一种用于卫星式圆刀模切机的模切模具在线调整装置及方法

专利名称：一种用于卫星式圆刀模切机的模切模具在线调整装置及方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202210739955.3

专利申请（专利权）人：中融飞腾(北京)科技有限公司
权利人地址：北京市通州区中关村科技园区通州园金桥科技产业基地景胜南街12号1号楼一层B

专利发明（设计）人：靳亮,蔡玉星,肖建阳,胡延锋,苏强

专利摘要：本发明涉及一种用于卫星式圆刀模切机的模切模具在线调整装置，包括从左至右依次设置的左辅助工站、卫星工站及右辅助工站，还包括PLC、相机及图像处理模块，相机安装在左辅助工站及右辅助工站的工作站上，各相机获取图像，通过图像处理模块实时检测产品尺寸，并将检测的尺寸数据传输至PLC进行分析，PLC发出指令对相应的伺服电机进行控制。本发明提高了卫星式工作站与左右辅助工站X向配合尺寸精度，提高了产品良率；降低了设备操作难度，对设备操作人员的专业技术水平要求也相应降低，无需人为控制X向配合尺寸，同时还减少了设备操作人员数量；提高了时间利用率，减少了停机调整时间；从而极大降低了材料成本、人工成本和时间成本。

主权利要求：
1.一种用于卫星式圆刀模切机的模切模具在线调整方法，其特征在于：该在线调整方法基于在线调整装置实现，所述的在线调整装置包括卫星式圆刀模切机本体，所述的卫星式圆刀模切机本体包括从左至右依次设置的左辅助工站、卫星工站及右辅助工站，左辅助工站由6个间隔均布的左工作站L1‑L6构成，右辅助工站由6个间隔均布的右工作站R1‑R6构成，在各工作站上均安装有由伺服电机驱动的基座轴，还包括PLC、相机及图像处理模块，所述的相机安装在左辅助工站及右辅助工站的工作站上，各相机分别获取相应工作站上的产品图像，通过图像处理模块实时检测所获取产品图像的尺寸数据，并将该检测的尺寸数据传输至PLC进行分析，PLC发出指令对相应的伺服电机进行控制；
所述方法包括如下步骤：
步骤一，根据产品工艺，确定相机的安装数量及位置，将各相机安装在需要检测的工作站上；根据产品工艺，确定需要调整的模切模具；根据产品实际尺寸，在设备中设置对应尺寸参数；
步骤二，左工作站L5后安装第一相机，第一相机获取该工作站处模切产品的图像，通过图像处理模块实时检测所获取产品图像的尺寸数据，即第一相机实时检测左工作站L2和L5上模切模具T1、T2的X向配合尺寸，并将检测的尺寸数据同步反馈给设备的PLC，经过PLC对实测值和预设值比对判断，如比对尺寸在公差范围内，则判断为合格品，否则，不合格；
步骤三，对于第一次检测合格的产品继续向后续进行模切；对于第一次检测不合格的产品，PLC发送信号给左工作站L3，使其上的伺服电机轴啮合T2轴转动，以弥补偏差的尺寸，实现左辅助工站之间尺寸自动调整功能，而后继续向后续运动；
步骤四，右工作站R1后安装第二相机，第二相机获取该工作站处模切产品的图像，通过图像处理模块实时检测所获取产品图像的尺寸数据，即实时检测左工作站L2和卫星工站模具X向的配合尺寸，并将检测的尺寸数据同步反馈给设备中的PLC，经过PLC对实测值和预设值比对判断，如比对尺寸在公差范围内，则判断为合格品，继续向后续运动；否则，不合格；
步骤五，对于第二次检测不合格的产品，PLC发送信号给T1模切模具处的伺服电机，伺服电机轴啮合T1轴转动，以弥补偏差的尺寸，实现左辅助工站与卫星工站之间尺寸自动调整功能，而后继续向后续运动；
步骤六，右工作站R2后安装第三相机，第三相机获取该工作站处模切产品的图像，通过图像处理模块实时检测所获取产品图像的尺寸数据，实时检测卫星工站和右工作站R2模具X向配合尺寸，并将检测的尺寸数据同步反馈给PLC，经过PLC对实测值和预设值比对判断，如检测不合格，则对右工作站R2上的T7模具进行相应位置调整，实现卫星工站与右辅助工站之间尺寸自动调整功能；
右工作站R4后安装第四相机，第四相机获取该工作站处模切产品的图像，通过图像处理模块实时检测所获取产品图像的尺寸数据，实时检测右工作站R2和右工作站R4模具X向配合尺寸，并将检测的尺寸数据同步反馈给PLC，经过PLC对实测值和预设值比对判断，如检测不合格，对右工作站R4上的T8模具进行相应位置调整，实现右辅助工站之间尺寸自动调整功能。
2.根据权利要求1所述的一种用于卫星式圆刀模切机的模切模具在线调整方法，其特征在于：还包括触摸屏及显示屏，所述的触摸屏用于设置产品的尺寸参数，显示屏用于显示相机获取的图像及图像处理模块检测的尺寸数据。
3.根据权利要求1所述的一种用于卫星式圆刀模切机的模切模具在线调整方法，其特征在于：还包括报警器，在所述的PLC上连接有报警器，用于对检测到的不合格品进行报警。 说明书 : 一种用于卫星式圆刀模切机的模切模具在线调整装置及方法技术领域[0001] 本发明属于模切机领域，涉及一种模切模具在线调整装置及方法，特别是一种用于卫星式圆刀模切机的模切模具在线调整装置及方法。背景技术[0002] 随着电子产品模切件尺寸精度要求及复杂程度日益提高，模具数量也会相应增多，工艺难度成倍增长。[0003] 一方面，当前卫星式模切机卫星站内安装的模具数量有限，已经不能完全满足所有模切产品工艺的应用，众所周知，卫星工作站内配合精度非常稳定，但是卫星工作站与左右辅助工站的配合精度略差，为了在线实时检测产品尺寸，提高左右辅助工站与卫星工站配合精度，用以满足产品稳定性需求，所以增加在线检测和自动调整功能非常有必要。[0004] 另一方面，模切行业技术人员短缺，随着工艺难度的增加，对模切行业技术人员专业技术要求相应提高，所以需要卫星式模切机实现在线检测及自动调整功能，从而提高卫星模切机卫星工站与辅助工站之间及左、右辅助工站之间模具的尺寸配合精度，降低操作难度，也同时降低了对操作人员的专业技术要求。发明内容[0005] 本发明的目的在于提供一种设计科学合理，具有在线监测及在线调整功能，方便操作、省人省力、降低产品的废品率、提高模切效率、易于实现的用于卫星式圆刀模切机的模切模具在线调整装置及方法。[0006] 本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：[0007] 一种用于卫星式圆刀模切机的模切模具在线调整装置，包括卫星式圆刀模切机本体，所述的卫星式圆刀模切机本体包括从左至右依次设置的左辅助工站、卫星工站及右辅助工站，左辅助工站及右辅助工站均由间隔均布的工作站构成，在各工作站上均安装有由伺服电机驱动的基座轴，其特征在于：包括从左至右依次设置的左辅助工站、卫星工站及右辅助工站，还包括模切机的PLC、相机及图像处理模块，所述的相机安装在左辅助工站及右辅助工站的工作站上，各相机分别获取相应工作站上的产品图像，通过图像处理模块实时检测所获取产品图像的尺寸数据，并将该检测的尺寸数据传输至PLC进行分析，PLC发出指令对相应的伺服电机进行控制。[0008] 而且，还包括触摸屏及显示屏，所述的触摸屏用于设置产品的尺寸参数，显示屏用于显示相机获取的图像及图像处理模块检测的尺寸数据。[0009] 而且，还包括报警器，在所述的PLC上连接有报警器，用于对检测到的不合格品进行报警。[0010] 一种用于卫星式圆刀模切机的模切模具在线调整方法，其特征在于：包括如下步骤：[0011] 步骤一，根据产品工艺，将各相机安装在需要检测的工作站上；[0012] 步骤二，安装在左辅助工站上的第一相机获取该工作站处模切产品的图像，通过图像处理模块实时检测所获取产品图像的尺寸数据，并将该检测的尺寸数据传输至PLC，由PLC将该尺寸与预设的产品尺寸进行比对，如比对尺寸在公差范围内，则判断为合格品，否则，不合格；[0013] 步骤三，对于第一次检测合格的产品继续向后续进行模切；对于第一次检测不合格的产品，PLC驱动该第一相机处的伺服电机根据检测的尺寸数据运动，使其带动其上的模切模具进行转动，以弥补偏差的尺寸，而后继续向后续运动；[0014] 步骤四，安装在右辅助工站上的第二相机获取该工作站处模切产品的尺寸，并将该尺寸信息传输到PLC，由PLC将该尺寸与预设的产品尺寸进行比对，如比对尺寸在公差范围内，则判断为合格品，继续向后续运动；否则，不合格；[0015] 步骤五，对于第二次检测不合格的产品，PLC驱动该第一个模切工作站处的伺服电机根据检测的尺寸数据运动，使其带动其上的模切模具进行转动，以弥补偏差的尺寸，而后继续向后续运动；[0016] 步骤六，后续的相机依次对相应处的产品进行检测，如检测不合格，驱动相应处的伺服电机进行调整，如此往复。[0017] 本发明的优点和有益效果为：[0018] 本用于卫星式圆刀模切机的模切模具在线调整装置及方法，通过增加在线检测功能，可实时在线检测并显示模切产品尺寸，减少停机测量尺寸的时间，提高工作效率；本发明可对肉眼不易观察的尺寸，实时在线检测并进行显示，提高产品良率；[0019] 使用伺服脉冲信号触发相机，取消外接传感器配件，节约成本且功能丰富，性能稳定；[0020] 提高卫星工站与左右辅助工站之间X向尺寸配合精度，提高产品良率，减少材料浪费，节约材料成本；[0021] 降低了设备操作难度，相应的也降低了操作人员专业技能要求，原来需要5年以上工作经验人员生产的产品，现在1～2年工作经验人员即可顺利完成生产，节约人员成本；[0022] 减少了操作设备人员数量，原来需要2～3人操作的产品减少为1～2人即可高质量完成生产，极大降低了人员成本；[0023] 减少了因人员技能造成的停机调整时间，可长时间保持稳定生产，提高了时间利用率，节约时间成本。附图说明[0024] 图1为本发明在线检测功能的流程图；[0025] 图2为本发明自动调整功能的流程图；[0026] 图3为本发明示意相机安装位置的示意图；[0027] 图4为本发明左辅助工站之间自动调整的示意图；[0028] 图5为本发明左辅助工站与卫星工站自动调整的示意图；[0029] 图6为本发明卫星工站与右辅助工站自动调整的示意图；[0030] 图7为本发明右辅助工站之间自动调整的示意图；[0031] 图8为本发明整体自动调整的示意图。[0032] 附图标记说明：[0033] 1‑左辅助工站、2‑第一相机、3‑卫星工站、4‑第二相机、5‑第三相机、6‑第四相机、7‑右辅助工站。具体实施方式[0034] 下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。[0035] 一种用于卫星式圆刀模切机的模切模具在线调整装置，包括卫星式圆刀模切机本体，所述的卫星式圆刀模切机本体包括从左至右依次设置的左辅助工站1、卫星工站3及右辅助工站7，左辅助工站及右辅助工站均由间隔均布的工作站构成，在各工作站上均安装有由伺服电机驱动的基座轴，[0036] 如图3所示，左辅助工站由6个间隔均布的左工作站(L1‑L6)构成，在第一、第三、第四以及第六左工作站上安装有压合轴L，在第二、第五左工作站上分别安装有第一模切模具T1及第二模切模具T2；[0037] 右辅助工站由6个间隔均布的右工作站(R1‑R6)构成，在第一、第三、第五以及第六右工作站上安装有压合轴L，在第二、第四右工作站上分别安装有第七模切模具T7及第八模切模具T8；[0038] 其创新之处在于：还包括PLC、相机及图像处理模块，该图像处理模块为DMV‑VGR，在所述第二模切模具的右方安装有第一相机2，在第七模切模具的左方及右方分别安装有第二相机4及第三相机5，在第八模切模具的右方安装有第四相机6，各相机获取相应位置处的产品图像，通过图像处理模块实时检测所获取产品图像的尺寸数据，并将该检测的尺寸数据传输至PLC进行分析，PLC发出指令对相应的伺服电机进行控制。所述的各相机通过脉冲信号触发，保证其性能的稳定性。[0039] 还包括触摸屏及显示屏，所述的触摸屏用于设置产品的尺寸参数，显示屏用于显示相机获取的图像及图像处理模块检测的尺寸数据。[0040] 还包括报警器，在所述的PLC上连接有报警器，用于对检测到的不合格品进行报警。[0041] 一种用于卫星式圆刀模切机的模切模具在线调整方法，其创新之处在于：包括如下步骤：[0042] 步骤一，根据产品工艺，确定相机的安装数量及位置，将各相机安装在需要检测的工作站上，如图3所示；根据产品工艺，确定需要调整的模切模具，如图8所示；根据产品实际尺寸，在设备中设置对应尺寸参数；[0043] 步骤二，如图4所示，左工作站L5后安装第一相机，第一相机获取该工作站处模切产品的图像，通过图像处理模块实时检测所获取产品图像的尺寸数据，即第一相机实时检测左工作站L2和L5上模切模具T1、T2的X向配合尺寸，并将检测的尺寸数据同步反馈给设备的PLC，经过PLC对实测值和预设值比对判断，如比对尺寸在公差范围内，则判断为合格品，否则，不合格；[0044] 步骤三，对于第一次检测合格的产品继续向后续进行模切；对于第一次检测不合格的产品，PLC发送信号给左工作站L3，使其上的伺服电机轴啮合T2轴转动，以弥补偏差的尺寸，实现左辅助工站之间尺寸自动调整功能，而后继续向后续运动；[0045] 步骤四，如图5所示，右工作站R1后安装第二相机，第二相机获取该工作站处模切产品的图像，通过图像处理模块实时检测所获取产品图像的尺寸数据，即实时检测左工作站L2和卫星工站模具X向的配合尺寸，并将检测的尺寸数据同步反馈给设备中的PLC，经过PLC对实测值和预设值比对判断，如比对尺寸在公差范围内，则判断为合格品，继续向后续运动；否则，不合格；[0046] 步骤五，对于第二次检测不合格的产品，PLC发送信号给T1模切模具处的伺服电机，伺服电机轴啮合T1轴转动，以弥补偏差的尺寸，实现左辅助工站与卫星工站之间尺寸自动调整功能，而后继续向后续运动；[0047] 步骤六，如图6所示，右工作站R2后安装第三相机，第三相机获取该工作站处模切产品的图像，通过图像处理模块实时检测所获取产品图像的尺寸数据，实时检测卫星工站和R2工站模具X向配合尺寸，并将检测的尺寸数据同步反馈给PLC，经过PLC对实测值和预设值比对判断，如检测不合格，则对R2工站上的T7模具进行相应位置调整，实现卫星工站与右辅助工站之间尺寸自动调整功能；[0048] 如图7所示，右工作站R4后安装第四相机，第四相机获取该工作站处模切产品的图像，通过图像处理模块实时检测所获取产品图像的尺寸数据，实时检测R2工站和R4工站模具X向配合尺寸，并将检测的尺寸数据同步反馈给PLC，经过PLC对实测值和预设值比对判断，如检测不合格，对R4工站上的T8模具进行相应位置调整，实现右辅助工站之间尺寸自动调整功能。[0049] 增加视觉系统(图像处理模块)后，卫星式圆刀模切机可实现如下功能：[0050] 1)视觉系统在线实时检测并显示产品尺寸的功能；[0051] 2)与设备通讯，使设备触屏实时显示检测尺寸功能；[0052] 3)可以实现两种方式的NG产品声光报警、设备停机功能，如图1所示：[0053] 方式1，视觉系统判别尺寸是否合格，出现NG产品输出DO信号,使设备实现上述功能；[0054] 方式2，视觉系统与设备通讯，将检测结果数据发送到设备，设备程序系统判别尺寸是否合格，出现NG设备实现上述功能。[0055] 卫星式圆刀模切机自动调整规则，如图2所示，[0056] 设备只对正常运行中的产品尺寸变化进行自动调整，停机起步、换材料等操作出现的突变尺寸不做调整。[0057] 每次设备停机起步，通过相应设置设备不会对停启区间距离(从被调整刀具到相机位置之间的距离)的产品尺寸变化进行调整。停启区间距离可通过触屏任意设置数值，以适应不同的产品需求。[0058] 调整周期，当设备第一次自动调整后，通过相应设置设备会等检测区间(从被调整模具到相机位置之间的产品片数)的产品经过后，再通过视觉系统检测的尺寸数据，确定是否需要继续调整，以此反复。检测区间即公差范围参数可通过触屏任意设置数值，以适应不同的产品需求。[0059] 本发明提高了卫星式工作站与左右辅助工站X向配合尺寸精度，提高了产品良率；降低了设备操作难度，对设备操作人员的专业技术水平要求也相应降低，操作人员只需要必要的换料等常规操作，无需人为控制X向配合尺寸，同时还减少了设备操作人员数量；提高了时间利用率，减少了停机调整时间；从而极大降低了材料成本、人工成本和时间成本。[0060] 尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

专利地区：北京

专利申请日期：2022-06-28

专利公开日期：2024-06-18

专利公告号：CN115107106B