CN114229165B - 基于提升对位精确性及质量的多点视觉引导贴标设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于提升对位精确性及质量的多点视觉引导贴标设备，其中，出标结构固接于安装结构，图像采集结构固接于安装结构，图像采集结构具有图像采集输入端，传送平台结构固接于安装结构，出标结构释放标签的一端朝向传送平台结构，平面位移驱动结构具有能够在平面内任意位移的平面驱动输出端，升降驱动结构固接于平面驱动输出端，升降驱动结构具有能够进行竖直升降的竖直升降输出端；吸贴标结构，固接于竖直升降输出端用于吸贴标签，解决了在标签发生偏移时，现有的贴标机难以将标签精确地对位贴至运输工件上，以及标签在各种因素下出现破损、字迹模糊等质量异常时，通过现有的贴标机无法及时发现，难以保证贴标质量的技术问题。

Description

基于提升对位精确性及质量的多点视觉引导贴标设备

技术领域

本发明涉及自动化贴标装置技术领域，具体而言，涉及一种基于提升对位精确性及质量的多点视觉引导贴标设备。

背景技术

目前，工业上使用的贴标机是一种用于将标签剥离机构上输出的标签贴合至相应的运输工件上的自动化机械设备，节省人力并提升了贴标效率。

现有的贴标机虽然能够实现自动化取贴标签的作业过程，但是由于标签在传输过程中存在受到外力而发生偏移的可能性，而在标签发生偏移时无法通过高精度的吸贴标结构弥补差位，进而导致贴标机难以将标签精确地对位贴至运输工件上，或是标签在各种因素下出现破损、字迹模糊等质量异常时，通过现有的贴标机无法及时发现，也难以有效保证贴标质量。

发明内容

为此，本发明提供了一种基于提升对位精确性及质量的多点视觉引导贴标设备，以解决现有技术中在标签发生偏移时，贴标机难以将标签精确地对位贴至运输工件上，以及标签在各种因素下出现破损、字迹模糊等质量异常时，通过现有的贴标机无法及时发现，难以保证贴标质量的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

基于提升对位精确性及质量的多点视觉引导贴标设备，包括：

安装结构；和

出标结构，固接于所述安装结构，所述出标结构能够释放标签；和

下视图像采集结构，固接于所述安装结构，所述下视图像采集结构具有第一图像采集输入端，所述第一图像采集输入端与所述出标结构相对应；和

传送平台结构，固接于所述安装结构，所述传送平台结构位于所述出标结构的侧部，且所述出标结构释放标签的一端朝向所述传送平台结构；和

平面位移驱动结构，固接于所述安装结构，所述平面位移驱动结构具有能够在平面内任意位移的平面驱动输出端；和

升降驱动结构，固接于所述平面驱动输出端，所述升降驱动结构具有能够进行竖直升降的竖直升降输出端；和

吸贴标结构，固接于所述竖直升降输出端，所述吸贴标结构能够吸贴标签；和

上视图像采集结构，固接于所述平面驱动输出端，所述上视图像采集结构具有第二图像采集输入端，所述第二图像采集输入端与所述吸贴标结构进行吸贴标签的位置相对应；以及

控制模块，固接于所述安装结构，所述控制模块的控制输入端分别与所述下视图像采集结构和所述上视图像采集结构之间通过电路相连，所述控制模块的控制输出端分别与所述出标结构、所述传送平台结构、所述平面位移驱动结构、所述升降驱动结构和所述吸贴标结构通过电路相连。

在上述技术方案的基础上，对本发明做如下进一步说明：

作为本发明的进一步方案，所述出标结构包括出标安装架和标签筒辊。

所述出标安装架固接于所述安装结构的一侧顶端面，所述出标安装架设有与自身内置电机传动相连的动能输出轴，所述动能输出轴能够输出旋转动能，所述标签筒辊的旋转中心与所述动能输出轴传动装配。

所述出标安装架在朝向所述安装结构中心的一侧固接有夹持定位转杆。

作为本发明的进一步方案，所述出标安装架包括第一出标安装架和第二出标安装架。

所述第一出标安装架和所述第二出标安装架并排固接于所述安装结构的一侧顶端面，所述第一出标安装架和所述第二出标安装架分别传动装配有所述标签筒辊，且所述第一出标安装架和所述第二出标安装架在朝向所述安装结构中心的一侧均固接有夹持定位转杆。

作为本发明的进一步方案，所述下视图像采集结构包括固接于所述安装结构底端面的固定座以及固接于所述固定座的下视摄像头，所述下视摄像头的摄像头端形成所述第一图像采集输入端，所述第一图像采集输入端的方向朝上。

所述下视摄像头与所述控制模块的控制输入端之间通过电路相连。

作为本发明的进一步方案，所述传送平台结构包括平台定位架和贴标平台；所述平台定位架固接于所述安装结构，所述贴标平台活动设于所述平台定位架。

所述安装结构固接有若干个平台驱动电机，所述平台驱动电机的输出端通过齿轮啮合传动作用与所述贴标平台之间传动配合。

作为本发明的进一步方案，所述平面位移驱动结构包括X轴滑轨、X轴位移驱动电机、X轴位移滑架、Y轴滑轨、Y轴位移驱动电机和Y轴位移滑架。

所述X轴滑轨设有平行的两组，两组所述X轴滑轨均固接于所述安装结构；所述X轴位移驱动电机固接于一组所述X轴滑轨的一侧端，且所述X轴位移驱动电机的输出转子轴通过齿轮啮合传动作用与转动设于所述X轴滑轨内部的X轴丝杠轴之间传动相连。

所述X轴位移滑架设有两组，两组所述X轴位移滑架一一对应滑动设于所述X轴滑轨，且一组所述X轴位移滑架与所述X轴丝杠轴之间相螺合传动。

所述Y轴滑轨固接于所述X轴位移滑架的顶端，且所述Y轴滑轨的延伸方向与所述X轴滑轨的延伸方向相垂直；所述Y轴位移驱动电机固接于所述Y轴滑轨的一侧端，且所述Y轴位移驱动电机的输出转子轴通过齿轮啮合传动作用与转动设于所述Y轴滑轨内部的Y轴丝杠轴之间传动相连。

所述Y轴位移滑架形成平面驱动输出端，所述平面驱动输出端滑动设于所述Y轴滑轨，且所述Y轴位移滑架与所述Y轴丝杠轴之间相螺合传动。

所述X轴位移驱动电机和所述Y轴位移驱动电机分别与所述控制模块的控制输出端之间通过电路相连。

作为本发明的进一步方案，所述升降驱动结构包括电机推杆和升降安装架。

所述电机推杆的基础端固定于所述Y轴位移滑架，所述升降安装架作为所述竖直升降输出端与所述电机推杆的活动端之间相固接。

所述升降安装架还设有若干个电接插头。

作为本发明的进一步方案，所述吸贴标结构包括装配于所述升降安装架的传动杆体以及固接于所述传动杆体底端的吸贴标头，所述吸贴标头用于吸贴标签。

作为本发明的进一步方案，还包括旋转驱动结构。

所述旋转驱动结构设于所述升降安装架和所述吸贴标结构之间。

所述旋转驱动结构包括分别固接于所述升降安装架的旋转驱动电机和轴承座；所述传动杆体转动装配于所述轴承座，所述旋转驱动电机的输出转子轴与所述传动杆体之间通过齿轮组啮合传动。

作为本发明的进一步方案，所述上视图像采集结构包括自上而下沿直线对应固接于所述Y轴位移滑架的上视摄像头和聚焦筒。

所述上视摄像头的摄像头端形成所述第二图像采集输入端，所述第二图像采集输入端的方向朝下。

所述上视摄像头与所述控制模块的控制输入端之间通过电路相连。

本发明具有如下有益效果：

该装置能够通过下视图像采集结构和上视图像采集结构分别实现对位于出标结构处和传送平台结构处的标签位置、角度及完整清晰性等指标进行实时监控判定，并能够通过平面位移驱动结构和升降驱动结构相配合，有效完成对于正常标签和问题标签的吸贴、调整后吸贴以及剔除，保证了贴标签的对位精确性以及标签质量，提升了设备的自动化程度及其功能实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例提供的基于提升对位精确性及质量的多点视觉引导贴标设备的整体轴测结构示意图之一。

图2为本发明实施例提供的基于提升对位精确性及质量的多点视觉引导贴标设备的整体轴测结构示意图之二。

图3为本发明实施例提供的基于提升对位精确性及质量的多点视觉引导贴标设备的正视结构示意图。

图4为本发明实施例提供的基于提升对位精确性及质量的多点视觉引导贴标设备的内部结构示意图。

图5为本发明实施例提供的基于提升对位精确性及质量的多点视觉引导贴标设备在图4中A处的结构放大图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

安装结构1：外框架体11、安装工作台12；

出标结构2：第一出标安装架21、第二出标安装架22、标签筒辊23、夹持定位转杆24；

下视图像采集结构3：固定座31、下视摄像头32；

传送平台结构4：平台定位架41、贴标平台42、平台驱动电机43；

平面位移驱动结构5：X轴滑轨51、X轴位移驱动电机52、X轴位移滑架53、Y轴滑轨54、Y轴位移驱动电机55、Y轴位移滑架56；

升降驱动结构6：电机推杆61、升降安装架62、电接插头63；

吸贴标结构7：传动杆体71、吸贴标头72；

上视图像采集结构8：上视摄像头81、聚焦筒82；

旋转驱动结构9：旋转驱动电机91、轴承座92。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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他实施例，都属于本发明保护的范围。

本说明书所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

本发明实施例提供了一种如图1至图5所示的基于提升对位精确性及质量的多点视觉引导贴标设备，包括安装结构1、出标结构2、下视图像采集结构3、传送平台结构4、平面位移驱动结构5、升降驱动结构6、吸贴标结构7、上视图像采集结构8、旋转驱动结构9以及控制模块；用以通过下视图像采集结构3和上视图像采集结构8分别实现对位于出标结构2处和传送平台结构4处的标签位置、角度及完整清晰性等指标进行实时监控判定，并能够通过平面位移驱动结构5和升降驱动结构6相配合，有效完成对于正常标签和问题标签的吸贴、调整后吸贴以及剔除，保证了贴标签的对位精确性以及标签质量，提升了设备的自动化程度及其功能实用性。具体设置如下：

如图2所示，所述安装结构1包括外框架体11以及固接于所述外框架体11的安装工作台12，用以通过安装工作台12作为结构的安装基础。

所述出标结构2固接于所述安装工作台12的一侧顶端面；具体地，所述出标结构2包括第一出标安装架21、第二出标安装架22和标签筒辊23；其中，所述第一出标安装架21和所述第二出标安装架22并排固接于所述安装工作台12的一侧顶端面，用以设置两组具有出标签功能的机构以满足同一工件需要贴不同标签的需求；所述第一出标安装架21和所述第二出标安装架22均设有与自身内置电机传动相连的动能输出轴，所述动能输出轴能够输出旋转动能，所述标签筒辊23的旋转中心与所述动能输出轴传动装配，用以借助标签筒辊23卷绕待贴标签，并能够通过动能输出轴输出的旋转动能辅助带动标签筒辊23进行旋转以释放标签；所述第一出标安装架21和所述第二出标安装架22在朝向所述安装工作台12中心的一侧还固接有夹持定位转杆24，用以通过夹持定位转杆24实现对卷绕于标签筒辊23的标签端头的定位导向作用。

优选地，请参考图3，所述下视图像采集结构3固接于所述安装工作台12的一侧底端面，且所述下视图像采集结构3与所述出标结构2相对应。

具体的是，所述下视图像采集结构3包括固接于所述安装工作台12底端面的固定座31以及固接于所述固定座31的下视摄像头32，所述下视摄像头32的摄像头端方向朝上，且所述下视摄像头32可采用但不限于广角摄像头，用以通过下视摄像头32实现对出标结构2释放标签的这一位置点进行包括但不限于标签的位置、角度以及完整清晰性指标的第一次实时监控判定。所述下视摄像头32与所述控制模块的控制输入端之间通过电路相连。

请参考图2，所述传送平台结构4包括平台定位架41和贴标平台42；其中，所述平台定位架41固接于所述安装工作台12，所述贴标平台42活动设于所述平台定位架41，所述活动的方式可选择但不限于传送带旋转、往复滑动；可选的一种实施方式，请参考图5，所述安装工作台12固接有若干个平台驱动电机43，所述平台驱动电机43的输出端通过齿轮啮合传动作用与所述贴标平台42之间传动配合，以此实现贴标平台42的往复滑动作用。

请继续参考图2，所述平面位移驱动结构5包括X轴滑轨51、X轴位移驱动电机52、X轴位移滑架53、Y轴滑轨54、Y轴位移驱动电机55和Y轴位移滑架56；其中，所述X轴滑轨51设有平行的两组，两组所述X轴滑轨51均固接于所述安装工作台12；所述X轴位移驱动电机52固接于一组所述X轴滑轨51的一侧端，且所述X轴位移驱动电机52的输出转子轴通过齿轮啮合传动作用与转动设于所述X轴滑轨51内部的X轴丝杠轴之间传动相连；所述X轴位移滑架53设有两组，两组所述X轴位移滑架53一一对应滑动设于所述X轴滑轨51，且一组所述X轴位移滑架53与所述X轴丝杠轴之间相螺合传动；用以通过X轴位移驱动电机52输出的旋转动能经齿轮啮合传动作用传递至X轴丝杠轴，使X轴丝杠轴与X轴位移滑架53之间形成滚珠丝杠结构，以此通过X轴丝杠轴旋转带动X轴位移滑架53沿着X轴向滑动位移。

所述Y轴滑轨54固接于所述X轴位移滑架53的顶端，且所述Y轴滑轨54的延伸方向与所述X轴滑轨51的延伸方向相垂直；所述Y轴位移驱动电机55固接于所述Y轴滑轨54的一侧端，且所述Y轴位移驱动电机55的输出转子轴通过齿轮啮合传动作用与转动设于所述Y轴滑轨54内部的Y轴丝杠轴之间传动相连；所述Y轴位移滑架56滑动设于所述Y轴滑轨54，且所述Y轴位移滑架56与所述Y轴丝杠轴之间相螺合传动；用以通过Y轴位移驱动电机55输出的旋转动能经齿轮啮合传动作用传递至Y轴丝杠轴，使Y轴丝杠轴与Y轴位移滑架56之间形成滚珠丝杠，以此通过Y轴丝杠轴旋转带动Y轴位移滑架56沿着Y轴向滑动位移，使得Y轴位移滑架56可位移至平面内任意位置。

所述X轴位移驱动电机52和所述Y轴位移驱动电机55分别与所述控制模块的控制输出端之间通过电路相连，用以借助控制模块分别实现对X轴位移驱动电机52和Y轴位移驱动电机55的启闭控制。

如图4至图5所示，所述升降驱动结构6和所述上视图像采集结构8均固接于所述Y轴位移滑架56，用以通过Y轴位移滑架56同步带动上视图像采集结构8、升降驱动结构6以及连带结构在平面内位移作业。

具体的是，所述升降驱动结构6包括电机推杆61和升降安装架62；其中，所述电机推杆61的基础端固定于所述Y轴位移滑架56，所述升降安装架62与所述电机推杆61的活动端之间相固接，且所述升降安装架62还设有若干个电接插头63，用以通过若干个电接插头6实现对位移结构的电力供应。

所述吸贴标结构7包括装配于所述升降安装架62的传动杆体71以及固接于所述传动杆体71底端的吸贴标头72，用以通过传动杆体71跟随升降安装架62进行同步平移及升降，使吸贴标头72完成吸贴标签过程。

所述上视图像采集结构8包括自上而下沿直线对应固接于所述Y轴位移滑架56的上视摄像头81和聚焦筒82；所述上视摄像头81的摄像头端方向朝下，且所述上视摄像头81可采用但不限于广角摄像头，用以通过上视摄像头81实现对吸贴标结构7吸贴标签过程的这一位置点进行包括但不限于标签的位置、角度以及完整清晰性指标的第二次实时监控判定。所述上视摄像头81与所述控制模块的控制输入端之间通过电路相连。

作为本实施例的一种优选方案，请继续参考图5，在所述升降安装架62与所述吸贴标结构7之间还设有旋转驱动结构9，用以通过旋转驱动结构9能够带动吸贴标结构7进行旋转，进而可灵活适配更多角度的贴标方案，并且在经下视图像采集结构3和上视图像采集结构8判定标签方位为偏移或角度异常状态时，能够通过平面位移驱动结构5、升降驱动结构6及旋转驱动结构9相配合完成对标签异常状态的矫正。而在判定出标签破损、字迹模糊等质量异常时，则系统报警由人工将质量异常的标签单独剔除即可。

具体地，所述旋转驱动结构9包括分别固接于所述升降安装架62的旋转驱动电机91和轴承座92；所述传动杆体71转动装配于所述轴承座92，所述旋转驱动电机91的输出转子轴与所述传动杆体71之间通过齿轮组啮合传动。

需要说明的是，所述控制模块可采用但不限于型号为STM32的微控制器、工业电脑；且所述控制模块分别通过电路连接有存储模块和图像处理模块，用以实现对下视图像采集结构3和上视图像采集结构8采集到的图像数据进行处理，经存储模块内置计算机程序自动判定后通过控制模块发出相应控制指令。

所述控制模块设于所述外框架体11内侧对应所述安装工作台12的下方。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (1)

1.基于提升对位精确性及质量的多点视觉引导贴标设备，其特征在于，包括：

安装结构；和

出标结构，固接于所述安装结构，所述出标结构能够释放标签；和

下视图像采集结构，固接于所述安装结构，所述下视图像采集结构具有第一图像采集输入端，所述第一图像采集输入端与所述出标结构相对应；和

传送平台结构，固接于所述安装结构，所述传送平台结构位于所述出标结构的侧部，且所述出标结构释放标签的一端朝向所述传送平台结构；和

平面位移驱动结构，固接于所述安装结构，所述平面位移驱动结构具有能够在平面内任意位移的平面驱动输出端；和

升降驱动结构，固接于所述平面驱动输出端，所述升降驱动结构具有能够进行竖直升降的竖直升降输出端；和

吸贴标结构，固接于所述竖直升降输出端，所述吸贴标结构能够吸贴标签；和

上视图像采集结构，固接于所述平面驱动输出端，所述上视图像采集结构具有第二图像采集输入端，所述第二图像采集输入端与所述吸贴标结构进行吸贴标签的位置相对应；以及

控制模块，固接于所述安装结构，所述控制模块的控制输入端分别与所述下视图像采集结构和所述上视图像采集结构之间通过电路相连，所述控制模块的控制输出端分别与所述出标结构、所述传送平台结构、所述平面位移驱动结构、所述升降驱动结构和所述吸贴标结构通过电路相连；

所述出标结构包括出标安装架和标签筒辊；

所述出标安装架固接于所述安装结构的一侧顶端面，所述出标安装架设有与自身内置电机传动相连的动能输出轴，所述动能输出轴能够输出旋转动能，所述标签筒辊的旋转中心与所述动能输出轴传动装配；

所述出标安装架在朝向所述安装结构中心的一侧固接有夹持定位转杆；

所述出标安装架包括第一出标安装架和第二出标安装架；

所述第一出标安装架和所述第二出标安装架并排固接于所述安装结构的一侧顶端面，所述第一出标安装架和所述第二出标安装架分别传动装配有所述标签筒辊，且所述第一出标安装架和所述第二出标安装架在朝向所述安装结构中心的一侧均固接有夹持定位转杆；

所述下视图像采集结构包括固接于所述安装结构底端面的固定座以及固接于所述固定座的下视摄像头，所述下视摄像头的摄像头端形成所述第一图像采集输入端，所述第一图像采集输入端的方向朝上；

所述下视摄像头与所述控制模块的控制输入端之间通过电路相连；

所述传送平台结构包括平台定位架和贴标平台；所述平台定位架固接于所述安装结构，所述贴标平台活动设于所述平台定位架；

所述安装结构固接有若干个平台驱动电机，所述平台驱动电机的输出端通过齿轮啮合传动作用与所述贴标平台之间传动配合；

所述平面位移驱动结构包括X轴滑轨、X轴位移驱动电机、X轴位移滑架、Y轴滑轨、Y轴位移驱动电机和Y轴位移滑架；

所述X轴滑轨设有平行的两组，两组所述X轴滑轨均固接于所述安装结构；所述X轴位移驱动电机固接于一组所述X轴滑轨的一侧端，且所述X轴位移驱动电机的输出转子轴通过齿轮啮合传动作用与转动设于所述X轴滑轨内部的X轴丝杠轴之间传动相连；

所述X轴位移滑架设有两组，两组所述X轴位移滑架一一对应滑动设于所述X轴滑轨，且一组所述X轴位移滑架与所述X轴丝杠轴之间相螺合传动；

所述Y轴滑轨固接于所述X轴位移滑架的顶端，且所述Y轴滑轨的延伸方向与所述X轴滑轨的延伸方向相垂直；所述Y轴位移驱动电机固接于所述Y轴滑轨的一侧端，且所述Y轴位移驱动电机的输出转子轴通过齿轮啮合传动作用与转动设于所述Y轴滑轨内部的Y轴丝杠轴之间传动相连；

所述Y轴位移滑架形成平面驱动输出端，所述平面驱动输出端滑动设于所述Y轴滑轨，且所述Y轴位移滑架与所述Y轴丝杠轴之间相螺合传动；

所述X轴位移驱动电机和所述Y轴位移驱动电机分别与所述控制模块的控制输出端之间通过电路相连；

所述升降驱动结构包括电机推杆和升降安装架；

所述电机推杆的基础端固定于所述Y轴位移滑架，所述升降安装架作为所述竖直升降输出端与所述电机推杆的活动端之间相固接；

所述升降安装架还设有若干个电接插头；

所述吸贴标结构包括装配于所述升降安装架的传动杆体以及固接于所述传动杆体底端的吸贴标头，所述吸贴标头用于吸贴标签；

所述的基于提升对位精确性及质量的多点视觉引导贴标设备，还包括旋转驱动结构；

所述旋转驱动结构设于所述升降安装架和所述吸贴标结构之间；

所述旋转驱动结构包括分别固接于所述升降安装架的旋转驱动电机和轴承座；所述传动杆体转动装配于所述轴承座，所述旋转驱动电机的输出转子轴与所述传动杆体之间通过齿轮组啮合传动；

所述上视图像采集结构包括自上而下沿直线对应固接于所述Y轴位移滑架的上视摄像头和聚焦筒；

所述上视摄像头的摄像头端形成所述第二图像采集输入端，所述第二图像采集输入端的方向朝下；

所述上视摄像头与所述控制模块的控制输入端之间通过电路相连。

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