一种牲畜胴体表皮喷码打标方法及相应地喷码机

技术领域

本发明涉及一种牲畜胴体表皮喷码打标方法及相应地喷码机，属于食品安全溯源技术领域。

背景技术

目前在屠宰后的畜禽胴体体表上标识印记，主要是采用加盖图章的方法，这种方式不美观，对畜禽胴体体表污染严重，影响产品的流通。所加盖的标记只能是简单重复的信息，不能随个体变换信息内容。这样的标记不能真实的反映出被屠宰畜禽胴体信息。为了防止上面的问题，现有市场上推出了针对猪肉胴体表皮灼刻的激光灼刻打标方法，还有正在研发的喷墨打标方法。

本申请人的“一种牲畜胴体表皮打标装置、系统及打标方法”发明专利申请，其申请号为201811476271.9，申请日为2018年12月4日，公开了一种牲畜胴体表皮打标装置，所述装置包括，赋码单元和喷码单元，所述赋码单元读取存储在本地或者服务器上的牲畜表皮打标数据，生成相应的喷印图像；所述喷码单元包括墨水喷嘴，所述墨水喷嘴将所述喷印图像喷在所述牲畜胴体表皮上。采用该技术方案后，牲畜胴体表皮尤其是生猪胴体表皮的喷码可以自动进行，喷码内容动态可定制，喷码过程速度快，喷码图像醒目，整个设备成本低，由于可以喷印二维码，牲畜胴体的流转可以完全做到可追溯，保障食品安全。

本申请人的“一种牲畜胴体打标装置和打标方法”发明专利申请，其申请号为201910834711.1，申请日为2019年09月05日，公开了一种牲畜胴体打标装置，包括机箱部和打标部，所述机箱部至少包括供墨单元、供电单元、主控单元、网络单元以及赋码单元，所述打标部至少包括喷码单元，所述机箱部与打标部通过墨管、供电线以及数据线相连，所述打标部还包括牲畜胴体检测结果输入单元，所述赋码单元将所述输入的检测结果生成喷印图像数据，所述喷码单元按所述喷印图像数据喷印牲畜胴体。采用本发明的牲畜胴体打标装置和打标方法，在牲畜胴体表皮可以取代现有屠宰场静态的辊筒或者印章打标的方法，能够清晰、快速、动态的将检验检疫信息及溯源信息打标到牲畜胴体打标，并能够以二维码的形式在牲畜胴体表皮实时动态打标，并适应手动和机器人两种打标方式。

本申请人的“一种牲畜胴体打标方法和打标装置”发明专利申请，其申请号为201910685634.8，申请日为2019年07月27日，公开了一种牲畜胴体打标方法，所述方法包括，监测步骤，监测屠宰生产线上牲畜胴体打标结果，在后台数据库记录打标结果为未打标或者打标质量差的牲畜胴体；定位步骤，确定所述打标结果为未打标或者打标质量差的牲畜胴体在所述屠宰生产线上的位置；编码确定步骤，确定所述定位步骤中被定位的牲畜胴体的编码信息；补打步骤，补充打标设备根据所述定位结果和所述编码信息，完成对所述牲畜胴体的补充打标。采用本发明的提供的牲畜胴体打标方法和打标装置后，可以在自动打标设备未成功打标或者打标质量差时，快捷的定位该牲畜胴体，获取该牲畜胴体的编码信息并完成补打操作。

但是，在上面的方法中，还有很多打标实际操作中的问题需要考虑。首先，由于猪的品种、养殖周期等不同，猪白条的体长会相差较大，长的超过2米，短的1米都不到，在传统的辊筒章印制过程中，由于是连续不断的滚动式重复印制检疫章，这个问题并不存在，但是在用喷码机印制的过程中，由于喷码机的喷印内容长度是预先固定设置的，如果设置的长度较长，则导致设置的内容喷不完，如果设置的长度较短，则导致喷印内容沿猪身长方向覆盖率较低。

其次，由于喷码机需要喷印溯源二维码，并要保证溯源二维码的数量及识读率，其喷印位置和喷印数量需要得到保证，如果设置的图案喷印长度与猪白条的体长不匹配，会导致实际喷印的二维码数量减少，二维码的识读率降低。

还有，在传统的辊筒章印制过程中，由于是连续不断的滚动式重复印制检疫章，滚印结束后，印制图案也就结束了，最后的检疫章图案不完整也没关系。但是，采用喷墨喷码印制时，如果设定的图案没有喷完，如果没有主动终止，下次喷印时，该图案需要先喷完才能进行下一次喷印。

发明内容

本发明的目的是提供一种牲畜胴体表皮喷码打标方法及相应地喷码机，可以动态的根据不同的牲畜胴体外形来动态生成打标图案，适应不同的牲畜胴体外形，并且根据异常情况来自动结束当次喷印。

为了完成上述发明目的，本发明提供一种牲畜胴体表皮喷码打标方法，所述方法包括，获取待打标牲畜胴体的特征信息；根据所述特征信息规划打标图形；根据所述打标图形生成打标图像；将所述打标图像发送到喷码单元并喷印到所述待打标牲畜胴体表皮。

更进一步，所述方法还包括，所述喷印开始后，判断所述喷印是否结束，如果结束，则停止喷印，并清除所述喷码单元中的所述打标图像信息。

更进一步，所述方法还包括，检测所述喷码单元对应的喷码机的滚轮与所述牲畜胴体表皮是否松开，如果松开，则停止喷印。

更进一步，所述方法还包括，通过检测所述滚轮是否停止滚动来检测所述滚轮与所述牲畜胴体表皮。

更进一步，所述方法还包括，所述特征信息包括所述待打标牲畜胴体的体长信息。

更进一步，所述打标图形包括打标长度、溯源二维码数量及二维码尺寸。

更进一步，根据所述特征信息以及所述打标图形的尺寸动态计算所述打标图形的组成。

更进一步，所述方法还包括，根据所述特征信息选择对应的系统预设的打标图形。

更进一步，所述打标图形由复数个重复的短图形组成，根据所述特征信息规划所述短图形的重复次数。

本发明还提供一种应用所述牲畜胴体表皮喷码打标方法的喷码机。

更进一步，所述喷码机安装有按压传感器，所述按压传感器检测所述喷码机是否从牲畜胴体表皮上移开。

采用本发明的技术方案后，可以动态的根据不同的牲畜胴体外形来动态生成打标图案，适应不同的牲畜胴体外形特征，并且根据异常情况来自动结束当次喷印，从而保障牲畜胴体的正确追溯，保障食品安全。

附图说明

图1为本发明的应用示意图；

图2为本发明的打标效果示意图；

图3为针对体长比较长的猪设定的打标图案；

图4为针对体长中等的猪设定的打标图案；

图5为针对体长较短的猪设定的打标图案；

图6为本发明的喷码机的功能模块示意图；

图7为本发明的喷码图案规划表；

图8为本发明根据白条长度打标的流程图；

图9为本发明喷码图形各个组成部分的图形参数信息。

具体实施方式

下面结合附图来详细说明本发明的实施方式。

图1为本发明的应用示意图。生猪胴体二分体2表皮内侧为挡板1，用来稳定生猪胴体二分体2的运动和姿态。生猪胴体二分体2表皮外侧为喷码机4和喷码机4的喷嘴3，喷码机4包括喷嘴3和定高滚轮以及同步轮。由于猪肉表皮不平整以及猪肉的厚度也不同，当生猪胴体二分体2运动至喷码打标工位，通过将喷码机4贴到生猪胴体二分体2表皮外侧，然后喷码机4向下运动，向表皮施加一定的压力，使喷嘴3动态地贴近生猪胴体表皮，从而完成喷码打标过程。

图2为本发明的打标效果示意图。屠宰生产线沿着轨道向前滑动，挂钩挂着生猪胴体二分体向前运动，经过喷码打标，在左右二分体上各喷印出3组标记，一共6组，每组标记由检疫合格章，品检合格章以及溯源信息组成，溯源信息包括溯源二维码、溯源码以及溯源码查询网址。

正如前面背景技术所描述的那样，生猪有很多种类，进口品种有长白猪、杜洛克猪、皮特兰猪、汉普郡猪、苏白猪、等等，本地品种有内江猪、藏猪、金华猪、监利猪、等等，不同种类的猪出栏时的猪的体长也不一样，有的超过2米，有的不到1米，进口猪的体长比本地猪一般要长，体型更大。

为了更好的在猪白条上喷印规定的图案，需要根据不同猪种类去生成不同的图案并喷印。图3、图4和图5为针对不同长度的猪设定的不同的打标图案。打标图案包括品检章5，检疫章6，及溯源信息7组成，溯源信息包括溯源二维码、溯源码以及溯源码查询网址。品检章5和检疫章6主要是文字、字符串及图形等，容易分辨识别；溯源信息7中的溯源二维码用于扫码，对喷印质量要求较高，否则该二维码就不能成功扫码，整体扫码率就会明显下降，溯源信息7中的溯源码以及溯源码查询网址为字符串，容易分辨识别。打标图案的设计主要考虑喷印图像的完整度、扫码率以及图案的覆盖率等因素。

图3为针对体长比较长的猪设定的打标图案。首先是品检章5，然后是检疫章6，中间为数量较多的溯源信息7，结尾是品检章5。该图案整体包含较多的溯源二维码，较多的包括溯源二维码可以保证溯源信息在猪身上的分布及覆盖率。

图4为针对体长中等的猪设定的打标图案。首先是品检章5，然后是检疫章6，中间为2个溯源信息7，然后检疫章6，溯源信息7，结尾是品检章5。该图案包括溯源二维码的溯源信息7比较少。

图5为针对体长较短的猪设定的打标图案。首先是品检章5，然后是检疫章6，中间为2个小溯源二维码8，然后检疫章6，2个小溯源二维码8，结尾是品检章5。该图案的溯源二维码的尺寸为图3和图4的一半，主要由于该猪体长较短，胴体宽度不够，溯源使用较小的二维码能更好保证二维码的喷印质量，同时也保证了二维码的喷印数量。

图6为本发明的喷码机的功能模块示意图。喷码机4包括赋码单元11、主控单元12、喷码单元13、供电单元14、同步单元15、猪白条检测单元16、网络单元17、RFID读取单元18、以及喷码触发开关10。网络单元17通过有线、无线网络（WIFI）、以及3G/4G/5G等移动通信网络与服务器进行网络通信，还集成有蓝牙通信功能。主控单元12通过网络单元17获取当前生猪胴体的喷码信息，并通过赋码单元11将喷码信息转化为喷印数据，发送到喷码单元13，喷码单元13将墨水喷出到猪肉胴体表皮上，形成图文信息并附着其上。RFID读取单元18用于读取生猪胴体挂钩上的RFID标签或者绑在生猪胴体身上的电子标签，获取生猪胴体的身份信息。猪白条检测单元16用于检测准备喷印的猪白条的体长信息，根据体长信息来确定喷印数据，也就是喷印图案，赋码单元11根据该信息以及生猪胴体的喷码信息，生成喷印数据，并将喷印数据发送到喷码单元13。

主控单元12为主控板，对赋码单元11、喷码单元13、供电单元14、同步单元15、猪白条检测单元16、网络单元17、以及RFID读取单元18进行控制，同时主控单元12还负责接收喷码触发开关10的触发信号。喷码单元13会根据喷码触发开关10的动作来完成喷码。供电单元14为各个功能模块提供电力。同步单元15为喷码过程中提供同步信号，使喷码单元13能正确的喷印图案。

图7为本发明的喷码图案规划表。喷码图案规划表包括生猪种类、体长、打标长度、二维码数量及二维码尺寸。本发明的体长为去头之后的长度。对于长的猪，整体打标长度也长，二维码的数量更多，二维码的尺寸也选择大二维码。如果体长在2米左右，打标长度为1.5米，二维码数量为8个，二维码尺寸为5.0cm；如果体长在1.6米左右，打标长度为1.0米，二维码数量为6个，二维码尺寸为5.0cm；如果体长在1.0-1.2米，打标长度为0.8米，二维码数量为4个，二维码尺寸为2.5cm。猪的体长可根据出栏时该品种猪的平均体长统计得到。为了获得体长数据，有几种办法。一是通过生猪入场信息查询生猪的品种、体长、重量等信息，从而得到每头生猪的体长信息；如果体长信息缺失，则通过品种或者重量信息来反推体长信息。二是通过摄像头在生猪屠宰劈半后，打标之前进行拍照识别，计算出白条的长度，也就是本发明的体长；也可以在生猪入场的时候拍照识别，计算生猪的体长。

图8为本发明根据白条长度打标的流程图。首先，获取待打标猪白条的特征信息；特征信息包括生猪种类、体长、体宽等信息，并从中直接得到或者计算得到该白条的体长、体宽信息。然后，根据体长信息来规划打标图形；打标图形是一个模板，其包括打标长度、二维码数量及二维码尺寸、品检章图形、检疫章图形、以及其他图形信息，图形之间的间隔、等等，根据这些信息，规划的目标是在打标长度内按要求将各个图形合理摆放。然后，根据打标图形生成打标图像；打标图形不包含实时数据信息，如溯源码、日期等信息，将这些数据信息填充到打标图形对应的位置，将溯源码按要求生成溯源二维码图像并填充到标图形对应的位置，生成打标图像，这样，打标图像不仅按照规划的打标图形摆放，而且都加载了对应的数据。最后，将生成的打标图像发送到喷码单元并喷印到白条表皮，完成打标操作。

图9为本发明喷码图形各个组成部分的图形参数信息。图中所示的图形参数信息包括，品检章为圆形，其高度为H1；检疫章为矩形，其高度为H3；溯源信息为矩形，高度为H4，溯源码为正方形，大二维码边长为5cm，小的为2.5cm；整个图形的宽度为W，各个图形要素之间的间隔为D。在确定打标长度L之后，根据图7的信息以及上面的图形参数，就可以生成一个打标图形，以打标长度为1.5m为例，其中，H1=W=5cm，H3=20cm，H4=7cm，D=1cm，这样，2个品检章的长度为2*（5+1）=12cm，2个检疫章的长度为2*（20+1）=42cm，包括大二维码的8组溯源信息总长度为8*（7+1）=64cm，总体长度为12+42+64=118cm，还有32cm的区间可以喷印，如果这些空间喷溯源信息，则可以喷印4组溯源信息，如果喷印检疫章，则还可以喷印1个，如果喷印品检章，则可以5个。

动态生成的打标图形随机性会比较大，比较合适的方法是按范围为不同体长设置合适的打标图形，这样，只要在喷码前确定了体长，就通过查表来确定打标图形，只要打标长度不要超过体长即可。根据图7的信息，体长1.8-2.0m，打标长度为1.5m；体长1.2-1.8m，打标长度为1.0m；体长1.0-1.2m，打标长度为0.8m。分别为打标长度1.5，1.0，0.8米设计好打标图形，则可以兼顾美观和实用。

上面都是按打标长度来生成打标图案，一般不会出现打标图案超出猪的体长而导致图案无法喷完的情况，但如果打标的其实位置不合适，体长信息存在错误等情况，则会导致规划的图案无法喷完，从而影响下一次喷印。此外，这种方式还有一个问题，就是其图案不是通过短图案整体重复喷印完成的，一次处理长1.5m，宽5cm的图像，对图像的处理及数据的传输都存在极大的麻烦，而短图像重复喷印就没有该问题。举例来说，短图像由1个品检章，1个检疫章和1组溯源信息组成，图像之间间隔为1cm，则短图像整体长度为（1+5+1+20+1+7）=35cm，这样，1.5米的喷印长度就可以容纳最多4组短图像。这样，前面根据打标长度来规划打标图形只需要计算重复喷印的次数就可以，当喷印次数达到后，就停止喷印。

但是，根据短图像来规划打标图形也不能解决图案无法喷完的问题。解决该问题的终结办法是需要另外一个检测喷码结束的方法，而不用等到设定的打标图案全部打完之后才确定喷码结束。本发明提供多种方法去检测喷码结束。

方法1：在喷码机上增加一个按压传感器，当喷码机与猪肉胴体表皮接触后其被按压，如果喷码机从猪肉胴体表皮上移开，则按压传感器感应到松开，则认为喷印停止，并自动将未打完的图案清除，结束该次喷印。按压传感器可以与喷码机上的滚轮集成在一起，因为滚轮一直被按压贴在猪皮上。

方法2：侦测喷码机同步轮的滚动状态，如果出现一定时长的滚动停止，则认为喷码机已经从猪表皮上移开，本次喷印结束。时长可以设为1-3秒。

方法3：手动操作。即通过喷码操作界面或者操作按钮手动操作来结束当次喷印，这个在软硬件上都容易实现。

上面3种方法中，其中方法2最佳，方法3的用户体验最差。

需要指出的是，前面的实施例都是以生猪胴体屠宰生产为例，本发明的方法对于牛羊及禽类的屠宰也适用。本发明的喷码机为喷墨方式。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。