CN114013779A - 一种钢卷内曲面贴标机械手及其自动系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及钢铁厂钢卷生产自动贴标系统领域,特别是涉及一种于钢卷内曲面贴标的自动贴标系统。本申请设计了一种钢卷内曲面贴标机械手,连接并组建于机器人,其特征在于,包括机器人连接机构1、连接杆2和贴标机构3。与现有技术相比,本申请的自动贴标系统,在控制设备、机器人、贴标工具头的组合下,经过参数检测、逻辑计算、通讯处理过程,系统可以完成一项独立的贴标工作任务,大大降低了工人的劳动强度和安全风险,同时提高了贴标质量和生产效率。
Description
技术领域
本申请涉及钢铁厂钢卷生产自动贴标系统领域,特别是涉及一种于钢卷内曲面贴标的自动贴标系统。
背景技术
传统的钢卷出厂贴标签由人工进行粘贴,再用手压平压实粘贴牢固。但这种方法无法准确将标签贴到钢卷的指定位置,经常出现贴歪,标签内容因手工触碰出现刮痕的情况,且给刚生产出来的高温钢卷内表面贴标签,既不安全,效率也很低,消耗人力物力较大。行业内的卷钢贴标采取外卷面喷码或贴标的方式,在卷钢吊运、物流运输过程中会摩擦而丢失标签信息,而钢卷内曲面的自动贴标系统,既能克服人工贴标的生产安全风险,又能克服卷钢运输过程的标签破损导致的信息丢失。因此为了满足钢卷生产的需要,响应国家智能制造设备的要求,需要研制出一种高效安全的钢卷内曲面自动贴标系统。
发明内容
本申请的目的在于,克服现有技术的不足,提供一种安全、高效的钢卷内曲面自动贴标系统,完成自动贴标作业任务。
为了实现上述钢卷内曲面自动贴标系统的功能,本申请采用如下技术方案来实现:
一种钢卷内曲面贴标机械手,连接并组建于机器人,其特征在于,包括机器人连接机构1、连接杆2和贴标机构3;其中,机器人连接机构1包括机器人法兰连接板11、连接杆夹紧板12和紧固件13,可以通过法兰连接板11直接锁在机器人六轴末端法兰面上,连接杆夹紧板12端面固定在连接杆2正面,连接杆2将机器人连接机构1和贴标机构3连接起来,增大机器人贴标的工作范围,紧固件13对穿连接杆2,可以有效防止长时间工作后连接松动造成的贴标头脱落和贴标位置偏移。其中,贴标机构3包括激光定位器31、电磁阀32、真空发生器33、减压阀34、柔性调节贴标机构;所述激光定位器31通过支架固定在连接杆2上,连接杆2预留矩形孔可让激光定位器31穿过连接杆2发射激光进行目标定位,定位信号提供给控制系统(控制系统不在机械手技术方案中);电磁阀32、真空发生器33和减压阀34通过支架固定连接在连接杆2侧面。所述柔性调节贴标机构包括吹吸机构、滚动贴合机构、连接件、柔性调节机构;其中:所述吹吸机构包括贴标头盖板35、曲面贴标头36,所述贴标头盖板35和曲面贴标头36组成具有密闭空间的贴标头,曲面贴标头36作为接触面均布吹吸气孔,用于吸合/释放标签;所述滚动贴合机构包括压辊支撑架39和压辊40,压辊40连接于压辊支撑架39的端部;所述连接件即为连接架384,用于连接吹吸机构和滚动贴合机构;所述柔性调节机构,包括:连接架384与压辊支撑架39之间铰接,压辊支撑架39在连接架384所在的垂直平面内转动;以及压辊40通过轴承活动连接于压辊支撑架39的端部。
进一步,曲面贴标头上面均布吹吸气孔,用于吸附和吹落标签。
进一步,曲面贴标头吸取标签面为圆弧曲面,匹配钢卷内曲面,便于贴牢标签。
一种由钢卷内曲面贴标机械手构成的自动贴标系统,其特征在于,包括气动控制机构、控制系统、机器人,相互进行控制通讯,形成集工序控制、检测定位、动作执行功能为一体的可独立地完成一项钢卷内曲面贴标任务的系统;其中:所述电磁阀(32)、真空发生器(33)和减压阀(34)构成气动控制机构,它们通过支架固定连接在连接杆(2)侧面,通过导气管与贴标头盖板(35)和曲面贴标头(36)组成具有密闭空间气路连通;所述激光定位器(31)通过支架固定在连接杆(2)上,连接杆(2)预留矩形孔可让激光定位器(31)穿过连接杆(2)发射激光进行目标定位,定位信号提供给控制系统;贴标头盖板(35)和曲面贴标头(36)组成具有密闭空间的贴标头,可根据控制系统贴标时序,在气动阀的控制下形成真空在曲面贴标头(36)的孔上产生吸力吸附吸取标签,或产生正向气压压力吹落标签;控制系统,包括上位机系统和逻辑控制器;上位机进行人机交互和数据处理显示,逻辑控制器进行逻辑运算和指令输出输出;上位机向逻辑控制器发出工序功能命令,与机器人互相通讯获取位置数据,同步贴标工序的指令和状态;逻辑控制器接收上位机的工序功能命令,并经过程序转化输出为机器人的逻辑动作指令,同时逻辑控制器采集贴标工具头的检测压力和位置数据,并经过贴标处理后传送给上位机进行位置和状态同步;上位机、逻辑控制器、机器人相互通讯,完成控制命令、位置数据、过程数据、工序数据的同步,完成贴标的命令、动作和执行全过程;柔性调节贴标机构为新设计产品,贴标工具头安装于已有的机器人上以实现钢卷内曲面自动贴标系统。
与现有技术相比,本申请的有益效果在于:
(1)本申请的自动贴标系统,在控制设备、机器人、贴标工具头的组合下,经过参数检测、逻辑计算、通讯处理过程,系统可以完成一项独立的贴标工作任务。
(2)本申请中自动贴标系统配置贴标工具头是将钢卷所贴标签从标签打印机(工作场的其它设备,不属于本申请技术方案的组成部分)出口处吸附起来,通过工业机器人的移动将贴标头移送到待贴标位置上方合适距离,通过气动控制元件的控制,贴标头将标签吹落并粘贴到钢卷内曲面上,同时通过贴标头端部的压辊左右辊压,以贴牢标签,大大降低了工人的劳动强度和安全风险,同时提高了贴标质量和生产效率。
(3)本申请中自动贴标系统提供的曲面型浮动贴标工具头,不仅能够保证粘贴标签的位置准确度,还通过曲面贴标头和压辊的浮动机构,曲面可以保障“贴”的过程中贴标头与内卷面曲率一致,避免了机器人障碍触碰误报,压辊的浮动机构使贴标头曲面与卷面接触后有一个缓冲的受力压实作用,提高了贴标的平整度、紧实度,整体上提供了粘贴准确率和贴标效果。
附图说明
图1本申请实施例机器人的机械手结构示意图
图2为本申请实施例提供的连接机构示意图;
图3为本申请实施例提供的贴标机构的示意图;
图4为图3中压辊及浮动连接件的结构示意图;
图5为图3中贴标头及浮动机构的结构示意图。
图6为图5贴标机构分解示意图
图7为图4中压辊浮动连接件示意图
图8为图7压辊浮动连接件的分解示意图
图9贴标头浮动机构运作示意图
图10为本申请应用场景及自动贴标系统的贴标姿态示意;
图11为本申请自动贴标系统的设备布置图;
标记说明
1机器人连接机构;
2机械手的连接杆;
11法兰连接板、12连接杆夹紧板、13紧固件;
31激光定位器、32电磁阀、33真空发生器、34减压阀、35贴标头盖板;
351密封垫片、354贴标头滑块;
36曲面贴标头、37贴标头浮动机构;
371框架、372导柱、373弹簧;凹槽3711
38压辊浮动连接件;
381浮动弹簧、383导柱外支撑架、384压辊调节架、385导柱、386导柱内支撑架;耳部3821、3822;支点转孔3861、升降腰孔3862、连接螺帽3863、连接孔3864;
39压辊支撑架、40压辊。
6机器人;
具体实施方式
下面将结合具体实施例及其附图对本申请提供的技术方案作进一步说明。结合下面说明,本申请的优点和特征将更加清楚。
实施例1
如图1-图9:
一种钢卷内曲面贴标机械手,连接并组建于机器人,其特征在于,包括机器人连接机构1、连接杆2和贴标机构3;
其中,机器人连接机构1包括机器人法兰连接板11、连接杆夹紧板12和紧固件13,可以通过法兰连接板11直接锁在机器人六轴末端法兰面上,连接杆夹紧板12端面固定在连接杆2正面,连接杆2将机器人连接机构1和贴标机构3连接起来,增大机器人贴标的工作范围,紧固件13对穿连接杆2,可以有效防止长时间工作后连接松动造成的贴标头脱落和贴标位置偏移。
其中,贴标机构3包括激光定位器31、电磁阀32、真空发生器33、减压阀34、柔性调节贴标机构;所述激光定位器31通过支架固定在连接杆2上,连接杆2预留矩形孔可让激光定位器31穿过连接杆2发射激光进行目标定位,定位信号提供给控制系统(控制系统不在机械手技术方案中);电磁阀32、真空发生器33和减压阀34通过支架固定连接在连接杆2侧面。所述柔性调节贴标机构包括吹吸机构、滚动贴合机构、连接件、柔性调节机构;其中:所述吹吸机构包括贴标头盖板35、曲面贴标头36,所述贴标头盖板35和曲面贴标头36组成具有密闭空间的贴标头,曲面贴标头36作为接触面均布吹吸气孔,用于吸合/释放标签;所述滚动贴合机构包括压辊支撑架39和压辊40,压辊40连接于压辊支撑架39的端部;所述连接件即为连接架384,用于连接吹吸机构和滚动贴合机构;所述柔性调节机构,包括:连接架384与压辊支撑架39之间铰接,压辊支撑架39在连接架384所在的垂直平面内转动;以及压辊40通过轴承活动连接于压辊支撑架39的端部。
柔性调节机构还包括:第三柔性调节机构。所述第三柔性调节机构为贴标头浮动机构37,用于连接贴标头和机械手;所述第三柔性调节机构包括滑块354、弹簧373、上下两个导柱372、框架371;所述滑块354固定于贴标头盖板35上方;所述框架371底部两侧设置有凹槽3711,其宽度与滑块354相匹配,安装到位时,滑块354嵌入凹槽3711,框架371沿滑块354上下滑动;凹槽3711上方开有通孔3712;上部的导柱372通过细段固定于框架371上部,通过粗段限位于所述弹簧373内;下部的导柱372穿过框架371底部通孔3712与滑块354固定,通过粗段也限位于所述弹簧373内;上下两个导柱372、弹簧373、滑块354四者在同一条垂直线上。借助第三柔性调节机构即贴标头浮动机构37的上下浮动柔性调节和定位,钢卷标签是长方形面,曲面贴标头(36)的贴标头用的接触曲面与长方形面的标签相适应,贴标过程的按压动作始终保持贴标头的受力在其几何中心位置,因此导柱(372)插在弹簧(373)中心,通过框架(371)对导柱(372)进行限位,使其对弹簧(373)进行向下压缩时,压力的垂点在贴标头的几何中心;进一步优化,由于还设置滑块(354),具体技术方案:曲面贴标头(36)与贴标头浮动机构(37)连接后通过贴标头盖板(35)上的滑块(354)在框架(371)上下滑动实现贴标头上下浮动,因为机器人在检测到硬性障碍时会判断为异常障碍物阻挡而停止,以保护机器臂不受硬性碰撞导致步进和复位精度受损,在框架(371)内上下浮动的间距为贴标“贴”的动作下压时提供了缓冲和压实的弹性空间。
柔性调节机构还包括:第四柔性调节机构。所述第四柔性调节机构为压辊浮动连接件38,包括压辊连接架384、导柱外支撑架383、导柱内支撑架386,以及由浮动弹簧381、导柱385构成的两个弹性浮动模块;其中:所述导柱外支撑架383和压辊连接架384为刚性连接;导柱外支撑架383呈类U形结构,所述导柱内支撑架386置于导柱外支撑架383的U形结构内,所述框架371置于导柱内支撑架386内,导柱内支撑架386、导柱外支撑架383的U形结构两侧分别设有耳部3821、3822,通过该耳部两侧各设有弹性浮动模块;所述导柱内支撑架386两侧开有支点转孔3861和一个以上的升降腰孔3862;所述支点转孔3861开设于导柱内支撑架386靠近压辊连接架384的一侧,固定于导柱外支撑架383上的转轴通过支点转孔3861连接导柱内支撑架386,导柱内支撑架386可绕支点转孔3861转动;所述升降腰孔3862开设于导柱内支撑架386远离压辊连接架384的一侧,用于连接导柱内支撑架386和贴标头浮动机构37;升降腰孔3862设计为腰形,所述框架371设有连接孔3864,所述连接孔3864、升降腰孔3862、连接螺帽3863由内而外通过连接轴连接,连接轴可以沿升降腰孔3862上下运动;所述导柱内支撑架386、导柱外支撑架383的U形结构两侧分别设有耳部3821、3822,导柱内支撑架386的耳部3821、导柱外支撑架383的耳部3822两者上下配合,分别开设通孔;上下两个耳部之间设置浮动弹簧381,该浮动弹簧381内设有导柱385并通过导柱385上下分别与上下耳部限位连接。借助第四柔性调节机构,该浮动机构实现压辊的上下方向浮动柔性调节,导柱内支撑架(386)和导柱外支撑架(383)安装浮动弹簧(381)和导柱(385),导柱(385)插在浮动弹簧(381)中心,并通过耳部(3821、3822)固定;同时结合其它多个柔性调节机构可以实现压辊相对中心位置上下调整。
压辊调节架384与导柱上支撑架383上的安装孔有多个,两者的连接可左右调整,以实现压辊的左右位置调整。
所述曲面贴标头吸取标签贴标头接触面为圆弧曲面。
实施例2
如图10-图11:
由实施例1钢卷内曲面贴标机械手构成的自动贴标系统,其特征在于,包括气动控制机构、控制系统、机器人,相互进行控制通讯,形成集工序控制、检测定位、动作执行功能为一体的可独立地完成一项钢卷内曲面贴标任务的系统;其中:所述电磁阀(32)、真空发生器(33)和减压阀(34)构成气动控制机构,它们通过支架固定连接在连接杆(2)侧面,通过导气管与贴标头盖板(35)和曲面贴标头(36)组成具有密闭空间气路连通。所述激光定位器(31)通过支架固定在连接杆(2)上,连接杆(2)预留矩形孔可让激光定位器(31)穿过连接杆(2)发射激光进行目标定位,定位信号提供给控制系统。贴标头盖板(35)和曲面贴标头(36)组成具有密闭空间的贴标头,可根据控制系统贴标时序,在气动阀的控制下形成真空在曲面贴标头(36)的孔上产生吸力吸附吸取标签,或产生正向气压压力吹落标签。控制系统,包括上位机系统和逻辑控制器;上位机进行人机交互和数据处理显示,逻辑控制器进行逻辑运算和指令输出输出。上位机向逻辑控制器发出工序功能命令,与机器人互相通讯获取位置数据,同步贴标工序的指令和状态。逻辑控制器接收上位机的工序功能命令,并经过程序转化输出为机器人的逻辑动作指令,同时逻辑控制器采集贴标工具头的检测压力和位置数据,并经过贴标处理后传送给上位机进行位置和状态同步。上位机、逻辑控制器、机器人相互通讯,完成控制命令、位置数据、过程数据、工序数据的同步,完成贴标的命令、动作和执行全过程。柔性调节贴标机构为新设计产品,贴标工具头安装于已有的机器人上以实现钢卷内曲面自动贴标系统。
应用及工作方式:
在上位机控制下由逻辑控制器控制指令控制真空发生器和电磁阀,配合机器人的贴标工序时序,实现标签的吸附和吹落。
上位机发出开始贴标命令,逻辑控制器采集反馈的数据,输出控制指令与机器人通讯;激光定位器引导机器人避障和准确定位贴标位置。上位机从生产系统获取钢卷信息发送给标签打印设备,从逻辑控制器获取机器人、贴标工具头检测反馈的位置和压力等数据,并按既定工序发出贴标动作指令。贴标工具头在机器人的定位辅助下,在准确的位置执行并完成贴标的各个动作。贴标浮动贴标机构给贴标头贴标时提供了缓冲空间,可以有效避免硬接触产生的撞击损坏贴标头和机器人。滚标机构将预贴在钢卷内曲面的标签压实。
在钢卷内卷面贴标过程中,贴标头盖板(35)与其连接件(37)组成的贴标接触曲面及其弹性结构(373),可通过调整弹性力并设置机器人障碍保护阻尼的方式,防止机器人系统障碍保护触发,在“贴”的动作上通过(354)上下滑动使标签在曲面达到更好的贴紧效果。在贴紧下压的过程中,首先曲面贴标头(36)与钢卷内曲面接触,辊轴结构(40)在水平面的高度低于贴标头(36),随着贴标下压时,辊轴结构(40)受力上翘,使贴标头(36)曲面结构能与卷内面贴实且不致破坏压辊调节架(384)的刚性结构,“贴”的动作完成后,在上位机程序控制下机器人的机器臂垂直上提,辊轴结构(40)在弹力下恢复原位置。在“贴”动作完成后,上位机系统控制机器人根据计算根据提升、退回指定距离。此时在垂直方向上辊轴结构(40)高度低于贴标头(36),通过向下压的动作将辊轴(40)在一定的阻尼下压紧标签卷面,并进行往复横滚运作,进行关键的边角压实。
在钢卷内卷面贴标过程中,控制设备中的上位机系统和逻辑控制器和执行机构中的机器人和贴标工具头,需要按时序完美结合,通过激光检测物位、计算三轴位置,判断钢卷内卷敲端的方位,并规避下方敲端后进行内卷侧贴标。内卷侧贴相对于内卷下方正贴,更需要系统控制时序的精准性、贴标工具头气动装置中真空力度、真空释放毫秒级时长、吹气装置排出压力的精准控制,最终实现钢卷内卷面自主判断、自动贴标的准确性和紧密性要求。
如图10和图11的功能架构所示,上位机发出贴标命令,逻辑控制器处理上位机每一个步骤的指令,机器人与上位机、逻辑控制器通讯,执行相应的距离检测、压力检测和定位命令后,并将执行的状态返回给逻辑控制器和上位机进行状态指示。贴标工具头执行贴标的具体动作。
进一步,曲面贴标头吸取标签贴标头接触面为圆弧曲面,与要应用的生产线上钢卷内曲面的曲率匹配,便于贴牢标签。
本申请提供的贴标工具头的贴标动作执行方式如下:
在贴标工具头移动到标签打印机出口处合适位置后,通过气动控制阀控制贴标曲面头吸气,同时在标签打印机打印出标签过程中,借助打印机标签出口下方的吹气装置辅助标签吸附到曲面头上。标签吸附后,贴标头通过机器人移动到钢卷端面后上下扫描钢卷横截面,通过激光测距仪判断钢卷圆心轴线位置。贴标头移动到钢卷待贴标签位置正上方的圆心轴线位置后,水平旋转贴标头通过激光测距仪判断初定贴标位置是否有翘边,没有的话就根据计算的钢卷内曲面半径下移贴标头,通过气动控制阀控制贴标曲面头吹气,将标签吹落到钢卷内曲面上。如果初定位置有翘边,按照既定程序水平旋转一定角度避开翘边后再继续如上贴标动作。标签吹落到钢卷内曲面后,通过贴标头上的压辊左右辊压,以压实贴牢标签。全部完成后贴标头退出钢卷内部,重新取标签重复如上动作。
在本申请中,贴标头通过连接杆与机器人连接机构相连。机器人连接机构可以连接在不同工作域的6轴工业机器人末端,通过工业机器人的移动,实现贴标头不同位置的取标和贴标、正贴和反贴等。
上述描述仅是对本申请贴标动作较佳实施例的描述,并非是对本申请范围的任何限定。任何熟悉该领域的普通技术人员根据上述揭示的技术内容做出的任何变更或修饰均应当视为等同的有效实施例,均属于本申请技术方案保护的范围。
Claims (7)
1.一种钢卷内曲面贴标机械手,连接并组建于机器人,其特征在于,包括机器人连接机构1、连接杆2和贴标机构3;
其中,机器人连接机构1包括机器人法兰连接板11、连接杆夹紧板12和紧固件13,可以通过法兰连接板11直接锁在机器人六轴末端法兰面上,连接杆夹紧板12端面固定在连接杆2正面,连接杆2将机器人连接机构1和贴标机构3连接起来,增大机器人贴标的工作范围,紧固件13对穿连接杆2,可以有效防止长时间工作后连接松动造成的贴标头脱落和贴标位置偏移。
其中,贴标机构3包括激光定位器31、电磁阀32、真空发生器33、减压阀34、柔性调节贴标机构;所述激光定位器31通过支架固定在连接杆2上,连接杆2预留矩形孔可让激光定位器31穿过连接杆2发射激光进行目标定位,定位信号提供给控制系统;电磁阀32、真空发生器33和减压阀34通过支架固定连接在连接杆2侧面;
所述柔性调节贴标机构包括吹吸机构、滚动贴合机构、连接件、柔性调节机构;其中:所述吹吸机构包括贴标头盖板35、曲面贴标头36,所述贴标头盖板35和曲面贴标头36组成具有密闭空间的贴标头,曲面贴标头36作为接触面均布吹吸气孔,用于吸合/释放标签;所述滚动贴合机构包括压辊支撑架39和压辊40,压辊40连接于压辊支撑架39的端部;所述连接件即为连接架384,用于连接吹吸机构和滚动贴合机构;所述柔性调节机构,包括:连接架384与压辊支撑架39之间铰接,压辊支撑架39在连接架384所在的垂直平面内转动;以及压辊40通过轴承活动连接于压辊支撑架39的端部。
2.如权利要求1所述一种钢卷内曲面贴标机械手,其特征在于,柔性调节机构还包括:第三柔性调节机构;
所述第三柔性调节机构为贴标头浮动机构37,用于连接贴标头和机械手;所述第三柔性调节机构包括滑块354、弹簧373、上下两个导柱372、框架371;所述滑块354固定于贴标头盖板35上方;所述框架371底部两侧设置有凹槽3711,其宽度与滑块354相匹配,安装到位时,滑块354嵌入凹槽3711,框架371沿滑块354上下滑动;凹槽3711上方开有通孔3712;上部的导柱372通过细段固定于框架371上部,通过粗段限位于所述弹簧373内;下部的导柱372穿过框架371底部通孔3712与滑块354固定,通过粗段也限位于所述弹簧373内;上下两个导柱372、弹簧373、滑块354四者在同一条垂直线上。
3.如权利要求1或2所述一种钢卷内曲面贴标机械手,其特征在于,柔性调节机构还包括:第四柔性调节机构;
所述第四柔性调节机构为压辊浮动连接件38,包括压辊连接架384、导柱外支撑架383、导柱内支撑架386,以及由浮动弹簧381、导柱385构成的两个弹性浮动模块;其中:
所述导柱外支撑架383和压辊连接架384为刚性连接;导柱外支撑架383呈类U形结构,所述导柱内支撑架386置于导柱外支撑架383的U形结构内,所述框架371置于导柱内支撑架386内,导柱内支撑架386、导柱外支撑架383的U形结构两侧分别设有耳部3821、3822,通过该耳部两侧各设有弹性浮动模块;
所述导柱内支撑架386两侧开有支点转孔3861和一个以上的升降腰孔3862;
所述支点转孔3861开设于导柱内支撑架386靠近压辊连接架384的一侧,固定于导柱外支撑架383上的转轴通过支点转孔3861连接导柱内支撑架386,导柱内支撑架386可绕支点转孔3861转动;
所述升降腰孔3862开设于导柱内支撑架386远离压辊连接架384的一侧,用于连接导柱内支撑架386和贴标头浮动机构37;升降腰孔3862设计为腰形,所述框架371设有连接孔3864,所述连接孔3864、升降腰孔3862、连接螺帽3863由内而外通过连接轴连接,连接轴可以沿升降腰孔3862上下运动;
所述导柱内支撑架386、导柱外支撑架383的U形结构两侧分别设有耳部3821、3822,导柱内支撑架386的耳部3821、导柱外支撑架383的耳部3822两者上下配合,分别开设通孔;上下两个耳部之间设置浮动弹簧381,该浮动弹簧381内设有导柱385并通过导柱385上下分别与上下耳部限位连接。
4.如权利要求3所述一种钢卷内曲面贴标机械手,其特征在于,压辊调节架384与导柱上支撑架383上的安装孔有多个,两者的连接可左右调整,以实现压辊的左右位置调整。
5.如权利要求1或2或3所述一种钢卷内曲面贴标机械手,其特征在于,所述曲面贴标头吸取标签贴标头接触面为圆弧曲面。
6.一种由权利要求1钢卷内曲面贴标机械手构成的自动贴标系统,其特征在于,包括气动控制机构、控制系统、机器人,相互进行控制通讯,形成集工序控制、检测定位、动作执行功能为一体的可独立地完成一项钢卷内曲面贴标任务的系统;
其中:
所述电磁阀(32)、真空发生器(33)和减压阀(34)构成气动控制机构,它们通过支架固定连接在连接杆(2)侧面,通过导气管与贴标头盖板(35)和曲面贴标头(36)组成具有密闭空间气路连通;
所述激光定位器(31)通过支架固定在连接杆(2)上,连接杆(2)预留矩形孔可让激光定位器(31)穿过连接杆(2)发射激光进行目标定位,定位信号提供给控制系统;
贴标头盖板(35)和曲面贴标头(36)组成具有密闭空间的贴标头,可根据控制系统贴标时序,在气动阀的控制下形成真空在曲面贴标头(36)的孔上产生吸力吸附吸取标签,或产生正向气压压力吹落标签;
控制系统,包括上位机系统和逻辑控制器;上位机进行人机交互和数据处理显示,逻辑控制器进行逻辑运算和指令输出输出;
上位机向逻辑控制器发出工序功能命令,与机器人互相通讯获取位置数据,同步贴标工序的指令和状态;
逻辑控制器接收上位机的工序功能命令,并经过程序转化输出为机器人的逻辑动作指令,同时逻辑控制器采集贴标工具头的检测压力和位置数据,并经过贴标处理后传送给上位机进行位置和状态同步;
上位机、逻辑控制器、机器人相互通讯,完成控制命令、位置数据、过程数据、工序数据的同步,完成贴标的命令、动作和执行全过程;
柔性调节贴标机构为新设计产品,贴标工具头安装于已有的机器人上以实现钢卷内曲面自动贴标系统。
7.如权利要求6所述的自动贴标系统,其特征在于,借助第三柔性调节机构即贴标头浮动机构37的上下浮动柔性调节和定位,钢卷标签是长方形面,曲面贴标头(36)的贴标头用的接触曲面与长方形面的标签相适应,贴标过程的按压动作始终保持贴标头的受力在其几何中心位置,因此导柱(372)插在弹簧(373)中心,通过框架(371)对导柱(372)进行限位,使其对弹簧(373)进行向下压缩时,压力的垂点在贴标头的几何中心;进一步优化,由于还设置滑块(354),具体技术方案:曲面贴标头(36)与贴标头浮动机构(37)连接后通过贴标头盖板(35)上的滑块(354)在框架(371)上下滑动实现贴标头上下浮动,因为机器人在检测到硬性障碍时会判断为异常障碍物阻挡而停止,以保护机器臂不受硬性碰撞导致步进和复位精度受损,在框架(371)内上下浮动的间距为贴标“贴”的动作下压时提供了缓冲和压实的弹性空间。
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