CN108974529A - 一种圆弧产品商标的转盘式全自动贴标机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种圆弧产品商标的转盘式全自动贴标机,包括在台面上设有多工位分度的转盘,转盘上表面沿圆周方向均匀设有六个锁位夹具,六个锁位夹具结构一致;每个锁位夹具步进时对应一个工位,六个工位外侧均设有相应的功能机构,即一工位外侧设有送料机构和上料机械手,二工位外侧设有贴标机构一,三工位外侧设有复压组件一,四工位外侧设有贴标机构二,五工位外侧设有复压组件二及质量检测组件,六工位外侧设有出料组件,出料组件配置有合格品出料轨道及不合格品出料轨道;上述的各个功能机构均与控制器控制连接。本发明的装置,结构紧凑,贴标效果好,效率高。
Description
技术领域
本发明属于贴标机械技术领域,涉及一种圆弧产品商标的转盘式全自动贴标机。
背景技术
标签上承载了商标、参数说明、操作使用等信息,是产品品牌不可缺少的包装附件,但这些标签的贴标精度都不高,精度大多在±1mm,尤其是一些高端产品(比如门把手、电器手柄、笔记本、电子芯片等)在高温、低温、运动等特殊场合下对标贴的美观、端正、牢固要求较高,目前的半自动贴标配合手工操作,手工进行定位与人工上下料,均不能满足当前产品的贴标要求,主要存在以下难以克服的问题:
1)为了防止标签在使用、移动或运输过程中被搓伤、搓掉,标签最好贴附在圆形或方形的凹坑中,例如门把手、电器手柄的开关标签需要设置在两端弧型面的凹坑中,这样就给产品和标签实现定位、自动贴标、自动输送和自动上标带来很大难度,目前不得不采用手工撕标与手工辅助定位完成贴标。现有的标签制作为开门阵列式和关门阵列式的片料,一件产品上有多个标签槽需要贴敷,且标签有方向要求,标签与多个标签槽之间没有可自动识别的检测特征和标记,无防错设计经常贴错,造成返工成本高。
2)为了使标签耐受长时的高温和低温(极端情况70度至-50度),防标签脱胶,要求贴标产品进行+120度至-60度的高低温耐受实验,测试牢止固度至少大于80-90gf/m2,使得标签的牢固度大于常规要求60-70gf/m2;为了达到牢固要求,标签不得不制作为小于行业最小标签标准(5mm×10mm),标签的粘附力远远大于行业可提供的剥离吸附力的要求,即使将真空吸附压力调到90-100gf/m2,标签也不能顺利剥离底纸,使得难以采用机器吸附实现标签剥离,这成为机器自动剥离标签不可逾越的障碍。
3)目前用于贴标的每一枚标签都是采用启动停止的间歇方式实现送标、剥标、吸标、贴标的过程,要求送标的电机牵引速度、扭力、送标张力、送标线速度、送标定长步距与实际张力等距恒定设定,要求各部分运动精度与位置精度重合一致,才能实现标签的准确贴敷。但在实际运行过程中,标带卷的直径是在不断地减小,随着直径的减小,放卷张力就不断增大因而产生不断增大的惯性冲,惯性冲积累增大使标签松弛,送标位置产生偏移,导致料卷前半卷的标签可以正常贴,后半卷的标签逐渐产生歪斜及贴标失败。
4)除送标送偏、吸标无法吸或吸偏外,目前阻碍贴标设备实现全自动的最大障碍是,吸标后在高速横移或旋转移动到贴标对象产品的位置过程中,标签产生滑移偏斜。经检索目前还没有针对吸标后的自动校正标签设备。
5)目前采用的单个摩擦机构的恒定摩擦力,导致连续贴标后不断增大张力的牵引送标设备的设定频率下降,与标刀伸出工作频率不同步。当标刀伸出工作频率已完成时,牵引送标设备还未到设定频率,导致检测电眼检测到的信号滞后不稳定、不同步,使标签剥离位置和距离与设定产生偏差,标签偏后或偏前,导致吸标吸偏甚至无法吸到。
经检索目前还没有针对牵引送标各个阶段及全局张力校正的机构。目前还没有根据全局不同贴标阶段需要剥标张力调节摩擦力的设备,无法满足牵引送标频率与标刀伸出工作频率同步的要求。
发明内容
本发明提供了一种圆弧产品商标的转盘式全自动贴标机,解决了目前对于较小的标签、无法使用工具剥离的标签,难以实现全自动贴标的问题。
本发明的技术方案是,一种圆弧产品商标的转盘式全自动贴标机,包括在台面上设有多工位分度的转盘,转盘上表面沿圆周方向均匀设有六个锁位夹具,六个锁位夹具结构一致;每个锁位夹具步进时对应一个工位,六个工位外侧均设有相应的功能机构,即一工位外侧设有送料机构和上料机械手,二工位外侧设有贴标机构一,三工位外侧设有复压组件一,四工位外侧设有贴标机构二,五工位外侧设有复压组件二及质量检测组件,六工位外侧设有出料组件,出料组件配置有合格品出料轨道及不合格品出料轨道;上述的各个功能机构均与控制器控制连接。
本发明的圆弧产品商标的转盘式全自动贴标机,其特征还包括:
所述的转盘下表面开有外圆槽,外圆槽中沿圆周方向均匀设有六个电磁阀,每个电磁阀与转盘上表面的锁位夹具位置上下对应;外圆槽内圈为凸圆台,凸圆台上沿圆周方向均匀分布有六个三通气阀;转盘下表面轴心位置为固定圆台,固定圆台与凸圆台之间称为内圆槽,转盘上表面对应固定圆台安装有分割器及气管旋转阀;每个锁位夹具的驱动气缸的进气口通过各自的三通气阀及电磁阀与气管旋转阀连接,气管旋转阀另一端接总气管,一起组成气动驱动回路。
所述的送料机构包括振送识别与上料机械手两部分,
振送识别部分包括振盘,振盘出口与直振轨连通,直振轨设有直振,直振轨出口设有一个状态传感器,直振轨出料口设有夹持门把手的弹簧机架,邻近弹簧机架设有横向的上料直轨,上料直轨出口上方设有转运机械手;
直振轨出口上方设有上料机械手,上料机械手的结构是,包括旋转气缸二,旋转气缸二的缸体通过滑动架一水平滑动安装在支架一上,旋转气缸二的缸体与水平推杆气缸活塞杆传动连接,水平推杆气缸的缸体固定在支架一上;旋转气缸二的旋转轴端头安装有L型固定板,L型固定板中设有滑轨架,滑轨架中套装的竖直滑台与上下推杆气缸活塞杆传动连接,上下推杆气缸的缸体与L型固定板连接;竖直滑台上安装有旋转气缸一,旋转气缸一向下伸出的活塞杆端头安装有夹紧气缸,夹紧气缸的活塞杆端头传动连接有夹头。
所述的锁位夹具的结构是,包括依次并排一体连接的T字型板、扇形板、支撑板及防护板,该四个部件的接触面均为同样的四分之一圆截面,扇形板、支撑板与防护板共同开有相通的螺孔一、螺孔二、螺孔三、长槽一、长槽二及T型槽,扇形板、支撑板与防护板利用三个长螺钉通过螺孔一、螺孔二、螺孔三连接为一体;扇形板的圆弧面上朝向轴心方向开有敞口的矩形槽,矩形槽的深度至少露出长槽一、长槽二及T型槽;T字型板轴向开有通透的孔一、上方槽及下方槽,T字型板朝向扇形板的一边中部安装有台阶板,台阶板内端固定有卡位板,卡位板滑动伸进所有T型槽中;台阶板外端通过孔一与T字型板外侧的驱动气缸的活塞杆传动连接,驱动气缸缸体固定在转盘上;上支撑板一端固定在所在长槽一中,另一端滑动伸进上方槽中;下支撑板一端固定在所在长槽二中,另一端滑动伸进下方槽中。
所述的贴标机构二的结构是,包括固定在台面上的两个牛腿支架,两个牛腿支架上共同支撑有主立板,主立板上按照走料路线,依次安装有料盘组件、剥标组件、贴标组件、牵引组件、收料组件;还包括步进电机。
所述的主立板下部固定安装有电机一,电机一与直线导轨后端传动连接,直线导轨通过直线滑块套装在限位校正架中,直线导轨前端设有剥标组件,贴标组件设置在剥标组件上方;在主立板背面设有贴标组件的转动驱动组件,贴标组件还设有平移驱动组件,
剥标组件的结构是,包括剥标机架,剥标机架由前剥标板、两侧的立板及下导向板围成一体空框结构,前剥标板前端设有二次刀刃及剥标刀,剥标机架中横向设有导向滚轮,导向滚轮与二次刀刃倾斜角度一致;导向滚轮的下方设有校正轮;
紧邻前剥标板设置后标板,后标板固定在主立板上;在前剥标板与后标板上设有纵向对应的平行挡板,组成与标签带同宽度可调的U型轨槽;前剥标板的上方设有弹性的锰铜压板;该锰铜压板后端设有电眼,电眼位于U型轨槽上方;
前剥标板通过滑动块套装在直线导轨中,滑动块与直线导轨构成导轨副二;内侧的立板上固定有电机二,电机二与前剥标板传动连接,
料盘组件的出口位置设有摩擦轮一和L型锰铜弹性压板,摩擦轮一与L型锰铜弹性压板之间留有间隙;后标板上方设有旋转压板和气缸压板,旋转压板和气缸压板均套装在主立板上各自的转轴上;后标板与旋转压板之间留有间隙;后标板与气缸压板之间留有间隙;
直线导轨后端连接有U型架,U型架设有与平直滚轮对压的摩擦轮二。
所述步进电机的传动轴与主立板背面的同步轮二同轴连接,同步轮二通过同步皮带二与同步轮一传动连接,同步轮一通过同步皮带一与同步轮三传动连接,同步轮三另一端同轴连接有同步轮带副,同步轮带副驱动收料组件;同步轮一另一端同轴连接有主动轮,主动轮驱动牵引组件;同步皮带二上设有限位轮二,同步皮带一上设有限位轮一;同步轮一上还设有限位轮三;限位轮一、限位轮二及限位轮三上分别设有一套标带智能张力调节器。
所述贴标组件的结构是,包括U型的固定架,固定架内设有导轨副三,导轨副三中的滑块A上固定有U型机架一,固定架上设有贴标气缸和吸标气缸,U型机架一与贴标气缸传动连接,在U型机架一的正面固定有导轨副三,在导轨副三的滑块B上固定有U型机架二,U型机架二与吸标气缸传动连接连接,U型机架一上端设有限位杆二,U型机架二上端设有限位杆一,U型机架二中设有吸标组件;
吸标组件包括吸标头、导向筒及校正筒,导向筒设置在U型机架二下端,校正筒设置在固定架下端,校正筒下端为喇叭口型、中上端为直方槽;吸标头与U型机架二上端的真空箱连接,真空箱与真空发生器连接,吸标头底面外廓形状与开门标签、关门标签形状相吻合,在吸标头的底面均布吸孔,所有吸孔通过导管与真空发生器连通。
所述的出料组件的结构是,包括在T型的支架二背面设有连杆气缸二,连杆气缸二活塞杆端头轴套与连杆铰接,连杆另一端与转动销固定连接,转动销穿过支架二正面另一端设有转轴轴承架,转轴轴承架上固定有U型滑动架,U型滑动架的滑轨副中设有L型滑动架,在U型滑动架上固定有竖直气缸,竖直气缸活塞杆与L型滑动架传动连接,L型滑动架底部设有一对夹手,该对夹手配置有夹手气缸。
所述的复压组件一与复压组件二结构一致,分别在支撑架上设置一个双滑杆气缸,复压组件一的双滑杆气缸的活塞杆前端设置与开启标签形状相吻合的凸块;复压组件二的双滑杆气缸的活塞杆前端设置与关闭标签形状相吻合的凸块。
本发明的有益效果是:1)实现了大型标签的自动吸贴;高强度粘附力大于现有真空吸附力,正常剥离标签;出标张力能根据卷标带直径的减少、惯性冲量变化、摩擦力以及标签张力及时调整,使出标张力保持为准确出标的恒定张力;出标和剥离标签标签精度高,出标位置前后、左右、向下无偏移;自动校正标签。2)贴标精度达到0.02mm以内,每分钟实现70-100只贴标,效率提高6-8倍,每台设备节省8-9人。
附图说明
图1是本发明实施例采用的开门与关门标带示意图;
图2是本发明贴标对象的门把手实施例结构示意图;
图3是本发明全自动贴标系统的整体结构示意图;
图4是本发明中的转盘总成示意图;
图5是本发明中的转盘总成背面示意图;
图6是本发明中的锁位夹具的安装结构示意图;
图7是本发明中的锁位夹具爆炸示意图;
图8是本发明中的贴标机构二8的示意图;
图9是本发明中的贴标机构二8背面示意图;
图10是本发明中的贴标机构二8局部示意图;
图11是本发明中的贴标组件75与剥标组件88局部示意图;
图12是本发明中的吸标组件166的示意图;
图13是本发明中的送料机构4的示意图;
图14是本发明中的出料组件11的示意图。
图中,1、台面,2、转盘,3、锁位夹具,4、送料机构,5、贴标机构一,6、复压组件一,7、控制器,8、贴标机构二,9、质量检测组件,10、复压组件二,11、出料组件,12、上料机械手,13、转盘总成,14、一工位,15、二工位,16、三工位,17、四工位,18、五工位,19、六工位,20、外圆槽,21、凸圆台,22、内圆槽,23、固定圆台,24、电磁阀,25、三通气阀,26、T字型板,27、驱动气缸,28、扇形板,29、支撑板,30、防护板,31-1、长槽一,31-2、长槽二,32、T型槽,33、台阶板,34、孔一,35、上支撑板,36、卡位板,37、下支撑板,38、下方槽,39、上方槽,40、矩形槽,41、螺孔一,42、螺孔二,43、螺孔三,46、振盘,47、直振轨,48、弹簧机架,49、上料直轨,50、转运机械手,51、状态传感器,52、直振,53、支架一,54、旋转气缸一,55、上下推杆气缸,56、滑轨架,57、旋转气缸二,58、滑动架一,59、水平推杆气缸,72、主立板,73、电机一,74、料盘组件,75、贴标组件,76、限位架一,77、料盘轴,78、摩擦轮一,79、弹性压板,80、滚轮一,81、旋转压板,82、气缸压板,83、后标板,84、电眼,88、剥标组件,89、直线滑块,90、限位校正架,91、摩擦轮二,92、滚轮二,93、主动轮,94、从动轮一,95、从动轮二,96、手柄,97、收料组件,98、锰铜压板,99、牵引组件,100、直线导轨,101、U型架,103、步进电机,104、滚轮三,107二次刀刃,108、导向滚轮,109、剥标刀,111、牛腿支架一,112、滑动架二,113、下直线滑轨,114、固定板,115、平推气缸,116、下导向板,117、上直线滑轨,128、同步轮带副,129、同步轮一,130、同步轮二,131、同步皮带一,132、同步皮带二,133、限位轮一,134、限位轮三,135、限位轮二,136、牛腿支架二,137、同步轮三,138、连杆气缸一,139、限位架二,140、连接轴,141、连杆板,142、转轴轴承副,148、校正轮,149、吸孔,150、U型机架一,151、导轨副一,152、U型机架二,153、吸标头,154、限位杆一,155、前剥标板,156、立板,157、电机二,158、导轨副二,160、吸标气缸,161、贴标气缸,162、限位杆二,163、导向筒,164、校正筒,166、吸标组件,170、固定架,171、导轨副三,172、真空箱,177、开门标槽,178、关门标槽,179、U型槽一,180、夹手,181、U型滑动架,182、L型滑动架,183、夹手气缸,184、支架二,185、连杆气缸二,186、轴套,188、转动销,187、连杆,189、竖直气缸,190、转轴轴承架,191、半圆槽,192、U型槽二,193、识别槽,194、定位通槽,195、弧形面,196、中间通槽,197、把手臂,200、开门标签,201、关门标签,202、开门定位标志,210、关门定位标志,211、检测孔一,212、检测孔二,213、检测孔三。
具体实施方式
如图1,现有门把手贴标分别采用“开门”与“关门”片料,贴在对应的“四方型槽”中,本发明将“四方型槽”改进为对应倒角,即开门标签200倒斜角为左上角的开门定位标志202,与贴开门标签200的门把手的对应贴标槽设定倒斜角配套一致;关门标签201倒斜角为右上角的关门定位标志210,与贴关门标签201的门把手对应贴标槽设定倒斜角槽配套一致。
本发明配套的标带采用不干胶卷标带为载体,开门标签200或关门标签201间隔布置在各自格拉辛底纸上,开门标签200的左上倒角作为开门定位标志202,开门标签200在底纸上设有检测孔一211,作为单独识别的检测位置;关门标签201的右上倒角作为关门定位标志210,关门标签201在底纸上设有检测孔二212和检测孔三213,作为共同确认识别的检测位置;设置定位标志为标签获得身份识别,设置标签检测孔使标签获得地址和位置,既提供标签印刷时的精度控制,又为贴标机构提供贴标精度智能控制,防止卷标上标签的错印和设备错吸标。
卷标带卷筒的内径为76mm,外径≤280mm;每个标签的宽度b为1-30mm,长度为2-40mm,相邻标签的间距d为3-4mm,每个标签上下边与底纸同一边的间距为2-5mm;每个工作标都满足一致的工作步距L=d+b,L代表工作步距,d代表间距,b代表标签宽度。标签和底纸的重量和厚度误差±10%;底纸要求纤维离型力一致,纤维密度紧度平整,厚度均匀,底纸透光性好保持一致。抗拉强度满足拖标方向(沿机器走料方向)19Kg/24mm,横向10Kg/24mm。抗撕裂度满足拖标方向(沿机器走料方向)29Kg/张,横向36Kg/张。贴标工作环境-10℃到40℃;工作气压0.4Mpa-0.7Mpa,相对工作湿度15%-85%。
如图2,本发明贴标对象的门把手结构是,在门把手的弧形面195一端靠边设有与开门标签200形状相吻合的开门标槽177,在弧形面195另一端靠边设有与关门标签201形状相吻合的关门标槽178,弧形面195中部设有把手臂197,把手臂197中间开有两个定位通槽194;在门把手的弦切面中部设有中间通槽196,中间通槽196与定位通槽194相通,中间通槽196中设有半圆槽191,中间通槽196的弦向两边设有U型槽一179和U型槽二192(用于卡位),U型槽一179和U型槽二192的深度小于中间通槽196的三分之二长度;U型槽一179端面设有识别槽193,用于识别门把手位置状态是否与关门标签201和开门标签200贴标方向对应。
如图3和图4,本发明转盘式全自动贴标机的整体结构是,包括在台面1上设有多工位分度的转盘2,转盘2上表面沿圆周方向均匀设有六个锁位夹具3,六个锁位夹具3结构一致;每个锁位夹具3步进时对应一个工位,六个工位外侧均设有相应的功能机构,即一工位14外侧设有送料机构4和上料机械手12(并在正对一工位14还设有传感器,用于检测门把手的有无,图中未显示),二工位15外侧设有贴标机构一5,三工位16外侧设有复压组件一6,四工位17外侧设有贴标机构二8,五工位18外侧设有复压组件二10及质量检测组件9,六工位19外侧设有出料组件11,出料组件11配置有合格品出料轨道及不合格品出料轨道(图中未显示)。
送料机构4用于门把手自动识别和上料;上料机械手12用于根据门把手的位置状态识别结果,实施门把手直接夹取、或先调节后夹取;贴标机构一5用于开门标签200的贴标;复压组件一6对贴入开门标槽177中的开门标签200进行压实;贴标机构二8用于关门标签201的贴标;复压组件二10对贴入关门标槽178中的关门标签201进行压实;质量检测组件9对关门标签201和开门标签200进行CCD照相完成质量检测;贴标机构一5与贴标机构二8结构一致,复压组件一6与复压组件二10结构一致;控制器7实现标签带出标、底纸张力及精度的数字化调节、以及工艺参数设置。
如图4、图5、图6,转盘2下表面开有外圆槽20,外圆槽20中沿圆周方向均匀设有六个电磁阀24,每个电磁阀24与转盘2上表面的锁位夹具3位置上下对应;外圆槽20内圈为凸圆台21,凸圆台21上沿圆周方向均匀分布有六个三通气阀25;转盘2下表面轴心位置为固定圆台23,固定圆台23与凸圆台21之间称为内圆槽22;转盘2上表面对应固定圆台23安装有气管旋转阀32,每个锁位夹具3的驱动气缸27的进气口通过各自的三通气阀25及电磁阀24与气管旋转阀32连接,避免出现转盘2在旋转过程中出现的气管缠绕,气管旋转阀32另一端接总气管,一起称为气动驱动回路。在转盘2的固定圆台23上设有分割器,分割器通过齿轮链条传动副与配置的驱动组件连接,转盘2、分割器及驱动组件一起称为转盘总成13。
如图3、图13,送料机构4包括振送识别与上料机械手12两部分,振送识别部分包括振盘46,振盘46出口与直振轨47连通,直振轨47设有直振52,直振轨47上表面为半圆凸条,在输送过程中半圆凸条用于对门把手的半圆槽191进行导向及卡位;直振轨47出口设有一个状态传感器51,状态传感器51用于感应门把手的识别槽193,以判断门把手两个贴标槽位置状态是否正确;直振轨47出料口设有夹持门把手的弹簧机架48,邻近弹簧机架48设有横向的上料直轨49;
直振轨47出口上方设有上料机械手12,上料机械手12的结构是,包括旋转气缸二57,旋转气缸二57的缸体通过滑动架一58水平滑动安装在支架一53上,旋转气缸二57的缸体与水平推杆气缸59活塞杆传动连接,水平推杆气缸59的缸体固定在支架一53上;旋转气缸二57的旋转轴端头安装有L型固定板,L型固定板中设有滑轨架56,滑轨架56中套装的竖直滑台与上下推杆气缸55活塞杆传动连接,上下推杆气缸55的缸体与L型固定板连接;竖直滑台上安装有旋转气缸一54,旋转气缸一54向下伸出的活塞杆端头安装有夹紧气缸,夹紧气缸的活塞杆端头传动连接有夹头;
上料直轨49出口上方设有四轴的转运机械手50,转运机械手50与五轴的上料机械手12区别是,转运机械手50少装一个水平轴向的旋转气缸。
如果门把手在直振轨47中的位置状态排反,即开门标槽177与关门标槽178位置颠倒,由于状态传感器51感应不到识别槽193,则上料机械手12动作,上下推杆气缸55活塞杆下移,夹紧气缸控制夹头抓紧门把手,然后上下推杆气缸55活塞杆上移,旋转气缸一54自转180度,使得门把手两个标签槽倒正,上下推杆气缸55活塞杆重新下移,水平推杆气缸59驱动上料机械手12移动到上料直轨49的进料端,由上料直轨49的出口弹性夹将门把手夹住,门把手继续沿上料直轨49前行;转运机械手50再从上料直轨49出口夹取门把手,送入一工位14上的锁位夹具3中。
如图6、图7,每个锁位夹具3的结构是,包括依次并排一体连接的T字型板26、扇形板28、支撑板29及防护板30,该四个部件的接触面均为同样的四分之一圆截面,扇形板28、支撑板29与防护板30共同开有相通的螺孔一41、螺孔二42、螺孔三43、长槽一31-1、长槽二31-2及T型槽32,扇形板28、支撑板29与防护板30利用三个长螺钉通过螺孔一41、螺孔二42、螺孔三43连接为一体;扇形板28的圆弧面上朝向轴心方向开有敞口的矩形槽40,矩形槽40的深度至少露出长槽一31-1、长槽二31-2及T型槽32;T字型板26轴向开有通透的孔一34、上方槽39及下方槽38,T字型板26朝向扇形板28的一边中部安装有台阶板33,台阶板33内端固定有卡位板36,卡位板36滑动伸进所有T型槽32中;台阶板33外端通过孔一34与T字型板26外侧的驱动气缸27的活塞杆传动连接,驱动气缸27缸体固定在转盘2上;上支撑板35一端固定在所在长槽一31-1中,另一端滑动伸进上方槽39中;下支撑板37一端固定在所在长槽二31-2中,另一端滑动伸进下方槽38中。
转运机械手50将门把手放置在扇形板28矩形槽40露出的上支撑板35和下支撑板37上,门把手U型槽一179和U型槽二192刚好搁置在上支撑板35和下支撑板37上;然后驱动气缸27活塞杆伸出带动卡位板36向里伸进,卡位板36与中间通槽196顶接接触,将门把手支撑牢靠,同时台阶板33将中间通槽196侧面顶紧,完成对门把手的卡位,以便下一步贴标。
如图8、图9和图10,贴标机构二8的结构是,包括固定在台面1上的两个牛腿支架(牛腿支架一111和牛腿支架二136),该两个牛腿支架上共同支撑有主立板72,主立板72上按照走料路线,依次安装有料盘组件74(内置标签带)、剥标组件88(将标签从标签底纸上剥离)、贴标组件75(吸取被剥离标签并将标签粘贴至指定位置)、牵引组件99(辅助牵引底纸)、收料组件97(回收底纸);其中还穿插设有步进电机103及7级张力调节机构,即4级张力调节机构(针对标签标带绕行)与3级校正机构(针对底纸);
料盘组件74、贴标组件75中的吸标组件166、收料组件97和步进电机103均可以采用任何公知的贴标机用料盘组件、吸标组件、收料组件和步进电机,在此不再重复,以下描述本发明创新的机构。
在主立板72下部固定安装有电机一73,电机一73与直线导轨100后端传动连接,直线导轨100通过直线滑块89套装在限位校正架90中,直线导轨100前端设有剥标组件88,贴标组件75设置在剥标组件88上方;
在主立板72背面设有贴标组件75的转动驱动组件,连杆气缸一138活塞杆端头与连接轴140连接,连接轴140另一端与连杆板141一端依靠转轴耦合连接,连杆板141另一端与转轴轴承副142依靠转轴耦合连接;转轴轴承副142固定在固定板114上,固定板114两对角设有限位架一76和限位架二139,转轴轴承副142的另一端与贴标组件75的U型机架一150传动连接;连杆气缸一138活塞杆伸出推动连杆板141上的转轴轴承副142,连杆板141带动贴标组件75旋转停止在限位架一76时,为吸标组件166转到与剥标组件88正对垂直的状态进行吸标与剥标;当连杆气缸一138收缩拉动连杆板141上的转轴轴承副142,连杆板141带动贴标组件75旋转停止在限位架二139时,为贴标组件75处于倾斜状态且与门把手关门标槽178正对垂直的状态进行标签校正与贴标;
贴标组件75还设有平移驱动组件,其结构是,在固定板114的背面设置滑动架二112,滑动架二112后端与平推气缸115连接,滑动架二112上固定直线滑轨117二与下直线滑轨113,上直线滑轨117与下直线滑轨113及平推气缸均固定在主立板72上,固定板114通过滑块与上直线滑轨117与下直线滑轨113组成直线滑动副;由于贴标组件75安装在固定板114上,平推气缸115驱动吸标组件166与贴标组件75沿水平方向移动,完成开门标签200与门把手关门标槽178的对应移动。
如图11,剥标组件88的结构是,包括剥标机架,剥标机架由前剥标板155、两侧的立板156及下导向板116围成一体空框结构,前剥标板155前端设有二次刀刃107及剥标刀109,剥标机架中横向设有导向滚轮108,导向滚轮108与二次刀刃107倾斜角度一致,均为2-5度;导向滚轮108的下方设有校正轮148(没有倾斜),校正轮148称为底纸的第一级校正;
紧邻前剥标板155设置后标板83,后标板83固定在主立板72上;在前剥标板155与后标板83上设有纵向对应的平行挡板,组成与标签带同宽度可调的U型轨槽(图中未显示);前剥标板155的上方设有弹性的锰铜压板98,称为标带标签的第四张力调节机构;该锰铜压板98后端设有电眼84,电眼84位于U型轨槽上方,用于检测标签是否正在通过;
前剥标板155通过滑动块套装在直线导轨100中,滑动块与直线导轨100构成导轨副二158;内侧的立板156上固定有电机二157,电机二157与前剥标板155传动连接,前剥标板155通过导轨副二158实现前后移动,利用电机二157前后移动前剥标板155调整标带的纵向偏移;
在步进电机103周围设有滚轮一80、滚轮二92及滚轮三104,分别用于标带出标及底纸回收走料路线中的滑动转向调整。
料盘组件74通过料盘轴77安装在主立板72上,料盘组件74的出口位置设有摩擦轮一78与L型锰铜弹性压板79,摩擦轮一78与L型锰铜弹性压板79之间留有间隙,称为穿过标带标签的第一张力调节机构,防止料盘组件74引出的标带由于惯性冲引起的松弛,使标带保持张紧。
后标板83上方设有旋转压板81和气缸压板82,旋转压板81和气缸压板82均套装在主立板72上各自的转轴上;后标板83与旋转压板81之间留有间隙,称为穿过标带标签的第二张力调节机构,旋转压板81对后标板83上U型轨槽内的标带实施压紧,防止标带过冲造或滞后错位;后标板83与气缸压板82(采用弹性软质材料如橡皮)之间留有间隙,称为穿过标带标签的第三张力调节机构,气缸压板82对后标板83上U型轨槽内的标带实施压紧,防止标带过冲造成错位;
在底纸收回路线上,限位校正架90作为底纸的第二级校正;直线导轨100的后端连接有U型架101,U型架101上设有与平直滚轮(图中未显示)对压的摩擦轮二91,称为底纸的一级张力调节机构;
牵引组件99包括牵引主动轮93与两个从动轮(从动轮一94、从动轮二95),该两个从动轮上方共同设有弹簧压板,弹簧压板设有手柄96;转动手柄96能够调节弹簧压板下压两个从动轮,从而调节两个从动轮与主动轮93之间的空隙,来调节底纸通过的摩擦力,牵引组件99称为底纸的二级张力调节机构。
步进电机103的传动轴与主立板72背面的同步轮二130同轴连接,同步轮二130通过同步皮带二132与同步轮一129传动连接,同步轮一129通过同步皮带一131与同步轮三137传动连接,同步轮三137另一端同轴连接有同步轮带副128,同步轮带副128驱动收料组件97收回底纸;同步轮一129另一端同轴连接有主动轮93,主动轮93驱动牵引组件99动作;同步皮带二132上设有张力调节的限位轮二135,同步皮带一131上设有张力调节的限位轮一133;同步轮一129上还设有张力调节的限位轮三134;
限位轮一133、限位轮二135及限位轮三134上分别设一套标带智能张力调节器,包括调节压板,限位轮一133、限位轮二135及限位轮三134均安装在各自调节压板前端,在各自调节压板的中间槽中设有一个压力传感器,每个压力传感器对应压在各自限位轮上,每个调节压板后端与各自的控制电机传动连接(图中未显示),所有控制电机固定在主立板72上,根据需要智能灵活调节标刀绕行的张力,消除了出标下垂及吸不到标,使各个阶段所需张力调节达到匹配,实现张力数值化设定,调节匹配张力数值。该三组标带智能张力调节器一起称为底纸的三级张力调节机构。(这是本发明区别现有技术最核心的创新点)。
上述的各个轮轴、滚轮表面设有包胶,包胶固定在轴套上,轴套两端设有转动轴承,轴承固定在台阶轴、并在包胶设定可根据底纸宽度调整宽度的两挡圈;各个摩擦轮表面设有粗糙的滚花,包胶和滚花增大与底纸之间的摩擦力,提升底纸回收效果。
如图11、图12,贴标组件75的结构是,包括U型的固定架170,固定架170内设有导轨副三171,导轨副三171中的滑块A上固定有U型机架一150,固定架170上设有贴标气缸161和吸标气缸160,U型机架一150与贴标气缸161传动连接,在U型机架一150的正面固定有导轨副一151,在导轨副一151的滑块B上固定有U型机架二152,U型机架二152与吸标气缸160传动连接连接,U型机架一150上端设有限位杆二162,U型机架二152上端设有限位杆一154,U型机架二152中设有吸标组件166;
吸标组件166包括吸标头153、导向筒163及校正筒164,导向筒163设置在U型机架二152下端,校正筒164设置在固定架170下端,校正筒164下端为喇叭口型、中上端为直方槽;吸标头153与U型机架二152上端的真空箱172连接,真空箱172与真空发生器(图中未显示)连接,吸标头153底面外廓形状与开门标签200、关门标签201形状相吻合,在吸标头153的底面均布微型的吸孔149,所有吸孔149通过导管与真空发生器连通;吸孔149利用真空吸力将开门标签200或关门标签201吸附住,吸标气缸160活塞杆驱动U型机架二152及吸标头153上移,吸标头153所吸附的开门标签200、关门标签201缩入到中空的校正筒164内,如果偏移就会得到校正。
电机一73驱动剥标组件88整体移动到贴标组件75吸标组件166下方,前剥标板155前端的二次刀刃107及剥标刀109到达吸标组件166的下方,标带被弹性的锰铜压板98压在前剥标板155上的U型轨槽内,如果标带在绕行出标过程中出现偏差时,电眼84感知并且立即为电机二157、电机一73提供横向、纵向的调整信号,进行偏差调整,直到无偏差后调整结束,电机二157、电机一73复位,进入标签剥离。由步进电机103驱动牵引组件99,牵引组件99根据电眼84按步距L将标签宽度的2/3,剥离于剥标组件88上剥标刀109及二次刀刃107前端,吸标组件166吸住标签后剥标组件88整体后退复位,与贴标组件75配合实现撕标。吸标组件166吸取标签后,送至转盘2的锁位夹具3上的门把手关门标槽178(或开门标槽177),将关门标签200(或开门标签201)贴好后松开标签。
如图14,出料组件11的结构是,包括在T型的支架二184背面设有连杆气缸二185,连杆气缸二185活塞杆端头轴套186与连杆187铰接,连杆187另一端与转动销188固定连接,转动销188穿过支架二184正面另一端设有转轴轴承架190,转轴轴承架190上固定有U型滑动架181,U型滑动架181的滑轨副中设有L型滑动架182,在U型滑动架181上固定有竖直气缸189,竖直气缸189活塞杆与L型滑动架182传动连接,L型滑动架182底部设有一对夹手180,该对夹手180配置有夹手气缸183,夹手气缸183驱动该对夹手180夹取门把手。
复压组件一6与复压组件二10结构一致,分别在支撑架上设置一个双滑杆气缸,复压组件一6的双滑杆气缸的活塞杆前端设置与开启标签200形状相吻合的凸块;复压组件二10的双滑杆气缸的活塞杆前端设置与关闭标签201形状相吻合的凸块,分别对贴好的开启标签200及关闭标签201压实。
本发明上述的所有电气部件均与控制器7连接,接受统一协调的指令,共同协作完成开启标签200及关闭标签201的贴标。
本发明装置的工作过程是,
一、预备步骤:
1、根据门把手准备卷标带:标签按15mm×7mm×1mm,定长步距L为10mm,间隔d为3mm,标签宽度b为7mm,厚度1mm,红色开门标签200左上角倒角设为开门定位标志202,还包括检测孔一211;绿色关门标签201右上角倒角设为关门定位标志210,还包括检测孔二212和检测孔三213;卷标带成卷内径设为76mm,外径不大于330mm,门把手产品的尺寸为60mm×20mm×25mm。
2、穿料卷:固定在料盘组件74上的标带引出穿过由弹性压板79与摩擦轮一78的间隙(第一张力调节机构),绕过滚轮三104和滚轮一80,进而绕过旋转压板81与后标板83上的U型轨槽之间的间隙(第二张力调节机构),被U型轨槽前端上方的气缸压板82压实(第三张力调节机构),通过电眼84,绕进剥标刀109与锰铜压板98的间隙(第四张力调节机构)绕出,出标间隙不大于标带的厚度,这种标带出标四级绕制结构,使电眼84检测的标签信号保持稳定,使出标长度和姿势位置稳定,防止重叠或不稳定的检测信号出现而造成出标的异常超差;标带穿过剥标组件88后从二次刀刃107处与底纸分离,实现剥标;
底纸沿二次刀刃107下方反向经过校正轮148(底纸第一级校正)后绕进限位校正架90(底纸第二级校正)中引出,从摩擦轮二91与所对滚轮的间隙(底纸一级张力调节机构)引出,再绕过滚轮二92穿过牵引组件99(底纸二级张力调节机构),绕进收料组件97(底纸三级张力调节机构)进行收料;步进电机103同时驱动牵引组件99和收料组件97。
二、实施贴标:
步骤1、门把手产品置于送料机构4的振盘46中,振盘46利用直振52通过直振轨47振送到状态传感器51处检测。如果没有检测到识别槽193,上料机械手12抓取门把手旋转180度后,将门把手送入上料直轨49,转运机械手50重新夹取门把手,送入一工位14上的锁位夹具3上并定位锁紧;如果检测到识别槽193,上料机械手12直接抓取门把手送到上料直轨49中,转运机械手50夹取门把手,送入一工位14上的锁位夹具3上并定位锁紧;
步骤2、转盘2转动60度后停止,门把手随着锁位夹具3转到二工位15,开门标签200的带卷通过贴标机构一5前4级标签的张力调节机构绕行(前4级标签张力根据卷标带直径的缩小变化,自动增减调整标签张力使其保持恒定,消除惯性冲、摩擦力对出标牵引张力的影响),由步进电机103驱动牵引组件99等将标带绕进剥标组件88的二次刀刃107进行剥标,标签在步进电机103按步距L等距定长送进同时,电机一73拖动剥标组件88前进到吸标组件166的下方,步进电机103驱动4级标签出标张力调整机构,使牵引组件99牵引标带的标签继续按前进方向前进不大于0.75倍标签宽度b的距离,不小于0.1倍标签宽度b的距离前行剥标后停止,同时底纸转向沿二次刀刃107、倾斜5度的导向滚轮108、没有倾斜与立板保持垂直的校正轮148,使底纸由倾斜变为正常穿过牵引组件99,最终底纸由收料组件97回收,撕标频率与电机一73拖动剥标组件88频率相同,电机动作频率大于收料组件97频率,实现剥标与底纸回收同步,底纸不被拉断;标签剥离伸出位置与吸标组件166吸孔149位置保持一致,吸标气缸160驱动吸孔149下行吸住已剥离的开门标签200,电机一73拖动剥标组件88后退,然后贴标气缸161驱动吸标头153压在开门标槽177的槽底完成贴标;
步骤3、转盘2再转动60度后停止,门把手随锁位夹具3转到三工位16,复压组件一6将锁位夹具3开门标槽177内的开门标签200复压一次;
步骤4、转盘2再转动60度后停止,门把手随着锁位夹具3转到四工位17,关门标签201的带卷通过贴标机构二8依照步骤2的过程实施,将关门标签201贴附在关门标槽178的槽底完成贴标;
步骤5、转盘2转动60度后停止,门把手随着锁位夹具3转到五工位18,复压组件二10将关门标槽178内的关门标签201复压一次;质量检测组件9对门把手中贴好的关门标签201和开门标签200进行质量检测;
步骤6、转盘2转动60度后停止,门把手随着锁位夹具3转到六工位19,根据步骤5的成品质量检测结果,出料组件11将门把手从锁位夹具3取出,放入合格箱或不合格箱;完成一个门把手的贴标完整循环。
Claims (10)
1.一种圆弧产品商标的转盘式全自动贴标机,其特征在于:包括在台面(1)上设有多工位分度的转盘(2),转盘(2)上表面沿圆周方向均匀设有六个锁位夹具(3),六个锁位夹具(3)结构一致;每个锁位夹具(3)步进时对应一个工位,六个工位外侧均设有相应的功能机构,即一工位(14)外侧设有送料机构(4)和上料机械手(12),二工位(15)外侧设有贴标机构一(5),三工位(16)外侧设有复压组件一(6),四工位(17)外侧设有贴标机构二(8),五工位(18)外侧设有复压组件二(10)及质量检测组件(9),六工位(19)外侧设有出料组件(11),出料组件(11)配置有合格品出料轨道及不合格品出料轨道。
2.根据权利要求1所述的圆弧产品商标的转盘式全自动贴标机,其特征在于:所述的转盘(2)下表面开有外圆槽(20),外圆槽(20)中沿圆周方向均匀设有六个电磁阀(24),每个电磁阀(24)与转盘(2)上表面的锁位夹具(3)位置上下对应;外圆槽(20)内圈为凸圆台(21),凸圆台(21)上沿圆周方向均匀分布有六个三通气阀(25);转盘(2)下表面轴心位置为固定圆台(23),固定圆台(23)与凸圆台(21)之间称为内圆槽(22),转盘(2)上表面对应固定圆台(23)安装有气管旋转阀(32);每个锁位夹具(3)的驱动气缸(27)的进气口通过各自的三通气阀(25)及电磁阀(24)与气管旋转阀(32)连接,气管旋转阀(32)另一端接总气管,一起称为气动驱动回路。
3.根据权利要求1所述的圆弧产品商标的转盘式全自动贴标机,其特征在于:所述的送料机构(4)包括振送识别与上料机械手(12)两部分,振送识别部分包括振盘(46),振盘(46)出口与直振轨(47)连通,直振轨(47)设有直振(52),直振轨(47)出口设有一个状态传感器(51),直振轨(47)出料口设有夹持门把手的弹簧机架(48),邻近弹簧机架(48)设有横向的上料直轨(49),上料直轨(49)出口上方设有转运机械手(50);
直振轨(47)出口上方设有上料机械手(12),上料机械手(12)的结构是,包括旋转气缸二(57),旋转气缸二(57)的缸体通过滑动架一(58)水平滑动安装在支架一(53)上,旋转气缸二(57)的缸体与水平推杆气缸(59)活塞杆传动连接,水平推杆气缸(59)的缸体固定在支架一(53)上;旋转气缸二(57)的旋转轴端头安装有L型固定板,L型固定板中设有滑轨架(56),滑轨架(56)中套装的竖直滑台与上下推杆气缸(55)活塞杆传动连接,上下推杆气缸(55)的缸体与L型固定板连接;竖直滑台上安装有旋转气缸一(54),旋转气缸一(54)向下伸出的活塞杆端头安装有夹紧气缸,夹紧气缸的活塞杆端头传动连接有夹头。
4.根据权利要求1所述的圆弧产品商标的转盘式全自动贴标机,其特征在于:所述的锁位夹具(3)的结构是,包括依次并排一体连接的T字型板(26)、扇形板(28)、支撑板(29)及防护板(30),该四个部件的接触面均为同样的四分之一圆截面,扇形板(28)、支撑板(29)与防护板(30)共同开有相通的螺孔一(41)、螺孔二(42)、螺孔三(43)、长槽一(31-1)、长槽二(31-2)及T型槽(32),扇形板(28)、支撑板(29)与防护板(30)利用三个长螺钉通过螺孔一(41)、螺孔二(42)、螺孔三(43)连接为一体;扇形板(28)的圆弧面上朝向轴心方向开有敞口的矩形槽(40),矩形槽(40)的深度至少露出长槽一(31-1)、长槽二(31-2)及T型槽(32);T字型板(26)轴向开有通透的孔一(34)、上方槽(39)及下方槽(38),T字型板(26)朝向扇形板(28)的一边中部安装有台阶板(33),台阶板(33)内端固定有卡位板(36),卡位板(36)滑动伸进所有T型槽(32)中;台阶板(33)外端通过孔一(34)与T字型板(26)外侧的驱动气缸(27)的活塞杆传动连接,驱动气缸(27)缸体固定在转盘(2)上;上支撑板(35)一端固定在所在长槽一(31-1)中,另一端滑动伸进上方槽(39)中;下支撑板(37)一端固定在所在长槽二(31-2)中,另一端滑动伸进下方槽(38)中。
5.根据权利要求1所述的圆弧产品商标的转盘式全自动贴标机,其特征在于:所述的贴标机构二(8)的结构是,包括固定在台面(1)上的两个牛腿支架,两个牛腿支架上共同支撑有主立板(72),主立板(72)上按照走料路线,依次安装有料盘组件(74)、剥标组件(88)、贴标组件(75)、牵引组件(99)、收料组件(97);还包括步进电机(103)。
6.根据权利要求5所述的圆弧产品商标的转盘式全自动贴标机,其特征在于:所述的主立板(72)下部固定安装有电机一(73),电机一(73)与直线导轨(100)后端传动连接,直线导轨(100)通过直线滑块(89)套装在限位校正架(90)中,直线导轨(100)前端设有剥标组件(88),贴标组件(75)设置在剥标组件(88)上方;在主立板(72)背面设有贴标组件(75)的转动驱动组件,贴标组件(75)还设有平移驱动组件,
剥标组件(88)的结构是,包括剥标机架,剥标机架由前剥标板(155)、两侧的立板(156)及下导向板(116)围成一体空框结构,前剥标板(155)前端设有二次刀刃(107)及剥标刀(109),剥标机架中横向设有导向滚轮(108),导向滚轮(108)与二次刀刃(107)倾斜角度一致;导向滚轮(108)的下方设有校正轮(148);
紧邻前剥标板(155)设置后标板(83),后标板(83)固定在主立板(72)上;在前剥标板(155)与后标板(83)上设有纵向对应的平行挡板,组成与标签带同宽度可调的U型轨槽;前剥标板(155)的上方设有弹性的锰铜压板(98);该锰铜压板(98)后端设有电眼(84),电眼(84)位于U型轨槽上方;
前剥标板(155)通过滑动块套装在直线导轨(100)中,滑动块与直线导轨(100)构成导轨副二(158);内侧的立板(156)上固定有电机二(157),电机二(157)与前剥标板(155)传动连接,
料盘组件(74)的出口位置设有摩擦轮一(78)和L型锰铜弹性压板(79),摩擦轮一(78)与L型锰铜弹性压板(79)之间留有间隙;后标板(83)上方设有旋转压板(81)和气缸压板(82),旋转压板(81)和气缸压板(82)均套装在主立板(72)上各自的转轴上;后标板(83)与旋转压板(81)之间留有间隙;后标板(83)与气缸压板(82)之间留有间隙;
直线导轨(100)的后端连接有U型架(101),U型架(101)上设有与平直滚轮对压的摩擦轮二(91)。
7.根据权利要求5所述的圆弧产品商标的转盘式全自动贴标机,其特征在于:所述的步进电机(103)的传动轴与主立板(72)背面的同步轮二(130)同轴连接,同步轮二(130)通过同步皮带二(132)与同步轮一(129)传动连接,同步轮一(129)通过同步皮带一(131)与同步轮三(137)传动连接,同步轮三(137)另一端同轴连接有同步轮带副(128),同步轮带副(128)驱动收料组件(97);同步轮一(129)另一端同轴连接有主动轮(93),主动轮(93)驱动牵引组件(99);同步皮带二(132)上设有限位轮二(135),同步皮带一(131)上设有限位轮一(133);同步轮一(129)上还设有限位轮三(134);限位轮一(133)、限位轮二(135)及限位轮三(134)上分别设有一套标带智能张力调节器。
8.根据权利要求5所述的圆弧产品商标的转盘式全自动贴标机,其特征在于:所述的贴标组件(75)的结构是,包括U型的固定架(170),固定架(170)内设有导轨副三(171),导轨副三(171)中的滑块A上固定有U型机架一(150),固定架(170)上设有贴标气缸(161)和吸标气缸(160),U型机架一(150)与贴标气缸(161)传动连接,在U型机架一(150)的正面固定有导轨副一(151),在导轨副一(151)的滑块B上固定有U型机架二(152),U型机架二(152)与吸标气缸(160)传动连接连接,U型机架一(150)上端设有限位杆二(162),U型机架二(152)上端设有限位杆一(154),U型机架二(152)中设有吸标组件(166);
吸标组件(166)包括吸标头(153)、导向筒(163)及校正筒(164),导向筒(163)设置在U型机架二(152)下端,校正筒(164)设置在固定架(170)下端,校正筒(164)下端为喇叭口型、中上端为直方槽;吸标头(153)与U型机架二(152)上端的真空箱(172)连接,真空箱(172)与真空发生器连接,吸标头(153)底面外廓形状与开门标签(200)、关门标签(201)形状相吻合,在吸标头(153)的底面均布吸孔(149),所有吸孔(149)通过导管与真空发生器连通。
9.根据权利要求1所述的圆弧产品商标的转盘式全自动贴标机,其特征在于:所述的出料组件(11)的结构是,包括在T型的支架二(184)背面设有连杆气缸二(185),连杆气缸二(185)活塞杆端头轴套(186)与连杆(187)铰接,连杆(187)另一端与转动销(188)固定连接,转动销(188)穿过支架二(184)正面另一端设有转轴轴承架(190),转轴轴承架(190)上固定有U型滑动架(181),U型滑动架(181)的滑轨副中设有L型滑动架(182),在U型滑动架(181)上固定有竖直气缸(189),竖直气缸(189)活塞杆与L型滑动架(182)传动连接,L型滑动架(182)底部设有一对夹手(180),该对夹手(180)配置有夹手气缸(183)。
10.根据权利要求1所述的圆弧产品商标的转盘式全自动贴标机,其特征在于:所述的复压组件一(6)与复压组件二(10)结构一致,分别在支撑架上设置一个双滑杆气缸,复压组件一(6)的双滑杆气缸的活塞杆前端设置与开启标签(200)形状相吻合的凸块;复压组件二(10)的双滑杆气缸的活塞杆前端设置与关闭标签(201)形状相吻合的凸块。
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| CN108974529B (zh) | 2020-07-03 |
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