发明内容
有鉴于此,有必要提供一种膜料的校准及时以及调节精确的贴膜设备。
本申请中的一些实施例提供一种贴膜设备,贴膜设备包括卷料筒、驱动装置、检测装置以及控制装置。卷料筒用于卷绕膜料,卷料筒沿第一方向延伸。驱动装置包括驱动件、螺杆以及活动模块,驱动件与螺杆连接,以用于驱动螺杆转动,螺杆沿第一方向延伸,活动模块与螺杆传动连接,活动模块还与卷料筒连接,活动模块在螺杆转动时带动卷料筒沿第一方向往复运动。检测装置用于检测膜料的位置。控制装置与驱动件电连接,控制装置用于接收检测装置的检测信息,并判断膜料的位置,控制装置在判断出膜料沿第一方向上偏离预设位置时,控制驱动件驱动螺杆转动。
上述控制装置通过接收检测装置的检测信息,能够控制螺杆转动而自动调节膜料至预设位置内,调节及时且准确,降低了人工成本和操作失误的风险,提高了贴膜的品质。
在一些实施例中,活动模块包括第一连杆、支架以及第二连杆。第一连杆的一端与螺杆连接,第一连杆在螺杆转动时沿第一方向往复运动。支架与第一连杆背离螺杆的一端连接,支架在螺杆转动时随着第一连杆沿第一方向往复运动。第二连杆的一端与支架连接,第二连杆的另一端与卷料筒连接,第二连杆在螺杆转动时带动卷料筒沿第一方向往复运动。
上述通过设置第一连杆、支架以及第二连杆,使得驱动件能够和卷料筒拉开距离,方便腾出放置产品的工位,进而有利于让卷料筒上的膜料贴覆于产品。
在一些实施例中,支架设有滑块,活动模块还包括支撑座,支撑座设有沿第一方向延伸的滑轨,滑轨与滑块配合。
上述设置滑轨与滑块能够实现支撑座对支架具有支撑作用的同时还不会干涉支架的运动,并且滑轨和滑轨的运动还能够提高支架沿第一方向运动的稳定性,并且通过设置支撑座支撑支架,可以降低螺杆的负载,从而降低了螺杆承载过重而发生偏斜的风险,也降低了螺杆与第一连杆之间的摩擦作用,进而提高了螺杆与卷料筒之间传动的稳定性和精确性。
在一些实施例中,驱动装置还包括第一传动轮、第二传动轮以及传动带,驱动件包括旋转电机,旋转电机的输出轴与第一传动轮连接,第一传动轮通过传动带与第二传动轮连接,第一传动轮的直径小于第二传动轮的直径。
上述第一传动轮的直径小于第二传动轮的直径可以让旋转电机的输出较小的力而带动较大的负载,有利于保护旋转电机的输出轴,有利于提高传动的稳定性,以及提高旋转电机的使用寿命。
在一些实施例中,沿第一方向,卷料筒包括第一端和第二端,检测装置包括拍摄元件,拍摄元件用于拍摄第一端的膜料的边缘和/或第二端的膜料边缘,并将拍摄的信息传递给控制装置。
在一些实施例中,贴膜设备还包括机架,卷料筒转动安装于机架,驱动件、检测装置以及控制装置均安装于机架。
另,还提供一种能够及时调节以及调节准确的贴膜设备的调节方法。
本申请中的一些实施例提供一种上述任一实施例中的贴膜设备的贴膜设备的调节方法,包括信息获取步骤、信息传递步骤、信息判断步骤以及控制调节步骤。信息获取步骤包括检测装置对膜料进行拍摄。信息传递步骤包括控制装置接收检测装置拍摄的信息。信息判断步骤包括控制装置将接收到的拍摄信息进行分析,并判断出膜料是否沿第一方向偏离预设位置。控制调节步骤包括当控制装置判断出膜料沿第一方向偏离预设的位置时,控制装置控制驱动件驱动螺杆转动,以带动卷料筒上的膜料沿第一方向调节至预设位置。
在上述调节方法中,控制装置通过接收检测装置的检测信息,能够控制螺杆转动而自动调节膜料至预设位置内,调节及时且准确,降低了人工成本和操作失误的风险,提高了贴膜的品质。
在一些实施例中,信息判断步骤包括选定区域步骤,选定区域步骤包括控制装置对接收到的拍摄信息进行区域选定,以得出所要分析的检测范围。
上述通过对图像进行区域选定,以得出所要分析的检测范围这一步骤能够缩小需要分析的图像,从而能够提高分析速度,进而提高贴膜设备的调节效率,使得贴膜设备的调节更为及时。
在一些实施例中,信息判断步骤包括线条分析步骤,线条分析步骤包括对膜料边缘的线条与贴覆所述膜料的产品边缘的线条之间的距离进行分析,在膜料边缘的线条与所述产品边缘的线条之间的距离超出预设距离时,判断出膜料沿所述第一方向偏离所述预设位置。
在一些实施例中,线条分析步骤包括区分线条步骤和判断距离步骤,区分线条步骤中的目标线条包括膜料边缘的线条和产品边缘的线条,控制装置通过边缘检测算法识别出检测范围内的目标线条。判断距离步骤包括对检测出的目标线条进行距离分析,将分析得出的值与预设距离进行比较。
本申请驱动装置包括驱动件、螺杆以及活动模块,驱动件与螺杆连接,以用于驱动螺杆转动,活动模块与螺杆传动连接,活动模块还与卷料筒连接,活动模块在螺杆转动时带动卷料筒沿第一方向往复运动。控制装置在接收检测装置的检测信息,并判断出膜料沿第一方向上偏离预设位置时,控制驱动件驱动螺杆转动。上述控制装置通过检测装置的检测信息控制螺杆转动而自动调节膜料至预设位置内,调节及时且准确,降低了人工成本和操作失误的风险,提高了贴膜的品质。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。
需要说明的是,当一个组件被认为是“连接”另一个组件,它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设于”另一个组件,它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“顶”、“底”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、以及类似的表述只是为了说明的目的。
术语“垂直”用于描述两个部件之间的理想状态。实际生产或使用的状态中,两个部件之间可以存在近似于垂直的状态。举例来说,结合数值描述,垂直可以指代两直线之间夹角范围在90°±10°之间,垂直也可以指代两平面的二面角范围在90°±10°之间,垂直还可以指代直线与平面之间的夹角范围在90°±10°之间。被描述“垂直”的两个部件可以不是绝对的直线、平面,也可以大致呈直线或平面,从宏观来看整体延伸方向为直线或平面即可认为部件为“直线”或“平面”。
术语“平行”用于描述两个部件之间的理想状态。实际生产或使用的状态中,两个部件之间可以存在近似于平行的状态。举例来说,结合数值描述,平行可以指代两直线之间夹角范围在180°±10°之间,平行也可以指代两平面的二面角范围在180°±10°之间,平行还可以指代直线与平面之间的夹角范围在180°±10°之间。被描述“平行”的两个部件可以不是绝对的直线、平面,也可以大致呈直线或平面,从宏观来看整体延伸方向为直线或平面即可认为部件为“直线”或“平面”。
需要说明的是,当某参数大于、等于或小于某一端点值时,应该理解为端点值允许存在±10%的公差,比如A比B大于10,应该理解为包括A比B大于9的情况,也包括A比B大于11的情况。
除非特别说明,本文所使用的“多个”指代两个或者两个以上。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请。
本申请公开一种贴膜设备,贴膜设备包括卷料筒、驱动装置、检测装置以及控制装置。卷料筒用于卷绕膜料,卷料筒沿第一方向延伸。驱动装置包括驱动件、螺杆以及活动模块,驱动件与螺杆连接,以用于驱动螺杆转动,螺杆沿第一方向延伸,活动模块与螺杆传动连接,活动模块还与卷料筒连接,活动模块在螺杆转动时带动卷料筒沿第一方向往复运动。检测装置用于检测膜料的位置。控制装置与驱动件电连接,控制装置用于接收检测装置的检测信息,并判断膜料的位置,控制装置在判断出膜料沿第一方向上偏离预设位置时,控制驱动件驱动螺杆转动。
上述控制装置通过接收检测装置的检测信息,能够控制螺杆转动而自动调节膜料至预设位置内,调节及时且准确,降低了人工成本和操作失误的风险,提高了贴膜的品质。
下面将结合附图,对本申请的一些实施例做出说明。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
请参阅图1,本申请实施例提供一种贴膜设备100,贴膜设备100包括卷料筒10、驱动装置20、检测装置30以及控制装置40。卷料筒10用于卷绕膜料200,驱动装置20用于驱动卷料筒10沿第一方向X往复运动。检测装置30用于检测膜料200的位置。控制装置40用于接收检测装置30传递的检测信息,并通过检测信息来控制驱动装置20驱动卷料筒10运动。
请参阅图1,卷料筒10为筒件或者轴件,设定卷料的长度方向为第一方向X,即卷料筒10沿第一方向X延伸。用于贴覆在产品300上的膜料200卷绕在卷筒上,在需要进行贴膜时,卷料筒10转动以使卷料筒10上的膜料200被拉出并贴覆于产品300。卷料筒10可以是一个也可以是多个,不同的卷料筒10之间与产品300之间的距离可以相同也可以不相同,在此不做具体的限定。在一些实施例中,卷料筒10可以为气涨轴。
请参阅图1和图2,驱动装置20包括驱动件21、螺杆22以及活动模块23,驱动件21与螺杆22连接,以用于驱动螺杆22转动,螺杆22沿第一方向X延伸,即螺杆22与卷料筒平行,活动模块23与螺杆22传动连接,活动模块23还与卷料筒10连接,活动模块23在螺杆22转动时带动卷料筒10沿第一方向X往复运动。
在一些实施例中,请参阅图1和图2,驱动件21包括旋转电机211,旋转电机211的输出轴与螺杆22传动连接,旋转电机211的输出轴转动时带动螺杆22转动,螺杆22转动并通过活动模块23带动卷料筒10沿第一方向X往复运动。
在另外一些实施例中,驱动件21包括旋转气缸,旋转气缸的输出轴与螺杆22传动连接,旋转气缸的输出轴转动时带动螺杆22转动,螺杆22转动并通过活动模块23带动卷料筒10沿第一方向X往复运动。
在一些实施例中,请参阅图2,活动模块23包括第一连杆231、支架232以及第二连杆233。第一连杆231的一端套设于螺杆22,并与螺杆22传动配合,使得螺杆22在转动时带动第一连杆231沿第一方向X往复运动。示例性地,螺杆22包括相对设置的左端221和右端222,驱动件21驱动螺杆22顺时针转动时,第一连杆231自左端221往右端222移动,驱动件21驱动螺杆22逆时针转动时,第一连杆231自右端222往左端221移动。支架232与第一连杆231背离螺杆22的一端连接,支架232在螺杆22转动时随着第一连杆231沿第一方向X往复运动。第二连杆233的一端与支架232连接,第二连杆233的另一端与卷料筒10连接,第二连杆233在螺杆22转动时带动卷料筒10沿第一方向X往复运动。通过设置第一连杆231、支架232以及第二连杆233,使得驱动件21能够和卷料筒10拉开距离,方便腾出放置产品300的工位,进而有利于让卷料筒10上的膜料200贴覆于产品300。
在一些实施例中,请参阅图2,驱动件21通过第一连杆231、支架232以及第二连杆233与卷料筒10传动连接,且驱动件21位于卷料筒10在第二方向Y上的一侧,第二方向Y与第一方向X垂直。通过设置第一连杆231、支架232以及第二连杆233还可以让驱动件21位于卷料筒10在第二方向Y上的一侧,从而能够缩小贴膜设备100的整体体积,进而降低贴膜设备100的占用空间。
在一些实施例中,请参阅图2,支架232设有滑块2321,活动模块23还包括支撑座234,支撑座234设有沿第一方向X延伸的滑轨2341,滑轨2341与滑块2321配合。设置滑轨2341与滑块2321能够实现支撑座234对支架232具有支撑作用的同时还不会干涉支架232的运动,并且滑轨2341和滑轨2341的运动还能够提高支架232沿第一方向X运动的稳定性,并且通过设置支撑座234支撑支架232,可以降低螺杆22的负载,从而降低了螺杆22承载过重而发生偏斜的风险,也降低了螺杆22与第一连杆231之间的摩擦作用,进而提高了螺杆22与卷料筒10之间传动的稳定性和精确性。
在驱动件21包括旋转电机211的实施例中,请参阅图2,驱动装置20还包括第一传动轮24、第二传动轮25以及传动带,旋转电机211的输出轴与第一传动轮24连接,第一传动轮24通过传动带与第二传动轮25连接,第一传动轮24的直径小于第二传动轮25的直径。第一传动轮24的直径小于第二传动轮25的直径可以让旋转电机211的输出较小的力而带动较大的负载,有利于保护旋转电机211的输出轴,有利于提高传动的稳定性,以及提高旋转电机211的使用寿命。
请参阅图1和2,检测装置30用于检测膜料200的位置,并将检测出膜料200的位置传递给控制装置40。控制装置40与驱动件21电连接,控制装置40用于接收检测装置30的检测信息,并判断膜料200的位置。在控制装置40在判断出膜料200沿第一方向X上偏离预设位置时,控制装置40控制驱动件21驱动螺杆22转动,以使螺杆22带动卷料筒10沿第一方向X运动,并使膜料200回复至预设位置。
需要说明的是,预设位置可以理解为贴覆于产品300上的膜料200的一个预先设定的位置,预设位置也可以理解为卷绕在卷料筒10上的膜料200的一个预先设的位置,以上两者预先设定的位置均需要满足贴覆于产品300上的膜料200边缘与产品300的边缘之间的间距处于预设的范围内。
在一些实施例中,预设的范围是1.5mm-2.5mm,具体可以是1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2mm、2.1mm、2.2mm、2.3mm、2.4mm、2.5mm等等,在此不再一一列举。
在一些实施例中,请参阅图2,沿第一方向X,卷料筒10包括相对设置的第一端11和第二端12,检测装置30包括拍摄元件31,拍摄元件31用于拍摄第一端11的膜料200的边缘和/或第二端12的膜料200边缘,并将拍摄的信息传递给控制装置40。通过将拍摄的第一端11的膜料200的边缘的图像传递给控制装置40,控制装置40能接收拍摄元件31传递的图像信息并进行分析,若判断出膜料200偏移出预设位置,则控制驱动件21驱动螺杆22转动,直至膜料200移动至预设位置。
在另外一些实施例中,请参阅图2,检测装置30包括拍摄元件31,拍摄元件31直接拍摄贴覆在产品300上的膜料200的边缘与产品300的边缘的图像,并将拍摄的图像传递给控制装置40,控制装置40对接收的图像分析并判断膜料200边缘的线条a与产品300边缘的线条b之间的间距d,在膜料200边缘的线条a与产品300边缘的线条b的间距d超出预设的范围时则判断出膜料200偏移出预设位置,控制驱动件21即驱动螺杆22转动,直至膜料200移动至预设位置。
在一些实施例中,拍摄元件31可以是微距摄影机;在一些实施例中,控制装置40可以是计算机,从而实现对图像进行识别、分析与判断。
在一些实施例中,请参阅图2,贴膜设备100还包括机架50,卷料筒10转动安装于机架50,驱动件21、检测装置30以及控制装置40均安装于机架50。
请参阅图3,本申请中的实施例还提供一种贴膜设备的调节方法,该贴膜设备的调节方法包括以下步骤:
信息获取步骤,检测装置对膜料进行拍摄。
信息传递步骤,控制装置接收检测装置拍摄的信息。
信息判断步骤,控制装置将接收到的拍摄信息进行分析,并判断出膜料是否沿第一方向偏离预设位置。
控制调节步骤,当控制装置判断出膜料沿第一方向偏离预设的位置时,控制装置控制驱动件驱动螺杆转动,以带动卷料筒上的膜料沿第一方向调节至预设位置。
在上述调节方法中,控制装置通过接收检测装置的检测信息,能够控制螺杆转动而自动调节卷料筒上的膜料在预设位置内,调节及时且准确,降低了人工成本和操作失误的风险,提高了贴膜的品质。
在一些实施例中,在信息获取步骤中,检测装置对贴附于产品上的膜料以及产品进行拍摄,检测装置拍摄的信息为膜料与产品的图像。
在一些实施例中,请参阅图4,信息判断步骤包括以下步骤:
选定区域步骤,控制装置对接收到的拍摄信息进行区域选定,以得出所要分析的检测范围。其中,拍摄信息为检测装置拍摄的图像,通过对图像进行区域选定,以得出所要分析的检测范围这一步骤能够缩小需要分析的图像,从而能够提高分析速度,进而提高贴膜设备的调节效率,使得贴膜设备的调节更为及时。
在一些实施例中,可以通过在Halcon、OpenCV、Matlab等机器视觉软件上通过各种算子(Operator)和函数来标定感ROI区域(region of interest,感兴趣区域),从而实现对拍摄信息进行区域选定。
在一些实施例中,请参阅图4,信息判断步骤包括以下步骤:
线条分析步骤,对膜料边缘的线条与贴覆膜料的产品边缘的线条之间的距离进行分析,在膜料边缘的线条与产品边缘的线条之间的距离超出预设距离时,判断出膜料沿第一方向偏离预设位置。
在一些实施例中,请参阅图5,线条分析步骤包括以下步骤:
区分线条步骤,目标线条包括膜料边缘的线条和产品边缘的线条,控制装置通过边缘检测算法识别出检测范围内的目标线条。
判断距离步骤,对检测出的目标线条进行距离分析,将分析得出的值与预设距离进行比较。
在一些实施例中,请参阅图6,区分线条步骤包括以下步骤:
图像转化步骤,将彩色图像转化为灰阶图像。
除噪步骤,通过高斯模糊以消除多余噪点。
梯度计算步骤,求取图像中的梯度振幅与梯度方向。
判断边缘点步骤,定义第一阈值和第二阈值,第一阈值大于第二阈值,将像素点的强度梯度与第一阈值和第二阈值比较,获取强边缘点与弱边缘点。
形成线段步骤,将强边缘点连接成轮廓,当轮廓达到端点时,寻找若弱边缘点,再根据找到的弱边缘点收集新的边缘点,直至边缘闭合成线。
在一些实施例中,在图像转化步骤中,根据国际无线电咨询委员会(CCIR)发布的Rec.601标准,采用彩色图像转灰阶公式:gray=R*0.299+G*0.587+B*0.114,从而彩色图像转化为灰阶图像。
在一些实施例中,在除噪步骤中,通过如下高斯分布公式消除噪点:
其中μ为位置参数(location parameter),影响图形的位置,σ为尺度参数,σ越大表图形散的越大。通过高斯分布公式即可求得高斯滤波器,将滤波器与图像进行卷积求解即可得到高斯模糊影像。
在一些实施例中,在参数求取步骤中,利用影像X方向与Y方向分别实现一阶微分,公式如下:
分别对于X、Y进行偏微分,得到梯度
套入算子(Sobel)分别得到X方向与Y方向梯度G(x,y)。根据X、Y方向的梯度计算梯度振幅(Magnitude)与梯度方向(Theta),计算公式如下:
在一些实施例中,在判断距离步骤中,定义边缘像素坐标为(x,y),定义所有穿过该像素的直线为:
ρ=x0·cos(θ)+y0·sin(θ)
根据公式计算所有ρ,从而获得边缘像素在θ-ρ平面的曲线。通过曲线数量检测直线,若相交的曲线大于指定的阈值,即可判断此点在图像中存在对应的直线通过计算同一条在线点坐标,得到线段方程式y=ax+b,计算同一y坐标的直线x坐标差异,即得到直线距离。
另外,本技术领域的普通技术人员应当认识到,以上的实施例仅是用来说明本申请,而并非用作为对本申请的限定,只要在本申请的实质精神范围之内,对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本申请公开的范围之内。