一种高精度彩喷机及其打印方法技术

本发明专利技术涉及一种高精度彩喷机，包括输送装置、喷印装置和PC机，所述输送装置用以输送硬币以预设的运动轨迹运动，所述PC机与输送装置、喷印装置相连，所述喷印装置包括打印车头和精度控制系统；所述精度控制系统，用于获取硬币的运动误差，并根据运动误差调整硬币的打印参数；所述打印车头，根据调整后的打印参数对硬币进行喷印操作。本发明专利技术的优点是能够有效提高硬币运动方向的打印精度，使硬币在X方向的打印精度可以控制在±0.1mm以内。

【技术实现步骤摘要】
一种高精度彩喷机及其打印方法
本专利技术涉及一种高精度彩喷机及其打印方法。
技术介绍
在硬币表面喷印带有色彩的图案时，一般是通过彩色喷印机来实现。彩色喷印机在打印过程中，对硬币的定位精度有着很高的要求，然而现有技术通常是通过调整硬币的姿态来实现定位的，尚不具备有效的打印定位手段，难以保证硬币在运动过程中的精度，打印精度控制偏差较大。据了解，现有的彩喷机主要依靠主编码器记录其X方向的位置信息，而主编码器受制于安装条件限制，只能安装在同步带从动轮上，并不能直接反馈出环形导轨上78个滑台的每一个滑台的运动轨迹，考虑到滑台与同步带之间采用软性连接，二者存在间隙，且同步带在从动轮上也会存在打滑现象和塑性变形现象，因此由主编码器记录的滑台上硬币的运动位置信息存在较大误差，虽然已采用伺服电机整定后控制驱动同步带匀速运动，依然会存在单个滑台X运动方向±1mm左右的位移偏差，此误差直接反馈到打印精度上，造成打印精度只能控制在±1mm左右。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对现有技术存在的缺陷，提出一种高精度彩喷机及其打印方法，采用该设备及方法能够修正彩喷机的运动误差，使其打印精度控制在0.1毫米以内。为了达到以上目的，本专利技术提供了一种高精度彩喷机，包括输送装置、喷印装置和PC机，所述输送装置用以输送硬币以预设的运动轨迹运动，所述PC机与输送装置、喷印装置相连，用以接收输送装置或/和喷印装置采集的信号，并向输送装置、喷印装置发送控制信号，所述喷印装置包括打印车头和精度控制系统；所述精度控制系统，用于获取硬币的运动误差，并根据运动误差调整硬币的打印参数；所述打印车头，根据调整后的打印参数对硬币进行喷印操作。优选地，所述精度控制系统包括主编码器、定位相机、主光电以及若干个辅助光电，所述主编码器安装在环形轨道的同步带从动轮上并用于检测位于环形轨道上的滑台在X方向的运动距离；所述定位相机安装在打印车头的进口处，用于采集待喷印硬币的图像信息；所述主光电布置在定位相机的下方，所述辅助光电安装在打印车头的喷头模组处，当待喷印的硬币随着环形轨道运动至打印车头时依次触发所述主光电和辅助光电。本专利技术通过二次定位用的主编码器以及在打印车头的喷头处设置的辅助光电，对滑台上的硬币进行重新定位。这样，在主编码器计数后，硬币每通过一次辅助光电，主编码器需要重新进行计数，以修正其计算误差，使硬币的运动精度偏差控制在0.1毫米以内。优选地，所述辅助光电布置在喷头模组的喷头下方，所述定位相机、打印车头均布置在环形轨道的上方，所述主编码器、定位相机、主光电、辅助光电均与PC机相连。优选地，所述打印车头包括一组喷头模组，每个喷头模组上设有一个或两个喷头，每个喷头的下方对应布置有一个辅助光电。优选地，所述输送装置包括环形轨道以及驱动环形轨道运动的驱动机构，在所述环形轨道上设有一组用于承载硬币的滑台，并且所述滑台可沿环形轨道运动。优选地，在所述环形轨道上沿其输送方向依次设有旋转间隙进料工位、视觉定位工位、喷墨打印工位、彩色质量检查工位、合格品剔除工位以及不合格品输出工位，在所述合格品剔除工位处设有光油质量检查工位，在所述旋转间隙进料工位设有硬币进料装置，所述视觉定位工位设有精度控制系统的定位相机及配套光源，所述喷墨打印工位设有打印车头，所述彩色质量检查工位设有第一检查相机及配套光源，所述合格品剔除工位、不合格品输出工位分别设有拨币机构，所述光油质量检查工位设有第二检查相机及配套光源。本专利技术还提供一种高精度彩喷机的打印方法，包括以下步骤：将硬币置于输送装置，输送装置带动硬币以预设的运动轨迹运动；喷印装置中的精度控制系统获取硬币在输送过程中所产生的运动误差，并根据运动误差调整硬币的打印参数，打印车头根据调整后的打印参数对硬币进行喷印操作。上述彩喷机的精度控制方法，包括以下步骤：第一步、硬币设于滑台上并跟随环形轨道运动，硬币通过主光电触发定位相机采集硬币图像，以获得硬币图像与硬币模板之间的相对位置差值，同时记录主编码器的数值作为硬币通过主光电时在X方向的位置信息；转至第二步；第二步、硬币跟随滑台继续跟随环形轨道运动，当硬币进入喷头模组下方时，硬币通过喷头模组的辅助光电触发主编码器记录其数值作为硬币通过辅助光电时在X方向的位置信息；转至第三步；第三步、根据硬币图像与硬币模板之间的相对位置差值以及硬币通过主光电、辅助光电时在X方向的位置信息确定打印参数，喷头模组上与辅助光电对应的喷头根据打印参数对硬币喷印图纹。所述第一步中，硬币通过主光电时触发主光电，主光电发送触发信号至PC机，然后PC机控制定位相机拍照采集运动中的硬币图像，PC机比较采集的运动中硬币的图像与PC机中储存的硬币模板，得到运动中的硬币相对于PC机中预存的硬币模板之间的相对位置差值，该相对位置差值包含硬币在X、Y方向上的相对差值以及硬币的旋转角度差值，分别记为ΔX、ΔY和Δθ；硬币通过主光电时，PC机控制主编码器记录其此时的数值作为硬币通过主光电时在X方向的位置信息，记为X1。所述第一步中，获取运动中硬币相对于PC机中预存的硬币模板之间的相对位置差值的具体方法如下：将硬币在检测图像中的中心位置x、y与模板图像中硬币的中心位置x1、y1进行比较，以计算出X、Y偏移，即Δx、Δy，Δx＝x-x1Δy＝y-y1同时图像特征区域通过图像极坐标转换，将二维数据转换为一维数据，然后与同样处理过的一维模板数据进行NCC模板匹配，以计算其水平方向的偏差，该偏差值就代表了角度偏移Δθ(即Δθ＝NCC)，其中，Nrows、Ncols分别表示检测图像与模板图像的行列数量，v1(k，l)、v2(k，l)分别表示检测图像与模板图像在(k,l)点的像素值，分别表示检测图像和模板图像平均灰度值，σ2(v1)、σ2(v2)分别表示检测图像与模板图像像素值的方差。上述所述图像极坐标转换，就是将硬币具有代表特征的圆环区域转换为一张长条图像，这样硬币的角度信息就转换到了图像的水平方向偏移，转换后的图像与转换前图像之间的关系可通过计算笛卡儿坐标为中心的极坐标变换时(θ,r)来表示,其计算公式为：其中r代表半径，θ代表角度。本专利技术将图像信息由平面坐标转换到极坐标系统，成功将二维运算降低到一维运算，大大降低了定位算法的运算时间，算法效率更高，能够实现精度更高的定位需求，达到0.02mm的定位精度，满足设备连续在线运行。所述第二步中，硬币通过辅助光电时触发辅助光电，辅助光电发送触发信号至PC机，然后PC机控制主编码器记录其此时的数值作为硬币通过辅助光电时在X方向的位置信息，记为X2。所述第三步中，将硬币从主光电到辅助光电的X方向的运动距离记为S，硬币通过辅助光电时，其预计位置信息为S1，实际位置信息为S2，根据下式计算硬币通过辅助光电时的预计位置和实际位置，S1＝X1+S(1)S2＝X2(2)然后，将硬币通过辅助光电时的实际位置与预计本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高精度彩喷机，包括输送装置、喷印装置和PC机，所述输送装置用以输送硬币以预设的运动轨迹运动，所述PC机与输送装置、喷印装置相连，其特征在于：所述喷印装置包括打印车头和精度控制系统；所述精度控制系统，用于获取硬币的运动误差，并根据运动误差调整硬币的打印参数；所述打印车头，根据调整后的打印参数对硬币进行喷印操作。/n

【技术特征摘要】
1.一种高精度彩喷机，包括输送装置、喷印装置和PC机，所述输送装置用以输送硬币以预设的运动轨迹运动，所述PC机与输送装置、喷印装置相连，其特征在于：所述喷印装置包括打印车头和精度控制系统；所述精度控制系统，用于获取硬币的运动误差，并根据运动误差调整硬币的打印参数；所述打印车头，根据调整后的打印参数对硬币进行喷印操作。


2.根据权利要求1所述一种高精度彩喷机，其特征在于：所述精度控制系统包括主编码器、定位相机、主光电以及若干个辅助光电，所述主编码器安装在环形轨道的同步带从动轮上并用于检测位于环形轨道上的滑台在X方向的运动距离；所述定位相机安装在打印车头的进口处，用于采集待喷印硬币的图像信息；所述主光电布置在定位相机的下方，所述辅助光电安装在打印车头的喷头模组处，当待喷印的硬币随着环形轨道运动至打印车头时依次触发所述主光电和辅助光电。


3.根据权利要求2所述一种高精度彩喷机，其特征在于：所述辅助光电布置在喷头模组的喷头下方，所述定位相机、打印车头均布置在环形轨道的上方，所述主编码器、定位相机、主光电、辅助光电均与PC机相连。


4.根据权利要求3所述一种高精度彩喷机，其特征在于：所述打印车头包括一组喷头模组，每个喷头模组上设有一个或两个喷头，每个喷头的下方对应布置有一个辅助光电。


5.根据权利要求4所述一种高精度彩喷机，其特征在于：所述输送装置包括环形轨道以及驱动环形轨道运动的驱动机构，在所述环形轨道上设有一组用于承载硬币的滑台，并且所述滑台可沿环形轨道运动。


6.根据权利要求5所述一种高精度彩喷机，其特征在于：在所述环形轨道上沿其输送方向依次设有旋转间隙进料工位、视觉定位工位、喷墨打印工位、彩色质量检查工位、合格品剔除工位以及不合格品输出工位，在所述合格品剔除工位处设有光油质量检查工位，在所述旋转间隙进料工位设有硬币进料装置，所述视觉定位工位设有精度控制系统的定位相机及配套光源，所述喷墨打印工位设有打印车头，所述彩色质量检查工位设有第一检查相机及配套光源，所述合格品剔除工位、不合格品输出工位分别设有拨币机构，所述光油质量检查工位设有第二检查相机及配套光源。


7.基于权利要求1至6任一项所述高精度彩喷机的打印方法，其特征在于，包括以下步骤：
将硬币置于输送装置，输送装置带动硬币以预设的运动轨迹运动；
喷印装置中的精度控制系统获取硬币在输送过程中所产生的运动误差，并根据运动误差调整硬币的打印参数，打印车头根据调整后的打印参数对硬币进行喷印操作。


8.根据权利要求7所述高精度彩喷机的打印方法，其特征在于，所述精度控制系统获取硬币在输送过程中所产生的运动误差，并根据运动误差调整硬币的打印参数，具体方法如下：
第一步、硬币设于滑台上并跟随环形轨道运动，硬币通过主光电触发定位相机采集硬币图像，以获得硬...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓春，张强，王磊，王子晖，
申请(专利权)人：南京中钞长城金融设备有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32