[发明专利]一种大型圆柱体工件喷码系统及方法

权利要求书

1.一种大型圆柱体工件喷码系统，其特征在于，包括底座（1）、支撑称重机构（2）、喷码机构（3）、第一支架（4）及控制装置；

所述底座（1），作为支撑部件，设有支撑支撑称重机构（2）的底座内部导轨（9）和支撑喷码机构（3）的底座边缘导轨（7），设有驱动支撑称重机构（2）的底座内部齿条（10）和驱动喷码机构（3）的底座边缘齿条（8），用于支撑称重机构和喷码机构的导向和轴向移动；

所述支撑称重机构（2），数量为两个，用于支撑圆柱体工件的两端，并称取圆柱体工件的重量，包括第一滑块（12）、手轮（13）、减速箱及齿轮（15）、底板（16）、圆周转向电机（17）、第一减速机（18）、工件防护挡板（19）、驱动轮（20）、从动轮（21）、称重传感器（22）；所述底板（16）通过第一滑块（12）与底座内部导轨（9）连接，通过手轮（13）驱动减速箱及齿轮（15）与底座内部齿条（10）传动在底座内部导轨（9）上滑动，使得支撑称重机构（2）能够相对圆柱体工件的轴向移动和调整间距；所述工件防护挡板（19），用于保护工件在驱动轮（20）上转动的安全，并用于支撑驱动轮（20）和从动轮（21）；所述称重传感器（22）位于工件防护挡板（19）下端，支撑圆周转向电机（17）、第一减速机（18）、工件防护挡板（19）、驱动轮（20）、从动轮（21）及圆柱体工件，用于称取支撑在支撑称重机构上的圆柱体工件的重量；所述圆周转向电机（17）自带编码器；

所述喷码机构（3），架设在两个支撑称重机构（2）之间，包括第二滑块（23）、驱动齿轮、轴向驱动电机（26）、第二减速机（27）、喷码装置（30）、端面检测机构（31）、圆周标志检测机构（32）以及支撑喷码机构（3）上述部件的第二支架（33）；所述第二支架（33），设有圆柱体工件穿过的腔体，用于支撑喷码装置（30），通过第二滑块（23）与底座边缘导轨（7）连接，轴向驱动电机（26）驱动第二减速机（27）、驱动齿轮与底座边缘齿条（8）传动，使得喷码机构（3）能够沿着底座（1）轴向滑动；所述喷码装置（30）包括轴向检测编码器（24）、喷码升降电机（34）、第三减速机（35）、滚珠丝杠（36）、支撑块（37）、喷码旋转气缸（38）、轴承（39）、连接块（40）、滑块（41）、导轨（42）、喷码头（44）；所述喷码升降电机（34）通过第三减速机（35）驱动滚珠丝杠（36）转动，带动支撑块（37）及滑块（41）在导轨（42）上升降动作，进而驱动喷码头（44）的升降，实现喷码距离的调整；所述喷码旋转气缸（38）固定在支撑块（37）上，通过连接块（40）及轴承（39）与喷码头（44）连接，用于实现位于空腔内的喷码头（44）在0°方向和90°方向的旋转，进而实现喷码头（44）轴向喷码和圆周喷码的切换；所述圆周转向电机（17）通过第一减速机（18）带动驱动轮（20）转动，实现工件在支撑称重机构（2）上转动，以配合圆周标志检测机构（32）进行测量圆周方向初始位置和喷码机构（3）进行圆周喷墨作业；

所述轴向检测编码器（24）用于检测喷码机构（3）在底座边缘导轨（7）上的轴向行走速度，以根据喷码机构行走速度来控制喷码速度；

所述端面检测机构（31）包括第一激光传感器和第一防护壳体，直接安装固定在第二支架（33）上，用于检测工件轴向的端面初始位置，以确定工件轴向喷码起始位置；

所述圆周标志检测机构（32）包括第二激光传感器和第二防护壳体，直接安装固定在第二支架（33）上，用于检测工件圆周方向初始位置，以确定圆周喷码的喷码起始位置；

烘干装置直接安装在腔体外侧，通过光照喷印后的标记实现标记干燥功能；

所述控制装置，通过可编程控制器控制圆周转向电机驱动器控制支撑称重机构的周向转动速度，通过可编程控制器控制轴向驱动电机驱动器控制喷码装置的轴向移动速度，通过可编程控制器控制喷码升降电机驱动器控制喷码头的升降距离，通过可编程控制器控制喷码旋转气缸开关阀控制喷码头喷码方向的切换，通过轴向检测编码器（24）检测喷码机构轴向移动速度，通过圆周转向电机内置编码器检测支撑称重机构的周向转动速度，根据喷码机构轴向移动速度和支撑称重机构的周向转动速度分别控制轴向喷墨速度和圆周喷墨速度。

2.根据权利要求1所述的大型圆柱体工件喷码系统，其特征在于，还包括墨盆，用于缓存墨盒更换及检修时泄露的墨水。

3.根据权利要求1-2任一项所述的大型圆柱体工件喷码系统，用于圆柱体工件的喷码方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、喷码机构回原始位，吊装工件上料：

1.1、调整两个支撑称重机构轴向位置及相对距离；

1.2、调整喷码机构运动至前端面；

1.3、吊装工件至两个支撑称重机构指定位置；

步骤二、工件轴向、圆周方向原点位置定位：

2.1、喷码机构轴向移动，端面检测机构检测工件端面位置停止，记录工件轴向原点位置为L₀；

2.2、支撑称重机构旋转，圆周标志检测机构检测工件圆周方向位置停止，记录工件圆周原点角度为；

步骤三、根据工件喷码模板计算工件轴向喷码起始位置、圆周喷码起始角度：

3.1、假设轴向喷码起始位置距离原点距离为L₁，则计算出工件轴向喷码起始绝对位置L_x= L₀+ L₁；

3.2、假设圆周喷码起始角度距离圆周原点角度为，则计算出工件圆周喷码起始角度；

步骤四、设置喷码机构行走速度，并计算及控制工件轴向喷墨速度：

4.1、根据喷码机构的轴向检测编码器反馈值检测喷码机构轴向行走速度为V₀，假设工件轴向喷墨速度为V₁，则V₁=A×V₀，将计算结果写入喷码头控制器；A为速度的倍数关系的系数；

步骤五：设置支撑称重机构旋转速度，并计算及控制工件圆周喷墨速度：

5.1、根据支撑称重机构的圆周转向电机自带编码器反馈值为V₂，则工件圆周喷墨速度为V₃，则V₃=B×V₂，将计算结果写入喷码头控制器；B为速度的倍数关系的系数；

步骤六、喷码作业，进行印记烘干：

6.1、喷码机构沿着工件轴向移动，运动到指定位置后进行喷码头的轴向喷码作业；

6.2、喷码机构沿着工件继续移动，运动到指定位置后喷码头旋转90°，支撑称重机构的圆周转向电机转动，进行喷码头的圆周喷码作业；

6.3、在喷码头的轴向喷码作业和圆周喷码作业过程中，同步进行印记烘干；

步骤七、支撑称重机构检测工件重量，测量结果反馈给控制装置：

7.1、通过称重传感器检测工件重量，检测结果发送控制装置显示及存储；

步骤八、喷码、称重作业完毕，吊装下料。