CN212922304U - 一种贴标签及喷码用机器人末端执行器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种贴标签及喷码用机器人末端执行器，属于工业机器人末端执行器领域。本实用新型包括基板组件，基板组件一侧设置有连接法兰，该连接法兰用于将基板组件与机器人末轴端面连接；基板组件内设置有喷码机组件、贴标块组件、读码器、激光测距元件和3D相机，其中贴标块组件设置于基板组件的一侧，并与真空模组相连，真空模组用于为贴标块组件提供真空吸附。本实用新型克服现有技术中钢材型材加工过程中采用人工贴标喷码容易出错的问题，拟提供一种贴标签及喷码用机器人末端执行器，能够可靠地完成型材不同规格垛包的信息标识工作。
Description
技术领域
本实用新型涉及工业机器人末端执行器技术领域，更具体地说，涉及一种贴标签及喷码用机器人末端执行器。
背景技术
在钢铁行业中中型材的品种分类有角钢、槽钢、矿工钢、U型钢等，每一个品种有十几种不同尺寸规格。中型材在生产过程中，需要在堆垛、打捆后进行信息标识。信息标识的目的是为了记录每一垛钢材的规格、型号等信息，以便后续工序和客户及时获得这些信息。目前信息标识的常用方式是人工手动贴标签和喷码，也就是人工打印好标签，在每垛中型材的头部或尾部粘贴标签，有的还需要同时人工在钢材上手写一组字符。由于中型材的品种规格多，且同一规格也会有各种不同的堆垛方式，这就造成信息标识的位置不确定性，人工手贴的位置随机且不规范，容易出错，不能满足生产过程中标准化管理。
目前，随着机器人技术的发展，信息标识的工作逐渐由机器人来完成。而采用机器人来完成这项工作，必须设计一种专用的机器人末端执行器，安装在机器人上来完成自动标识工作。如何设计一款集贴标签与喷码于一体的多功能信息标识机器人末端执行器，既满足中型材多规格尺寸垛包的标签粘贴又能够完成标识喷码功能，是行业内较为需要的。
经检索，中国专利申请号：2013101685622，发明创造名称为：一种贴标签封装机构，该申请案包括喷胶机构、上纸机构、皮带传送机构、行程控制器和控制装置，喷胶机构、上纸机构位于皮带传送机构的同侧，喷胶机构、上纸机构、皮带传送机构、行程控制器均与控制装置信号连接。该申请案通过在打包折纸的第3步后紧接着贴标签，起到包装的封装和贴标的作用，即节省工序又节省成本。但该申请案并不适用于对钢材型材的生产过程，且仅用于封装和贴标，仍有进一步优化的空间。
实用新型内容
1.实用新型要解决的技术问题
本实用新型的目的在于克服现有技术中钢材型材加工过程中采用人工贴标喷码容易出错的问题，拟提供一种贴标签及喷码用机器人末端执行器，能够可靠地完成型材不同规格垛包的信息标识工作。
2.技术方案
为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：
本实用新型的一种贴标签及喷码用机器人末端执行器，包括基板组件，基板组件一侧设置有连接法兰，该连接法兰用于将基板组件与机器人末轴端面连接；基板组件内设置有喷码机组件、贴标块组件、读码器、激光测距元件和3D相机，其中贴标块组件设置于基板组件的一侧，并与真空模组相连，真空模组用于为贴标块组件提供真空吸附。
更进一步地，贴标块组件包括气缸和气缸安装板，气缸的伸缩杆端部连接有气缸安装板，气缸安装板下方连接有吸标板，吸标板上设置有真空接头，吸标板通过真空接头与真空模组相连接，吸标板内部开设有多个与真空接头相通的气孔，且该气孔向下延伸贯穿吸标板底面。
更进一步地，吸标板底面上还设置有弹性海绵，且弹性海绵上也对应开设有多个气孔。
更进一步地，吸标板和气缸安装板之间通过四角的螺杆连接，螺杆的下端通过螺纹配合穿过吸标板并通过螺母紧固；螺杆上端穿过气缸安装板的光滑通孔，并通过螺母紧固；螺杆外侧罩设有缓冲弹簧。
更进一步地，气缸安装板上对应真空接头的位置开设有避让槽。
更进一步地，基板组件内还设置有气吹支架，气吹元件固定于气吹支架上。
更进一步地，基板组件包括底板，底板长度方向的一侧设有背板，底板宽度方向的一侧设有侧板，底板、背板和侧板围成三边连接的框架结构，连接法兰设置于背板的外侧；底板上还设置有与侧板相平行的中隔板，侧板和中隔板之间通过横隔板连接。
更进一步地，喷码机组件通过安装支架固定于背板内侧，激光测距元件设置于中隔板上，3D相机设置于横隔板下方，贴标块组件、真空模组和读码器分别设置在横隔板上。
更进一步地，基板组件采用轻质硬合金材质，且底板与背板、底板与侧板、底板与中隔板之间均采用螺栓连接固定。
3.有益效果
采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
(1)本实用新型的一种贴标签及喷码用机器人末端执行器，通过将喷码机组件和贴标块组件组合集成，能够将机器人末端执行器集贴标签和喷码于一体，满足不同信息标识的需求，且实现了中型材垛包贴标签及喷码的无人化作业，节约人工成本，工作效率大幅度提高。
(2)本实用新型的一种贴标签及喷码用机器人末端执行器，贴标块组件通过真空模组配合来实现对标签的吸附，且气路压力可调充分保障标签的可靠吸附；吸标板上设置弹性海绵，具有一定的弹性变形，配合吸标板和气缸安装板之间的缓冲弹簧，当压贴标签时，弹性海绵适度变形，缓冲弹簧发生弹性变形，形变使得贴标块组件整体具有良好的适应性，保障标签能够平整牢固第粘贴在型钢上。
附图说明
图1为本实用新型的一种贴标签及喷码用机器人末端执行器的结构示意图；
图2为本实用新型中贴标块组件的结构示意图。
示意图中的标号说明：
100、连接法兰；101、底板；102、背板；103、侧板；104、中隔板；105、安装支架；106、横隔板；107、气吹支架；200、喷码机组件；300、真空模组；400、贴标块组件；500、读码器；600、气吹元件；700、激光测距元件；800、3D相机；410、气缸；411、气缸安装板；412、吸标板；413、弹性海绵；414、螺杆；415、缓冲弹簧；416、真空接头。
具体实施方式
为进一步了解本实用新型的内容，结合附图对本实用新型作详细描述。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述。
实施例1
如图1和图2所示，本实施例的一种贴标签及喷码用机器人末端执行器，包括基板组件，基板组件一侧设置有连接法兰100，该连接法兰100用于将基板组件与机器人末轴端面连接；基板组件内设置有喷码机组件200、贴标块组件400、读码器500、激光测距元件700和3D相机800，其中贴标块组件400设置于基板组件的一侧，并与真空模组300相连，真空模组300用于为贴标块组件400提供真空吸附。需要说明的是，本实施例中采用的喷码机组件200、读码器500、激光测距元件700、3D相机800和真空模组300均采用行业内现有常规的成熟技术组件，其结构及使用过程等均属于技术，在此不再赘述。其中喷码机组件200用于标识喷码；真空模组300为气路元器件，用于控制气路以及产生真空，保障贴标块组件400对标签的真空稳定吸附；读码器500用于检测标签内容是否正确；激光测距元件700用来检测钢材型材垛包的高度，是对垛包位置检测的检测元件；3D相机800是用来检测垛包在辊道上的准确位置，为贴标签和喷码提供位置坐标。
本实施例中基板组件内还设置有气吹支架107，气吹元件600固定于气吹支架107上，气吹元件600用于吹扫型材上面的残留水等，其中气吹元件600也采用行业内现有常规的成熟技术组件，其结构及使用过程等均属于技术，在此不再赘述。
如图2所示，本实施例中贴标块组件400包括气缸410和气缸安装板411，气缸410的伸缩杆端部连接有气缸安装板411，气缸安装板411下方连接有吸标板412，吸标板412上设置有真空接头416，吸标板412通过真空接头416与真空模组300相连接，吸标板412内部开设有多个与真空接头416相通的气孔，且该气孔向下延伸贯穿吸标板412底面。气缸安装板411上对应真空接头416的位置开设有避让槽。吸标板412底面上还设置有弹性海绵413，且弹性海绵413上也对应开设有多个气孔。更具体地，吸标板412和气缸安装板411之间通过四角的螺杆414连接，螺杆414的下端通过螺纹配合穿过吸标板412并通过螺母紧固；螺杆414上端穿过气缸安装板411的光滑通孔，并通过螺母紧固；螺杆414外侧罩设有缓冲弹簧415。
本实施例中的贴标块组件400，通过真空模组300配合吸标板412和弹性海绵413上的多个细小气孔，来实现对标签的吸附，且气路压力可调充分保障标签的可靠吸附；吸标板412上设置弹性海绵413，具有一定的弹性变形，配合吸标板412和气缸安装板411之间的缓冲弹簧415，当压贴标签时，弹性海绵413适度变形，缓冲弹簧415发生弹性变形，形变使得贴标块组件400整体具有良好的适应性，保障标签能够平整牢固第粘贴在型钢上。且本实施例采用视觉检测技术，激光测距元件700和3D相机800配合能够对复杂位置进行检测；通过将喷码机组件200和贴标块组件400组合集成，能够将机器人末端执行器集贴标签和喷码于一体，满足不同信息标识的需求。
本实施例的一种贴标签及喷码用机器人末端执行器，执行过程如下：
1、打捆后的型钢垛包通过辊道传输到指定位置；
2、机器人带动末端执行器到达垛包的侧上方，从上往下动作，直到激光测距元件700检测到垛包高度；
3、末端执行器到达垛包正上方，从左到右通过3D相机800开始检索垛包的边缘位置；
4、气吹元件600工作，对贴标及喷码位置进行吹扫；
5、标签吸附，控制气缸410的伸缩杆向前推出，真空模组300工作，使吸标板412内产生真空，末端执行器到达取标签位，标签从打印机内吐出，沿弹性海绵413表面滑动，由于气道负压的作用，形成部分真空度，对纸标签产生吸附作用，纸标签打印完毕完全吐出，在弹性海绵413表面也滑动到位，完全封住气道，形成的真空度满足纸标签吸附条件，取标签完毕后气缸410的伸缩杆回收；
6、标签粘贴，机器人末端执行器带着标签移动到需要粘贴标签的型钢垛包位置，气缸410的伸缩杆向前推出，标签接触到型钢，真空模组300关闭真空，弹性海绵413及缓冲弹簧415发生形变，使得标签能够平整牢固地粘贴到型钢上，同时读码器500读取标签上的二维码信息，确保标签正确粘贴；
7、标识喷码，贴标完成后，机器人末端执行器旋转一定角度，使喷码机组件200正对需喷码的位置，完成喷码动作；完成后机器人末端执行器离开型钢垛包位置，回到初始位置，完成一个贴标签和标识喷码的工作周期。
采用本实施例的末端执行器配合机器人进行控制操作，实现了中型材垛包贴标签及喷码的无人化作业，节约人工成本，工作效率大幅度提高，且纸标签贴标位置误差能够控制在1mm以内，贴标、喷码成功率≥99.9％，平整、规范，有利于提高产品形象，适用于对中型材中不同产品规格垛包的粘贴标签和喷码操作。
实施例2
本实施例的一种贴标签及喷码用机器人末端执行器，基本同实施例1，更进一步地，本实施例中基板组件包括底板101，底板101长度方向的一侧设有背板102，底板101宽度方向的一侧设有侧板103，底板101、背板102和侧板103围成三边连接的框架结构，连接法兰100设置于背板102的外侧；底板101上还设置有与侧板103相平行的中隔板104，侧板103和中隔板104之间通过横隔板106连接。
本实施例中喷码机组件200通过安装支架105固定于背板102内侧，激光测距元件700设置于中隔板104上，3D相机800设置于横隔板106下方，贴标块组件400、真空模组300和读码器500分别设置在横隔板106上。
本实施例中基板组件采用轻质硬合金材质，且底板101与背板102、底板101与侧板103、底板101与中隔板104之间均采用螺栓连接固定，结构稳定。
以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种贴标签及喷码用机器人末端执行器，其特征在于：包括基板组件，基板组件一侧设置有连接法兰(100)，该连接法兰(100)用于将基板组件与机器人末轴端面连接；基板组件内设置有喷码机组件(200)、贴标块组件(400)、读码器(500)、激光测距元件(700)和3D相机(800)，其中贴标块组件(400)设置于基板组件的一侧，并与真空模组(300)相连，真空模组(300)用于为贴标块组件(400)提供真空吸附。
2.根据权利要求1所述的一种贴标签及喷码用机器人末端执行器，其特征在于：贴标块组件(400)包括气缸(410)和气缸安装板(411)，气缸(410)的伸缩杆端部连接有气缸安装板(411)，气缸安装板(411)下方连接有吸标板(412)，吸标板(412)上设置有真空接头(416)，吸标板(412)通过真空接头(416)与真空模组(300)相连接，吸标板(412)内部开设有多个与真空接头(416)相通的气孔，且该气孔向下延伸贯穿吸标板(412)底面。
3.根据权利要求2所述的一种贴标签及喷码用机器人末端执行器，其特征在于：吸标板(412)底面上还设置有弹性海绵(413)，且弹性海绵(413)上也对应开设有多个气孔。
4.根据权利要求2所述的一种贴标签及喷码用机器人末端执行器，其特征在于：吸标板(412)和气缸安装板(411)之间通过四角的螺杆(414)连接，螺杆(414)的下端通过螺纹配合穿过吸标板(412)并通过螺母紧固；螺杆(414)上端穿过气缸安装板(411)的光滑通孔，并通过螺母紧固；螺杆(414)外侧罩设有缓冲弹簧(415)。
5.根据权利要求2所述的一种贴标签及喷码用机器人末端执行器，其特征在于：气缸安装板(411)上对应真空接头(416)的位置开设有避让槽。
6.根据权利要求1所述的一种贴标签及喷码用机器人末端执行器，其特征在于：基板组件内还设置有气吹支架(107)，气吹元件(600)固定于气吹支架(107)上。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种贴标签及喷码用机器人末端执行器，其特征在于：基板组件包括底板(101)，底板(101)长度方向的一侧设有背板(102)，底板(101)宽度方向的一侧设有侧板(103)，底板(101)、背板(102)和侧板(103)围成三边连接的框架结构，连接法兰(100)设置于背板(102)的外侧；底板(101)上还设置有与侧板(103)相平行的中隔板(104)，侧板(103)和中隔板(104)之间通过横隔板(106)连接。
8.根据权利要求7所述的一种贴标签及喷码用机器人末端执行器，其特征在于：喷码机组件(200)通过安装支架(105)固定于背板(102)内侧，激光测距元件(700)设置于中隔板(104)上，3D相机(800)设置于横隔板(106)下方，贴标块组件(400)、真空模组(300)和读码器(500)分别设置在横隔板(106)上。
9.根据权利要求7所述的一种贴标签及喷码用机器人末端执行器，其特征在于：基板组件采用轻质硬合金材质，且底板(101)与背板(102)、底板(101)与侧板(103)、底板(101)与中隔板(104)之间均采用螺栓连接固定。
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| CN116135718A (zh) * | 2023-03-21 | 2023-05-19 | 广州三拓识别技术有限公司 | 不等高物体的高速贴标设备 |
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