实时在线多向全坐标自动打印贴标系统及控制方法
实时在线多向全坐标自动打印贴标系统及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及贴标机技术领域，具体涉及一种实时在线多向全坐标自动打印贴标系统及控制方法。
【背景技术】
[0002]现在市场上的在线贴标机存在两种机型，一种是将事先印刷好的标签贴附到物料上，另一种是实时打印标签贴附到物料上，以上两种技术实现，贴附部分的实现模式基本一致，都是单一方向贴附。单一方向的贴附，只能将标签固定的贴附在物料的某一个面上。而且，贴附头的相对位置固定，不能在线实时的根据物料的信息化要求，进行贴附面和位置的调整。
[0003]由于贴标机的使用均是配合其他生产线或者物流线设备使用，会出现随着生产任务变化，而需要变化贴附面，或者贴附位置的情况。而现有的设备，不能随意变化贴附面。变换贴附位置需要进行人工干预。位置的调节相对复杂和繁琐。
[0004]现在的生产环境正在发生着变化，随着生产制造业的信息化要求和提高产能的要求，与物流自动化的技术实现的不断提高，以及生产线一线多能和减员增效的大前提下，使用传统的自动贴标机，已经不能完全适应技术的发展和市场对贴标机自动化程度的要求。
【发明内容】
[0005]本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种随着生产线所生产的产品需要，自动调整贴附面、自动调整贴附位置、调整同一产品不同贴附面和不同贴附面的不同贴附位置的实时在线多向全坐标自动打印贴标系统及控制方法。
[0006]本发明克服其技术问题所采用的技术方案是:
一种实时在线多向全坐标自动打印贴标系统，包括用于输送需贴标物流的物料输送机，还包括:
X向滑座，位于物流输送机一侧且通过X轴驱动装置驱动其与相对物料输送机输送方向相垂直方向滑动；
Y向滑座，其通过Y轴驱动装置驱动其沿垂直于水平面的方向相对X向滑座上下滑动；水平回转驱动装置，安装于Y向滑座上，其下端水平安装有贴标头驱动装置，用于驱动贴标头驱动装置沿水平方向顺时针或逆时针转动；
以及贴标头，其固定于贴标头驱动装置上，所述贴标头驱动装置驱动贴标头向外侧伸出或向内部缩回。
[0007]为了实现在物料上表面贴附贴标，还包括安装于Y向滑座上用于驱动水平回转驱动装置沿竖直方向顺时针或逆时针转动的纵向回转驱动装置。
[0008]为了缩短人工换纸时间，还包括碎纸机，贴标机中打印机打印后输出的背纸进入碎纸机中。
[0009]为了提高贴标系统的识别定位精度、提高识别效率，还包括设置于物料输送机上的物料识别装置，所述物料识别装置连接于工控机，物料识别装置为视觉识别系统或条码识别系统中的一种。
[0010]上述X轴驱动装置包括丝杠I以及与丝杠I同轴连接的驱动电机，所述驱动电机连接于PLC，所述丝杠I的轴线与水平面相平行且与物料输送机输送方向相垂直，所述X向滑座通过螺母副与丝杠I传动连接，所述驱动电机为伺服电机I I或步进电机中的一种。
[0011]上述Y轴驱动装置包括安装于X轴驱动装置上的支架、转动安装于支架上的丝杠II以及与丝杠II同轴连接的驱动电机，所述驱动电机连接于PLC，所述丝杠II的轴线与水平面相垂直，所述Y向滑座通过螺母副与丝杠II传动连接，所述驱动电机为伺服电机II或步进电机中的一种。
[0012]上述水平回转驱动装置为伺服电机IV，所述伺服电机IV的输出轴轴线与水平面相垂直，所述伺服电机IV连接于PLC。
[0013]上述贴标头驱动装置为气缸11或电动推杆中的一种。
[0014]上述纵向回转驱动装置包括安装于Y向滑座上的伺服电机III以及与伺服电机III输出轴连接的反转平台，所述伺服电机III的输出轴轴线与水平面相平行，所述伺服电机IV安装于反转平台上，所述伺服电机III连接于PLC。
[0015]一种实时在线多向全坐标自动打印贴标系统的控制方法，a)工控机根据公式δ=S χ-δ φ计算整个系统完成一个周期的动作时间δ，式中δ ,为X轴驱动装置、Y轴驱动装置、水平回转驱动装置以及贴标头驱动装置顺序执行的最小时间，Φ为X轴驱动装置、Y轴驱动装置、水平回转驱动装置或贴标头驱动装置中可协同动作时间，δ ?^为各个驱动装置可协同动作时间之和，Φ = 4a_4d，式中巾3为该驱动装置完成其行程要求所需最长动作时间实测常数，该驱动装置完成其行程要求所需最短动作时间实测常数，工控机根据计算得到的δ下发运动指令到PLC，PLC根据指令控制驱动装置进行动作运行；
d)工控机根据公式ε = ( β τ_ β± ( β β De± β Ie)计算X轴驱动装置、Y轴驱动装置、水平回转驱动装置或贴标头驱动装置的实际运动距离ε，式中βτ为该驱动装置的目标点坐标，Ptl为该驱动装置的原点坐标，β.取值大于O且小于该驱动装置单位时间内的重复定位误差值，为该驱动装置加工允许的误差值，β 16为该驱动装置安装完成后的实际误差值，工控机根据计算得到的ε下发运动指令到PLC。
[0016]本发明的有益效果是:本实时在线多向全坐标自动打印贴标系统，可以客户根据物料的外观尺寸和包装外观的要求，对标签贴附位置自动调整的需求。可以在线连续工作，缩短了生产线设备停机调整的时间，提高了现有设备使用率，提高了生产效率。减少了生产用工工时一改传统设备上贴附方向单一，客户需要同一物料多面贴附时，需要同时多套设备完成的弊端。同时，也满足了客户多品种，同时生产时，需要不同位置进行贴附标签的需求。优化了使用过程，提高了使用效率，可以快速有效的完成将标签推送到不同贴附面以及标签贴附点的动作。
【附图说明】
[0017]图1为本发明的结构示意图；
图中，1.伺服电机I 2.丝杠I 3.X向滑座4.支架5.Y向滑座6.丝杠II 7.伺服电机II 8.伺服电机III 9.反转平台10.伺服电机IV 11.气缸12.贴标头
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图1对本发明做进一步说明。
[0019]一种实时在线多向全坐标自动打印贴标系统，包括用于输送需贴标物流的物料输送机，还包括:X向滑座3，位于物流输送机一侧且通过X轴驱动装置驱动其与相对物料输送机输送方向相垂直方向滑动；Y向滑座5，其通过Y轴驱动装置驱动其沿垂直于水平面的方向相对X向滑座3上下滑动；水平回转驱动装置，安装于Y向滑座5上，其下端水平安装有贴标头驱动装置，用于驱动贴标头驱动装置沿水平方向顺时针或逆时针转动；以及贴标头12，其固定于贴标头驱动装置上，贴标头驱动装置驱动贴标头12向外侧伸出或向内部缩回。物料输送机运动方向可以定义为Z轴，X轴驱动装置驱动X向滑座3沿X轴运动，Y轴驱动装置驱动Y向滑座5沿Y轴赏析运动，因此实现了直角坐标贴附机械手的功能。可以使得贴标头12将标签运送到行程所及的任何一个点。在设备的前方，与Z轴配合，形成了一个矩形空间内的可离散的坐标集，而这个坐标集的大小，取决于物料在行进方向的长度和高度，物体越大，坐标集相应的就会越大。可以根据物料的外观尺寸等条件的实际情况，自动调整机械手的推送位置，将标签推送到需要的位置。同时在水平回转驱动装置的驱动下，可以将贴标头12调整至物料输送机上的物料的前端、左右侧、后端贴附面。之后贴标头驱动装置驱动贴标头向外动作，将标签贴附到要求的位置。本实时在线多向全坐标自动打印贴标系统，一改传统设备上贴附方向单一，客户需要同一物料多面贴附时，需要同时多套设备完成的弊端。同时，也满足了客户多品种，同时生产时，需要不同位置进行贴附标签的需求。优化了使用过程，提高了使用效率，可以快速有效的完成将标签推送到不同贴附面以及标签贴附点的动作。
[0020]X轴驱动装置可以为如下结构，其包括丝杠I 2以及与丝杠I 2同轴连接的驱动电机，驱动电机连接于PLC，丝杠I 2的轴线与水平面相平行且与物料输送机输送方向相垂直，X向滑座3通过螺母副与丝杠I 2传动连接，驱动电机为伺服电机I I或步进电机中的一种。PLC控制驱动电机动作，驱动电机带动丝杠I 2转动相应的圈数，即可实现驱动X向滑座3在X轴方向移动指定的距离。Y轴驱动装置可以为如下结构，其包括安装于X轴驱动装置上的支架4、转动安装于支架4上的丝杠II 6以及与丝杠II 6同轴连接的驱动电机，驱动电机连接于PLC，丝杠II 6的轴线与水平面相垂直，Y向滑座5通过螺母副与丝杠II 6传动连接，驱动电机为伺服电机II 7或步进电机中的一种。PLC控制驱动电机动作，驱动电机带动丝杠丝杠II 6转动相应的圈数，即可实现驱动Y向滑座5在Y轴方向移动指定的距离。水平回转驱动装置为伺服电机IV 10，伺服电机IV 10的输出轴轴线与水平面相垂直，伺服电机IV 10连接于PLC。PLC驱动伺服电机IV 10转动，伺服电机IV 10即可带动贴标头12在水平面范围内任意角度旋转。贴标头驱动装置可以为气缸11或电动推杆中的一种。
[0021] 进一步的还可以包括安装于Y向滑座5上用于驱动水平回转驱动装置沿竖直方向顺时针或逆时针转动的纵向回转驱动装置。通过纵向回转驱动装置与水平回转驱动装置相互配合，形成了一个180° *180°的半球面运动轨迹，在这个板球面运动轨迹的任意一点，贴标头均可准确停止，并把标签贴附到要求的位置，因此实现了可以在物料前端、左右侧、后端以及上端进行贴标。纵向回转驱动装置可以为如下结构，其包括安装于Y向滑座5上的伺服电机ΙΙΙ8以及与伺服电机ΙΙΙ8输出轴连接的反转平台9，伺服电机ΙΙΙ8的输出轴轴线与水平面相平行，伺服电机IV 10安装于反转平台9上，伺服电机III 8连接于PLC。PLC控制伺服电机III 8转动，伺服电机III 8驱动反转平台9在纵向实现任意角度的旋转，控制精确，结构简单。
[0022]还可以包括碎纸机以及置于物料输送机上的物料识别装置，贴标机中打印机打印后输出的背纸进入碎纸机中。料识别装置连接于工控机，物料识别装置为视觉识别系统或条码识别系统中的一种。传统的背纸回卷机构需要一台回卷动力可调速电机，电机随着打印引擎的打印动作需要而进行工作，实现将标签背纸回卷和会送动作。而采用碎纸机可以将打印剥离后的背纸直接进行粉碎处理，并回收到设备内部备用的废纸回收袋中，可以缩短人工换纸时的操作时间。传统的回卷方式，人工换纸时不但需要更换新纸，还要将废纸同时取下。而且在进行回卷固定是工作繁琐，固定不好，还容易影响打印效果。视觉识别系统可以在视野范围内将物料信息进行识别，其对于物料在识别时的定位精度要求低、速度快、识别率高。可以更加有效的提高设备在线率，提高使用效果，改善客户使用体验。而传统的条码识别具有技术成熟度高，制造成本低的特点。
[0023]本发明还涉及一种实时在线多向全坐标自动打印贴标系统的控制方法，a)工控机根据公式δ = δχ-δ φ计算整个系统完成一个周期的动作时间δ，式中δ ,为X轴驱动装置、Y轴驱动装置、水平回转驱动装置以及贴标头驱动装置顺序执行的最小时间，Φ为X轴驱动装置、Y轴驱动装置、水平回转驱动装置或贴标头驱动装置中可协同动作时间，δ 4为各个驱动装置可协同动作时间之和，Φ =，式中巾3为该驱动装置完成其行程要求所需最长动作时间实测常数，为该驱动装置完成其行程要求所需最短动作时间实测常数，工控机根据计算得到的δ下发运动指令到PLC，PLC根据指令控制驱动装置进行动作运行。通过计算3，要使6(6—-0?)时间最小，需要的就是各个机构之间动作的协调性，使得各机构之间的协调性能最优。目的是为了系统设备固件子系统之间协调运行，在各个设备固件子系统运行时，动作顺序与配合，需按照要求完成。完成动作的前提是各项指令下发的准确及时，各项动作信息采集的及时，整个设备系统完成工作的效率越高。
[0024]d)工控机根据公式ε = ( β T- β。)± ( β Me± β De± β Ie)计算X轴驱动装置、Y轴驱动装置、水平回转驱动装置或贴标头驱动装置的实际运动距离ε，式中βτ为该驱动装置的目标点坐标，Ptl为该驱动装置的原点坐标，β.取值大于O且小于该驱动装置单位时间内的重复定位误差值，为该驱动装置加工允许的误差值，β 为该驱动装置安装完成后的实际误差值，工控机根据计算得到的ε下发运动指令到PLC。某一个贴标位置点的坐标，影响贴附精度的有以下因素，1、运动轨迹的运动误差，2、设备本身设计的误差，3、设备安装时的现场误差。通过计算获得ε的精确值，PLC安装轨迹和设计要求下发运行指令，可以消除设备的机械机构，因设计和运动变位产生的位置向量误差和机械误差。因为以上原因产生的误差，我们统称为偏移量。
【主权项】
1.一种实时在线多向全坐标自动打印贴标系统，包括用于输送需贴标物流的物料输送机，其特征在于，还包括: X向滑座(3)，位于物流输送机一侧且通过X轴驱动装置驱动其与相对物料输送机输送方向相垂直方向滑动； Y向滑座(5)，其通过Y轴驱动装置驱动其沿垂直于水平面的方向相对X向滑座(3)上下滑动； 水平回转驱动装置，安装于Y向滑座(5)上，其下端水平安装有贴标头驱动装置，用于驱动贴标头驱动装置沿水平方向顺时针或逆时针转动； 以及贴标头(12)，其固定于贴标头驱动装置上，所述贴标头驱动装置驱动贴标头(12)向外侧伸出或向内部缩回。2.根据权利要求1所述的实时在线多向全坐标自动打印贴标系统，其特征在于:还包括安装于Y向滑座(5)上用于驱动水平回转驱动装置沿竖直方向顺时针或逆时针转动的纵向回转驱动装置。3.根据权利要求1所述的实时在线多向全坐标自动打印贴标系统，其特征在于:还包括碎纸机，贴标机中打印机打印后输出的背纸进入碎纸机中。4.根据权利要求1所述的实时在线多向全坐标自动打印贴标系统，其特征在于:还包括设置于物料输送机上的物料识别装置，所述物料识别装置连接于工控机，物料识别装置为视觉识别系统或条码识别系统中的一种。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的实时在线多向全坐标自动打印贴标系统，其特征在于:所述X轴驱动装置包括丝杠I (2)以及与丝杠I (2)同轴连接的驱动电机，所述驱动电机连接于PLC，所述丝杠I (2)的轴线与水平面相平行且与物料输送机输送方向相垂直，所述X向滑座(3)通过螺母副与丝杠I (2)传动连接，所述驱动电机为伺服电机I (I)或步进电机中的一种。6.根据权利要求1至4中任意一项所述的实时在线多向全坐标自动打印贴标系统，其特征在于:所述Y轴驱动装置包括安装于X轴驱动装置上的支架(4)、转动安装于支架(4)上的丝杠II (6)以及与丝杠II (6)同轴连接的驱动电机，所述驱动电机连接于PLC，所述丝杠II (6)的轴线与水平面相垂直，所述Y向滑座(5)通过螺母副与丝杠II (6)传动连接，所述驱动电机为伺服电机II (7)或步进电机中的一种。7.根据权利要求1至4中任意一项所述的实时在线多向全坐标自动打印贴标系统，其特征在于:所述水平回转驱动装置为伺服电机IV (10)，所述伺服电机IV (10)的输出轴轴线与水平面相垂直，所述伺服电机IV (10)连接于PLC。8.根据权利要求1至4中任意一项所述的实时在线多向全坐标自动打印贴标系统，其特征在于:所述贴标头驱动装置为气缸(11)或电动推杆中的一种。9.根据权利要求7所述的实时在线多向全坐标自动打印贴标系统，其特征在于:所述纵向回转驱动装置包括安装于Y向滑座(5)上的伺服电机III⑶以及与伺服电机III⑶输出轴连接的反转平台(9)，所述伺服电机III (8)的输出轴轴线与水平面相平行，所述伺服电机IV (10)安装于反转平台(9)上，所述伺服电机III⑶连接于PLC。10.一种控制权力要求I中实时在线多向全坐标自动打印贴标系统的控制方法，其特征在于:a)工控机根据公式δ = δχ-δ φ计算整个系统完成一个周期的动作时间δ，式中δ方X轴驱动装置、Y轴驱动装置、水平回转驱动装置以及贴标头驱动装置顺序执行的最小时间，Φ为X轴驱动装置、Y轴驱动装置、水平回转驱动装置或贴标头驱动装置中可协同动作时间，δ φ为各个驱动装置可协同动作时间之和，Φ = Φ a_4d，式中为该驱动装置完成其行程要求所需最长动作时间实测常数，为该驱动装置完成其行程要求所需最短动作时间实测常数，工控机根据计算得到的δ下发运动指令到PLC，PLC根据指令控制驱动装置进行动作运行； d)工控机根据公式ε = ( β τ_ β± ( β β De± β Ie)计算X轴驱动装置、Y轴驱动装置、水平回转驱动装置或贴标头驱动装置的实际运动距离ε，式中βτ为该驱动装置的目标点坐标，Ptl为该驱动装置的原点坐标，β.取值大于O且小于该驱动装置单位时间内的重复定位误差值，为该驱动装置加工允许的误差值，β 16为该驱动装置安装完成后的实际误差值，工控机根据计算得到的ε下发运动指令。
【专利摘要】一种实时在线多向全坐标自动打印贴标系统及控制方法，包括用于输送需贴标物流的物料输送机，还包括：X向滑座、Y向滑座、水平回转驱动装置、贴标头驱动装置以及贴标头，可以客户根据物料的外观尺寸和包装外观的要求，对标签贴附位置自动调整的需求。可以在线连续工作，缩短了生产线设备停机调整的时间，提高了现有设备使用率，提高了生产效率。减少了生产用工工时一改传统设备上贴附方向单一，客户需要同一物料多面贴附时，需要同时多套设备完成的弊端。同时，也满足了客户多品种，同时生产时，需要不同位置进行贴附标签的需求。优化了使用过程，提高了使用效率，可以快速有效的完成将标签推送到不同贴附面以及标签贴附点的动作。
【IPC分类】B65C9/46, B65C9/26, B65C9/40, B65C9/02
【公开号】CN104890965
【申请号】CN201510221307
【发明人】赵明顺, 赵超, 李永磊, 陈建国, 牛志刚
【申请人】济南源鑫自动化技术有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月4日
【技术领域】
[0001]本发明涉及贴标机技术领域，具体涉及一种实时在线多向全坐标自动打印贴标系统及控制方法。
【背景技术】
[0002]现在市场上的在线贴标机存在两种机型，一种是将事先印刷好的标签贴附到物料上，另一种是实时打印标签贴附到物料上，以上两种技术实现，贴附部分的实现模式基本一致，都是单一方向贴附。单一方向的贴附，只能将标签固定的贴附在物料的某一个面上。而且，贴附头的相对位置固定，不能在线实时的根据物料的信息化要求，进行贴附面和位置的调整。
[0003]由于贴标机的使用均是配合其他生产线或者物流线设备使用，会出现随着生产任务变化，而需要变化贴附面，或者贴附位置的情况。而现有的设备，不能随意变化贴附面。变换贴附位置需要进行人工干预。位置的调节相对复杂和繁琐。
[0004]现在的生产环境正在发生着变化，随着生产制造业的信息化要求和提高产能的要求，与物流自动化的技术实现的不断提高，以及生产线一线多能和减员增效的大前提下，使用传统的自动贴标机，已经不能完全适应技术的发展和市场对贴标机自动化程度的要求。
【发明内容】
[0005]本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种随着生产线所生产的产品需要，自动调整贴附面、自动调整贴附位置、调整同一产品不同贴附面和不同贴附面的不同贴附位置的实时在线多向全坐标自动打印贴标系统及控制方法。
[0006]本发明克服其技术问题所采用的技术方案是:
一种实时在线多向全坐标自动打印贴标系统，包括用于输送需贴标物流的物料输送机，还包括:
X向滑座，位于物流输送机一侧且通过X轴驱动装置驱动其与相对物料输送机输送方向相垂直方向滑动；
Y向滑座，其通过Y轴驱动装置驱动其沿垂直于水平面的方向相对X向滑座上下滑动；水平回转驱动装置，安装于Y向滑座上，其下端水平安装有贴标头驱动装置，用于驱动贴标头驱动装置沿水平方向顺时针或逆时针转动；
以及贴标头，其固定于贴标头驱动装置上，所述贴标头驱动装置驱动贴标头向外侧伸出或向内部缩回。
[0007]为了实现在物料上表面贴附贴标，还包括安装于Y向滑座上用于驱动水平回转驱动装置沿竖直方向顺时针或逆时针转动的纵向回转驱动装置。
[0008]为了缩短人工换纸时间，还包括碎纸机，贴标机中打印机打印后输出的背纸进入碎纸机中。
[0009]为了提高贴标系统的识别定位精度、提高识别效率，还包括设置于物料输送机上的物料识别装置，所述物料识别装置连接于工控机，物料识别装置为视觉识别系统或条码识别系统中的一种。
[0010]上述X轴驱动装置包括丝杠I以及与丝杠I同轴连接的驱动电机，所述驱动电机连接于PLC，所述丝杠I的轴线与水平面相平行且与物料输送机输送方向相垂直，所述X向滑座通过螺母副与丝杠I传动连接，所述驱动电机为伺服电机I I或步进电机中的一种。
[0011]上述Y轴驱动装置包括安装于X轴驱动装置上的支架、转动安装于支架上的丝杠II以及与丝杠II同轴连接的驱动电机，所述驱动电机连接于PLC，所述丝杠II的轴线与水平面相垂直，所述Y向滑座通过螺母副与丝杠II传动连接，所述驱动电机为伺服电机II或步进电机中的一种。
[0012]上述水平回转驱动装置为伺服电机IV，所述伺服电机IV的输出轴轴线与水平面相垂直，所述伺服电机IV连接于PLC。
[0013]上述贴标头驱动装置为气缸11或电动推杆中的一种。
[0014]上述纵向回转驱动装置包括安装于Y向滑座上的伺服电机III以及与伺服电机III输出轴连接的反转平台，所述伺服电机III的输出轴轴线与水平面相平行，所述伺服电机IV安装于反转平台上，所述伺服电机III连接于PLC。
[0015]一种实时在线多向全坐标自动打印贴标系统的控制方法，a)工控机根据公式δ=S χ-δ φ计算整个系统完成一个周期的动作时间δ，式中δ ,为X轴驱动装置、Y轴驱动装置、水平回转驱动装置以及贴标头驱动装置顺序执行的最小时间，Φ为X轴驱动装置、Y轴驱动装置、水平回转驱动装置或贴标头驱动装置中可协同动作时间，δ ?^为各个驱动装置可协同动作时间之和，Φ = 4a_4d，式中巾3为该驱动装置完成其行程要求所需最长动作时间实测常数，该驱动装置完成其行程要求所需最短动作时间实测常数，工控机根据计算得到的δ下发运动指令到PLC，PLC根据指令控制驱动装置进行动作运行；
d)工控机根据公式ε = ( β τ_ β± ( β β De± β Ie)计算X轴驱动装置、Y轴驱动装置、水平回转驱动装置或贴标头驱动装置的实际运动距离ε，式中βτ为该驱动装置的目标点坐标，Ptl为该驱动装置的原点坐标，β.取值大于O且小于该驱动装置单位时间内的重复定位误差值，为该驱动装置加工允许的误差值，β 16为该驱动装置安装完成后的实际误差值，工控机根据计算得到的ε下发运动指令到PLC。
[0016]本发明的有益效果是:本实时在线多向全坐标自动打印贴标系统，可以客户根据物料的外观尺寸和包装外观的要求，对标签贴附位置自动调整的需求。可以在线连续工作，缩短了生产线设备停机调整的时间，提高了现有设备使用率，提高了生产效率。减少了生产用工工时一改传统设备上贴附方向单一，客户需要同一物料多面贴附时，需要同时多套设备完成的弊端。同时，也满足了客户多品种，同时生产时，需要不同位置进行贴附标签的需求。优化了使用过程，提高了使用效率，可以快速有效的完成将标签推送到不同贴附面以及标签贴附点的动作。
【附图说明】
[0017]图1为本发明的结构示意图；
图中，1.伺服电机I 2.丝杠I 3.X向滑座4.支架5.Y向滑座6.丝杠II 7.伺服电机II 8.伺服电机III 9.反转平台10.伺服电机IV 11.气缸12.贴标头
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图1对本发明做进一步说明。
[0019]一种实时在线多向全坐标自动打印贴标系统，包括用于输送需贴标物流的物料输送机，还包括:X向滑座3，位于物流输送机一侧且通过X轴驱动装置驱动其与相对物料输送机输送方向相垂直方向滑动；Y向滑座5，其通过Y轴驱动装置驱动其沿垂直于水平面的方向相对X向滑座3上下滑动；水平回转驱动装置，安装于Y向滑座5上，其下端水平安装有贴标头驱动装置，用于驱动贴标头驱动装置沿水平方向顺时针或逆时针转动；以及贴标头12，其固定于贴标头驱动装置上，贴标头驱动装置驱动贴标头12向外侧伸出或向内部缩回。物料输送机运动方向可以定义为Z轴，X轴驱动装置驱动X向滑座3沿X轴运动，Y轴驱动装置驱动Y向滑座5沿Y轴赏析运动，因此实现了直角坐标贴附机械手的功能。可以使得贴标头12将标签运送到行程所及的任何一个点。在设备的前方，与Z轴配合，形成了一个矩形空间内的可离散的坐标集，而这个坐标集的大小，取决于物料在行进方向的长度和高度，物体越大，坐标集相应的就会越大。可以根据物料的外观尺寸等条件的实际情况，自动调整机械手的推送位置，将标签推送到需要的位置。同时在水平回转驱动装置的驱动下，可以将贴标头12调整至物料输送机上的物料的前端、左右侧、后端贴附面。之后贴标头驱动装置驱动贴标头向外动作，将标签贴附到要求的位置。本实时在线多向全坐标自动打印贴标系统，一改传统设备上贴附方向单一，客户需要同一物料多面贴附时，需要同时多套设备完成的弊端。同时，也满足了客户多品种，同时生产时，需要不同位置进行贴附标签的需求。优化了使用过程，提高了使用效率，可以快速有效的完成将标签推送到不同贴附面以及标签贴附点的动作。
[0020]X轴驱动装置可以为如下结构，其包括丝杠I 2以及与丝杠I 2同轴连接的驱动电机，驱动电机连接于PLC，丝杠I 2的轴线与水平面相平行且与物料输送机输送方向相垂直，X向滑座3通过螺母副与丝杠I 2传动连接，驱动电机为伺服电机I I或步进电机中的一种。PLC控制驱动电机动作，驱动电机带动丝杠I 2转动相应的圈数，即可实现驱动X向滑座3在X轴方向移动指定的距离。Y轴驱动装置可以为如下结构，其包括安装于X轴驱动装置上的支架4、转动安装于支架4上的丝杠II 6以及与丝杠II 6同轴连接的驱动电机，驱动电机连接于PLC，丝杠II 6的轴线与水平面相垂直，Y向滑座5通过螺母副与丝杠II 6传动连接，驱动电机为伺服电机II 7或步进电机中的一种。PLC控制驱动电机动作，驱动电机带动丝杠丝杠II 6转动相应的圈数，即可实现驱动Y向滑座5在Y轴方向移动指定的距离。水平回转驱动装置为伺服电机IV 10，伺服电机IV 10的输出轴轴线与水平面相垂直，伺服电机IV 10连接于PLC。PLC驱动伺服电机IV 10转动，伺服电机IV 10即可带动贴标头12在水平面范围内任意角度旋转。贴标头驱动装置可以为气缸11或电动推杆中的一种。
[0021] 进一步的还可以包括安装于Y向滑座5上用于驱动水平回转驱动装置沿竖直方向顺时针或逆时针转动的纵向回转驱动装置。通过纵向回转驱动装置与水平回转驱动装置相互配合，形成了一个180° *180°的半球面运动轨迹，在这个板球面运动轨迹的任意一点，贴标头均可准确停止，并把标签贴附到要求的位置，因此实现了可以在物料前端、左右侧、后端以及上端进行贴标。纵向回转驱动装置可以为如下结构，其包括安装于Y向滑座5上的伺服电机ΙΙΙ8以及与伺服电机ΙΙΙ8输出轴连接的反转平台9，伺服电机ΙΙΙ8的输出轴轴线与水平面相平行，伺服电机IV 10安装于反转平台9上，伺服电机III 8连接于PLC。PLC控制伺服电机III 8转动，伺服电机III 8驱动反转平台9在纵向实现任意角度的旋转，控制精确，结构简单。
[0022]还可以包括碎纸机以及置于物料输送机上的物料识别装置，贴标机中打印机打印后输出的背纸进入碎纸机中。料识别装置连接于工控机，物料识别装置为视觉识别系统或条码识别系统中的一种。传统的背纸回卷机构需要一台回卷动力可调速电机，电机随着打印引擎的打印动作需要而进行工作，实现将标签背纸回卷和会送动作。而采用碎纸机可以将打印剥离后的背纸直接进行粉碎处理，并回收到设备内部备用的废纸回收袋中，可以缩短人工换纸时的操作时间。传统的回卷方式，人工换纸时不但需要更换新纸，还要将废纸同时取下。而且在进行回卷固定是工作繁琐，固定不好，还容易影响打印效果。视觉识别系统可以在视野范围内将物料信息进行识别，其对于物料在识别时的定位精度要求低、速度快、识别率高。可以更加有效的提高设备在线率，提高使用效果，改善客户使用体验。而传统的条码识别具有技术成熟度高，制造成本低的特点。
[0023]本发明还涉及一种实时在线多向全坐标自动打印贴标系统的控制方法，a)工控机根据公式δ = δχ-δ φ计算整个系统完成一个周期的动作时间δ，式中δ ,为X轴驱动装置、Y轴驱动装置、水平回转驱动装置以及贴标头驱动装置顺序执行的最小时间，Φ为X轴驱动装置、Y轴驱动装置、水平回转驱动装置或贴标头驱动装置中可协同动作时间，δ 4为各个驱动装置可协同动作时间之和，Φ =，式中巾3为该驱动装置完成其行程要求所需最长动作时间实测常数，为该驱动装置完成其行程要求所需最短动作时间实测常数，工控机根据计算得到的δ下发运动指令到PLC，PLC根据指令控制驱动装置进行动作运行。通过计算3，要使6(6—-0?)时间最小，需要的就是各个机构之间动作的协调性，使得各机构之间的协调性能最优。目的是为了系统设备固件子系统之间协调运行，在各个设备固件子系统运行时，动作顺序与配合，需按照要求完成。完成动作的前提是各项指令下发的准确及时，各项动作信息采集的及时，整个设备系统完成工作的效率越高。
[0024]d)工控机根据公式ε = ( β T- β。)± ( β Me± β De± β Ie)计算X轴驱动装置、Y轴驱动装置、水平回转驱动装置或贴标头驱动装置的实际运动距离ε，式中βτ为该驱动装置的目标点坐标，Ptl为该驱动装置的原点坐标，β.取值大于O且小于该驱动装置单位时间内的重复定位误差值，为该驱动装置加工允许的误差值，β 为该驱动装置安装完成后的实际误差值，工控机根据计算得到的ε下发运动指令到PLC。某一个贴标位置点的坐标，影响贴附精度的有以下因素，1、运动轨迹的运动误差，2、设备本身设计的误差，3、设备安装时的现场误差。通过计算获得ε的精确值，PLC安装轨迹和设计要求下发运行指令，可以消除设备的机械机构，因设计和运动变位产生的位置向量误差和机械误差。因为以上原因产生的误差，我们统称为偏移量。
【主权项】
1.一种实时在线多向全坐标自动打印贴标系统，包括用于输送需贴标物流的物料输送机，其特征在于，还包括: X向滑座(3)，位于物流输送机一侧且通过X轴驱动装置驱动其与相对物料输送机输送方向相垂直方向滑动； Y向滑座(5)，其通过Y轴驱动装置驱动其沿垂直于水平面的方向相对X向滑座(3)上下滑动； 水平回转驱动装置，安装于Y向滑座(5)上，其下端水平安装有贴标头驱动装置，用于驱动贴标头驱动装置沿水平方向顺时针或逆时针转动； 以及贴标头(12)，其固定于贴标头驱动装置上，所述贴标头驱动装置驱动贴标头(12)向外侧伸出或向内部缩回。2.根据权利要求1所述的实时在线多向全坐标自动打印贴标系统，其特征在于:还包括安装于Y向滑座(5)上用于驱动水平回转驱动装置沿竖直方向顺时针或逆时针转动的纵向回转驱动装置。3.根据权利要求1所述的实时在线多向全坐标自动打印贴标系统，其特征在于:还包括碎纸机，贴标机中打印机打印后输出的背纸进入碎纸机中。4.根据权利要求1所述的实时在线多向全坐标自动打印贴标系统，其特征在于:还包括设置于物料输送机上的物料识别装置，所述物料识别装置连接于工控机，物料识别装置为视觉识别系统或条码识别系统中的一种。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的实时在线多向全坐标自动打印贴标系统，其特征在于:所述X轴驱动装置包括丝杠I (2)以及与丝杠I (2)同轴连接的驱动电机，所述驱动电机连接于PLC，所述丝杠I (2)的轴线与水平面相平行且与物料输送机输送方向相垂直，所述X向滑座(3)通过螺母副与丝杠I (2)传动连接，所述驱动电机为伺服电机I (I)或步进电机中的一种。6.根据权利要求1至4中任意一项所述的实时在线多向全坐标自动打印贴标系统，其特征在于:所述Y轴驱动装置包括安装于X轴驱动装置上的支架(4)、转动安装于支架(4)上的丝杠II (6)以及与丝杠II (6)同轴连接的驱动电机，所述驱动电机连接于PLC，所述丝杠II (6)的轴线与水平面相垂直，所述Y向滑座(5)通过螺母副与丝杠II (6)传动连接，所述驱动电机为伺服电机II (7)或步进电机中的一种。7.根据权利要求1至4中任意一项所述的实时在线多向全坐标自动打印贴标系统，其特征在于:所述水平回转驱动装置为伺服电机IV (10)，所述伺服电机IV (10)的输出轴轴线与水平面相垂直，所述伺服电机IV (10)连接于PLC。8.根据权利要求1至4中任意一项所述的实时在线多向全坐标自动打印贴标系统，其特征在于:所述贴标头驱动装置为气缸(11)或电动推杆中的一种。9.根据权利要求7所述的实时在线多向全坐标自动打印贴标系统，其特征在于:所述纵向回转驱动装置包括安装于Y向滑座(5)上的伺服电机III⑶以及与伺服电机III⑶输出轴连接的反转平台(9)，所述伺服电机III (8)的输出轴轴线与水平面相平行，所述伺服电机IV (10)安装于反转平台(9)上，所述伺服电机III⑶连接于PLC。10.一种控制权力要求I中实时在线多向全坐标自动打印贴标系统的控制方法，其特征在于:a)工控机根据公式δ = δχ-δ φ计算整个系统完成一个周期的动作时间δ，式中δ方X轴驱动装置、Y轴驱动装置、水平回转驱动装置以及贴标头驱动装置顺序执行的最小时间，Φ为X轴驱动装置、Y轴驱动装置、水平回转驱动装置或贴标头驱动装置中可协同动作时间，δ φ为各个驱动装置可协同动作时间之和，Φ = Φ a_4d，式中为该驱动装置完成其行程要求所需最长动作时间实测常数，为该驱动装置完成其行程要求所需最短动作时间实测常数，工控机根据计算得到的δ下发运动指令到PLC，PLC根据指令控制驱动装置进行动作运行； d)工控机根据公式ε = ( β τ_ β± ( β β De± β Ie)计算X轴驱动装置、Y轴驱动装置、水平回转驱动装置或贴标头驱动装置的实际运动距离ε，式中βτ为该驱动装置的目标点坐标，Ptl为该驱动装置的原点坐标，β.取值大于O且小于该驱动装置单位时间内的重复定位误差值，为该驱动装置加工允许的误差值，β 16为该驱动装置安装完成后的实际误差值，工控机根据计算得到的ε下发运动指令。
【专利摘要】一种实时在线多向全坐标自动打印贴标系统及控制方法，包括用于输送需贴标物流的物料输送机，还包括：X向滑座、Y向滑座、水平回转驱动装置、贴标头驱动装置以及贴标头，可以客户根据物料的外观尺寸和包装外观的要求，对标签贴附位置自动调整的需求。可以在线连续工作，缩短了生产线设备停机调整的时间，提高了现有设备使用率，提高了生产效率。减少了生产用工工时一改传统设备上贴附方向单一，客户需要同一物料多面贴附时，需要同时多套设备完成的弊端。同时，也满足了客户多品种，同时生产时，需要不同位置进行贴附标签的需求。优化了使用过程，提高了使用效率，可以快速有效的完成将标签推送到不同贴附面以及标签贴附点的动作。
【IPC分类】B65C9/46, B65C9/26, B65C9/40, B65C9/02
【公开号】CN104890965
【申请号】CN201510221307
【发明人】赵明顺, 赵超, 李永磊, 陈建国, 牛志刚
【申请人】济南源鑫自动化技术有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月4日
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