一种智能制造生产线用可识别喷码位置的喷码机系统

技术领域

本发明涉及喷射装置技术领域，尤其涉及一种智能制造生产线用可识别喷码位置的喷码机系统。

背景技术

随着科技的快速进步，在制造业领域中，越来越多的产品从自动化向智能化方向发展。例如，为了对产品信息进行识别、追溯、检测等，在产品上进行喷印信息码，该信息码包含有产品名称、规格以及生产日期等便于人们识别、追溯跟踪的产品信息，目前市场主流打码方式采用标签打码机通过标签纸在加工产品上进行打码，其存在以下问题：由于需要经常更换标签纸和碳带故而容易出现卡纸现象，导致打码效率低下，同时无法检测打码位置是否发生偏移进而造成打码位置出现偏差从而影响产品美观。

发明内容

针对上述所显示出来的问题，本发明提供了一种智能制造生产线用可识别喷码位置的喷码机系统用以解决背景技术中提到的由于需要经常更换标签纸和碳带故而容易出现卡纸现象，导致打码效率低下，同时无法检测打码位置是否发生偏移进而造成打码位置出现偏差从而影响产品美观的问题。

一种智能制造生产线用可识别喷码位置的喷码机系统，该系统包括：

提取模块，用于提取智能制造生产线上待打码产品的MES数据，根据所述MES数据定位打码位置；

摄像头模块，用于拍摄待打码产品的实时产品位置图像以确定其打码位置是否偏移；

纠正模块，用于当确定所述打码位置发生偏移时，纠正预设喷码机的喷码角度；

控制模块，用于控制所述预设喷码机以纠正后的喷码角度对待打码产品进行紫外激光打码。

优选的，所述提取模块，包括：

采集子模块，用于采集智能制造生产线上待打码产品的加工数据；

筛选子模块，用于筛选出所述加工数据中的设备数据；

提取子模块，用于提取出所述设备数据中的工装编码信息和物料编码信息；

定位子模块，用于根据所述工装编码信息和物料编码信息确定待打码产品的打码位置并对其进行定位。

优选的，所述摄像头模块，包括：

拍摄子模块，用于拍摄预设时长包含所述待打码产品的视频，对拍摄视频进行处理，将其划分为多帧图像；

剔除子模块，用于获取每帧图像中的第一图像特征，将所述第一图像特征中除待打码产品的产品图像特征外的第二图像特征剔除；

构建子模块，用于在每帧图像中构建相同的平面指标坐标系，并确定每帧图像中打码位置对应的目标坐标；

对比子模块，用于对比多帧图像中打码位置对应的目标坐标是否发生变化，若是，确认待打码产品打码位置发生偏移，若否，确认待打码产品打码位置未发生偏移。

优选的，纠正模块，包括：

第一确定子模块，用于根据打码位置的坐标变化情况来确定其偏移方向和偏移距离；

第二确定子模块，用于根据所述偏移方向确定预设喷码机的喷码调节方向，根据所述偏移距离确定预设喷码机的喷码调节角度；

第三确定子模块，用于根据所述预设喷码机的喷码调节角度和喷码调节方向确定其喷码角度补偿；

调节子模块，用于根据所述喷码角度补偿将预设喷码机的当前喷码角度和喷码方向进行纠正调节。

优选的，所述控制模块，包括：

生成子模块，用于根据待打码产品的设备数据生成其打码数据；

获取子模块，用于获取所述预设喷码机的激光打码部件的预设工作参数；

第四确定子模块，用于根据所述预设工作参数和待打码产品的产品材质确定打码紫外激光的目标强度；

控制子模块，用于控制所述激光打码部件以目标强度的紫外激光和纠正后的喷码角度将所述打码数据喷码到所述待打码产品上。

优选的，所述系统还包括：自动加热恒温模块，用于根据待打码产品所处环境的环境参数适应性地对预设喷码机进行恒温加热，具体为：

检测待打码产品所处环境的温度数据和湿度数据；

评估出预设喷码机在所述温度数据和湿度数据下的当前喷码效率；

确认所述当前喷码效率是否满足需求，若否，生成加热指令；

根据所述加热指令选择目标加热温度对所述预设喷码机进行恒温加热。

优选的，所述控制子模块，包括：

控制单元，用于控制所述激光打码部件生成目标强度的紫外激光；

紫外线光固化单元，用于将光敏剂通过所述目标强度的紫外激光分解为自由基然后进行有机聚合生成12位喷码；

设置单元，用于设置所述12位喷码的喷码延时和清晰度以及将所述打码数据填充到所述12位喷码上；

打印单元，用于根据所述喷码延时和清晰度将填充数据后的12位喷码以纠正后的喷码角度打印到所述待打码产品上。

优选的，所述系统还包括：评估模块，用于根据每个待打码产品的MES数据评估出智能制造生产线的生产效率和运行能力，具体为：

根据所有待打码产品的MES数据构建智能制造生产线的安全效能评估模型；

根据所述安全态势评估模型提取出智能制造生产线的安全态势要素和综合效能要素；

根据智能制造生产线的运行装填参数数据确定每个安全态势要素和综合效能要素的威胁因子；

分别将所有安全态势要素的第一威胁因子和所有综合效能要素的第二威胁因子进行融合，获取融合结果；

根据所述融合结果利用预设回归函数确定智能制造生产线的生产效率值和运行能力值。

优选的，所述定位子模块，包括：

获得单元，用于根据所述工装编码信息和物料编码信息结合待打码产品的产品图像获得打码可行性区域；

评估单元，用于利用预设轮廓检测算法结合待打码产品的打码数据对每个打码可行性区域进行适配性评估，获取评估结果；

第一选择单元，用于根据所述评估结果统计出多个第一打码区域，获取每个第一打码区域的几何结构，选择几何结构最为完整和平坦的第二打码区域作为期望打码区域；

第二选择单元，用于在所述期望打码区域中选择打码位置并对其进行定位。

优选的，所述系统还包括：处理模块，其用于：

获取智能制造生产线所有加工产品的产品参数，根据所述产品参数和产品期望图像进行特征学习以生成每个加工产品的合格图像特征；

将每个加工产品的合格品图像特征存储到预设数据库中；

接收摄像头模块拍摄待打码产品的当前产品图像，将所述当前产品图像输入到所述预设数据库中进行匹配以获得匹配的合格图像特征；

将所述匹配的合格图像特征和当前产品图像对应的目标图像特征进行比较，获取比较结果；

根据所述比较结果确定待打码产品的合格度，确认所述合格度是否符合预设条件，若否，发出待打码产品不合格的提醒并进行显示；

其中，所述产品期望图像为该加工产品的标准形状对应的三维图像。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

图1为本发明所提供的一种智能制造生产线用可识别喷码位置的喷码机系统的结构示意图；

图2为本发明所提供的一种智能制造生产线用可识别喷码位置的喷码机系统中提取模块的结构示意图；

图3为本发明所提供的一种智能制造生产线用可识别喷码位置的喷码机系统中摄像头模块的结构示意图；

图4为本发明所提供的一种智能制造生产线用可识别喷码位置的喷码机系统中控制模块的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

随着科技的快速进步，在制造业领域中，越来越多的产品从自动化向智能化方向发展。例如，为了对产品信息进行识别、追溯、检测等，在产品上进行喷印信息码，该信息码包含有产品名称、规格以及生产日期等便于人们识别、追溯跟踪的产品信息，目前市场主流打码方式采用标签打码机通过标签纸在加工产品上进行打码，其存在以下问题：由于需要经常更换标签纸和碳带故而容易出现卡纸现象，导致打码效率低下，同时无法检测打码位置是否发生偏移进而造成打码位置出现偏差从而影响产品美观。为了解决上述问题，本实施例公开了一种智能制造生产线用可识别喷码位置的喷码机系统。

一种智能制造生产线用可识别喷码位置的喷码机系统，如图1所示，该系统包括：

提取模块101，用于提取智能制造生产线上待打码产品的MES数据，根据所述MES数据定位打码位置；

摄像头模块102，用于拍摄待打码产品的实时产品位置图像以确定其打码位置是否偏移；

纠正模块103，用于当确定所述打码位置发生偏移时，纠正预设喷码机的喷码角度；

控制模块104，用于控制所述预设喷码机以纠正后的喷码角度对待打码产品进行紫外激光打码。

上述技术方案的工作原理为：首先通过提取模块提取智能制造生产线上待打码产品的MES数据，根据所述MES数据定位打码位置，然后进行打码准备工作，在准备过程中利用摄像头模块拍摄待打码产品的实时产品位置图像以确定其打码位置是否偏移，在打码位置发生偏移时，利用纠正模块来根据打码位置的偏移情况来自动调节喷码机的喷码角度，最后通过控制模块控制预设喷码机以纠正后的喷码角度对待打码产品进行紫外激光打码。

上述技术方案的有益效果为：通过采用激光打码的方式来代替传统技术中的标签纸打码可以有效地提高打码效率同时实现故障率，保持超高的稳定性，进一步地，通过对打码位置进行实时检测以智能调节喷码机的喷码角度可以实现精准喷码工作，提高了喷码效率和稳定性，解决了现有技术中由于需要经常更换标签纸和碳带故而容易出现卡纸现象，导致打码效率低下，同时无法检测打码位置是否发生偏移进而造成打码位置出现偏差从而影响产品美观的问题。

在一个实施例中，如图2所示，所述提取模块，包括：

采集子模块1011，用于采集智能制造生产线上待打码产品的加工数据；

筛选子模块1012，用于筛选出所述加工数据中的设备数据；

提取子模块1013，用于提取出所述设备数据中的工装编码信息和物料编码信息；

定位子模块1014，用于根据所述工装编码信息和物料编码信息确定待打码产品的打码位置并对其进行定位。

上述技术方案的有益效果为：可精确地规划出待打码产品的打码位置，从而不影响打码后的产品美观，提高了实用性。

在一个实施例中，如图3所示，所述摄像头模块，包括：

拍摄子模块1021，用于拍摄预设时长包含所述待打码产品的视频，对拍摄视频进行处理，将其划分为多帧图像；

剔除子模块1022，用于获取每帧图像中的第一图像特征，将所述第一图像特征中除待打码产品的产品图像特征外的第二图像特征剔除；

构建子模块1023，用于在每帧图像中构建相同的平面指标坐标系，并确定每帧图像中打码位置对应的目标坐标；

对比子模块1024，用于对比多帧图像中打码位置对应的目标坐标是否发生变化，若是，确认待打码产品打码位置发生偏移，若否，确认待打码产品打码位置未发生偏移。

上述技术方案的有益效果为：通过剔除每帧图像中除待打码产品的产品图像特征外的第二图像特征可以在进行图像对比时去除干扰因素的影响，降低了对比结果的误差，提高了对比精确性和稳定性，进一步地，通过以坐标的形式来确定打码位置是否发生偏移可以最大化地精确确定打码位置的变化情况，提高了判断结果的客观性和精确度。

在一个实施例中，纠正模块，包括：

第一确定子模块，用于根据打码位置的坐标变化情况来确定其偏移方向和偏移距离；

第二确定子模块，用于根据所述偏移方向确定预设喷码机的喷码调节方向，根据所述偏移距离确定预设喷码机的喷码调节角度；

第三确定子模块，用于根据所述预设喷码机的喷码调节角度和喷码调节方向确定其喷码角度补偿；

调节子模块，用于根据所述喷码角度补偿将预设喷码机的当前喷码角度和喷码方向进行纠正调节。

上述技术方案的有益效果为：通过确定预设喷码机的喷码角度补偿可以在待打码产品打码位置发生偏移的情况下无需对产品进行移动而直接移动喷码机的喷码角度来对产品进行精确打码，提高了工作效率的同时也节省了成本。

在一个实施例中，如图4所示，所述控制模块，包括：

生成子模块1041，用于根据待打码产品的设备数据生成其打码数据；

获取子模块1042，用于获取所述预设喷码机的激光打码部件的预设工作参数；

第四确定子模块1043，用于根据所述预设工作参数和待打码产品的产品材质确定打码紫外激光的目标强度；

控制子模块1044，用于控制所述激光打码部件以目标强度的紫外激光和纠正后的喷码角度将所述打码数据喷码到所述待打码产品上。

上述技术方案的有益效果为：通过确定打码紫外激光的强度既可以避免对于产品的损坏又可以保证喷码的清晰度，进一步地提高了实用性；

在本实施例中，上述第四确定子模块根据所述预设工作参数和待打码产品的产品材质确定打码紫外激光的目标强度具体为：

获取预设紫外激光信号并将其变换到预设频域；

在所述预设频域内使用预设高精度估计方法获得预设紫外激光信号的打码精度估计结果；

根据所述打码精度估计结果获得预设紫外激光信号的当前时延校值；

将所述当前时延校值与预设时延校值进行对比，获取对比结果；

根据所述对比结果确认预设紫外激光信号的控制偏差度；

根据所述控制偏差度确认激光打码部件的预设工作参数对于打码结果的影响因子；

根据待打码产品的产品材质设置预设频域的频域特征；

设置完毕后，将所述预设紫外激光信号映射到所述预设频域上，获取映射结果；

根据所述映射结果确定打码结果的信号频率分布图；

在所述信号频率分布图中确定所述预设紫外激光信号的初始信号频率和终止信号频率；

根据所述初始信号频率和终止信号频率确定预设紫外激光信号在预设频域上的频率波动系数；

基于所述频率波动系数和所述信号频率分布图构建预设紫外激光信号的激光映射波动矩阵；

对所述激光映射波动矩阵与标准打码映射矩阵进行融合处理以获得预设紫外激光信号的波动频率调节参数；

基于激光打码部件的预设工作参数对于打码结果的影响因子根据所述波动频率调节参数对预设紫外激光信号的初始频率进行调整，获得目标频率；

确定目标频率对应的打码紫外激光的目标强度；

在本实施例中，上述当前时延校值表示为预设紫外激光信号在控制指令下的延时响应值；

上述技术方案的有益效果为：通过确定预设紫外激光信号在激光打码部件的预设工作参数的影响以及待打码产品的材质影响下的测试信号频率可以在克服外界影响因素的影响下获得具有最佳打码效果的强度激光，保证了打码效果的稳定性和可靠性，进一步地提高了实用性。

在一个实施例中，所述系统还包括：自动加热恒温模块，用于根据待打码产品所处环境的环境参数适应性地对预设喷码机进行恒温加热，具体为：

检测待打码产品所处环境的温度数据和湿度数据；

评估出预设喷码机在所述温度数据和湿度数据下的当前喷码效率；

确认所述当前喷码效率是否满足需求，若否，生成加热指令；

根据所述加热指令选择目标加热温度对所述预设喷码机进行恒温加热。

上述技术方案的有益效果为：通过选择性的对预设喷码机进行恒温加热可以保证在极端天气情况下对于产品的喷码效率，进一步地提高了工作效率，同时也保证了预设喷码机的工作稳定性。

在一个实施例中，所述控制子模块，包括：

控制单元，用于控制所述激光打码部件生成目标强度的紫外激光；

紫外线光固化单元，用于将光敏剂通过所述目标强度的紫外激光分解为自由基然后进行有机聚合生成12位喷码；

设置单元，用于设置所述12位喷码的喷码延时和清晰度以及将所述打码数据填充到所述12位喷码上；

打印单元，用于根据所述喷码延时和清晰度将填充数据后的12位喷码以纠正后的喷码角度打印到所述待打码产品上。

上述技术方案的有益效果为：通过生成12位喷码可以进一步地保证喷码结果的清晰度，进一步地提高了实用性，进一步地，通过设置紫外线光固化单元既可以避免紫外线激光对于产品的损坏又可以精确无误地将打码数据打印到待打码产品上，进一步地提高了实用性。

在一个实施例中，所述系统还包括：评估模块，用于根据每个待打码产品的MES数据评估出智能制造生产线的生产效率和运行能力，具体为：

根据所有待打码产品的MES数据构建智能制造生产线的安全效能评估模型；

根据所述安全态势评估模型提取出智能制造生产线的安全态势要素和综合效能要素；

根据智能制造生产线的运行装填参数数据确定每个安全态势要素和综合效能要素的威胁因子；

分别将所有安全态势要素的第一威胁因子和所有综合效能要素的第二威胁因子进行融合，获取融合结果；

根据所述融合结果利用预设回归函数确定智能制造生产线的生产效率值和运行能力值；

在本实施例中，上述生产效率值表示为智能制造生产线在预设周期内的产能指标值和预设指标值的商值；

上述运行能力值表示为在智能制造生产线工作效率下的产能进度与预设产能进度的商值；

在本实施例中，上述安全态势要素表示为影响智能制造生产线安全运行和工作态势的因素集合；

上述综合效能要素表示为影响智能制造生产线工作效率和产能的因素集合；

上述运行装填参数数据表示为智能制造生产线在标准运行情况下的最基本工作参数数据；

上述威胁因子表示为在智能制造生产线在标准运行情况下的最基本工作参数数据的影响下对于智能制造生产线安全运行和工作态势的因素集合的影响因子和对于智能制造生产线工作效率和产能的因素集合的影响因子；

上述融合表示为将对安全态势要素的第一威胁因子和所有综合效能要素的第二威胁因子的除共同影响因子外的各自影响因子进行结合以确定智能制造生产线在标准运行情况下的最基本工作参数数据对于智能制造生产线效率和安全的综合影响因子。

上述技术方案的有益效果为：可智能地根据待打码产品的MES数据评估出智能制造生产线的生产效率值和运行能力值从而间接地确定加工效率，使得工作人员可以作有效参考，提高了用户的体验感和实用性。

在一个实施例中，所述定位子模块，包括：

获得单元，用于根据所述工装编码信息和物料编码信息结合待打码产品的产品图像获得打码可行性区域；

评估单元，用于利用预设轮廓检测算法结合待打码产品的打码数据对每个打码可行性区域进行适配性评估，获取评估结果；

第一选择单元，用于根据所述评估结果统计出多个第一打码区域，获取每个第一打码区域的几何结构，选择几何结构最为完整和平坦的第二打码区域作为期望打码区域；

第二选择单元，用于在所述期望打码区域中选择打码位置并对其进行定位。

上述技术方案的有益效果为：通过精准筛选打码区域可以获得代打码产品上的最佳打码位置，既不影响美观同时还保证了喷码效果的观感体验，进一步地提高了实用性。

在一个实施例中，所述系统还包括：处理模块，其用于：

获取智能制造生产线所有加工产品的产品参数，根据所述产品参数和产品期望图像进行特征学习以生成每个加工产品的合格图像特征；

将每个加工产品的合格品图像特征存储到预设数据库中；

接收摄像头模块拍摄待打码产品的当前产品图像，将所述当前产品图像输入到所述预设数据库中进行匹配以获得匹配的合格图像特征；

将所述匹配的合格图像特征和当前产品图像对应的目标图像特征进行比较，获取比较结果；

根据所述比较结果确定待打码产品的合格度，确认所述合格度是否符合预设条件，若否，发出待打码产品不合格的提醒并进行显示；

其中，所述产品期望图像为该加工产品的标准形状对应的三维图像；

在本实施例中，上述将所述当前产品图像输入到所述预设数据库中进行匹配以获得匹配的合格图像特征的步骤包括具体为：

根据所述当前产品图像提取出当前产品的第一形状特征；

基于所述第一形状特征在预设数据库中进行匹配以获得与所述第一形状特征相似的第二形状特征对应的匹配加工产品图像；

提取出当前产品图像与每个匹配加工产品图像的共有特征点作为有效特征点；

对比当前产品图像与每个匹配加工产品图像的有效特征点的特征值，获取对比结果；

根据所述对比结果选择与当前产品图像的特征值相同的目标匹配加工产品图像目标匹配图像；

获取所述目标匹配图像对应的目标合格图像特征作为当前产品图像匹配的合格图像特征。

上述技术方案的有益效果为：可智能地根据待打码产品的图像特征评估出其加工是否合格，避免将未合格的产品供用户使用从而降低其体验感甚至发生安全问题，提高了实用性的同时也提高了安全性。

本领域技术人员应当理解的是，本发明中的第一、第二指的是不同应用阶段而已。

本领域技术用户员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。