光电一体化分布式智能印控仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种光电一体化分布式智能印控仪。包括机箱、运动机构、控制器、门控、印章连接器、印章、机芯框架，机芯框架采用铝制材质制成，在机箱后门上设有应急开关、应急外加电源适配器插孔，应急开关和应急外加电源适配器插孔均与控制器电连接。本实用新型采用了铝型材组装的支架支撑，从而大大减轻了整机的重量，系统结构和刚度均未降低，使设备搬运更为方便。对系统控制软件进行了优化设计，使得盖印速度大为加快，本实用新型在产品箱体后门上加装了应急开关和应急电源输入插孔，在设备意外死机状态下可以用外接应急电源开启舱门电子锁，以方便对设备进行维修操作，从而避免了非正规操作开启设备舱门对箱体结构所造成的损坏。
【专利说明】
光电一体化分布式智能印控仪
技术领域
[0001]本实用新型属于机械式自动盖章设备领域，尤其涉及一种光电一体化分布式智能印控仪。
【背景技术】
[0002]金融行业、建筑行业及其他跨区域大型企业集团由于业务网点分散，业务量巨大，每天均有大量的文件、合同等需进行盖印确认作业，对安全用印及印章的封闭化管理需求迫切。由此智能印控仪应运而生，国内第一台相关设备在2003年5月面市。目前已有东方金鹰、深圳银之杰、汇金科技等10余家公司批量生产印控仪设备。为了用印安全起见，市面上所有的印控仪产品机箱均采用全封闭式结构，只有机柜左侧为取、放置印章开了一个用电子锁控制的小门，后门也可由电子锁开启以方便对设备内部系统进行维护、保养。上述结构存在一个隐患，即如因意外情况造成系统死机则机柜无法通过正常方法开启舱门进行复位等维修操作，要进行维护只能用非正规操作开启舱门，此举势必对机箱结构造成损坏影响设备后续使用。由于伺服传动机构采用的步进马达体积无法小型化，再加之印章存放架占用的空间也较大，所以整体设备体积和总重量均较庞大，难以做到小型化。受控制软件的制约，盖印的速率也比较慢(约1.5?2.8分钟完成一次盖印动作)。对产品的使用推广有所制约。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是针对现有印控仪系统死机无法通过正常方式开启而提供的一种光电一体化分布式智能印控仪。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是:
[0005]光电一体化分布式智能印控仪，包括机箱、运动机构、控制运动机构运行的可编程运动控制器、门控、印章连接器、印章、机芯框架，所述的机芯框架采用铝制材质制成，在机箱后门上设有应急开关、应急外加电源适配器插孔，应急开关和应急外加电源适配器插孔均与控制器电连接。
[0006]所述的印章连接器包括固定板、导向杆、调节弹簧、压力调节传感器、印章检测传感器组、卡珠接头、卡珠接头插头、印章套筒、调平弹簧，印章内嵌在印章套筒内，调平弹簧设于印章套筒与印章卡珠接头之间，在印章检测传感器组的下端设有卡珠接头插头，印章卡珠接头插接印章卡珠插头上，导向杆设在固定板与印章检测传感器组之间，导向杆外部设有调节弹簧，固定板安装在运动机构上。
[0007]在机箱内设有视频采集元件、照明灯组及记录盖印的存储器，视频采集元件采集图像经过预处理后一方面作为定位计算的基准，另一方面作为盖印证据记录。
[0008]印控仪运动机构采取三自由度直角坐标机器人方式，即运动机构按照运动轴向分为互相垂直的X轴、Y轴、Z轴。X、Y轴运动模组采用同步带传动系统，Z轴采用滚珠丝杆传动副，运动平稳、可靠，运动精度高(最小位移量为0.025mm)。3轴的运动均由57步进电机完成，电机动作由可编程运动控制器(PMC)通过向各个轴的驱动器发出指令信号进行控制。通过三轴的组合运动，可以精确定位印控仪有效空间中的任意一点。在X、Y、Z三个轴的O点(即起始点)及运动极限点传感器的基础上，增加了各轴的原点传感器，精确定义了运动机构的原点坐标位置，从而避免了设备初始化时不能准确对准原点(即印泥盘的中心点)而导致机构位移错乱的隐患，也减掉了操作软件中对此的补偿计算程序段，简化了程序内容。运动机构采用伺服系统控制驱动，伺服系统由伺服驱动器和步进电机组成。本系统采用位置开环控制方式，伺服驱动器采用高速步进电机驱动器，驱动器接受来自控制器的脉冲信号驱动步进电机转动。
[0009]控制系统主要功能是与控制软件通信，根据控制软件的指令，将参数转换成合适的电信号输出给伺服系统或各执行器件，并能够采集传感器信号反馈给控制软件。具体包括以下几项主要功能:
[0010]I)与控制软件通信，接受控制软件指令。
[0011 ] 2)与伺服系统通信，控制伺服控制器驱动机构运动。
[0012]3)采集限位保护信号。
[0013]4)输出驱动门控及照明器件。
[0014]5)信号隔离与保护。
[0015]控制器采用嵌入式三轴步进电机控制器，提供12路信号输入和8路NPN型集电极开路输出，每控制轴提供独立的“方向信号”和“位置脉冲”输出以便与驱动器匹配。接近传感器采用NPN集电极开路型金属感应传感器，轴原点传感器采用NPN集电极开路型光电传感器。轴原点传感器重复响应误差小于0.05mm。为保护控制器，提高输出功率，控制器输出采用光隔离继电器板驱动执行器件。印章检测传感器采用微动开关，由于控制器输入为低电平有效，微动开关触点分别与控制器信号输入端和信号地相连，当微动开关接通时表示检测到印章接触信号。为保证控制系统各部分之间的安全隔离，采用多电源方式，分别给控制器、传感器以及执行器件供电。其中，控制器和传感器采用同一24V电源，电控锁和照明电路米用同一电源。
[0016]印控仪所有门采用电控方式，控制器发出的指令信号通过继电器隔离驱动电控锁。箱内照明采用LED光源，保证光源长时寿命。箱体和运动机构支撑座是一整体，其强度设计满足机构运动要求。
[0017]系统控制软件整体分为:界面交互、数据库管理、视频采集、图像处理、机构控制、本地日志记录6大部分。数据库采用轻量级Access数据库系统构建，存储机构参数、盖印文档记录、用户权限分配等数据;视频采集模块采用DirectShow技术捕获摄像头图像;图像处理模块对图像进行修正以保证机构位移计算的准确度;机构控制模块通过C++编写的动态链接库直接与运动控制器通信，并实现基本的运动控制逻辑;本地日志模块实现对机构运动情况进行实时记录，以便于问题分析。
[0018]本实用新型的有益效果:本实用新型对机芯框架进行了全新设计，采用了40X40铝型材组装的龙门支架支撑3轴运动模组及系统其它硬件结构，由于铝的比重只有碳素钢的1/3，从而大大减轻了整机的重量，系统结构和刚度均未降低，使设备搬运更为方便。此种铝型材机芯框架结构为国内同类设备首次采用，系首创设计。对系统控制软件进行了优化设计，使得盖印速度大为加快，平均最大盖印速度达1秒，提高了工作效率。本发明3轴运动部件上各加装了一个原点位置传感器，使系统原点的重复定位精度达到了0.05mm，同时省去了控制软件中对系统原点的反复定位计算程序段，简化和改进了系统控制程序。本发明在产品箱体后门(或称后盖板)上加装了应急开关和应急电源输入插孔，在设备意外死机状态下可以用外接应急电源开启舱门电子锁，以方便对设备进行维修操作，从而避免了非正规操作开启设备舱门对箱体结构所造成的损坏。对设备整机结构进行了优化设计，整体结构简单、美观，工作可靠。生产制造成本也大大节约，便于推广普及。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型印控仪系统组成框图；
[0020]图2为本实用新型印控仪的外部结构示意图；
[0021 ]图3为本实用新型机芯框架的结构示意图；
[0022]图4为本实用新型中印章连接器的结构示意图；
[0023]图5为控制系统的原理图；
[0024]图6为伺服系统的原理框图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合实施例对本实用新型做进一步说明。
实施例
[0026]如图1-图6所示，光电一体化分布式智能印控仪，包括机箱、运动机构、控制运动机构运行的可编程运动控制器、门控、印章连接器、印章、机芯框架，值得注意的是所述的机芯框架采用铝制材质制成，在机箱后门上设有应急开关、应急外加电源适配器插孔，应急开关和应急外加电源适配器插孔均与控制器电连接。所述的印章连接器包括固定板、导向杆、调节弹簧、压力调节传感器、印章检测传感器组、卡珠接头、卡珠接头插头、印章套筒、调平弹簧，印章内嵌在印章套筒内，调平弹簧设于印章套筒与印章卡珠接头之间，在印章检测传感器组的下端设有卡珠接头插头，印章卡珠接头插接印章卡珠插头上，导向杆设在固定板与印章检测传感器组之间，导向杆外部设有调节弹簧，固定板安装在运动机构上。在机箱内设有视频采集元件、照明灯组及记录盖印的存储器，视频采集元件采集图像经过预处理后一方面作为定位计算的基准，另一方面作为盖印证据记录。
[0027]系统控制软件是印控仪的控制核心，其主要功能如下:
[0028]I)与控制系统通信实现对运动机构的控制，以及各种状态量的检测与输出。
[0029]2)与视频采集系统通信实现图像捕捉与修正、运动位移计算。
[0030]3)系统用户管理、权限控制。
[0031]4)信息数据采集与管理。
[0032]视频采集元件为盖印坐标定位提供计算基准图像。印控仪视频采集采用高清USB摄像头，摄像头采集的图像经过预处理后，一方面作为定位计算的基准，另一方面作为盖印证据记录。作为系统安全的一部分，印控仪所有门采用电控方式，控制器发出的指令信号通过继电器隔离驱动电控锁。箱内照明采用LED光源，保证光源长时寿命。箱体和运动机构支撑座是一整体，其强度设计满足机构运动要求。
[0033]以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本领域内普通的技术人员的简单更改和替换都是本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.光电一体化分布式智能印控仪，包括机箱、运动机构、控制运动机构运行的可编程运动控制器、门控、印章连接器、印章、机芯框架，其特征在于:所述的机芯框架采用铝制材质制成，在机箱后门上设有应急开关、应急外加电源适配器插孔，应急开关和应急外加电源适配器插孔均与控制器电连接。2.根据权利要求1所述的光电一体化分布式智能印控仪，其特征在于:所述的印章连接器包括固定板、导向杆、调节弹簧、压力调节传感器、印章检测传感器组、卡珠接头、卡珠接头插头、印章套筒、调平弹簧，印章内嵌在印章套筒内，调平弹簧设于印章套筒与印章卡珠接头之间，在印章检测传感器组的下端设有卡珠接头插头，印章卡珠接头插接印章卡珠插头上，导向杆设在固定板与印章检测传感器组之间，导向杆外部设有调节弹簧，固定板安装在运动机构上。3.根据权利要求2所述的光电一体化分布式智能印控仪，其特征在于:在机箱内设有视频采集元件、照明灯组及记录盖印的存储器。
【文档编号】B41K3/62GK205615188SQ201620265383
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年4月1日
【发明人】余晨飞, 李桥, 范伟, 王正华, 梁少富
【申请人】四川通恒中科信息技术有限公司