本发明涉及机械设备领域，具体涉及一种集卷式发票号段定位、解析、发放和回收为一体的设备。
背景技术：
目前我国增值税普通纸质发票、增值税专用纸质发票、定额纸质发票、卷式纸质发票、电子发票并存，餐饮、零售等服务行业普遍使用卷式纸质发票。卷式发票发售时需要解析每卷发票上的发票号段，并将号段上传税局“金三”系统进行比对，比对通过方可正常售出。目前这一工作均由税局服务大厅窗口工作人员逐卷手工扫描发票号段解析，效率较低，纳税人领票等候时间长，且无法实现24小时自助领取。
现有技术中《自助销售卷式发票的装置》(公开号cn201210568000.2)公开了一种自助销售卷式发票的装置，其包括：货道，用于放置发票纸卷；料碗，用于安装在所述货道的底部，嵌入所述货道中的最底部的一个发票纸卷，当购票用户成功购买发票纸卷后，料碗内的直流电机带动所述料碗旋转，将所述货道中的最底部的一个发票纸卷导出；料斗，用于安装在所述料碗的下方，接住所述料碗导出的发票纸卷。该装置虽然实现了发票的自助销售，但运行效率低，发放精度不高。
另，现有技术中《平推式卷式发票自动售票机》(公开号cn201320668504.1)公开了一种平推式卷式发票自动售票机，其包括：多个并排设置的票仓、阻票片、u型槽、翻斗碗与条码识读器，票仓模块中的卷式发票向开口顺序供应，通过阻票片之后掉落至u型槽与翻斗碗中，u型槽中的卷式发票也可在推票板的推送下进入所述翻斗碗，所述翻斗碗承接卷式发票后，其中的纸将尽探测器将检测到卷式发票，然后令滚轮带动卷式发票在翻斗碗内旋转，以供条码识读器获取旋转中的卷式发票的编码信息，售票机将所述编码信息与购买人的信息进行关联后，实现售票。该装置储票量较少，经常需要人工更换。
技术实现要素：
本发明主要针对上述不足，提出了一种集发票号段定位解析、发放和回收的卷式发票发售模组。
本发明通过以下技术方案来实现：
一种集发票号段定位解析、发放和回收的卷式发票发售模组，包括：模组骨架、票槽、plc控制器、传动装置、五轴高速机械手、传感器、发票发售/回收导槽和发票回收仓；所述票槽在所述模组骨架内部，所述plc控制器控制所述五轴高速机械手移动；所述发票发售/回收导槽和发票回收仓安装在所述模组骨架的下方。
进一步的，所述五轴高速机械手包括x轴、y轴、z轴、发票旋转驱动轮、票夹张合步进电机、票夹、票夹盘、可见光字符定位模块和发票旋转步进电机；所述x轴、y轴、z轴、发票旋转驱动轮和票夹张合步进电机同步运动，所述发票旋转驱动轮和票夹张合步进电机安装在所述票夹一侧；所述可见光字符定位模块包括可见光字符定位模块传感器和可见光字符定位模块主板，所述可见光字符定位模块传感器安装在所述票夹后方；所述可见光字符定位模块主板安装在发票号段解析摄像头上方；
进一步的，所述票槽采用多层、多列票槽设计，前段具有票槽有无票传感器和票槽前端挡板，票槽前端特有的凹陷设计，既实现了票夹盘最大化，又有效解决了每槽第一卷发票滚落时弹跳出槽的问题。
进一步的，所述传动装置包括同步带、同步轮、张紧轮、导轨、滑块、坦克链、伺服电机；所述同步带包括x轴同步带和y轴同步带；所述同步轮包括x轴同步轮和y轴同步轮；所述导轨包括x轴导轨和y轴导轨；所述滑块包括x轴滑块；所述伺服电机包括x轴伺服电机、y轴伺服电机、z轴伺服电机和伺服电机驱动器。
进一步的，所述传感器包括x轴原点传感器、y轴原点传感器和z轴原点传感器。
有益效果：
1、多层、多列票槽设计，在较小的空间内实现了12层4列票槽设计，最大储票量可达240卷，很好地解决了现有技术储票量不足的问题。
2、每个票槽前段装配一组传感器，以轮询方式检测票槽是否存储有发票。准确判断票槽是否有余票，工作人员任何时间向模组票槽中添加发票均不影响其判断。
3、模组兼容57mm、76mm两种卷式发票的发售。
4、模组采用自主研发的五轴高速机械手，x轴、y轴、z轴及发票旋转、票夹收张同步运动，抓取卷票精度高。
5、模组采用就近停靠、就近取票、斜向运动的策略，平均5秒可完成一卷发票的抓取、定位、拍摄、比对、发放，出票效率高。
6、票槽前端特有的凹陷设计，既实现了票夹盘最大化，又有效解决了每槽第一卷发票滚落时弹跳出槽的问题。
7、模组设计有可见光字符定位模块，巧妙的设计能避开卷票表面合格证、下层透射字符的干扰，在发票旋转过程中准确定位字符位置，让发票号段正对发票号段解析摄像头，解析精度高、效率高。
8、可见光字符定位传感器在票夹范围内，实现了水平方向任意位置安装，以适应不同省市卷式发票发票号号段印刷位置差异的定位需求。
9、设计有发票回收仓，验证无法通过的发票进入回收仓，有利于发票管控。
10、本模组设计有门开关接口，终端设计的门开关开关量信号可直接接入，实现开门停机，杜绝模组运动给操作人员造成意外伤害。
附图说明
图1为卷式发票发售模组整体视图。
图2为卷式发票发售模组a-a剖面视图。
图3为卷式发票发售模组b-b剖面视图。
图4为卷式发票发售模组z轴、票夹、字符定位、拍照解析局部视图。
其中：1、模组骨架；2、票槽；3、y轴伺服电机；4、伺服电机驱动器；5、plc控制器；6、y轴同步带；7、y轴同步轮；8、张紧轮；9、y轴导轨；10、滑块；11、y轴原点传感器；12、坦克链；13、x轴伺服电机；14、x轴同步轮；15、x轴同步带；16、z轴伺服电机；17、x轴导轨；18、x轴滑块；19、票夹；20、发票旋转驱动轮；21、票夹张合步进电机；22、票夹盘；23、可见光字符定位传感器；24、可见光字符定位主板；25、发票号段解析摄像头；26、票槽有无票传感器；27、发票发售/回收导槽；28、发票回收仓；29、x轴原点传感器；30、发票旋转步进电机；31、z轴原点传感器；32、票夹原点传感器；33、票槽前端挡板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
本实施例的一种集发票号段定位解析、发放和回收的卷式发票发售模组，包括：模组骨架1、票槽2、plc控制器5、传动装置、五轴高速机械手、传感器、发票发售/回收导槽28和发票回收仓29；所述票槽2在所述模组骨架1内部，所述plc控制器5控制所述五轴高速机械手移动；所述发票发售/回收导槽28和发票回收仓安装在所述模组骨架29的下方。图1为卷式发票发售模组整体视图。
所述五轴高速机械手包括x轴、y轴、z轴、发票旋转驱动轮20、票夹张合步进电机21、票夹19、票夹盘22、可见光字符定位模块和发票旋转步进电机30；所述x轴、y轴、z轴、发票旋转驱动轮20和票夹张合步进电机21同步运动，所述发票旋转驱动轮20和票夹张合步进电机21安装在所述票夹19一侧；所述可见光字符定位模块包括可见光字符定位模块传感器23和可见光字符定位模块主板24，所述可见光字符定位模块传感器23安装在所述票夹19后方；所述可见光字符定位模块主板24安装在发票号段解析摄像头25上方；图2为卷式发票发售模组a-a剖面视图。图3为卷式发票发售模组b-b剖面视图。
所述票槽采用多层、多列票槽设计，前段具有票槽有无票传感器和票槽前端挡板，票槽前端特有的凹陷设计，既实现了票夹盘最大化，又有效解决了每槽第一卷发票滚落时弹跳出槽的问题。
图4为卷式发票发售模组z轴、票夹、字符定位、拍照解析局部视图。所述传动装置包括同步带、同步轮、张紧轮、导轨、滑块、坦克链、伺服电机；所述同步带包括x轴同步带和y轴同步带；所述同步轮包括x轴同步轮和y轴同步轮；所述导轨包括x轴导轨和y轴导轨；所述滑块包括x轴滑块；所述伺服电机包括x轴伺服电机、y轴伺服电机、z轴伺服电机和伺服电机驱动器。
所述传感器包括x轴原点传感器、y轴原点传感器和z轴原点传感器。
本实施例还公开了一种集发票号段定位解析、发放和回收的卷式发票发售方法：
1、接收取票指令：模组通过串口接收到上位机取票指令；
2、票槽余票判断：各票槽有无票传感器(红外遮挡检测)检测各票槽是否有余票；
3、票夹移动至取票位置：plc通过控制器驱动x、y轴电机协同工作，票夹快速移动至距当前停留位置最近、且有余票的票槽位置。
4、伸出票夹抓取发票：z轴伺服电机旋转驱动票夹伸向票槽第一卷发票，z轴运动到位后，票夹张合步进电机旋转驱动票夹做夹紧动作，票夹在票夹盘中心引导凸台的引导下，准确、牢固夹紧发票。与此同时，可见光字符定位传感器向plc反馈票夹是否成功抓取发票，否则再次抓取。确认发票成功抓取后，y轴伺服电机动作，驱动票夹上升一定高度，使票夹中的发票避开票槽前段的挡板干涉。上升动作结束后，z轴电机旋转驱动票夹收回。抓取发票动作完成。
5、发票号段位置确定与拍摄：与第4步同时，发票旋转步进电机及可见光字符定位传感器同步启动，当传感器扫描到发票号段字符时，输出微弱电流，通过采样电阻转换成采样电压，经过一级集成运放放大，输出至电压比较器的正级，负极通过可调电位器设置参考电压，电压比较器的输出经过mos管输出开关量信号，可见光字符定位主板向模组plc发送开关量信号，plc根据预设延时量控制发票旋转步进电机再旋转一定角度，使发票号段正对发票号段解析摄像头时停止转动，完成发票号段定位、拍摄动作。
6、发票号段解析：发票解析摄像头将拍摄到的发票号段通过上位机与税局核心征管系统之“金三系统”比对。
7、发票发放与回收：
若比对成功：plc同时控制x轴、y轴快速运动至终端出票口位置(这一位置可视终端机柜设计灵活调整)，票夹张合步进电机旋转驱动票夹做松开动作，发票落入发票发售/回收导槽，发票经过具有一定倾斜角度的导槽自由滚落，最终从终端发票出口出票。
若比对不成功：plc同时控制x轴、y轴快速运动至模组发票回收仓位置，票夹张合步进电机旋转驱动票夹做松开动作，发票落入发票发售/回收导槽，发票经过具有一定倾斜角度的导槽自由滚落，发票最终落入发票回收仓中。
以上的实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何非实质性改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。