光盘自动读取装置的制作方法

本发明涉及一种光盘自动读取装置。

背景技术：

目前在某些应用场景中，如大型光盘库中盘片的应用由之前的每张盘片单独存储应用，发展成几片或十几片作为一个整体单元模块化存储应用，并且在某些行业、领域中需要迅速读取/拷贝多张光盘内容，这对于实现自动化的光盘批量抓取和分发放置提出了迫切的要求。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种光盘自动读取装置，能够实现对大量光盘存储数据的自动读取，并且抓取光盘动作可靠快速。

一种光盘自动读取装置，其特别之处在于：包括底座，在该底座上安装有xyz三轴滑台，在该xyz三轴滑台的中间输出端上安装有光盘抓手，在该光盘抓手的一侧安装有真空吸盘，该真空吸盘通过管路与真空机构连通；在该底座上还固定安装有至少2个光盘存放架从而放置光盘；在该底座上还安装有主控制器，该主控制器与至少1个光盘驱动器连接，该主控制器还与从控制器连接，该从控制器分别与前述真空机构的驱动器和xyz三轴滑台上所有电机的驱动器连接；其中主控制器还与显示器连接；

其中在光盘存放架旁安装有测量光幕，该测量光幕的测量端通过光盘存放架上的开口处朝向光盘存放架中的光盘从而测量光盘高度，该测量光幕与所述的从控制器连接；其中光盘存放架底部安装有微动开关从而判断是否存在光盘，该微动开关与所述的从控制器连接；其中在光盘抓手上安装有机械触碰开关从而判断真空吸盘是否与光盘接触，该机械触碰开关与所述的从控制器连接。

其中底座为长方形，在该底座的四个角分别安装有万向轮。

其中气动机构采用真空泵。

其中主控制器采用pc主机或者工控机主机。

其中从控制器采用plc、单片机或者基于arm处理器的嵌入式系统。

其中光盘存放架包括与底座垂直的圆管，并且该圆管上的一侧或两侧沿垂直方向开有长条状的通孔。

其中xyz三轴滑台具体是由直线模组搭接而成的封闭式双导轨滚珠丝杆三轴滑台。

其中在底座上安装有柜体，在该柜体上开有穿线孔，在该柜体上还设有柜门，在该柜门和柜体上安装有锁，并且在该柜体上至少一侧设有透明观察窗。

其中在底座四角分别固定安装有支撑杆，所述xyz三轴滑台的两根直线模组固定安装在该支撑杆上。

其中真空吸盘包括圆柱形的底板，在该底板中间设有凸起的圆锥台从而能插入光盘中间的通孔，在该圆锥台旁的底板上沿圆周方向均布有3个吸嘴。

经过试用证明，采用本发明的装置后，可以实现对手工添加的大量光盘进行自动化抓取，并且放置到光盘驱动器中进行自动化读取，读取后再放回，整个过程无需人工干预，显著提供了对大量光盘进行读取的工作效率，并且差错率很低。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图；

附图2为本发明的结构示意图；

附图3为本发明的结构示意图；

附图4为本发明的轴侧图；

附图5为本发明的工作流程图。

具体实施方式

如图1、2、3和4所示，本发明提供了一种光盘自动读取装置，包括底座4，在该底座4上安装有xyz三轴滑台1，在该xyz三轴滑台1的中间输出端上安装有光盘抓手5，在该光盘抓手5的一侧安装有真空吸盘，该真空吸盘通过管路与真空机构连通；在该底座4上还固定安装有4个光盘存放架2(其中2个存放待读取光盘，另外2个存放读取完的光盘)，在该单个光盘存放架2中放置有若干例如100张光盘；在该底座4上还安装有主控制器，该主控制器与4个光盘驱动器7连接，该主控制器还与从控制器连接，该从控制器分别与前述真空机构的驱动器和xyz三轴滑台1上所有电机的驱动器连接；其中主控制器还与显示器连接，显示器可以采用外接液晶显示器，通过连接线连接主控制器和显示器。

其中在光盘存放架2旁安装有测量光幕，该测量光幕的测量端通过光盘存放架2上的开口处朝向光盘存放架2中的光盘从而测量光盘高度，该测量光幕与所述的从控制器连接；其中光盘存放架2底部安装有微动开关从而判断是否存在光盘，该微动开关与所述的从控制器连接；其中在光盘抓手5上安装有机械触碰开关从而判断真空吸盘是否与光盘接触，该机械触碰开关与所述的从控制器连接。

其中底座4为长方形，在该底座4的四个角分别安装有万向轮6。其中气动机构采用真空发生器或者真空泵。

其中主控制器采用采用pc主机或者工控机主机，从控制器采用plc、单片机或者基于arm处理器的嵌入式系统。其中光盘存放架2包括与底座4垂直的圆管，并且该圆管上的一侧或两侧沿垂直方向开有长条状的通孔，该圆管的内径比光盘直径大2mm。

其中xyz三轴滑台1具体是由直线模组8搭建而成的封闭式双导轨滚珠丝杆三轴滑台。其中在底座4上安装有柜体，柜体上开有穿线孔，在该柜体上设有柜门，在该柜门和柜体上安装有锁，并且在该柜体上至少一侧设有透明观察窗。其中在底座4四角分别安装有支撑杆3，所述xyz三轴滑台1的两根直线模组8安装在该支撑杆3上。其中真空吸盘包括圆柱形的底板，在该底板中间设有凸起的圆锥台从而能插入光盘中间的通孔，在该圆锥台旁的底板上沿圆周方向均布有3个吸嘴。

实施例1：

本发明装置配备pc架构板卡(pc主机)，主要实现光盘抓取、读盘、拷贝、放置光盘等。设备能够满足预置1-500张光盘(可实时增加光盘)，平均读取速度<40s/张。设备总体尺寸约1000mm*900mm*1400mm，重<100kg。配备万向轮6，方便移动。噪音、安全、环保符合国家有关规定。在-10－35℃温度及湿度小于70％的气候环境条件能正常工作。

1、机械系统说明；

主要由底座4、xyz三轴滑台1(含导轨、电机及驱动器)、光盘抓手5、光盘驱动器7、测量光幕、支撑杆3等部件组成。

xyz滑动台及导轨：封闭式双导轨滚珠丝杆三轴滑台由直线模组8搭建而成三轴运动系统。可实现三维空间运动。适合重负载和高速度。有效载荷小于50kg。丝杆双导轨滑台精选优质铝型材合金，结构紧凑坚固，运动顺滑，经久耐用，搭配控制器可实现高精度三维空间的运动控制。

光盘抓手5：针对光盘表面是平面且不易变形采用浅型真空吸盘。

电机及驱动器：电机采用细分步进电机，保障位置控制的精度达到0.1mm，机械部分运行时间(搬运过程)小于20s，可以使光盘驱动器7最大效率工作。

电机驱动采用一体化驱动方式，并且直角坐标系统提供整体控制器。控制器和上位机之间采用485网络化接口形式。

光盘驱动器7：光盘驱动器7控制采用api函数，在上位机系统(pc架构板卡)中实现。

光盘存取区域(光盘存放架2)：光盘存储区域存放未读光盘及读取完成的光盘及废盘，通过微动开关是否闭合判定是否有光盘，通过测量光幕测量光盘数量及当前最上层光盘位置。

测量光幕：速度快---扫描周期为毫秒级，精度高---可以达到2-5mm的测量精度，性能更稳定，多种信号---rs485，rs232，模拟量，数字量输出等。

传感器如下表1所示：

整体电气部分的控制包括：

(1)主控制器：采用pc架构的控制主板，该控制器的关键参数：4路光盘驱动器7接口；和从控制器的总线接口。该控制器中完成所有控制逻辑，包括：文件的读取和存储；光盘驱动器7的自动控制；传感信息读取；机械运动的控制。控制程序采用c#编写，控制的结构符合自动光盘操作的逻辑，达到操作自动化是节拍周期的要求即可，具体可以采用现有常规技术手段。

(2)4个光盘驱动器7。采用独立总线接口，提高文件读取速度。

(3)传感器具体的种类已经在上表1中给出。由于传感器种类较多，接口方式各异，采用pc架构主板从接口方式、到驱动编写都比较困难。系统拟设计一个从控制器，处理这些接口信号。

(4)从控制器用于进行接口信号的处理，同时，从控制器负责与机器人的通信，实现机器人在三个坐标方向的开环运动控制。机器人位置的确定依靠参考位置限位开关和步进电机+丝杠的运动精度。控制过程中，对于系统的绝对位置采用定期校准的方法，防止位置偏差，保证定位精度高于0.1mm。

本装置中未提及之处，尤其是软件控制部分均采用现有常规技术手段，其功能和控制原理与现有工业机器人的机械手基本相同。