CN116253036A - 一种基于视觉补偿的贴标机构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于视觉补偿的贴标机构及方法，属于测试卡生产设备技术领域，贴标机构包括视觉图像处理单元和图像获取单元，六自由度机械臂、真空吸盘和贴标送料机构，六自由度机械臂和贴标送料机构安装在贴标设备的机架上，真空吸盘设置在六自由度机械臂上，图像获取单元安装在机架上，图像获取单元与视觉图像处理单元连接，视觉图像处理单元通过一控制器与六自由度机械臂连接，贴标送料机构包括送料架、设置在送料架顶部的送料平台、设置在送料架上的送料卷筒和收料卷筒。本发明通过设置的第一橡胶滚筒以及第二橡胶滚筒来实现贴标卷料的驱动，不需要使用独立的驱动电机以及繁琐的控制系统来调节贴标的送料以及卷料，简化了设备结构。

Description

一种基于视觉补偿的贴标机构及方法

技术领域

本发明涉及一种生化测试卡生产设备技术领域，具体涉及一种基于视觉补偿的贴标机构及方法。

背景技术

进行血气分析时，需要使用血气分析测试卡，将待检测的血样注射至测试卡中，然后将测试卡插入血气分析仪中，通过传感器模块中的电极实现对血样的检测。

在生产测试卡的时候需要对测试卡进行贴标操作，如贴附二维码或者条形码标签，一般采用贴标机来完成贴标操作，由于测试卡的体积较小，贴标的时候一般需要采用视觉补偿的方式来完成贴标操作，采用视觉补偿的方式来进行贴标，能够保证贴标的准确性。

但在贴标的过程进行送料时，由于标签是粘附在基带上形成的卷料，需要对采用一个电机来单独驱动送料卷筒转动进行送料，同时，还需要设置一个独立的电机来驱动收料卷筒来实现基带回收的目的；一般针对电机转速的控制是根据传感器检测基带侧面的工艺孔或者工艺点来控制两个独立电机的转速，需要采用独立的控制系统以及控制程序来分别控制送料和卷料两个电机。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于视觉补偿的贴标机构及方法，通过设置的第一橡胶滚筒以及第二橡胶滚筒来实现贴标卷料的驱动，不需要使用独立的驱动电机以及繁琐的控制系统来调节贴标的送料以及卷料，简化了设备结构，减少了电机的使用数量。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种基于视觉补偿的贴标机构，包括视觉图像处理单元和图像获取单元，六自由度机械臂、真空吸盘和贴标送料机构，六自由度机械臂和贴标送料机构安装在贴标设备的机架上，真空吸盘设置在六自由度机械臂上，图像获取单元安装在机架上，图像获取单元与视觉图像处理单元连接，视觉图像处理单元通过一控制器与六自由度机械臂连接，贴标送料机构包括送料架、设置在送料架顶部的送料平台、设置在送料架上的送料卷筒和收料卷筒，送料平台上设置有送料道，贴标卷料从送料卷筒上引出后经过送料平台上的送料道后卷绕在收料卷筒上；

送料架上转动设置有第一橡胶滚筒和第二橡胶滚筒，第一橡胶滚筒连接有驱动电机，第一橡胶滚筒与第二橡胶滚筒之间通过齿轮传动机构连接，第一、二橡胶滚筒位于送料平台下方，第二橡胶滚筒位于第一橡胶滚筒的上方，贴标卷料从第一、二橡胶滚筒之间穿过，第二橡胶滚筒分别与送料卷筒及收料卷筒通过皮带连接。

其中，送料架上设置有滑槽，滑槽内滑动设置有滑块，第二橡胶滚筒转动设置在滑块上，送料架上设置有调节机构，调节机构用于调节滑块的位置。

进一步优化，滑块上设置有导孔，滑槽内设置有导柱，导孔与导柱滑动配合。

其中，调节结构包括固定块和转轴，滑块上设置有安装孔，转轴转动安装在所述安装孔内，固定块固定安装在送料架侧面，转轴延伸出送料架后位于固定块的上方，且转轴上与固定块对应位置处设置有凸轮部。

其中，转轴端部设置有手柄。

进一步限定，导孔内设置有弹簧，弹簧上端与导柱接触。

其中，固定块上设置有腰型槽，固定块通过穿过腰型槽的螺钉实现与送料的连接。

进一步优化，送料平台上设置有斜面，该斜面构成以剥标机构，剥标机构用于将贴标从贴标基带上剥落。

一种基于视觉补偿的贴标方法，

具体贴标步骤如下：

步骤1：待贴标的测试卡通过送料机构送至贴标设备机架上设置的定位座上；

步骤2：贴标送料机构将标签进行剥离后，六自由度机械臂驱动真空吸盘靠近标签位置处，将标签进行吸取；

步骤3：六自由度机械臂将标签移动至图像获取单元上方，获取此时贴标的图像信息；

步骤4：将获取后的贴标图像发送至视觉图像处理单元，视觉图像处理单元用于将获取到的贴标图像与存储的标准贴标图像进行对比，计算出贴标图像与标准贴标图像之间的倾斜角度以及待偏移距离；

步骤5：将计算后得到的倾斜角度以及待偏移距离发送至与六自由度机械臂连接的控制器处，控制器根据所述倾斜角度控制六自由度机械臂动作，将真空吸盘上吸附的贴标图像角度、位置调整至与标准贴标图像的角度、位置相同，然后将贴标体贴覆在测试卡上。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明在使用时，将待贴标的测试卡通过送料机构送至贴标设备机架上设置的定位座上；贴标送料机构将标签进行剥离后，六自由度机械臂驱动真空吸盘靠近标签位置处，将标签进行吸取；此时，六自由度机械臂将标签移动至图像获取单元上方，获取此时贴标的图像信息；然后将获取后的贴标图像发送至视觉图像处理单元，视觉图像处理单元用于将获取到的贴标图像与存储的标准贴标图像进行对比，计算出贴标图像与标准贴标图像之间的倾斜角度以及待偏移距离；接着，将计算后得到的倾斜角度以及待偏移距离发送至与六自由度机械臂连接的控制器处，控制器根据所述倾斜角度控制六自由度机械臂动作，将真空吸盘上吸附的贴标图像角度、位置调整至与标准贴标图像的角度、位置相同，然后将贴标体贴覆在测试卡上；

在本发明中将贴标卷料穿过第一橡胶滚筒和第二橡胶滚筒，通过一个电机即可驱动第一橡胶滚筒以及第二橡胶滚筒滚动，将贴标进行驱动；同时，由于第二橡胶滚筒分别与送料卷筒及收料卷筒通过皮带连接，这样通过一个电机即可驱动第一橡胶滚筒、第二橡胶滚筒、送料卷筒以及收料卷筒进行转动，对送料卷筒、收料卷筒进行驱动时，通过皮带打滑的方式来消除转动误差，第一橡胶滚筒以及第二橡胶滚筒将贴标进行夹持并实现对贴标的拉动，进而实现送料的目的。这样，在实际的使用中，只需要使用一个电机即可实现送料以及收料的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明图1中A处局部放大示意图。

图3为本发明送料架与送料平台的连接关系示意图。

图4为本发明使用状态示意图。

附图标记：

101-六自由度机械臂，102-真空吸盘，103-贴标送料机构，104-送料架，105-送料平台，106-送料卷筒，107-送料道，108-第一橡胶滚筒，109-第二橡胶滚筒，110-驱动电机，111-齿轮传动机构，112-滑槽，113-滑块，114-调节机构，115-导孔，116-导柱，117-固定块，118-转轴，119-安装孔，120-凸轮部，121-手柄，122-斜面，123-腰型槽，124-支撑架，125-导向槽，126-滚轴，127-橡胶压筒，128-矩形部，129-圆孔，130-圆柱，131-机架。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明实施例的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明实施例的不同结构。为了简化本发明实施例的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明实施例。此外，本发明实施例可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

实施例一

参看图1-图4，本实施例公开了一种基于视觉补偿的贴标机构，包括视觉图像处理单元和图像获取单元，六自由度机械臂101、真空吸盘102和贴标送料机构103，六自由度机械臂101和贴标送料机构103安装在贴标设备的机架131上，真空吸盘102设置在六自由度机械臂101上，真空吸盘102用于吸取标签，图像获取单元安装在机架131上，图像获取单元与视觉图像处理单元连接，视觉图像处理单元通过一控制器与六自由度机械臂101连接；贴标送料机构103包括送料架104、设置在送料架104顶部的送料平台105、设置在送料架104上的送料卷筒106和收料卷筒，送料平台105上设置有送料道107，贴标卷料从送料卷筒106上引出后经过送料平台105上的送料道107后卷绕在收料卷筒上；

送料架104上转动设置有第一橡胶滚筒108和第二橡胶滚筒109，第一橡胶滚筒108连接有驱动电机110，第一橡胶滚筒108与第二橡胶滚筒109之间通过齿轮传动机构111连接，第一、二橡胶滚筒位于送料平台105下方，第二橡胶滚筒109位于第一橡胶滚筒108的上方，贴标卷料从第一、二橡胶滚筒之间穿过，第二橡胶滚筒109分别与送料卷筒106及收料卷筒通过皮带连接。

本发明在使用时将待贴标的测试卡通过送料机构送至贴标设备机架131上设置的定位座上；贴标送料机构103将标签进行剥离后，六自由度机械臂101驱动真空吸盘102靠近标签位置处，将标签进行吸取；此时，六自由度机械臂101将标签移动至图像获取单元上方，获取此时贴标（标签）的图像信息；然后将获取后的贴标图像发送至视觉图像处理单元，视觉图像处理单元用于将获取到的贴标图像与存储的标准贴标图像进行对比，计算出贴标图像与标准贴标图像之间的倾斜角度以及待偏移距离；接着，将计算后得到的倾斜角度以及待偏移距离发送至与六自由度机械臂101连接的控制器处，控制器根据所述倾斜角度控制六自由度机械臂101动作，将真空吸盘102上吸附的贴标图像角度、位置调整至与标准贴标图像的角度、位置相同，然后将贴标体贴覆在测试卡上；

同时，本发明将贴标卷料穿过第一橡胶滚筒108和第二橡胶滚筒109，通过一个电机即可驱动第一橡胶滚筒108以及第二橡胶滚筒109滚动，将贴标卷进行驱动；同时，由于第二橡胶滚筒109分别与送料卷筒106及收料卷筒通过皮带连接，这样通过一个电机即可驱动第一橡胶滚筒108、第二橡胶滚筒109、送料卷筒106以及收料卷筒进行转动，对送料卷筒106、收料卷筒进行驱动时，通过皮带打滑的方式来消除转动误差，第一橡胶滚筒108以及第二橡胶滚筒109将贴标进行夹持并实现对贴标的拉动，进而实现送料的目的。这样，在实际的使用中只需要使用一个电机即可实现送料以及收料的目的，设备整体结构更加简单，皮带采用高耐磨材料制成，减少打滑时对皮带的磨损。

其中，送料架104上设置有滑槽112，滑槽112内滑动设置有滑块113，第二橡胶滚筒109转动设置在滑块113上，送料架上设置有调节机构114，调节机构114用于调节滑块113的位置；通过设置滑动的滑块113能够使得第二橡胶滚筒109的位置能够调节，进而实现对第一橡胶滚筒108与第二橡胶滚筒109之间的压力的调节，保证对贴标基带的拉动。

在实际的使用中，贴标设备机架131上设置有间歇式送料机构，间歇式送料机构用于将测试卡依次送至贴标结构，以实现贴标的目的，其结构采用现有技术中的间歇式送料机构即可。

其中，滑块113上设置有导孔115，滑槽112内设置有导柱116，导孔115与导柱116滑动配合，使得滑块113在移动的时候更加稳定。

其中，调节结构包括固定块117和转轴118，滑块113上设置有安装孔119，转轴118转动安装在所述安装孔119内，固定块117固定安装在送料架104侧面，转轴118延伸出送料架104后位于固定块117的上方，且转轴118上与固定块117对应位置处设置有凸轮部120。

调节时，通过设置的凸轮部120与固定块117进行接触，转动所述转轴118即可实现对滑块113位置的调节，操作更加便捷。

其中，转轴118端部设置有手柄121，通过设置的手柄121，使得调节的时候更加便捷。

导孔115内设置有弹簧，弹簧上端与导柱116接触。在实际的使用中，这样不仅能够实现导向的目的，同时，在弹簧的作用下，还能够实现对滑块113的预压，在滑块113重力以及弹簧弹力的作用下，第一橡胶滚筒108与第二橡胶滚筒109能够紧密接触。

其中，送料平台105上设置有斜面122，该斜面122构成一剥标机构，剥标机构用于将贴标从贴标基带上剥落。

另外，本实施例还公开了一种基于视觉补偿的贴标方法，具体贴标步骤如下：

步骤1：待贴标的测试卡通过送料机构送至贴标设备机架131上设置的定位座上；

步骤2：贴标送料机构103将标签进行剥离后，六自由度机械臂101驱动真空吸盘102靠近标签位置处，将标签进行吸取；

步骤3：六自由度机械臂101将标签移动至图像获取单元上方，获取此时贴标的图像信息；

步骤4：将获取后的贴标图像发送至视觉图像处理单元，视觉图像处理单元用于将获取到的贴标图像与存储的标准贴标图像进行对比，计算出贴标图像与标准贴标图像之间的倾斜角度以及待偏移距离；

步骤5：将计算后得到的倾斜角度以及待偏移距离发送至与六自由度机械臂101连接的控制器处，控制器根据所述倾斜角度控制六自由度机械臂101动作，将真空吸盘102上吸附的贴标图像角度、位置调整至与标准贴标图像的角度、位置相同，然后将贴标体贴覆在测试卡上。

实施例二

本实施例是在实施例一的基础上进一步优化，在本实施例中，固定块117上设置有腰型槽123，固定块117通过穿过腰型槽123的螺钉实现与送料的连接。

这样，能够根据需要调节固定块117的位置。

进一步优化，在本实施例中，送料架104上还设置有支撑架124，支撑架124内设置有导向槽125，导向槽125内滑动设置有滚轴126，滚轴126上转动设置有橡胶压筒127，滚轴126两端具有一个与导向槽125匹配的矩形部128；在橡胶压筒127重力的作用下能够使得橡胶压筒127将贴标及进行压住，使得位于送料平台105上的贴标能够处于绷直的状态，便于剥标和取标；

进一步优化，导向槽125顶部设置有圆孔129，圆孔129内设置有第一弹簧，矩形部128上设置有延伸进圆孔129的圆柱130，通过设置的圆柱130与圆孔129进行配合，能够实现对橡胶压筒127的限位，避免滚轴126出现横向移动的情况。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于视觉补偿的贴标机构，包括视觉图像处理单元和图像获取单元，六自由度机械臂、真空吸盘和贴标送料机构，六自由度机械臂和贴标送料机构安装在贴标设备的机架上，真空吸盘设置在六自由度机械臂上，图像获取单元安装在机架上，图像获取单元与视觉图像处理单元连接，视觉图像处理单元通过一控制器与六自由度机械臂连接，其特征在于：

贴标送料机构包括送料架、设置在送料架顶部的送料平台、设置在送料架上的送料卷筒和收料卷筒，送料平台上设置有送料道，贴标卷料从送料卷筒上引出后经过送料平台上的送料道后卷绕在收料卷筒上；

送料架上转动设置有第一橡胶滚筒和第二橡胶滚筒，第一橡胶滚筒连接有驱动电机，第一橡胶滚筒与第二橡胶滚筒之间通过齿轮传动机构连接，第一、二橡胶滚筒位于送料平台下方，第二橡胶滚筒位于第一橡胶滚筒的上方，贴标卷料从第一、二橡胶滚筒之间穿过，第二橡胶滚筒分别与送料卷筒及收料卷筒通过皮带连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于视觉补偿的贴标机构，其特征在于：送料架上设置有滑槽，滑槽内滑动设置有滑块，第二橡胶滚筒转动设置在滑块上，送料架上设置有调节机构，调节机构用于调节滑块的位置。

3.根据权利要求2所述的一种基于视觉补偿的贴标机构，其特征在于：滑块上设置有导孔，滑槽内设置有导柱，导孔与导柱滑动配合。

4.根据权利要求3所述的一种基于视觉补偿的贴标机构，其特征在于：调节结构包括固定块和转轴，滑块上设置有安装孔，转轴转动安装在所述安装孔内，固定块固定安装在送料架侧面，转轴延伸出送料架后位于固定块的上方，且转轴上与固定块对应位置处设置有凸轮部。

5.根据权利要求4所述的一种基于视觉补偿的贴标机构，其特征在于：转轴端部设置有手柄。

6.根据权利要求4所述的一种基于视觉补偿的贴标机构，其特征在于：导孔内设置有弹簧，弹簧上端与导柱接触。

7.根据权利要求4所述的一种基于视觉补偿的贴标机构，其特征在于：固定块上设置有腰型槽，固定块通过穿过腰型槽的螺钉实现与送料的连接。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的一种基于视觉补偿的贴标机构，其特征在于：送料平台上设置有斜面，该斜面构成以剥标机构，剥标机构用于将贴标从贴标基带上剥落。

9.一种基于视觉补偿的贴标方法，其特征在于：包括使用权利权利要求1-8中任意一项所述的基于视觉补偿的贴标机构；

具体贴标步骤如下：

步骤1：待贴标的测试卡通过送料机构送至贴标设备机架上设置的定位座上；

步骤2：贴标送料机构将标签进行剥离后，六自由度机械臂驱动真空吸盘靠近标签位置处，将标签进行吸取；

步骤3：六自由度机械臂将标签移动至图像获取单元上方，获取此时贴标的图像信息；

步骤4：将获取后的贴标图像发送至视觉图像处理单元，视觉图像处理单元用于将获取到的贴标图像与存储的标准贴标图像进行对比，计算出贴标图像与标准贴标图像之间的倾斜角度以及待偏移距离；

步骤5：将计算后得到的倾斜角度以及待偏移距离发送至与六自由度机械臂连接的控制器处，控制器根据所述倾斜角度控制六自由度机械臂动作，将真空吸盘上吸附的贴标图像角度、位置调整至与标准贴标图像的角度、位置相同，然后将贴标体贴覆在测试卡上。

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