一种自适应高速打码方法及系统

技术领域

本发明涉及烟草设备技术领域，特别涉及一种自适应高速打码方法及系统。

背景技术

卷烟厂的生产过程是在生产线上先将30根香烟包装成1个个小包装，然后将小包按10包一起包装成一条条的二级包装（条包），然后将50条条包包装在一个纸箱内。其生产过程一般包括两个步骤。1、整包：来自小包卷包工序的烟包在传送带传输带动下进入条包整包区，在条包整包区将小包通过机械装置整合为10包一组，然后将10包推入条烟盒皮，通过机械装置自动将包裹10包小包的烟条盒皮包装好，然后裹膜整容后通过传送带进入装箱区。2、装箱：有两种工作模式，人工装箱和自动装箱。人工装箱，由工人按照每5条一组，经过品质检测后放入纸箱中，经过10次，共计50条烟装入纸箱，然后封箱放入托盘。自动装箱，则通过装箱机，自动按照5×5条一组堆砌后推入纸箱，完成2次共计50条烟装入纸箱，通过机械自动封箱，然后通过传送带送入托盘堆砌。目前阶段，包、条、烟箱上的条码对应包装的唯一身份信息，但是其箱码对条码，条码对包码是没有确定关系的。由于目前国内外市场销售中对产品生产、追溯的要求，对烟箱内的条烟和小包烟的身份信息也要存储到信息系统内部，以便于进行产品追溯，因此，解决在卷烟生产、流通过程中的追溯问题，以及在生产过程中高速打码的问题是非常有必要的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述不足，提供一种自适应高速打码方法及系统。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种自适应高速打码方法，该方法包括如下步骤：

步骤S10：根据用户输入的信息生成打码规则；根据所述打码规则切换打印机的打印文件，所述打印文件包括打印的内容、追溯码打印位置和大小、打印功率以及触发模式；

步骤S20：打码终端从追溯码缓存队列中读取预定数量的追溯码，根据所述打码规则生成多个打码信息，将所述多个打码信息发送给打印机，存储到打印机的本地打印缓存队列中；

步骤S30：当在生产线上检测到有烟盒移动时，产生对应烟盒移动速度的打码触发信号，发送到打印机；

步骤S40：打印机根据打码触发信号，取出本地打印缓存队列中的打码信息，依次按照配置的触发模式进行打码，并在完成打码后，将打印完成消息同步返回所述打码终端；

步骤S50：重复所述步骤S20-S40直到打印任务结束。

进一步的，所述的一种自适应高速打码方法，所述步骤S20还包括：当追溯码缓存队列中的追溯码数量不足时，打码终端从追溯码池中获取一组未使用的追溯码，存入追溯码缓存队列中。

进一步的，所述的一种自适应高速打码方法，所述打码规则包括国家码、厂家码、生产线类型和品牌，用于确定编码位数、打印内容以及打码的位置和大小。

进一步的，所述的一种自适应高速打码方法，所述步骤S40还包括：所述打码终端根据所述打印机返回的打印完成信息，计算得出打码速度、生产线速率和当前打码内容。

进一步的，所述的一种自适应高速打码方法，还包括：

步骤S45：通过读码器对打码质量进行识别和分析，如果烟盒上的追溯码不能被识别，则剔除该打码的烟盒，并通知所述打码终端，当在规定时间间隔内剔除数量达到规定阈值时，报警并发送停机信号到生产线。

进一步的，所述的一种自适应高速打码方法，所述步骤S45还包括：

如果烟盒上的追溯码被识别成功，则对该识别的追溯码进行分析，获取打印位置和打印内容，并判断打印位置和打印内容是否正确；

当打印位置不正确时，通知所述打码终端调整打码信息；

当打印内容不正确时，则对该烟盒进行剔除，并且当在规定时间间隔内剔除数量达到规定阈值时，报警并发送停机信号到生产线。

进一步的，所述的一种自适应高速打码方法，当打印位置不正确时，获取追溯码的左右和上下偏移量并发送给所述打码终端，所述打码终端根据所述追溯码的左右和上下偏移量调整打码信息。

一种自适应高速打码系统，包括配置模块、打码终端、打印机、烟盒检测装置，其中，

所述配置模块用于根据用户输入的信息生成打码规则，并根据所述打码规则切换打印机的打印文件，所述打印文件包括打印的内容、追溯码打印位置和大小、打印功率以及触发模式；

所述打码终端用于从追溯码缓存队列中读取预定数量的追溯码，并根据所述打码规则生成多个打码信息，将所述多个打码信息发送给打印机，存储到打印机的本地打印缓存队列中；

所述烟盒检测装置用于检测生产线上是否有烟盒移动，并在检测到有烟盒移动时产生对应烟盒移动速度的打码触发信号，发送到打印机；

所述打印机用于接收所述打码终端发送的打码信息并存储到打印机的本地打印缓存队列中，以及根据所述烟盒检测装置发送的打码触发信号，取出本地打印缓存队列中的打码信息，依次按照触发模式进行打码，并在完成打码后，将打印完成信息同步返回所述打码终端。

进一步的，所述的一种自适应高速打码系统，还包括：

打码质量检测装置，包括读码器和剔除装置，其中，

所述读码器用于对每个烟盒上的打码质量进行识别和分析；

所述剔除装置用于当烟盒上的追溯码不能被所述读码器识别时，剔除该烟盒并通知所述打码终端，以及当在规定时间间隔内剔除数量达到规定阈值时，报警并发送停机信号到生产线。

进一步的，所述的一种自适应高速打码系统，所述读码器还用于当烟盒上的追溯码被成功识别时，对该识别的追溯码进行分析以获取打印位置和打印内容，并判断打印位置和打印内容是否正确，以及

当打印位置不正确时，通知所述打码终端调整打码信息；

当打印内容不正确时，则通过所述剔除装置剔除该烟盒，以及当在规定时间间隔内剔除数量达到规定阈值时，报警并发送停机信号到生产线。

本发明的优点与效果是：

本发明提供的自适应高速打码方法及系统包括追溯码的管理、分发、回收、在线打码工艺，其可以适应各种生产线、码制、定制性内容要求，满足烟草企业严格的工艺质量要求，满足《世界卫生组织烟草控制框架公约》（FCTC）的要求。为烟草企业提供了符合出口烟相关需求的高速自动化在线打码解决方案。

本发明提供的自适应高速打码方法及系统能够根据国别、产品品牌、追溯码打印标准，自动化选择打印方案，下发追溯码到打印任务。通过对各型生产线进行改造，加装激光打码设备实现智能自动化在线高速打码的功能。对已使用的追溯码进行回收管理，没有使用的追溯码可以继续使用。在线检测，处理无法识别和打印质量分析，并进行自动化调整处理。

附图说明

图1示出本发明提供的自适应高速打码方法的流程图；

图2示出本发明提供的自适应高速打码方法的打码规则示意图；

图3示出本发明提供的自适应高速打码方法的触发装置的检测方波图；

图4示出本发明提供的自适应高速打码方法的读码器采集的图片示意图；

图5示出本发明提供的自适应高速打码系统的触发装置的结构示意图；

图6示出本发明提供的自适应高速打码系统的打码质量检测装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明：

如图1所示，本发明提供的自适应高速打码方法包括如下步骤：

步骤S10：根据用户输入的信息生成打码规则。根据打码规则切换打印机的打印文件，打印文件包括打印的内容、追溯码打印位置和大小、打印功率以及触发模式。

具体的，针对不同的出口国家和地区，对追溯码有不同的内容和编码要求，因此追溯码也需要可以规定对应的规则来管理不同的打码规则，同时不同的生产厂商同样有不同的对追溯码的可读性要求，这些也需要进行相关的规则配置。通过对打码规则的选取，对厂商需求的选取，组成对打码要求的配置组合，和追溯码一起同步下发到打印任务。

打码规则包括国家码、厂家码、生产线类型和品牌，用于确定编码位数、打印内容以及打码的位置和大小。比如：国家码可以为中国（CHN），德国（DE），阿联酋（AE），马来西亚（MYS）等，系统会根据各国的编码规则来处理追溯码，比如德国为17位长短码型，阿联酋为18位码等，然后根据厂家生成客户码（厂家码）。生产线和品牌则规定了可以打码的大小，位置，可以打印的内容等，这些决定可以使用的打印文件。

步骤S20：打码终端从追溯码缓存队列中读取预定数量的追溯码，根据打码规则生成多个打码信息，将多个打码信息发送给打印机，存储到打印机的本地打印缓存队列中。

具体的，根据打码的顺序将追溯码和客户码等内容进行编码成如图2所示的二进制码流。

当追溯码缓存队列中的追溯码数量不足时，打码终端从追溯码池中获取一组未使用的追溯码，存入追溯码缓存队列中。

步骤S30：当在生产线上检测到有烟盒移动时，如图3所示，产生对应烟盒移动速度的打码触发信号，发送到打印机。

步骤S40：打印机根据打码触发信号，取出本地打印缓存队列中的打码信息，依次按照配置的触发模式进行打码，并在完成打码后，将打印完成消息同步返回所述打码终端。

具体的，打码终端根据打印机返回的打印完成信息，计算得出打码速度、生产线速率和当前打码内容。

步骤S45：通过读码器对打码质量进行识别和分析，如果烟盒上的追溯码不能被识别，则剔除该打码的烟盒，并通知所述打码终端，当在规定时间间隔内剔除数量达到规定阈值时，报警并发送停机信号到生产线。

如果烟盒上的追溯码被识别成功，则对该识别的追溯码进行分析，获取打印位置和打印内容，并判断打印位置和打印内容是否正确。

当打印位置不正确时，通知所述打码终端调整打码信息；具体的，获取追溯码的左右和上下偏移量并发送给所述打码终端，所述打码终端根据所述追溯码的左右和上下偏移量调整打码信息。

当打印内容不正确时，则对该烟盒进行剔除，并且当在规定时间间隔内剔除数量达到规定阈值时，报警并发送停机信号到生产线。

具体的检测条件判断方法：

码的识别：读码器直接识别二维码的内容，如果是识别成功，则向打码终端程序发送识别的字符串内容，如果识别失败，则发送ERROR的错误标签。读码器同时将采集到的图片发送到指定位置。由运行打码终端程序的设备提供的存储位置，可以被打码终端程序访问读取。

码的处理：打码终端程序会解析收到的二维码的内容是否符合当前的任务的规则，如果不符合规则（比如码长度不正确，内容效验错误等情况），就需要告警和向生产线发送停机信号。

图片的处理：打码终端程序可以检查读码器采集的图片，可以通过图形算法分析后计算打好的码相对于黑底的如图4所示的w1和h的值，可以分析出整体图形是否有打歪，左右偏移量多少，上下偏移量多少。通过对读码器采集的图片的处理，可以得出打码的左右和上下的偏移量，终端程序可以通过调整打印文件中码的位置进行调整，但是目前实时进行调整时，打印机切换打印文件的时间较长，会造成一部分烟盒在下发命令期间无法打码，但是因为后续有剔除机构可以将其剔除，因此实际上不会对生产过程造成太大的影响。/>

步骤S50：重复所述步骤S20-S40直到打印任务结束。

在一个具体实施例中，包括如下步骤：

（1）任务初始化：接收打印任务，更新任务信息。

（2）配置打印模式：根据任务信息，配置打印文件，发送打印文件配置命令到打印机。

（3）打印文件切换：根据打印文件配置命令切换当前的打印文件，包括打印的内容和追溯码的位置和大小，激光打印功率，触发模式等。

（4）开始打码任务：接收外部命令开始打码任务。

（5）准备追溯码缓存队列：管理追溯码缓存队列，向主程序请求追溯码填充缓存队列。

（6）提取追溯码：打码终端从打印任务的追溯码池中获取未使用的追溯码，发送给打码线程。

（7）追溯码入追溯码缓存队列：将获取的未使用的追溯码推入追溯码缓存队列。

（8）追溯码消息编码：根据追溯码配置规则，根据任务配置，不同的国家/地区配置不同的二维码格式内容，根据产品信息填入对应的可读性内容配置，更新当前生产日期等信息，组合成打印机打码消息。

（9）检查缓存队列：如果当前追溯码缓存队列数量不足，则切换到准备追溯码缓存队列步骤（5），请求追溯码填充缓存队列。

（10）发送追溯码消息组：从追溯码缓存队列将一定数量的追溯码消息取出，打包成一组，按照打印机的通讯协议格式发送到打印机。

（11）追溯码消息入打印缓存：打印机将收到的追溯码消息存储到本地打印缓存队列中。

（12）光电触发：光电感应器检查到烟盒移动，产生对应生产线动作的波形，同步发送到打印机。

（13）追溯码打码：打印机根据打码触发信号，取出本地打印缓存队列中的追溯码消息，依次按照配置的触发模式进行打码。

（14）追溯码打码通知：打印机在完成打码时，将完成打印信息同步发回打码终端。

（15）分析打码状态：根据返回的打印信息，进行计算分析，得出打码速度、生产线速率和当前打码内容等信息，同时根据打印机缓存的情况，转到发送追溯码消息组步骤（10），请求发送下一组追溯码信息。

（16）打码任务接收：完成打码任务后，结束任务。

本发明提供的自适应高速打码系统包括配置模块、打码终端、打印机、烟盒检测装置和打码质量检测装置。其中，配置模块用于根据用户输入的信息生成打码规则，并根据所述打码规则切换打印机的打印文件，所述打印文件包括打印的内容、追溯码打印位置和大小、打印功率以及触发模式。打码终端用于从追溯码缓存队列中读取预定数量的追溯码，并根据所述打码规则生成多个打码信息，将所述多个打码信息发送给打印机，存储到打印机的本地打印缓存队列中。烟盒检测装置用于检测生产线上是否有烟盒移动，并在检测到有烟盒移动时产生对应烟盒移动速度的打码触发信号，发送到打印机。打印机用于接收所述打码终端发送的打码信息并存储到打印机的本地打印缓存队列中，以及根据所述烟盒检测装置发送的打码触发信号，取出本地打印缓存队列中的打码信息，依次按照触发模式进行打码，并在完成打码后，将打印完成信息同步返回所述打码终端。打码质量检测装置包括读码器和剔除装置。其中，读码器用于对每个烟盒上的打码质量进行识别和分析。剔除装置用于当烟盒上的追溯码不能被读码器识别时，剔除该烟盒并通知打码终端，以及当在规定时间间隔内剔除数量达到规定阈值时，报警并发送停机信号到生产线。读码器还用于当烟盒上的追溯码被成功识别时，对该识别的追溯码进行分析以获取打印位置和打印内容，并判断打印位置和打印内容是否正确，以及当打印位置不正确时，通知打码终端调整打码信息。当打印内容不正确时，则通过剔除装置剔除该烟盒，以及当在规定时间间隔内剔除数量达到规定阈值时，报警并发送停机信号到生产线。

对于不同的生产线，不需要对生产线进行改造。仅需在生产线加装触发装置，配合生产线的生产节拍，触发激光打印机进行打码，打印速度取决于赋码速度和打印速度的配合。赋码速度基于打码终端程序赋码采用的TCP连接对应的打印协议，发码速度即为追溯码打码命令的发送速率,打印速度基于激光机的功率和打码的内容，以及需要的打码质量，最终打码的速度调整要高于实际生产线的生产速度。打码的内容根据发码的命令，可以自动调整打印内容，包括选择合适的打印文件，控制打印位置，大小等。

如图5所示，本实施例中的触发装置为光电传感器2，光电传感器2安装于对准烟盒1进入传送带位置，生产线上转运烟盒的八爪轮盘3在运行到传送带对应位置时停止，然后烟盒推杆将爪盘上的烟盒向左推送到传送带上，同时将烟盒逐步向左推动。如图3所示，此时光电传感器会经历一个从阻挡到恢复的变化，光电传感器会依此发送一个方波到打印机，而打印机会在方波的下降沿触发打码。打印机4在光电传感器2和八爪轮盘3的配合下，逐一给每个小包烟盒赋予唯一的追溯码。通过测量波形的时间间隔，即可计算当前生产线的生产速率。打印机打印所需时间是与实际打码内容，打码区域大小，打码扫描速度相关，打印机会依此计算一个打码时间。以上内容，包括生产速率，打码速度，由打印机实时反馈到打码终端进行处理。

如图6所示，打码质量检测装置包括读码器5和剔除装置6。若干烟盒1排列进入打码质量检测装置，读码器5采集烟盒图像，读取追溯码并分析，根据读取的结果剔除装置6对有问题的烟盒进行剔除，并通知打码终端。具体的，剔除装置6可以是气动剔除装置或者机械剔除装置，优选为使用气动剔除装置以免对盒包装造成损伤，因为盒包装大多质地较软，容易损伤，但是相对较轻，因而可使用气动剔除装置予以剔除。

综上所述，本发明提供了一种自适应高速打码方法及系统，包括追溯码的管理、分发、回收、在线打码工艺，其可以适应各种生产线、码制、定制性内容要求，满足烟草企业严格的工艺质量要求，满足《世界卫生组织烟草控制框架公约》（FCTC）的要求，为烟草企业提供了符合出口烟相关需求的高速自动化在线打码解决方案。本发明提供的自适应高速打码方法及系统能够根据国别、产品品牌、追溯码打印标准，自动化选择打印方案，下发追溯码到打印任务。通过对各型生产线进行改造，加装激光打码设备实现智能自动化在线高速打码的功能。对已使用的追溯码进行回收管理，没有使用的追溯码可以继续使用。在线检测，处理无法识别和打印质量分析，并进行自动化调整处理。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，并非用来限定本发明的实施范围。但凡在本发明的保护范围内所做的等效变化及修饰，皆应认为落入了本发明的保护范围内。