本發(fā)明涉及圖形編碼領(lǐng)域，尤其涉及一種矩陣式自動(dòng)條碼識(shí)別系統(tǒng)及其識(shí)別方法。

背景技術(shù)：

目前市面上產(chǎn)品包裝表面或外盒多印刷有條形碼，其實(shí)按照一定編碼規(guī)則編譯的，再經(jīng)過(guò)掃描、辨識(shí)等處理后，將條形碼蘊(yùn)含的商品信息讀取?？蓽?zhǔn)確、方便、快速地讀取出數(shù)據(jù)。

傳統(tǒng)的條碼識(shí)別系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于超市、物流等行業(yè)，主要是由人工操作掃描槍的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。近年來(lái)，由于人工成本的大幅度上漲，條碼檢測(cè)這種人工作業(yè)逐漸由自動(dòng)化作業(yè)來(lái)代替，目前已經(jīng)發(fā)展到自動(dòng)掃描打印貼標(biāo)模式。但這種方式一方面，對(duì)人員有明顯的依賴，如過(guò)程中發(fā)現(xiàn)異常必須人工排除，非流水線作業(yè)的入料模式必須人工單件入料或前置設(shè)備入料；另一方面，條碼排列形式比較單一，掃描和讀取數(shù)據(jù)效率不高。因此，開(kāi)發(fā)一種結(jié)構(gòu)緊湊、掃描靈活、可靠高效的條碼識(shí)別系統(tǒng)是是勢(shì)在必行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：為了優(yōu)化現(xiàn)有矩陣式自動(dòng)條碼識(shí)別系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)和性能，本發(fā)明設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)緊湊、掃描靈活、動(dòng)作敏捷可靠的的矩陣式自動(dòng)條碼識(shí)別系統(tǒng)，以改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)中的不足。

發(fā)明內(nèi)容：一種矩陣式自動(dòng)條碼識(shí)別系統(tǒng)，包括外殼、機(jī)架、行走機(jī)構(gòu)和掃碼機(jī)構(gòu)，外殼覆蓋于機(jī)架輪廓，所述機(jī)架包括上機(jī)架、主機(jī)架和下機(jī)架，所述上機(jī)架安裝控制模塊，控制模塊外側(cè)連接有觸摸屏，所述下機(jī)架下部具有行走輪，所述行走機(jī)構(gòu)和掃碼機(jī)構(gòu)安裝于主機(jī)架內(nèi)；

所述行走機(jī)構(gòu)包括流道、擋缸、調(diào)寬模塊、檢測(cè)口，所述流道由支架連接于主機(jī)架，流道包括相互平行的一對(duì)滑軌，每根滑軌上配合連接有滑塊，所述滑塊由位于滑軌內(nèi)側(cè)的皮帶帶動(dòng)，所述皮帶連接于皮帶輪并由皮帶電機(jī)控制轉(zhuǎn)動(dòng)，所述擋缸成對(duì)分布于滑軌兩端、位于兩條滑軌之間，擋缸包括氣缸和位于氣缸上部的擋塊，氣缸固定在支架上，所述調(diào)寬模塊包括成對(duì)分布于滑軌兩端下部的手輪、絲桿、絲桿螺母、同步輪，所述絲桿穿接絲桿螺母，絲桿螺母固定于滑軌下部的支架，所述手輪和同步輪分別固定于絲桿兩端，所述同步輪之間由同步帶連接，同步輪一側(cè)的滑軌下部具有活動(dòng)支架，活動(dòng)支架可隨絲桿螺母沿絲桿方向移動(dòng)，所述檢測(cè)口在流道的起始和尾部位置設(shè)置若干；

所述掃碼機(jī)構(gòu)包括xy平臺(tái)、升降臺(tái)和掃碼槍，所述xy平臺(tái)包括x平臺(tái)和y平臺(tái)，所述x平臺(tái)固定于主機(jī)架底面，y平臺(tái)連接于x平臺(tái)上部，所述x平臺(tái)和y平臺(tái)都具有移動(dòng)軌、平臺(tái)電機(jī)、平臺(tái)絲桿和平臺(tái)絲桿螺母，y平臺(tái)的移動(dòng)軌下部還連接有y底板，移動(dòng)軌上配合連接有移動(dòng)滑塊，所述平臺(tái)電機(jī)帶動(dòng)平臺(tái)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，平臺(tái)絲桿螺母穿接于平臺(tái)絲桿并沿著平臺(tái)絲桿移動(dòng)，所述x平臺(tái)的平臺(tái)絲桿螺母和移動(dòng)滑塊向上連接y底板，所述y平臺(tái)的平臺(tái)絲桿螺母帶動(dòng)移動(dòng)滑塊，y平臺(tái)的移動(dòng)滑塊向上連接升降臺(tái)，升降臺(tái)上端固定掃碼槍；

所述氣缸、皮帶電機(jī)、平臺(tái)電機(jī)、掃碼槍、檢測(cè)口均與控制模塊連接。

作為優(yōu)選，所述皮帶電機(jī)為伺服電機(jī)，所述平臺(tái)電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)。皮帶的運(yùn)動(dòng)應(yīng)連續(xù)可調(diào)，以保證滑塊在滑軌上的移動(dòng)速度可調(diào)，從而保證被檢測(cè)連板進(jìn)入的速度可調(diào)，工藝靈活；而xy平臺(tái)用于控制掃碼槍的移動(dòng)，應(yīng)具備較高的精度，以保證掃碼槍準(zhǔn)確無(wú)誤地對(duì)準(zhǔn)被檢測(cè)連板上每塊pcb板的條碼，因此采用步進(jìn)電機(jī)。

作為優(yōu)選，所述外殼在主機(jī)架沿著流道的兩個(gè)方向開(kāi)有進(jìn)料口和出料口，垂直于流道的兩個(gè)方向具有視窗。進(jìn)料口和出料口保證被檢測(cè)的連板順利進(jìn)出，視窗可用于肉眼實(shí)時(shí)監(jiān)控被監(jiān)測(cè)情況，方便快捷。

作為優(yōu)選，所述x平臺(tái)和y平臺(tái)沿著移動(dòng)軌方向分別具有拖鏈，拖鏈內(nèi)部具有氣缸、皮帶電機(jī)、平臺(tái)電機(jī)、掃碼槍等電氣元件與控制模塊連接所用的線束。拖鏈的作用是隨著移動(dòng)軌移動(dòng)而彎曲隨動(dòng)，并對(duì)內(nèi)部的線束起到保護(hù)作用，保證使用過(guò)程中不對(duì)相關(guān)接線產(chǎn)生影響。

作為優(yōu)選，所述升降臺(tái)為螺桿與螺母的配合機(jī)構(gòu)，或者直桿與桿套的半過(guò)盈配合機(jī)構(gòu)，通過(guò)手動(dòng)方式調(diào)節(jié)上端掃碼槍的高度。掃碼槍掃描上部條碼，升降臺(tái)對(duì)掃描的高度和角度進(jìn)行調(diào)整，但調(diào)整無(wú)需精確，只要保證手動(dòng)調(diào)節(jié)后位置穩(wěn)定即可，螺桿螺母的配合機(jī)構(gòu)和半過(guò)盈配合機(jī)構(gòu)均能保證這種未知的方便調(diào)節(jié)和狀態(tài)維持。

作為優(yōu)選，所述x平臺(tái)具有兩條相互平行并關(guān)于平臺(tái)絲桿對(duì)稱放置的移動(dòng)軌，兩條移動(dòng)軌向上通過(guò)移動(dòng)滑塊連接y底板。對(duì)x平臺(tái)的移動(dòng)軌數(shù)量和放置方式進(jìn)行限定，以及y下部設(shè)置底板，對(duì)xy平臺(tái)移動(dòng)距離的精確性和穩(wěn)定性做了可靠保證。

作為優(yōu)選，所述活動(dòng)支架在絲桿上部還穿接有導(dǎo)向桿，導(dǎo)向桿與絲桿平行。穿接一對(duì)平行的導(dǎo)向桿于絲桿上部，可隨時(shí)對(duì)絲桿帶動(dòng)螺母位置的偏離和預(yù)應(yīng)力進(jìn)行了糾正，保證絲桿螺母移動(dòng)的平行度/同軸度，防止用久后部件松動(dòng)或者而導(dǎo)致精確度不足的問(wèn)題。

一種矩陣式自動(dòng)條碼識(shí)別系統(tǒng)的識(shí)別方法，包含以下步驟：

（1）、入料：將被檢測(cè)料以矩陣形式連成連板，被檢測(cè)料條碼自然組成矩陣形式，手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪調(diào)節(jié)滑軌間距至適宜寬度，操作觸摸屏啟動(dòng)條碼識(shí)別系統(tǒng)，連板隨滑塊滑動(dòng)；

（2）、停料：兩擋缸附近的檢測(cè)口檢測(cè)到連板的進(jìn)入或離開(kāi)狀態(tài)，控制模塊控制氣缸啟動(dòng)，擋塊向上頂并攔截連板，隨后控制模塊令皮帶電機(jī)暫停，連板相對(duì)流道靜止；

（3）、掃碼：掃碼槍初始位置在xy平臺(tái)的原點(diǎn)，根據(jù)事先設(shè)置的被檢測(cè)料的條碼矩陣選擇掃碼程序，控制模塊啟動(dòng)xy平臺(tái)、控制掃碼槍移動(dòng)，當(dāng)掃碼槍移動(dòng)到某個(gè)條碼正下方時(shí)，控制模塊控制其掃碼，并將條碼信息傳回控制器或者經(jīng)由緩存器暫存后進(jìn)入控制器存儲(chǔ)，由此有序掃完整個(gè)條碼矩陣；

（4）、歸位：掃完整個(gè)條碼矩陣后，控制模塊控制xy平臺(tái)令掃碼槍歸原點(diǎn)，同時(shí)控制模塊控制氣缸動(dòng)作、擋塊收回，皮帶電機(jī)啟動(dòng)，連板隨滑塊移出流道；

（5）、重置：繼續(xù)使用原有的掃碼程序或根據(jù)被檢測(cè)料的需求更換，然后重復(fù)步驟（1）~（4）。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明結(jié)構(gòu)精巧、定位準(zhǔn)確、性能穩(wěn)定、使用方便。行走機(jī)構(gòu)和掃描機(jī)構(gòu)的放置和其部件的排布節(jié)省空間，控制模塊和觸摸屏位于上部便于操作；擋缸阻擋來(lái)料的動(dòng)作和掃碼槍的掃碼動(dòng)作配合，流暢而高效；絲桿、絲桿螺母、活動(dòng)支架用以調(diào)節(jié)滑軌之間的寬度適用于不同規(guī)格和排列的被檢測(cè)pcb板組合，提高了適用性，導(dǎo)向桿保證其調(diào)寬的方平行度和穩(wěn)定性；掃碼機(jī)構(gòu)的xy平臺(tái)采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，對(duì)x平臺(tái)的移動(dòng)軌數(shù)量、放置方式和y平臺(tái)下部設(shè)置底板，具備兩個(gè)維度的動(dòng)作范圍，采用步進(jìn)式，具有高精確度和穩(wěn)定性；拖鏈的設(shè)置令布線穩(wěn)定可靠不受機(jī)械動(dòng)作影響而引起疲勞損壞。本發(fā)明的一種矩陣式自動(dòng)條碼識(shí)別系統(tǒng)，軌道和平臺(tái)的動(dòng)作準(zhǔn)確而穩(wěn)定，掃碼槍掃碼實(shí)現(xiàn)了矩陣式，方便快捷，適用不同情形的被檢測(cè)來(lái)料，自動(dòng)化、性能強(qiáng)大、效率高，并具有較長(zhǎng)的使用壽命。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的外部結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本發(fā)明實(shí)施例的主機(jī)架內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是本發(fā)明實(shí)施例的掃碼機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是本發(fā)明的流道及其內(nèi)部、周邊部件結(jié)構(gòu)示意圖。

1-外殼，11-進(jìn)料口，12-出料口，13-視窗，2-機(jī)架，20-主機(jī)架，21-上機(jī)架，22-下機(jī)架，221-行走輪，3-行走機(jī)構(gòu)，30-流道，301-滑軌，302-滑塊，303-皮帶，304-皮帶輪，305-皮帶電機(jī)，31-擋缸，311-氣缸，312-擋塊，32-調(diào)寬模塊，321-手輪，322-絲桿，323-絲桿螺母，324-同步輪，325-同步帶，326-導(dǎo)向桿，33-支架，34-活動(dòng)支架，35-檢測(cè)口，4-掃碼機(jī)構(gòu)，401-移動(dòng)軌，402-平臺(tái)電機(jī)，403-平臺(tái)絲桿，404-平臺(tái)絲桿螺母，405-移動(dòng)滑塊，41-xy平臺(tái)，410-拖鏈，411-x平臺(tái)，412-y平臺(tái)，4120-y底板，42-升降臺(tái)，43-掃碼槍，5-控制模塊，51-觸摸屏。

具體實(shí)施方式

為了更清楚地說(shuō)明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

下面結(jié)合圖1~4和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明。

如圖1~4，一種矩陣式自動(dòng)條碼識(shí)別系統(tǒng)，包括外殼1、機(jī)架2、行走機(jī)構(gòu)3和掃碼機(jī)構(gòu)4，外殼1覆蓋于機(jī)架2輪廓，所述機(jī)架2包括上機(jī)架21、主機(jī)架20和下機(jī)架22，所述上機(jī)架21安裝控制模塊5，控制模塊5可為plc控制系統(tǒng)等，控制模塊5外側(cè)連接有觸摸屏51，所述下機(jī)架22下部具有行走輪221，所述行走機(jī)構(gòu)3和掃碼機(jī)構(gòu)4安裝于主機(jī)架20內(nèi)，所述外殼1在主機(jī)架20沿著流道30的兩個(gè)方向開(kāi)有進(jìn)料口11和出料口12，垂直于流道30的兩個(gè)方向具有視窗13；

所述行走機(jī)構(gòu)3包括流道30、擋缸31、調(diào)寬模塊32、檢測(cè)口35，所述流道30由支架33連接于主機(jī)架20，流道30包括相互平行的一對(duì)滑軌301，每根滑軌301上配合連接有滑塊302，所述滑塊302由位于滑軌301內(nèi)側(cè)的皮帶303帶動(dòng)，所述皮帶303連接于皮帶輪304并由皮帶電機(jī)305控制轉(zhuǎn)動(dòng)，所述擋缸31成對(duì)分布于滑軌301兩端、位于兩條滑軌301之間，擋缸31包括氣缸311和位于氣缸311上部的擋塊312，氣缸311固定在支架33上，所述調(diào)寬模塊32包括成對(duì)分布于滑軌301兩端下部的手輪321、絲桿322、絲桿螺母323、同步輪324，所述絲桿322穿接絲桿螺母323，絲桿螺母323固定于滑軌301下部的支架33，所述手輪321和同步輪324分別固定于絲桿322兩端，所述同步輪324之間由同步帶325連接，同步輪324一側(cè)的滑軌301下部具有活動(dòng)支架34，活動(dòng)支架34可隨絲桿螺母323沿絲桿322方向移動(dòng)，所述活動(dòng)支架34在絲桿322上部還穿接有導(dǎo)向桿326，導(dǎo)向桿326與絲桿322平行，所述檢測(cè)口35在流道30的起始位置和兩擋缸31附近位置分別設(shè)置1個(gè)和2個(gè)，前部擋缸31的檢測(cè)口35設(shè)置在后，后部擋缸31的檢測(cè)口35設(shè)置在前；

所述掃碼機(jī)構(gòu)4包括xy平臺(tái)41、升降臺(tái)42和掃碼槍43，所述xy平臺(tái)41包括x平臺(tái)411和y平臺(tái)412，所述x平臺(tái)411和y平臺(tái)412沿著移動(dòng)軌401方向分別具有拖鏈410，拖鏈410內(nèi)部具有氣缸311、皮帶電機(jī)305、平臺(tái)電機(jī)402、掃碼槍43等電氣元件與控制模塊5連接所用的線束；所述x平臺(tái)411固定于主機(jī)架20底面，y平臺(tái)412連接于x平臺(tái)411上部，所述x平臺(tái)411和y平臺(tái)412都具有移動(dòng)軌401、平臺(tái)電機(jī)402、平臺(tái)絲桿403和平臺(tái)絲桿螺母404，其中x平臺(tái)411具有兩條相互平行并關(guān)于x平臺(tái)的平臺(tái)絲桿403對(duì)稱放置的移動(dòng)軌401，y平臺(tái)412的移動(dòng)軌401下部還連接有y底板4120，兩條x平臺(tái)的移動(dòng)軌401向上通過(guò)一對(duì)移動(dòng)滑塊405連接y底板4120，所述平臺(tái)電機(jī)402帶動(dòng)平臺(tái)絲桿403轉(zhuǎn)動(dòng)，平臺(tái)絲桿螺母404穿接于平臺(tái)絲桿403并沿著平臺(tái)絲桿403移動(dòng)，所述x平臺(tái)411的平臺(tái)絲桿螺母404和移動(dòng)滑塊405向上連接y底板412，所述y平臺(tái)412的平臺(tái)絲桿螺母404帶動(dòng)移動(dòng)滑塊405，y平臺(tái)412的移動(dòng)滑塊405向上連接升降臺(tái)42，升降臺(tái)42上端固定掃碼槍43，所述升降臺(tái)42為直桿與桿套的半過(guò)盈配合機(jī)構(gòu)，通過(guò)手動(dòng)方式調(diào)節(jié)上端掃碼槍43的高度和角度；

所述皮帶電機(jī)305為伺服電機(jī)，所述平臺(tái)電機(jī)402為步進(jìn)電機(jī)；所述氣缸311、皮帶電機(jī)305、平臺(tái)電機(jī)402、掃碼槍43、檢測(cè)口35均與控制模塊5連接。

本發(fā)明的操作方法：首先將需要檢測(cè)的pcb板連成pcb連板，每塊單獨(dú)待檢pcb板上都具有事先有序安置的條碼以辨識(shí)和負(fù)載相關(guān)信息，pcb板組成連板的形式為矩陣式，并形成條碼矩陣，可為2x4，3x3，3x4，3x6，等等，一次只選擇一種pcb連板及其排布方式；根據(jù)pcb連板進(jìn)入流道30的放置方位和方式，用任意一個(gè)手輪321調(diào)節(jié)絲桿螺母323轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)活動(dòng)支架34和活動(dòng)支架端的滑軌301相對(duì)另一端滑軌301的平行間距變化，調(diào)節(jié)到適宜的寬窄；手動(dòng)操作觸摸屏51，啟動(dòng)系統(tǒng)，起始端檢測(cè)口35檢測(cè)pcb連板進(jìn)入狀態(tài)，起始位置檢測(cè)口35檢測(cè)到pcb連板時(shí)，皮帶電機(jī)305啟動(dòng)，控制模塊5控制皮帶電機(jī)305帶動(dòng)皮帶輪304轉(zhuǎn)動(dòng)從而令皮帶303移動(dòng)，固定于皮帶的滑塊302則相對(duì)滑軌301滑動(dòng)，pcb連板開(kāi)始行走，行走到合適位置時(shí)，兩擋缸31附近的檢測(cè)口35檢測(cè)到pcb連板的進(jìn)入或離開(kāi)狀態(tài)，控制模塊5控制氣缸311啟動(dòng)，隨著氣缸活塞的運(yùn)動(dòng)擋塊312向上頂，攔截pcb連板，同時(shí)尾部位置檢測(cè)口35檢測(cè)到pcb連板到達(dá)檢測(cè)位置，令皮帶電機(jī)305停止；pcb連板相對(duì)流道30靜止后，開(kāi)始掃碼操作：根據(jù)事先知曉的pcb連板及其具體排布，控制模塊5中的程序會(huì)自動(dòng)設(shè)定xy平臺(tái)41的動(dòng)作方式，x方向?yàn)榱鞯?0/滑軌301延伸方向，x平臺(tái)411和y平臺(tái)412通常交替動(dòng)作，具體由控制模塊5控制x平臺(tái)411或y平臺(tái)412的平臺(tái)電機(jī)402轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)絲桿403，從而絲桿螺母404帶動(dòng)移動(dòng)滑塊405在移動(dòng)軌401上滑動(dòng)，每次動(dòng)作均為步進(jìn)，在條碼矩陣中，掃碼槍43被調(diào)整到某一個(gè)條碼正下方時(shí)（掃碼槍43事先由升降臺(tái)42調(diào)節(jié)合適高度和角度），控制模塊5控制其掃碼，并將條碼信息傳回控制模塊5存儲(chǔ)，掃碼槍43隨即由x平臺(tái)411或y平臺(tái)412的動(dòng)作進(jìn)入下一條碼，全部掃完后歸原點(diǎn)（原點(diǎn)通常是流道始端且活動(dòng)支架34對(duì)向一側(cè)），以pcb連板為單位進(jìn)行掃碼，每掃完一塊連板—即一個(gè)矩陣，則重歸原點(diǎn)，擋缸31也以pcb連板為單位進(jìn)行攔截動(dòng)作；掃完整個(gè)條碼矩陣后，控制模塊5控制xy平臺(tái)41令掃碼槍43歸原點(diǎn)，同時(shí)控制模塊5控制氣缸311動(dòng)作、擋塊312收回，皮帶電機(jī)305啟動(dòng)，pcb連板隨滑塊302移出流道30；當(dāng)需要更換連板或其矩陣排布方式時(shí)，根據(jù)控制模塊5的程序選擇xy平臺(tái)41的動(dòng)作，進(jìn)行類似的掃碼操作。

以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，所做出的若干改進(jìn)或等同替換，均視為本發(fā)明的保護(hù)范圍，仍應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍中。