CN115258253B - 基于机械手操作的塑料工件贴膜设备及贴膜方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于机械手操作的塑料工件贴膜设备及贴膜方法，包括：贴膜设备、第一工件上料/下料台、第二工件上料/下料台、膜片上料台，且第一工件上料/下料台、第二工件上料/下料台、膜片上料台及贴膜设备布置在机械手的周侧，机械手的一端固定，另一端为自由端，且自由端还自由旋转地连接有一安装台，安装台用于安装手掌组件；手掌组件，手掌组件包括第一手掌、第二手掌及第三手掌，第一手掌、第二手掌、第三手掌均分布在安装台的外侧，且可在安装台的驱动下自由旋转，机械手可通过手掌组件对工件上料/下料台组件、贴膜设备进行操作，以完成工件及膜片在贴膜设备上的上料工作。本发明是一种精准、高效、可靠的贴膜设备及贴膜方法。

Description

基于机械手操作的塑料工件贴膜设备及贴膜方法

技术领域

本发明涉及塑料工件贴膜技术领域，尤其涉及一种精准、高效、可靠的基于机械手操作的塑料工件贴膜设备及贴膜方法。

背景技术

随社会发展进步，消费者对产品的外观和手感要求越来越高，将塑料膜片披覆到塑料工件上，用来提升产品外观档次的场景越来越多，传统的三维膜片随形披覆需重复以下1～3工序不断循环：1、提取和放置需要覆盖膜片的工件（上料）；2、提取和放置将要覆盖加工的膜片（上料）；3、提取和放置覆盖完膜片的工件（下料）。

现覆膜技术普遍使用全人工操作或专门订制专用的自动化上下料机器代替人工操作，自动化上下料机器一般采用复杂的机械化、气动化、伺服电机等传动机构混合实现上下料，制造成本高、订制周期长，后续调整及改动也困难，灵活度不高。

因此，亟需一种精准、高效、可靠的基于机械手操作的塑料工件贴膜设备及贴膜方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种精准、高效、可靠的基于机械手操作的塑料工件贴膜设备及贴膜方法。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供的技术方案为：提供一种基于机械手操作的塑料工件贴膜设备，包括：

工件上料/下料台组件及贴膜设备，所述工件上料/下料台组件包括第一工件上料/下料台、第二工件上料/下料台、膜片上料台，且所述第一工件上料/下料台、第二工件上料/下料台、膜片上料台及贴膜设备布置在机械手的周侧；

机械手，所述机械手的一端固定，另一端为自由端，且所述自由端还自由旋转地连接有一安装台，所述安装台用于安装手掌组件；

手掌组件，所述手掌组件包括第一手掌、第二手掌及第三手掌，所述第一手掌、第二手掌、第三手掌均分布在所述安装台的外侧，且可在所述安装台的驱动下自由旋转，所述机械手可通过所述手掌组件对所述工件上料/下料台组件、贴膜设备进行操作，以完成工件及膜片在贴膜设备上的上料工作。

所述安装台为矩形结构的安装台，所述第一手掌及第二手掌呈一字排列地安装于所述安装台的左右两侧，所述第三手掌安装于所述安装台的上侧。

所述第一手掌、第二手掌的下方均匀地连接有夹具，所述第三手掌的下方连接有真空吸盘，所述第一工件上料/下料台与第二工件上料/下料台布置在所述机械手的两侧，所述膜片上料台布置在所述贴膜设备的一侧，且所述第一直线与第二直线相互垂直设置，所述第一工件上料/下料台及第二工件上料/下料台上均放置有待工件，所述膜片上料台上放置有膜片。

还包括有载板，所述载板呈平板状结构，所述工件是放置在所述载板上，所述第一手掌及第二手掌上的所述夹具用于夹住所述载板。

还包括一第一矩形框架及第二矩形框架，所述第二矩形框架垂直所述第一矩形框架设置，且所述安装台设于所述第一矩形框架与第二矩形框架的连接处，所述第一手掌及第二手掌设置在所述第一矩形框架的两端，所述第三手掌设于所述第二矩形框架远离所述第一矩形框架的一端。

第二方面，本发明提供一种基于机械手操作的塑料工件贴膜设备进行贴膜的方法，包括如下步骤：

步骤1、设备在联动待机的状态下，所述机械手运动并旋转将所述第一手掌移动到第一工件上料/下料台，并通过所述第一手掌将所述第一工件上料/下料台上的工件取出；

步骤2、所述机械手运动并旋转至所述膜片上料台，通过所述第三手掌取出所述膜片取出；

步骤3，所述手掌组件旋转一角度，将所述第一手掌上的工件送至所述贴膜设备上，且所述第一手掌完成上料后退出；

步骤4、所述手掌组件旋转一角度，将所述第三手掌上的膜片送至上述贴膜设备上，所述第三手掌完成送膜后退出，且此时所述贴膜设备开始对工件进行贴膜；

步骤5、所述机械手运动并旋转将所述第二手掌移动到第二工件上料/下料台，并通过 所述第二手掌将所述第二工件上料/下料台上的工件取出；

步骤6、所述手掌组件旋转一角度，通过所述第三手掌取出所述膜片取出；

步骤7、所述手掌组件旋转一角度，将所述第一手掌移动到所述贴膜设备上，通过所述 第一手掌将加工完成的工件取出；

步骤8、所述手掌组件旋转一角度，将所述第二手掌上的工件送至所述贴膜设备，完成上料后退出；

步骤9、所述手掌组件旋转一角度，将所述第三手掌上的膜片送至上述贴膜设备上，所述第三手掌完成送膜后退出，且此时所述贴膜设备开始对工件进行贴膜；

步骤10、所述手掌组件运动并旋转，将所述第一手掌移动到所述第一工件上料/下料台上，完成下料，至此整个上料、送膜、下料的步骤。

与现有技术相比，本发明种基于机械手操作的塑料工件贴膜设备及贴膜方法中，包括工件上料/下料台组贴膜设备、机械手及手掌组件，通过配置两个工件上料/下料台及一个膜片上料台，且所述手掌组件包括第一手掌、第二手掌及第三手掌，因此能够通过所述机械手灵活移动及手掌组件的转动，能够最大限度地利用所述贴膜设备在贴膜时的时间空隙进行操作，以达到提高工作效率，节约时间的目的，因此，机械手操作简单、可靠、高效,有效提高生产效率和后期维护成本。

通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。

附图说明

图1所示为基于机械手操作的塑料工件贴膜设备的一个实施例的示意图。

图2所示为贴膜方法的步骤1的示意图。

图3所示为贴膜方法的步骤2的示意图。

图4所示为贴膜方法的步骤3的示意图。

图5所示为贴膜方法的步骤4的示意图。

图6所示为贴膜方法的步骤5的示意图。

图7所示为贴膜方法的步骤6的示意图。

图8所示为贴膜方法的步骤7的示意图。

图9所示为贴膜方法的步骤8的示意图。

图10所示为贴膜方法的步骤9的示意图。

图11所示为贴膜方法的步骤10的示意图。

实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

在下文中，若在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

此外，若本发明涉及到术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。

本发明实施例提供一种基于机械手操作的塑料工件贴膜设备，包括：

工件上料/下料台组件及贴膜设备7，所述工件上料/下料台组件包括第一工件上料/下料台8、第二工件上料/下料台9、膜片上料台10，且所述第一工件上料/下料台8、第二工件上料/下料台9、膜片上料台10及贴膜设备7布置在机械手1的周侧；

本实施例中，所述第一工件上料/下料台8、第二工件上料/下料台9、膜片上料台10形成了所述工件上料/下料台组件，且所述上料台组件设置在所述机械手1的周侧，能方便所述机械手1灵活操作，有助于提高机械手1的操作效率，且能够尽可能地减少所述贴膜设备7的空闲时间，有助于提高设备的生产效率。

机械手1，所述机械手1的一端固定，另一端为自由端，且所述自由端还自由旋转地连接有一安装台20，所述安装台20用于安装手掌组件，所述机械手为六轴机械手，所述自由端即为关节活动端，所述安装台20即为安装在六轴机械手的第六关节处；

本实施例中，所述机械手1的一端为固定在水平地板上，另一端为自由的是指所述机械手为六轴机械手，能够在三维空间内自由活动，且所述自由端连接的所述安装台20可自由旋转，方便所述手掌组件中的人一个手掌到达所述工件上料/下料台组件中的任一个上料台或贴膜设备。

所述机械手为六轴机械手，且利用柳州机械手的关节灵活性，将带有夹具/真空吸盘的手掌运动到指定位置执行相关的动作，从而实现上料/取料和送膜，结构简单、可靠、高效。

参考图1，手掌组件，所述手掌组件包括第一手掌2、第二手掌3及第三手掌4，所述第一手掌2、第二手掌3、第三手掌4均分布在所述安装台20的外侧，且可在所述安装台20的驱动下自由旋转，所述机械手1可通过所述手掌组件对所述工件上料/下料台组件、贴膜设备进行操作，以完成工件及膜片11在贴膜设备上的上料工作。

需要说明的是，所述首长组件中的三个手掌与所述工件上料/下料台组件及贴膜设备是如何配合工作的，将会在下文贴膜的方法详细介绍。

一个实施例中，所述安装台20为矩形结构的安装台，所述第一手掌2及第二手掌3呈一字排列地安装于所述安装台20的左右两侧，所述第三手掌4安装于所述安装台20的上侧。

通过设置矩形的安装台20，能够将所述第一手掌2、第二手掌3及第三手掌4分布在所述矩形安装台20的三个外侧。

此外，所述第一手掌2、第二手掌3除了能按照一字排列，呈180度夹角安装之外，当所述安装台20是其他形状时，例如是其他多边形或者圆形时，所述第一手掌2、第二手掌3还能按两者呈夹角60度或90度布置，所述第一手掌2、第二手掌3两者具体呈何种夹角布置，在此不作具体的限制。

一个实施例中，所述第一手掌2、第二手掌3的下方均匀地连接有夹具6，所述第三手掌4的下方连接有真空吸盘12，所述第一工件上料/下料台8与第二工件上料/下料台9布置在第一直线上，所述第二工件上料/下料台9与膜片上料台10布置在第二直线上，且所述第一直线与第二直线相互垂直设置，所述第一工件上料/下料台8及第二工件上料/下料台9上均放置有工件，所述膜片上料台10上放置有膜片。

具体地，参考图1，所述第一直线与第二直线相互垂直设置且相交与所述安装台20，且需要说明的是，所谓的“所述第一工件上料/下料台8与第二工件上料/下料台9布置在第一直线上”，是指所述第一工件上料/下料台8与第二工件上料/下料台9结构的其中一条中心线在同一条直线上。例如，所述第一工件上料/下料台8与第二工件上料/下料台9均为规范的矩形结构。此外，还需要说明的是，所述膜片上料台10的结构亦为规范的矩形结构，为上料台的生产制造、组装和维护提供了极大的便利。

一个实施例中，还包括有载板5，所述载板5呈平板状结构，所述工件是放置在所述载板5上，所述第一手掌2及第二手掌3上的所述夹具6用于夹住所述载板5。

具体地，参考图1，所述第一工件上料/下料台8其上表面是一平整结构的表面，所述载板5亦为平板状结构，具体可以是长方形结构，为了更好地通过所述夹具6夹取工件，而增设了所述载板5，将工件平稳地放置于平板状的所述载板5上，且所述载板5的周边均匀地布置有凸台，所述第一手掌2上对应地设置有相应的所述夹具6，所述夹具6夹住相应的所述凸台，即可提起所述载板5，再通过所述载板5提起工件。且所述凸台是固定连接在所述载板5的上表面。

需要说明的是，所述凸台是均匀地、固定连接在所述载板5的上表面，设置所述凸台的目的是方便所述夹具6夹取所述工件或者放下所述载板5，。

参考图2，为了更好地展示，本实施例中还包括一第一矩形框架30及第二矩形框架40，所述第二矩形框架40垂直所述第一矩形框架30设置，且所述安装台20设于所述第一矩形框架30与第二矩形框架40的连接处，所述第一手掌2及第二手掌3设置在所述第一矩形框架30的两端，所述第三手掌4设于所述第二矩形框架40远离所述第一矩形框架30的一端。

具体地，所述第一矩形框架30及第二矩形框架40可以通过铝型材或者其他金属型材，因此能够做到大小容易定制，且拼接方便，且总体的质量较轻量化，设备运转的过程中，结构件的机械强度能得到保障，所述安装台20能够同时对所述第一矩形框架30及第二矩形框架40进行移动、旋转操作，且所述第一手掌2、第二手掌3是安装在所述第一矩形框架30上，所述第三手掌4是安装在所述第二矩形框架40上。更具体地，所述第一手掌2、第二手掌3及第三手掌4即可以直接是第一矩形框架30及第二矩形框架40。所述夹具6安装在所述第一矩形框架30的下方，所述真空吸盘12是安装在所述第三矩形框架40的下方。

一个实施例中，本发明提供一种基于机械手操作的塑料工件贴膜设备进行贴膜的方法，包括如下步骤：

参考图2，步骤1、设备在联动待机的状态下，所述机械手1运动并旋转将所述第一手掌2移动到第一工件上料/下料台8，并通过所述第一手掌2将所述第一工件上料/下料台8上的工件取出；

本步骤中，所述第一手掌2上对应地设置有相应的所述夹具6，所述夹具6夹住相应的所述凸台，即可提起所述载板5，再通过所述载板5提起工件。

参考图3，步骤2、所述机械手1运动并旋转至所述膜片上料台10，通过所述第三手掌4取出所述膜片11取出；

参考图3，所述第三手掌4运动到所述膜片上料台10的上方，通过所述真空吸盘12吸住所述膜片11，且所述真空吸盘12的数量是多个，均匀地分布在所述膜片11的上方，能够将所述膜片11平稳地吸住而将所述膜片11从所述膜片上料台10取出。

步骤3，所述手掌组件旋转一角度，具体是所述手掌组件顺时针旋转90度，将所述第一手掌2上的工件送至所述贴膜设备7上，且所述第一手掌2完成上料后退出；

需要说明的是，步骤3中，通过精确布置所述机械手、第一工件上料/下料台8与第二工件上料/下料台9及膜片上料台10的位置，已经设置相应的到位传感器，可以预设所述手掌组件每次旋转的角度，在本实施例中，所述手掌组件顺时针旋转90度，所述第一手掌2即可将所述第一手掌2上的工件送至所述贴膜设备7上，下文中涉及到旋转所述手掌组件的旋转角度具体是多少度的问题，机理是一样的。

参考图4，为了更方便地显示，图4只给出了所述机械手1的部分、手掌组件及贴膜设备7，所述第一手掌2将所述工件送至所述贴膜设备7上，所述夹具6松开所述凸台后，所述机械手1即可运动离开，而准备下一个步骤。

参考图5，步骤4、所述手掌组件旋转一角度，具体是所述手掌组件逆时针旋转90度，将所述第三手掌4上的膜片送至上述贴膜设备7上，所述第三手掌4完成送膜后退出，且此时所述贴膜设备7开始对工件进行贴膜；

具体地，所述第三手掌4是通过所述真空吸盘12吸住所述膜片11，且所述真空吸盘12的数量是多个，均匀地分布在所述膜片11的上方，能够将所述膜片11平稳地吸住而将所述膜片11放置到所述贴膜设备7上。且当所述膜片11放置好之后，所述第三手掌4移动开之后，所述贴膜设备7即可立即开始工作。而此时，所述机械手1可以接着做下一步的动作，在所述贴膜设备7在贴膜时，所述机械手1进行步骤5。

在此需要说明的是，所述贴膜设备7是将工件进行贴膜，所述贴膜设备7的工作原理是：

所述贴膜设备7的工作原理是在真空、高温的环境下，将具有装饰功能、保护功能的膜片拉伸并一致性地随型披覆于工件上。

参考图6，步骤5、所述机械手1运动并旋转将所述第二手掌3移动到第二工件上料/下料台9，并通过所述第二手掌3将所述第二工件上料/下料台9上的工件取出；

本步骤中，所述第二手掌3上对应地设置有相应的所述夹具6，所述夹具6夹住相应的所述凸台，即可提起所述载板5，再通过所述载板5提起工件。

参考图7，步骤6、所述手掌组件旋转一角度，具体是所述手掌组件逆时针旋转90度，通过所述第三手掌4取出所述膜片11取出；

具体地，所述第三手掌4运动到所述膜片上料台10的上方，通过所述真空吸盘12吸住所述膜片11，且所述真空吸盘12的数量是多个，均匀地分布在所述膜片11的上方，能够将所述膜片11平稳地吸住而将所述膜片11从所述膜片上料台10取出。

参考图8，步骤7、所述手掌组件旋转一角度，具体是所述手掌组件顺时针旋转90度，将所述第一手掌2移动到所述贴膜设备7上，通过所述第一手掌2将加工完成的工件取出；

需要说明的是，本步骤中，所述第一手掌2是将加工完成的工件取出，所述第二手掌3上的夹具6是夹持有一将要进行贴膜的工件，所述第三手掌4的所述吸盘12吸附有膜片11，只需要所述手掌组件旋转动作，即可将所述第二手掌3上的工件及第三手掌4上的膜片放置于所述贴膜设备7上，如此能大大地减少等待的时间，极大地提高工作效率。

参考图9，步骤8、所述手掌组件旋转一角度，具体是所述手掌组件逆时针旋转180度，将所述第二手掌3上的工件送至所述贴膜设备7，完成上料后退出；

参考图10，步骤9、所述手掌组件旋转一角度，具体是所述手掌组件顺时针旋转90度，将所述第三手掌4上的膜片11送至上述贴膜设备7上，所述第三手掌4完成送膜后退出，且此时所述贴膜设备7开始对工件进行贴膜；

参考图11，步骤10、所述手掌组件运动并旋转，将所述第一手掌2移动到所述第一工件上料/下料台8上，完成下料，至此整个上料、送膜、下料的步骤。

需要说明的是，所述手掌组件运动并旋转是指所述手掌组件在所述机械手的驱动下运动，且所述安装台是可以带动所述手掌组件旋转的。

以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (3)

1.一种基于机械手操作的塑料工件贴膜设备，其特征在于，包括：

工件上料/下料台组件及贴膜设备，所述工件上料/下料台组件包括第一工件上料/下料台、第二工件上料/下料台、膜片上料台，且所述第一工件上料/下料台、第二工件上料/下料台、膜片上料台及贴膜设备布置在机械手的周侧；

机械手，所述机械手的一端固定，另一端为自由端，且所述自由端还自由旋转地连接有一安装台，所述安装台用于安装手掌组件；

手掌组件，所述手掌组件包括第一手掌、第二手掌及第三手掌，所述第一手掌、第二手掌、第三手掌均分布在所述安装台的外侧，且可在所述安装台的驱动下自由旋转，所述机械手可通过所述手掌组件对所述工件上料/下料台组件、贴膜设备进行操作，以完成工件及膜片在贴膜设备上的上料工作；

所述安装台为矩形结构的安装台，所述第一手掌及第二手掌呈一字排列地安装于所述安装台的左右两侧，所述第三手掌安装于所述安装台的上侧；

还包括一第一矩形框架及第二矩形框架，所述第二矩形框架垂直所述第一矩形框架设置，且所述安装台设于所述第一矩形框架与第二矩形框架的连接处，所述第一手掌及第二手掌设置在所述第一矩形框架的两端，所述第三手掌设于所述第二矩形框架远离所述第一矩形框架的一端；

所述基于机械手操作的塑料工件贴膜设备进行贴膜的方法，包括如下步骤：

步骤1、设备在联动待机的状态下，所述机械手运动并旋转将所述第一手掌移动到第一工件上料/下料台，并通过所述第一手掌将所述第一工件上料/下料台上的工件取出；

步骤2、所述机械手运动并旋转至所述膜片上料台，通过所述第三手掌取出所述膜片取出；

步骤3，所述手掌组件旋转一角度，将所述第一手掌上的工件送至所述贴膜设备上，且所述第一手掌完成上料后退出；

步骤4、所述手掌组件旋转一角度，将所述第三手掌上的膜片送至上述贴膜设备上，所述第三手掌完成送膜后退出，且此时所述贴膜设备开始对工件进行贴膜；

步骤5、所述机械手运动并旋转将所述第二手掌移动到第二工件上料/下料台，并通过所述第二手掌将所述第二工件上料/下料台上的工件取出；

步骤6、所述手掌组件旋转一角度，通过所述第三手掌取出所述膜片取出；

步骤7、所述手掌组件旋转一角度，将所述第一手掌移动到所述贴膜设备上，通过所述第一手掌将加工完成的工件取出；

步骤8、所述手掌组件旋转一角度，将所述第二手掌上的工件送至所述贴膜设备，完成上料后退出；

步骤9、所述手掌组件旋转一角度，将所述第三手掌上的膜片送至上述贴膜设备上，所述第三手掌完成送膜后退出，且此时所述贴膜设备开始对工件进行贴膜；

步骤10、所述手掌组件运动并旋转，将所述第一手掌移动到所述第一工件上料/下料台上，完成下料，至此整个上料、送膜、下料的步骤。

2.如权利要求1所述的基于机械手操作的塑料工件贴膜设备，其特征在于，所述第一手掌、第二手掌的下方均匀地连接有夹具，所述第三手掌的下方连接有真空吸盘，所述第一工件上料/下料台与第二工件上料/下料台布置在所述机械手的两侧，所述膜片上料台布置在所述贴膜设备的一侧，所述第一工件上料/下料台与第二工件上料/下料台布置在第一直线上，所述第二工件上料/下料台与膜片上料台布置在第二直线上，且所述第一直线与第二直线相互垂直设置，所述第一工件上料/下料台及第二工件上料/下料台上均放置有待工件，所述膜片上料台上放置有膜片。

3.如权利要求2所述的基于机械手操作的塑料工件贴膜设备，其特征在于，还包括有载板，所述载板呈平板状结构，所述工件是放置在所述载板上，所述第一手掌及第二手掌上的所述夹具用于夹住所述载板。