CN113184276B - 一种商标纸加料系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种商标纸加料系统，包括操作系统、依次设置在运输通道上的抓取系统、切割系统、剥离系统及运输皮带，抓取系统精简了抓取机构的设计结构，降低成本，且抓取系统基于机器视觉理论，对商标纸垛的图像有极高的处理速度和精确度，能够准确定位目标抓取物堆放形式，适用于各种复杂工况，保证了商标纸抓取过程的精准度与安全性；切割系统及剥离系统，实现商标纸包裹纸的全自动切割及剥离，控制策略简单，可执行性好；通过操作系统，对整个加料过程能做到智能化控制。本发明系统控制严谨合理，实现全过程状态检测，实现外包裹纸的自动剔除。

Description

一种商标纸加料系统

技术领域

本发明涉及一种商标纸加料系统，属于包装方面的技术领域。

背景技术

ZB47型包装机是行业卷烟小包生产的主力军，额定车速达550包/分钟，商标纸消耗速率远大于普通机型，同时，由于ZB47型包装机的特殊设计结构，其烟用商标纸的辅料添加通道位于机型正后方，挡车工在正常工作时无法顾及商标纸的添加工作。当前工业生产中，ZB47通常配备一名辅助工来专职完成ZB47机型的商标纸辅料添加工作，此方式进行一种商标纸加料不仅耗费大量人力，增加企业不必要的成本消耗，也与行业降本增效，违背智能制造的发展理念。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种商标纸加料系统，方便解决商标纸辅料添加的人力劳动。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

提供一种商标纸加料系统，包括依次设置在运输通道上的抓取系统、切割系统、剥离系统及运输皮带：

所述抓取系统用于抓取商标纸并运送至切割系统；

所述切割系统接收抓取系统运送的商标纸，完成对商标纸包裹纸的切割；

所述剥离系统接收已切割好包裹纸的商标纸，剥离包裹纸。

进一步的，该商标纸加料系统还包括操作系统，所述操作系统，提供上位人机交互功能，能够设定系统运行参数和功能，及记录系统警报信息。

进一步的，所述抓取系统包括工业照相机、激光测距仪、机械手及处理器，所述工业照相机及激光测距仪采集信息传送至处理器，所述处理器将商标纸图形信息及距离信息转化为三维坐标，控制机械手抓取商标纸放入运输通道，传送至切割系统。

进一步的，所述工业照相机采集商标纸图形信息，所述激光测距仪采集商标纸距离信息。

进一步的，所述机械手包括吸盘，所述机械手抓取商标纸的过程中，处理器控制吸盘进行负压检测。

进一步的，所述切割系统包括两条平行的输入传送带与输出传送带、切割工位、随动开纸刀、推动装置及送料装置，所述输入传送带将商标纸送入切割工位，所述推动装置推动商标纸，随动开纸刀切割商标纸包裹纸，所述送料装置将已切割好包裹纸的商标纸通过输出传送带送入剥离系统。

进一步的，所述剥离系统包括包裹纸预处理装置、商标纸预加料装置和包裹纸剥离装置，所述包裹纸预处理装置吹落商标纸上表面包裹纸，所述商标纸预加料装置将吹落上表面包裹纸的商标纸送入包裹纸剥离装置，所述包裹纸剥离装置抽出其他外包裹纸。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果包括：

本发明提供一种商标纸加料系统，精简抓取机构的设计结构，降低成本，基于机器视觉理论，对商标纸垛的图像有极高的处理速度和精确度，准确定位目标抓取物堆放形式，适用于各种复杂工况，保证了商标纸抓取过程的精准度与安全性；通过切割系统及剥离系统，实现商标纸包裹纸的全自动切割及剥离，控制策略简单，可执行性好；通过操作系统，对整个加料过程能做到智能化控制。实现外包裹纸的自动剔除及全过程状态检测。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种商标纸加料系统整体结构示意图；

图2是本发明实施例提供的商标纸抓取系统结构示意图；

图3是本发明实施例提供的商标纸包裹纸切割系统的示意图；

图4是本发明实施例提供的商标纸包裹纸剥离系统的示意图；

图5是本发明实施例提供的商标纸智能加料系统的运行流程图；

图6是本发明实施例提供的商标纸抓取系统的运行流程图；

图7是本发明实施例提供的商标纸包裹纸切割系统的运行流程图；

图8是本发明实施例提供的商标纸包裹纸剥离系统的运行流程图；

图9是本发明商标纸堆垛在抓取过程中三类工况。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，是本发明实施例提供的一种商标纸加料系统整体结构示意图。本发明提供的一种商标纸加料系统，涉及商标纸加料的三个流程：商标纸的抓取放置；商标纸包裹纸的切割；商标纸包裹纸的分离。基于以上的三个关键步骤，本发明由商标纸的抓取系统、商标纸包裹纸的切割系统、商标纸包裹纸的剥离系统组成。另外还包括能够直观反映系统运行状态和提供介入控制操作接口的商标纸智能加料操作系统。

如图2所示，是本发明实施例提供的商标纸抓取系统结构示意图，商标纸的抓取放置采用基于机器视觉的机械手吸盘抓取方法。该方法由工业照相机和激光测距仪提供对商标纸堆垛2-4的检测，通过基于机器视觉的托盘商标纸垛智能定位程序技术完成对托盘商标纸垛的形状识别和精准定位，由机械手末端的机械手2-1抓取商标纸并通过机械手2-1运送至切割系统的初始工位。

商标纸抓取添加过程由机械手及加装在其末端的抓取机构2-2完成，该抓取系统包括：固定支架、缓冲弹簧、椭圆形吸盘、压空分配器、负压发生器组、负压检测器、工业照相机、激光测距仪及其所必需的固定零部件。机械手末端为固定支架第一块平板，经竖向缓冲弹簧连接固定支架第二块平板，椭圆形吸盘固定于第二块平板下方；压空分配器与负压发生器组分别固定于抓取机构2-2的左右两侧，用于采集商标纸垛图像和位置的工业照相机及激光测距装置分别固定于抓取机构2-2的前后两侧；负压检测器由气路连接，固定于支架平板间。

抓取系统的气路：由一路总压空经固定支架一侧的压空分配器分离后，进入另一侧的负压发生器组输出三路负压，再经负压检测装置后接入位于支架下方的椭圆形吸盘中。

抓取系统的电控：工业照相机采集的数字信号和激光测距仪采集的模拟量直接发送至工业相机的中央处理器，该处理器将数据转化为三维坐标系中的三个坐标，通过RJ45网口发送至机械手的内存区；负压检测器的检测信号发送至机械手控制器，上位机系统输出的机械手抓取使能信号发送至机械手控制器；机械手控制器得到抓取使能信号后从内存器中调用三维坐标，机械手控制器控制压空分配器的动作。

如图3所示，是本发明实施例提供的商标纸包裹纸切割系统的示意图，商标纸包裹纸的切割动作由特制的包裹纸切割系统完成。该方法由运输皮带将商标纸逐次送入开纸工位，由随动开纸刀3-6及推手装置完成对商标纸包裹纸的切割，同时通过送料装置将已切割好包裹纸的商标纸送入下一道工序。

该切割系统包括：平台支架、输入传送带3-9、传送带电机、第一光电传感器3-10、电缸支架3-13、电缸3-12、第二光电传感器3-11、第三光电传感器3-2、推杆、U型槽3-8、L型板、接近开关3-7、刀片支架、随动开纸刀3-6、输出传送带、导向气缸支架、导向气缸3-4、推板3-5、第四光电传感器3-1、气路总开关。在平台支架上设置输入传送带3-9及为其提供动力的电机，在输入传送带3-9末端上方固定电杆及其支架，电缸3-12两端分别设置用于检测推杆3-14位置的光电传感器1、2，电缸3-12下方链接送纸推杆；在输入传送带3-9下方固定与送纸推杆适配的U型槽3-8和用于固定的L型板，L型板靠近推杆处固定一个用于检测商标纸位置的接近开关3-7，L型板上方设置随动开纸刀3-6及其支架；在送纸推杆运动最大值处按输入传送带3-9平行方向安装输出传送带，输出传送带起始位置固定用于二次送纸的推板3-5及其导向气缸3-4，推板3-5中部设置一个用于稳固包裹纸的吹气嘴3-3，同时在输出传送带起始处固定一个用于检测商标纸位置的光电传感器，在输出传送带下方固定气路总开关。

图4所示，是本发明实施例提供的商标纸包裹纸剥离系统的示意图，商标纸包裹纸的剥离动作由特制的包裹纸预处理装置、商标纸预加料装置和包裹纸剥离装置完成。该方法由包裹纸预处理装置将包裹纸预先处理成为特定的包装形状，由商标纸预加料装置将商标纸送入商标纸辅料的添加料位同时将包裹纸送入包裹纸剥离装置中，再由剥离装置完成最后对商标纸的剥离动作。

剥离系统包括：第二输入传送带、综合支架4-10、吹气杆4-5、色标检测器4-2、第一直线气缸4-1、吸盘支架、圆形吸盘4-3、第二直线气缸4-4、压板、负压发生器4-11、第五光电传感器4-12、旋转气缸4-6、摆杆4-7、料斗支架、直线气缸底部支撑杆、第三直线气缸4-17、直线气缸顶部支撑杆、直线气缸带孔耳座、料斗基座、料斗转轴、料斗、金属传感器4-9、第六光电传感器4-8、第七光电传感器4-15、反光片。综合支架4-10位置置于第二传送带末端上方，其上依次固定吹气杆4-5、带有圆形吸盘4-3的吸盘支架、色标检测器4-2和带有压板的第二直线气缸4-4；在第二传送带末端后方位置固定有负压发生器4-11和第五光电传感器4-12；在第二传送带末端前方位置固定有带有摆杆4-7的旋转气缸4-6；在第二传送带末端下方位置从下到上依次固定料斗支架，直线气缸底部支撑杆、第三直线气缸4-17、直线气缸顶部支撑杆、直线气缸带孔耳座、料斗基座、料斗转轴和料斗，同时在料斗基座L型转角处固定反光片，料斗侧立面固定金属薄片；在料斗转轴下方与料斗基座L型转角同高度处固定第六光电传感器4-8，在料斗侧立面对向支架处固定第七光电传感器4-15。

切割剥离子系统的气路：一路总进气经气路总开关后经气管三通接头分为两路，其中一路直接为摆杆4-7旋转气缸的气动阀提供压空供给，另一路气进入切割剥离子系统压空分配器，分别用于切割系统导向气缸3-4和其上的吹气管，剥离系统的吹气杆4-5、第一和第二直线气缸4-4、经负压发生器4-11单独供给的圆形吸盘4-3，其余待用。第三直线气缸4-17由单独压空气路供给。

切割剥离子系统的电控：切割部分的电控信号包括传送带电机控制信号、电缸运动控制信号、第一至第四光电传感器信号、接近开关信号、子系统压空分配器电磁阀信号；

剥离部分的电控信号包括第二输入传送带电机控制信号、色标检测器4-2信号、第五至第七光电传感器4-15信号、旋转气缸气动电磁阀信号、直线气缸气动电磁阀信号、金属传感器信号。它们均集成在位于输出传送带下方的子系统电气控制柜内，接入远程I/O模块，通过RJ45网口发送至机械手的内存区，供机械手PLC总控调用。

如图5所示，是本发明实施例提供的商标纸智能加料系统的运行流程图，操作系统的界面包括报警栏、生产界面、报警记录、诊断、参数设定、帮助及状态开关栏。该系统能够提供上位人机交互功能，可以根据需要设定系统的运行参数和功能，同时自动记录系统的所有警报信息。

如图6-8所示，分别为本发明实施例提供的商标纸抓取系统、商标纸包裹纸切割系统及商标纸包裹纸剥离系统的运行流程图，首先，商标纸加料系统处于初始状态，机械手1位于初始位置，判断系统安全门是否处于关闭状态，当安全门关闭，输入传送带起始处缺料时，第一光电传感器3-10将检测信号发送至机械手总控，机械手移动至托盘商标纸垛正上方，工业照相机采集多张托盘商标纸垛的俯视图像，同时从激光测距仪获得当前托盘商标纸垛所剩余的层高，经过托盘商标纸垛智能定位程序技术，从图像中处理并得出当前形状下托盘商标纸垛应优先抓取的商标纸的三维坐标，并发送给机械手内存区等待总控调用。

机械手收到坐标后，以正常运行速度运动至该位置上方5cm处，缓慢下降至与商标纸紧密接触位置，打开对应的压空分配器电磁阀，对商标纸进行抓取。抓好后，商标纸随机械手运动并被释放至输入传送带的释放工位2-3，随后机械手回到初始位置待命，等待下一次抓取信号。整个运动过程均伴随着吸盘的负压检测，一旦出现商标纸错位或掉落导致的负压突变的情况，系统自动报警并停机。

输入传送带上的商标纸随电机运转被送往切割系统的开纸工位，待L型板上的接近开关3-7发出信号，商标纸完整进入开纸工位，随后输入传送带继续转动2秒将后续若干商标纸排齐。待第四光电传感器3-1检测到对应的第二输入传送带起始工位为空，电缸带动推杆进行直线运动，推杆作用于商标纸凹口面将其向前方推送，在输送过程中随动开纸刀3-6侧切商标纸外包裹纸，完成开纸动作。商标纸被顺利送入第二输入传送带，在推手向前直线运动时，导向气缸3-4上的吹气口释放压空，防止侧切面的商标纸外包裹纸掉落。第三光电传感器3-2检测推手到达最大行程位置，电缸反向转动，推杆回到起始位置，导向气缸3-4动作，将被送入的商标纸与第二输入带上剩余商标纸排齐。当第二光电传感器3-11检测到电缸回到起始位置后，开始进行下一次送纸动作。

第二输入传送带上的商标纸排列整齐，色标检测器检测到位于第二输入传送带末端的第一块商标纸外包裹纸的黄色颜色时，第二直线气缸4-4动作，压板将第一块商标纸的第一张商标纸后端固定，第一直线气缸4-1动作，圆形吸盘4-3紧密接触外包裹纸，对应分配器电磁阀动作，圆形吸盘4-3吸紧外包裹纸，第一直线气缸4-1回缩，将商标纸上表面的外包裹纸打开，吹气杆4-5动作同时圆形吸盘4-3释放负压，上表面外包裹纸被吹落，与商标纸呈“L”型，压板回缩，旋转气缸4-6动作，摆杆4-7由摆出状态旋转至摆回状态，将吹落部分的外包裹纸压牢固。

当包装上游机内的商标纸料仓缺料时，其料仓推杆运动至料斗前端，第三直线气缸4-17底部支撑杆动作，支撑起料斗基座，料斗随固定转轴被旋转推起45°，与商标纸进料导轨平行，料仓推杆动作将料斗内的商标纸推送进入料仓。待料仓推杆运动至料斗后端时，第三直线气缸4-17顶部支撑杆动作，支撑起料斗基座，料斗随固定转轴再次被旋转推起45°，与地平线处于垂直位置，第六传感器检测料斗基座到位，第二输入传送带开始运动，将已经被吹落上表面外包裹纸的商标纸送入料斗，第五检测器检测到商标纸已经被送入料斗后，第三直线气缸4-17整体回缩，料斗放平，料斗基座下方的金属传感器4-15检测到位，旋转气缸4-6动作，摆杆4-7做摆出动作，将外包裹纸抽出，此时，色标检测器开始进行下一块商标纸外包裹纸的颜色检测。在吹气杆4-5进行吹落外包裹纸动作时，第七光电传感器4-15持续检测外包裹纸位置，若三次检测均未检测到外包裹纸，则操作系统发出警报信号“外包裹纸未吹落”。

操作系统界面的报警栏会根据系统控制器的不同故障信号给出相应的警报信息，包括文字、颜色和蜂鸣器等；生产界面用于显示当前堆垛形状的三维图像和剩余层数信息，同时提供启动抓取、堆叠修改和换盘等功能键；报警记录界面会显示系统运行时所有故障发生的时间和内容；诊断界面能够实时显示系统当前运行状态下各个部件的工作状态，包括检测器、防护门、运动机构等；参数设定界面可以进行供料速度、供料位置和供料模式的设定；帮助界面提供了系统的使用操作说明和系统各个升级版本的改动情况。

本发明实现了商标纸的智能化物料添加，无需任何人工干预；精简了抓取机构2-2的设计结构，降低设备成本，基于商标纸垛智能定位程序技术基于机器视觉理论，对商标纸垛的图像有极高的处理速度和精确度，能够准确定位目标抓取物堆放形式，适用于各种工况，抓取效果稳定，保证了商标纸抓取过程的精准度与安全性；本发明开发的一种商标纸外包裹纸侧切结构，实现了商标纸包裹纸的全自动切割及剥离，控制策略简单，可执行性好；且提供专用的上位机人机交互操作系统，界面简洁，智能化控制。

智能商标纸加料系统处于初始状态，机械手位于初始位置，机械手总控制器判断系统安全门是否处于关闭状态，安全门未关闭时，无论系统处于何种运行状态，都立刻停机并报警；当安全门关闭，第一光电传感器3-10检测到输入传送带起始处不缺料时，机械手处于初始位置待机状态；第一光电传感器3-10检测到输入传送带起始处缺料时，该检测信号将被发送至机械手总控，总控制器发出抓取指令，使机械手移动至托盘商标纸垛正上方指定位置待命，工业照相机采集多张托盘商标纸垛的俯视图像，同时激光测距仪采集当前托盘商标纸垛所剩余商标纸的层高，工业照相机和激光测距仪将采集到的信息发送给相机处理单元商标纸垛智能定位程序，该程序的具体实现方式如下：

对商标堆垛通过图像采集、预处理、定位识别等过程，计算出商标堆垛在托盘上堆放的空间位置和堆放形式，将相关信息传送给机械臂。

图像采集模块01，在生产现场环境中，利用安装在机械手臂上的相机、镜头等成像系统，在机械臂运动到托盘顶部固定位置时，触发成像系统拍照，获取到商标托盘上表面的整体图像。

图像预处理模块02，由于图像采集在生成和传输过程中会因各种噪声源的干扰和影响而使图像中包含了各种各样的噪声和畸变，在图像分析和识别中，为了抑制和消除图像中的无效信息，减少系统的数据存储量，或将图像变换成某种标准形式，以易于特征提取和识别，需对采集的图像进行预处理。主要包括：灰度化、高斯滤波、二值化等。商标顶面图像预处理具体过程为：

由于使用的彩色相机，因此首先采用加权平均值法对图像进行灰度化；

对灰度图像进行高斯滤波，以消除微小噪点；

采用最大类间误差法对灰度图进行二值化，获得二值图像。

通过灰度化、滤波、二值化后得到了易于识别的商标托盘表面图像。

图像表面模块03，对预处理后的图像进行，通过阈值法识别表面是否平整，是否存在异物。并与上一抓取周期的结果进行比较，确认托盘堆放的商标形态未发生变化。如判断有异常则发出报警信号，本次图像识别定位结束，需人工处理后再重新开始识别流程。

图像分割模块04，经过预处理之后图像剔除了干扰，突出了图像的结构信息，为图像特征提取做好了准备。并结合商标堆垛本身的特点和堆叠时具有的一定规则，尽可能利用这些优势提取出其分类信息的特征，并进行图像的分割。图像特征提取及分割的具体步骤如下。

确定图像商标堆垛与堆垛之间像素灰度的分界点A。在分析大量图像的BMP文件后最终确定阈值A为210，亮度大于210的像素认为是分界区域，小于210的像素认为是商标堆垛区域。以分界区域作为目标区域。

特征提取。采用基于灰度差异的快速识别定位算法，阈值采用A。定义CL(K)(0<k≤300)为第k列灰度值大于A的像素数。目标区域中CL(K)的最小值定义为特征值Min1，最大值定义为Max1。目标区域中第一列的C1(L)(0<l≤300)定义为特征值T1。对图像依次行扫描，当判决函数大于特征值T1时，则认为检测到了目标点。

检测出的目标点链接起来则形成了单垛商标的轮廓。利用商标的轮廓将图像分割为多剁商标。

边缘检测模块05，边缘提取首先检测出图像局部特性的不连续性，然后再将这些不连续的边缘像素连成完备的边界。在图像预处理和分割的基础上，进一步对分割后的单垛图像进行增强，结合形态学运算得到更清晰的单垛商标轮廓区域。由于单垛商标边缘的特性是沿边缘走向的像素变化平缓而垂直于边缘方向的像素变化剧烈。因此，提取边缘的算法就是检出符合边缘特性的边缘像素的数学算子。边缘检测算子检查每个像素的邻域并对灰度变化率进行量化，也包括方向的确定。具体过程为：

首先计算预处理过后的图像数据计算xy方向导数。图像数据用D[i，j]表示，其x和y方向的偏导数阵列分别为F[i，j]和G[i，j]，于是：

F[i，j]≈D[i，j+1]-D[i，j]+D[i+1，j+1]-

D[i+1，j]/2 (1)

G[i，j]≈D[i，j]-D[i+1，j]+D[i，j+1]-

D[i+1，j+1]/2 (2)

采用基于方向导数模板求卷积的方法。采用用Roberts算子。该算法的算子为：

H[i，j]＝|f[i，j]-f[i+1，j+1]|+|f[i+1，j]-

f[i，j+1]| (3)

其中，H[i，j]为处理后(i，j)点的灰度值，f[i，j]为处理前该点的灰度值。

使用Robert算子进行卷积运算，得到图像数据中各点的方向导数，来获取其梯度：

θ[i，j]＝arctan(G[i，j]/F[i，j]) (5)

计算式4、5分别表示图像中任意一个点的梯度值和方向。

局部最大值计算，利用4、5计算出的图像任意一点的梯度值和方向这两个值。采用比较法，确定一个中心点，将它的梯度值与其梯度线方向的两个相邻点相比较，若其值大则保留，否则置零。经过局部最大值处理，可以得到细化的边缘图。

阈值处理，采用双阈值方法解决上一步处理后的图像中存在包含噪声引起的对单个边缘的虚假响应问题。通过对信噪比的估计确定高、低阈值。通过直方图的统计结果得到高阈值，低阈值经试验确定为高阈值的1/2左右。大于高阈值的响应确定为边缘，小于低阈值的响应删除。在二者之间的，检测该点的8个相邻点是否存在大于高阈值的点，若有则可连接该边缘点。形成单垛商标清晰的边缘。

模板匹配模块06，通过图像分割和边缘检查后，将整个图片分割成5X10的网格，将当前品牌的标准商标图像作为参照物与每个网格进行匹配。计算出每个网格的匹配度。如果匹配度均满足要求，则认为本次模板匹配成功，可以继续下一步操作。

图像坐标模块07，以左下角为坐标原点，将每垛的坐标标识如下：

姿势直线：下一位置：

X:514.964,Y:1528.833.Z:511.524.U:-0.148.V:0.418,W:-44.244速度:50.0延时：0.00

坐标变换模块08，将图像坐标加上托盘高度位置，形成商标的空间坐标系，再根据机械臂的位置坐标与空间坐标的关系，进行坐标变换，得到当前抓取对象的整体结构同时输出本次抓取动作的三维坐标。

算例说明：如图所示是本发明的商标纸堆垛在抓取过程中可能碰到的三类情况。第一类正常工况9-1，商标纸垛智能定位程序将会输出如图中灰色商标纸所示的位置坐标，同时机器人控制三路压空电磁阀同时导通，进行抓取操作；第二类漏抓工况9-2，商标纸垛智能定位程序将会输出如图中灰色商标纸所示的位置坐标，同时机器人控制前两路压空电磁阀同时导通，进行抓取操作；第二类特殊工况9-3，商标纸垛智能定位程序将会输出如图中灰色商标纸所示的位置坐标，同时机器人将运动至如图所示特殊工位，控制前两路压空电磁阀同时导通，进行抓取操作。抓取完成后，系统模拟计算出抓取后下一次的商标图像基板，供下次图像分割后的验证。

经过托盘商标纸垛智能定位程序技术，工业相机处理器得出当前形状下托盘商标纸垛应优先抓取的商标纸的三维坐标，并发送给机械手内存区等待机械手总控调用。机械手的内存区收到坐标后，机械手总控调用坐标并控制机械手运动至该位置上方约5cm处，开始缓慢下降至与商标纸紧密接触位置，机械手总控打开压空分配器的电磁阀，椭圆吸盘处有负压产生，对指定商标纸进行吸取，可抓取的数量范围为1～3。完成抓取动作后，商标纸随机械手运动并被释放至输入传送带的释放工位。随后，机械手回到初始位置待命，等待下一次抓取信号。在整个抓取动作中，吸盘的负压检测保持开启状态，一旦出现商标纸错位或掉落的情况，导致的负压突变，负压检测器的信号将送入机械手总控制器，系统会立刻自动报警并停机。

待机械手将抓取的商标纸放在输入传送带上后，其上的一整排商标纸随传送带电机的运转被依次送往切割系统的开纸工位，第一块商标纸进入开纸工位，L型板上的接近开关3-7发出到位信号，输入传送带继续运动2s保证商标纸的完整进入，并将后续若干商标纸排齐。待第四光电传感器3-1检测到对应的第二输入传送带起始工位为空，电缸带动固定在其上的推杆做直线运动，推杆作用于商标纸凹口面将其向前方推送，在推送过程中固定在L型板侧面的随动开纸刀3-6将侧切商标纸外包裹纸，完成开纸动作。在商标纸被送入第二输入传送带的整个过程中，导向气缸3-4上的吹气口释放压空，防止侧切面的商标纸外包裹纸掉落。第三光电传感器3-2检测推手到达最大行程位置，电缸反向转动，推杆回到起始位置，导向气缸3-4动作，将被送入的商标纸与第二输入带上剩余商标纸排齐。当第二光电传感器3-11检测到电缸回到起始位置后，开始进行下一次送纸动作。

第二输入传送带上的商标纸排列整齐，色标检测器检测到位于第二输入传送带末端的第一块商标纸外包裹纸的黄色颜色时，第二直线气缸4-4动作，压板将第一块商标纸的第一张商标纸后端固定，第一直线气缸4-1动作，圆形吸盘4-3紧密接触外包裹纸，对应分配器电磁阀动作，圆形吸盘4-3吸紧外包裹纸，第一直线气缸4-1回缩，将商标纸上表面的外包裹纸打开，吹气杆4-5动作同时圆形吸盘4-3释放负压，上表面外包裹纸被吹落，与商标纸呈“L”型，压板回缩，旋转气缸4-6动作，摆杆4-7由摆出状态旋转至摆回状态，将吹落部分的外包裹纸压牢固。当ZB47包装上游机内的商标纸料仓缺料时，其料仓推杆运动至料斗前端，第三直线气缸4-17底部支撑杆动作，支撑起料斗基座，料斗随固定转轴被旋转推起45°，与ZB47商标纸进料导轨平行，料仓推杆动作将料斗内的商标纸推送进入料仓。待料仓推杆运动至料斗后端时，第三直线气缸4-17顶部支撑杆动作，支撑起料斗基座，料斗随固定转轴再次被旋转推起45°，与地平线处于垂直位置，第六传感器检测料斗基座到位，第二输入传送带开始运动，将已经被吹落上表面外包裹纸的商标纸送入料斗，第五检测器检测到商标纸已经被送入料斗后，第三直线气缸4-17整体回缩，料斗放平，料斗基座下方的金属传感器4-15检测到位，旋转气缸4-6动作，摆杆4-7做摆出动作，将外包裹纸抽出，此时，色标检测器开始进行下一块商标纸外包裹纸的颜色检测。在吹气杆4-5进行吹落外包裹纸动作时，第七光电传感器4-15持续检测外包裹纸位置，若三次检测均未检测到外包裹纸，则上位机发出警报信号“外包裹纸未吹落”。

在系统运行的整个过程中，操作上位机实时监控各个部件的运行状态，发生故障时第一时间警报，并视具体情况做停机处理，操作系统界面提供人工干预的接口，能够对子系统启动、关键运行参数、生产流程步骤进行设定，极大地简化了人工处理操作，大大提升了使用者操作系统的便捷性，也为后续本系统的推广奠定了基础。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种商标纸加料系统，其特征在于，包括依次设置在运输通道上的抓取系统、切割系统、剥离系统及运输皮带：

所述抓取系统用于抓取商标纸并运送至切割系统，所述抓取系统包括工业照相机、激光测距仪、机械手及处理器，所述工业照相机及激光测距仪采集信息传送至处理器，所述处理器将商标纸图形信息及距离信息转化为三维坐标，控制机械手抓取商标纸放入运输通道，传送至切割系统；

所述切割系统接收抓取系统运送的商标纸，完成对商标纸外包裹纸的切割，所述切割系统包括两条平行的输入传送带与输出传送带、切割工位、随动开纸刀、推动装置及送料装置，所述输入传送带将商标纸送入切割工位，所述推动装置推动商标纸，随动开纸刀切割商标纸外包裹纸，所述送料装置将已切割好外包裹纸的商标纸通过输出传送带送入剥离系统；

所述剥离系统接收已切割好外包裹纸的商标纸，剥离外包裹纸，所述剥离系统包括料斗、旋转气缸、摆杆、色标检测器、直线气缸、圆形吸盘，负压发生器及吹气杆，色标检测器检测到进入剥离系统的外包裹纸黄色颜色后，直线气缸运动使圆形吸盘贴紧外包裹纸，负压发生器在分配器电磁阀作用下产生负压，圆形吸盘吸附外包裹纸，圆形吸盘通过直线气缸回缩将商标纸上表面的外包裹纸打开，吹气杆工作吹落上表面外包裹纸；摆杆通过旋转气缸带动旋转压住吹落部分的外包裹纸，当商标纸送入料斗后，旋转气缸带动摆杆将外包裹纸抽出。

2.根据权利要求1所述的一种商标纸加料系统，其特征在于，还包括操作系统，所述操作系统，提供上位人机交互功能，能够设定系统运行参数和功能，及记录系统警报信息。

3.根据权利要求1所述的一种商标纸加料系统，其特征在于，所述工业照相机采集商标纸图形信息，所述激光测距仪采集商标纸距离信息。

4.根据权利要求1所述的一种商标纸加料系统，其特征在于，所述机械手包括吸盘，所述机械手抓取商标纸的过程中，处理器控制吸盘进行负压检测。

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