一种用于封堵射孔弹壳体传爆孔的自动贴标设备的制作方法

本发明涉及自动化贴标设备领域，特别是涉及一种用于封堵射孔弹壳体传爆孔的自动贴标设备。

背景技术：

油气井射孔弹壳体上的一端开有凹槽，该凹槽用于射孔器装配时固定导爆索。凹槽中部开有一通孔，称之为传爆孔，射孔弹传爆孔起传递爆轰能量的作用。在射孔点火作业中，起爆器激发后爆轰波依次在传爆序列中传递，其中射孔弹由导爆索通过传爆孔起爆。射孔弹生产过程中，在对壳体装填炸药之前，需将射孔弹壳体传爆孔进行贴标封堵，防止壳体内装填的炸药从孔内漏失。标签纸要和凹槽紧贴以达到完全封堵传爆孔的效果，如果压装时出现传爆孔漏药的情况，会显著增大射孔弹生产安全风险；如果射孔弹在使用过程中出现传爆孔内炸药漏失，会增加射孔弹传爆失败的风险。因此，射孔弹传爆孔的封贴质量十分重要，目前，国内该工艺主要采用人工手动贴标的方式进行，效率低且封贴质量参差不齐。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于封堵射孔弹壳体传爆孔的自动贴标设备，用于解决现有技术中射孔弹壳体传爆孔贴标封堵精度低、贴标效率低的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种用于封堵射孔弹壳体传爆孔的自动贴标设备，包括环形输送线、上料机构、贴标机构以及下料机构，所述上料机构、贴标机构以及下料机构沿环形输送线运行方向分布，所述环形输送线上放置有弹壳托盘，所述环形输送线带动弹壳托盘沿其移动，并通过定位顶升机构顶起弹壳托盘使弹壳托盘定位并脱离环形输送线停止移动。

本发明的有益效果是：实现自动化贴标，提高生产效率，并且通过顶升机构使得弹壳托盘能够在指定位置保持不动，提高定位贴标的准确度，保证了贴标质量。

可选地，还包括视觉检测机构和位姿调整机构，所述视觉检测机构和位姿调整机构位于上料机构和贴标机构之间，且位姿调整机构根据视觉检测机构的检测结果调整射孔弹壳体位置；所述环形输送线上设有多个定位顶升机构，多个定位顶升机构分别与上料机构、贴标机构、视觉检测机构、位姿调整机构、下料机构对应分布。

可选地，所述定位顶升机构包括至少两个对称分布在环形输送线两侧的顶升气缸，所述顶升气缸通过安装基板与环形输送线的机架连接，所述安装基板上安装有位于顶升气缸外侧的限位压板，所述顶升气缸的活塞杆上安装有与弹壳托盘底部的定位锥套配合定位的定位导杆，所述顶升气缸带动定位导杆运行使弹壳托盘下降落入环形输送线或使弹壳托盘上升与环形输送线脱离后与限位压板底部抵触。

可选地，所述上料机构的一侧设有来料输送线，所述来料输送线上设有阻挡机构，所述阻挡机构通过横移机构安装在来料输送线上，所述横移机构带动阻挡机构沿环形输送线运动方向移动调整位置，所述阻挡机构包括阻挡单元，所述阻挡单元伸缩拦截射孔弹壳体或放行射孔弹壳体；所述下料机构的一侧设有下料输送线。

可选地，所述上料机构和所述下料机构均包括取料机械手本体和取料抓手，所述取料抓手安装在取料机械手本体上，并通过取料机械手本体带动取料抓手运行抓取射孔弹壳体到指定位置。

可选地，所述贴标机构包括贴标机和贴标机械手，所述贴标机械手包括贴标机械手本体和贴标抓手，所述贴标抓手安装在贴标机械手本体上，并从贴标机上取标签贴到射孔弹壳体上。

可选地，所述贴标抓手包括设有接气孔的吸盘，所述吸盘通过吸盘安装板与机械手本体连接，所述吸盘的中部为扁平结构，所述吸盘的下部为与射孔弹壳体的凹槽相匹配的仿形结构，所述吸盘的底部设有吸嘴。

可选地，所述弹壳托盘包括托盘底板，所述托盘底板的顶部安装有用于射孔弹壳体置放定位的定位机构。

可选地，所述定位机构包括定位座和安装在托盘底板上的第一垫板，所述第一垫板上设有安装孔，所述安装孔内安放有磁环，所述定位座的底部与安装孔连接，所述定位座的上部为与射孔弹壳体装配的凸台。

可选地，所述定位机构包括第二垫板、顶杆气缸以及两个相对设置的活动定位夹板，用于置放射孔弹壳体的第二垫板安装在托盘底板上，所述顶杆气缸安装在环形输送线的机架上，所述活动定位夹板通过调整机构与托盘底板活动连接，并位于第二垫板上方，所述调整机构包括两个弹簧支座，两个所述活动定位夹板分别安装在两个弹簧支座上，两个弹簧支座的内侧通过弹簧连接，顶杆气缸推动两个活动定位夹板背向运动产生用于容纳射孔弹壳体的间隙，并通过弹簧带动两个活动定位夹板相向运动减小间隙夹紧射孔弹壳体。

采用上述可选地方案的有益效果是：实现自动化贴标，对位精准，贴标位置精度高，并且结构布局紧凑，减少占用空间；通过横移机构带动阻挡机构调整位置，使得不同规格的弹壳的轴心线均到达指定位置重合，从而使得取料抓手的抓取中心与待抓取的射孔弹壳体轴线重合，提高抓取的稳定性；吸盘的下部采用仿形结构，增大了吸盘下部与凹槽的接触面积，防止翘边，提高贴标的平整度。

附图说明

图1显示为本发明用于封堵射孔弹壳体传爆孔的自动贴标设备的结构示意图；

图2显示为本发明用于封堵射孔弹壳体传爆孔的自动贴标设备的贴标机械手的结构示意图；

图3显示为本发明用于封堵射孔弹壳体传爆孔的自动贴标设备的贴标抓手的局部结构示意图；

图4显示为本发明用于封堵射孔弹壳体传爆孔的自动贴标设备的吸盘的结构示意图；

图5显示为本发明用于封堵射孔弹壳体传爆孔的自动贴标设备的定位顶升机构的结构示意图；

图6显示为本发明用于封堵射孔弹壳体传爆孔的自动贴标设备的阻挡机构、横移机构的结构示意图；

图7显示为本发明用于封堵射孔弹壳体传爆孔的自动贴标设备的上料机构、下料机构的结构示意图；

图8显示为本发明用于封堵射孔弹壳体传爆孔的自动贴标设备的弹壳托盘第一实施例的结构示意图；

图9显示为本发明用于封堵射孔弹壳体传爆孔的自动贴标设备的弹壳托盘第一实施例的剖视图；

图10显示为本发明用于封堵射孔弹壳体传爆孔的自动贴标设备的弹壳托盘第二实施例的结构示意图；

图11显示为本发明用于封堵射孔弹壳体传爆孔的自动贴标设备的弹壳托盘第二实施例卸下第二垫板和活动定位夹板时的结构示意图。

零件标号说明

1-环形输送线；

2-上料机构；21-x轴驱动机构；22-z轴驱动机构；23-取料抓手；231-三爪气缸；232-夹爪；24-第一安装框架；

3-下料机构；

41-上料输送线；42-下料输送线；

5-弹壳托盘；51-托盘底板；511-尼龙滑块；52-第一垫板；53-定位座；54-第二垫板；55-活动定位夹板；56-调整机构；561-底座；562-通道；563-弹簧；564-顶杆；565-弹簧支座；57-射孔弹壳体；571-凹槽；

6-阻挡机构；61-阻挡单元；611-阻挡气缸；612-阻挡杆；

7-位姿调整机构；

8-贴标机构；81-x轴线性模组；82-z轴线性模组；83-贴标抓手；831-吸盘安装板；832-吸盘；8321-接气孔；8322-吸嘴；833-气动调节阀；84-第二安装框架；

9-定位顶升机构；91-顶升气缸；92-限位压板；93-定位导杆；94-套壳；95-安装基板；

10-横移机构。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

需要说明的是，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

在对本发明实施例进行详细叙述之前，先对本发明的应用环境进行描述。本发明的技术主要是应用于贴标设备领域，特别是应用于封堵射孔弹壳体传爆孔的贴标。解决传统射孔弹壳体贴标操作不便、精度低，效率低等问题。

如图1所示，本发明的用于封堵射孔弹壳体传爆孔的自动贴标设备，包括环形输送线1、上料机构2、贴标机构8以及下料机构3，上料机构2、贴标机构8以及下料机构3沿环形输送线运行方向分布，分布在环形输送线1的外侧或内侧均可，可以根据需求和空间布置。环形输送线1上放置有弹壳托盘5，环形输送线1带动弹壳托盘5沿着环形输送线1移动，当弹壳托盘移动到指定位置时，通过定位顶升机构顶起弹壳托盘5使弹壳托盘5定位并脱离环形输送线1停止移动，使得弹壳托盘5在运动和静止状态灵活切换，并且定位精准，实现自动化贴标操作，降低贴标难度，提高贴标效率。

如图1所示，在一示例性实施例中，还包括视觉检测机构和位姿调整机构7，视觉检测机构和位姿调整机构7位于上料机构2和贴标机构8之间，即上料机构2、视觉检测机构、位姿调整机构7、贴标机构8、下料机构3沿环形输送线1依次分布，从而依次有序进行上料、检测射孔弹壳体是否到位、调整射孔弹壳体到位、贴标、下料。其中，位姿调整机构7根据视觉检测机构的检测结果调整射孔弹壳体位置，视觉检测机构用于检测射孔弹壳体端部的凹槽的水平轴线与环形输送线运动方向的夹角，然后位姿调整机构7根据视觉检测机构的反馈调整射孔弹壳体旋转到指定位置即可。射孔弹壳体底端上的凹槽的纵截面形状可以为半圆弧形或方形，在本实施例中，射孔弹壳体底端的凹槽为半圆弧形，因此需要通过位姿调整机构7使得射孔弹壳体底部的半圆弧形凹槽的水平轴线与环形输送线运动方向平行，即在环形输送线水平直线段的贴标工位时，需要保证半圆弧形凹槽的水平轴线与环形输送线运动方向平行，位姿调整机构7只需带动射孔弹壳体沿射孔弹壳体轴向旋转便能调整到位，使得贴标机构无需旋转操作便能实现精确贴标，尤其是当贴标机构有多个吸盘进行贴标操作时，在保证贴标效率和贴标精度的同时能够简化贴标机构的结构。

如图1和图5所示，在一示例性实施例中，环形输送线1上设有多个定位顶升机构，定位顶升机构可以安装在环形输送线1的机架上，多个定位顶升机构9分别与上料机构2、贴标机构8、视觉检测机构、位姿调整机构7、下料机构3对应分布，从而使得弹壳托盘5能够在指定位置保持静止不动，以便对应机构进行相关取料、位置检测、位置调整等问题。定位顶升机构的启停可以通过外部控制台实现，弹壳托盘5是否到位可以通过设置在环形输送线1上的传感器来感应判断，当弹壳托盘5到位时，控制台便控制定位顶升机构运行顶起弹壳托盘5，当完成对应工位的操作后，定位顶升机构缩回复位，使得弹壳托盘5回到环形输送线1上。其中，定位顶升机构9包括至少两个对称分布在环形输送线1两侧的顶升气缸91，顶升气缸91可以通过安装基板95与环形输送线1的机架连接，并通过套壳94保护顶升气缸91，安装基板95上安装有位于顶升气缸91外侧的限位压板92，顶升气缸91的活塞杆上安装有与弹壳托盘5底部的定位锥套配合定位的定位导杆93，套壳94上设有供定位导杆93穿过的通孔。当弹壳托盘5需要定位保持不动时，顶升气缸91带动定位导杆93伸出向上顶起弹壳托盘5，弹壳托盘5上升与环形输送线1脱离后与限位压板92底部抵触，弹壳托盘5保持静止不动；当弹壳托盘5需要移动输送时，顶升气缸91带动定位导杆93缩回与弹壳托盘5脱离，弹壳托盘5下降落入到环形输送线1上继续移动。限位压板92可以为倒置的l型板，通过限位压板92不仅能够对弹壳托盘5的上行限位，还能够使得弹壳托盘5与限位压板接触快速静止，从而便于进行对应工序的操作，提高精准性。

如图1和图6所示，在一示例性实施例中，上料机构2的一侧设有来料输送线41，下料机构3的一侧设有下料输送线42。来料输送线41上设有阻挡机构6，阻挡机构6通过横移机构10安装在来料输送线41上，横移机构10带动阻挡机构6沿环形输送线1运动方向移动调整位置，从而使得阻挡机构6阻挡不同直径的射孔弹壳体时，射孔弹壳体的轴心线均能位于同一指定位置，便于上料机构进行取料操作。

如图1和图6所示，在一示例性实施例中，阻挡机构6包括阻挡单元61，阻挡单元61伸缩拦截射孔弹壳体或放行射孔弹壳体，阻挡单元61的数量可以根据需求设置，阻挡单元61的数量比弹壳托盘5上的射孔弹壳体的数量多一个，多出来的一个用来阻挡后续射孔弹壳体继续输送。在本实施例中，阻挡单元61的数量为4个，前三个用来调整待抓取射孔弹壳体之间的间距，以便准确抓取。每个阻挡单元61包括阻挡气缸611和阻挡杆612，阻挡气缸611可以设置在来料输送线41远离环形输送线4的一侧，阻挡气缸611的活塞杆与阻挡杆612连接，并带动阻挡杆612伸出挡住来料射孔弹壳体，运行灵活，使得同一批待抓取的射孔弹壳体的相对位置到位，以便准确抓取，提高效率。

如图1和图7所示，在一示例性实施例中，上料机构2和下料机构3可以安装在同一个第一安装框架24上，第一安装框架24可以采用铝型材搭建成门字型框架。第一安装框架24横跨环形输送线1，使得第一安装框架24的横梁位于环形输送线1的上方，上料机构2和下料机构3安装在同一个第一安装框架24的横梁上，减少设备占用空间和铝型材的使用，降低成本。上料机构2和下料机构3可以采用相同的结构设计，简化设计成本，提高模块的适应性。其中，上料机构2和下料机构3均包括取料机械手本体和取料抓手23，取料抓手23安装在取料机械手本体上，并通过取料机械手本体带动取料抓手23运行抓取射孔弹壳体到指定位置。取料机械手本体可以采用两自由度平面直角坐标系机器人，取料机械手本体包括x轴驱动机构21和z轴驱动机构22，x轴驱动机构21安装在第一安装框架24的横梁上，本实施例中，z轴驱动机构22安装在x轴驱动机构21的输出端，x轴驱动机构21可以采用电机加上线性模组驱动、或者其它能够将转动运动转换成直线运动的机构。取料抓手23包括至少一个抓取单元，抓取单元的数量可以根据需求设置，在本实施例中，抓取单元的数量与弹壳托盘5上的射孔弹壳体数量相同，从而减少搬运次数，提高抓取效率。每个抓取单元包括三爪气缸231和夹爪232，夹爪232安装在三爪气缸231的输出端，三爪气缸231带动夹爪232运行夹取射孔弹壳体，三爪气缸231可以采用长行程气缸，以便灵活抓取。

如图1至图4所示，在一示例性实施例中，贴标机构包括贴标机和贴标机械手，贴标机设置在贴标机械手的一侧，贴标机械手从贴标机上取标签放置到射孔弹壳体的凹槽中。贴标机械手包括贴标机械手本体和贴标抓手83，贴标抓手83安装在贴标机械手本体上，并从贴标机上取标签贴到射孔弹壳体上。贴标机械手本体安装在第二安装框架84上，第二安装框架84可以采用铝型材搭建成门字型框架，第二安装框架84横跨环形输送线1，使得第二安装框架84的横梁位于环形输送线1的上方。贴标机械手本体包括x轴线性模组81和z轴线性模组82，x轴线性模组81安装在第二安装框架84的横梁上，z轴线性模组安装在x轴线性模组81的输出端，贴标抓手83安装在z轴线性模组82的输出端。

如图1至图4所示，在一示例性实施例中，贴标抓手83包括至少一个吸盘832，吸盘832的数量根据需求设置，在本实施例中，吸盘832的数量为3个，与弹壳托盘上的射孔弹壳体数量相同，3个吸盘832沿环形输送线1的运动方向排列，提高贴标效率。贴标抓手83还包括调距气缸，调距气缸可以安装在吸盘安装板831上，调距气缸通过连接块与吸盘固定连接，带动吸盘移动，从而调整相邻吸盘之间的间距，以便适应不同取标和贴标需求，调距气缸的数量根据需求设置，在本实施例中，设有两个调距气缸，两个调距气缸分别与位于两侧的吸盘连接，中间吸盘保持不动即可实现相邻吸盘的间距调整。吸盘832通过吸盘安装板831与机械手本体的z轴线性模组82连接，吸盘安装板831上还安装有气动调节阀833，吸盘832位于气动调节阀833的下方，通过气动调节阀833控制吸盘832的动作。吸盘832的中部为扁平结构，减少空间占用，吸盘832的下部为与射孔弹壳体的凹槽相匹配的仿形结构，在本实施例中，凹槽的纵截面呈半圆弧形，仿形结构为凸出的半圆弧形，增加吸盘下部与射孔弹壳体凹槽的接触面积，有利于防止翘边，提高贴标的平整度。吸盘832的底部设有吸嘴8322，吸嘴的数量可以根据需求设置，在本实施例中，设有3个吸嘴。吸盘832的侧壁上设有接气孔8321，在本实施例中，设有两个接气孔8321，接气孔与外部气管连接，为吸嘴供气使得吸嘴吸附标签。为了提高吸盘运动的稳定，在吸盘安装板531上设置有直线滑轨，直线滑轨沿环形输送线运动方向设置，吸盘832上固定连接有沿直线滑轨滑行的滑块，使得吸盘832直线滑动便能从贴标机上取标签放到射孔弹壳体的半圆弧形凹槽中，实现高精度贴标。

如图1、图8至图11所示，在一示例性实施例中，弹壳托盘5包括托盘底板51，托盘底板51的顶部安装有用于射孔弹壳体57置放定位的定位机构。环形输送线1的两侧设有护挡板，托盘底板51的底部设有尼龙滑块511，尼龙滑块51放置在环形输送线1上随输送链板运动，尼龙滑块511的宽度略小于两侧护板之间的间距，例如小于1mm～2mm，使得尼龙滑块既能置放到环形输送线1上，又能防止尼龙滑块在输送过程中转动，从而放置弹壳托盘在输送过程中转动。

如图1、图8和图9所示，在一示例性实施例中，定位机构包括定位座53和安装在托盘底板51上的第一垫板52，第一垫板52上设有安装孔，安装孔52内安放有磁环，磁环可以可拆卸的固装在安装孔内，定位座53的底部与安装孔连接，定位座53的上部为与射孔弹壳体57装配的凸台53，凸台可以为直径上小下大锥形结构，有利于射孔弹壳体与其装配。其中，安装孔的上部为直径由下至上逐渐增大的锥孔，使得定位座53更容易装入安装孔内，定位座53可以与安装孔采用过渡配合装配，或者直接通过具有吸力的磁环吸附住定位座53，降低加工装配难度，定位精度高，拆装方便，以便根据不同射孔弹壳体的型号更换对应的定位座，不同型号的射孔弹壳体的直径不同，即更换凸台最大外径与射孔弹壳体直径配合的定位座即可实现不同射孔弹壳体的装配。安装孔的数量可以根据需求设置，可以与弹壳托盘上的射孔弹壳体数量相等，使得同一批的射孔弹壳体一次抓取放置完成。在本实施例中，安装孔的数量为3个，沿环形输送线的运动方向分布。定位座53可以采用铁磁性原料制成，从而使得含有铁磁性材料的射孔弹壳体可以吸附在凸台上。

如图1、图10和图11所示，在一示例性实施例中，定位机构包括第二垫板54、顶杆气缸以及两个相对设置的活动定位夹板55，连个活动定位夹板55相对的内侧均设有v型槽，两侧的v型槽开口正对，即两侧v型槽的轴线为竖直轴线。每个活动定位夹板上的v型槽数量可以根据需求设置，在本实施例中，每个活动定位夹板的内侧设有三个v型槽，与弹壳托盘上的射孔弹壳体数量相同，通过v型槽配合夹紧射孔弹壳体，防止射孔弹壳体发生倾覆，夹持方便稳定，能够自动定心，保证射孔弹壳体的中心轴线位置，有利于提高定位精度。第二垫板54可以通过立柱安装在托盘底板51上，第二垫板54用于置放射孔弹壳体57。顶杆气缸安装在环形输送线1的机架上，活动定位夹板55通过调整机构56与托盘底板51活动连接，并位于第二垫板54的上方，以便夹持住射孔弹壳体57的上部。调整机构56可以为夹爪气缸，调整机构56包括底座561和两个弹簧支座565，底座561安装在托盘底板51上，弹簧支座565滑动安装在底座561上，两个活动定位夹板55的外侧分别与两个弹簧支座565连接，两个弹簧支座565的内侧通过弹簧563连接，弹簧563可以为预紧弹簧，弹簧563的两端分别挂在两个弹簧支座内侧的挂钩上，拆装方便。顶杆气缸通过顶杆564推动两个活动定位夹板55背向运动产生用于容纳射孔弹壳体57的间隙，弹簧处于拉伸状态，当射孔弹壳体57放入间隙后，通过弹簧带动两个活动定位夹板55相向运动减小间隙夹紧射孔弹壳体57。其中，弹簧支座565上设有通道562，顶杆气缸安装在环形输送线的机架上，在本实施例中，设有两个顶杆气缸，当需要增大两个活动定位夹板55的间隙时，顶杆气缸带动顶杆穿过近处的活动定位夹板上的通道顶住与远处的另一个活动定位夹板抵触，从而使得两个活动定位夹板远离运动，放入射孔弹壳体；当需要夹持射孔弹壳体时，顶杆气缸回位，顶杆退出，两个活动定位夹板在弹簧的作用下靠拢夹紧射孔弹壳体。采用该结构设计的定位机构，使得弹壳托盘在运动过程无需连接气管，简化结构，避免气管扭曲影响弹壳托盘运动的平稳性，同时又能调节活动定位夹板的夹紧范围，适应不同外径的射孔弹壳体，增大适用范围，适用性广泛。

其工作过程为：射孔弹壳体随来料输送线运动到来料输送线的末端，阻挡单元依次伸出；定位顶升机构对弹壳托盘进行定位，上料机构将射孔弹壳体从来料输送线放置到已定位的弹壳托盘上；定位顶升机构复位，弹壳托盘随环形输送线继续运动；视觉检测机构对已定位的弹壳托盘中射孔弹壳体进行检测；位姿调整机构对弹壳托盘5中射孔弹壳体进行调整；贴标机械手本体带动吸盘下行到已定位的射孔弹壳体的凹槽571处，吸盘的下部伸入射孔弹壳体的凹槽中；贴标机械手带动贴标抓手从贴标机吸取标签纸到凹槽的正上方，贴标机械手本体带动吸盘下行到已定位的凹槽对射孔弹壳体贴标；贴标后的射孔弹壳体随环形输送线继续运动，下料机构将从环形输送线上抓取已贴标的弹壳放置到下料输送线。

本发明的用于封堵射孔弹壳体传爆孔的自动贴标设备，布置紧凑，占用空间小，降低了成本，不仅能够对射孔弹壳体传爆孔进行自动贴标封堵，贴标效率高，运行连贯稳定，贴标位置精度高，保证了贴标质量，并且能够适应不同型号的射孔弹壳体，适用范围广。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。