一种三轴联动伺服控制异形曲面烫金检测一体机的制作方法

本发明涉及一种三轴联动伺服控制异形曲面烫金检测一体机，属于自动化烫金机械技术领域。

背景技术：

烫金以其使用范围广、质量好、成本低等优点而受到广泛的应用。目前，烫金从开始摆放至烫金工序等大都是由人工操作完成。因此，人工操作使得烫金存在劳动强度高、生产效率低下、生产成本高等问题。

随着烫金产品种类的增多，现有烫金设备也出现了一些自动化的烫金设备，但大多数都是结构复杂，调试难度大，效率低，烫金过程中，烫金速度、温度、压力等因素之间的匹配。在设备等硬件固定的情况下，正确掌握烫印适性是提高烫印质量最重要的手段，对调试人员的技术要求很高，且时间长，具体表现在一下几点：1、烫印不牢。2、烫印不上或图文发花。3、字迹模糊、糊版。4、烫印的图文发虚、发晕。5、图文边缘不平整、不清晰。6、传动工位较多，增加产品转换的成本及时间。7、烫金周期动作包括上料、前后顶夹料、烫金、前后顶松开、下料、动作多、影响速度。

技术实现要素：

为了克服现有技术存在的缺陷，本发明提供一种三轴联动伺服控制异形曲面烫金检测一体机。主要解决了现有的烫金机烫金速度慢，烫金质量不稳定的问题，该烫金机结构简单合理，在烫金时能保持固定烫金介质，工作可靠性高、烫金速度快、烫金效果好、烫金质量稳定、显著提高烫金质量。

本发明可以通过采取以下技术方案予以实现：

本发明公开了一种三轴联动伺服控制异形曲面烫金检测一体机，该烫金机包括机架、控制面板、三轴联动托升旋转装置、上料机械手系统、产品转运机械手系统、烫金缺陷检测机械手系统、烫金工作台、烫金头、缺陷检测控制系统，机械手系统包括上料机械手及上料输送带、产品转运机械手、下料机械手及下料输送带，本发明可以针对异形曲面产品烫金及缺陷检测，利用三轴联动托升装置的水平方向运动、竖直方向运动和烫金产品旋转机构的旋转运动可以使异形烫金产品贴紧烫金纸及烫金头对旋转异形产品表面进行烫金，烫金效果良好，这种三轴联动伺服控制异形曲面烫金检测一体机，目前气缸控制烫金机烫金的缺陷，定位准确、运行稳定、烫金质量好和生产效率高的优点，且制作、调试和维护都很方便，是一种低成本、高寿命且技术领先的全自动伺服控制烫金机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种三轴联动伺服控制异形曲面烫金检测一体机，该烫金机包括机架、控制面板、三轴联动托升旋转装置、上料机械手系统、产品转运机械手系统、下料机械手系统、烫金工作台、烫金头、缺陷检测控制系统，机械手系统包括上料机械手及上料输送带、产品转运机械手、下料机械手及下料输送带。

三轴联动托升装置由伺服电机9、伺服电机11、伺服电机14组成，带着异形产品19可以实现垂直上下运动、水平左右运动及异形产品19旋转运动。

机械手系统，包括上料机械手系统31包括上料输送带及上料机械手23、产品转运机械手25、下料机械手系统30包括下料输送带及下料机械手28。

烫金纸进给电机22，其主轴21旋转不断的释放烫金纸17用于异形产品19烫金。

烫金纸回收电机20，其主轴18旋转用于回收异形产品19烫金后的废旧烫金纸17。

烫金产品缺陷检测系统由工业控制计算机6、检测控制卡8、CCD相机10构成，CCD相机10通过数据线连接检测控制卡8通过数据线连接工业控制计算机6。

异形产品烫金工艺，包括上料位、异形产品烫金位、烫金产品缺陷检测位、下料位。

作为本发明的进一步改进：

所述烫金采用三轴联动控制烫金，三轴联动控制烫金效率高，稳定性好，不需要重复装夹，节省时间，保证烫金质量。

所述托料控制系统的烫金产品托起、平移及转动采用全伺服控制均采用伺服控制，伺服控制传动平稳，控制精度高。

所述烫金检测一体机的烫金产品转运装夹及卸料均采用伺服机械手控制，伺服控制抓取产品精确，抓取精度高。

所述烫金检测一体机的烫金产品烫金后直接进行缺陷检测，生产效率高。

与现有技术相比，本发明的优势在于：

1、烫金产品托起、平移及转动采用全伺服控制，走位控制精确，稳定可靠。直接用参数设定烫金产品的外形尺寸，异形曲面产品全由参数化设置，无需调整机械结构，可以做到异形曲面产品全自动化烫金。

2、与由气缸控制的烫金产品托起装置及气缸控制的烫金纸压紧装置相比，伺服控制烫金产品托起、平移及转动定位更加精确稳定可靠，质量更高，解决了气缸控制烫金存在的缺陷。

3、该伺服控制烫金机为三轴联动控制结构，简单且容易调试，减少了烫金产品烫金过程的动作，满足了现有产品烫金稳定可靠问题。

4、该伺服控制烫金机直接三轴联动伺服电机的联动控制完成烫金动作，烫金周期短，烫金效率高。

5、该伺服控制烫金机具备缺陷检测功能，能快速检测出不合格烫金产品，烫金品质好。

6、上料机械手系统包括上料输送带及上料机械手、下料机械手系统包括下料输送带及下料机械手安装在同一侧，降低了强度，节省了人工成本，提高了效益。

附图说明

附图中的标记为：如图1所示1-控制面板，2-可编程控制器，3-产品竖直上下运动伺服电机驱动器，4-产品旋转运动伺服电机驱动器，5-产品水平运动伺服电机驱动器，6-工业控制计算机，7-第一丝杠，8-检测控制卡，9-水平移动伺服电机，10-CCD相机，11-旋转运动伺服电机，12-第二丝杠，13-第三丝杠，14-竖直运动伺服电机，15-烫金气缸，16-烫金头，17-烫金纸，18-烫金纸回收电机主轴，19-异形产品，20-烫金纸回收电机，21-烫金纸进给步进电机主轴，22-烫金纸进给电机，23-上料机械手，24-上料机械手伺服电机，25-产品转运机械手，26-产品转运伺服电机，27-下料机械手伺服电机，28-下料机械手，29-压杆，30-下料机械系统，31-上料机械系统，32-机架。

图1是本发明的一种三轴联动伺服控制异形曲面烫金检测一体机原理示意图。

图2是本发明的一种三轴联动伺服控制异形曲面烫金检测一体机外结构正视图。

图3是本发明的一种三轴联动伺服控制异形曲面烫金检测一体机外结构后视图。

图4是本发明的一种三轴联动伺服控制异形曲面烫金检测一体机的产品烫金工作原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细描述。

本发明的工作原理：

如图1、图2、图3、图4，异形产品高速烫金：首先操作人员打开控制面板1，启动上料输送机械系统31的电动机，把异形产品19放至上料机械系统31的输送带上，上料输送带将异形产品19输送到上料机械手23的下方位置，上料机械手23夹住异形产品19，旋转90度后，放在三轴联动托升旋转装置的烫金夹紧装置上，待异形产品19被夹紧位时，三轴联动托升旋转装置的旋转伺服电机11带动第二丝杠12旋转，从而带着异形产品19旋转，进而异形产品19由水平运动电机9带着第一丝杠7水平运动到产品烫金位，竖直运动电机14带着第三丝杆13竖直向上运动，贴紧烫金纸17及烫金头16,然后压杆29垂直向下运动，将烫金纸17双向拉伸张紧于异形产品19的外表面上，使烫金头16与异形产品19的外表面存现线接触，然后旋转伺服电机11带动第二丝杠12旋转启动，带着异形产品19旋转，然后烫金纸进给电机22的主轴21旋转不断的释放烫金纸用于异形产品19烫金，烫金纸回收电机20的主轴18旋转用于回收圆形产品19的废旧烫金纸，待旋转伺服电机11带动第二丝杠12带着异形产品19旋转360度后，整个烫金过程结束。竖直运动电机14带着第三丝杆13带着异形产品19竖直向下运动下降到一定高度后，转运机械手25的伺服电机26启动，机械手25取下异形产品19，放到产品检测位正下方，竖直运动电机14带着第三丝杆13带着异形产品19竖直向上运动到一定高度后，产品检测CCD相机10开启检测烫金产品19是否合格及存在的缺陷，检测完成后，由下料机械手系统的伺服电机27启动使机械手28抓取异形产品19于下料输送带上，从而完成整个异形产品19的高速烫金及检测。整个烫金过程与烫金缺陷检测过程在同步带的作用下同步进行，从而可以实现一边烫金一边异检测的功能，烫金和检测同时工作，提高了工作效率，提高了产品质量，节省了人工成本。

如图1、图2、图3、图4，本发明的一种三轴联动伺服控制异形曲面烫金检测一体机，为了使精度更高更加可靠，安装了三轴联动托升旋转装置，由伺服电机9、伺服电机11、伺服电机14组成，带着异形产品19可以实现垂直上下运动、水平左右运动及异形产品19旋转运动。

如图1、图2、图3、图4，本发明的一种三轴联动伺服控制异形曲面烫金检测一体机，旋转伺服电机11带动第二丝杠12旋转启动，带着异形产品19旋转，然后烫金纸进给步进电机22的主轴21旋转不断的释放烫金纸用于异形产品19烫金，烫金纸回收步进电机20的主轴18旋转用于回收圆形产品19的废旧烫金纸，待旋转伺服电机11带动第二丝杠12带着异形产品19旋转360度后，完成烫金过程。

如图1、图2、图3、图4，本发明的一种三轴联动伺服控制异形曲面烫金检测一体机，异形产品19转移到烫金位，竖直运动电机14带着第三丝杆13竖直向上运动，贴紧烫金纸17及烫金头16,然后压杆29垂直向下运动，将烫金纸17双向拉伸张紧于异形产品19的外表面上，使烫金头16与异形产品19的外表面存现线接触。

如图1、图2、图3、图4，本发明的一种三轴联动伺服控制异形曲面烫金检测一体机，烫金纸17通过烫金纸进给步进电机22的主轴21与烫金纸进给步进电机22连接，烫金工艺启动后，烫金纸回收步进电机20的主轴18旋转用于回收异形产品19的废旧烫金纸17。

实施案例：

参考图1、图2、图3、图4，异形产品高速烫金：首先操作人员打开控制面板1，启动上料输送机械系统31的电动机，把异形产品19放至上料机械系统31的输送带上，上料输送带将异形产品19输送到上料机械手23的下方位置，上料机械手23夹住异形产品19，旋转90度后，放在三轴联动托升旋转装置的烫金夹紧装置上，待异形产品19被夹紧位时，三轴联动托升旋转装置的旋转伺服电机11带动第二丝杠12旋转，从而带着异形产品19旋转，进而异形产品19由水平运动电机9带着第一丝杠7水平运动到产品烫金位，竖直运动电机14带着第三丝杆13竖直向上运动，贴紧烫金纸17及烫金头16,然后压杆29垂直向下运动，将烫金纸17双向拉伸张紧于异形产品19的外表面上，使烫金头16与异形产品19的外表面存现线接触，然后旋转伺服电机11带动第二丝杠12旋转启动，带着异形产品19旋转，然后烫金纸进给步进电机22的主轴21旋转不断的释放烫金纸用于异形产品19烫金，烫金纸回收步进电机20的主轴18旋转用于回收圆形产品19的废旧烫金纸，待旋转伺服电机11带动第二丝杠12带着异形产品19旋转360度后，整个烫金过程结束，竖直运动电机14带着第三丝杆13带着异形产品19竖直向下运动下降到一定高度后，转运机械手25的伺服电机26启动，取下异形产品19，放到产品检测位正下方，竖直运动电机14带着第三丝杆13带着异形产品19竖直向上运动到一定高度后，产品检测CCD相机10开启检测烫金产品19是否合格及存在的缺陷，检测完成后，由下料机械手系统的伺服电机27启动使机械手28抓取异形产品19于下料输送带上，从而完成整个异形产品29的高速烫金及检测。整个烫金过程与烫金缺陷检测过程在同步带的作用下同步进行，从而可以实现一边烫金一边异检测的功能，烫金和检测同时工作，提高了工作效率，提高了产品质量，节省了人工成本。

综上所述，结合较佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。根据本发明的技术方案和技术构思无需创造性脑力劳动而作出其他各种相应的变换方案，均属于本发明所保护的范围。