部，用于对硅钢重卷的卷尾实施胶条封装，所述上胶机构包括桁架机械手5和安装在桁架机械手5上的自动贴胶机9，所述钢卷23的卷尾部位正对于自动贴胶机9的出胶口方向设置，根据激光测距仪测算出的钢卷23与自动贴胶机9之间的相对距离，桁架机械手5对钢管的卷尾处上胶带；桁架机械手5包括面向工位22方向水平设置的Y轴运动控制机构7，Y轴运动控制机构7上滑动连接有Z轴运动控制机构8，Z轴运动控制机构8竖直设置，所述Z轴运动控制机构8上滑动连接水平设置的X轴架板6，所述X轴架板6与Z轴运动控制机构8构成的平面与Y轴运动控制机构7向垂直，所述X轴架板6上固定连接有自动贴胶机9，所述Y轴运动控制机构7和Z轴运动控制机构8中分别设有直线导轨21滑台、在直线导轨21滑台上滑动的滑块、驱动滑块的滑台伺服电机12和反馈滑块位置的滑台编码器13，所述滑台伺服电机12与滑台编码器13电连接，所述自动贴机有三组，三组自动添加剂分别与X轴架板6固定连接，所述自动贴胶机9包括自动出胶机构91和压紧机构92，所述压紧机构92安装在自动出胶机构91的下部，所述压紧机构92包括一气缸，气缸的伸缩杆端部安装有压辊，所述压辊位于自动出胶机构91出胶口的一侧；

上标签机构，安装在上胶带机构的侧部，用于对硅钢重卷的卷内孔添加标签，所述上标签机构包括机械手臂10和安装在机械手臂10上的贴标机11，机械手臂10根据钢卷23的直径数据定位钢卷23内侧位置，所述机械手臂10运送贴标机11至钢卷23内孔处，所示机械手臂10为六轴联动机械手臂10，机械手臂10的各关节位置分别安装有关节伺服电机14以及对应的关节编码器15，所述关节伺服电机14与关节编码器15电连接。

如图4所示，所述激光测距仪、步进梁1、桁架机械手5（包括分别位于Y轴运动控制机构7和Z轴运动控制机构8中的滑台伺服电机12和对应的滑台编码器13）、自动贴胶机9（包括自动出胶机构91和压紧机构92）、机械手臂10（包括安装在各关节的关节伺服电机14以及对应的关节编码器15）、贴标机11和接近开关4分别与一PLC控制器16电连接，并且通过PC机17对PLC控制器16远程操作。

实施例2

如图4所示，根据上述结构详细说明自动化贴胶带以及自动化贴标签的具体实施步骤：

步骤1，当冷轧重卷机组，将硅钢卷重卷为钢卷23后，由步进梁1运送至工位22时，接近开关4把信号传达至PLC控制器16，PLC控制器16把该信号反馈给PC机17。

步骤2，PC机17控制PLC控制器16发送信号于激光测距系统，带动激光测距仪，进行钢卷23到桁架机械手5的X轴架板6之间相对距离的测算，测算完毕后将数据通过PLC控制器16反馈至PC机17。

步骤3，与步骤二同时进行，PC机17控制PLC控制器16将胶带切割启动信号发送到自动出胶机构91，使自动出胶机构91切出胶带，完成后其反馈完成信号通过PLC控制器16反馈至PC机17中。

步骤4，PC机17接受到激光测距仪发送的钢卷23与X轴架板6之间相对距离数据后，控制PLC控制器16进行内部计算，得出钢卷23的宽度以及直径，并将参数分别发送给Y轴和Z轴的各滑台伺服运动控制系统以及机械手臂10的各关节伺服运动控制系统中。

步骤5，在各滑台伺服运动系统接受到PLC控制器16发送的钢卷23直径与宽度信息后，进行计算，算出各滑台伺服电机12的进给量。而后将脉冲值发送给各滑台伺服电机12，进而控制各滑台伺服电机12进行上下前后左右的位移调整运动。当各滑台伺服电机12的驱动完成后，运送自动贴胶机9至紧靠钢卷23卷尾位置，由各滑台编码器13反馈伺服电机位置信号，该信号通过PLC控制器16发送至PC机17，PC机17接受到伺服运动完成信号后，PC机17控制PLC控制器16发送贴胶启动信号于自动贴胶机9出胶带，并且控制气缸顶出滚轮，通过滚轮挤压胶带粘连在钢卷23表面，然后通过驱动Z轴运动控制机构8向上移动完成胶带在钢卷23卷尾的封装工作。

步骤6，机械手臂10的伺服运动控制系统接收到PLC控制器16发送的钢卷23直径与宽度信息后，进行计算，计算出各关节伺服电机14。而后将脉冲值发送给各伺服电机，进而控制伺服电机进行运动。控制机械手臂10的输出端运动至钢卷23的卷孔内壁位置，由安装在机械手臂10各关节的编码器反馈伺服电机位置信号，该信号通过PLC控制器16发送至PC机17，PC机17接受到伺服运动完成信号后，PC机17控制PLC控制器16发送贴标签信号给贴标机11，贴标机11完成对钢卷23卷孔内壁的贴标签工作。

步骤,7，完成上胶带工作后桁架机械手5复位，完成贴标签工作后机械手臂10复位，步进梁1运动钢卷23离开。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (3)

1.一种钢卷自动化上胶带及上标签机构，其特征在于，包括,

步进梁，用于运送钢卷，包括导轨和在导轨上移动的鞍座，所述钢卷放置在鞍座上；

工位，所述工位处安装有接近开关，用于检测钢卷是否到达工位，工位设置于步进梁的导轨中，钢卷通过步进梁运送到指定工位处，工位的顶部设置有激光测距仪；

上胶带机构，安装在工位的侧部，用于对钢卷的卷尾实施胶条封装，上胶带机构包括桁架机械手和安装在桁架机械手上的自动贴胶机，钢卷的卷尾面向自动贴胶机的出胶口方向设置，根据激光测距仪测算出的钢卷与自动贴胶机之间的相对距离，桁架机械手对钢卷的卷尾处上胶带；

桁架机械手包括面向工位方向水平设置的Y轴运动控制机构，Y轴运动控制机构上滑动连接有Z轴运动控制机构，Z轴运动控制机构竖直设置，所述Z轴运动控制机构上滑动连接水平设置的X轴架板，所述X轴架板与Z轴运动控制机构构成的平面与Y轴运动控制机构相垂直，所述X轴架板上固定连接有自动贴胶机，自动贴胶机有三组，三组自动贴胶机分别与X轴架板固定连接；

所述自动贴胶机包括自动出胶机构和压紧机构，所述压紧机构安装在自动出胶机构的下部，所述压紧机构包括一气缸，气缸的伸缩杆端安装有压辊，所述压辊位于自动出胶机构出胶口的一侧；

上标签机构，安装在上胶带机构的侧部，用于对钢卷的卷内孔添加标签，所述上标签机构包括机械手臂和安装在机械手臂上的贴标机，机械手臂根据钢卷的直径数据定位钢卷内侧位置，所述机械手臂运送贴标机至钢卷内孔处。

2.根据权利要求1所述的一种钢卷自动化上胶带及上标签机构，其特征在于，所述机械手臂为五轴联动机械手臂。

3.一种根据权利要求1所述的钢卷自动化上胶带及上标签机构的实施方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤1，当冷轧重卷机组，将硅钢卷重卷为钢卷后，由步进梁运送至工位时，接近开关把信号传达至PLC控制器，PLC控制器把该信号反馈给PC机；

步骤2，PC机控制PLC控制器发送信号于激光测距系统，带动激光测距仪，进行钢卷到桁架机械手的X轴架板之间相对距离的测算，测算完毕后将数据通过PLC控制器反馈至PC机；

步骤3，与步骤二同时进行，PC机控制PLC控制器将胶带切割启动信号发送到自动出胶机构，使自动出胶机构切出胶带，完成后自动出胶机构反馈完成信号通过PLC控制器反馈至PC机中；

步骤4，PC机接受到激光测距仪发送的钢卷与X轴架板之间相对距离数据后，控制PLC控制器进行内部计算，得出钢卷的宽度以及直径，并将钢卷的宽度以及直径参数分别发送给Y轴和Z轴的各滑台伺服运动控制系统以及机械手臂的各关节伺服运动控制系统中；

步骤5，在Y轴和Z轴的各滑台伺服运动控制系统接受到PLC控制器发送的钢卷直径与宽度信息后，进行计算，算出Y轴和Z轴的各滑台伺服电机的进给量，Y轴和Z轴的各滑台伺服运动控制系统将脉冲值发送给Y轴和Z轴的各滑台伺服电机，进而控制Y轴和Z轴的各滑台伺服电机进行上下前后的位移调整运动，当Y轴和Z轴的各滑台伺服电机的驱动完成后，运送自动贴胶机至紧靠钢卷卷尾位置，由各滑台编码器反馈各滑台伺服电机位置信号，各滑台伺服电机位置信号通过PLC控制器发送至PC机，PC机接受到各伺服运动分别完成信号后，PC机控制PLC控制器发送贴胶启动信号于自动贴胶机出胶带，并且控制气缸顶出压辊，通过压辊挤压胶带粘连在钢卷表面，然后通过驱动Z轴运动控制机构向上移动完成胶带在钢卷卷尾的封装工作；

步骤6，机械手臂的伺服运动控制系统接收到PLC控制器发送的钢卷直径与宽度信息后，进行计算，计算出各关节伺服电机运动参数，而后将脉冲值发送给各关节伺服电机，进而控制关节伺服电机进行运动，控制机械手臂的输出端运动至钢卷的卷孔内壁位置，由安装在机械手臂各关节的编码器反馈伺服电机位置信号，该信号通过PLC控制器发送至PC机，PC机接受到伺服运动完成信号后，PC机控制PLC控制器发送贴标签信号给贴标机，贴标机完成对钢卷卷孔内壁的贴标签工作；

步骤7，完成上胶带工作后桁架机械手复位，完成贴标签工作后机械手臂复位，步进梁运动钢卷离开。

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