一种马赛克自动拼装机.pdf

本发明涉及一种马赛克自动拼装机，包括机架、气动推进机构、马赛克预装机构、漏斗、马赛克识别机构、马赛克翻面机构、马赛克抓取机构、马赛克放置机构以及传送机构；机架的上部设置气动推进机构和马赛克预装机构，漏斗设置在马赛克预装机构的下方，传送机构的一端设置在漏斗的下方，传送机构的另一端与马赛克抓取机构相连；传送机构上依次设有马赛克识别机构和马赛克翻面机构，马赛克抓取机构的下方设有马赛克放置机构。本发明大幅度的减轻马赛克拼画工作的劳动强度，提高拼图效率，为大规模批量生产提供一种设备，节约成本。

1.  一种马赛克自动拼装机，其特征在于包括机架、气动推进机构、马赛克预装机构、漏斗、马赛克识别机构、马赛克翻面机构、马赛克抓取机构、马赛克放置机构以及传送机构；机架的上部设置气动推进机构和马赛克预装机构，漏斗设置在马赛克预装机构的下方，传送机构的一端设置在漏斗的下方，传送机构的另一端与马赛克抓取机构相连；传送机构上依次设有马赛克识别机构和马赛克翻面机构，马赛克抓取机构的下方设有马赛克放置机构。

2.  根据权利要求1所述的一种马赛克自动拼装机，其特征在于所述马赛克预装机构设置在机架的一侧，马赛克预装机构由多根垂直排布的料管组成，料管之间的出料口与马赛克瓷砖形状相匹配。

3.  根据权利要求1所述的一种马赛克自动拼装机，其特征在于所述气动推进机构设置在料管底部；所述气动推进机构包括数字I/O板、驱动控制板、气缸和推动杆，气缸的前端连接推动杆，数字I/O板、驱动控制板控制气缸运动；所述的气动推进机构与料管之间设有推料口，推料口和出料口设置成平行结构。

4.  根据权利要求1所述的一种马赛克自动拼装机，其特征在于所述的漏斗底部出口大于单体马赛克。

5.  根据权利要求1所述的一种马赛克自动拼装机，其特征在于所述传送机构与漏斗之间为滑板相连；所述的传送机构为传送带。

6.  根据权利要求1所述的一种马赛克自动拼装机，其特征在于所述马赛克识别机构由高清摄像头和光源组成。

7.  根据权利要求1所述的一种马赛克自动拼装机，其特征在于所述马赛克翻面机构结构为：鱼线支架横跨在传送带两侧，鱼线支架的上端与丝杠电机为丝杠套链接，鱼线支架的下端连接鱼线。

8.  根据权利要求1所述的一种马赛克自动拼装机，其特征在于所述马赛克抓取机构包括同步带齿轮、支架、同步带、步进电机和真空式吸盘；支架的下方设置同步带齿轮，同步带套装在同步带齿轮上，步进电机与同步带齿轮连接，真空式吸盘设置在同步带上。

9.  根据权利要求1所述的一种马赛克自动拼装机，其特征在于所述马赛克放置机构包括放置模板、托盘、步进电机丝杠组组成，放置模板位于托盘之上，托盘与步进电机丝杠组上的滑动装置固定连接。

10.  根据权利要求1所述的一种马赛克自动拼装机，其特征在于所述的气动推进机构、马赛克识别机构、马赛克翻面机构、马赛克抓取机构、马赛克放置机构与计算机连接。

一种马赛克自动拼装机
技术领域
本发明涉及一种瓷砖拼装设备，尤其涉及一种马赛克自动拼装机，属于建筑陶瓷加工机械领域。
背景技术
马赛克在古代使用小瓷砖或小陶片创造出图案。在现代，马赛克属于瓷砖的一种，一般由数十块小块的砖组成一个相对的大砖。它以小巧玲珑、色彩斑斓的特点被广泛使用于室内小面积地面、墙面和室外大小幅墙面和地面。马赛克由于体积较小，可以作一些拼图，产生渐变效果。
现在马赛克的生产工艺以及技术已经得到了显著的提升，自动化生产线的普及满足了马赛克的市场需求。由多彩的马赛克组成的马赛克拼图市场应用广泛。但在目前的技术条件下将多颜色马赛克拼出整个画面，对拼图工人的要求非常高，并且长时间工作对拼砖工人的视力以及心理都有很大影响，极容易出现差错。
发明内容
本发明针对上述现有技术中存在的问题，提供一种马赛克自动拼装机，大幅度的减轻马赛克拼画工作的劳动强度，提高拼图效率，为大规模批量生产提供一种设备，节约成本。
本发明采用以下技术方案：
一种马赛克自动拼装机，包括机架、气动推进机构、马赛克预装机构、漏斗、马赛克识别机构、马赛克翻面机构、马赛克抓取机构、马赛克放置机构以及传送机构；机架的上部设置气动推进机构和马赛克预装机构，漏斗设置在马赛克预装机构的下方，传送机构的一端设置在漏斗的下方，传送机构的另一端与马赛克抓取机构相连；传送机构上依次设有马赛克识别机构和马赛克翻面机构，马赛克抓取机构的下方设有马赛克放置机构。
所述马赛克预装机构设置在机架的一侧，马赛克预装机构由多根垂直排布的料管组成，料管之间的出料口与马赛克瓷砖形状相匹配。
所述气动推进机构设置在料管底部。
所述气动推进机构包括数字I/O板、驱动控制板、气缸和推动杆，气缸的前端连接推动杆，数字I/O板、驱动控制板控制气缸运动。
所述的气动推进机构与料管之间设有推料口，推料口和出料口设置成平行结构。
所述的漏斗底部出口大于单体马赛克。
所述传送机构与漏斗之间为滑板相连。
所述的传送机构为传送带。
所述马赛克识别机构由高清摄像头和光源组成。
所述马赛克翻面机构结构为：鱼线支架横跨在传送带两侧，鱼线支架的上端与丝杠电机为丝杠套链接，鱼线支架的下端连接鱼线。
所述马赛克抓取机构包括同步带齿轮、支架、同步带、步进电机和真空式吸盘；支架的下方设置同步带齿轮，同步带套装在同步带齿轮上，步进电机与同步带齿轮连接，真空式吸盘设置在同步带上。
所述马赛克放置机构包括放置模板、托盘、步进电机丝杠组组成，放置模板位于托盘之上，托盘与步进电机丝杠组上的滑动装置固定连接。
所述的气动推进机构、马赛克识别机构、马赛克翻面机构、马赛克抓取机构、马赛克放置机构与计算机连接。
本发明的优点效果如下：
大幅度的减轻马赛克拼画工作的劳动强度，提高拼图效率，为大规模批量生产提供一种设备，节约成本。
附图说明
图1所示为本发明提供的马赛克自动拼装机的结构示意图。
图2所示为图1的侧视图。
图3所示为图1的俯视图。
图4所示为实施例一中气动推进装置与马赛克预装机构局部连接结构示意图。
图5为马赛克识别、翻面抓取机构示意图。
图6为马赛克识别、翻面抓取机构俯视图。
图7为马赛克识别机构示意图。
图8为马赛克翻面机构示意图。
图9为马赛克抓取机构示意图。
附图标记： 1、马赛克预装机构，2、机架， 3、气动推进机构，  4、漏斗，  5、滑板， 7、马赛克预装机构底座，8、推动杆，9、气缸，10、马赛克单体。11、马赛克翻面机构框架，12、翻面机构丝杠电机，13、翻面机构鱼线支架、14鱼线，16、马赛克识别机构，17、马赛克翻面机构，18、传送带，19、马赛克抓取机构，20、马赛克放置机构，21、抓取机构同步带齿轮，22、抓取机构固定板，23、抓取机构真空式吸盘，24、抓取机构同步带，25、步进电机，26、识别机构框架，27、识别机构可调支架，28、识别机构光源，29、识别机构摄像头。
具体实施方式
为方便本领域普通技术人员更好地理解本发明的实质，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细阐述。
拼画的前期工作由计算机(PC)来完成。根据目标装饰墙面的实际尺寸和要选用的马赛克单粒的尺寸比例关系，将图片按照所需要实际大小精确分解成适当的像素单元，每个像素单元分别对应一个马赛克单粒，并自动赋予一个颜色代码，此颜色代码就是预装机构的料管代码，经由数字I/O板、驱动控制板，通过执行气动推进机构，完成推料动作。具体实现过程如下。
实施例
一种马赛克自动拼装机，包括机架2、气动推进机构3、马赛克预装机构1、漏斗4、马赛克识别机构16、马赛克翻面机构17、马赛克抓取机构19、马赛克放置机构20以及传送机构18；机架的上部设置气动推进机构和马赛克预装机构，漏斗设置在马赛克预装机构的下方，传送机构的一端设置在漏斗的下方，传送机构的另一端与马赛克抓取机构相连；传送机构上依次设有马赛克识别机构和马赛克翻面机构，马赛克抓取机构的下方设有马赛克放置机构。
如图1所示，机架2上部是马赛克预装机构1，马赛克预装机构1由多个呈柱状垂直布置的料管组成，料管下部的出料口与马赛克瓷砖形状相匹配，每个料管内为叠放在一起的、同一个规格、同一颜色号码的马赛克单体10，如图4所示。
在马赛克预装机构侧面底部，布置有气动推进机构3，气动推进机构包括数字I/O板、驱动控制板、气缸和推动杆，气缸前端连接推动杆，数字I/O板、驱动控制板控制气缸运动（控制部分图中未表示）；推动杆与料管之间开有推料口，推料口和出料口设置成平行结构，如图4所示。气动推进机构3作用是根据数字I/O板的指令，将马赛克预装机构中的单体马赛克推出至漏斗中，一次指令推一个马赛克。
如图1和2所示，漏斗4安装在马赛克预装机构的下方，承接由气动推进机构推出的马赛克单体。漏斗下面为传送机构，传送机构与漏斗为斜面滑道接触；漏斗底部出口大于单体马赛克；马赛克单体料管中被推出，经过漏斗，通过滑道，平稳地落于传送机构上。
所述马赛克传送机构为传送带；传送带设有调速控制装置，如图1中18所示。传送机构，一端设置在漏斗的下方，另一端与马赛克抓取机构相连。
所述马赛克识别机构由高清摄像头和光源组成，马赛克识别机构在传送带最前端，如图1中16所示。具体结构如图7所示，对运动中的马赛克表面拍照，由于马赛克正面光滑，反面粗糙，所以通过对图像进行处理与分析，便可以判断马赛克的状态。
所述马赛克翻面机构布置在传送带中部，如图1中17所示，具体结构见图8，鱼线支架13横跨在传送带两端，鱼线支架的上端与丝杠电机12为丝杠套链接，鱼线支架的下端连接鱼线，当丝杠电机12转动的时候鱼线支架13连同鱼线14会随丝杠电机12的转动形成沿传送带垂直方向的往复运动。运动的两个极限位置为，鱼线紧贴传送带表面和鱼线距传送带平面15mm(此高度确保当翻面机构不工作时，马赛克瓷砖可以通过翻面机构)。
所述马赛克抓取机构如图1中19所示，具体结构如图9所示，包括同步带齿轮21、支架22、同步带24、步进电机25和真空式吸盘23。支架22的下方设置同步带齿轮21，同步带24套装在同步带齿轮21上，步进电机25与同步带齿轮21连接，真空式吸盘23设置在同步带24上。
所述马赛克放置机构如图1中20所示，为XY移动平台，包括放置模板、托盘、步进电机丝杠组组成，放置模板位于托盘之上，托盘与步进电机丝杠组上的滑动装置固定连接。
具体实现过程如下：
首先利用转化软件将需要拼图的图片转成马赛克形式，软件对整个图片进行分割，根据需要铺贴的墙面尺寸，将整个画面分为相应的块，每一块包含有20*20个马赛克单体，针对每块图像，转化软件生成一个二维数组（20*20），数组中每一个数代表料管编号，如13，就是13号料管，数组隐含顺序信息，软件按顺序输出数组中的数字，与硬件协调运动，顺序工作，便可拼出正确的图像。
纯色、散粒马赛克首先被装到预装机构（料管）中，这个过程通过振动盘(外购)实现。
计算机软件将数组中的数据输出，经数字I/O板，驱动放大板，继电器，气动换向阀进而控制气缸，气缸将存在料管中的马赛克推出，如二维数组中某一个数字为13，则13号气缸运动，将13号料管中的单色马赛克推出。
由料管推出的马赛克单体经由漏斗4滑落到下方的传送机构，为了保证掉落平稳，在漏斗出口处配有缓冲斜滑道5，马赛克掉落在滑道上是不分正反面的，所以后续要经过识别机构与翻面机构。
马赛克从漏斗掉落后，如图5所示，依次需要经过识别机构，翻面机构与抓取机构，最后移动到放置机构。
马赛克识别机构，如图7所示，是利用强光源28照明，高清摄像头29采集图像，软件图像处理的方式进行判别。马赛克在传送带18上移动，经过识别机构，拍照后软件处理，识别系统输出该马赛克的正反面状态，正面（光滑表面）向上，不需要翻转，反面向上，需要翻面。
马赛克翻面机构如图8所示，可以对正面朝下的马赛克进行翻面。当光学识别机构判断马赛克为背面朝上，正面朝下（紧贴传送带），需要翻面时，在瓷砖运动到翻面机构正下方之前，启动丝杠电机，降下鱼线支架13上，使鱼线14紧贴传送带，但不影响传送带运动，关闭丝杠电机。由于马赛克正面存在倒角，所以马赛克在传送带的带动下骑鱼线14而上，当马赛克的三分之二通过鱼线时，反转丝杠电机，使支架13上升，带动鱼线上升，鱼线带起马赛克，从而使马赛克向前翻滚，对马赛克进行翻面处理。当不需要翻面时，翻面机构不启动，鱼线在距离传送带平面高15mm处，不妨碍马赛克正常通过。
经过翻面机构的马赛克，移动到传送带末端，进入抓取环节，如图9所示。抓取环节步进电机启动，真空吸盘随同步带移动到马赛克正上方，真空继电器开启，马赛克被吸起；步进电机反转，将马赛克移动到放置机构指定位置，真空继电器关闭，马赛克被平稳放置在指定位置上，抓取机构吸/放马赛克的位置固定不变，放置机构每次移动一个位置，空出一个位置放置新的马赛克。
上述过程在计算机控制下完成，指定颜色的、顺序的马赛克被按顺序放置在放置机构上，上述过程循环20*20次，单块马赛克自动拼完，所有块拼完后，整幅图拼完。
以上具体实施方式对本发明的实质进行了详细说明，但并不能以此来对本发明的保护范围进行限制。显而易见地，在本发明实质的启示下，本技术领域普通技术人员还可进行许多改进和修饰，需要注意的是，这些改进和修饰都落在本发明的权利要求保护范围之内。