CN112793883A - 一种物联网智能燃气表贴牌装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种物联网智能燃气表贴牌装置，解决了智能燃气表自动贴牌的问题。本发明包括：工作台，连接于工作台上的工位切换单元，工位切换单元包括用于放置标牌的放置槽和驱动机构，驱动机构具有可旋转的输出轴，沿输出轴的径向截面上，放置槽与的输出轴之间有间距，驱动机构的输出轴旋转时，放置槽绕输出轴做旋转运动，连接于工作台上且围绕工位切换单元设置的供料单元、抓料单元、激光打标单元、贴牌单元，供料单元用于存放标牌，抓料单元用于将供料单元中的标牌运送至放置槽中，激光打标单元用于对放置槽中的标牌进行刻印，贴牌单元用于将放置槽中的标牌贴合至物联网智能燃气表中。本发明具有节省人力工时、节省成本等优点。

Description

一种物联网智能燃气表贴牌装置

技术领域

本发明涉及燃气表自动化生产技术领域，具体涉及一种物联网智能燃气表贴牌装置。

背景技术

物联网智能燃气表，一种智能化的燃气表。目前国内的智能燃气表主要有IC卡智能燃气表、CPU卡智能燃气表、射频卡智能燃气表、直读式远传燃气表(有线远传表)以及无线远传燃气表、物联网智能燃气表等这几大类。

在物联网智能燃气表生产中，其中就包括标牌的贴放，而标牌在贴放前还需进行激光刻印产品信息，在一般情况下，前述工序都是采用人工操作，人力、工时耗费太大，成本较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：实现标牌的刻印、贴合的自动化，本发明提供了解决上述问题的一种物联网智能燃气表贴牌装置。

本发明通过下述技术方案实现：

一种物联网智能燃气表贴牌装置，包括：工作台，连接于工作台上的工位切换单元，所述工位切换单元包括用于放置标牌的放置槽和驱动机构，所述驱动机构具有可旋转的输出轴，沿输出轴的径向截面上，所述放置槽与所述的输出轴之间有间距，所述驱动机构的输出轴旋转时，放置槽绕输出轴做旋转运动，连接于工作台上且围绕工位切换单元设置的供料单元、抓料单元、激光打标单元、贴牌单元，所述供料单元用于存放标牌，所述抓料单元用于将供料单元中的标牌运送至放置槽中，所述激光打标单元用于对放置槽中的标牌进行刻印，所述贴牌单元用于将放置槽中的标牌贴合至物联网智能燃气表中。

本发明中的工作台主要用于作为安装台，工位切换单元安装于工作台上，供料单元中的料为标牌，供料单元通过抓取单元将标牌放置于工位切换单元中的放置槽中，此时驱动机构工作，放置槽旋转至与激光打标单元对应的位置，驱动机构待机，激光打标单元对标牌进行刻印，刻印完成后，驱动机构工作，放置槽旋转至与贴牌单元对应的位置，贴牌单元将放置槽中的标牌贴合到自动化生产流水线上的物联网智能燃气表中，从而实现标牌的自动刻印和自动贴合，相较人工贴牌，本发明中刻印、贴合动作衔接更加紧凑，提高了贴牌效率，同时，利用机器代替人力，达到了不间断、不停歇工作，且出错率稳定可控，进一步的提高了物联网智能燃气表的生产效率。

在一个示例中，放置槽的数量可以设置为至少3个，所有放置槽绕输出轴呈圆周排布，任意放置槽与输出轴之间有间距，使得在驱动机构工作时，抓料单元、贴牌单元、激光打标单元能够同时对应于不同的放置槽以使设备实现分布式操作，从而提高标牌的刻印、贴合效率。

优选地，所述抓料单元具有用于抓取标牌的抓手，所述抓手上设有折弯机构，所述折弯机构至少包含一个抓取端和一个抵触端，所述抵触端通过第二伸缩机构与所述抓手连接，第二伸缩机构可带动抵触端沿标牌的表面的法向上做伸缩运动，所述抓取端用于抓取供料单元中的标牌，所述抓取端抓取到标牌时，所述标牌与抵触端抵触，沿标牌的表面的法向上，抵触端位于抓取端与标牌之间；此处的第二伸缩机构包括但不限于弹簧、缓冲杆、气缸、线性模组等，在本方案设置的前提下，抵触端先于抓取端接触标牌，此时驱动第二伸缩机构收缩或由于第二伸缩机构本身结构进行收缩，待抓取端抓取到标牌，在提升的过程中，驱动第二伸缩机构伸长或由于第二伸缩机构本身结构进行伸长，使得抵触端对标牌有一个推动，从而使得标牌被抓取后被迫弯折，以此使抓取中的标牌与待抓取标牌分离。

进一步地，沿标牌表面的法向上，所述抵触端与抓取端之间的间隙宽度为1.5～2.5mm；间隙太小，无法对标牌造成有效弯折，间隙太大，容易对标牌造成永久形变，致使降低物联网智能燃气表的生产质量。

进一步地，所述抓取端通过第一伸缩机构与所述抓手连接，第一伸缩机构可带动抓取端沿标牌的表面的法向上做伸缩运动；此处的第一伸缩机构包括但不限于弹簧、缓冲杆、气缸、线性模组等，抓取端可伸缩的设置使得抓取端在抓取标牌时存在一定缓冲作用，一来防止抓取端在抓取过程中对标牌造成伤害，二来由于缓冲作用的存在，使得抓取端能适应一定的系统累积误差，保证抓取端即使在长时间的误差累积情况下，依然能稳定抓取标牌。

进一步地，所述折弯机构包括第一吸盘和第二吸盘，所述第一吸盘通过第一伸缩机构连接于抓手上作为抓取端，所述第二吸盘通过第二伸缩机构连接于抓手上作为抵触端；在抓取过程中，抵触端也可辅助抓取端进行标牌的抓取，保证标牌的成功抓取。

优选的，所述抓料单元包括第一线性模组和连接于第一线性模组上的第二线性模组，第二线性模组在第一线性模组的带动下做线性往复运动，所述抓手位于第二线性模组上，抓手在第二线性模组的带动下做线性往复运动。

优选地，所述供料单元包括料仓和顶伸机构，所述料仓具有轮廓与标牌适配的通槽，通槽一端设有活动挡板，所述活动挡板可在所述通槽内往复移动，所述顶伸机构具有与所述活动挡板可拆卸连接的顶伸端，工作状态下，所述顶伸端带动活动挡板在所述通槽内往复运动；此处的顶伸机构包括但不限于气缸、线性模组、曲柄连杆等，故此处的顶伸端即为例如气缸中的活塞端头或线性模组中的滑动块或曲柄连杆中的自由端，顶伸机构的设置使得抓手的抓取距离一定，从而减小行程更换带来的累积误差，保证了抓取精度。

进一步地，所述顶伸机构包括丝杆滑台机构，所述丝杆滑台机构中的丝杆的轴线与所述通槽的中轴线平行或重合，所述顶伸端与所述丝杆滑台机构中的滑块连接。

进一步地，所述料仓至少为2个，所有料仓依次相连并沿所述通槽的长轴线的一个垂线方向排布，所述供料单元包括推仓机构，所述推仓机构包括直线模组或气缸，所述推仓机构具有推动端，所述推动端位于直线模组的滑块上或气缸的活塞端头上，所述推动端的运动方向与料仓的排布方向平行或重合，所述推动端与其中一个料仓连接，工作状态下，推动端带动料仓运动以使所述顶伸端与不同的料仓的活动挡板活动连接；减小工作人员对供料单元的装料频率。

本发明具有如下的优点和有益效果：

1、本发明实现了物联网智能燃气表贴牌的自动化，相较人工贴牌，本发明中刻印、贴合动作衔接更加紧凑，提高了贴牌效率，同时，利用机器代替人力，达到了不间断、不停歇工作，且出错率稳定可控，进一步的提高了物联网智能燃气表的生产效率。

2、本发明集供料、刻印、贴合为一体，实现装配工艺的集成化，减少了额外的装配工艺及生产流程，节省了生产成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的供料单元中缓冲吸盘的局部放大结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-工作台，2-工位切换单元，3-驱动机构，4-供料单元，5-抓料单元，6-激光打标单元，7-贴牌单元，8-抓取端，9-抵触端，10-标牌，11-第一伸缩机构，12-第二伸缩机构，13-第一吸盘，14-第二吸盘，15-第一线性模组，16-第二线性模组，17-料仓，18-顶伸机构，19-推仓机构，20-物联网智能燃气表。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

参见图1，一种物联网智能燃气表20贴牌装置，包括：工作台1；连接于工作台1上的工位切换单元2，工位切换单元2包括用于放置标牌10的放置槽和驱动机构3，驱动机构3具有可旋转的输出轴，沿输出轴的径向截面上，放置槽与所述的输出轴之间有间距，所述驱动机构3的输出轴旋转时，放置槽绕输出轴做旋转运动；连接于工作台1上且围绕工位切换单元2设置的供料单元4、抓料单元5、激光打标单元6、贴牌单元7；供料单元4用于存放标牌10；抓料单元5用于将供料单元4中的标牌10运送至放置槽中；激光打标单元6用于对放置槽中的标牌10进行刻印；贴牌单元7用于将放置槽中的标牌10贴合至物联网智能燃气表20中。

本发明首先在供料单元4中装填标牌10，再通过抓料单元5将供料单元4中的标牌10抓取并运送至放置槽中，工位切换单元2使驱动机构3工作，从而使放置槽旋转以使标牌10与激光打标单元6对应，此时激光打标单元6开始工作，在标牌10上刻印参数信息，刻印完成后，工位切换单元2使驱动机构3工作，从而使放置槽旋转以使标牌10与贴牌单元对应，此时贴牌单元7工作，将放置槽中的标牌10贴至自动化生产线上的物联网智能燃气表20中。

特别的，此处的放置槽可以设置至少3个，沿输出轴的径向截面上，所有放置槽呈圆周阵列均布，每个放置槽与输出轴之间有间距，从而使得驱动机构3工作时，抓料单元5、激光打标单元6、贴牌单元7均能与不同的放置槽对应，实现各单元工作的连续性。

实施例2

在实施例1的基础上，工作台1为放置于地面的长方体，工作台1包括驱动机构3和连接于驱动机构3驱动端的连接圆台，连接圆台平行于工作台1上表面，驱动机构3带动连接圆台旋转，圆台上表面设置有4个呈圆周均匀排布的安置槽，其中3个安置槽与抓料单元4、激光打标单元5和贴牌单元7分别对应，供料单元4、抓料单元5、激光打标单元6和贴牌单元7围绕工位切换单元2连接于工作台1上，供料单元4包括料仓17、顶伸机构18和推仓机构19，两个呈长方体的料仓17并排设置并连接于连接板上，料仓17上沿长轴线的方向设置有通槽，通槽底部设有活动挡板，顶伸机构18固定于工作台1的一个侧面上，顶伸机构18的顶伸端的运动方向垂直于地面，顶伸机构18的顶伸端与活动挡板可拆卸连接，顶伸端带动活动挡板做上升运动；抓料单元5包括固定杆、第一线性模组15、第二线性模组16和抓手，第一线性模组15中滑动块的运动方向水平，其中一个料仓17位于第一线性模组15的滑动块的运动方向上，第二线性模组16连接于第一线性模组15的滑动块上，第二线性模组16运动方向竖直，抓手位于第二线性模组16的滑动块上，抓手通过吸盘对标牌10进行抓取；激光打标单元6包括手摇式丝杆滑台和刻印机，刻印机连接于手摇式丝杆滑台的滑块上；贴牌单元7为六轴机械手。

实施例3

在实施例2的基础上，参见图2，抓手上设有折弯机构，折弯机构包括抓取端8和抵触端9，抓取端8由第一伸缩机构11和连接于第一伸缩机构11一端的吸盘组成，第一伸缩机构11设置于抓手上，抓手通过抓取端8上的吸盘对标牌10进行抓取，抵触端9为一刚性件。

在贴牌工序中，发明人发现，标牌10大量叠放于料仓17后，由于自身重力、大气压的压力及抓手的间歇压力极易使多个标牌10相互吸附，致使在抓取标牌10的过程中，一次性抓取多个标牌10，影响标牌10的贴合，故在本方案中，设置有抓取端8和抵触端9，由于抓取端8可伸缩，在抓手抓取标牌10前，通过第一伸缩机构11伸出吸盘使抓取端8先于抵触端9接触标牌10并对标牌10进行抓取，在抓取的同时，通过第一伸缩机构11使吸盘逐渐缩回，直至抵触端9与标牌10接触，此时提升标牌10，同时通过第一伸缩机构11使吸盘缩回，由于抵触端9对标牌10限位，使得被抓取的标牌10被迫变形，即被抓取的标牌10与下层首个标牌10之间产生缝隙，通过大气压的作用，使得下层标牌10与被抓取的标牌10分离。

特别的，在本方案中，参见图3，一种可能的替换方案为：抓取端8由刚性条和连接于刚性条一端的吸盘组成，抵触端9由一刚性件和第二伸缩机构12组成，第二伸缩机构12为缓冲杆，缓冲杆另一端与抓手连接，沿标牌10的表面的法向方向上，抵触端9位于吸盘与标牌10之间；在抓取标牌10的过程中，抵触端9先接触标牌10，由于缓冲杆的作用使得抓手可继续靠近标牌10，抓取完成后，在提升的过程中，缓冲杆由于要恢复原状，抵触端9对标牌10施加一定的压力，从而使得标牌10被迫变形。

在本实施例中，抓取端8、抵触端9还可以均通过缓冲杆与抓手连接且缓冲杆上设有吸盘，参见图4，，即只要是在标牌10提升过程中，抓取端8与抵触端9在标牌10的表面的法向方向上发生错位以使标牌10被迫变形，则均应包含在本实施例的技术理念中。

实施例4

在实施例3的基础上，在标牌10提升过程中，抓取端8与抵触端9在标牌10的表面的法向方向上发生错位形成的间距为1.5～2.5mm。

标牌10的标准厚度一般选用1mm，由于误差的原因，标牌10的厚度在0.5～2mm之间，发明人针对不同厚度的标牌做了大量的标牌抓取试验，在利用抓取端8与抵触端9进行标牌10的抓取试验中发现，间距小于1.5mm时，标牌10形变量太小，不足以使标牌10与下层标牌10发生分离，在加大抓取端8的提升力时，标牌10要么与抓取端8直接脱离，要么发生了局部的细微变形，形成局部的凸起，从而使得在后续的标牌10固定工序中难以定位，故发明人通过增大间距至1.7mm、2mm、2.3mm分别进行了试验，1.7mm的间距对于较薄的标牌10，0.5～0.8mm厚度，标牌10能够发生弹性变形，完美使抓取的标牌10与下层的标牌10分离，而对于较厚的标牌10，则需要增大抓取端8的提升力使标牌10发生弹性变形，2.3mm的间距对于较薄的标牌10则易发生永久变形，但变形量对于后续的定位无影响，对于较厚的标牌10则完美使抓取的标牌10与下层的标牌10分离，2mm的间距对于在公差范围内的标牌10既不用加大提升力，有不会发生永久变形，而对于大于2.5mm的间距，标牌10形变量太大以致超出自身的弹性极限，标牌10发生永久形变。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种物联网智能燃气表贴牌装置，其特征在于，包括：

工作台(1)；

连接于工作台(1)上的工位切换单元(2)，所述工位切换单元(2)包括用于放置标牌(10)的放置槽和驱动机构(3)，所述驱动机构(3)具有可旋转的输出轴，在输出轴的径向截面上，所述放置槽与所述的输出轴之间有间距，所述驱动机构(3)的输出轴旋转时，放置槽绕输出轴做旋转运动；

连接于工作台(1)上且围绕工位切换单元(2)设置的供料单元(4)、抓料单元(5)、激光打标单元(6)、贴牌单元(7)；

所述供料单元(4)用于存放标牌(10)；

所述抓料单元(5)用于将供料单元(4)中的标牌(10)运送至放置槽中；

所述激光打标单元(6)用于对放置槽中的标牌(10)进行刻印；

所述贴牌单元(7)用于将放置槽中的标牌(10)贴合至物联网智能燃气表(20)中。

2.根据权利要求1所述的一种物联网智能燃气表贴牌装置，其特征在于，所述抓料单元(5)具有用于抓取标牌(10)的抓手，所述抓手上设有折弯机构，所述折弯机构至少包含一个抓取端(8)和一个抵触端(9)，所述抵触端(9)通过第二伸缩机构(12)与所述抓手连接，第二伸缩机构(12)可带动抵触端(9)沿标牌(10)的表面的法向上做伸缩运动，所述抓取端(8)用于抓取供料单元(4)中的标牌(10)；

所述抓取端(8)抓取到标牌(10)时，所述标牌(10)与抵触端(9)抵触，沿标牌(10)的表面的法向上，抵触端(9)位于抓取端(8)与标牌(10)之间。

3.根据权利要求2所述的一种物联网智能燃气表贴牌装置，其特征在于，沿标牌(10)表面的法向上，所述抵触端(9)与抓取端(8)之间的间隙宽度为1.5～2.5mm。

4.根据权利要求2所述的一种物联网智能燃气表贴牌装置，其特征在于，所述抓取端(8)通过第一伸缩机构(11)与所述抓手连接，第一伸缩机构(11)可带动抓取端(8)沿标牌(10)的表面的法向上做伸缩运动。

5.根据权利要求4所述的一种物联网智能燃气表贴牌装置，其特征在于，所述折弯机构包括第一吸盘(13)和第二吸盘(14)，所述第一吸盘(13)通过第一伸缩机构(11)连接于抓手上作为抓取端(8)，所述第二吸盘(14)通过第二伸缩机构(12)连接于抓手上作为抵触端(9)。

6.根据权利要求2所述的一种物联网智能燃气表贴牌装置，其特征在于，所述抓料单元(5)包括第一线性模组(15)和连接于第一线性模组(15)上的第二线性模组(16)，第二线性模组(16)在第一线性模组(15)的带动下做线性往复运动，所述抓手位于第二线性模组(16)上，抓手在第二线性模组(16)的带动下做线性往复运动。

7.根据权利要求1所述的一种物联网智能燃气表贴牌装置，其特征在于，所述供料单元(4)包括料仓(17)和顶伸机构(18)；

所述料仓(17)具有轮廓与标牌(10)适配的通槽，通槽一端设有活动挡板，所述活动挡板可在所述通槽内往复移动；

所述顶伸机构(18)具有与所述活动挡板可拆卸连接的顶伸端，工作状态下，所述顶伸端带动活动挡板在所述通槽内往复运动。

8.根据权利要求7所述的一种物联网智能燃气表贴牌装置，其特征在于，所述顶伸机构(18)包括丝杆滑台机构，所述丝杆滑台机构中的丝杆的轴线与所述通槽的中轴线平行或重合，所述顶伸端与所述丝杆滑台机构中的滑块连接。

9.根据权利要求8所述的一种物联网智能燃气表贴牌装置，其特征在于，所述料仓(17)至少为2个，所有料仓(17)依次相连并沿垂直于所述通槽的长轴线的方向排布；

所述供料单元包括推仓机构(19)，所述推仓机构(19)包括直线模组或气缸，所述推仓机构(19)具有推动端，所述推动端位于直线模组的滑块上或气缸的活塞端头上，所述推动端的运动方向与料仓(17)的排布方向平行或重合，所述推动端与其中一个料仓(17)连接，工作状态下，推动端带动料仓(17)运动以使所述顶伸端与不同的料仓(17)的活动挡板活动连接。

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