自动型期刊涂胶绑定装置的制造方法

文档序号:10999510阅读:610来源:国知局
自动型期刊涂胶绑定装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种自动型期刊涂胶绑定装置,属于喷射装置技术领域。
【背景技术】
[0002]随着图书信息的不断提高,封存的过期期刊需要消耗大量的人力、物力进行期刊归档工作,而且现有的设备是手工操作的需要力气大进行涂胶和操作绑定工作。而各种期刊的规范和大小使各种涂胶绑定装置的使用量不断上升,期刊涂胶绑定工作已经由一个辅助工序转变成一个重要步骤,这项任务完成的效率会直接影响图书管理人员的工作效率。传统的整理采用手工方式,主要由手工进行涂胶工序、对图书固定挤压、绑定成册完成期刊绑定工作构成,该工艺方法简单和成本低廉,但是浪费劳动力和速度慢,而且精度差,具体来讲,其问题可归纳如下:
[0003]第一,传统涂胶使用的液体胶水方式产生大量多余胶水,不熟练的操作对胶水浪费和又难于清理。
[0004]第二,现有整装设备是手工操作,需要力气大进行涂胶和操作绑定工作,整个涂胶绑定至少要2个人才能完成操作。
[0005]第三,工人技能熟练程度不同容易造成精度的参差不齐,虽然同样可以提高生产率,但是其价格昂贵。
[0006]综上,手动涂胶机存在以下几个缺点:打胶速度慢,打胶质量差、浪费胶;打胶时需使用旋转打胶台作为辅助打胶设备,需要人工将产品从中空生产线上卸载并重新放置在旋转打胶台上进行打胶,增加了生产工序,降低了生产效率;而现有的一些涂胶机采用电子配比的方式来进行涂胶,在实际工作的过程中会出现出胶不均勾、花胶,甚至会出现堵塞静态混合器等现象。
[0007]基于此,做出本申请。
【实用新型内容】
[0008]为了克服现有期刊装订过程中所存在的上述缺陷,本实用新型提供一种自动化程度高、装订精度好、实用性强、操作便捷的自动型期刊涂胶绑定装置。
[0009]为实现上述目的,本实用新型采取的技术方案如下:
[0010]自动型期刊涂胶绑定装置,包括控制机构、涂胶机构、机械手和传动机构,机械手包括驱动装置、DRC和PLC,且DRC为机械手的上位机,PLC为机械手的下位机,DRC和PLC形成半闭环控制系统,驱动装置包括用于驱动机械手移动的电磁铁和用于复位的弹簧;涂胶机构包括存胶罐、计量与调整元件、供胶管、注胶罐和支架,存胶罐、计量与调整元件和注胶罐顺次连接,注胶罐通过供胶管与机械手连接,支架位于注胶罐下方,其上通过导轨安装有用于容置工件的托盘;注胶罐由注胶罐气缸驱动,支架由支架气缸驱动,支架上设置有工件检测传感器和限位检测传感器,且注胶罐上设置有液位检测传感器和上限检测传感器,注胶罐气缸、支架气缸、工件检测传感器、限位检测传感器、液位检测传感器和上限检测传感器均与PLC相连接。
[0011]进一步的,作为优选:
[0012]所述的注胶罐气缸和支架气缸均由气动执行机构控制,该气动执行机构包括顺次连接的气源、滤清器和减压阀,减压阀连接有二位五通电磁换位阀一和二位五通电磁换位阀二,二位五通电磁换位阀一与注胶罐气缸相连接,二位五通电磁换位阀二则通过单向节流阀与支架气缸相连接。更优选的,所述的单向节流阀包括单向节流阀一和单向节流阀二,支架气缸包括支架气缸一、支架气缸二,二位五通电磁换位阀二、单向节流阀一、支架气缸一、支架气缸二和单向节流阀二形成回路,且支架气缸一、支架气缸二并联。
[0013]所述的电磁铁包括线圈和衔铁,线圈与衔铁共同作用,实现机械手的单向位移。
[0014]所述的驱动装置中还包含有用于连接和动力传递的传动机构,该传动机构包含丝杆螺母副和导向支承部件。更优选的,所述的丝杆螺母副采用滚珠丝杆副。
[0015]将本实用新型作为涂胶绑定装置,本申请的整体上是电机驱动模块、涂胶机构模块、胶液控制模块及辅助安装件,具体来讲,则是由控制部件、接口电路、功率放大电路、执行元件、机械传动部件,以及检测传感部件等部分组成,其中的机械部分由减速装置、丝杠螺母副、蜗轮蜗杆副等各种线性传动部件以及连杆机构、凸轮机构等非线性传动部件、导向支承部件、旋转支承部件、轴系及架体等机构以及机械传动部件、导向支承部件及轴系部件等注胶系统的设计机械传动部件有螺旋传动、齿轮传动、同步带、高速带传动以及各种非线性传动部件等,从而实现转矩和转速的传递,使执行元件与负载之间在转矩与转速方面等到最佳匹配,从而确保机械系统的传动精度和工作稳定性,机械手采用了具有低摩擦阻力等特点的传动部件滚珠丝杠副,该螺旋传动机构又称丝杠螺母机构,将旋转运动变为直线运动或将直线运动变为螺旋运动,具有摩擦阻力小、传动效率高、运动平稳、轴向刚度高即通过适当预紧可消除丝杠螺母之间的轴向间隙;不易磨损,使用寿命长等优点。
[0016]在本申请的机械手控制系统中,注胶罐的上升和下降是由注胶罐气缸进行驱动的,而注胶罐中绝缘胶的流出和抽胶则由注胶罐中的气压压力决定的,在支架上支承托盘的导轨采用支架气缸和主驱动进行气压驱动的。机械手主要采用了电气执行机构和气压式执行机构,电气执行机构主要采用了其中的控制用电机、弹簧和电磁铁,电磁铁由线圈和衔铁两部分组成,电磁铁实现机械手的单向驱动,弹簧则用于复位,用以实现两固定点间的快速驱动。
[0017]上述的机械部分是采用DRC和日本三菱公司的FXl系列PLC进行的集成控制,该控制系统通过数据记录控制计算机和可编程序控制器的联合通信与控制,共同完成了涂胶机械的自动控制。其中DRC主要进行控制伺服系统中的伺服电机,驱动工业机器人的各个坐标轴的运动,以及和相应的工控机进行通信,联合控制工业机器人或自动化装置。机械手主要由程序、输入/输出设备、DRC、PLC及进给驱动装置等组成的,DRC是整个系统的神经中枢,可编程控制器对数据记录控制器的输入与输出信号进行处理;PLC实现一些控制操作过程,比如装载工件的托盘的进退;注胶罐的上升和下降以及注胶罐进行涂胶和抽真空等等;进给驱动装置是控制该机械手X轴和Y轴的进给运动的。
[0018]本申请中,机械手的控制流程如下:DRC控制X-Y型直角坐标型机械手作为上位机,PLC作为下位机。整个系统是一个半闭环控制系统,系统的自动控制流程如下所述重复执行操作,可实现系统的自动涂胶= (I)DRC与PLC进行通信握手,表明一切就绪;(2)工件检测传感器检测到支架上的托盘上是否有工件,发信号给PLC; (3)限位检测传感器检测到托盘已经到达里限限位开关,发信号给PLC; (4)液位检测传感器检测到注胶罐有允许的胶量,发信号给PLC; (5)上限检测传感器检测到注胶罐在上限位置,发信号给PLC;(6)DRC判断机械手回归原点位置,发信号给PLC;(7)PLC接受控制面板的自动按扭信号,发信号给DRC执行自动涂胶动作;(S)DRC根据DPB(手持编程器)的程序,驱动伺服电机执行X-Y的轨迹行程;(9)机械手行走到轨迹行程的最后一点,DRC等到此信号;(1)DRC将涂完最后一点的信号发送给PLC,同时PLC接受DRC的信号后,发信号使注胶罐收胶,并且注胶罐的气缸使之回到上限位置同时托盘自动回归工件装卡位置;(Il)PLC发信号给DRC,使机械手回归原点。在上述系统中实现数据记录控制器与可编程序控制器的集成控制,DRC主要完成该自动涂胶机械手的轨迹行程DC伺服电动机驱动X-Y行程,PLC完成对该系统的现场控制信号的采集与执行元件的驱动,它们之间的通信采用I/O卡来实现的。
[0019]本申请所提供的自动型期刊涂胶绑定装置采用自动化控制系统,具有良好的人机交互界面,并且可以和国内外的涂胶设备一起工作,完全实现了自动化,充分提高了生产效率,并通过对注胶罐压力的控制来实现精确的流量控制;同时,通过对机械手的运动控制和高精度的运动平台实现涂胶系统的准确定位,适用于点、直线、圆弧以及任意不规则产品的点胶、涂胶运动。
【附图说明】

[0020]图1为本实用新型的结构不意图;
[0021]图2为本实用新型的注胶罐系统的气动回路图;
[0022]图3为本实用新型自动化集成控制的系统流程图;
[0023]图4为本实用新型自动化DRC轨迹流程图;
[0024]图5为本实用新型中半闭环数字比较系统结构图。
[0025]图中标号:1.控制机构;11.控制面板;12.驱动部件;2.涂胶机构;21.存胶罐;22.计量与调整元件;23.供胶管;24.注胶罐;25.支架;251.主驱动;252.涂胶工位;2a.气源;2b.压力表;2c.滤清器;2d.减压阀;2e.二位五通电磁换位阀二;2f.单向节流阀;3.机械手;31.DRC;32.PLC;4.工位检测传感器;5.限位检测传感器;6.液位检测传感器;7.上限检测传感器;8.注胶罐气缸;9.支架气缸。
【具体实施方式】
[0026]实施例1
[0027]本实施例自动型期刊涂胶绑定装置,结合图1和图3,包括控制机构1、涂胶机构2、机械手3,控制机构I包括控制面板11和驱动部件12,机械手3包括驱动装置、DRC31和PLC32,且DRC31为机械手3的上位机,PLC32为机械手3的下位机,DRC31和PLC32形成半闭环控制系统,驱动装置包括用于驱动机械手3移动的电磁铁和用于复位的弹簧;涂胶机构2包括存胶罐21、计量与调整元件22、供胶管23、注胶罐24和支架25,存胶罐21、计量与调整元件22和注胶罐24顺次连接,注胶罐24通过供胶管23与机械手3连接,支架25位于注胶罐24下方,其上通过导轨安装有用于容置工件的托盘;注胶罐24由注胶罐气缸8驱动,支架25由支架气缸9驱动,支架25上设置有工件检测传感器4和限位检测传感器5,且注胶罐24上设置有液位检测传感器6和上限检测传感器7,注胶罐气缸8、支架气缸9、工件检测传感器4、限位检测传感器5、液位检测传感器6和上限检测传感器7均与PLC32相连接。
[0028]其中,注胶罐气缸8和支架气缸9均由气动执行机构控制,结合图2,该气动执行机构包括顺次连接的气源2a、滤清器2c和减压阀2d,气源2a与滤清器2c之间的管道上设置压力表2b,减压阀2d连接有二位五通电磁换位阀一和二位五通电磁换位阀二 2e,二位五通电磁换位阀一与注胶罐气缸8相连接,二位五通电磁换位阀二 2e则通过单向节流阀与支架气缸9相连接。其中,单向节流阀包括单向节流阀一2f和单向节流阀二2g,支架气缸9包括支架气缸一、支架气缸二,二位五通电磁换位阀二 2e、单向节流阀一 2f、支架气缸一、支架气缸二和单向节流阀二 2g形成回路,且支架气缸一、支架气缸二并联。
[0029]电磁铁包括线圈和衔铁,线圈与衔铁共同作用,实现机械手的单向位移。
[0030]驱动装置中还包含有用于连接和动力传递的传动机构,该传动机构包含丝杆螺母副和导向支承部件。本实施例中,丝杆螺母副采用滚珠丝杆副。
[0031]将本实施例作为涂胶绑定装置,本申请的整体上也可分为电机驱动模块、涂胶机构模块、胶液控制模块及辅助安装件,具体来讲,则是由控制部件、接口电路、功率放大电路、执行元件、机械传动部件,以及检测传感部件等部分组成,其中的机械部分由减速装置、丝杠螺母副、蜗轮蜗杆副等各种线性传动部件以及连杆机构、凸轮机构等非线性传动部件、导向支承部件、旋转支承部件、轴系及架体等机构以及机械传动部件、导向支承部件及轴系部件等注胶系统的设计机械传动部件有螺旋传动、齿轮传动、同步带、高速带传动以及各种非线性传动部件等,从而实现转矩和转速的传递,使执行元件与负载之间在转矩与转速方面等到最佳匹配,从而确保机械系统的传动精度和工作稳定性,机械手3采用了具有低摩擦阻力等特点的传动部件滚珠丝杠副,该螺旋传动机构又称丝杠螺母机构,将旋转运动变为直线运动或将直线运动变为螺旋运动,具有摩擦阻力小、传动效率高、运动平稳、轴向刚度高即通过适当预紧可消除丝杠螺母之间的轴向间隙;不易磨损,使用寿命长等优点。
[0032]在本申请的机械手3控制系统中,注胶罐24的上升和下降是由注胶罐气缸8进行驱动的,而注胶罐24中绝缘胶的流出和抽胶则由注胶罐24中的气压压力决定的,在支架25上支承托盘的导轨采用支架气缸9和主驱动251进行气压驱动的。机械手3主要采用了电气执行机构和气压式执行机构,电气执行机构主要采用了其中的控制用电机、弹簧和电磁铁,电磁铁由线圈和衔铁两部分组成,电磁铁实现机械手的单向驱动,弹簧则用于复位,用以实现两固定点间的快速驱动。
[0033]上述的机械部分是采用DRC31和日本三菱公司的FXl系列PLC32进行的集成控制,如图5所示,该控制系统通过数据记录控制计算机和可编程序控制器的联合通信与控制,共同完成了涂胶机械的自动控制。其中,结合图4,DRC31主要进行控制伺服系统中的伺服电机,驱动工业机器人的各个坐标轴的运动,以及和相应的工控机进行通信,联合控制工业机器人或自动化装置。机械手3主要由程序、输入/输出设备、DRC3UPLC32及进给驱动装置等组成的,DRC31是整个系统的神经中枢,可编程控制器对数据记录控制器的输入与输出信号进行处理;PLC32实现一些控制操作过程,比如装载工件的托盘的进退;注胶罐24的上升和下降以及注胶罐24进行涂胶和抽真空等等;进给驱动装置是控制该机械手3的X轴和Y轴进给运动的。
[0034]本申请中,结合图3,DRC31控制X-Y型直角坐标型机械手作为上位机,PLC32作为下位机,整个系统是一个半闭环控制系统,系统的自动控制流程如下所述重复执行操作,可实现系统的自动涂胶:(1)DRC31与PLC32进行通信握手,表明一切就绪;(2)工件检测传感器4检测到支架25上的托盘上是否有工件,发信号给PLC32;( 3)限位检测传感器5检测到托盘已经到达里限限位开关,发信号给PLC32; (4)液位检测传感器6检测到注胶罐24有允许的胶量,发信号给PLC32; (5)上限检测传感器7检测到注胶罐24在上限位置,发信号给PLC32;(6)DRC 31判断机械手3回归原点位置,发信号给PLC32; (7)PLC32接受控制面板11的自动按钮信号,发信号给DRC31执行自动涂胶动作;(8)DRC 31根据DPB(手持编程器)的程序,驱动伺服电机执行X-Y的轨迹行程;(9)机械手3行走到轨迹行程的最后一点,DRC31等到此信号;(1)DRC 31将涂完最后一点的信号发送给PLC32,同时PLC32接受DRC31的信号后,发信号使注胶罐24收胶,并且注胶罐气缸8使之回到上限位置同时托盘自动回归工件装卡位置;(11)PLC32发信号给DRC31,使机械手3回归原点。在上述系统中实现数据记录控制器与可编程序控制器的集成控制,DRC 31主要完成该自动涂胶机械手的轨迹行程DC伺服电动机驱动X-Y行程,PLC32完成对该系统的现场控制信号的采集与执行元件的驱动,它们之间的通信采用I/O卡来实现的。
[0035]本申请所提供的自动型期刊涂胶绑定装置采用自动化控制系统,具有良好的人机交互界面,并且可以和国内外的涂胶设备一起工作,完全实现了自动化,充分提高了生产效率,并通过对注胶罐压力的控制来实现精确的流量控制;同时,通过对机械手的运动控制和高精度的运动平台实现涂胶系统的准确定位,适用于点、直线、圆弧以及任意不规则产品的点胶、涂胶运动。
[0036]以上内容是结合本发明创造的优选实施方式对所提供技术方案所作的进一步详细说明,不能认定本发明创造具体实施只局限于上述这些说明,对于本发明创造所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明创造的保护范围。
【主权项】
1.自动型期刊涂胶绑定装置,其特征在于:包括控制机构、涂胶机构、机械手和传动机构,机械手包括驱动装置、DRC和PLC,且DRC为机械手的上位机,PLC为机械手的下位机,DRC和PLC形成半闭环控制系统,驱动装置包括用于驱动机械手移动的电磁铁和用于复位的弹簧;涂胶机构包括存胶罐、计量与调整元件、供胶管、注胶罐和支架,存胶罐、计量与调整元件和注胶罐顺次连接,注胶罐通过供胶管与机械手连接,支架位于注胶罐下方,其上通过导轨安装有用于容置工件的托盘;注胶罐由注胶罐气缸驱动,支架由支架气缸驱动,支架上设置有工件检测传感器和限位检测传感器,且注胶罐上设置有液位检测传感器和上限检测传感器,注胶罐气缸、支架气缸、工件检测传感器、限位检测传感器、液位检测传感器和上限检测传感器均与PLC相连接。2.如权利要求1所述的自动型期刊涂胶绑定装置,其特征在于:所述的注胶罐气缸和支架气缸均由气动执行机构控制,该气动执行机构包括顺次连接的气源、滤清器和减压阀,减压阀连接有二位五通电磁换位阀一和二位五通电磁换位阀二,二位五通电磁换位阀一与注胶罐气缸相连接,二位五通电磁换位阀二则通过单向节流阀与支架气缸相连接。3.如权利要求2所述的自动型期刊涂胶绑定装置,其特征在于:所述的单向节流阀包括单向节流阀一和单向节流阀二,支架气缸包括支架气缸一、支架气缸二,二位五通电磁换位阀二、单向节流阀一、支架气缸一、支架气缸二和单向节流阀二形成回路,且支架气缸一、支架气缸二并联。4.如权利要求1所述的自动型期刊涂胶绑定装置,其特征在于:所述的电磁铁包括线圈和衔铁,线圈与衔铁共同作用,实现机械手的单向位移。5.如权利要求1所述的自动型期刊涂胶绑定装置,其特征在于:所述的驱动装置中还包含有用于连接和动力传递的传动机构,该传动机构包含丝杆螺母副和导向支承部件。6.如权利要求5所述的自动型期刊涂胶绑定装置,其特征在于:所述的丝杆螺母副采用滚珠丝杆副。
【专利摘要】本实用新型涉及一种自动型期刊涂胶绑定装置,属于喷射装置技术领域。包括控制机构、涂胶机构、机械手和传动机构,机械手包括驱动装置、DRC和PLC,涂胶机构包括存胶罐、计量与调整元件、供胶管、注胶罐和支架。实用新型通过对机械手的运动控制和高精度的运动平台实现涂胶系统的准确定位,适用于点、直线、圆弧以及任意不规则产品的点胶、涂胶运动。
【IPC分类】B42C9/00
【公开号】CN205387001
【申请号】CN201620081382
【发明人】沈德隆, 寿叶丽
【申请人】浙江工贸职业技术学院
【公开日】2016年7月20日
【申请日】2016年1月28日
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