一种车牌自动制作设备及车牌制作方法

技术领域

本发明涉及车牌自动制牌设备技术领域，尤其涉及一种车牌自动制作设备及车牌制作方法。

背景技术

车牌一般为省级和地市级行政区标识加上5或6位字母、数字或字母与数字的组合。车牌生产制作目前主要是采用半自动的方式制作车牌，因为每一套车牌的车牌号都是不同的，生产车间在制作车牌时，先通过人工的方式为每一套车牌按照其车牌号将各个字模排列在冲压机具上，然后将板材放在冲压机具上进行制作，冲压完成后将车牌和字模从冲压机具上取出，再将车牌送至其他工位进行下一工序，再换上另一套车牌号的字模，如此反复。

为了减轻操作人员的劳动强度，提高车牌制作的自动化程度，本申请人研发了一种全自动化制牌设备(专利号为CN202022797279.4、名称为“车牌制作设备”)，包括用于存储字模组的字模自动排序字库，以及将字模自动排序字库内的字模移动到冲压机具上的字模机械手，能实现全自动化生产车牌。但是原有自动排序字模库设计仅针对普通的车牌规则(油车规则)，不能适应新能源车牌规则，主要是现有的字模不全，不能组合出需要的号码组合。因此，当原来自动排序字模库内检索不到需要的字模时，就需要人工进行自动排序字模库的字模更换，效率变低，近年来，新能源车牌的需求急剧增长，亟待解决这个技术问题。

发明内容

为了解决原有自动排序字模库不全，需要人工进行自动排序字模库的字模更换，导致效率变低的技术问题，本发明提供了一种车牌自动制作设备及车牌制作方法。

本发明提供的技术方案为：一种车牌自动制作设备，包括板材自动上料机构、自动排序字模库、字模搬运机械手和冲压机具，所述板材自动上料机构用于将板材放入冲压机具中，所述自动排序字模库用于自动排列车牌号码的字模组合，所述字模搬运机械手用于将字模组合搬运至冲压机具上，以及从冲压机具上取下字模组合并放回到自动排序字模库中，所述冲压机具利用字模组合在板材上冲压出车牌号码，车牌自动制作设备还包括补充字模库和补充字模传送机构，所述自动排序字模库设有字模补充区域，所述补充字模传送机构用于将补充字模库中的补充字模移送至自动排序字模库的字模补充区域，以及将自动排序字模库中的补充字模放回补充字模库。

其中，所述自动排序字模库设有6列15行，第一列包含A、B、C、D、E、F、G、H、J、K、0～3，第二列包含A、B、C、D、E、F、G、H、J、K、L、M、N、P，第三列包含0～9，第四列包含0～9，第五列包含0～9，第六列包含0～9、A、B、C、D；补充字模库设有6列10行，第一列包含4～9，第二列包含Q、R、S、T、U、V、W、X、Y、Z，第三列包含0～9，第四列和第五列空置，第六列包含E、F、G、H、J、K。

本发明提供的另一种技术方案为：一种基于上面所述车牌自动制作设备的车牌制作方法，包括以下步骤：

S1，获取需制作的车牌号码，根据车牌号码选择对应车牌所使用的板材；

S2，利用板材自动上料机构将相应的板材移动至冲压机具上；

S3，依次对自动排序字模库第一列至第六列进行字模检索，如果能够检索到对应的字模，则利用自动排序字模库自动排列相对应的字模组合，利用字模搬运机械手把字模组合移动至冲压机具中；如果检测到任意一列中未检索到相对应的字模，则通过补充字模传送机构将补充字模库中的补充字模移送至自动排序字模库当前列的字模补充区域中，再利用自动排序字模库自动排列相对应的字模组合，利用字模搬运机械手把字模组合移动至冲压机具中；

S4，利用冲压机具对板材进行冲压，冲压出车牌号码。

其中，在步骤S4之后还包括步骤：

S5，利用字模搬运机械手把字模组合送回到自动排序字模库中，自动排序字模库使所有的字模复位；

S6，利用补充字模传送机构将自动排序字模库中的补充字模送回到补充字模库中。

其中，在步骤S1中，更具体的，根据车牌号码第一位和第六位判断车牌类型，选择对应车牌所使用的板材；当车牌号码第一位是D或F,则选择电动小型车的板材；当车牌号码第六位是D或F,则选择电动大型车的板材；如果第一位均不是D或F，且第六位均不是D或F，则选择油车的板材。

其中，在步骤S3中，当自动排序字模库的某一列未检索到相应的字模时，优先去补充字模库相同的列数检索补充字模。

其中，当自动排序字模库的第二列未检索到相应的字模时，优先去补充字模库的第二列检索补充字模，如果检索不到，则再去补充字模库的第三列检索补充字模。

其中，在步骤S3中，所述自动排序字模库设有六列相互独立运动的字模框，所述字模框内设有字模，根据需制作的车牌号码，使六列字模框共同组成一行所需要的字模组合，然后利用字模搬运机械手一次性把整行字模组合移动至冲压机具中。

其中，在步骤S2中，还包括利用视觉识别相机检测板材是否使用正确的核对步骤。

其中，在板材上冲压出车牌号码后，还包括利用热转印模块对车牌进行热转印的步骤，以及在热转印步骤之后还包括将车牌收集堆叠至收牌模块中的步骤。

本发明的有益效果为：所述车牌自动制作设备是在原基础上对自动排序字模库做了进一步的升级扩展，通过增加补充字模库的方式，将原有的自动排序字模库容量增加，以适应更多的车牌号段；当自动排序字模库内检索不到想要的字模时，就启用补充字模传送机构将相应的补充字模转移到自动排序字模库的字模补充区域中，再自动组合成所需要的号码组合，最后由字模搬运机械手将字模组合搬运至冲压机具上，进行冲压操作。本申请通过增设补充字模库和补充字模传送机构，很好地解决了原来自动排序字模库不全，检索不到需要的字模时，就需要人工进行自动排序字模库的字模更换，导致效率变低的技术问题。

附图说明

图1是本发明所述车牌自动制作设备的整体结构示意图；

图2是本发明所述自动排序字模库的结构示意图；

图3是本发明所述补充字模库的结构示意图；

图4本发明所述补充字模传送机构的结构示意图；

图5本发明所述补充字模传送机构另一角度的结构示意图；

图6本发明所述Y向驱动装置的结构示意图；

图7本发明所述Y向驱动装置另一角度的结构示意图；

图8本发明所述Z轴升降装置和字模夹爪的结构示意图；

图9是本发明所述自动排序字模库的布局示意图；

图10是本发明所述补充字模库的布局示意图。

其中，1、板材自动上料机构；2、自动排序字模库；21、字模架；22、字模框；23、电机；24、丝杠；25、字模；3、字模搬运机械手；4、冲压机具；5、补充字模库；51、补充字模；6、补充字模传送机构；61、XY移动平台；611、X向驱动装置；6111、X向平台；6112、X向伺服电机；6113、传动轴；6114、第一皮带轮传动组件；6115、第二皮带轮传动组件；612、Y向驱动装置；6121、Y向移动轴；6122、Y向伺服电机；6123、第三皮带轮传动组件；6124、Y向滑轨；6125、Y向滑块；62、Z轴升降装置；621、安装板；622、升降气缸；623、升降板；624、转接板；625、第一导轨；63、字模夹爪；631、左夹爪；632、右夹爪；633、夹爪气缸；7、热转印模块；8、收牌模块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

由于车牌自动制作设备的主体方案已确认以及设备已生产出来的情况下，结构无法更改，所以通过增加补充字模库的方案，来满足开发要求，原来设备只能制作油车车牌，现在要能兼容制作新能源车牌。

如图9所示，为现有技术中自动排序字模库的布局方式，一共设有6列15行，最多可存储90个字模，实际只使用72个，其中最后一行留空。具体地，自动排序字模库第一列包含A、B、C、D、E、F、G、H、J、K、0～3，第二列包含A、B、C、D、E、F、G、H、J、K、L、M、N、P，第三列包含0～9，第四列包含0～9，第五列包含0～9，第六列包含0～9、A、B、C、D。

第一列对应车牌的第一位数字或字母，第二列对应车牌的第二位数字或字母，以此类推；根据新能源车号牌排列规则，小型汽车号牌中代表车辆类型的字母位于车牌第一位，大型汽车号牌中代表车辆类型的字母位于车牌第6位，小型汽车后四位必须使用数字，大型汽车前五位必须使用数字。根据此规则，车牌的第一位可包含A、B、C、D、E、F、G、H、J、K、0-9，车牌第二位可包含A、B、C、D、E、F、G、H、J、K、L、M、N、P、Q、R、S、T、U、V、W、X、Y、Z、0-9，第三位可包含0-9，第4位包含0-9，第五位包含0-9，第六位包含A、B、C、D、E、F、G、H、J、K、0-9。

因此，补充字模库的第一列的补充字模为4-9，用于对自动排序字模库的第一列进行补充；补充自动排序字模库的第二列、第三列用于补充自动排序字模库的第二列(因为原有自动排序字模库的第二列不仅包含24个字母还包含数字，而原有自动排序字模库的三四五列为数字，不需要补充，所以补充自动排序字模库的第二列和第三列都可补充原有自动排序字模库的第二列)，补充字模库的第六列用于补充自动排序字模库的第六列。

如图10所示，为本发明中所述补充字模库的布局方式，一共设有6列10行。最多可储存60个补充字模，本方案只用到32个补充字模(根据新能源号牌规则确认排列方式，其他类型车牌亦可用其他排列方式)，为了方便系统调度，每一列补充字模库与自动排序字模库最好一一对应。具体地，第一列的补充字模包含4-9(按顺序排)，第二列的补充字模包含Q、R、S、T、U、V、W、X、Y、Z，第三列的补充字模包含0-9(按顺序排)，第四列和第五列留空，第六列的补充字模包含4-9(按顺序排)。

作为本发明所述车牌自动制作设备的实施例，如图1至图8所示，包括板材自动上料机构1、自动排序字模库2、字模搬运机械手3和冲压机具4，所述板材自动上料机构1用于将板材放入冲压机具4中，所述自动排序字模库2用于自动排列车牌号码的字模组合，所述字模搬运机械手3用于将字模组合搬运至冲压机具4上，以及从冲压机具4上取下字模组合并放回到自动排序字模库2中，所述冲压机具4利用字模组合在板材上冲压出车牌号码，车牌自动制作设备还包括补充字模库5和补充字模传送机构6，所述自动排序字模库2设有字模补充区域中，本实施例自动排序字模库2最后一行留空，形成字模补充区域；所述补充字模传送机构6用于将补充字模库5中的补充字模51移送至自动排序字模库2的形成字模补充区域，以及将自动排序字模库2中的补充字模51放回补充字模库5。

本实施例所述车牌自动制作设备的车牌制作方法，包括以下步骤：

S1，获取需制作的车牌号码，选择对应车牌所使用的板材；

S2，利用板材自动上料机构1将相应的板材移动至冲压机具4上；

S3，依次对自动排序字模库2第一列至第六列进行字模检索，如果能够检索到对应的字模25，则利用自动排序字模库2自动排列相对应的字模组合，利用字模搬运机械手3把字模组合移动至冲压机具4中；如果检测到任意一列未检索到相对应的字模25，则通过补充字模传送机构6将补充字模库5中的补充字模51移送至自动排序字模库2当前列的字模补充区域中(自动排序字模库2的最后一行)，再利用自动排序字模库2自动排列相对应的字模组合，利用字模搬运机械手3把字模组合移动至冲压机具4中；

S4，利用冲压机具4对板材进行冲压，冲压出车牌号码；

S5，利用字模搬运机械手3把字模组合送回到自动排序字模库2中，自动排序字模库2使所有的字模25复位；

S6，利用补充字模传送机构6将自动排序字模库2中的补充字模51送回到补充字模库5中。

在步骤S1中，根据车牌号码第一位和第六位判断车牌类型，当车牌号码第一位是D或F,则选择电动小型车的板材；当车牌号码第六位是D或F,则选择电动大型车的板材；如果第一位均不是D或F，且第六位均不是D或F，则选择油车的板材。

所述车牌自动制作设备是在原基础上对自动排序字模库2做了进一步的升级扩展，通过增加补充字模库5的方式，将原有的自动排序字模库2容量增加，以适应更多的车牌号段；当自动排序字模库2内检索不到想要的字模25时，就启用补充字模传送机构6将相应的补充字模51转移到自动排序字模库2的最后一行，再自动组合成所需要的字模组合，最后由字模搬运机械手3将字模组合搬运至冲压机具4上，进行冲压操作。本申请通过增设补充字模库5和补充字模传送机构6，很好地解决了原来自动排序字模库2不全，检索不到需要的字模25时，就需要人工进行自动排序字模库2的字模25更换，导致效率变低的技术问题。

在本实施例中，所述自动排序字模库2包括字模架21、六列相互独立运动的字模框22、六组电机23和丝杠24，所述字模框22滑动地设置在字模架21上，每组电机23和丝杠24分别用于带动一列字模框22移动，所述字模框22内设有字模25，所述电机23带动丝杠24旋转，丝杠24再带动字模框22移动，使六列字模框22中的一行字模25组成所需要的字模组合。由于本申请并未对自动排序字模库2进行改进，仍然采用原有技术方案，此处不再过多描述。

在步骤S3中，当自动排序字模库2的某一列未检索到相应的字模时，优先去补充字模库5相同的列数检索补充字模。另外，当自动排序字模库2的第二列未检索到相应的字模时，优先去补充字模库5的第二列检索补充字模，如果检索不到，则再去补充字模库5的第三列检索补充字模。

在本实施例中，所述补充字模传送机构6包括XY移动平台61、Z轴升降装置62和字模夹爪63，所述Z轴升降装置62设置在XY移动平台61上，所述XY移动平台61用于带动Z轴升降装置62在水平面内移动，所述字模夹爪63设置在Z轴升降装置62，所述Z轴升降装置62用于带动字模夹爪63升降，所述字模夹爪63用于抓取字模25。所述补充字模传送机构6可以实现三维移动，可以将补充字模库5内的补充字模51转移到自动排序字模库2的最后一行。

在本实施例中，所述Z轴升降装置62包括安装板621、升降气缸622、升降板623、转接板624和第一导轨625，所述安装板621设置在XY移动平台61上，所述升降板623通过第一导轨625上下滑动地设置在安装板621上，所述升降气缸622也设置在安装板621上，所述升降气缸622的气缸轴通过转接板624与升降板623连接，所述字模夹爪63设置在升降板623上。升降气缸622工作时带动转接板624升降，转接板624再带动升降板623升降，升降板623最终带动字模夹爪63升降。

在本实施例中，所述升降气缸622和升降板623左右并排地设置在安装板621上，所述升降气缸622的气缸轴朝上布置。并排设置可以大幅减少Z轴升降装置62的高度，体积进一步减小。

在本实施例中，所述字模夹爪63包括左夹爪631、右夹爪632和夹爪气缸633，所述夹爪气缸633带动左夹爪631和右夹爪632对夹，以夹紧补充字模51，并且保证夹得紧，不易松脱。

在本实施例中，所述XY移动平台61包括X向驱动装置611和Y向驱动装置612，所述Y向驱动装置612设置在X向驱动装置611上；所述X向驱动装置611包括X向平台6111、X向伺服电机6112、传动轴6113、第一皮带轮传动组件6114和第二皮带轮传动组件6115，所述Y向驱动装置612滑动地设置在X向平台6111上，所述X向伺服电机6112和传动轴6113均设置在X向平台6111上，所述X向伺服电机6112通过第一皮带轮传动组件6114带动传动轴6113旋转，传动轴6113通过第二皮带轮传动组件6115带动Y向驱动装置612沿X向移动；所述Y向驱动装置612包括Y向移动轴6121、Y向伺服电机6122、第三皮带轮传动组件6123、Y向滑轨6124和Y向滑块6125，所述Y向移动轴6121滑动地设置在X向驱动装置611上，所述Y向滑轨6124固定设置在Y向移动轴6121上，所述Z轴升降装置62固定设置在Y向滑块6125上，所述Y向滑块6125水平滑动地设置在Y向滑轨6124上，所述Y向伺服电机6122设置在Y向移动轴6121上，所述Y向伺服电机6122通过第三皮带轮传动组件6123带动Y向滑块6125沿Y向移动。

在本实施例中，在步骤S3中，所述自动排序字模库2设有六列相互独立运动的字模框22，所述字模框22内设有字模25，根据需制作的车牌号码，使六列字模框22共同组成一行所需要的字模组合，然后利用字模搬运机械手3一次性把整行字模组合移动至冲压机具4中。

在本实施例中，在步骤S2中，还包括利用视觉识别相机检测板材是否使用正确的核对步骤，以免工人因为操作失误放错板材位置。因为新能源小型车的车牌是绿色板料，新能源大型车的车牌是黄绿色，不能混用。

在本实施例中，在板材上冲压出车牌号码后，还包括利用热转印模块7对车牌进行热转印的步骤，一般是将黑色油墨转印到车牌凸出的字符上；在热转印步骤之后还包括将车牌收集堆叠至收牌模块8中的步骤，全程都是自动化处理，不需要人员参与。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。