CN111731622A - 一种自动贴标签系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于标签贴附技术领域，具体提供了一种自动贴标签系统及方法，包括标签剥离机及机器臂，标签剥离机用于将标签单个剥离分开备用，还包括贴标机构、视觉定位模块、模块整料固定夹具及物料放置模块；贴标机构安装于机械臂的末端，用于压力吸取标签并将标签滚动贴附于待贴标产品表面；视觉定位模块安装于机械臂的末端，用于图像识别定位待贴标产品位置；物料放置模块用于分开单独固定多个待贴标产品；模块整料固定夹具用于固定单个待贴标产品以供贴标机构实现标签贴附。贴标过程平面吸标，倾斜分步接触，滚动压合，可以避免贴标标签产生气泡的问题；自动化贴标，可以有效替代人工，提高贴标一致性。

Description

一种自动贴标签系统及方法

技术领域

本发明属于标签贴附技术领域，具体涉及一种自动贴标签系统及方法。

背景技术

在光通讯模块组装生产中，需要为每个模块外壳贴上包含模块序列号、厂家Logo等产品信息的标签。贴标签效果要求不得有大于4mm气泡；标签边缘不得翘边、拱起；标签不得超出贴标范围。目前，常用贴标机主要分为滚贴贴标机和平面贴标机两大类。两类贴标机对于产品形状不规则、标签小、贴标精度要求高的场合适用性不强，且自动化程度低，人工成本高；尤其是在避免标签起气泡方面，良率不高。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中贴标机易产生气泡且适应性差的问题。

为此，本发明提供了一种自动贴标签系统，包括标签剥离机及机器臂，所述标签剥离机用于将标签单个剥离分开备用，还包括贴标机构、视觉定位模块、模块整料固定夹具及物料放置模块；

所述贴标机构安装于机械臂的末端，用于压力吸取标签并将标签滚动贴附于待贴标产品表面；

所述视觉定位模块安装于机械臂的末端，用于图像识别定位待贴标产品位置；

所述物料放置模块用于分开单独固定多个待贴标产品；

所述模块整料固定夹具用于固定单个待贴标产品以供贴标机构实现标签贴附。

优选地，所述贴标机构包括摆动块及真空发生器，所述摆动块与所述机械臂连接，所述摆动块末端设有多孔平面吸盘，所述多孔平面吸盘与所述真空发生器连通。

优选地，所述机械臂上安装有气缸组件，所述摆动块的一端与所述机械臂末端铰接，另一端与所述气缸组件的活塞铰接，所述摆动块的另一端所述多孔平面吸盘固定连接，所述多孔平面吸盘的靠近活塞的一侧安装有贴标滚轮。

优选地，所述多孔平面吸盘为树脂材料加工而成。

优选地，所述物料放置模块包括多个彼此隔开的置放盒，所述置放盒的深度不大于所述待贴标产品的高度。

优选地，所述系统还包括基座，所述标签剥离机、机械臂、贴标机构、视觉定位模块及物料放置模块均安装在所述基座上。

优选地，所述模块整料固定夹具包括顶块及用于放置单个待贴标产品的半开放凹槽，所述顶块一端可滑动地抵靠于所述半开放凹槽的开放端部。

本发明还提供了一种自动贴标签方法，包括：

将待贴标产品放置于物料放置模块内，通过视觉定位模块将每个待贴标产品的位置坐标录入机器人坐标系内；

将单个待贴标产品移放至模块整料固定夹具处并夹紧；

机械臂带动贴标机构移动至已经剥离分开的标签处并吸取，然后移动至已夹紧固定产品的上方；

贴标机构通过滚动压紧方式将标签贴附于待贴标产品的表面，然后吸附抓取已经贴好标签的产品至指定位置。

本发明的有益效果：本发明提供的这种自动贴标签系统及方法，包括标签剥离机及机器臂，标签剥离机用于将标签单个剥离分开备用，还包括贴标机构、视觉定位模块、模块整料固定夹具及物料放置模块；贴标机构安装于机械臂的末端，用于压力吸取标签并将标签滚动贴附于待贴标产品表面；视觉定位模块安装于机械臂的末端，用于图像识别定位待贴标产品位置；物料放置模块用于分开单独固定多个待贴标产品；模块整料固定夹具用于固定单个待贴标产品以供贴标机构实现标签贴附。贴标过程平面吸标，倾斜分步接触，滚动压合，可以避免贴标标签产生气泡的问题；贴标精度高，可以满足高精度贴标的要求；适用性强，可以适配不同外形的标签和产品；自动化贴标，可以有效替代人工，提高贴标一致性。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明自动贴标签系统及方法的结构一视角三维图；

图2是本发明自动贴标签系统及方法的结构另一视角三维图；

图3是本发明自动贴标签系统及方法的贴标机构的水平状态结构图；

图4是本发明自动贴标签系统及方法的贴标机构的倾斜状态结构图；

图5是本发明自动贴标签系统及方法的贴标机构的多孔平面吸盘结构图；

图6是本发明自动贴标签系统及方法的贴标机构的物料放置模块结构图；

图7是本发明自动贴标签系统及方法的贴标机构的模块整料固定夹具结构示意图。

附图标记说明：标签剥离机1，机器臂2，贴标机构3，视觉定位模块4，物料放置模块5，基座6，模块整料固定夹具7，气缸组件21，真空接口22，摆动块23，多孔平面吸盘24，贴标滚轮25，半开放凹槽51，顶推块71，固定槽72。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本发明实施例提供了一种自动贴标签系统，如图1和图2所示，包括标签剥离机1及机器臂2，所述标签剥离机1用于将标签单个剥离分开备用，还包括贴标机构3、视觉定位模块4、模块整料固定夹具7及物料放置模块5；

所述贴标机构3安装于机械臂的末端，用于压力吸取标签并将标签滚动贴附于待贴标产品表面；

所述视觉定位模块4安装于机械臂的末端，用于图像识别定位待贴标产品位置；

所述物料放置模块5用于分开单独固定多个待贴标产品；

所述模块整料固定夹具7用于固定单个待贴标产品以供贴标机构3实现标签贴附。

其中，机器人及标签剥离机1都属于现有的模块技术，只需要将整体安装固定即可使用。物料放置模块5的结构如图6所示，由多个彼此隔开的置放盒，所述置放盒的深度不大于所述待贴标产品的高度。可以通过人工将产品分别放置在各个置放盒内，便于后续的贴标机将单个产品吸附抓取，且避免了在吸附产品时与置放盒发生碰撞。

优选的方案，如图3至图5所示，贴标机构3包括摆动块23及真空发生器，真空发生器产生的真空通过真空接口22与多孔平面吸盘24上的吸附孔连通。所述摆动块23与所述机械臂连接，所述摆动块23末端设有多孔平面吸盘24，所述多孔平面吸盘24与所述真空发生器连通。机械臂上安装有气缸组件21，所述摆动块23的一端与所述机械臂末端铰接，另一端与所述气缸组件21的活塞铰接，所述摆动块23的另一端所述多孔平面吸盘24固定连接，所述多孔平面吸盘24的靠近活塞的一侧安装有贴标滚轮25。

其中，多孔平面吸盘24为树脂材料加工而成。便于软吸附，防止放生硬碰撞损坏产品表面。

优选的方案，系统还包括基座6，所述标签剥离机1、机械臂、贴标机构3、视觉定位模块4及物料放置模块5均安装在所述基座6上。所有机构或模块统一安装布局在基座6上。

优选的方案，所述模块整料固定夹具7包括顶块及用于放置单个待贴标产品的半开放凹槽51，所述顶块一端可滑动地抵靠于所述半开放凹槽51的开放端部。

具体的工作原理如下：

步骤一，人工将装有待贴标签产品模块的物料盒放入送料料仓，在物料盒导向定位柱的辅助下，送料料仓将物料盒送至物料盒上料位置；收料料仓运动到物料盒的收料位置(该部分图中未示出，属于现有技术的自动化结构)。送料料仓和收料料仓动作完成后，向工业机器人的控制器发送送料、收料准备完成信号。其中，送料料仓即物料放置模块5，用于分开单独固定多个待贴标产品。也可以是直接人工将产品放置在物料放置模块5内的置放盒内，如图6所示。收料料仓用于收集已经贴完标签的产品模块。收料机构用于转运已放满贴完标签模块的吸塑盒。均属于现有技术，在图中没有进行单独的放大展示，不再赘述。

步骤二，人工将标签安装到标签剥离机1，标签剥离机1将标签从标签底带上剥离，并使剥离的标签停留在一定的位置范围内,以供贴标机构3吸取，剥标完成后向工业机器人发送标签准备到位信号。标签剥离机1属于现有技术，在此不再展开描述。

步骤三，工业机器人的机器臂2收到送料、收料准备完成信号和标签准备到位信号后，机器臂2带动移动向下工业相机和工业光源，移动到物料盒上方产品模块拍照位置，对产品模块进行拍照，并将所拍照片传送给视觉分析定位软件。视觉分析定位软件根据移动向下工业相机和工业光源所拍照片计算分析出取放产品模块的坐标，并将之换算为工业机器人坐标系坐标，发送给工业机器人，工业机器人将此待贴标产品固定模块的坐标进行保存。活塞缩回，带动摆动块23向上运动，使摆动块23末端的多孔平面吸盘24及贴标滚轮25均处于水平状态。机械臂带动多孔平面吸盘24运动到根据视觉定位模块4发送的坐标位置，即置放盒内的待贴标产品表面上方，使多孔平面吸盘24与产品贴合接触。多孔平面吸盘24通过真空发生器产生真空，使产品的表面吸附多孔平面吸盘24上。然后机械臂带动吸附有产品的多孔平面吸盘24运动到模块整料固定夹具7，然后真空发生器破真空，多孔平面吸盘24所吸附的产品模块被放入模块整料固定夹具7，模块整料固定夹具7将放入其中的产品模块进行整料固定。其中，多孔平面吸盘24的结构如图5所示。图7中所示为模块整料固定夹具7，顶推块71滑动离开固定槽72，产品放入固定槽72内，然后滑动顶推块71将产品抵紧固定与固定槽72内即可。

步骤四，机械臂带动标签吸贴模块运动到标签剥离模块出标签位置，活塞向上缩回使得多孔平面吸盘24和贴标滚轮25处于同一水平状态，如图3所示。机械臂带动多孔平面吸盘24运动到已经从标签底带上剥离的标签上方，使多孔平面吸盘24与剥离的标签贴合接触，此时贴标滚轮25处于标签的上方。多孔平面吸盘24通过真空发生器产生真空，使剥离的标签吸附在多孔平面吸盘24上。机械臂带动吸附有标签的多孔平面吸盘24运动到固定向上工业相机和工业光源上方拍照位置，固定向上工业相机和工业光源对标签进行拍照，并将所拍照片传送给视觉分析定位软件。视觉分析定位软件根据固定向上工业相机和工业光源所拍照片计算分析出多孔平面吸盘24上所吸附标签的坐标，并将之换算为工业机器人坐标系坐标，并存储在视觉分析定位软件中。

步骤五，固定向上工业相机和工业光源对多孔平面吸盘24上所吸附的标签拍照后，机械臂带动移动向下工业相机和工业光源，运动到模块整料固定夹具7上方拍照位置，对已经固定在模块整料固定夹具7里面的产品，进行拍照，并将所拍照片传送给视觉分析定位软件。视觉分析定位软件根据移动向下工业相机和工业光源所拍照片，计算分析出已经固定的产品模块贴标区域坐标，将之换算为工业机器人坐标系坐标，并存储在视觉分析定位软件中。

步骤六，视觉分析定位软件根据存储的多孔平面吸盘24上所吸附标签的坐标和模块整料固定夹具7里面固定的产品模块贴标区域坐标，计算出贴合标签到固定产品贴标区域的贴合标签坐标，并将之转换为工业机器人坐标系坐标。工业机器人根据此贴合标签坐标，带动标签贴附模块运动到模块整料固定夹具7里面固定的产品贴标区域上方。如图4所示，活塞向下伸出，带动上下摆动连杆向下运动，使摆动块23发生旋转，从而导致多孔平面吸盘24及贴标滚轮25处于倾斜状态。工业机器人根据贴合标签坐标，带动处于倾斜状态的多孔平面吸盘24和贴标滚轮25下降到接近产品模块贴标区域，使贴标滚轮25将多孔平面吸盘24所吸附的标签一端压合在产品模块贴标区域，由于摆动块23整体倾斜，此时的多孔平面吸盘24没有贴紧在待贴标产品的表面，只有贴标滚轮25将标签压紧在待贴标产品表面上。机械臂上的滑台处于受力状态，此时机械臂停止带动摆动块23下降。同时机械臂带动标签贴附模块上的贴标滚轮25向标签贴合方向按照所贴标签长度做直线运动，在此过程中，多孔平面吸盘24上所吸附的标签被贴合到待贴标产品的贴标区域上，同时贴标滚轮25对贴合在产品模块贴标区域的标签按照标签贴合方向进行滚压以贴紧去除气泡。

步骤七，标签贴合完毕后，机械臂带动摆动块23上升到一定高度，活塞缩回，带动上下摆动连杆向上运动，从而使摆动块23上的贴标滚轮25和多孔平面吸盘24向上运动处于水平状态并远离待贴标产品，机械臂再向下运动带动多孔平面吸盘24运动到仍然固定在模块整料固定夹具7里面的已经贴完标签的产品上方，使多孔平面吸盘24与产品贴合接触。多孔平面吸盘24通过真空发生器产生真空，使产品吸附在多孔平面吸盘24上。机械臂带动吸附有产品的多孔平面吸盘24运动到工业机器人存储的该模块取放产品模块的坐标，然后真空发生器破真空，多孔平面吸盘24所吸附的产品模块被放入到其在物料盒里面的对应位置。

重复以上步骤，直到待贴标产品固定模块里面的产品都贴完标签。收料机构运动到送料料仓里面的物料盒上方，收料机构里面的吸盘通过真空发生器产生真空吸力吸附住物料盒，并将其转移到收料料仓。收料结束后，送料料仓继续将料仓内装满未贴标签产品模块的物料盒送至物料盒上料位置；收料料仓将已经收取的物料盒移动到合适位置，并做好下一次收料准备。这部分属于现有技术，在此不再展开做细节说明。

本发明的有益效果：本发明提供的这种自动贴标签系统及方法，包括标签剥离机及机器臂，标签剥离机用于将标签单个剥离分开备用，还包括贴标机构、视觉定位模块、模块整料固定夹具及物料放置模块；贴标机构安装于机械臂的末端，用于压力吸取标签并将标签滚动贴附于待贴标产品表面；视觉定位模块安装于机械臂的末端，用于图像识别定位待贴标产品位置；物料放置模块用于分开单独固定多个待贴标产品；模块整料固定夹具用于固定单个待贴标产品以供贴标机构实现标签贴附。贴标过程平面吸标，倾斜分步接触，滚动压合，可以避免贴标标签产生气泡的问题；贴标精度高，可以满足高精度贴标的要求；适用性强，可以适配不同外形的标签和产品；自动化贴标，可以有效替代人工，提高贴标一致性。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种自动贴标签系统，包括标签剥离机及机器臂，所述标签剥离机用于将标签单个剥离分开备用，其特征在于：还包括贴标机构、视觉定位模块、模块整料固定夹具及物料放置模块；

所述贴标机构安装于机械臂的末端，用于压力吸取标签并将标签滚动贴附于待贴标产品表面；

所述视觉定位模块安装于机械臂的末端，用于图像识别定位待贴标产品位置；

所述物料放置模块用于分开单独固定多个待贴标产品；

所述模块整料固定夹具用于固定单个待贴标产品以供贴标机构实现标签贴附。

2.根据权利要求1所述的自动贴标签系统，其特征在于：所述贴标机构包括摆动块及真空发生器，所述摆动块与所述机械臂连接，所述摆动块末端设有多孔平面吸盘，所述多孔平面吸盘与所述真空发生器连通。

3.根据权利要求2所述的自动贴标签系统，其特征在于：所述机械臂上安装有气缸组件，所述摆动块的一端与所述机械臂末端铰接，另一端与所述气缸组件的活塞铰接，所述摆动块的另一端所述多孔平面吸盘固定连接，所述多孔平面吸盘的靠近活塞的一侧安装有贴标滚轮。

4.根据权利要求2所述的自动贴标签系统，其特征在于：所述多孔平面吸盘为树脂材料加工而成。

5.根据权利要求1所述的自动贴标签系统，其特征在于：所述物料放置模块包括多个彼此隔开的置放盒，所述置放盒的深度不大于所述待贴标产品的高度。

6.根据权利要求1所述的自动贴标签系统，其特征在于：所述系统还包括基座，所述标签剥离机、机械臂、贴标机构、视觉定位模块及物料放置模块均安装在所述基座上。

7.根据权利要求1所述的自动贴标签系统，其特征在于：所述模块整料固定夹具包括顶块及用于放置单个待贴标产品的半开放凹槽，所述顶块一端可滑动地抵靠于所述半开放凹槽的开放端部。

8.一种自动贴标签方法，其特征在于，包括：

将待贴标产品放置于物料放置模块内，通过视觉定位模块将每个待贴标产品的位置坐标录入机器人坐标系内；

将单个待贴标产品移放至模块整料固定夹具处并夹紧；

机械臂带动贴标机构移动至已经剥离分开的标签处并吸取，然后移动至已夹紧固定产品的上方；

贴标机构通过滚动压紧方式将标签贴附于待贴标产品的表面，然后吸附抓取已经贴好标签的产品至指定位置。

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