柔性卷盘材料二维码识读设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种柔性卷盘材料二维码识读设备，包括机架（1）、放卷机构、主驱动及纠偏机构、收卷机构、识读机构，采用了编码器加光纤传感器的方式来控制相机采集图像。该设备能够高速识别全息定位防伪烫印箔上的二维码，并且能够高速监测二维码图形定位质量，定位超差时具有声光报警功能；可保证识读过程中二维码不漏读、误读，对于重读码数据具有剔除功能；识读检测过程中对于箔膜上二维码图形的异常进行报警，可同时实现1-4卷柔性材料上印制的二维码图形数据的识读，有效提升单台设备的识读效率。
【专利说明】柔性卷盘材料二维码识读设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种印刷辅助设备，具体涉及一种柔性卷盘材料上的二维码检测、识别以及录入存储设备。
【背景技术】
[0002]条码技术广泛应用于商业流通、仓储、医疗、卫生、图书情报、邮政、铁路、交通运输、生产自动化管理等领域。条码技术的应用极大地提高了数据采集和信息处理的速度，改善了人们的工作和生活环境，提高了工作效率，并为管理的科学化和现代化做出了重要贡献。特别是二维码能够使条码在有限的几何空间内表示更多的信息，满足对单个物品的详细描述的需要，使其成为现代化物联网技术实现中信息识别领域的突破口。
[0003]近些年随着信息技术的不断深化，印刷行业除了精美的设计、复杂的工艺、严格的质量要求以外，也需要不断调整自己的步伐，适应物联网时代提出的新需求，而将二维码与具体产品相结合的技术，即二维码的印制则成为印刷企业参与物联网的基础环节，与此同时印刷厂还需要对印后的二维码进行数据录入，以协助二维码信息追溯功能的实现，自动化的二维码检测与识别技术不但克服了人工的缺点，同时也发挥了自己的优点:
[0004](I)检测结果可靠、稳定。
[0005](2)检测速度快，并且可以长时间检测，可以达到24小时全天检测。
[0006](3)能够快速识别、录入二维码上携带的复杂信息。
[0007]目前，对于单件物品上的二维码识读设备是一个较为成熟的技术，已经应用在商业票据、烟标、药包、零部件等产品的二维码识读领域，但是上述产品具有较为一致的特点，即都是针对单件或单张物品上的二维码进行识读，识读设备必须配合这些单件或单张物品的使用及输送特点来使用，导致识读速度和效率相对低下，并且对于设置在卷盘柔性材料(如全息防伪箔膜)上的二维码根本无法进行稳定、可靠的识读，主要原因有以下两点:
[0008]第一,柔性卷盘材料在识读过程中必须涉及卷盘的放卷以及收卷,为保证卷盘收放卷质量，对于张力控制必须严格要求，若张力不足，卷盘在运行中产生漂移，会出现收卷后成品起皱现象；若张力过大，又易被拉变形甚至拉断，为提高卷盘的合格率和优质品率，需要一套结构可靠、操作方便、控制稳定的张力控制机构，而现有针对单件或单张物品的二维码识读设备的输送机构只是进行直线方向上的间隔输送，无法实现针对卷盘材料的周向上的连续输送。
[0009]第二，由于烫印箔上的图像较为复杂，经光照射后会产生光线干扰，造成识读困难，加之卷盘材料运转速度快，因此在进行二维码的识读时容易出现探头误触发、漏读、识
读重复等问题。
[0010]综上述，提供一种能够将柔性全息防伪箔膜材料上的二维码信息稳定、可靠的识读出来的识读设备，对于提高柔性卷盘材料、特别是具有光学可变图像的防伪烫印箔的生产质量以及数据的系统化管理均具有显著的促进作用。
【发明内容】
[0011]为解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种柔性卷盘材料二维码识读设备，该设备主应用于柔性卷盘材料上的二维码图像的采集、识读以及存储，其可以有效控制柔性材料的收放卷张力，保证其平稳运行，同时能够隔离柔性材料上的光学可变图像(0VD图像)对二维码图案的干扰，高速准确的识别二维码并采集图像，可以实时监测识别获得的二维码图像定位质量，当定位超差时具有声光报警功能，保证识读过程中二维码不漏读、误读，对于重读码数据具有剔除功能，高速识读二维码图像后将二维码数据打包上传至数据库。
[0012]为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案:柔性卷盘材料二维码识读设备，包括:机架1、放卷机构、主驱动及纠偏机构、收卷机构、识读机构、控制系统以及数据存储
管理系统；
[0013]所述机架I由左、右及后支架构成；
[0014]所述放卷机构包括放卷轴2,以及安装在放卷轴2上的复卷环3和放卷过棍4,实现对卷盘状柔性材料的平稳放卷，复卷环3能产生适当的放卷张力；
[0015]所述主驱动及纠偏机构包括主驱动辊5、压辊6、纠偏轴7及纠偏隔套8 ;主驱动辊5通过设置在左右支架上的圆孔进行安装，主驱动辊5的一端与驱动装置连接，由其提供动力，主驱动辊5另一端部设置有编码器14，在主驱动辊5的下方，设置有纠偏轴7，实现多卷柔性箔的同时定位及平稳运行，及材料运行实时速率的采样；
[0016]所述识读机构包括二个展平过辊9、面阵相机10、光纤探测头11以及LED光源12 ；二个展平过辊9设置在同一水平面上，将材料展平便于识读，在二个展平过辊9的中间下方设置有LED光源12，上方设置面阵相机10，上方偏后位置设置光纤探测头11 ;柔性材料上每个二维码图像均对应设置有一个光纤探测头11能够识读的光标，光纤探测头11识读光标后，将识读信号传输给控制系统，控制系统发出触发信号给面阵相机10，控制其采集图像，同时，设置在主驱动辊5上的编码器14测量主驱动辊带动的材料的行走长度，如果光纤探测头11由于光照或者其他原因未能成功识读光标，控制系统会以编码器14的测量数据为依据，在应当采集图像的位置给面阵相机10发出补偿信号，控制其进行拍照采集图像，从而防止二维码漏读。
[0017]所述收卷机构包括收卷轴13,以及安装在收卷轴13上的复卷环3、卷径超声波探头、端面压力调节装置等；通过复卷环3、卷径超声波探头和端面压力调节装置的共同调节，实现柔性材料收卷成卷盘状；
[0018]所述数据存储管理系统包括本地临时存储单元和后台数据中心服务器。
[0019]所述控制系统能够接受光纤探测头11和编码器14的信号，接受到光纤探测头11的识读信号后，发出触发信号给面阵相机10，控其进行二维码图像采集，并对采集的图像进行分析，识读出二维码数据，并将数据存储在本地临时存储单元，当每卷柔性材料识读完成，控制系统将所有数据统一打包上传至后台数据中心服务器。
[0020]设备工作时，其主要流程包括:柔性材料经放卷轴2上的复卷环3放卷后，首先经过纠偏轴7减小材料的横向摆动，使材料走正，之后通过主驱动辊5带动材料进入识读区域，在光纤探测头11与安装在主驱动辊5上的编码器14相互配合下，控制面阵相机10进行二维码图像采集，之后由收卷机构上的复卷环3将材料收成卷盘，并通过卷径超声波探头实时测量材料收卷直径的变化，并把测量信号传输给主控制器，通过主控制器控制收卷速度，配合端面压力调节装置，实现材料恒张力控制。
[0021]其中关键步骤在于图像采集、数据识读以及上传。具体流程为:光纤探测头11识读二维码图像对应的光标，将识读信号传输给控制系统，控制系统发出触发信号给面阵相机10，控制其采集图像，同时，设置在主驱动辊5上的编码器14测量主驱动辊带动的材料的行走长度，如果光纤探测头11由于光照或者其他原因未能成功识读光标，控制系统会以编码器14的测量数据为依据，在应当采集图像的位置给面阵相机10发出补偿信号，控制其进行拍照采集图像，从而防止二维码漏读；控制系统接受到光纤探测头11的识读信号后，发出触发信号给面阵相机10，控其进行二维码图像采集，并对采集的图像进行分析，识读出二维码数据，并将数据存储在本地临时存储单元，如果没有在设定时间范围内接收到光纤探测头11的识读信号，则控制系统参考编码器14的脉冲信号对面阵相机10进行触发信号的补偿，保证图像采集的稳定性和准确性；当每卷柔性材料识读完成，控制系统将所有数据统一打包上传至后台数据中心服务器。
[0022]本实用新型具有以下有益效果:
[0023]a、本设备中预留有图像识读系统装置的安装空间，在设备顶部设置的两根展平过辊9为等径且在同一水平面，在收卷前将材料幅面稳定地展平；展平过辊9上方不设置其它过辊部件，预留给二维码识读摄像系统足够安装空间；同时主驱动辊5安装识读系统速度编码器14。
[0024]b、本设备采用了编码器14和光纤探测头11相结合的触发方式，二者可进行信号比对，有效防止图像的漏采集，保证了图像采集的稳定性和准确性。
[0025]C、本设备在图像采集区域采用背面打光方式，提高了二维码图像的灰度差异，可以有效杜绝因光学可变图案图像产生的光线干扰导致的光纤探测头11误触发。
[0026]d、本设备能够保证多卷柔性材料的平稳运行，其张力控制系统适合多卷分条箔同时收卷、放卷；机械式纠偏系统满足多卷防伪箔同时定位；驱动部分选用小功率、高精度的伺服电机及伺服控制系统，减少机器震动，增加材料低速、加速过程及高速运行平稳性。
[0027]e、数据采集后，为防止不可测的因素造成数据丢失，数据存储管理系统会实时的将每条数据先保存在临时数据库中，当单位数量产品的二维码识读完成后，系统对该单位数量产品的数据进行打包，并上传至后台数据库，还能够对采集的二维码缺陷图像进行存储，以便进行历史记录查询。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1是本实用新型所述二维码识读设备的侧视图。
[0029]图2是本实用新型所述二维码识读设备的主视图。
[0030]图3是实施例2所述二维码识读设备的主视图。
[0031 ] 机架1、放卷轴2、复卷环3、放卷过辊4、主驱动辊5、压辊6、纠偏轴7、纠偏隔套8、展平过辊9、面阵相机10、光纤探测头11、LED光源12、收卷轴13、编码器14。
【具体实施方式】[0032] 实施例1[0033]如图1、2所示，本实施例属于进行单卷全息防伪箔膜卷盘材料二维码识读的设备，包括机架1、放卷机构、主驱动及纠偏机构、收卷机构、识读机构；所述机架I由左、右及后支架构成；所述放卷机构包括放卷轴2,以及安装在放卷轴2上的I个复卷环3和放卷过辊4 ;所述主驱动及纠偏机构包括主驱动辊5、压辊6、纠偏轴7及I个纠偏隔套8 ;主驱动辊5通过设置在左右支架上的圆孔进行安装，主驱动辊5的一端与驱动装置连接，由其提供动力，主驱动辊5另一端部设置有编码器14，在主驱动辊5的下方，设置有纠偏轴7，实现多卷柔性箔的同时定位及平稳运行，及材料运行实时速率的采样；所述识读机构包括2个展平过辊9、I个面阵相机10、I个光纤探测头11以及LED光源12 ；2个展平过辊9设置在同一水平面上，将材料展平便于识读，在2个展平过辊9的中间下方设置有LED光源12，上方设置面阵相机10，上方偏后位置设置光纤探测头11 ;
[0034]所述收卷机构包括收卷轴13，以及安装在收卷轴13上的I个复卷环3、I个卷径超声波探头、I个端面压力调节装置等；实现柔性材料收卷成卷盘状，通过复卷环3、卷径超声波探头和端面压力调节装置的共同调节。
[0035]设备工作的流程包括:全息防伪箔膜经放卷轴2上的复卷环3放卷后，首先经过纠偏轴7减小材料的横向摆动，使箔膜走正，之后通过主驱动辊5带动进入识读区域；
[0036]光纤探测头11识读二维码图像对应的光标，将识读信号传输给控制系统，控制系统发出触发信号给面阵相机10，控制其采集图像；
[0037]控制系统接受到光纤探测头11的识读信号后，发出触发信号给面阵相机10，控其进行二维码图像采集，并对采集的图像进行分析，识读出二维码数据，并将数据存储在本地临时存储单元，当每卷全息防伪箔膜材料识读完成，控制系统将所有数据统一打包上传至后台数据中心服务器；
[0038]之后由收卷机构上的复卷环3将材料收成卷盘，并通过卷径超声波探头实时测量材料收卷直径的变化，并把测量信号传输给主控制器，通过主控制器控制器控制收卷速度，配合端面压力调节装置，实现材料恒张力控制。
[0039]实施例2
[0040]如图1、3所示，本实施例属于同时进行四卷全息防伪箔膜卷盘材料二维码识读的设备，包括机架1、放卷机构、主驱动及纠偏机构、收卷机构、识读机构；所述机架I由左、右及后支架构成；所述放卷机构包括放卷轴2,以及安装在放卷轴2上的4个复卷环3和放卷过辊4 ;所述主驱动及纠偏机构包括主驱动辊5、压辊6、纠偏轴7及4个纠偏隔套8 ;主驱动辊5通过设置在左右支架上的圆孔进行安装，主驱动辊5的一端与驱动装置连接，由其提供动力，主驱动辊5另一端部设置有编码器14，在主驱动辊5的下方，设置有纠偏轴7，实现多卷柔性箔的同时定位及平稳运行，及材料运行实时速率的采样；所述识读机构包括2个展平过辊9、4个面阵相机10、4个光纤探测头11以及LED光源12 ；2个展平过辊9设置在同一水平面上，将材料展平便于识读，在2个展平过辊9的中间下方设置有LED光源12，上方设置面阵相机10，上方偏后位置设置光纤探测头11 ;所述收卷机构包括收卷轴13，以及安装在收卷轴13上的4个复卷环3、I个卷径超声波探头、I个端面压力调节装置等；实现柔性材料收卷成卷盘状，通过复卷环3、卷径超声波探头和端面压力调节装置的共同调节。
[0041]设备工作的流程包括:全息防伪箔膜材料经放卷轴2上的复卷环3放卷后，首先经过纠偏轴7减小材料的横向摆动，使材料走正，之后通过主驱动辊5带动材料进入识读区域；
[0042]光纤探测头11识读二维码图像对应的光标，将识读信号传输给控制系统，控制系统发出触发信号给面阵相机10，控制其采集图像，同时，设置在主驱动辊5上的编码器14测量主驱动辊带动的材料的行走长度，如果光纤探测头11由于光照或者其他原因未能成功识读光标，控制系统会以编码器14的测量数据为依据，在应当采集图像的位置给面阵相机10发出补偿信号，完成图像采集；
[0043]控制系统接受到光纤探测头11的识读信号后，发出触发信号给面阵相机10，控其进行二维码图像采集，并对采集的图像进行分析，识读出二维码数据，并将数据存储在本地临时存储单元，如果没有在对应时间范围内接收到光纤探测头11的识读信号，则控制系统参考编码器14的脉冲信号对面阵相机10进行触发信号的补偿，保证图像采集的稳定性和准确性；当每卷全息防伪箔膜材料识读完成，控制系统将所有数据统一打包上传至后台数据中心服务器；
[0044]之后由收卷机构上的复卷环3将材料收成卷盘，并通过卷径超声波探头实时测量材料收卷直径的变化，并把测量信号传输给主控制器，通过主控制器控制器控制收卷速度，配合端面压力调节装置，实现材料恒张力控制。
【权利要求】
1.柔性卷盘材料二维码识读设备，包括:机架(I)、放卷机构、主驱动及纠偏机构、收卷机构、识读机构、控制系统以及数据存储管理系统； 所述机架(I)由左、右及后支架构成； 所述放卷机构包括放卷轴(2),以及安装在放卷轴(2)上的复卷环(3)和放卷过棍(4),实现对卷盘状柔性材料的平稳放卷，复卷环(3)能产生适当的放卷张力； 所述主驱动及纠偏机构包括主驱动辊(5)、压辊(6)、纠偏轴(7)及纠偏隔套(8);主驱动辊(5)通过设置在左右支架上的圆孔进行安装，主驱动辊(5)的一端与驱动装置连接，由其提供动力，主驱动辊(5)另一端部设置有编码器(14)，在主驱动辊(5)的下方，设置有纠偏轴(7)，实现多卷柔性箔的同时定位及平稳运行,及材料运行实时速率的采样； 所述识读机构包括二个展平过辊(9)、面阵相机(10)、光纤探测头(11)以及LED光源(12);二个展平过辊(9)设置在同一水平面上，将材料展平便于识读，在二个展平过辊(9)的中间下方设置有LED光源(12)，上方设置面阵相机(10)，上方偏后位置设置光纤探测头(11);柔性材料上每个二维码图像均对应设置有一个光纤探测头(11)能够识读的光标，光纤探测头(11)识读光标后，将识读信号传输给控制系统，控制系统发出触发信号给面阵相机(10)，控制其采集图像，同时，设置在主驱动辊(5)上的编码器(14)测量主驱动辊带动的材料的行走长度，如果光纤探测头(11)由于光照或者其他原因未能成功识读光标，控制系统会以编码器(14)的测量数据为依据，在应当采集图像的位置给面阵相机(10)发出补偿信号，控制其进行拍照采集图像，从而防止二维码漏读； 所述收卷机构包括收卷轴(13),以及安装在收卷轴(13)上的复卷环(3)、卷径超声波探头、端面压力调节装置；通过复卷环(3)、卷径超声波探头和端面压力调节装置的共同调节，实现柔性材料收卷成卷盘状； 所述数据存储管理系统包括本地临时存储单元和后台数据中心服务器； 控制系统能够接受光纤探测头(11)和编码器(14)的信号，接受到光纤探测头(11)的识读信号后，发出触发信号给面阵相机(10)，控其进行二维码图像采集，并对采集的图像进行分析，识读出二维码数据，并将数据存储在本地临时存储单元，当每卷柔性材料识读完成，控制系统将所有数据统一打包上传至后台数据中心服务器； 设备工作流程为:柔性材料放卷，纠偏轴(7)使材料走正，材料进入识读区域；光纤探测头(11)识读光标，控制系统控制面阵相机(10)采集图像，编码器(14)发出脉冲信号至控制系统，与光纤探测头(11)的识读信号进行比对，进行信号补偿，完成图像采集；控制系统识读二维码数据，将数据存储在本地临时存储单元，每卷柔性材料识读完成后，控制系统将所有数据统一打包上传至后台数据中心服务器；识读完的柔性材料由收卷机构上收成卷盘。
【文档编号】G06K7/10GK203706231SQ201420097736
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年3月6日 优先权日:2014年3月6日
【发明者】袁财荣, 杨群峰, 梁建荣, 李子溪, 朱云荣, 任坤 申请人:云南荷乐宾防伪技术有限公司