CN104210889A - 一种rfid标签卷绕检测分切设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种RFID标签卷绕检测分切设备，包括机架，机架上沿柔性膜材传送的方向依次设置有放卷机构、纠偏机构、视觉装置、检测装置、进给机构和收卷机构；放卷机构，用于将柔性膜材展开进行传送；纠偏机构，用于对柔性膜材在进给方向上进行纠偏；视觉装置，用于采集柔性膜材的位置信息；检测装置，用于对RFID标签进行检测，并对柔性膜材上不合格的RFID标签做标记；进给机构，用于实现柔性膜材间歇性进给；分切机构，用于将柔性膜材分切成多列；收卷机构，用于将柔性膜材缠绕收卷。本设备既能实现对柔性膜材上的RFID标签的自动检测，又能实现对柔性膜材的自动分切，将检测和分切功能集成在一起，工作效率高。

Description

一种RFID标签卷绕检测分切设备

技术领域

本发明涉及光机电一体化技术领域，尤其涉及射频识别标签制造生产设备领域的一种检测分切设备。

背景技术

RFID即无线射频识别，是一种利用射频通信实现非接触式自动识别技术。它通过射频信号自动识别目标对象并对其信息进行标志、登记、储存和管理，其识别工作无需人工干预，可工作于各种恶劣环境。随着RFID技术的不断发展和完善，且产品更新换代的周期越来越短，市场对RFID标签的需求量也越来越大，对RFID标签生产制造的各个环节都提出了新的挑战，对RFID标签制造业提出了更高的要求。RFID标签生产制造的生产线较长，其中涉及多道工序，需考虑的工况也多种多样，将众多工序集成于一套设备上难度大且成本过高，适应性和灵活性也随之降低。为了提高后续标签封装过程的生产效率、成品率，保证标签最终性能，和确保标签出厂的合格率，亟需对RFID标签进行一系列的检测工作。但现有的许多场合下，对RFID标签的检测都采用了人工检测的方式，往往无法保证检测效率和检测结果的稳定性。另外，将柔性膜材上的多列RFID进行分切，也是后续RFID标签生产流程中所必需的步骤。由于在检测时，需要柔性膜材上的RFID标签停止，而在分切时，需要柔性膜材移动进给，这样使得在一台设备上既能自动实现检测，又能自动实现分切功能比较困难

发明内容

本发明的主要目的是提供一种智能高效的RFID标签卷绕检测分切设备，将检测功能和分切功能集成于一体，以提高生产效率，保证产品的合格率。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种RFID标签卷绕检测分切设备，包括机架，机架上沿柔性膜材传送的方向依次设置有放卷机构、纠偏机构、视觉装置、检测装置、进给机构和收卷机构；

放卷机构，用于将成卷的带有RFID标签的柔性膜材展开进行传送；

纠偏机构，用于依据视觉装置采集的柔性膜材的Y轴位置信息确定纠偏量，依据纠偏量对柔性膜材沿Y轴进行纠偏；

视觉装置，用于采集柔性膜材的位置信息和图像表征信息；

检测装置，用于对柔性膜材上的RFID标签进行检测，并对柔性膜材上不合格的RFID标签做标记；

进给机构，用于实现柔性膜材间歇性进给；

分切机构，用于将柔性膜材分切成多列；

收卷机构，用于将柔性膜材缠绕收卷。

优选地，所述检测装置包括第一检测装置、第二检测装置以及检测传感器；

所述第一检测装置包括第一读写器、点墨装置、读写器安装部件、位置调节梁、内侧支撑座、外侧支撑座、外侧连接座、底板、第一销轴和第二销轴；内侧支撑座通过第一销轴铰接在底板上，第一销轴平行于Z轴，读写器安装部件与内侧支撑座和外侧支撑座均固定连接，位置调节梁通过第二销轴铰接在外侧支撑座上，第二销轴水平设置，点墨装置和第一读写器分别安装在位置调节梁和读写器安装部件上，点墨装置位于第一读写器的上方，外侧支撑座和读写器安装部件能绕第一销轴旋转，位置调节梁及其上的点墨装置能绕第二销轴旋转。

优选地，所述第一检测装置包括第一读写器，所述第一读写器包括两个以上的读写模块，其通过近场天线或远场天线检测RFID标签的导通性，并将数据信息写入或读出RFID标签芯片；当读写器模块沿Y轴安装时，能同时对两列以上的RFID标签同时检测，当读写器模块X轴安装时，能对单列标签检测，能同时检测两片以上的RFID标签；所述第二检测装置包括第二读写器，第二读写器配备有远场天线，用于检测RFID标签的一致性；所述第二检测装置配置了沿X轴布置的间距可调的两块屏蔽板，用于对非检测位置的RFID标签的屏蔽。

优选地，所述检测传感器包括色标传感器、穿透式激光辨别传感器和高度传感器的一种或多种；色标传感器用于检测颜色变化，高度传感器用于检测柔性膜材的厚度变化，穿透式激光辨别传感器用于对RFID标签的天线线圈进行识别，以实现对RFID标签计数和定位检测。

优选地，所述点墨装置包括安装在位置调节梁上的气缸支座，气缸支座能沿位置调节梁的纵向调整位置，气缸支座上安装有驱动气缸及由驱动气缸驱动上下移动的点墨笔，当检测出现不合格的RFID标签时，驱动气缸驱动点墨笔向下运动，对不合格的RFID标签进行点墨标记。

优选地，所述进给机构包括推压装置和两个夹持机构，所述两个夹持机构分别布置在推压装置的左右两侧；推压装置包括连接在机架上的电机支架，电机支架上安装有驱动电机和驱动辊，驱动电机通过滚珠丝杆机构带动驱动辊上下移动。

优选地，所述夹持机构包括夹持支架，所述夹持支架上安装有上夹持板、下夹持板及驱动上夹持板上下移动的夹持气缸；上夹持板的底端面连接芯片避让板，芯片避让板能沿上夹持板的纵向调整位置，芯片避让板上开有多条用于避让RFID标签的芯片的凹槽。

优选地，还包括辅助装置，所述辅助装置包括静电消除装置、排废装置；

静电消除装置设置在靠近放卷机构和/或收卷机构的位置，用以降低工作区间静电对RFID标签性能的影响；

排废装置设置在分切机构右侧，排废装置上设置有负压吸引装置，负压吸引装置通过空气负压将分切后产生的柔性膜材掉落的废料吸取至废料盒。

优选地，所述分切机构位置可调整地安装在机架上；所述分切机构包括刀片、刀座、刀架、导向轴、套筒，刀片安装于刀座上，能在刀座上调整Z轴切割位置；刀座安装于套筒上，能在套筒上进行Y轴位置调整；套筒与导向轴位置相对固定，导向轴与刀架螺纹连接，调节导向轴在刀架上的位置，能调节套筒上所有刀片的位置。

优选地，所述放卷机构包括放料辊，放料辊位于机架的左端，放料辊上连接磁粉制动器；收卷模块包括收料辊，收料辊位于机架的右端，收料辊连接磁粉离合器，磁粉离合器连接有驱动电机；所述机架上设置有人机交互控制面板，人机交互控制面板包括张力控制器，所述张力控制器用于控制磁粉制动器和磁粉离合器，进而调节和控制柔性膜材的张力。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1)本设备既能实现对柔性膜材上的RFID标签的自动检测，又能实现对柔性膜材的自动分切，将检测和分切功能集成在一起，工作效率高；

2)只需进行产品检测不需要分切时，所述分切模块可调节至柔性膜材上方，屏蔽分切功能；

3)在仅进行产品分切时，可由设备的控制***控制所述检测装置暂停工作，仅由分切机构实现对贴有多列RFID标签的柔性膜材进行分切；

4)本设备还可以仅利用纠偏功能，实现对柔性薄膜进行复卷功能。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中第一检测装置上第一读写器的多个读写模块和多个点墨装置Y轴分布时的结构示意图；

图3是本发明中第一检测装置上的第一读写器的多个读写模块和多个点墨装置X轴分布时的结构示意图；

图4是本发明中第一检测装置的结构示意图；

图5是本发明中推压装置的结构示意图；

图6是本发明中驱动辊的小辊轮的***图；

图7是本发明中夹持机构的结构示意图；

图8是本发明中分切机构的结构示意图；

图9是本发明中视觉装置的控制框图。

具体实施方式

为使本发明的技术方案与优点表达得更加清楚明白，下面通过实施例，并结合附图，作进一步的说明。此处说明若涉及到具体实例时仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。

如图1所示，一种RFID标签卷绕检测分切设备，包括机架10，机架10上沿柔性膜材的卷绕传输方向依次设置有放卷机构100、纠偏机构200、视觉装置300、第一检测装置400、第二检测装置500、进给机构600、分切机构700和收卷机构800，共同完成柔性膜材的输送、检测、分切和收卷。其中，放卷机构100、纠偏机构200、进给机构600和收卷机构800协作完成柔性膜材的输送；视觉装置300、第一检测装置400、第二检测装置500和分切机构700用于实现RFID标签的检测和柔性膜材分切的功能。参照图1，本发明中所提到的X轴方向、Y轴方向、Z轴方向参照图中的坐标系。X轴方向为左右方向，Y轴方向为前后方向，Z轴方向为上下方向。柔性膜材的总体前进方向是从左往右。

放卷机构100包括放料辊，放料辊位于机架10的左端，放料辊后面连接磁粉制动器；收卷机构800设置有多个，收卷机构800包括收料辊，收料辊位于机架10的右端，收料辊连接磁粉离合器，磁粉离合器连接有电机。机架10上设置有人机交互面板920，人机交互控制面板920包括显示屏、电源开关、指示灯、急停按钮以及张力控制器；所述磁粉离合器或磁粉制动器由人机交互面板920上的张力控制器控制，可调节和控制柔性膜材张力稳定。

纠偏机构200置于放卷机构100右侧，用于完成柔性膜材的纠偏。纠偏机构200根据视觉装置300采集的柔性膜材的Y轴位置信息计算出所需的Y轴纠偏量完成纠偏。

视觉装置300布置于纠偏机构200和第一检测装置400之间，可近距离采集纠偏和检测所需的柔性膜材真实位置信息。视觉装置300包括相机和相机支撑座，所述相机在相机支撑座的配合下可在Y轴和Z轴进行位置调节，以达到最佳图像采集效果。参照图9，视觉装置300所采集的图像信息经控制***处理可得到柔性膜材的Y轴位置信息和X轴位置信息，Y轴位置信息传输至纠偏机构200获得所需纠偏量，X轴位置信息可控制进给机构600的动作，实现精确进给；视觉装置300还可实现二维码或条形码的采集功能，并将所采集的标识信息传输至所述第一检测装置400，由第一检测装置400上的第一读写器410将相关信息写入被检测的RFID标签的芯片中。更多地，视觉装置300可对产品进行外观检测，包括对RFID标签表面通过识别文字和图案的判定印刷质量，对外观不良产品予以报警提示，然后采用人工予以替换。

检测装置包括第一检测装置400、第二检测装置500和检测传感器。第一检测装置400居于视觉装置200右侧，用于连续完成柔性膜材的功能检测，并对坏的对象做标记。第一检测装置400包括第一读写器410，第一读写器410包括两个以上的读写模块，读写模块采用近场天线或远场天线，主要检测RFID标签的导通性，所写入RFID标签的芯片的信息来源于视觉装置300对RFID标签表面印刷的条码/二维码或其他图像表征信息；所述第二检测装置500包括第二读写器，第二读写器配备一个远场天线，主要检测RFID标签的一致性，第二检测装置500还设置了沿X轴布置的间距可调的两块屏蔽板，用于对非检测位置的RFID标签的屏蔽。

如图2所示，检测传感器可包括色标传感器493、穿透式激光辨别传感器492和高度传感器494中的一种或多种。色标传感器493可针对表面有颜色变化的RFID标签进行计数和定位检测，高度传感器494用于检测柔性膜材的厚度变化，穿透式激光辨别传感器492可对RFID标签的天线线圈进行识别来进行计数。色标传感器493、穿透式激光辨别传感器492和高度传感器494能沿Y轴调整位置。检测传感器通过定位检测，将位置信息经处理传输至进给机构600实现精确进给。

如图2和图3所示，第一读写器410上配备两个以上读写模块和点墨装置420，每个读写模块上方对应设置一个点墨装置420。第一检测装置400还包括位置调节梁460、读写器安装部件470、外侧支撑座451、外侧连接座452、内侧支撑座453、底板480、第一销轴430和第二销轴440。第一读写器410的多个读写模块安装在读写器安装部件470上，多个点墨装置420安装在位置调节梁460上，点墨装置420可沿位置调节梁460的纵向调节位置。

内侧支撑座453通过第一销轴430铰接在底板480上，第一销轴430平行于Z轴，读写器安装部件470与内侧支撑座453和外侧支撑座451均固定连接，位置调节梁460通过第二销轴440铰接在外侧支撑座451上，第二销轴440水平设置，点墨装置420和第一读写器410分别安装在位置调节梁460和读写器安装部件470上，点墨装置420位于第一读写器410的上方，外侧支撑座451和读写器安装部件470能绕第一销轴430旋转，位置调节梁460及其上的点墨装置420能绕第二销轴440旋转。

当第一读写器410的多个读写模块和多个点墨装置420沿Y轴分布时(图1和图2中)，第一读写器410的多个读写模块可针对多列RFID标签进行检测；当位置调节梁460从图2的位置绕第一销轴430旋转90°转换后，位置调节梁460的纵向平行于X轴，此时第一读写器410的多个读写模块和多个点墨装置420沿X轴分布时(图3)，第一读写器410的多个读写模块可针对单列布置的RFID标签实现多个单元同时检测，提高检测效率。

如图4所示，点墨装置420包括安装在位置调节梁460上的气缸支座，气缸支座能沿位置调节梁460的纵向调整位置，气缸支座上安装有驱动气缸422及由驱动气缸422驱动上下移动的点墨笔421，气缸支座包括用于支撑驱动气缸422的第一点墨笔连接部件423和用于支撑点墨笔421的第二点墨笔连接部件424，当检测RFID标签出现不合格RFID标签时，驱动气缸422驱动点墨笔421向下运动，点墨笔421对不合格RFID标签进行点墨标记，机器报警，设备暂停运作；底板480上设置有外侧连接座452，外侧连接座452与位置调节梁460远离第二销轴440的一端通过卡扣装置461连接，当出现不合格产品、设备停机后，可拨开卡扣装置461，将位置调节梁460绕第二销轴440转动从而抬起并固定，让出手工操作位，利用人工将基板上的不合格RFID标签替换成合格品，然后再复位使设备继续运作。

所述进给机构600居于第一检测装置400右侧，根据柔性膜材的布局间歇性拖动柔性膜材实现非连续进给。进给机构600包括推压装置630和两个夹持机构620，两个夹持机构620分别布置在驱动辊610的左右两侧。

作为一种优选，进给机构600在实现进给时，夹持机构620始终保持一侧夹紧一侧松开的状态，当左侧的夹持机构620处于夹紧状态时，右侧的夹持机构620处于松开状态时，驱动辊610向上抬升，收卷机构800进行收卷；当左侧的夹持机构620处于松开状态，右侧的夹持机构620处于夹紧状态时，驱动辊610向下运动推压柔性膜材使其向前移动实现进给。作为另一种优选，所述进给机构也可采用动静夹持的结构形式，夹持机构包括一个静夹持装置和一个动夹持装置，二者分别设置在推压装置630的左侧和右侧。工作时，静夹持松开柔性膜材，运行动夹持装置，动夹持装置夹住柔性膜材移动来实现柔性膜材的进给，同时收卷机构进行收卷；此后静夹持夹紧柔性膜材，即可进行静态检测、点墨操作，同时动夹持装置松开柔性膜材并回归至初始位置。

如图5所示，推压装置630包括连接在机架10上的电机支架617，电机支架617上安装有驱动电机616和驱动辊610，驱动电机616通过滚珠丝杆机构带动驱动辊610上下移动。驱动辊610由数个小辊轮排列组成，所述小辊轮分为内圈612和外圈613。如图6所示，小辊轮的内圈612通过一个紧定螺钉615固定安装在芯轴611上；外圈613与内圈612通过两个轴承614配合，可实现小辊轮的自由转动。为避开柔性膜材上的芯片，小辊轮之间存在间距，小辊轮的位置可在芯轴611上进行调整。如图7所示，夹持机构620包括上夹持板621和下夹持板624，上夹持板621由一夹持气缸622驱动，以实现与下夹持板624的配合。另外，上夹持板621的底端面连接芯片避让板623，芯片避让板623上开有多条凹槽；上夹持板621上设置了长条孔，方便芯片避让板623沿Y轴调节位置，以实现对不同形式的柔性膜材上的芯片的避让。

参照图8，分切机构700布置于进给机构600和收卷机构800之间，用于将完成芯片贴装后的多列RFID标签分切成多个单列，为后续标签复合做准备。优选地，分切机构700包括刀片710、刀座720、刀架750、导向轴740、套筒730以及调整螺钉760等；刀片710安装于刀座720上，可在刀座720上调整Z轴切割位置；刀座720安装于套筒730上，可在套筒730上进行Y轴位置调整；套筒730与导向轴740位置相对固定，导向轴740与刀架750螺纹连接，通过调节导向轴740在刀架750上的位置状态，可一致确定套筒730上所有分切刀片710的位置状态。

所述辅助装置包括静电消除装置910、排废装置930、人机交互控制面板920、气涨轴充气装置940。

如图1所示，静电消除模块910在放卷辊后侧和收卷辊前侧各布置了一处，用以消除设备运行中基板与各部件接触并摩擦产生的静电，静电消除模块910可直接固定安装在机架10上，也可采用磁吸式方便调节放置位置。

排废装置930设置在分切机构700后侧，主要包括设置在分切机构700下游过渡辊下侧的牵引轴和风机，通过风机将分切后产生的基板两侧的废料沿牵引轴吸取并裁断至废料盒。

气涨轴充气装置940设置于放卷机构和收卷机构中间，可对收放卷机构的气涨轴进行充气，保证收放卷工作的顺利进行。

另外，机架10上还设置有一些导向轮，用于对柔性膜材的运动进行导向。

本设备可实现不同的功能，在只需进行产品检测时，分切机构700可调节至柔性膜材的上方，分切功能被屏蔽。在适应多列RFID标签实现检测功能时，所述第一读写器410的多个读写模块和多个点墨装置420沿Y轴布置，并可调节其Y轴位置至与柔性膜材的布局实现对准；在适应单列RFID标签实现检测功能时，第一检测装置400经第一销轴430实现90度位置转换，多个读写模块和点墨装置沿X轴布置，能实现柔性膜材上多个单元的同时检测，可进行效率提升。

在只需分切不需检测时，可由操作***控制所述第一检测装置400暂停工作，仅实现对多列RFID标签的分切。

以上内容是结合具体实施例对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明，本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例进行各种各样的修改或补充或采用类似方式替换，但并不偏离本发明的精神，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种RFID标签卷绕检测分切设备，其特征在于：包括机架，机架上沿柔性膜材传送的方向依次设置有放卷机构、纠偏机构、视觉装置、检测装置、进给机构和收卷机构；

放卷机构，用于将成卷的带有RFID标签的柔性膜材展开进行传送；

纠偏机构，用于依据视觉装置采集的柔性膜材的Y轴位置信息确定纠偏量，依据纠偏量对柔性膜材沿Y轴进行纠偏；

视觉装置，用于采集柔性膜材的位置信息和图像表征信息；

检测装置，用于对柔性膜材上的RFID标签进行检测，并对柔性膜材上不合格的RFID标签做标记；

进给机构，用于实现柔性膜材间歇性进给；

分切机构，用于将柔性膜材分切成多列；

收卷机构，用于将柔性膜材缠绕收卷。

2.根据权利要求1所述的一种RFID标签卷绕检测分切设备，其特征在于：所述检测装置包括第一检测装置、第二检测装置以及检测传感器；

所述第一检测装置包括第一读写器、点墨装置、读写器安装部件、位置调节梁、内侧支撑座、外侧支撑座、外侧连接座、底板、第一销轴和第二销轴；内侧支撑座通过第一销轴铰接在底板上，第一销轴平行于Z轴，读写器安装部件与内侧支撑座和外侧支撑座均固定连接，位置调节梁通过第二销轴铰接在外侧支撑座上，第二销轴水平设置，点墨装置和第一读写器分别安装在位置调节梁和读写器安装部件上，点墨装置位于第一读写器的上方，外侧支撑座和读写器安装部件能绕第一销轴旋转，位置调节梁及其上的点墨装置能绕第二销轴旋转。

3.根据权利要求2所述的一种RFID标签卷绕检测分切设备，其特征在于：所述第一检测装置包括第一读写器，所述第一读写器包括两个以上的读写模块，其通过近场天线或远场天线检测RFID标签的导通性，并将数据信息写入或读出RFID标签芯片；当读写器模块沿Y轴安装时，能同时对两列以上的RFID标签同时检测，当读写器模块X轴安装时，能对单列标签检测，能同时检测两片以上的RFID标签；所述第二检测装置包括第二读写器，第二读写器配备有远场天线，用于检测RFID标签的一致性；所述第二检测装置配置了沿X轴布置的间距可调的两块屏蔽板，用于对非检测位置的RFID标签的屏蔽。

4.根据权利要求2所述的一种RFID标签卷绕检测分切设备，其特征在于：所述检测传感器包括色标传感器、穿透式激光辨别传感器和高度传感器的一种或多种；色标传感器用于检测颜色变化，高度传感器用于检测柔性膜材的厚度变化，穿透式激光辨别传感器用于对RFID标签的天线线圈进行识别，以实现对RFID标签计数和定位检测。

5.根据权利要求2所述的一种RFID标签卷绕检测分切设备，其特征在于：所述点墨装置包括安装在位置调节梁上的气缸支座，气缸支座能沿位置调节梁的纵向调整位置，气缸支座上安装有驱动气缸及由驱动气缸驱动上下移动的点墨笔，当检测出现不合格的RFID标签时，驱动气缸驱动点墨笔向下运动，对不合格的RFID标签进行点墨标记。

6.根据权利要求1所述的一种RFID标签卷绕检测分切设备，其特征在于：所述进给机构包括推压装置和两个夹持机构，所述两个夹持机构分别布置在推压装置的左右两侧；推压装置包括连接在机架上的电机支架，电机支架上安装有驱动电机和驱动辊，驱动电机通过滚珠丝杆机构带动驱动辊上下移动。

7.根据权利要6所述的一种RFID标签卷绕检测分切设备，其特征在于：所述夹持机构包括夹持支架，所述夹持支架上安装有上夹持板、下夹持板及驱动上夹持板上下移动的夹持气缸；上夹持板的底端面连接芯片避让板，芯片避让板能沿上夹持板的纵向调整位置，芯片避让板上开有多条用于避让RFID标签的芯片的凹槽。

8.根据权利要求1所述的一种RFID标签卷绕检测分切设备，其特征在于：还包括辅助装置，所述辅助装置包括静电消除装置、排废装置；

静电消除装置设置在靠近放卷机构和/或收卷机构的位置，用以降低工作区间静电对RFID标签性能的影响；

排废装置设置在分切机构右侧，排废装置上设置有负压吸引装置，负压吸引装置通过空气负压将分切后产生的柔性膜材掉落的废料吸取至废料盒。

9.根据权利要求1所述的一种RFID标签卷绕检测分切设备，其特征在于：所述分切机构位置可调整地安装在机架上；所述分切机构包括刀片、刀座、刀架、导向轴、套筒，刀片安装于刀座上，能在刀座上调整Z轴切割位置；刀座安装于套筒上，能在套筒上进行Y轴位置调整；套筒与导向轴位置相对固定，导向轴与刀架螺纹连接，调节导向轴在刀架上的位置，能调节套筒上所有刀片的位置。

10.根据权利要求1所述的一种RFID标签卷绕检测分切设备，其特征在于：所述放卷机构包括放料辊，放料辊位于机架的左端，放料辊上连接磁粉制动器；收卷模块包括收料辊，收料辊位于机架的右端，收料辊连接磁粉离合器，磁粉离合器连接有驱动电机；所述机架上设置有人机交互控制面板，人机交互控制面板包括张力控制器，所述张力控制器用于控制磁粉制动器和磁粉离合器，进而调节和控制柔性膜材的张力。