CN112537517B - 一种卷状材料贴标设备及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卷状材料贴标设备及其控制方法，所述设备包括控制器、传输机构、贴标支撑板、探测传感器和贴标机构；所述传输机构包括机架，所述机架上设置有放卷辊轮、收卷辊轮、贴标支撑板和牵引辊轮，所述卷状材料的一端缠绕在放卷辊轮上，另一端穿过牵引辊轮和贴标支撑板后缠绕在收卷辊轮上，所述牵引辊轮用于驱动所述卷状材料从放卷辊轮向收卷辊轮运动；沿所述卷状材料运动的方向，所述探测传感器设置在所述贴标支撑板的后方，用于检测所述卷状材料上需要贴标区域并产生检测信号。本发明能够自动确定卷状材料上需要贴标区域，在该需要贴标区域运动到贴标机工位时，控制贴标机向该需要贴标区域上的底层标签贴上小标签，实现高效精准贴标。

Description

一种卷状材料贴标设备及其控制方法

技术领域

本发明涉及贴标技术领域，特别涉及一种卷状材料贴标设备及其控制方法。

背景技术

卷状材料是指卷曲缠绕在一卷筒上、具有一定宽度的整张薄膜或纸张，它包括塑料薄膜、包装袋、包装纸等。具体的，在卷状材料生产的过程中，需要在卷状材料上按照间隔长度贴上标签。例如，相关技术中，贴标过程如下：将卷状的塑料薄膜缠绕在传输机构的放卷辊轮上，塑料薄膜的自由端穿过传输机构的牵引辊轮以及引导辊轮后，最终缠绕在传输机构的收卷辊轮上，在各个辊轮的配合下，传输机构驱动塑料薄膜向收卷管轮运动并是塑料薄膜最终缠绕在收卷辊轮上；在塑料薄膜运动固定过程中，按照间隔长度，通过人工作业的将标签粘贴到塑料薄膜上。

然而，在标签行业存在着这样子的一些特殊标签，即需要首先在卷状材料上贴底层标签，然后再在底层标签上方贴上小标签，该类特殊标签有着特定的应用场合。显然，由于在底层标签上方贴上小标签对精度存在较高要求，现有人工贴标的方式无法满足该类特殊标签的贴标要求。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种卷状材料贴标设备及其控制方法，该设备能够自动确定卷状材料上需要贴标区域，并在该需要贴标区域运动到贴标机工位时，控制贴标机向该需要贴标区域上的底层标签贴上小标签，实现高效和精准贴标。

为了实现上述目的，提供如下技术方案：

第一方面，提供一种卷状材料贴标设备，所述设备包括控制器、传输机构、贴标支撑板、探测传感器和贴标机构；

所述传输机构包括机架，所述机架上设置有放卷辊轮、收卷辊轮、贴标支撑板和牵引辊轮，所述卷状材料的一端缠绕在放卷辊轮上，另一端穿过牵引辊轮和贴标支撑板后缠绕在收卷辊轮上，所述牵引辊轮用于驱动所述卷状材料从放卷辊轮向收卷辊轮运动；

沿所述卷状材料运动的方向，所述探测传感器设置在所述贴标支撑板的后方，用于检测所述卷状材料上需要贴标区域并产生检测信号；

所述贴标机构对齐所述贴标支撑板，用于对经过所述贴标支撑板的卷状材料贴标；

所述控制器用于执行以下步骤：

接收探测传感器发送的检测信号；

根据接收到的检测信号的时间计算卷状材料上需要贴标区域的位置，并在该需要贴标区域到达贴标机构对应的位置后，发送用于控制贴标机构在该需要贴标区域执行贴标动作的触发信号至贴标机构。

进一步的，所述牵引辊轮由伺服电机驱动，所述伺服电机包括编码器；

所述控制器还用于执行以下步骤：

接收所述编码器发送的脉冲信号；

对接收到的脉冲信号进行计数；

所述根据接收到的检测信号的时间计算卷状材料上需要贴标区域的位置的过程，具体为：

根据接收到检测信号的时间以及在接收到检测信号之后接收到的脉冲信号的数量计算需要贴标区域的位置。

进一步的，卷状材料上的所述需要贴标区域印刷有色块，所述探测传感器为色标传感器。

进一步的，所述控制器为可编程逻辑控制器。

第二发明，本发明提供一种卷状材料贴标设备的控制方法，所述设备包括控制器、传输机构、贴标支撑板、探测传感器和贴标机构；

所述传输机构包括机架，所述机架上设置有放卷辊轮、收卷辊轮、贴标支撑板和牵引辊轮，所述卷状材料的一端缠绕在放卷辊轮上，另一端穿过牵引辊轮和贴标支撑板后缠绕在收卷辊轮上，所述牵引辊轮用于驱动所述卷状材料从放卷辊轮向收卷辊轮运动；

沿所述卷状材料运动的方向，所述探测传感器设置在所述贴标支撑板的后方，用于检测所述卷状材料上需要贴标区域并产生检测信号；

所述贴标机构对齐所述贴标支撑板，用于对经过所述贴标支撑板的卷状材料贴标；

所述方法包括以下步骤：

控制器接收探测传感器发送的检测信号；

控制器根据接收到的检测信号的时间计算卷状材料上需要贴标区域的位置，并在该需要贴标区域到达贴标机构对应的位置后，发送用于控制贴标机构在该需要贴标区域执行贴标动作的触发信号至贴标机构。

进一步的，所述牵引辊轮由伺服电机驱动，所述伺服电机包括编码器；

所述方法还包括以下步骤：

控制器接收所述编码器发送的脉冲信号；

控制器对接收到的脉冲信号进行计数；

所述控制器根据接收到的检测信号的时间计算卷状材料上需要贴标区域的位置的过程，具体为：

控制器根据接收到检测信号的时间以及在接收到检测信号之后接收到的脉冲信号的数量计算需要贴标区域的位置。

进一步的，卷状材料上的所述需要贴标区域印刷有色块，所述探测传感器为色标传感器。

进一步的，所述控制器为可编程逻辑控制器。

相较于现有技术，本发明提供的一种卷状材料贴标设备及其控制方法至少具有以下有益效果：

本发明提供的一种卷状材料贴标设备及其控制方法够自动确定卷状材料上需要贴标区域，并在该需要贴标区域运动到贴标机工位时，控制贴标机向该需要贴标区域上的底层标签贴上小标签，实现高效和精准贴标。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；

图1为一个实施例中卷状材料贴标设备的侧面结构示意图。

图2为一个实施例中卷状材料贴标设备的电气连接关系图。

图3为一个实施例中卷状材料贴标设备的控制方法的流程图。

附图标记：

1、放卷辊轮；2、刹车装置；3、导纸辊组合；4、第一牵引辊轮；5、第二牵引辊轮；6、收卷辊轮；7、色标传感器；8、贴标支撑板；9、微调装置；110、PLC；130、贴标机构；140、伺服电机；150、编码器。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

为了便于本领域技术人员理解本发明的实施例，以下对于实施例中涉及的技术术语做简要说明。

贴标机(Labeller)，即贴标机构，是将成卷的不干胶纸标签(纸质或金属箔)粘贴在PCB、产品或规定包装上的设备。贴标机是现代包装不可缺少的组成部分。

色标传感器常用于检测特定色标或物体上的斑点，它是通过与非色标区相比较来实现色标检测，而不是直接测量颜色。色标传感器实际是一种反向装置，光源垂直于目标物体安装，而接收器与物体成锐角方向安装，让它只检测来自目标物体的散射光，从而避免传感器直接接收反射光，并且可使光束聚焦很窄。白炽灯和单色光源都可用于色标检测。

可编程逻辑控制器(即PLC,Programmable Logic Controller)是种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。

编码器(encoder)是将信号(如比特流)或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。编码器把角位移或直线位移转换成电信号，前者称为码盘，后者称为码尺。按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种；按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码，因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关。

伺服电机(servo motor)是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。

计数器在数字系统中主要是对脉冲的个数进行计数，以实现测量、计数和控制的功能，同时兼有分频功能，计数器是由基本的计数单元和一些控制门所组成，计数单元则由一系列具有存储信息功能的各类触发器构成，这些触发器有RS触发器、T触发器、D触发器及JK触发器等。一般的PLC中集成有计数器。

以下结合附图对本发明的实施例做出详细说明。

第一方面的实施例：

如图2所示，在一个实施例中提供了一种卷状材料贴标设备，所述设备包括控制器、传输机构、贴标支撑板8、探测传感器和贴标机构130；所述传输机构包括机架，所述机架上设置有放卷辊轮1、收卷辊轮6、贴标支撑板8和牵引辊轮，所述卷状材料的一端缠绕在放卷辊轮1上，另一端穿过牵引辊轮和贴标支撑板8后缠绕在收卷辊轮6上，所述牵引辊轮用于驱动所述卷状材料从放卷辊轮1向收卷辊轮6运动；沿所述卷状材料运动的方向，所述探测传感器设置在所述贴标支撑板8的后方，用于检测所述卷状材料上需要贴标区域并产生检测信号；所述贴标机构130对齐所述贴标支撑板8，用于对经过所述贴标支撑板8的卷状材料贴标。所述牵引辊轮由伺服电机140驱动，所述伺服电机140包括编码器150，卷状材料上的所述需要贴标区域印刷有色块，所述探测传感器为色标传感器7，所述控制器为可编程逻辑控制器。

如图3所示，所述控制器用于执行以下步骤：

步骤S101：接收探测传感器发送的检测信号。

步骤S102：接收所述编码器150发送的脉冲信号。

步骤S103：对接收到的脉冲信号进行计数。

步骤S104：根据接收到检测信号的时间以及在接收到检测信号之后接收到的脉冲信号的数量计算需要贴标区域的位置。

步骤S105：在该需要贴标区域到达贴标机构130对应的位置后，发送用于控制贴标机构130在该需要贴标区域执行贴标动作的触发信号至贴标机构130。

具体的，图1所示，在一个示例中，传输机构由放卷辊轮1、刹车装置2、导纸辊组合3、第一牵引辊轮4、第二牵引辊轮5、收卷辊轮6、色标传感器7、贴标支撑板8和微调装置9组装而成。传输机构的工作原理为：将卷状材料放置在放卷辊轮1上，其中，伺服电机140用于驱动第二牵引辊轮5，收卷辊轮6与第二牵引辊轮5用皮带连接，收卷辊轮6与第二牵引辊轮5同步转动；第一牵引辊轮4与放卷辊轮1用皮带连接，用于辅助第二牵引辊轮5，提高卷状材料运动的流畅程度；需要说明的是，在一些示例中，也可以只装配第二牵引辊轮5而不需要第一牵引辊轮4。如图1所示，卷状材料走纸后返回至收卷辊轮6中。传输机构由第一牵引辊轮4提供主动力，带动卷状材料向前输送压低刹车装置2后放卷辊轮1转动释放卷状材料前往贴标支撑板8进行贴标工作，贴标机构130向经过贴标支撑板8的卷状材料需要贴标区域进行贴标。贴标完成后，第二牵引辊轮5带动收卷辊轮6对贴标后的卷状材料进行收集工作。通过调节贴标支撑板8的角度可以使卷状材料更好的对齐贴标机构130，提高贴标精度。同时，还可以通过调节微调装置9上的螺杆使得传输机构整体前后移动，从而调整横向贴标位置。

具体的，由于贴标精度需要，传输机构的放卷辊轮1安装了摩擦带用于限制放卷辊轮1的转动，摩擦带在常态下如同紧扣着刹车片的自行车一般，无法顺畅转动。当需要放卷辊轮1工作时，第一牵引辊轮4会带动卷状材料运动从而将刹车装置2的摆臂压下，释放摩擦带，使放卷辊轮1可以完成转动放料工作。

可以理解的是，高速计数器通过统计编码器150发送的脉冲信号的数量，控制器能够实时获取伺服电机140转轴转动的圈数，从而根据伺服电机140与牵引辊轮的相应参数以及贴标机构130与探测传感器的距离等参数计算出纸张产品在控制器接收到检测信号的时间节点之后，卷状材料上需要贴标区域被传输机构带动由后向前运动了多远，从而能够精确的判断需要贴标区域是否对齐贴标机构130的正下方。本发明实施例提供的一种卷状材料贴标设备及其控制方法够自动确定卷状材料上需要贴标区域，并在该需要贴标区域运动到贴标机工位时，控制贴标机向该需要贴标区域上的底层标签贴上小标签，实现高效和精准贴标。

第二方面的实施例：

如图2所示，在一个实施例中提供了一种卷状材料贴标设备的控制方法，所述设备包括控制器、传输机构、贴标支撑板8、探测传感器和贴标机构130；所述传输机构包括机架，所述机架上设置有放卷辊轮1、收卷辊轮6、贴标支撑板8和牵引辊轮，所述卷状材料的一端缠绕在放卷辊轮1上，另一端穿过牵引辊轮和贴标支撑板8后缠绕在收卷辊轮6上，所述牵引辊轮用于驱动所述卷状材料从放卷辊轮1向收卷辊轮6运动；沿所述卷状材料运动的方向，所述探测传感器设置在所述贴标支撑板8的后方，用于检测所述卷状材料上需要贴标区域并产生检测信号；所述贴标机构130对齐所述贴标支撑板8，用于对经过所述贴标支撑板8的卷状材料贴标。所述牵引辊轮由伺服电机140驱动，所述伺服电机140包括编码器150，卷状材料上的所述需要贴标区域印刷有色块，所述探测传感器为色标传感器7，所述控制器为可编程逻辑控制器。

如图3所示，所述方法包括以下步骤：

步骤S101：控制器接收探测传感器发送的检测信号。

步骤S102：控制器接收所述编码器150发送的脉冲信号。

步骤S103：控制器对接收到的脉冲信号进行计数。

步骤S104：控制器根据接收到检测信号的时间以及在接收到检测信号之后接收到的脉冲信号的数量计算需要贴标区域的位置。

步骤S105：控制器在该需要贴标区域到达贴标机构130对应的位置后，发送用于控制贴标机构130在该需要贴标区域执行贴标动作的触发信号至贴标机构130。

可以理解的是，高速计数器通过统计编码器150发送的脉冲信号的数量，控制器能够实时获取伺服电机140转轴转动的圈数，从而根据伺服电机140与牵引辊轮的相应参数以及贴标机构130与探测传感器的距离等参数计算出纸张产品在控制器接收到检测信号的时间节点之后，卷状材料上需要贴标区域被传输机构带动由后向前运动了多远，从而能够精确的判断需要贴标区域是否对齐贴标机构130的正下方。本发明实施例提供的一种卷状材料贴标设备及其控制方法够自动确定卷状材料上需要贴标区域，并在该需要贴标区域运动到贴标机工位时，控制贴标机向该需要贴标区域上的底层标签贴上小标签，实现高效和精准贴标。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

Claims (6)

1.一种卷状材料贴标设备，其特征在于，所述设备包括控制器、传输机构、贴标支撑板、探测传感器和贴标机构；

所述传输机构包括机架，所述机架上设置有放卷辊轮、收卷辊轮、贴标支撑板和牵引辊轮，所述卷状材料的一端缠绕在放卷辊轮上，另一端穿过牵引辊轮和贴标支撑板后缠绕在收卷辊轮上，所述牵引辊轮用于驱动所述卷状材料从放卷辊轮向收卷辊轮运动；

沿所述卷状材料运动的方向，所述探测传感器设置在所述贴标支撑板的后方，用于检测所述卷状材料上需要贴标区域并产生检测信号；

所述贴标机构对齐所述贴标支撑板，用于对经过所述贴标支撑板的卷状材料贴标；

所述控制器用于执行以下步骤：

接收探测传感器发送的检测信号；

根据接收到的检测信号的时间计算卷状材料上需要贴标区域的位置，并在该需要贴标区域到达贴标机构对应的位置后，发送用于控制贴标机构在该需要贴标区域执行贴标动作的触发信号至贴标机构；

所述牵引辊轮由伺服电机驱动，所述伺服电机包括编码器；

所述控制器还用于执行以下步骤：

接收所述编码器发送的脉冲信号；

对接收到的脉冲信号进行计数；

所述根据接收到的检测信号的时间计算卷状材料上需要贴标区域的位置的过程，具体为：

根据接收到检测信号的时间以及在接收到检测信号之后接收到的脉冲信号的数量计算需要贴标区域的位置；

其中控制器实时获取伺服电机转轴转动的圈数，根据伺服电机与牵引辊轮的相应参数以及贴标机构与探测传感器的距离计算出纸张产品在控制器接收到检测信号的时间节点之后，卷状材料上需要贴标区域被传输机构带动由后向前运动距离，从而判断需要贴标区域是否对齐贴标机构的正下方。

2.如权利要求1所述的一种卷状材料贴标设备，其特征在于，卷状材料上的所述需要贴标区域印刷有色块，所述探测传感器为色标传感器。

3.如权利要求1所述的一种卷状材料贴标设备，其特征在于，所述控制器为可编程逻辑控制器。

4.一种卷状材料贴标设备的控制方法，其特征在于，所述设备包括控制器、传输机构、贴标支撑板、探测传感器和贴标机构；

所述传输机构包括机架，所述机架上设置有放卷辊轮、收卷辊轮、贴标支撑板和牵引辊轮，所述卷状材料的一端缠绕在放卷辊轮上，另一端穿过牵引辊轮和贴标支撑板后缠绕在收卷辊轮上，所述牵引辊轮用于驱动所述卷状材料从放卷辊轮向收卷辊轮运动；

沿所述卷状材料运动的方向，所述探测传感器设置在所述贴标支撑板的后方，用于检测所述卷状材料上需要贴标区域并产生检测信号；

所述贴标机构对齐所述贴标支撑板，用于对经过所述贴标支撑板的卷状材料贴标；

所述方法包括以下步骤：

控制器接收探测传感器发送的检测信号；

控制器根据接收到的检测信号的时间计算卷状材料上需要贴标区域的位置，并在该需要贴标区域到达贴标机构对应的位置后，发送用于控制贴标机构在该需要贴标区域执行贴标动作的触发信号至贴标机构；

所述牵引辊轮由伺服电机驱动，所述伺服电机包括编码器；

所述控制器还用于执行以下步骤：

接收所述编码器发送的脉冲信号；

对接收到的脉冲信号进行计数；

所述根据接收到的检测信号的时间计算卷状材料上需要贴标区域的位置的过程，具体为：

根据接收到检测信号的时间以及在接收到检测信号之后接收到的脉冲信号的数量计算需要贴标区域的位置；

其中控制器实时获取伺服电机转轴转动的圈数，根据伺服电机与牵引辊轮的相应参数以及贴标机构与探测传感器的距离计算出纸张产品在控制器接收到检测信号的时间节点之后，卷状材料上需要贴标区域被传输机构带动由后向前运动距离，从而判断需要贴标区域是否对齐贴标机构的正下方。

5.如权利要求4所述的一种卷状材料贴标设备的控制方法，其特征在于，卷状材料上的所述需要贴标区域印刷有色块，所述探测传感器为色标传感器。

6.如权利要求4所述的一种卷状材料贴标设备的控制方法，其特征在于，所述控制器为可编程逻辑控制器。

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