一种软包印刷设备自动上料系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种软包印刷设备自动上料系统及方法，包括：自动上料机器人，所述自动上料机器人包括AGV底盘、视觉对接引导设备及位置调整机构，所述的视觉对接引导设备安装于所述的AGV底盘之上，用于测量纸筒端面及印刷机夹头相对于视觉对接引导设备的位置，继而通过坐标转换，计算得到纸筒两个端面分别相对于其同侧的印刷机夹头的偏差量，该偏差量指导位置调整机构和AGV底盘微调原料卷的位置，以保证两侧夹头能够顺利捅入原料卷的纸筒中；所述的位置调整机构安装于所述的AGV底盘之上，提供两个方向自由度的调整；带有自动夹紧装置的软包印刷机，与所述的自动上料机器人通过网络通讯。

【技术实现步骤摘要】
一种软包印刷设备自动上料系统及方法
本专利技术涉及印刷机上下料
，尤其涉及一种软包印刷设备自动上料系统及方法。
技术介绍
软包印刷设备，是对塑料薄膜、金属箔、纸张等软包装材料进行印刷的设备，其主要产品如塑料袋等被广泛应用于食品、医药等领域中。目前，软包印刷设备本身已具有较高的自动化水平，但印刷机制造商提供的设备功能范围并没有涉及如何将原料卷准确输送到设备，完成上料这一步操作。具体而言，如图1所示，软包印刷机的原料卷2中间是一个圆柱形的空心纸筒，纸筒上卷有几百米至几千米的软包薄膜材料，而软包印刷机上安装有两个用来固定原料卷的圆台形夹头(左夹头7和右夹头8)，两个夹头的中心线在一条直线上，且两个夹头圆台形内径较小的一端(小端)相对，小端直径比原料卷的纸筒的内径略小几个毫米，能够嵌入原料卷纸筒中，而大端直径比原料卷的纸筒的内径明显大。上料过程是指将原料卷呈水平状态抬升至印刷机上两个夹头中间附近的位置，然后操作印刷机两侧的夹头向中间逐渐靠近，此时微调原料卷的位置，直到两个夹头都捅入原料卷纸筒并卡死，上料完成，目前该上料操作一般都是由操作人员人工完成。然而，原料卷长度可达1米以上，重量可达数百公斤，因此，即便使用叉车等辅助工具，将如此重的物体精确抬升至特定高度，移动至特定位置并微调，同时确保原料卷左右两端与两个夹头的误差控制在几个毫米，其操作难度是很大的。人工操作起来既费时又费力，因此，目前实际生产过程中每台软包印刷机需要专门配备一个操作工负责上下料，增加了企业的生产成本。
技术实现思路
r>本专利技术目的是提供一种软包印刷设备自动上料系统及方法，以替代人工操作实现软包印刷机的自动上料功能。为了达到上述目的，第一方面，本专利技术的实施例提供一种软包印刷设备自动上料系统，包括：自动上料机器人，所述自动上料机器人包括AGV底盘、视觉对接引导设备及位置调整机构，所述的视觉对接引导设备安装于所述的AGV底盘之上，用于测量纸筒端面及印刷机夹头相对于视觉对接引导设备的位置，继而通过坐标转换，计算得到纸筒两个端面分别相对于其同侧的印刷机夹头的偏差量，该偏差量指导位置调整机构和AGV底盘微调原料卷的位置，以保证两侧夹头能够顺利捅入原料卷的纸筒中；所述的位置调整机构安装于所述的AGV底盘之上，提供两个方向自由度的调整能力；带有自动夹紧装置的软包印刷机，与所述的自动上料机器人通过网络通讯。进一步地，所述视觉对接引导设备包括两个成对安装的深度相机，分别安装在AGV底盘上的左右两侧，分别对准原料卷的两个端面，两个深度相机视野中同时需拍摄到每个端面同侧的印刷机夹头。进一步地，所述位置调整机构包括提供水平移动的水平平移机构、搭载在所述水平平移机构上且提供升降移动的升降机构。进一步地，所述水平平移机构包括平移平台、平台底板以及安装在所述平移平台和平台底板之间的齿轮齿条机构，所述平移平台滑动设置在平台底板，再通过齿轮齿条机构完成水平移动。进一步地，所述升降机构采用丝杆升降机完成料卷自动对接时的升降动作。进一步地，所述升降机构包括安装在水平平移机构上的基座、安装在基座上的丝杆升降机以及安装在所述丝杆升降机执行端的平台顶板。进一步地，所述自动夹紧装置是指一对气缸驱动的夹头，夹头通过固定轴连接至气缸上。第二方面，本专利技术的实施例提供一种软包印刷设备自动上料方法，该方法在第一方面所述的一种软包印刷设备自动上料系统上实现，该方法包括：步骤S100，自动上料机器人装载原料卷自主导航运行至软包印刷机前上料位置，位置调整机构抬升原料卷至预先设定的上料高度值；步骤S200，视觉对接引导设备测量纸筒端面及印刷机夹头相对于视觉对接引导设备的位置，继而通过坐标转换，计算得到纸筒两个端面分别相对于其同侧的印刷机夹头的偏差量，该偏差量指导位置调整机构和AGV底盘微调原料卷的位置，以保证两侧夹头能够顺利捅入原料卷的纸筒中，直到夹头卡死原料卷；步骤S300，位置调整机构下降，脱离原料卷，自动上料机器人开走，软包印刷机开始印刷，自动上料过程完成。进一步地，所述步骤S200包括：步骤S201，视觉对接引导设备检测夹头两端面的圆心的高度为h1和h2，原料卷纸筒左、右两侧内空圆心的高度为h3和h4，则控制位置调整机构上下方向调整高度值Δh＝(h1+h2-h3-h4)/2；步骤S202，视觉对接引导设备检测夹头两端面的圆心距离视觉对接引导设备前后方向的距离为x1和x2，原料卷纸筒左、右两侧内空圆心距离相机前后方向的距离为x3和x4，则控制AGV底盘前后方向调整Δx＝(x1+x2-x3-x4)/2，同时，控制AGV底盘自转Δr＝-(x1-x2-x3+x4)/2弧度；步骤S203，视觉对接引导设备检测夹头两端面的圆心距离视觉对接引导设备左右方向的距离为y1和y2，原料卷纸筒左、右两侧内空圆心距离相机左右方向的距离为y3和y4，则控制位置调整机构左右方向调整高度值Δy＝(y1-y2-y3+y4)/2；步骤S204，视觉对接引导设备通过深度数据判断两个夹头都捅入原料卷纸筒内，如果是，则说明原料卷已顺利卡入夹头，步骤S200结束，进入步骤S300；否则，软包印刷机上安装的夹头在自动夹紧装置作用下以相向靠近原料卷，重新进入步骤S201。进一步地，所述步骤S200包括：步骤S201，软包印刷机上的自动夹紧装置靠近原料卷；步骤S202，视觉对接引导设备检测夹头两端面的圆心距离视觉对接引导设备左右方向的距离为y1和y2，原料卷纸筒左、右两侧内空圆心距离相机左右方向的距离为y3和y4，如果y1+y2-y3-y4小于预先给定的阈值，进入步骤S203，否则，返回步骤S201；步骤S203，控制位置调整机构左右方向调整高度值Δy＝(y1-y2-y3+y4)/2；步骤S204，视觉对接引导设备检测夹头两端面的圆心的高度为h1和h2，原料卷纸筒左、右两侧内空圆心的高度为h3和h4，则控制位置调整机构上下方向调整高度值Δh＝(h1+h2-h3-h4)/2；步骤S205，视觉对接引导设备检测夹头两端面的圆心距离视觉对接引导设备前后方向的距离为x1和x2，原料卷纸筒左、右两侧内空圆心距离相机前后方向的距离为x3和x4，则控制AGV底盘前后方向调整Δx＝(x1+x2-x3-x4)/2，同时，控制AGV底盘自转Δr＝-(x1-x2-x3+x4)/2弧度；步骤S206，软包印刷机上的自动夹紧装置继续相向靠近原料卷；步骤S207，视觉对接引导设备通过深度数据判断两个夹头都捅入原料卷纸筒内，如果是，则说明原料卷已顺利卡入夹头，步骤S200结束，进入步骤S300，否则，软包印刷机上的自动夹紧装置靠近原料卷，重新进入步骤206。根据上述的技术方案，1.本专利技术提出的软包印刷设备自动上料方法，自动上料机器人装载原料卷自主导航运行至软包印刷机前上料位置，指导位置调整机构和AGV底盘微调原料卷的位置，以保证两侧夹头能够顺利捅入原料卷的纸筒中，直到夹头卡本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种软包印刷设备自动上料系统，其特征在于，包括：/n自动上料机器人，所述自动上料机器人包括AGV底盘、视觉对接引导设备及位置调整机构，所述的视觉对接引导设备安装于所述的AGV底盘之上，用于测量纸筒端面及印刷机夹头相对于视觉对接引导设备的位置，继而通过坐标转换，计算得到纸筒两个端面分别相对于其同侧的印刷机夹头的偏差量，该偏差量指导位置调整机构和AGV底盘微调原料卷的位置，以保证两侧夹头能够顺利捅入原料卷的纸筒中；所述的位置调整机构安装于所述的AGV底盘之上，提供两个方向自由度的调整；/n带有自动夹紧装置的软包印刷机，与所述的自动上料机器人通过网络通讯。/n

【技术特征摘要】
1.一种软包印刷设备自动上料系统，其特征在于，包括：
自动上料机器人，所述自动上料机器人包括AGV底盘、视觉对接引导设备及位置调整机构，所述的视觉对接引导设备安装于所述的AGV底盘之上，用于测量纸筒端面及印刷机夹头相对于视觉对接引导设备的位置，继而通过坐标转换，计算得到纸筒两个端面分别相对于其同侧的印刷机夹头的偏差量，该偏差量指导位置调整机构和AGV底盘微调原料卷的位置，以保证两侧夹头能够顺利捅入原料卷的纸筒中；所述的位置调整机构安装于所述的AGV底盘之上，提供两个方向自由度的调整；
带有自动夹紧装置的软包印刷机，与所述的自动上料机器人通过网络通讯。


2.根据权利要求1所述的一种软包印刷设备自动上料系统，其特征在于，所述视觉对接引导设备包括两个成对安装的深度相机，位于AGV底盘上左右两侧，分别对准原料卷的两个端面，两个深度相机视野中同时需拍摄到每个端面同侧的印刷机夹头。


3.根据权利要求1所述的一种软包印刷设备自动上料系统，其特征在于，所述位置调整机构包括提供水平移动的水平平移机构、搭载在所述水平平移机构上且提供升降移动的升降机构。


4.根据权利要求3所述的一种软包印刷设备自动上料系统，其特征在于，所述水平平移机构包括平移平台、平台底板以及安装在所述平移平台和平台底板之间的齿轮齿条机构，所述平移平台滑动设置在平台底板，再通过齿轮齿条机构完成水平移动。


5.根据权利要求3所述的一种软包印刷设备自动上料系统，其特征在于，所述升降机构采用丝杆升降机完成料卷自动对接时的升降动作。


6.根据权利要求3所述的一种软包印刷设备自动上料系统，其特征在于，所述升降机构包括安装在水平平移机构上的基座、安装在基座上的丝杆升降机以及安装在所述丝杆升降机执行端的平台顶板。


7.根据权利要求1所述的一种软包印刷设备自动上料系统，其特征在于，所述自动夹紧装置是指一对气缸驱动的夹头，夹头通过固定轴连接至气缸上。


8.一种软包印刷设备自动上料方法，其特征在于，该方法在权利要求1所述的一种软包印刷设备自动上料系统上实现，该方法包括：
步骤S100，自动上料机器人装载原料卷自主导航运行至软包印刷机前上料位置，位置调整机构抬升原料卷至预先设定的上料高度值；
步骤S200，视觉对接引导设备测量纸筒端面及印刷机夹头相对于视觉对接引导设备的位置，继而通过坐标转换，计算得到纸筒两个端面分别相对于其同侧的印刷机夹头的偏差量，该偏差量指导位置调整机构和AGV底盘微调原料卷的位置，以保证两侧夹头能够顺利捅入原料卷的纸筒中，直到夹头卡死原料卷；
步骤S300，位置调整机构下降，脱离原料卷，自动上料机器人开走，软包印刷机开始印刷，自动上料过程完成。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：周玄昊，冯瑞祥，
申请(专利权)人：杭州蓝芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33