全自动皮标机的制作方法

专利名称：全自动皮标机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种软标生产专用设备，尤其涉及一种全自动皮标机。
背景技术：
我国作为服装、运动鞋、箱包生产与出口的大国，相关工业规模巨大。服装、运动 鞋、箱包上的商标、饰牌、附件中采用的PVC软标，又称皮标，具有巨大的产业规模。而且皮 标还广泛用于景框、挂件、杯垫等工艺品制作，由于它具有防水、耐磨、环保、休闲的特色，正 以较快的速度被越来越多的领域所应用。但是，目前生产PVC软标均采用在预制的铜模模具上手工注面标一转道烘烤一冷 却一手工注底标一转道烘烤一冷却一手工揭标的生产工艺。虽然采用了流水线的生产方 式，但基本操作和转道仍依靠手工操作完成。一般采用6 8人为一工作小组，班产皮标 10000个(普通规格)，人均产量为1200 1800个。存在操作不方便、效率低、质量不稳定、 能耗高等弊端，且需要大量的熟练工。而且目前皮标生产中所用的烘烤装置一般为接触式加热机构，与模具相配合，对 皮标进行烘烤。这种烘烤装置的加热板容易变形、受损，而且模具受热不均勻，导致生产出 的皮标不能全部烤熟，影响皮标质量，废品率高，生产效率受到影响。目前皮标生产中所用 的冷却装置，要么采用水冷，要么采用气冷。水冷需要花费较长的时间，皮标铜模的冷却太 慢，且冷却不均勻；而单独采用气冷，虽然冷却速度较快，但成本太高。因此上述两者的冷却 效果均不理想。全自动皮标机的技术核心与攻关难点在于混合溶液的滴注。PVC软标混合溶液的 成分为PVC粉、环氧大豆油、色膏、柠檬酸三丁酯和硬油、抗氧化剂、耐磨剂、光亮剂等添加 剂，是一种油粉混合剂。由于PVC软标的单位滴注量很小，最小为0. 02克，且是在一个开放 的模具上滴注，所以要求全自动皮标机的滴注阀体积小、开关反应快，且关闭后无残留液滴 落下。目前常用的蝶阀、球阀和闸阀等都无法同时满足上述要求。

发明内容
本发明主要解决原有皮标生产的基本操作和转道依靠手工操作完成，操作不方 便、效率低、质量不稳定、能耗高，且需要大量的熟练工的技术问题；提供一种基本操作和转 道由机器自动完成，操作方便，劳动力需要量大大减少，且提高皮标质量，提高生产效率，实 现皮标生产的自动化和智能化的全自动皮标机。本发明同时解决原有皮标生产中冷却装置要么采用水冷，要么采用气冷，水冷需 要花费较长时间，冷却太慢，且冷却不均勻，而气冷的成本较高的技术问题；提供一种采用 水冷和气冷相结合的冷却方式，冷却用时短、冷却速度快，皮标铜模冷却均勻，也降低成本 的全自动皮标机。本发明又解决原有皮标生产中烘烤装置的加热板容易变形、受损，而且模具受热 不均勻，导致生产出的皮标不能全部烤熟，影响皮标质量，废品率高，生产效率受到影响的技术问题；提供一种加热板不易变形、受损，而且模具受热均勻，确保皮标质量，提高生产效 率的全自动皮标机。本发明还解决原有皮标生产中所用的蝶阀、球阀和闸阀等滴注阀体积较大、开关 反应慢、关闭后会有残留液滴落下，影响皮标质量的技术问题；提供一种体积小、单位滴注 量小、开关反应快、滴注均勻且稳定、关闭后无残留液滴落下，确保皮标质量的全自动皮标 机。本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的本发明包括工作 台及设于工作台上的机器外套，所述的工作台上设有冷却机构、烘烤机构、滴注机构、铜模 运动机构以及驱动上述冷却机构、烘烤机构、滴注机构、铜模运动机构工作的软标生产控制 器，所述的铜模运动机构上装有皮标铜模固定板，所述的机器外套上设有若干料筒，料筒通 过输料管与所述的滴注机构上的微量滴注阀相连。软标生产控制器内安装有皮标轨迹编 辑程序，能根据雕刻模具时生成的雕刻图形对走针路线、流量和顔色进行编辑和修改，然后 输出相应的控制信号驱动铜模运动机构、冷却机构、烘烤机构和滴注机构，铜模运动机构带 动皮标铜模固定板按走针路线移动，滴注机构向放在皮标铜模固定板上的皮标铜模滴注液 料，注射出不同颜色的图形，烘烤机构对滴注完一种颜色的液料的皮标铜模进行烘烤，冷却 机构对烘烤完的皮标铜模进行冷却，使不同原料的图层颜色不会相互干扰。接着进行第二 种颜色的液料的滴注，步骤同上，直至完成皮标生产的全过程。使用本发明进行皮标生产， 基本操作和转道由机器自动完成，操作方便，大大减少劳动力需要量，降低生产成本。由机 器自动控制，避免了人为因素易产生的误差，而且提高生产效率，提高皮标质量，实现皮标 生产的自动化和智能化。作为优选，所述的铜模运动机构包括设于所述的工作台上的Y轴导轨及与Y轴导 轨平行的Y方向滚珠丝杆，Y方向滚珠丝杆的一端与设于工作台上的Y轴伺服电机相连，Y 轴导轨上设有与之垂直的X轴导轨板，并且X轴导轨板套装在Y方向滚珠丝杆上，所述的X 轴导轨板上设有与Y轴导轨垂直的X轴导轨及与X轴导轨平行的X方向滚珠丝杆，所述的X 方向滚珠丝杆的一端与设于X轴导轨板上的X轴伺服电机相连，所述的皮标铜模固定板设 在X轴导轨上并且套装在X方向滚珠丝杆上，所述的X轴伺服电机、Y轴伺服电机的控制端 均与所述的软标生产控制器电连接。由软标生产控制器发出指令控制X轴伺服电机、Y轴 伺服电机的启停。X轴伺服电机工作时带动X方向滚珠丝杆旋转，从而带动皮标铜模固定板 沿X轴方向移动。Y轴伺服电机工作时带动Y方向滚珠丝杆旋转，从而带动整个X轴导轨板 沿Y轴方向移动，使得皮标铜模固定板沿Y轴方向移动。实现放在皮标铜模固定板上的皮 标铜模按预设的走针路线移动，与滴注机构配合，自动完成不同颜色液料的滴注。作为优选，所述的冷却机构是个块体，块体上设有若干呈矩阵排列的冷却剂喷嘴， 相邻两列冷却剂喷嘴之间设有回水槽，回水槽与设于块体上的冷却水出口连通；所述的块 体的与回水槽垂直的侧面上设有多个冷却剂进口，一个冷却剂进口与一列冷却剂喷嘴对 应，一个冷却剂进口和与之对应的一列冷却剂喷嘴连通，所述的冷却剂进口通过管路既与 输气管相连又与输水管相连，所述的输气管、输水管上各设有输气管电磁阀、输水管电磁 阀，输气管电磁阀和输水管电磁阀的控制端均与所述的软标生产控制器电连接。软标生产 控制器发出指令控制输气管电磁阀、输水管电磁阀的开闭。先打开输水管电磁阀、关闭输气 管电磁阀，冷却水通过输水管流经冷却剂进口再从冷却剂喷嘴喷出，形成水雾，打在皮标铜模上，可确保皮标模具快速冷却，然后水滴落入回水槽内，由回水槽收集后再从冷却水出口 流出。然后关闭输水管电磁阀、打开输气管电磁阀，气体通过输气管流经冷却剂进口再从冷 却剂喷嘴喷出，喷向皮标铜模，吹落皮标铜模底板上残留的水珠，可使得后续过程的加热时 间缩短，提高生产效率。本发明采用水冷和气冷相结合的冷却方式，冷却用时短、冷却速度 快。采用矩阵式的喷嘴，确保皮标铜模冷却均勻。作为优选，位于所述的块体的左、右侧的回水槽的一端设有向所述的块体的底部 倾斜的回水通道，所述的回水通道穿通块体的底部，所述的回水通道的下方设有回水接盒， 回水接盒上设有所述的冷却水出口，两个相邻的回水槽间的凸条内设有若干连通两侧回水 槽的通水孔，通水孔靠近所述的回水槽的槽底且与所述的回水槽垂直。回水槽内收集起来 的水经过回水通道流到回水接盒，再从回水接盒上的冷却水出口流出。通水孔使得所有的 回水槽都是互通的，便于收集下来的水可在回水槽间流动，避免发生有的回水槽水太满而 溢出的现象。冷却水出口可连接管路与冷水源连通，使用过后收集起来的水再回流到冷水 源里，形成循环水，可重复利用，节约水资源。作为优选，所述的块体下方连接有驱动块体升降的气缸，该气缸与气缸电磁阀相 连，气缸电磁阀的控制端与所述的软标生产控制器电连接。软标生产控制器发出指令控制 气缸电磁阀的开闭，从而控制与气缸相连的块体的升降。需要对皮标铜模进行冷却时，需要 抬升块体使之与皮标铜模接近，提高冷却效果，冷却结束后，降落块体。作为优选，所述的烘烤机构包括设于所述的工作台上的支架及设于支架上的互相 平行且互相之间有间隔的上加热板和下加热板，所述的上加热板设有若干朝下辐射的加热 管，所述的下加热板设有若干朝上辐射的加热管，所述的加热管互相平行且在上、下加热板 上均勻分布，所述的上加热板的加热管的供电线路和下加热板的加热管的供电线路上均连 接有继电器，继电器的驱动端与所述的软标生产控制器电连接。软标生产控制器发出指令 控制继电器触点的吸合和分离，从而控制加热管的通断电。上、下加热板之间形成的空间为 皮标铜模的烘烤区域，上、下加热板之间的间距一般为3 5厘米，加热时上、下加热板和皮 标铜模是不接触的，利用加热管的红外辐射对皮标铜模的面标、底标进行辐射加热。采用辐 射加热，使得加热板不易变形、受损，而且皮标铜模受热也很均勻，从而确保皮标质量，提高 生产效率。作为优选，所述的滴注机构包括微量滴注阀及驱动微量滴注阀升降的气缸，所述 的微量滴注阀包括阀体和设于阀体内的阀芯，所述的阀芯穿通所述的阀体，所述的阀体上 端连接有上端盖，上端盖和阀体之间有气腔，气腔内设有与所述的阀芯连接的活塞，活塞上 方为上气腔，活塞下方为下气腔，上端盖上设有与上气腔连通的上进气口，阀体上设有与下 气腔连通的下进气口，与上进气口相连的输气管以及与下进气口相连的输气管上均设有电 磁阀，这两个电磁阀的控制端与所述的软标生产控制器电连接；所述的阀体上设有通过输 料管与料筒相连的进料口，阀体内设有连通进料口并穿通阀体的下端面的滴液通道，所述 的阀体下端连接有内有空腔和滴液通道的滴注头，该滴液通道的上端和阀体的滴液通道连 通，该滴液通道的底端与所述的空腔连通，露出于阀体下端的阀芯插在所述的滴注头的空 腔内，滴注头的尖头处设有与所述的空腔连通的滴液小孔，所述的阀体和滴注头的连接处 的外周设有下端盖。滴液小孔的孔径一般为0.1 2.0毫米。需要关闭微量滴注阀时，压 缩空气通过上进气口进入上气腔，下推活塞，活塞带动阀芯下移，使阀芯的底端封住滴液小孔，从进料口流经滴液通道再流到空腔内的带压力液料无法从滴液小孔流出，从而使微量 滴注阀处于关闭状态；需要打开微量滴注阀时，压缩空气通过下进气口进入下气腔，上推活 塞，活塞带动阀芯上移，使阀芯的底端与滴注头分离，滴液小孔与滴注头内的空腔连通，从 进料口流经滴液通道再流到空腔内的带压力液料从滴液小孔射出。通过控制上进气口、下 进气口的通气时间来控制微量滴注阀的开闭时间，从而可以控制液料的射出点大小。打开 时间短，滴出的液料点小；打开时间长，滴出的液料点大或成直线射出。与上进气口相连的 输气管以及与下进气口相连的输气管的通断气由软标生产控制器发出指令给输气管上的 电磁阀实现，从而控制阀芯的升降，实现对微量滴注阀的开闭的控制。此工作方式相当于双 气缸工作，通过改变上、下进气口的通气情况可以调节上、下气腔形成的压差，确保液料滴 注稳定。而且微量滴注阀工作时液料流经的通路无压力室，确保每次滴注量相同，滴注点均 勻。由于微量滴注阀的滴液小孔的孔径很小，所以当微量滴注阀关闭时，不会有残留液体从 滴液小孔落下，从而避免了因残留液料滴在PVC软标上而产生废品的现象。作为优选，所述的滴注头的空腔的腔底是个圆锥形斜面，圆锥形斜面的锥尖与所 述的滴液小孔相连，所述的阀芯的底端设有一个与所述的圆锥形斜面匹配的圆锥形凸头， 圆锥形凸头的锥尖对准所述的滴液小孔。微量滴注阀关闭时，圆锥形凸头的锥尖封堵滴液 小孔，圆锥形凸头的侧面和滴注头腔底的圆锥形斜面紧密贴合，形成密封面，进一步确保关 闭快速，没有残液滴出，提高关闭时的密封性，进一步确保皮标产品质量。作为优选，所述的滴注头的空腔的中部设有椭球形腔体，所述的滴注头的滴液通 道的底端与所述的椭球形腔体相连，所述的阀芯的下部的直径小于阀芯的上部的直径，阀 芯的上、下部的连接处位于所述的椭球形腔体内，阀芯的下部与滴注头的腔体壁间有间隙； 所述的上端盖上穿设有可调限位顶针，可调限位顶针与上端盖通过螺纹连接，可调限位顶 针的针头位于所述的上气腔内，可调限位顶针的轴线和所述的阀芯的轴线在一条直线上。 椭球形腔体的设置确保微量滴注阀打开时液料能顺利地往下流。阀芯的下部与滴注头的腔 体壁间有间隙，确保流量微小，便于关闭时能立即封堵滴液小孔，使得微量滴注阀的开闭反 应更加快速。可调限位顶针的针头对上移的阀芯起到限位作用，阀芯升得高，阀芯底端和滴 注头间的空隙大，滴液流量大，阀芯升得低，阀芯底端和滴注头间的空隙小，滴液流量小。通 过旋转可调限位顶针可调整其针头露出的距离，从而控制微量滴注阀的最大滴液流量。作为优选，所述的软标生产控制器为内设图形轨迹编辑模块、运动控制卡和数字 I/O卡的工控机，所述的运动控制卡和数字I/O卡分别插在工控机的主板上，所述的运动控 制卡的信号输出线分别与X轴伺服电机、Y轴伺服电机的控制端相连，所述的数字I/O卡的 信号输出线分别与冷却机构中的输气电磁阀、输水电磁阀及气缸电磁阀的控制端、烘烤机 构中的继电器的控制端、微量滴注阀中的两个输气管上的电磁阀的控制端及驱动微量滴注 阀升降的气缸上的电磁阀的控制端相连；将雕刻模具时生成的雕刻图形文件，导入给图形 轨迹编辑模块，由图形轨迹编辑模块对走针路线、流量和顔色进行编辑和修改，生成运动数 据和控制数据，运动数据输送给运动控制卡，由运动控制卡驱动X轴伺服电机和Y轴伺服电 机按预设的图形轨迹拖动皮标铜模固定板的运动，控制数据输送给数字I/O卡，由数字I/O 卡驱动所述的烘烤机构的启停、冷却机构的启停和升降以及微量滴注阀的开闭和升降。通 过工控机的键盘可以设定皮标铜模固定板的移动速度、滴注液料的流量及校正量等一些相 关参数的配置。通过工控机的显示器可观察到雕刻图形文件、各参数的修改及图形轨迹。生成的运动数据和控制数据还可存储到内部实时数据库中。通过机器外套上的操作按钮，可 对机器进行运行、调整、暂停和手动测试等操作。本发明的有益效果是采用水冷和气冷相结合的冷却机构，冷却用时短、冷却速度 快。采用矩阵式的喷嘴，确保皮标铜模冷却均勻。通过在上、下加热板上设置加热管对位于 上、下加热板之间的皮标铜模进行辐射加热，使得加热板不易变形、受损，而且皮标铜模受 热很均勻，从而确保皮标质量。通过采用相当于双气缸工作方式的微量滴注阀进行液料滴 注，确保液料滴注稳定且均勻。本发明中微量滴注阀体积小、单位滴注量小、开关反应快、关 闭后无残留液滴落下，确保皮标质量。使用本发明进行皮标生产，基本操作和转道由机器自 动完成，操作方便，劳动力需要量大大减少，且提高皮标质量，提高生产效率，实现皮标生产 的自动化和智能化。


图1是本发明的工作台和机器外套分解的一种立体结构示意图。图2是本发明中冷却机构的一种立体结构示意图。图3是图2的A向剖视结构示意图。图4是本发明中烘烤机构的一种立体结构示意图。图5是本发明中微量滴注阀处于关闭状态时的一种剖视结构示意图。图6是本发明中微量滴注阀处于打开状态时的一种剖视结构示意图。
具体实施例方式下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。实施例1 本实施例的全自动皮标机，如图1所示，包括工作台1及套于工作台1上 的机器外套2。机器外套2的顶部安装有一排料筒7，与料筒7相连的输料管上设有气压表 和调压阀，多个气压表9和调压阀10安装在机器外套2的正面。工作台1上安装有冷却机 构3、烘烤机构4、滴注机构、铜模运动机构以及驱动上述冷却机构3、烘烤机构4、滴注机构、 铜模运动机构工作的软标生产控制器5。铜模运动机构位于工作台1的中间，铜模运动机 构包括安装于工作台1上的一对Y轴导轨11及与Y轴导轨11平行的一根Y方向滚珠丝杆 12，Y方向滚珠丝杆12的一端与装于工作台1上的Y轴伺服电机13相连，Y轴导轨11上 卡装有与之垂直的X轴导轨板14，并且X轴导轨板14套装在Y方向滚珠丝杆12上，X轴导 轨板14上装有与Y轴导轨11垂直的一对X轴导轨15及一根与X轴导轨15平行的X方向 滚珠丝杆16，X方向滚珠丝杆16的一端与装于X轴导轨板14上的X轴伺服电机17相连， 皮标铜模固定板6的背面有撑脚，撑脚与X轴导轨15卡接，并且皮标铜模固定板6套装在 X方向滚珠丝杆16上。冷却机构3位于工作台1的前部，且位于一对Y轴导轨之间。烘烤 机构4位于工作台1的后部，且也位于两根Y轴导轨之间。工作台1的左右两侧之间安装 有一根横梁100，横梁100上连接有两块垂直放置的固定板101，构成滴注机构的10个微量 滴注阀8和10个驱动微量滴注阀升降的气缸102各分成两组，两组微量滴注阀8安装于固 定板101的内侧，两组驱动微量滴注阀升降的气缸102安装在固定板的外侧，10个微量滴注 阀对应10种颜色。控制微量滴注阀8开闭的电磁阀103安装在固定板101的顶面上。软 标生产控制器5为内装图形轨迹编辑模块、运动控制卡和数字I/O卡的工控机，运动控制卡和数字I/O卡分别插在工控机的主板上。工作台的右侧面有个凹槽，工控机放置在这个凹 槽内，工控机的显示器、键盘也安装在工作台的侧面。机器外套2上还安装有一个与工控机 的USB接口相连的操作按钮面板20。X轴伺服电机17、Y轴伺服电机13的控制端均与工控 机中的运动控制卡电连接。工控机通过USB接口读入雕刻模具时生成的雕刻图形文件，导 入给工控机内的图形轨迹编辑模块，由键盘和图形轨迹编辑模块对走针路线、流量和顔色 进行编辑和修改，生成运动数据和控制数据，运动数据输送给运动控制卡，由运动控制卡驱 动X轴伺服电机和Y轴伺服电机按预设的图形轨迹拖动皮标铜模固定板的运动，控制数据 输送给数字I/O卡，由数字I/O卡驱动烘烤机构的启停、冷却机构的启停和升降以及微量滴 注阀的开闭和升降。工控机通过运动控制卡发出指令给X轴伺服电机、Y轴伺服电机的控 制端，驱动X轴伺服电机、Y轴伺服电机的启动，X轴伺服电机工作时带动X方向滚珠丝杆旋 转，从而带动皮标铜模固定板沿X轴方向移动，Y轴伺服电机工作时带动Y方向滚珠丝杆旋 转，从而带动整个X轴导轨板沿Y轴方向移动，使得皮标铜模固定板沿Y轴方向移动，实现 放在皮标铜模固定板上的皮标铜模按预设的走针路线移动。铜模运动机构与滴注机构配合，自动完成不同颜色液料的滴注。滴注机构包括微 量滴注阀8及驱动微量滴注阀升降的气缸102。如图5、图6所示，微量滴注阀8包括阀体 81、阀芯82、滴注头91、上端盖83和下端盖97，上端盖83和下端盖97都有内螺纹。阀芯 82安装于阀体81内且阀芯82穿通阀体81，阀芯82和阀体81的贴合面间有密封圈。阀体 81的上、下端头都有凹槽，阀体81的上、下端都有外螺纹，阀体81的上端与上端盖83螺纹 连接，上端盖83和阀体81的贴合面间有密封圈。上端盖83和阀体81之间有气腔，气腔内 阀芯82的端头上通过螺母拧接固定有活塞84，活塞84上方为上气腔85，活塞84下方为下 气腔86，活塞84外周有密封圈以保证上、下气腔间完全隔离，不会漏气。上端盖83上有与 上气腔85连通的上进气口 87，阀体81上部有与下气腔86连通的下进气口 88。上端盖83 上通过螺纹连接有一个可调限位顶针96，可调限位顶针96的针头位于上气腔85内，可调限 位顶针96的轴线和阀芯82的轴线在一条直线上。可调限位顶针96和上端盖83的贴合面 上有密封圈。内有空腔89和滴液通道90的滴注头91套在阀体81下端的凹槽内，露出于 阀体81下端的阀芯82插在滴注头91的空腔89内，下端盖97套在阀体81下端和滴注头 91的连接处的外周，阀体下端与下端盖97螺纹连接。阀体81上有进料口 92，阀体81内有 连通进料口 92并穿通阀体81的下端面的滴液通道，该滴液通道和滴注头91的滴液通道90 连通。滴注头91的空腔89的中部是个椭球形腔体94，滴注头91的滴液通道90的底端与 椭球形腔体94相连，阀芯82的下部的直径小于阀芯82的上部的直径，阀芯82的上、下部 的连接处位于椭球形腔体94内，阀芯82的下部与滴注头91的腔体壁间有间隙。滴注头91 的尖头处有一个与滴注头的空腔89连通的滴液小孔93，滴液小孔93的孔径为0. 1毫米。 滴注头91的空腔89的腔底是个圆锥形斜面，圆锥形斜面的锥尖与滴液小孔93相连，阀芯 82的底端有一个与圆锥形斜面匹配的圆锥形凸头95，圆锥形凸头95的锥尖对准滴液小孔 93。与上进气口 87相连的输气管以及与下进气口 88相连的输气管上均安装有电磁阀，这 两个电磁阀的控制端分别与工控机中的数字I/O卡电连接。微量滴注阀的进料口通过输料管与装有PVC软标混合溶液的料筒相连。进料口、 滴液通道、滴注头的空腔和滴液小孔形成一条料液流经通路。由工控机的数字I/O卡发出 指令使得与上进气口相连的输气管上的电磁阀打开，如图5所示，压缩空气通过上进气口进入上气腔，当上气腔的压力大于下气腔的压力时，下推活塞，活塞带动阀芯下移，阀芯的 底端的圆锥形凸头插入滴液小孔内，并且圆锥形凸头的侧面和滴注头的腔底的圆锥形斜面 紧密贴合，形成密封面，严密地封堵滴液小孔，使得带压力液体料经过进料口、滴液通道、滴 注头的空腔后，无法从滴液小孔滴出，微量滴注阀处于关闭状态。当工控机的数字I/O卡发 出指令使得与下进气口相连的输气管上的电磁阀打开时，如图6所示，压缩空气通过下进 气口进入下气腔，当下气腔的压力大于上气腔的压力时，上推活塞，活塞带动阀芯上移，阀 芯的底端的圆锥形凸头与滴液小孔分离，圆锥形凸头的侧面和滴注头的腔壁间形成空隙， 微量滴注阀处于打开状态，带压力液体料从进料口流入，沿着滴液通道、滴注头的空腔流 下，最后从滴液小孔射出。滴注时，数字I/O卡还发出指令控制位于固定板上的电磁阀打 开，使安装于固定板上的气缸驱动微量滴注阀下降，以更好地完成滴注。滴注完毕时，微量 滴注阀上升，同时下进气口停止进气，使得上、下气腔形成压差，下推活塞，活塞带动阀芯下 移，封堵滴液小孔，密封面密封，微量滴注阀恢复到关闭状态。一种颜色的液料滴注完后，需要对皮标铜模进行烘烤，使不同颜色液料的图层间 不会相互干扰。由工控机的运动控制卡发出指令驱动皮标铜模固定板移动到工作台后部的 烘烤区域。如图4所示，烘烤机构4包括安装于工作台1后部的支架41、上加热板42、下加 热板43和加热管44。支架41包括一块立板和连于立板底部的两个支撑脚，两个支撑脚水 平设置，与立板垂直，两个支撑脚与立板间均连接有一块三角板，使支架既稳定又牢固。上 加热板42和下加热板43安装在支架41的立板上，且与立板垂直，上、下加热板42、43互相 平行且互相之间有间隔，上加热板42和下加热板43之间的间距为5厘米，上加热板42位 于下加热板43的正上方，上、下加热板42、43的大小相同。上加热板42上装有五根朝下辐 射的加热管44，下加热板43上装有五根朝上辐射的加热管44，加热管44的设置方向与上、 下加热板42、43的长度方向一致，加热管44互相平行且在上、下加热板42、43上均勻分布， 上、下加热板42、43上的加热管的设置数量及设置间距均相同。上加热板42的加热管的供 电线路和下加热板43的加热管的供电线路上均连接有继电器，继电器的常开触点作为开 关连接在加热管的供电线路上，继电器的控制端与工控机中的数字I/O卡电连接。本实施 例中加热管44为快中波红外加热管。上、下加热板之间形成的空间为皮标铜模的烘烤区域，加热时上、下加热板和皮标 铜模是不接触的，利用加热管的红外辐射对皮标铜模的面标、底标进行辐射加热。通过工控 机的数字I/O卡发出指令给加热管供电线路上的继电器，控制继电器的常开触点吸合或分 离，从而控制加热管的通电或断电。烘烤完后，需对皮标铜模进行冷却，才能进行下一种颜色液料的滴注。由工控机的 运动控制卡发出指令驱动皮标铜模固定板移动到工作台前部的冷却区域。如图2所示，冷 却机构3是个长方体形状的块体31，块体四周有围边，围边内的块体31上安装有96个呈 矩阵排列的冷却剂喷嘴34，分8行12列排列，块体31的与回水槽35垂直的一个侧面上开 有12个冷却剂进口 32，一个冷却剂进口 32与一列冷却剂喷嘴34对应，一个冷却剂进口 32 和与之对应的一列冷却剂喷嘴34连通。相邻两列冷却剂喷嘴34之间均开有回水槽35，共 有11条回水槽，位于块体31的左侧的三个回水槽的一端和位于块体的右侧的三个回水槽 的一端均有向块体31的底部倾斜的回水通道36，回水通道36穿通块体31的底部，块体的 底部的左、右侧各安装有一个回水接盒37，回水接盒37位于回水通道36的穿通口的下方，回水接盒37的侧面开有冷却水出口 33。两个相邻的回水槽35间的凸条(凸条上安装有冷 却剂喷嘴34)内间隔地开有11个连通两侧回水槽35的通水孔38，如图3所示，通水孔38 靠近回水槽35的槽底且与回水槽35垂直，同一行的通水孔在一条轴线上。块体31下方安 装有由气缸电磁阀控制启停的驱动块体升降的气缸39，驱动块体升降的气缸39位于两个 回水接盒37之间。12个冷却剂进口 32通过管路既与输气管相连又与输水管相连，输气管 上安装有输气电磁阀，输水管上也安装有输水电磁阀，输气管与气源相连，输水管与冷水源 相连。气缸电磁阀以及输气管电磁阀、输水管电磁阀的控制端均与工控机中的数字I/O卡 电连接。两个冷却水出口 33连接有连通到冷水源的管路。需要冷却时，先由工控机的数字I/O卡发出指令给块体下方的气缸电磁阀，开启 气缸，块体上升，接近皮标铜模。接着数字I/O卡发出指令打开输水管电磁阀，开始输水， 冷却水流入冷却剂进口，通过冷却剂喷嘴向上喷出，形成水雾，打在皮标铜模上，确保皮标 铜模均勻地快速冷却。然后数字I/O卡发出指令关闭输水管电磁阀、打开输气管电磁阀，开 始送气，气体流入冷却剂进口，通过冷却剂喷嘴向上喷出，把粘在皮标铜模底板上的水珠打 掉，可使得后续工序的加热时间缩短，提高生产效率。喷水及喷气时均有水落到回水槽里， 再通过回水通道流入回水接盒，之后从冷却水出口流出，流回到冷水源里，形成循环水，可 重复利用，节约水资源。上述工序几次循环后，完成注射面标一烘烤一冷却一…一注射底标一烘烤一冷却 —…一揭标等全部工艺流程。工控机负责皮标的图形轨迹编辑，生成运动数据和控制数据，存储到工控机的实 时数据库中。运动控制卡根据运动数据发出指令，数字I/O卡根据控制数据发出指令。通过工控机的键盘可以完成以下功能①存储运动参数到数据库。②启动一个制作流程。③编辑和保存一个制作工艺流程(包括注射面标、烘烤时间、冷却时间、注射底标 等)以及校正量、流量、速度匹配等一些相关的配置。通过机器外套上的操作按钮面板完成机器运行、调整、暂停和手动测试等操作。机器外套上的调压阀和气压表分别与各个料筒相连的输料管上的压力、流量进行 控制和显示，以控制在制的每组皮标铜模的滴注量，确保每种颜色液料的滴注量统一。
权利要求
一种全自动皮标机，其特征在于包括工作台(1)及设于工作台(1)上的机器外套(2)，所述的工作台(1)上设有冷却机构(3)、烘烤机构(4)、滴注机构、铜模运动机构以及驱动上述冷却机构(3)、烘烤机构(4)、滴注机构、铜模运动机构工作的软标生产控制器(5)，所述的铜模运动机构上装有皮标铜模固定板(6)，所述的机器外套(2)上设有若干料筒(7)，料筒(7)通过输料管与所述的滴注机构上的微量滴注阀(8)相连。
2.根据权利要求1所述的全自动皮标机，其特征在于所述的铜模运动机构包括设于所 述的工作台⑴上的Y轴导轨(11)及与Y轴导轨(11)平行的Y方向滚珠丝杆(12)，Y方 向滚珠丝杆(12)的一端与设于工作台(1)上的Y轴伺服电机(13)相连，Y轴导轨(11)上 设有与之垂直的X轴导轨板(14)，并且X轴导轨板(14)套装在Y方向滚珠丝杆(12)上，所 述的X轴导轨板(14)上设有与Y轴导轨(11)垂直的X轴导轨(15)及与X轴导轨(15)平 行的X方向滚珠丝杆(16)，所述的X方向滚珠丝杆(16)的一端与设于X轴导轨板(14)上 的X轴伺服电机(17)相连，所述的皮标铜模固定板(6)设在X轴导轨(15)上并且套装在 X方向滚珠丝杆(16)上，所述的X轴伺服电机(17)、Y轴伺服电机(13)的控制端均与所述 的软标生产控制器(5)电连接。
3.根据权利要求1所述的全自动皮标机，其特征在于所述的冷却机构(3)是个块体 (31)，块体(31)上设有若干呈矩阵排列的冷却剂喷嘴(34)，相邻两列冷却剂喷嘴(34)之间 设有回水槽(35)，回水槽(35)与设于块体上的冷却水出口(33)连通；所述的块体(31)的 与回水槽(35)垂直的侧面上设有多个冷却剂进口(32)，一个冷却剂进口(32)与一列冷却 剂喷嘴(34)对应，一个冷却剂进口(32)和与之对应的一列冷却剂喷嘴(34)连通，所述的 冷却剂进口(32)通过管路既与输气管相连又与输水管相连，所述的输气管、输水管上各设 有输气管电磁阀、输水管电磁阀，输气管电磁阀和输水管电磁阀的控制端均与所述的软标 生产控制器(5)电连接。
4.根据权利要求3所述的全自动皮标机，其特征在于位于所述的块体(31)的左、右侧 的回水槽(35)的一端设有向所述的块体(31)的底部倾斜的回水通道(36)，所述的回水通 道(36)穿通块体(31)的底部，所述的回水通道(36)的下方设有回水接盒(37)，回水接盒 (37)上设有所述的冷却水出口(33)，两个相邻的回水槽(35)间的凸条内设有若干连通两 侧回水槽(35)的通水孔(38)，通水孔(38)靠近所述的回水槽(35)的槽底且与所述的回水 槽(35)垂直。
5.根据权利要求3或4所述的全自动皮标机，其特征在于所述的块体(31)下方连接有 驱动块体升降的气缸(39)，该气缸(39)与气缸电磁阀相连，气缸电磁阀的控制端与所述的 软标生产控制器(5)电连接。
6.根据权利要求1所述的全自动皮标机，其特征在于所述的烘烤机构(4)包括设于所 述的工作台(1)上的支架(41)及设于支架(41)上的互相平行且互相之间有间隔的上加热 板(42)和下加热板(43)，所述的上加热板(42)设有若干朝下辐射的加热管(44)，所述的 下加热板(43)设有若干朝上辐射的加热管(44)，所述的加热管(44)互相平行且在上、下加 热板(42、43)上均勻分布，所述的上加热板(42)的加热管的供电线路和下加热板(43)的 加热管的供电线路上均连接有继电器，继电器的驱动端与所述的软标生产控制器(5)电连 接。
7.根据权利要求1所述的全自动皮标机，其特征在于所述的滴注机构包括微量滴注阀(8)及驱动微量滴注阀升降的气缸(102)，所述的微量滴注阀(8)包括阀体(81)和设于阀 体(81)内的阀芯(82)，所述的阀芯(82)穿通所述的阀体(81)，所述的阀体(81)上端连接 有上端盖(83)，上端盖(83)和阀体(81)之间有气腔，气腔内设有与所述的阀芯(82)连接 的活塞(84)，活塞(84)上方为上气腔(85)，活塞(84)下方为下气腔(86)，上端盖(83)上 设有与上气腔(85)连通的上进气口(87)，阀体(81)上设有与下气腔(86)连通的下进气 口(88)，与上进气口(87)相连的输气管以及与下进气口(88)相连的输气管上均设有电磁 阀，这两个电磁阀的控制端与所述的软标生产控制器(5)电连接；所述的阀体(81)上设有 通过输料管与料筒(7)相连的进料口(92)，阀体(81)内设有连通进料口(92)并穿通阀体(81)的下端面的滴液通道，所述的阀体(81)下端连接有内有空腔(89)和滴液通道(90)的 滴注头(91)，该滴液通道(90)的上端和阀体(81)的滴液通道连通，该滴液通道(90)的底 端与所述的空腔(89)连通，露出于阀体(81)下端的阀芯(82)插在所述的滴注头(91)的 空腔(89)内，滴注头(91)的尖头处设有与所述的空腔(89)连通的滴液小孔(93)，所述的 阀体(81)和滴注头(91)的连接处的外周设有下端盖(97)。
8.根据权利要求7所述的全自动皮标机，其特征在于所述的滴注头(91)的空腔(89) 的腔底是个圆锥形斜面，圆锥形斜面的锥尖与所述的滴液小孔(93)相连，所述的阀芯(82) 的底端设有一个与所述的圆锥形斜面匹配的圆锥形凸头(95)，圆锥形凸头(95)的锥尖对 准所述的滴液小孔(93)。
9.根据权利要求7或8所述的全自动皮标机，其特征在于所述的滴注头(91)的空腔 (89)的中部设有椭球形腔体(94)，所述的滴注头(91)的滴液通道(90)的底端与所述的 椭球形腔体(94)相连，所述的阀芯(82)的下部的直径小于阀芯(82)的上部的直径，阀芯(82)的上、下部的连接处位于所述的椭球形腔体(94)内，阀芯(82)的下部与滴注头(91) 的腔体壁间有间隙；所述的上端盖(83)上穿设有可调限位顶针(96)，可调限位顶针(96) 与上端盖(83)通过螺纹连接，可调限位顶针(96)的针头位于所述的上气腔(85)内，可调 限位顶针(96)的轴线和所述的阀芯(82)的轴线在一条直线上。
10.根据权利要求1或2或3或6或7所述的全自动皮标机，其特征在于所述的软标生 产控制器(5)为内设图形轨迹编辑模块、运动控制卡和数字I/O卡的工控机，所述的运动控 制卡和数字I/O卡分别插在工控机的主板上，所述的运动控制卡的信号输出线分别与所述 的X轴伺服电机(17)、Y轴伺服电机(13)的控制端相连，所述的数字I/O卡的信号输出线 分别与冷却机构中的输气电磁阀、输水电磁阀及气缸电磁阀的控制端、烘烤机构中的继电 器的控制端、微量滴注阀中的两个输气管上的电磁阀的控制端及驱动微量滴注阀升降的气 缸(102)上的电磁阀的控制端相连；将雕刻模具时生成的雕刻图形文件，导入给工控机内 的图形轨迹编辑模块，由图形轨迹编辑模块对走针路线、流量和颜色进行编辑和修改，生成 运动数据和控制数据，运动数据输送给运动控制卡，由运动控制卡驱动X轴伺服电机(17) 和Y轴伺服电机(13)按预设的图形轨迹拖动皮标铜模固定板(6)的运动，控制数据输送给 数字I/O卡，由数字I/O卡驱动所述的烘烤机构(4)的启停、冷却机构(3)的启停和升降以 及微量滴注阀(8)的开闭和升降。
全文摘要
本发明涉及一种全自动皮标机，包括工作台及设于工作台上的机器外套，工作台上设有冷却机构、烘烤机构、滴注机构、铜模运动机构以及驱动上述机构工作的软标生产控制器，铜模运动机构上装有皮标铜模固定板，机器外套上设有若干料筒，料筒通过输料管与滴注机构上的微量滴注阀相连。软标生产控制器内安装有皮标轨迹编辑程序，能根据雕刻模具时生成的雕刻图形对走针路线、流量和顔色进行编辑和修改，然后输出相应的控制信号驱动铜模运动机构、冷却机构、烘烤机构和滴注机构。使用本发明进行皮标生产，基本操作和转道由机器自动完成，操作方便，劳动力需要量大大减少，且提高皮标质量，提高生产效率，实现皮标生产的自动化和智能化。
文档编号B29C39/38GK101927544SQ20091026365
公开日2010年12月29日 申请日期2009年12月18日 优先权日2009年12月18日
发明者占红武, 史伟民, 张慧敏, 李永国, 程杰 申请人:浙江理工大学;杭州玛可罗科技有限公司