CN111439456A - 基于机器人的连铸方坯端面贴标系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于机器人的连铸方坯端面贴标系统，包括工作台、打印机、标签输送装置、机器人、除磷贴标装置，打印机固定在工作台上，标签输送装置包括水平气缸、滑座、标签吸板、连接座，水平气缸固定在工作台上，滑座固定在水平气缸的输出端上，标签吸板通过连接座固定在滑座上，标签吸板坡度设置，其上沿临近打印机的出口、下沿远离打印机、背面开设有下安装槽、正面开设有连通下安装槽的气孔，下安装槽内密封安装有真空发生器，机器人位于工作台的侧方，除磷贴标装置固定在机器人的活动端。本发明的优点是：通过坡度设置的标签吸板尽量避免标签的凌空掉落时间，避免其发生翻转，降低故障率，尤其适用于小型标签的贴标。

Description

基于机器人的连铸方坯端面贴标系统

技术领域

本发明涉及一种连铸方坯端面贴标系统，尤其是一种基于机器人的连铸方坯端面贴标系统，属于自动控制的技术领域。

背景技术

如专利名称为“一种适用于高温环境下的贴标机器人设备、系统及方法”(国别：中国、公开号:CN109625503A、公开日：2019.4.16)的发明专利所示，包括标签打印装置、标签输送装置、机器人装置、标签识别装置，使用时，标签自标签打印装置中完成打印后，掉落在标签输送装置上，输送到位后，通过第二真空吸附件吸附。该结构中，标签打印装置与标签输送装置之间缺少中间环节，标签在自由落体和接触标签输送装置时，尤其是小型标签，极有可能发生翻转，从而对后续的贴标工序造成影响，故障率较高。

发明内容

发明目的：针对上述问题，本发明的目的是提供一种基于机器人的连铸方坯端面贴标系统，尤其适用于小型标签的自动贴标，可避免其在掉落时翻转，降低故障率。

技术方案：一种基于机器人的连铸方坯端面贴标系统，包括工作台、打印机、标签输送装置、机器人、除磷贴标装置，所述打印机固定在所述工作台上，用于打印标签，所述标签输送装置包括水平气缸、滑座、标签吸板、连接座，所述水平气缸固定在所述工作台上，所述滑座固定在所述水平气缸的输出端上，所述标签吸板通过所述连接座固定在所述滑座上，所述标签吸板坡度设置，其上沿临近所述打印机的出口、下沿远离所述打印机、背面开设有下安装槽、正面开设有连通所述下安装槽的气孔，所述下安装槽内密封安装有真空发生器，所述机器人位于所述工作台的侧方，所述除磷贴标装置固定在所述机器人的活动端，且其活动范围覆盖所述标签吸板和方坯端面，用于从所述标签吸板上取标，以及给方坯端面除磷和贴标。

本发明的原理是：使用时，首先通过打印机打印标签，标签从打印机的出口处被其自带的切刀切断后，掉落在标签吸板正面，真空发生器吸真空，通过气孔吸附标签。之后，水平气缸驱动滑座向外运动，带动标签吸板离开打印机的出口处，以便于取标。再之后，机器人驱动除磷贴标装置靠近标签吸板，控制除磷贴标装置从标签吸板上取标，真空发生器停止工作，最后机器人再驱动除磷贴标装置靠近方坯端面进行除磷和贴标。本结构中，由于标签吸板采用坡度设置，且其上沿临近打印机的出口，可以最大程度的减小标签的凌空掉落时间，并在其滑落到气孔位置后进行吸附，避免其发生翻转，降低故障率。

进一步，所述标签输送装置还包括升降气缸、下挡板，所述升降气缸竖向固定在所述滑座上，所述下挡板固定在所述升降气缸上端，且延所述标签吸板的下沿设置；所述下挡板在所述升降气缸的驱动下，上升以遮挡所述标签吸板的下沿或下降以露出所述标签吸板的下沿。本结构中，标签完成打印，掉落到标签吸板上时，下挡板处于上方位置，可阻挡标签从标签吸板的下沿处掉落，并可摆正标签，以便于后续贴正标签；在除磷贴标装置从标签吸板上取标时，下挡板处于下方位置，可防止对除磷贴标装置的取标造成干涉。

进一步，所述标签输送装置还包括左挡板，所述左挡板坡度设置，其下端与所述下挡板固定、侧面沿所述标签吸板的侧壁设置；所述左挡板在所述下挡板的带动下，上升以遮挡所述标签吸板的左侧或下降以露出所述标签吸板的左侧。本结构的原理同上，可防止标签从标签吸板的左侧掉落，同时防止对除磷贴标装置取标的干涉。

进一步，所述标签输送装置还包括右挡板、右气缸，所述右气缸水平固定在所述工作台上，所述右挡板固定在所述右气缸的左端，所述右挡板的设置高度与所述标签吸板对应，所述右气缸驱动所述右挡板抵靠在所述标签吸板的右壁上，以阻挡标签从标签吸板的右侧掉落。本结构的原理同上，右气缸驱动右挡板抵靠标签吸板右壁时，可防止标签从标签吸板的右侧掉落，右气缸驱动右挡板远离标签吸板右壁时，可防止对除磷贴标装置取标的干涉。此外，本结构中，可根据标签的宽度预设标签吸板的宽度，即可通过左挡板、右挡板的配合将标签的精准限位，适用于有高精度要求的贴标工艺。

进一步，所述标签输送装置还包括光电传感器，所述标签吸板的正面开设有上安装槽，所述上安装槽内安装所述光电传感器，所述上安装槽的开设位置高于所述气孔，所述光电传感器与所述真空发生器信号关联。本结构中，标签掉落到标签吸板的正面上后，沿其滑行时，经过光电传感器时，光电传感器信号控制真空发生器启动，从而将标签吸附在气孔处。

进一步，所述光电传感器的外表面与所述标签吸板的正面齐平，且所述光电传感器沿所述上安装槽的内壁密封设置，以使标签可以顺畅的在标签吸板的正面滑行。

进一步，所述标签吸板上还开设有安装通孔，所述安装通孔侧面连通所述上安装槽，用于在安装光电传感器后，从标签吸板的背面走线，安全美观。

进一步，所述标签吸板的设置坡度为38～48°。

进一步，所述水平气缸采用移栽气缸，以提高稳定性。

优选的，所述除磷贴标装置包括安装框架、贴标机构、除磷机构、安装法兰，所述安装框架为中空结构，其左右两端分别安装所述贴标机构、除磷机构，所述安装法兰一端固定在所述安装框架的外壁上、另一端连接所述机器人。本机构中，除磷机构用于给方坯端面除磷，贴标机构用于从标签吸板上取标，以及给方坯端面贴标。使用时，机器人通过控制安装法兰的旋转，分别进行贴标机构、除磷机构的作业，集成度高。

进一步，所述除磷贴标装置还包括激光位移传感器，所述激光位移传感器固定在所述安装框架的外壁上，且朝向所述方坯端面，用于检测方坯端面的中心位置，以及测量除磷贴标装置与方坯端面之间的距离，以便于除磷和贴标操作。

进一步，所述除磷贴标装置还包括复检扫码器，所述复检扫码器固定在所述安装框架的外壁上，且朝向所述方坯端面，用于在完成方坯端面贴标后，扫码确认。

进一步，所述复检扫码器与所述贴标机构同向设置，所述激光位移传感器与所述除磷机构同向设置。本结构中，除磷贴标装置使用时，步骤为先除磷后贴标，除磷时，除磷机构朝向方坯端面，此时可通过与其同向设置的激光位移传感器直接定位以及测距。而完成除磷后，机器人驱动法兰旋转，带动贴标机构朝向方坯端面，进行贴标，完成后，通过与其同向设置的复检扫码器进行扫码确认，该种设置朝向，可节省控制节拍，提高效率。

进一步，所述除磷贴标装置还包括固定在所述安装框架外壁上的保护罩，所述激光位移传感器、复检扫码器位于所述保护罩内，所述保护罩的两端分别设置有与所述激光位移传感器、复检扫码器对位的透明窗口，用于激光位移传感器定位，以及复检扫码器进行扫码。本结构可防止现场粉尘侵入激光位移传感器、复检扫码器，造成损坏。

优选的，所述除磷机构包括气动马达、轴承座、轴承、刷头，所述轴承座与所述安装框架浮动连接，所述轴承密封固定在所述轴承座内，所述气动马达悬空设置于所述安装框架内，其输出轴穿过所述安装框架、轴承座、轴承向外伸出，所述刷头套设在所述输出轴的端部上。本结构中，刷头采用浮动打磨结构，利于控制对于方坯端面的打磨精度。

有益效果：与现有技术相比，本发明的优点是：1、通过坡度设置的标签吸板尽量避免标签的凌空掉落时间，避免其发生翻转，降低故障率，尤其适用于小型标签的贴标；2、通过左挡板和右挡板形成对于标签的精准限位，增加贴标精确度；3、除磷机构采用浮动打磨结构，以实现对于打磨深度的精确控制，提高除磷效果，利于贴标。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为工作台位置的结构示意图；

图3为标签输送装置的立体结构示意图；

图4为标签吸板的正面结构示意图；

图5为标签吸板的背面结构示意图；

图6为除磷贴标装置的立体结构示意图；

图7为除磷贴标装置的半剖视图；

图8为除磷贴标装置的立体剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

一种基于机器人的连铸方坯端面贴标系统，如附图1所示，包括工作台1、打印机2、标签输送装置3、机器人4、除磷贴标装置5。

如附图1、2所示，打印机2固定在工作台1上，用于打印标签，机器人4位于工作台1的侧方，除磷贴标装置5固定在机器人4的活动端。

如附图3所示，标签输送装置3包括水平气缸31、滑座32、标签吸板33、连接座34、升降气缸35、下挡板36、左挡板37、右挡板38、右气缸39、光电传感器310。水平气缸31固定在工作台1上，水平气缸31优选采用移栽气缸，以提高稳定性。滑座32固定在水平气缸31的输出端上，标签吸板33通过连接座34固定在滑座32上，标签吸板33坡度设置，其上沿如附图2所示，临近打印机2的出口、下沿远离打印机2，背面如附图5所示，开设有下安装槽33a，正面如附图4所示，开设有连通下安装槽33a的气孔33b，下安装槽33a内密封安装有真空发生器33c。升降气缸35竖向固定在滑座32上，下挡板36固定在升降气缸35上端，且延标签吸板33的下沿设置；下挡板36在升降气缸35的驱动下，上升以遮挡标签吸板33的下沿或下降以露出标签吸板33的下沿。左挡板37坡度设置，其下端与下挡板36固定、侧面沿标签吸板33的侧壁设置；左挡板37在下挡板36的带动下，上升以遮挡标签吸板33的左侧或下降以露出标签吸板33的左侧。右气缸39水平固定在工作台1上，右挡板38固定在右气缸39的左端，右挡板38的设置高度与标签吸板33对应，右气缸39驱动右挡板38抵靠在标签吸板33的右壁上，以阻挡标签从标签吸板的右侧掉落。

本实施例中，为便于信号控制真空发生器33c的工作，如附图4所示，标签吸板33的正面开设有上安装槽33d，上安装槽33d内安装光电传感器310，上安装槽33d的开设位置高于气孔33b，光电传感器310与真空发生器33c信号关联。本实施例中，为便于标签在标签吸板33正面顺畅的滑行，光电传感器310的外表面与标签吸板33的正面齐平，且光电传感器310沿上安装槽33d的内壁密封设置。

本实施例中，为使光电传感器310可以从标签吸板33的背面走线，提高安全性，如附图4、5所示，标签吸板33上还开设有安装通孔33e，安装通孔33e侧面连通上安装槽33d。

本实施例中，为了既不影响的标签的滑行，又可避免其翻转，标签吸板33的设置坡度优选为38～48°。

如附图6～8所示，除磷贴标装置5包括安装框架51、贴标机构52、除磷机构53、安装法兰54、激光位移传感器55、复检扫码器56、保护罩57。安装框架51为中空结构，其左右两端分别安装贴标机构52、除磷机构53，安装法兰54一端固定在安装框架51的外壁上、另一端连接机器人4。激光位移传感器55、复检扫码器56、保护罩57均固定在安装框架51的外壁上，本实施例中，上述三者与安装法兰54优选分别固定在安装框架51的一组相对侧，激光位移传感器55、复检扫码器56位于保护罩57内部，且保护罩57的两端分别设置有与激光位移传感器55、复检扫码器56对位的透明窗口。本实施例中，复检扫码器56优选与贴标机构52同向设置，激光位移传感器55优选与除磷机构53同向设置。

除磷机构53具体包括气动马达53a、轴承座53b、轴承53c、刷头53d，轴承座53b与安装框架51浮动连接，轴承53c密封固定在轴承座53b内，气动马达53a悬空设置于安装框架51内，气动马达53a的输出轴穿过安装框架51、轴承座53b、轴承53c向外伸出，刷头53d套设在输出轴的端部上。

本实施例中，轴承座53b与安装框架51的浮动连接结构具体为：安装框架51的端部四角固定有四根导杆53e，其中两根导杆53e上套设有直线轴承53f，直线轴承53f的端部与轴承座53b固定，另两根上套设有弹簧53g，弹簧53g的两端分别抵靠安装框架51和轴承座53b。使用时，刷头打磨方坯端面，直线轴承受压沿导杆滑动，弹簧的压力使直线轴承归位，从而形成浮动打磨结构。本实施例中，优选的，套设直线轴承53f的导杆53e与套设弹簧53g的导杆53e为交叉设置。

本实施例中的连铸方坯端面贴标系统使用时，下挡板和左挡板处于上方位置，打印机打印标签后，标签从打印机的出口处被其自带的切刀切断后，掉落在标签吸板正面，并从其上沿向下沿滑行，期间经过光电传感器时，别检测到信号后，光电传感器信号控制真空发生器启动，将标签吸附在气孔处。之后，右气缸推动右挡板抵靠在标签吸板的右壁上，将标签精准定位。再之后，水平气缸向外推出，将标签吸板推离打印机的出口处。然后升降气缸下降，下挡板和左挡板露出标签吸板，完成标签输送过程。

之后，机器人驱动贴标机构接近标签吸板，进行取标。再之后，通过激光位移传感器定位方坯端面的中心位置与机器人和方坯端面之间的距离。完成定位后，驱动除磷机构的的刷头接触方坯端面进行浮动除磷。完成除磷后，再通过贴标机构将从标签吸板处取来的标签贴设到方坯端面上，从而完成贴标过程。

本实施例中，通过坡度设置的标签吸板尽量避免标签的凌空掉落时间，避免其发生翻转，降低故障率，尤其适用于小型标签的贴标。同时，通过左挡板和右挡板形成对于标签的精准限位，增加贴标精确度。此外，除磷机构采用浮动打磨结构，以实现对于打磨深度的精确控制，提高除磷效果，利于贴标。

Claims (15)

1.一种基于机器人的连铸方坯端面贴标系统，其特征在于：包括工作台(1)、打印机(2)、标签输送装置(3)、机器人(4)、除磷贴标装置(5)，所述打印机(2)固定在所述工作台(1)上，用于打印标签，所述标签输送装置(3)包括水平气缸(31)、滑座(32)、标签吸板(33)、连接座(34)，所述水平气缸(31)固定在所述工作台(1)上，所述滑座(32)固定在所述水平气缸(31)的输出端上，所述标签吸板(33)通过所述连接座(34)固定在所述滑座(32)上，所述标签吸板(33)坡度设置，其上沿临近所述打印机(2)的出口、下沿远离所述打印机(2)、背面开设有下安装槽(33a)、正面开设有连通所述下安装槽(33a)的气孔(33b)，所述下安装槽(33a)内密封安装有真空发生器(33c)，所述机器人(4)位于所述工作台(1)的侧方，所述除磷贴标装置(5)固定在所述机器人(4)的活动端，且其活动范围覆盖所述标签吸板(33)和方坯端面，用于从所述标签吸板(33)上取标，以及给方坯端面除磷和贴标。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述标签输送装置(3)还包括升降气缸(35)、下挡板(36)，所述升降气缸(35)竖向固定在所述滑座(32)上，所述下挡板(36)固定在所述升降气缸(35)上端，且延所述标签吸板(33)的下沿设置；所述下挡板(36)在所述升降气缸(35)的驱动下，上升以遮挡所述标签吸板(33)的下沿或下降以露出所述标签吸板(33)的下沿。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述标签输送装置(3)还包括左挡板(37)，所述左挡板(37)坡度设置，其下端与所述下挡板(36)固定、侧面沿所述标签吸板(33)的侧壁设置；所述左挡板(37)在所述下挡板(36)的带动下，上升以遮挡所述标签吸板(33)的左侧或下降以露出所述标签吸板(33)的左侧。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：所述标签输送装置(3)还包括右挡板(38)、右气缸(39)，所述右气缸(39)水平固定在所述工作台(1)上，所述右挡板(38)固定在所述右气缸(39)的左端，所述右挡板(38)的设置高度与所述标签吸板(33)对应，所述右气缸(39)驱动所述右挡板(38)抵靠在所述标签吸板(33)的右壁上。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述标签输送装置(3)还包括光电传感器(310)，所述标签吸板(33)的正面开设有上安装槽(33d)，所述上安装槽(33d)内安装所述光电传感器(310)，所述上安装槽(33d)的开设位置高于所述气孔(33b)，所述光电传感器(310)与所述真空发生器(33c)信号关联。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：所述光电传感器(310)的外表面与所述标签吸板(33)的正面齐平，且所述光电传感器(310)沿所述上安装槽(33d)的内壁密封设置。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：所述标签吸板(33)上还开设有安装通孔(33e)，所述安装通孔(33e)侧面连通所述上安装槽(33d)。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述标签吸板(33)的设置坡度为38～48°。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述水平气缸(31)采用移栽气缸。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述除磷贴标装置(5)包括安装框架(51)、贴标机构(52)、除磷机构(53)、安装法兰(54)，所述安装框架(51)为中空结构，其左右两端分别安装所述贴标机构(52)、除磷机构(53)，所述安装法兰(54)一端固定在所述安装框架(51)的外壁上、另一端连接所述机器人(4)。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于：所述除磷贴标装置(5)还包括激光位移传感器(55)，所述激光位移传感器(55)固定在所述安装框架(51)的外壁上，且朝向所述方坯端面。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于：所述除磷贴标装置(5)还包括复检扫码器(56)，所述复检扫码器(56)固定在所述安装框架(51)的外壁上，且朝向所述方坯端面。

13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于：所述复检扫码器(56)与所述贴标机构(52)同向设置，所述激光位移传感器(55)与所述除磷机构(53)同向设置。

14.根据权利要求12所述的系统，其特征在于：所述除磷贴标装置(5)还包括固定在所述安装框架(51)外壁上的保护罩(57)，所述激光位移传感器(55)、复检扫码器(56)位于所述保护罩(57)内，所述保护罩(57)的两端分别设置有与所述激光位移传感器(55)、复检扫码器(56)对位的透明窗口。

15.根据权利要求10所述的系统，其特征在于：所述除磷机构(53)包括气动马达(53a)、轴承座(53b)、轴承(53c)、刷头(53d)，所述轴承座(53b)与所述安装框架(51)浮动连接，所述轴承(53c)密封固定在所述轴承座(53b)内，所述气动马达(53a)悬空设置于所述安装框架(51)内，所述气动马达(53a)的输出轴穿过所述安装框架(51)、轴承座(53b)、轴承(53c)向外伸出，所述刷头(53d)套设在所述输出轴的端部上。

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