包裝盒自動化生產的流程是什麼?機器視覺起到什麼作用?

2020-12-26 運動控制與機器人世界

都愛拆禮物商品

但有多少人注意到,

它們的包裝盒很多都是

天地蓋盒型的↓↓↓

PS.什麼是天地蓋? 天地蓋指的是一種盒子的樣式。紙盒的蓋為「天」,底為「地」,故稱天地蓋。天地蓋又稱天地盒,被廣泛應用於各類精裝禮品包裝盒、鞋盒、內衣盒、襯衫盒、手機盒等各類包裝盒。

天地蓋結構簡單,模式化的比重大,在實際的生產中,很容易形成標準化,從而實現自動化生產,降低成本,相對於工藝比較複雜的摺疊盒、書型盒,具有不可比擬的優勢。

在天地蓋生產中,紙張通過模切、覆膜等步驟,製成大小、形狀一致的面紙;灰紙亦通過模切、開槽、貼角等步驟,剪裁成大小形狀一致,然後再和面紙進行貼合,而這一連串工序完全可全自動化作業

▲天地蓋生產的貼合工序

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Next!具體了解下,天地蓋自動化生產線如何進行貼合的?

1.面紙過膠

2.通過機器視覺定位,實現機器人抓取半成品盒,並與上過膠的面紙進行貼合

(註:視頻為眾為興方案)

3.進行壓盒固定

4.進行成型工藝

5.最後,輸出成品盒

從整個貼合過程可以看,前期的送紙、過膠,後期的抓盒、成型等步驟均是已經成熟的技術,而要做到高速、高精,視覺定位是關鍵

對此,眾為興推出了針對天地蓋的高精度AVS視覺定位系統,同時配置眾為興SCARA 機器人AR4215,可以大大提升天地蓋自動化貼合時的定位精度以及生產效率。此外,該系統操作簡便,在人機互動界面中,用戶可快速切換視覺模板以及微調貼合位置補償值

受前段工藝限制,半成品盒的直角會有毛邊和變形,紙張長寬比不一、不平的不良情況,嚴重影響了貼合的精度。此外,同一設備無法確保不同規格天地盒的貼合精度。

不良情況:

面紙不平
半成品盒變形
半成品盒毛邊

目前業內常用的視覺方案是,分別求紙張和盒子的對角來確定中心點,但受上述不良情況影響,致使所求中心點偏位,嚴重影響了面紙和半成品盒的貼合精度。

針對上述難點,眾為興AVS視覺系統推出的基於測量的天地蓋定位方案,包含兩種方式:

① 測量方式:通過測量長邊A角和短邊B、C角來完成紙張和盒子定位;

② 提取角點方式:通過提取面紙裁切角的角點,完成面紙的定位。

這兩種方式分別可解決紙張長寬比不一、直角邊變形,保證了來料一致性,進而完成位置和角度的糾偏,配合眾為興SCARA機器人AR4215,準確的將紙張和盒子貼合在一起,最終精度達到±0.1mm

本方案中,眾為興AVS視覺操作步驟:

上相機面紙

下相機盒子

提取面紙角點

生產過程中,由於機械晃動,導致貼盒效果會有偏位現象,常用做法需要暫停機器人然後手動修改x、y、c方向的補償值,此方式會影響生產效率且操作不簡便。

AVS視覺軟體結合SCARA機器人,研發出機器人控制功能,實現了人機的交互,可根據盒子和面紙規格,配置多種方案,實現一對一配置;可在人機互動界面實現補償值的調整

本方案中,眾為興SCARA機器人控制界面

最後,我們總結下方案概況:

採用四相機定位,機器人具備完善的視覺標定方式,最終精度達到±0.1mm

可檢測半成品盒直角變形、毛邊,紙張長寬比不一、不平等來料不良情況;

人機互動界面友好,切換產品方便簡單;

調試簡單,自動標定方便,完成一次標定只需5分鐘。

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