具有矩阵码喷印功能的瓦楞纸箱全自动粘箱系统及方法与流程

本发明涉及瓦楞纸箱生产设备技术领域，尤其涉及一种具有矩阵码喷印功能的瓦楞纸箱全自动粘箱系统及方法。

背景技术：

矩阵码是在一个矩形空间通过黑、白像素在矩阵中的不同分布进行编码。在矩阵相应元素位置上，用点的出现表示二进制“1”，点的不出现表示二进制的“0”，点的排列组合为每个产品赋予唯一的id代码，实现真正意义上的“一物一码”。

通过手持扫码专用设备或手机，读取瓦楞纸箱上的矩阵码信息，快速获知该矩阵码是否为企业防伪系统生成，从而验证产品真伪。通过网络云平台的矩阵码关联技术，建立瓦楞纸箱矩阵码与箱内单品矩阵码的关联关系，实现产品分区销售管理，防止窜货。通过在瓦楞纸箱的矩阵码中加入实体或虚拟商城抽奖、兑换卡券等商品促销信息，实现消费者多渠道进入和使用，刺激消费者持续累积积分的行为，形成o2o(线上到线下)数据闭环。网络云平台通过与企业erp系统进行基础数据的对接与共享，实时掌握印刷矩阵码的瓦楞纸箱及箱内产品在生产工厂、代理商、门店及最终用户等环节的进销存信息，实现全方位溯源管理及监控。通过对产品进销存数据分析及消费者会员信息的加工处理，建立完善的大数据体系，帮助企业快速构建统一的数据库与决策支持系统，为生产、研发、市场、考核等多项工作提供导向。

因此，商品包装矩阵码的应用迅速增长，但将其应用于瓦楞纸箱在国内尚处于起步阶段。现已开发的瓦楞纸箱矩阵码喷印技术均采取与主要生产线分离喷印的方法，即加装一台独立的分页机(纸箱分拣机)，瓦楞纸箱的半成品在分页机上进行矩阵码喷印，再将喷印矩阵码的瓦楞纸箱运输到粘箱机上作业。

由于印刷模切机、分页机、喷印系统和粘箱机安装紧凑，设备所带来的各种电磁干扰、网络中断、机械振动等不利因素无法避免，检测系统如何有效区分矩阵码喷印瑕疵信号与其他干扰信号，产生不同的警报是现有技术的瓶颈。

另外，现有瓦楞纸箱的表面构成是牛卡纸，纤维自身粗糙产生无法避免的表面色差、吸墨性能差异大、油墨附着及耐磨性能不受控等技术难点，导致生产线矩阵码读取设备及软件识读困难，与普通商品内包装上矩阵码的用户识读条件不同，瓦楞纸箱属于外包装，其终端客户(市场一级或二级代理商)的矩阵码识读往往是在中转仓库内进行，光照强度难以达到矩阵码识读要求，导致识读困难、降低识读效率。而且现有矩阵码喷印控制软件并不成熟，没有统一的质量控制标准与软件控制方式，质量问题多，生产效率不高，风险防范措施缺失。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种具有矩阵码喷印功能的瓦楞纸箱全自动粘箱系统及方法，其能够有效减少分页机和大量半成品的占地空间，消除半成品混料风险，降低管理难度，也能减少分页机投资成本及操作人员数量，同时加快生产周期及客户订单响应速度。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

具有矩阵码喷印功能的瓦楞纸箱全自动粘箱系统，包括走箱传输带和沿着所述走箱传输带的传输方向依次设置的送纸部、涂胶部、折箱部、纸箱成型部、计数器及打包机，其中，所述纸箱成型部和所述计数器之间还设置有矩阵码喷印系统。

作为优选，所述矩阵码喷印系统包括设置于所述走箱传输带上方的喷印头，所述喷印头的底端设置有多个喷墨口。

作为优选，所述矩阵码喷印系统还包括用于给所述喷印头提供喷印墨水的墨路系统、用于给所述喷印头定位喷印位置的色标传感器以及主控制器，所述墨路系统、所述色标传感器及所述喷印头均与所述主控制器连接。

作为优选，所述矩阵码喷印系统还包括用于提供矩阵码信息的码源系统、用于从所述码源系统中提取矩阵码信息的编码器，所述码源系统、所述编码器均与所述主控制器连接。

作为优选，所述主控制器连接有用于控制所述主控制器的通电或断电的电源控制器。

作为优选，所述矩阵码喷印系统还包括用于照射所述喷印头的喷印位置的固化灯以及用于检测所述喷印头的喷印位置的矩阵码信息的检测器，所述固化灯、所述检测器均与所述主控制器连接。

作为优选，所述固化灯为紫外固化灯。

作为优选，所述检测器为照相检测器。

作为优选，所述矩阵码喷印系统还包括用于当所述检测器检测到所述喷印头的喷印位置的矩阵码信息有误时报警的报警器，所述报警器与所述主控制器连接。

作为优选，所述矩阵码喷印系统还包括设置于所述走箱传输带的下方的冷水机，所述冷水机与所述主控制器连接。

具有矩阵码喷印功能的瓦楞纸箱全自动粘箱方法，包括以下步骤：

送纸：由送纸部将瓦楞纸送入走箱传输带上，经走箱传输带向前传输；

涂胶：走箱传输带将瓦楞纸送至涂胶部处，经涂胶部对需要粘接的边部涂胶处理；

折箱：经涂胶处理后的瓦楞纸由走箱传输带送至折箱部，由折箱部对瓦楞纸进行折痕处理；

纸箱成型：经折箱处理后的瓦楞纸由走箱传输带送至纸箱成型部进行纸箱成型以及平整处理；

矩阵码喷印：经纸箱成型处理后的纸箱由走箱传输带送至矩阵码喷印系统处进行喷码处理；

计数：经喷码处理后的纸箱由走箱传输带送至计数器处计数；

打包：经计数后的纸箱由走箱传输带送至打包机进行打包处理。

其中，矩阵码喷印具体为：

打开电源控制器，使得主控制器、墨路系统、色标传感器、喷印头、固化灯、检测器、编码器以及报警器通电；

主控制器控制编码器编码，并将编码导入码源系统中；

主控制器控制喷印系统的色标传感器进行喷印位置定位，直至喷印头纸箱的喷印位置对齐喷印头时，主控制器控制墨路系统为喷印头供墨并控制喷印头进行矩阵码喷印；同时，主控制器控制固化灯对喷印的矩阵码进行照射、检测器对喷印的矩阵码进行检测，若检测器检测喷印的矩阵码异常时发送信号至主控制器，主控制器控制报警器报警；否则，进行下一次喷印准备。

本发明的具有矩阵码喷印功能的瓦楞纸箱全自动粘箱系统，通过送纸部将瓦楞纸片送至走箱传输带上，通过走箱传输带向前传输，并依次经过涂胶部的涂胶、折箱部的折弯、纸箱成型部的成型平整后，直接进入矩阵码喷印系统进行矩阵码喷印，在喷印完成后，通过走箱传输带继续向前传输，并经过计数器的计数后，进入打包机进行打包处理，整个过程无需在成型后将半成品移至另外的喷印系统进行矩阵码喷印，从而能够有效减少分页机和大量半成品的占地空间，消除半成品混料风险，降低管理难度，也能减少分页机投资成本及操作人员数量，同时加快生产周期及客户订单响应速度。

附图说明

图1是本发明的瓦楞纸箱全自动粘箱系统的结构示意图；

图2是图1中的矩阵码喷印系统的方框图；

图3是图2中的矩阵码喷印系统的码源系统的工作流程示意图；

图4是图2中的矩阵码喷印系统的喷印过程的工作流程示意图；

图5是图2中的矩阵码喷印系统的异常处理的工作流程示意图；

图6是图2中的矩阵码喷印系统的检测系统的工作流程示意图。

图中：1-送纸部；2-走箱传输带；3-涂胶部；4-折箱部；5-纸箱成型部；6-矩阵码喷印系统；61-主控制器；62-墨路系统；63-色标传感器；64-喷印头；65-固化灯；66-检测器；67-编码器；68-冷水机；7-计数器；8-打包机。

具体实施方式

下面结合附图1-6并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1至2所示，本发明的一示例提供了一种具有矩阵码喷印功能的瓦楞纸箱全自动粘箱系统，包括走箱传输带2和沿着所述走箱传输带2的传输方向依次设置的送纸部1、涂胶部3、折箱部4、纸箱成型部5、计数器7及打包机8，其中，所述纸箱成型部5和所述计数器7之间还设置有矩阵码喷印系统6。

优选的，所述矩阵码喷印系统6包括设置于所述走箱传输带2上方的喷印头64，所述喷印头64的底端设置有多个喷墨口。其中，喷印头64的作用是喷墨印刷，其采用高精度、高速压电式喷印头，喷印头的喷墨口由两排组成，每排150个，共300个，两排喷墨口成交叉状分布，打印分辨率最高600×600dpi。

进一步优选的，所述矩阵码喷印系统6还包括用于给所述喷印头64提供喷印墨水的墨路系统62、用于给所述喷印头64定位喷印位置的色标传感器63以及主控制器61，所述墨路系统62、所述色标传感器63及所述喷印头64均与所述主控制器61连接。

其中，墨路系统62用于控制油墨供给量，并通过有效的过滤及挤墨装置，保证清洁、无气泡及稳定的油墨供给。

所述色标传感器63用于检测包装箱上的专用色标，并控制喷印头的喷印位置，进而控制矩阵码在包装箱上的位置。当有被检测物体接近色标传感器63时，色标传感器63就会给主控制器61发出脉冲电信号，并通过主控制器61控制喷印头的喷码时间，达到喷码位置准确的目的。

更进一步的，所述矩阵码喷印系统6还包括用于提供矩阵码信息的码源系统、用于从所述码源系统中提取矩阵码信息的编码器67，所述码源系统、所述编码器67均与所述主控制器61连接。

其中，编码器67包括压轮，其压轮与走箱传送带紧密接触，利用压轮检测纸箱的传送速度，并将其转换为同步信号传送给主控制器61，以控制喷印头64的喷码频率，保证矩阵码喷印与走箱传输带2的走纸速度同步。

而码源系统用于申请码源、检查码源和传输码源，并导入码源、关联码源和镜像选择。

特别地，在本实施例中，所述主控制器61连接有用于控制所述主控制器61的通电或断电的电源控制器。该电源控制器是矩阵码喷印系统所有供电来源的总控制器，作用是给色标传感器、编码器、主控制器、墨路系统和喷印头供电。电源控制器要保证输入电压220v交流电，输出为30v直流电压，并保证在市政输电发生意外时提供8h稳定的供电。

所述矩阵码喷印系统6还包括用于照射所述喷印头64的喷印位置的固化灯65以及用于检测所述喷印头64的喷印位置的矩阵码信息的检测器66，所述固化灯65、所述检测器66均与所述主控制器61连接。作为优选，所述固化灯65为紫外固化灯，所述检测器66为照相检测器。

所述矩阵码喷印系统6还包括用于当所述检测器66检测到所述喷印头64的喷印位置的矩阵码信息有误时报警的报警器，所述报警器与所述主控制器连接。

其中，主控制器对走箱传输带2上的纸箱矩阵码图案进行紫外线照射，使矩阵码图案亮度鲜明清晰，增强其耐磨性，并通过主控制器控制紫外固化灯的频闪时间、长度、照射位置与照射频率，确保矩阵码喷码墨水的固化效果。

另外，照相检测器采用工业相机拍摄图片并通过以太网传输到其内部的检码系统，对出现的空码、糊码、错码、重码等任何喷码异常发送信号给主控制器，由主控制器控制报警器报警并停机。

在本实施例中，主控制器采用抗干扰信号较强的工业电脑，安装于走箱传输带2的操作侧，与硬件部分相连接进行数据通信。具体地，主控制器收集编码器和色标传感器的信息，驱动墨路系统和喷印头进行喷印；主控制器装有码源输入、防重码、码源关联、镜像选择、电压及色温等控制软件，以保证与网络的连接、喷码位置的准确，以及喷码浓度的可控。

作为优选，所述矩阵码喷印系统6还包括设置于所述走箱传输带2的下方的冷水机68，所述冷水机68与所述主控制器连接。

本发明的具有矩阵码喷印功能的瓦楞纸箱全自动粘箱系统，其可实现瓦楞纸箱矩阵码的高效喷印，结构简单、故障率小、自动化程度高，防错功能稳定。

如图3-6所示，具有矩阵码喷印功能的瓦楞纸箱全自动粘箱方法，包括以下步骤：

送纸：由送纸部1将瓦楞纸送入走箱传输带2上，经走箱传输带2向前传输；

涂胶：走箱传输带2将瓦楞纸送至涂胶部3处，经涂胶部3对需要粘接的边部涂胶处理；

折箱：经涂胶处理后的瓦楞纸由走箱传输带2送至折箱部4，由折箱部4对瓦楞纸进行折痕处理；

纸箱成型：经折箱处理后的瓦楞纸由走箱传输带2送至纸箱成型部5进行纸箱成型以及平整处理；

矩阵码喷印：经纸箱成型处理后的纸箱由走箱传输带2送至矩阵码喷印系统6处进行喷码处理；

计数：经喷码处理后的纸箱由走箱传输带2送至计数器7处计数；

打包：经计数后的纸箱由走箱传输带2送至打包机8进行打包处理。

进一步地，矩阵码喷印具体为：

打开电源控制器，使得主控制器61、墨路系统62、色标传感器63、喷印头64、固化灯65、检测器66、编码器67以及报警器通电；

主控制器61控制编码器67编码，并将编码导入码源系统中；

主控制器61控制喷印系统的色标传感器63进行喷印位置定位，直至喷印头64纸箱的喷印位置对齐喷印头64时，主控制器61控制墨路系统62为喷印头64供墨并控制喷印头64进行矩阵码喷印；同时，主控制器61控制固化灯65对喷印的矩阵码进行照射、检测器66对喷印的矩阵码进行检测，若检测器66检测喷印的矩阵码异常时发送信号至主控制器61，主控制器61控制报警器报警；否则，进行下一次喷印准备。

在本实施例中，矩阵码码源申请导入，具体为：

在矩阵码生产前，登录矩阵码生成软件，按客户订单信息申请码源。通过防重码软件分别对码源文件名及文件的全部内容进行重码检测，剔除重码，当重码数大于5时，重新申请码源。检测后的矩阵码可通过u盘、光纤或局域网进行传输，导入喷码主机软件数据库。

喷印系统操作，具体为：

喷码前，调整紫外固化灯位置，保证固化灯边缘靠近纸箱并且固化灯光线完全照射在矩阵码上，固化灯与纸箱表面允许有5-10mm偏差。

然后调整照相检测器位置，照相检测器安装于矩阵码喷印头，可通过调节矩阵码喷印头同步对照相检测器位置的调节。

检查编码器轮是否锁死，可以上下微动，避免皮带上下波动而轮子不能转动。然后取出喷印头上防护罩并取出专用清洁布放到喷印头下方的接墨盘，再将阀门旋转到墨路方向开始挤墨，当喷印头口出现墨滴时完成挤墨。

导入码源并关联数据库，矩阵码图案呈红色表示关联成功。

调整矩阵码清晰度及浓度，具体为：

调整喷印头底板与纸箱表面保持水平，间隙保持在1～2mm；标准温度40℃，标准电压186v，温度范围35-43℃，喷印头电压140-200v(温度或电压越高喷码黑度越深)。待位置调整正确及喷码清洗方可进行生产。

喷印异常处理，具体为：

由于各种原因，生产进行过程中会产生喷印的异常，包括换单、断电、机械故障、软件故障、产品故障等，此时必须通过规范操作，查找最后一个矩阵码的喷印序号及所对应的距阵码编号，做出有效记录。

当重新开机生产该订单时，将此喷印序号通过屏幕标识，输入主控制器，通过系统中的防重码设置软件对矩阵码编号进行核对后方可生产。

本发明的具有矩阵码喷印功能的瓦楞纸箱全自动粘箱系统，其具有如下优势：

1.生产线合三为一：将现有在分页机、矩阵码喷印系统、全自动粘箱机上生产的三道工序整合在一条瓦楞纸箱全自动粘箱系统的生产线上，减少了分页机投资成本及操作人员数量，节省了分页机和大量半成品的占地空间，消除了半成品混料风险，降低管理难度，同时也加快了生产周期及客户订单响应速度。

2.印刷精度高：采用uv颜料型专用墨水，可在牛卡纸基材上实现规格为21×21的矩阵码清晰喷印和快速干燥，矩阵码打印精度为300×600dpi，印刷精度c级以上，见表1：

(备注：d级精度及以上便可满足生产销售过程中的识读。该喷印系统打印精度可达到a级标准，由于瓦楞纸箱喷印基材限制，若是保证每一个矩阵码印刷精度都达到a级，必须加大喷印的分辨率，提高油墨耗量，增大生产成本，降低生产速度，实际使用意义不大。)

表1测试参数和分级值

注：表1来源于gb/t18284-2000《快速响应矩阵码》。

3.印刷速度快：传统分页机上的矩阵码喷印速度为每分钟喷印80个瓦楞纸箱，环境因素下稳定生产速度80m/min，而该矩阵码喷印系统喷印速度为每分钟喷印150个瓦楞纸箱，环境因素下稳定生产速度150m/min，合格率达到100％。

4.节约成本：相比于传统的一次性热发泡喷印头，可极大节省喷印成本，目前矩阵码成本可控制在0.007元/个，比原来降低近1/2的成本。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。