一种自动模切机构及模切设备的制作方法

1.本发明涉及模切设备技术领域，尤其涉及一种自动模切机构及模切设备。


背景技术：

2.模切机构一般包括两个平行且相对的辊，两个辊相对的面相贴，且其中一个辊上具有辊刀，当走带从两个辊的中间经过时，走带被辊上的辊刀切割，在两个辊的同步转动过程中，实现了对走带的连续模切；发明人知晓的相关技术中，模切机构由多个沿直线方向间隔布置的模切单元构成，进行实现对走带的连续、精确切割，然而在实施上述方案的过程中发明人发现，上述模切机构需要由操作工人进行操作，操作工人需要去观察走带的切割效果，如果出现没有切开的问题，则需要单独调节某个模切单元上两个辊之间的压力来解决；然而上述操作方式一方面对操作工人的要求较高，不仅需要对走带进行持续观察，还要对模切单元进行精准的调控，一方面当模切单元较多时，还需要多个操作工人来实现，不仅人工成本较高，而且可靠性难以得到保障。
3.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

4.鉴于以上技术问题中的至少一项，本发明提供了一种自动模切机构及模切设备，采用视觉识别和自动调节的方式以提高模切效率和精度。
5.根据本发明的第一方面，提供一种自动模切机构，包括：圆刀模切单元，所述圆刀模切单元沿直线方向间隔设置有多个，所述模切单元包括底辊、模切刀辊和转动驱动件，所述转动驱动件用于驱动所述底辊和模切刀辊同步相对转动，所述底辊和模切刀辊之间的切割距离可调整设置；视觉识别单元，设置在多个所述圆刀模切单元之间，且朝向所述底辊和模切刀辊之间穿过的切料面设置，用于识别切料缺陷；压力调整单元，设置在所述圆刀模切单元上，用于改变所述底辊和模切刀辊之间的压力；压力感应单元，设置在所述圆刀模切单元上，用于测量所述模切刀辊施加的压力；其中，所述压力调整单元被配置为当所述视觉识别单元识别到切料缺陷时，调整所述底辊与模切刀辊之间的压力至设定压力范围内，以实现模切缺陷的自动调整。
6.在一些实施例中，所述压力感应单元设置在所述底辊与所述模切刀辊之间，或者设置在所述模切刀辊与所述压力调整单元之间。
7.在一些实施例中，所述压力感应单元上还具有显示模块，用于实时显示当前感应的压力值。
8.在一些实施例中，所述压力调整单元包括与所述模切刀辊或者压力调整单元接触
的压杆，还包括用于对所述压杆施力的压力驱动件。
9.在一些实施例中，所述压力驱动件为固定结构，固定每个所述圆刀模切单元上，且与所述压杆连接。
10.在一些实施例中，所述压力驱动件为可相对移动结构，所述压力调整单元还包括与所述圆刀模切单元排列方向平行设置的导轨，所述压力驱动件在所述导轨上可相对移动设置；所述压杆连接在所述圆刀模切单元上，当模切刀辊压力需要调整时，所述压力驱动件移动至对应的压杆处进行施压。
11.在一些实施例中，所述压力驱动件包括与所述导轨连接的横移驱动件、用于夹持所述压杆的夹持件、与所述夹持件连接并用于驱动所述夹持件转动的旋转驱动件以及驱动所述旋转驱动件升降的升降驱动件。
12.在一些实施例中，所述视觉识别单元还用于识别走料缺陷，所述走料缺陷包括x方向偏移缺陷，所述x方向为所述圆刀模切单元的排列方向，所述转动驱动件还用于x方向偏移缺陷的补偿。
13.在一些实施例中，所述视觉识别单元还用于识别走料缺陷，所述走料缺陷包括y方向偏移缺陷，所述y方向为与所述圆刀模切单元排列方向垂直的方向；所述圆刀模切单元底部还具有纵向驱动机构和滑轨，所述滑轨沿y方向布置，所述圆刀模切单元可相对滑动地设置在所述滑轨上，所述纵向驱动机构与所述圆刀模切单元连接，用于y方向偏移缺陷的补偿。
14.根据本发明的第二方面，还提供了一种模切设备，包括如第一方面任一项所述的自动模切机构，还包括收放卷机构，所述收放卷机构布置在所述自动模切机构水平方向上或者竖直方向上的两侧。
15.本发明的有益效果为：本发明通过视觉识别单元自动识别切料缺陷，并且通过压力调整单元和压力感应单元的配合，实现对模切刀辊的模切压力的自动调整，通过上述设置，减少了人工操作，实现了自动作业模式，提高了生产的效率和精度。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，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的附图。
17.图1为本发明实施例一中自动模切机构的结构示意图；图2为本发明实施例一中的一个圆刀模切单元的侧视图；图3为本发明实施例二中自动模切机构的结构示意图；图4为本发明实施例二中压力驱动件的结构示意图；图5为本发明实施例三中模切设备的结构示意图；图6为本发明实施例四中模切设备的结构示意图。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
19.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
20.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
21.本发明通过自动化的缺陷识别和压力调整以及位移的补偿，替代了现有技术中的人工操作，提高了生产的精度和效率；这里需要指出的是，本发明中的自动模切机构可具体应用于frid电子标签的生产工序中，当然也可以使用在其他需要进行放卷走带模切的模切领域中，本领域技术人员可根据需要进行选择，但采用了本发明构思中的技术方案均落入至本发明的保护范围内，本发明实施例的下述部分，都本发明的一些示例性实施例进行详细介绍。
22.实施例一如图1和图2中所示的自动模切机构，包括圆刀模切单元10、视觉识别单元20、压力调整单元30和压力感应单元40，其中：如图1中所示，圆刀模切单元10沿直线方向间隔设置有多个，这里的直线方向指的是rfid料带的走带方向，可以理解地是，圆刀模切单元10可以仅设置一排，也可以根据需要设置多排；圆刀模切单元10为现有技术中常见的结构，在本发明一些实施例中，圆刀模切单元10的具体结构形式如图2中所示，包括底辊11、模切刀辊12和转动驱动件13，转动驱动件13用于驱动底辊11和模切刀辊12同步相对转动，这里的转动驱动件13可以是电机，底辊11和模切刀辊12可以通过齿轮啮合的形式实现同步相对转动，进而使得走带从二者中间穿过；转动驱动件13的驱动形式具有多种，例如可以是通过齿轮啮合驱动，或者采用链轮链条、同步带等结构来实现对底辊11和模切刀辊12的驱动；模切刀辊12上刀具的形状可根据实际需求进行设置；在本发明实施例中，底辊11和模切刀辊12之间的切割距离可调整设置，这里的可调整指的是模切刀辊12上刀具的刀尖与底辊11的辊面之间的距离或者压力可调整，具体实现方式可以是如图2中所示，在圆刀模切单元10的支撑板上设置滑槽，底辊11和模切刀辊12通过轴承座穿设在该滑槽中，进而使得二者之间的距离在模切刀辊12上受到压力时实现距离的改变；可以理解地是，上述具体连接方式仅仅为本发明实施例中的一种结构形式，本领域技术人员在该发明构思的基础上还可以设置其他的结构形式，例如通过轨道的形式实现可相对移动；请继续参照图1，在本发明实施例中，视觉识别单元20设置在多个圆刀模切单元10之间，且朝向底辊11和模切刀辊12之间穿过的切料面设置，用于识别切料缺陷；这里的模切缺陷是指切刀切料的深度过深或者过浅，若切割太深，则将走带的底层也切断也，无法保证
产品的质量，如果切割太浅，则会导致rfid标签无法被切断，进而影响后续的作业；在本发明实施例中，视觉识别单元20可以是ccd相机，或者其他视觉识别机构，具体的识别方式也有多种，例如可以通过神经网络模型进行切料缺陷的训练，训练好以后直接对实时拍摄的照片进行机器识别；或者也可以采用算法来计算切料口的宽度，通过刀具的形状以及宽度尺寸来判别切割深度；本领域技术人员可以根据实际需要进行上述算法的选择。
23.如图1中所示，压力调整单元30设置在圆刀模切单元10上，用于改变底辊11和模切刀辊12之间的压力；这里的改变是指当需要加压时增大施加的压力，进而使得模切刀辊12切割的深度增加，反之减少切割深度；具体的加压形式具有多种，在下文中将进行举例说明；请继续参照图1，压力感应单元40设置在圆刀模切单元10上，用于测量模切刀辊12施加的压力；在本发明实施例中，压力感应单元40作为底辊11和模切刀辊12之间压力的实时反馈，用于控制施压的大小；具体可以是通过压力传感器将测得的压力数据传递至控制器中，控制器判定是否达到设定压力值范围区间，达到之后停止施压；在具体进行作业时，料带持续从多个圆刀模切单元10中经过进行模切，同时视觉识别单元20进行图像的识别，为当视觉识别单元20识别到切料缺陷时，压力调整单元30调整底辊11与模切刀辊12之间的压力至设定压力范围内，以实现模切缺陷的自动调整。
24.在上述实施例中，通过视觉识别单元20自动识别切料缺陷，并且通过压力调整单元30和压力感应单元40的配合，实现对模切刀辊12的模切压力的自动调整，通过上述设置，减少了人工操作，实现了自动作业模式，提高了生产的效率和精度。
25.在上述实施例的基础上，在本发明一些实施例中，关于压力感应单元40的放置位置具有多种选择，其可以在底辊11与模切刀辊12之间，例如放置在承载底辊11和模切刀辊12转动的轴承座之间；其也可以如图2中所示，设置在模切刀辊12与压力调整单元30之间，此时的压力感应单元40除了进行压力的感应之外，还具有压力传递的作用，即如图2中所示，压力调整单元30直接对压力感应单元40的本体进行施压，而压力感应单元40将压力传递到其下方的模切刀辊12上；在本发明实施例中，压力感应单元40具有多种结构形式，其可以是如图2中所示，同样具有插在滑槽上的壳体，其内部具有压力传感器，在进行具体施压时，壳体通过压力传感器将力传递给下方的模切刀辊12，此时压力传感器上感受到的压力，视为模切刀辊12施加的压力。
26.此外，为了提高机构的可靠性，在本发明实施例中，如图2中所示，压力感应单元40上还具有显示模块41，用于实时显示当前感应的压力值。通过显示模块41来显示压力传感器上感受到的压力为现有技术，显示模块41可以是显示屏，或者其他数显电子器件，通过显示模块41的设置，可以通过人工或者电子的方式进行压力的监控，例如人工现场仅需观看压力值的大小即可进行判定；或者通过无线发送模块将该数值发送至控制终端，通过一个控制台来实现多台机器的监控。
27.关于压力调整单元30的结构形式具有多种，在本发明第一种实施例中，如图2中所示，压力调整单元30包括与模切刀辊12或者压力调整单元30接触的压杆31，还包括用于对压杆31施力的压力驱动件32。压力驱动件32为固定结构，固定每个圆刀模切单元10上，且与压杆31连接。具体的可以使用液压缸作为压力驱动件32，将液压缸的活塞杆作为压杆31，当需要增加压力时，液压缸的控制端通过加压的方式来实现压力的增加，当无需加压时，保持
当前压力即可；这样，如图1中所示，每个圆刀模切单元10所在的位置为一个工位，在每个工位上均固定一个液压缸，从而可以及时的对压力进行调整。
28.在本发明一些实施例中，除了对切料缺陷进行识别外，视觉识别单元20还用于识别走料缺陷，走料缺陷包括x方向偏移缺陷，x方向为圆刀模切单元10的排列方向，转动驱动件13还用于x方向偏移缺陷的补偿。这里的x方向即为走带方向，当走带出现偏差时，即走的慢或者走快时，与后续工序无法进行精确的对准，则需要对x方向进行及时的补偿；这里的转动驱动件13进行补偿的具体方式体现在转速的调整上，即走带方向偏小时，则提高电机转速，来减小偏差，当走带方向偏移量变大时，则降低电机转速；当然这里需要指出的是，在本发明实施例中还包括走带缓冲机构，通过走带缓冲机构的设置，可以保证走带张紧的同时进行x方向偏移量的调整。
29.在本发明实施例中，除了x方向的偏移之外，还包括y方向的偏移，视觉识别单元20还用于识别走料缺陷，走料缺陷包括y方向偏移缺陷，y方向为与圆刀模切单元10排列方向垂直的方向；这里需要指出的是，视觉识别单元20识别走带偏移的方式具有多种，在本发明一些实施例中，可以通过标准图像与实时采集图像的对比，来进行x方向和y方向偏移量的计算；关于y方向的调整机构如图2中所示，圆刀模切单元10底部还具有纵向驱动机构和滑轨52，滑轨52沿y方向布置，圆刀模切单元10可相对滑动地设置在滑轨52上，纵向驱动机构与圆刀模切单元10连接，用于y方向偏移缺陷的补偿。这里的纵向驱动机构可以是通过电机丝杆带动与圆刀模切单元10固定并且螺接在丝杆上的螺母座的形式来实现，当然也可以采用其他例如齿轮齿条结构或者蜗轮蜗杆结构来实现纵向距离的调整；可以理解的是，具体的偏移量可以通过电机转动角度来控制，也可以通过距离传感器来进行实时测量调整。
30.在上述实施例中，通过视觉识别单元20来识别切料和走带方向上的缺陷，然后进行对应性的压力调整，走带方向以及与走带方向垂直偏移方向的调整，与现有技术中人工观察并且手工调整的方式相比，通过机器替代了人力资源，降低了人力成本的同时也提高了设备机构运行的可靠性、精准性和加工效率。由于一台模切机构上往往具有较多的工位，通过上述自动模切机构的设置，可以节省可观的人力资源，也满足当前智能化生产的需求。
31.实施例二在本发明的第二个实施例中，与实施例一中的x、y方向调整的结构形式相同，视觉识别方式也相同，对压力调整单元30的结构形式进行了调整，其余部分的部件以及结构形式均与实施例一相同，这里不再进行赘述；实施例二的具体结构形式如图3中所示，压力驱动件32为可相对移动结构，压力调整单元30还包括与圆刀模切单元10排列方向平行设置的导轨33，压力驱动件32在导轨33上可相对移动设置；即在本发明的第二个实施例中，仅需要一个压力驱动件32即可实现所有圆刀模切单元10上切割压力的调整，如图3中所示，压力驱动件32可以在导轨33上进行移动，导轨33设置在圆刀模切单元10的上方，并且在移动至需要调整的圆刀模切单元10上方时，与压杆31对准，压杆31连接在圆刀模切单元10上，当模切刀辊12压力需要调整时，压力驱动件32移动至对应的压杆31处进行施压。这里需要指出的是，在本发明的第二个实施例中，压杆31具有压力保持特性，即在施压后可以保持压力，具体结构形式具有多种，例如可以通过单向阀配合液压腔实现的阀杆压力保持，例如常规的千斤顶结构，此时仅需在移动至对应位置处时朝下施加压力，具体的施力部件也可以是液
压缸。当然还可以是最简单的具有螺纹的压杆31，压杆31底部与压力感应单元40接触，通过正向转动压杆31实现压力的增加，反向转动压杆31实现压力的减小。
32.在本发明实施例中，关于对螺纹压杆31进行施力的具体结构如图4中所示，压力驱动件32包括与导轨33连接的横移驱动件32a、用于夹持压杆31的夹持件32b、与夹持件32b连接并用于驱动夹持件32b转动的旋转驱动件32c以及驱动旋转驱动件32c升降的升降驱动件32d。具体的横移驱动件32a可以是通过电机带动齿轮，导轨33上固定齿条的结构，或者其他丝杆螺母座结构，夹持件32b可以是常规的卡盘或者气动夹爪结构，旋转驱动件32c可以是电机，升降驱动件32d可以是气缸；可以理解地是，上述结构形式为本领域的常规结构形式，本领域技术人员可以根据需要进行常规部件的替换；在上述实施例中，通过一个压力驱动件32实现了对多个工位的压力调整，降低了设备的使用和维护成本。
33.实施例三在本发明的第三个实施例中，提供了一种模切设备，如图5中所示，该模切设备包括上述自动模切机构100，还包括收放卷机构200，关于收放卷机构200的布置形式，如图5中所示，收放卷布置在自动模切机构100的上方和下方，即竖直方向上的两侧。
34.实施例四在本发明的第四个实施例中，对实施例三中的收放卷机构200的布置形式进行了改进，如图6中所示，实施例四中的收放卷机构200设置在自动模切机构100的水平方向上的两侧，即左侧和右侧位置处。通过该种结构形式的布局，便于对收放卷机构200的卷料的装卸，从而进一步提高加工效率。
35.本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。