一种智能烫金机和智能烫金方法与流程

本发明属于自动化控制领域，特别涉及一种智能烫金机和智能烫金方法。

背景技术：

家电产品外观零件越来越多的使用到烫金工艺，从简单的烫印小商标到大面积滚烫。随着自动化在各个行业的推行，烫金也往着自动化烫金方向发展。一个面板往往需要3道烫金工序，包括主商标平烫、副商标平烫、装饰条滚烫3道烫金工艺都集成在一台烫金机上实现。由于目前烫金机不够完善，生产中经常出现烫金纸偏位导致的报废、烫金纸用完导致的漏烫报废等事故，一台烫金机烫金报废达几千块，一年报废约金额可达60万。目前的烫金机都没有烫金纸偏位检测、烫金纸用完检测报警，需要开发烫金纸位置实时检测纠正系统、烫金漏烫/烫偏自动检测系统、烫金静电除尘防尘点系统。

技术实现要素：

本发明为了解决现有技术存在的问题，提出了一种智能烫金机和智能烫金方法。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案。

一种智能烫金机，包括：机架和电控箱、工位伺服模块、烫金纸支架模块、烫金头加热模块、静电除尘模块、烫金检测模块和集成控制系统。

机架和电控箱，用于固定安装烫金机的各组成模块，为烫金机的各组成模块供电，将烫金机的信号线集中；工位伺服模块，用于定位烫金件，将烫金件固定在烫金机中，随着烫金过程的进行，实时调整烫金件的位置；烫金纸支架模块，用于供应烫金纸原料和移除废料，按照设定的烫金区域，实时调整烫金纸的位置，实现循环烫印；烫金头加热模块，用于移动和加热烫金头，对指定区域进行烫金；静电除尘模块，用于移除烫金件表面的灰尘，保持烫金件表面清洁；烫金检测模块，用于读取烫金结果，与预设要求做对比，若合格，则进行下一阶段工序，否则暂停工序，并报警提示；集成控制系统，用于显示烫金机的工作状态和烫金结果，供人工输入指令和预设工作参数，控制烫金过程自动进行。

进一步的，机架和电控箱，包括：供配电模块、供气模块、电机控制模块和气缸控制模块。

供配电模块，用于接入外部电源，分别为烫金机的各组成模块供电，根据各组成模块的使用需要，调整电压和电流，并稳定功率；供气模块，用于外接气源，储存并调整气压，为需要使用高压气体的模块供气；电机控制模块，用于控制电机转动，按照预设程序或人工指令，实现烫金机活动部件的旋转；气缸控制模块，用于控制气缸进退，按照预设程序或人工指令，实现烫金机活动部件的直线运动。

进一步的，工位伺服模块，安装在机架，包括：导轨、丝杆、定位工装和伺服电机。

定位工装固定在导轨上，丝杆的一端连接导轨，另一端连接伺服电机；烫金件固定在定位工装，伺服电机旋转，带动丝杆转动，丝杆转动的同时在轴向移动，带动导轨移动，从而带动定位工装和烫金件移动，实时调整烫金件的位置。

进一步的，烫金纸支架模块，安装在烫金加热模块下方，包括：原料安装轴、废料回收轴、卷料安装架和光电检测模块。

原料安装轴安装在卷料安装架的进料口，废料回收轴安装在卷料安装架的出料口，光电检测模块安装在卷料安装架；原料安装轴滚动，将烫金卷纸传送至卷料安装架，光电检测模块实时调整卷料安装架的位置，烫金后的卷纸传送至废料回收轴，废料回收轴滚动，将废纸卷成废料卷。

进一步的，光电检测模块，包括：光电传感器，监控烫金纸的位置，发送信息至集成控制系统；若烫金纸位置超出设定的光电位置区域，卷料安装架移动，直至烫金纸位置回到设定的光电位置区域。

进一步的，卷料安装架，包括：伺服纠偏模块，接收集成控制系统的指令，控制卷料安装架的移动；烫金开始，卷料安装架下行，到达烫金区域；烫金纸位置偏离，卷料安装架移动，调整到正确位置；烫金结束，卷料安装架上行，回归初始位置。

进一步的，烫金加热模块，安装在烫金纸支架模块上方，包括：安装支架、烫金头、下压气缸和电加热模块。

下压气缸固定在安装支架，烫金头连接下压气缸，电加热模块安装在烫金头；烫金开始，下压气缸推动烫金头至烫金区域；烫金完成，下压气缸拉回烫金头至初始位置。

进一步的，电加热模块，包括：温度传感器，实时监控烫金头温度；烫金头到达烫金区域，加热烫金头至设定温度；若烫金头温度超过设定温度，或低于设定温度超出设定时间，则停止加热并报警；烫金结束，停止加热，等待烫金头温度低于设定温度，允许烫金头归位。

烫金加热模块，根据实际使用需要，增加相应的数量，同时进行烫金。

进一步的，静电除尘模块，安装在工位伺服模块的一端，包括：离子发生器和风扇；离子发生器产生带静电的离子，风扇将带静电的离子吹至烫金件表面，吸附烫金件表面的灰尘，并吹离烫金件，保持烫金件表面无尘。

进一步的，烫金检测模块，安装在烫金纸支架模块的一端，包括：ccd视觉检测器；自动拍照读取烫金图案，与设定图案做对比，若完全一致，则判定为烫金合格；若烫金区域外出现烫金，则判定为烫偏；若烫金区域内没有烫金，则判定为漏烫；若烫金区域内烫金不完全，则判定为露白；若出现烫偏或漏烫或露白，则停止烫金并报警。

进一步的，集成控制系统，安装在机架和电控箱，包括：触摸屏主控板、参数设定控制板和信号输出和机构动作控制板。

触摸屏主控板，提供人机交互界面，显示烫金机的工作状态，接收人工控制烫金机；参数设定控制板，用于接收参数设定，调整烫金机各部件的工作参数；信号输出机构动作控制板，用于集成各组成模块的信号线，传递指令和反馈数据，发出动作指令，指示烫金机各部件实施机械动作。

进一步的，触摸屏主控板，显示烫金头的温度和烫金结果的图案，包括：光电纠偏单元、伺服纠偏单元、外接供电单元和外接供气单元。

光电纠偏单元，连接光电检测模块，接收烫金纸的位置信息；伺服纠偏单元，连接伺服纠偏模块，调整烫金纸回归正确位置；外接电源单元，连接供配电模块，接收输入和输出功率信息，检测和调整烫金机各用电设备的电压和电流；外界气源单元，连接供气模块，接收储气和管道气压信息，检测和调整烫金机各用气设备的气压。

进一步的，信号输出和机构动作控制板，包括：电机调速单元、卷料控制单元、风扇调速单元、电机控制单元和气缸控制单元。

电机调速单元，连接工位伺服模块，调节烫金件的移动速度；卷料控制单元，连接烫金纸支架模块，调节烫金纸的供料速度和废料的回收速度；风扇控制单元，连接静电除尘模块，控制风扇的风速大小；电机控制单元，连接各电机，调节电机的转动速度；气缸控制单元，连接气缸，控制气缸推动连接件的运动幅度和快慢。

进一步的，参数设定控制板，包括：定位工装调速器、送料调速器、除尘功率计、电机开关控制器和气缸进退控制器。

定位工装调速器，连接电机调速单元，设置定位工装的移动速度；送料调速器，连接卷料控制单元，设置原料安装轴的转动速度；除尘功率计，连接风扇控制单元，设置离子发生器的功率；电机开关控制器，连接电机控制单元，直接开启或关闭电机；气缸进退控制器，连接气缸控制单元，手动控制气缸的进退。

一种智能烫金方法，其特征在于，采用：将烫金需要的设备安装在一个机架中，统一供配电和气；整个烫金过程自动进行，遇到异常情况停机报警，随时采取人工干预；烫金开始前，对烫金件进行除尘处理，根据烫金需要调整烫金件位置；烫金开始，将烫金纸送至烫金区域，检测并调整烫金纸的位置；烫金时，移动烫金头至烫金区域，加热烫金头进行烫金；烫金结束，将废纸移出烫金区域，检测烫金结果是否合格；烫金结束后，打包成品送走，将此次烫金数据显示给使用者。

进一步的，供配电和气，采用：连接外部电源，经过功率分配，根据烫金过程中每个设备的用电需要，调整电压和电流，分别为每台设备供电；连接外部气源，储存气体并调节气压，送至需要使用气压的设备。

进一步的，人工干预，采用：提供人机交互界面，允许人工输入设定参数，暂停和终止烫金过程。

进一步的，除尘处理，采用：产生带静电的离子，在烫金件表面持续吹风，风中含有带静电的离子，将烫金件表面的灰尘吸附并吹走，保持烫金件无尘。

进一步的，调整烫金件位置，采用：将烫金件固定在可移动的夹具上，使夹具在可控的轨道中移动，通过移动夹具来调整烫金件的位置，设定烫金件的移动速度。

进一步的，将烫金纸送至烫金区域，采用：将烫金纸卷安装固定，滚动送出烫金纸，下行送至烫金区域。

进一步的，检测并调整烫金纸的位置，采用：设定烫金纸的光点位置区域，若烫金纸超出区域，则触发光电传感器，对烫金纸进行纠偏，调整烫金纸回到正确位置。

进一步的，烫金头到达烫金区域，采用：烫金开始，使用气压推动烫金头下行到达烫金区域；烫金结束，使用气压拉动烫金头上行回到初始位置。

进一步的，加热烫金头，采用：待烫金头到达烫金区域，加热烫金头，烫金完成停止加热，待温度低于设定温度，允许烫金头归位；监测烫金头温度，若超过设定温度，或低于设定温度超出设定时间，则停止加热并报警。

进一步的，将废纸移出烫金区域，采用：将烫金后的烫金纸废料收回，上行至回到初始位置，滚动卷成废料卷。

进一步的，检测烫金结果是否合格，采用：ccd视觉检测，自动拍照烫金图案，与设定图案做对比；若烫金区域外出现烫金，则判定为烫偏；若烫金区域内没有烫金，则判定为漏烫；若烫金区域内烫金不完全，则判定为露白；若图案完全一致，判定烫金合格，允许打包成品送走。

进一步的，烫金数据显示，采用：记录此次烫金的时间、材料和图案，统计出错次数和报错类型，以表格和图形显示。

本发明将烫金需要的设备一体化，便于整体移动和安装及调试；根据烫金需要调整烫金件的位置，灵活满足烫金需要；烫金前静电除尘，保持烫金件表面无尘；烫金时自动纠偏烫金纸，烫金过程准确无误；监控烫金头的移位和温度，提高烫金机的安全性；烫金后检查图案，避免错烫漏烫；整个烫金过程由系统控制，可以全自动完成，也可以随时人工干预。

附图说明

图1是智能烫金机的实物图，图2是智能集成控制系统的结构图，图3是智能烫金方法的系统图，图4是智能烫金方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案做具体的说明。

一种智能烫金机，如图1所示，包括：

机架和电控箱，用于固定安装烫金机的各组成模块，为烫金机的各组成模块供电，将烫金机的信号线集中；包括：供配电模块，用于接入外部电源，分别为烫金机的各组成模块供电，根据各组成模块的使用需要，调整电压和电流，并稳定功率；供气模块，用于外接气源，储存并调整气压，为需要使用高压气体的模块供气；电机控制模块，用于控制电机转动，按照预设程序或人工指令，实现烫金机活动部件的旋转；气缸控制模块，用于控制气缸进退，按照预设程序或人工指令，实现烫金机活动部件的直线运动。

工位伺服模块，用于定位烫金件，将烫金件固定在烫金机中，随着烫金过程的进行，实时调整烫金件的位置；安装在机架，包括：导轨、丝杆、定位工装和伺服电机；定位工装固定在导轨上，丝杆的一端连接导轨，另一端连接伺服电机；烫金件固定在定位工装，伺服电机旋转，带动丝杆转动，丝杆转动的同时在轴向移动，带动导轨移动，从而带动定位工装和烫金件移动，实时调整烫金件的位置。

烫金纸支架模块，用于供应烫金纸原料和移除废料，按照设定的烫金区域，实时调整烫金纸的位置，实现循环烫印；安装在烫金加热模块下方，包括：原料安装轴、废料回收轴、卷料安装架和光电检测模块；原料安装轴安装在卷料安装架的进料口，废料回收轴安装在卷料安装架的出料口，光电检测模块安装在卷料安装架；原料安装轴滚动，将烫金卷纸传送至卷料安装架，光电检测模块实时调整卷料安装架的位置，烫金后的卷纸传送至废料回收轴，废料回收轴滚动，将废纸卷成废料卷；光电检测模块，包括：光电传感器，监控烫金纸的位置，发送信息至集成控制系统；若烫金纸位置超出设定的光电位置区域，卷料安装架移动，直至烫金纸位置回到设定的光电位置区域；卷料安装架，包括：伺服纠偏模块，接收集成控制系统的指令，控制卷料安装架的移动；烫金开始，卷料安装架下行，到达烫金区域；烫金纸位置偏离，卷料安装架移动，调整到正确位置；烫金结束，卷料安装架上行，回归初始位置。

烫金头加热模块，用于移动和加热烫金头，对指定区域进行烫金；安装在烫金纸支架模块上方，包括：安装支架、烫金头、下压气缸和电加热模块；下压气缸固定在安装支架，烫金头连接下压气缸，电加热模块安装在烫金头；烫金开始，下压气缸推动烫金头至烫金区域；烫金完成，下压气缸拉回烫金头至初始位置。电加热模块，包括：温度传感器，实时监控烫金头温度；烫金头到达烫金区域，加热烫金头至设定温度；若烫金头温度超过设定温度，或低于设定温度超出设定时间，则停止加热并报警；烫金结束，停止加热，等待烫金头温度低于设定温度，允许烫金头归位。烫金加热模块，根据实际使用需要，增加相应的数量，同时进行烫金。

静电除尘模块，用于移除烫金件表面的灰尘，保持烫金件表面清洁；安装在工位伺服模块的一端，包括：离子发生器和风扇；离子发生器产生带静电的离子，风扇将带静电的离子吹至烫金件表面，吸附烫金件表面的灰尘，并吹离烫金件，保持烫金件表面无尘。

烫金检测模块，用于读取烫金结果，与预设要求做对比，若合格，则进行下一阶段工序，否则暂停工序，并报警提示；安装在烫金纸支架模块的一端，包括：ccd视觉检测器；自动拍照读取烫金图案，与设定图案做对比，若完全一致，则判定为烫金合格；若烫金区域外出现烫金，则判定为烫偏；若烫金区域内没有烫金，则判定为漏烫；若烫金区域内烫金不完全，则判定为露白；若出现烫偏或漏烫或露白，则停止烫金并报警。

集成控制系统，如图2所示，用于显示烫金机的工作状态和烫金结果，供人工输入指令和预设工作参数，控制烫金过程自动进行；安装在机架和电控箱，包括：触摸屏主控板、参数设定控制板和信号输出机构动作控制板；触摸屏主控板，提供人机交互界面，显示烫金机的工作状态，接收人工控制烫金机；参数设定控制板，用于接收参数设定，调整烫金机各部件的工作参数；信号输出机构动作控制板，用于集成各组成模块的信号线，传递指令和反馈数据，发出动作指令，指示烫金机各部件实施机械动作。

触摸屏主控板，显示烫金头的温度和烫金结果的图案，包括：光电纠偏单元、伺服纠偏单元、外接供电单元和外接供气单元；光电纠偏单元，连接光电检测模块，接收烫金纸的位置信息；伺服纠偏单元，连接伺服纠偏模块，调整烫金纸回归正确位置；外接电源单元，连接供配电模块，接收输入和输出功率信息，检测和调整烫金机各用电设备的电压和电流；外界气源单元，连接供气模块，接收储气和管道气压信息，检测和调整烫金机各用气设备的气压。

信号输出机构动作控制板，包括：电机调速单元、卷料控制单元、风扇调速单元、电机控制单元和气缸控制单元；电机调速单元，连接工位伺服模块，调节烫金件的移动速度；卷料控制单元，连接烫金纸支架模块，调节烫金纸的供料速度和废料的回收速度；风扇控制单元，连接静电除尘模块，控制风扇的风速大小；电机控制单元，连接各电机，调节电机的转动速度；气缸控制单元，连接气缸，控制气缸推动连接件的运动幅度和快慢。

参数设定控制板，包括：定位工装调速器、送料调速器、除尘功率计、电机开关控制器和气缸进退控制器；定位工装调速器，连接电机调速单元，设置定位工装的移动速度；送料调速器，连接卷料控制单元，设置原料安装轴的转动速度；除尘功率计，连接风扇控制单元，设置离子发生器的功率；电机开关控制器，连接电机控制单元，直接开启或关闭电机；气缸进退控制器，连接气缸控制单元，手动控制气缸的进退。

一种智能烫金方法，如图3所示，采用：

将烫金需要的设备安装在一个机架中，统一供配电和气；连接外部电源，经过功率分配，根据烫金过程中每个设备的用电需要，调整电压和电流，分别为每台设备供电；连接外部气源，储存气体并调节气压，送至需要使用气压的设备。

整个烫金过程如图4所示，自动进行，遇到异常情况停机报警，随时采取人工干预；提供人机交互界面，允许人工输入设定参数，暂停和终止烫金过程。

烫金开始前，对烫金件进行除尘处理，产生带静电的离子，在烫金件表面持续吹风，风中含有带静电的离子，将烫金件表面的灰尘吸附并吹走，保持烫金件无尘；根据烫金需要调整烫金件位置，将烫金件固定在可移动的夹具上，使夹具在可控的轨道中移动，通过移动夹具来调整烫金件的位置，设定烫金件的移动速度。

烫金开始，将烫金纸送至烫金区域，将烫金纸卷安装固定，滚动送出烫金纸，下行送至烫金区域；检测并调整烫金纸的位置，设定烫金纸的光点位置区域，若烫金纸超出区域，则触发光电传感器，对烫金纸进行纠偏，调整烫金纸回到正确位置。

烫金时，移动烫金头至烫金区域，烫金开始，使用气压推动烫金头下行到达烫金区域；烫金结束，使用气压拉动烫金头上行回到初始位置；加热烫金头进行烫金，待烫金头到达烫金区域，加热烫金头，烫金完成停止加热，待温度低于设定温度，允许烫金头归位；监测烫金头温度，若超过设定温度，或低于设定温度超出设定时间，则停止加热并报警。

烫金结束，将废纸移出烫金区域，将烫金后的烫金纸废料收回，上行至回到初始位置，滚动卷成废料卷；检测烫金结果是否合格，ccd视觉检测，自动拍照烫金图案，与设定图案做对比；若烫金区域外出现烫金，则判定为烫偏；若烫金区域内没有烫金，则判定为漏烫；若烫金区域内烫金不完全，则判定为露白；若图案完全一致，判定烫金合格，允许打包成品送走。

烫金结束后，打包成品送走，记录此次烫金的时间、材料和图案，统计出错次数和报错类型，以表格和图形显示此次烫金数据。

上述本发明的实施例，不限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本发明的保护范围之内。