往復運動式鈔票紙螢光纖維在線檢測裝置製造方法

2023-06-12 15:20:51

往復運動式鈔票紙螢光纖維在線檢測裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種往復運動式鈔票紙螢光纖維在線檢測裝置，引紙電機驅動後引紙輥旋轉帶動紙幅由前引紙輥引入並由後引紙輥引出，第一成像裝置能夠將經第一光源照射的紙幅成像並傳信於縱切光標位置解析及偏差計算模塊，縱切光標位置解析及偏差計算模塊得出紙幅縱切光標的橫向坐標位置信息並傳輸給伺服電機主控模塊，伺服電機主控模塊控制驅動裝置帶動滑塊機構在機架上沿紙張橫嚮往復移動，滑塊機構上的第二成像裝置能夠將經第二光源照射的紙幅成像並傳信於螢光纖維分析模塊，螢光纖維分析模塊能夠對第二成像裝置所呈圖像中的彩色螢光纖維信息進行分析並輸出分析結果。本發明對工人起到充分的保護，且其結構簡單，加工成本低，使用方便，檢測精確。
【專利說明】往復運動式鈔票紙螢光纖維在線檢測裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種紙幅生產線的輔助裝置，尤指涉及一種往復運動式鈔票紙螢光纖維在線檢測裝置。
【背景技術】
[0002]鈔票紙生產過程中，紙幅中有類似白水印效果的縱切線，在透光下清晰可見，用於後續切紙工序糾偏校準。抄紙紙幅在運動過程中有橫向擺動，為了保證檢測位置的準確，檢測單元必須以縱切光標為參考點，和紙幅一起橫向擺動。
[0003]鈔票紙生產過程中，需要在紙張中滿版嵌入彩色螢光纖維作為防偽特徵。這些螢光纖維在紫外光激發下會呈現多種顏色，鈔票紙製造過程中，對嵌入螢光纖維的數量、位置、形狀有具體要求。目前的檢測方式為在線採樣紙張，放入螢光燈箱，人工判斷其嵌入效果，紫外線對人眼會有損傷，且抽樣檢查效率低，準確性差。
[0004]也可沿紙幅橫向加裝多臺彩色圖像傳感器和與紙幅橫向相同寬度的LED紫外光源實現螢光纖維檢測，但成本高。

【發明內容】

[0005]為了克服上述缺陷，本發明提供一種往復運動式鈔票紙螢光纖維在線檢測裝置，該往復運動式鈔票紙螢光纖維在線檢測裝置結構簡單，自動檢測，不傷害人眼，檢測成本低。
[0006]本發明為了解決其技術問題所採用的技術方案是:一種往復運動式鈔票紙螢光纖維在線檢測裝置，包括機架、引紙電機、前引紙輥、後引紙輥、第一光源、第一成像裝置、縱切光標位置解析及偏差計算模塊、驅動裝置、滑塊機構、第二光源、第二成像裝置、螢光纖維分析模塊和伺服電機主控模塊，以在抄紙機上紙張從溼部向卷取部的運動方向為縱向，以與紙幅縱向垂直的方向為橫向，所述前、後引紙輥平行間隔能夠轉動定位於機架上，引紙電機驅動後引紙輥旋轉帶動紙幅由前引紙輥引入並由後引紙輥引出，第一光源和第一成像裝置對應固定於紙幅兩側的機架上，第一光源照射於紙幅表面，第一成像裝置能夠將經第一光源照射的紙幅成像並傳信於縱切光標位置解析及偏差計算模塊，縱切光標位置解析及偏差計算模塊通過計算與比對後得出紙幅縱切光標的橫向坐標位置信息並傳輸給伺服電機主控模塊，伺服電機主控模塊控制驅動裝置帶動滑塊機構在機架上沿紙張橫嚮往復移動，所述第二光源和第二成像裝置固定於滑塊機構上，第二光源照射於紙幅表面，第二成像裝置能夠將經第二光源照射的紙幅成像並傳信於螢光纖維分析模塊，螢光纖維分析模塊能夠對第二成像裝置所呈圖像中的彩色螢光纖維的位置分布、數量和顏色信息進行分析並輸出分析結果。
[0007]作為本發明的進一步改進，引紙電機上連接有第一編碼器，第一編碼器能夠獲取後引紙輥角速度測量結果並傳信給縱切光標位置解析及偏差計算模塊。
[0008]作為本發明的進一步改進，所述第一光源為LED白色光源(寬度為20-50CM)，第一成像裝置為線掃描單色圖像傳感器。
[0009]作為本發明的進一步改進，所述第二光源為LED紫色光源，第二成像裝置為線掃描彩色圖像傳感器。
[0010]作為本發明的進一步改進，所述伺服電機主控模塊控制驅動裝置帶動滑塊機構在機架上沿紙張橫嚮往復移動的結構為:所述驅動裝置為一伺服電機，還設有一伺服電機驅動模塊和一絲杆，所述伺服電機主控模塊傳信於伺服電機驅動模塊，伺服電機驅動模塊帶動伺服電機動作，伺服電機動力輸出給能夠轉動定位於機架上的絲杆，所述絲杆平行於紙幅平面且其軸向為紙幅橫向，滑塊機構與絲杆活動螺接。
[0011]作為本發明的進一步改進，機架上還設有與絲杆軸向平行的滑軌，所述滑塊機構套設於滑軌上。
[0012]作為本發明的進一步改進，所述伺服電機上連接有第二編碼器，該第二編碼器能夠獲取伺服電機的位置及轉速信息並傳信給伺服電機主控模塊。
[0013]作為本發明的進一步改進，機架上固設有一對極限位置傳感器，該對極限位置傳感器能夠感應到處於紙幅橫向兩端極限位置的滑塊機構，並傳信於伺服電機主控模塊。
[0014]作為本發明的進一步改進，所述伺服電機主控模塊包括濾波電容、整流橋堆和第一晶閘管，所述接伺服電機主控模塊發出的脈衝寬度調製信號的第一晶閘管與濾波電容電連接輸出可變直流電壓實現電機動作快慢控制，所述整流橋堆中設有第二、三晶閘管組成的第一信號通道以及由第四、五晶閘管組成的第二信號通道，所述第一、二信號通道分別接收伺服電機主控模塊發出的控制信號實現伺服電機正反運動控制。
[0015]作為本發明的進一步改進，所述伺服電機主控模塊為可編程序控制器，還設有主控模塊人機界面，所述縱切光標位置解析及偏差計算模塊與伺服電機主控模塊之間設置有心跳信號，該心跳信號傳信於伺服電機主控模塊，所述伺服電機主控模塊能夠通過主控模塊人機界面發出聲光報警信號。
[0016]本發明的有益效果是:本發明通過第一光源、第一成像裝置和縱切光標位置解析及偏差計算模塊獲取縱向運動的鈔票紙紙幅中縱切光標的橫向位置，伺服電機主控模塊以縱切光標橫向位置為參考點，按設定的位移量，驅動滑塊機構橫向位移到指定位置，啟動由第二光源、第二成像裝置和螢光纖維分析模塊工作，實現紙幅設定位置螢光纖維在線檢測，在檢測過程中全自動化控制，紫外線不會傷害工人眼睛，對工人起到充分的保護，且其結構簡單，加工成本低，使用方便，檢測精確。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發明的原理框圖；
[0018]圖2為本發明的結構原理示意圖；
[0019]圖3為本發明的俯視示意圖。
【具體實施方式】
[0020]實施例:一種往復運動式鈔票紙螢光纖維在線檢測裝置，包括機架9、引紙電機、前引紙輥1、後引紙輥14、第一光源2、第一成像裝置3、縱切光標位置解析及偏差計算模塊
5、驅動裝置、滑塊機構91、第二光源10、第二成像裝置11、螢光纖維分析模塊12和伺服電機主控模塊6，以在抄紙機上紙張從溼部向卷取部的運動方向為縱向，以與紙幅縱向垂直的方向為橫向，所述前、後引紙輥14平行間隔能夠轉動定位於機架9上，引紙電機驅動後引紙輥14旋轉帶動紙幅30由前引紙輥I引入並由後引紙輥14引出，第一光源2和第一成像裝置3對應固定於紙幅兩側的機架9上，第一光源2照射於紙幅表面，第一成像裝置3能夠將經第一光源2照射的紙幅成像並傳信於縱切光標位置解析及偏差計算模塊5，縱切光標位置解析及偏差計算模塊5通過計算與比對後得出紙幅縱切光標的橫向坐標位置信息並傳輸給伺服電機主控模塊6，伺服電機主控模塊6控制驅動裝置帶動滑塊機構91在機架9上沿紙張橫嚮往復移動，所述第二光源10和第二成像裝置11固定於滑塊機構91上，第二光源10照射於紙幅表面，第二成像裝置11能夠將經第二光源10照射的紙幅成像並傳信於螢光纖維分析模塊12，螢光纖維分析模塊12能夠對第二成像裝置11所呈圖像中的彩色螢光纖維的位置分布、數量和顏色信息進行分析並輸出分析結果，前引紙輥I將縱向運動紙幅導入檢測裝置；第一光源2和第一成像裝置3生成包含縱切光標20的紙張圖像，發送到縱切光標位置解析及偏差計算模塊5，該縱切光標位置解析及偏差計算模塊5對獲取到的圖像進行分析，計算出圖像中縱切光標的橫向坐標位置，發送到伺服電機主控模塊6，伺服電機主控模塊6根據位置偏差絕對值大小，發送控制信號控制驅動裝置，驅動裝置動作，帶動滑塊機構91沿紙張橫向左右位移，滑塊機構91位移到設定位置時，第二光源10和第二成像裝置11生成包含螢光纖維21的紙張圖像，發送到螢光纖維分析模塊12，該螢光纖維分析模塊12對獲取到的圖像進行分析，計算出圖像中螢光纖維的位置分布、數量、顏色信息，螢光纖維分析模塊12停止工作，滑塊機構91帶動第二光源10和第二成像裝置11運動到紙幅下一個位置，螢光纖維分析模塊12開始工作，如此反覆實現鈔票紙全紙幅螢光纖維掃描檢測目的，可檢測任意形狀、如線形、三角形、圓形、環形、正方形等的螢光纖維，所述縱切光標位置解析及偏差計算模塊5、伺服電機主控模塊6和螢光纖維分析模塊12可以由一臺嵌入式計算機設備或工業控制計算機實現。
[0021]所述引紙電機上連接有第一編碼器4，第一編碼器能夠獲取後引紙輥14角速度測量結果並傳信給縱切光標位置解析及偏差計算模塊5。
[0022]所述第一光源2為LED白色光源(寬度為20-50CM)，第一成像裝置3為線掃描單色圖像傳感器，縱切光標位置解析及偏差計算模塊5結合線掃描單色圖像傳感器行掃描頻率和編碼器數據，生成包含縱切光標的單色圖像，按圖像灰度差值算法解析到縱切光標在圖像中的橫向坐標位置。
[0023]所述第二光源10為LED紫色光源，第二成像裝置11為線掃描彩色圖像傳感器。
[0024]所述伺服電機主控模塊6控制驅動裝置帶動滑塊機構91在機架9上沿紙張橫嚮往復移動的結構為:所述驅動裝置為一伺服電機8，還設有一伺服電機驅動模塊7和一絲杆，所述伺服電機主控模塊6傳信於伺服電機驅動模塊7，伺服電機驅動模塊7帶動伺服電機動作，伺服電機動力輸出給能夠轉動定位於機架9上的絲杆，所述絲杆平行於紙幅平面且其軸向為紙幅橫向，滑塊機構91與絲杆活動螺接。
[0025]機架9上還設有與絲杆軸向平行的滑軌15，所述滑塊機構91套設於滑軌15上。
[0026]所述伺服電機上連接有第二編碼器，該第二編碼器能夠獲取伺服電機的位置及轉速信息並傳信給伺服電機主控模塊6,伺服電機主控模塊6將縱切光標橫向坐標位置與伺服電機反饋的滑塊機構91的實際位置相減，獲得滑塊機構91的實際位置偏差值，設定位置偏差值是指設定的滑塊機構91橫向坐標位置與縱切光標橫向坐標位置的差，實際位置偏差與設定位置偏差的和，就是需要調節的滑塊機構91位置偏差；
[0027]滑塊機構91實際位置偏差=伺服電機反饋的滑塊機構91橫向坐標位置-縱切光標橫向坐標位置；
[0028]滑塊機構91設定位置偏差=設定的滑塊機構91橫向坐標位置-縱切光標橫向坐標位置；
[0029]需要調節的滑塊機構91橫向坐標位置偏差=滑塊機構91實際位置偏差+滑塊機構91設定位置偏差。
[0030]機架9上固設有一對極限位置傳感器，該對極限位置傳感器能夠感應到處於紙幅橫向兩端極限位置的滑塊機構91，並傳信於伺服電機主控模塊6，當滑塊機構91運行到極限位時，伺服電機主控模塊6通過伺服電機驅動模塊7控制伺服電機反轉使滑塊機構91自動向反方向運動。
[0031]所述伺服電機主控模塊6包括濾波電容、整流橋堆和第一晶閘管，所述接伺服電機主控模塊6發出的脈衝寬度調製信號的第一晶閘管與濾波電容電連接輸出可變直流電壓實現電機動作快慢控制，所述整流橋堆中設有第二、三晶閘管組成的第一信號通道以及由第四、五晶閘管組成的第二信號通道，所述第一、二信號通道分別接收伺服電機主控模塊6發出的控制信號實現伺服電機正反運動控制。
[0032]所述伺服電機主控模塊6為可編程序控制器，還設有主控模塊人機界面13，所述縱切光標位置解析及偏差計算模塊5與伺服電機主控模塊6之間設置有心跳信號，該心跳信號傳信於伺服電機主控模塊6,所述伺服電機主控模塊6能夠通過主控模塊人機界面13發出聲光報警信號，心跳信號用於檢測縱切光標位置解析及偏差計算模塊5與伺服電機驅動模塊7之間通信是否正常；通信異常或者滑塊機構91出現卡死現象時，主控模塊人機界面13發出聲光報警信號，同時顯示、記錄報警內容；主控模塊人機界面13還可以實現參數設置、檢測及控制數據顯示、手動操作、數據記錄；參數設置包括:安裝編碼器的後引紙輥14的直徑、線掃描單色圖像傳感器和線掃描彩色圖像傳感器的圖像解析度及行掃描頻率、縱切光標位置設定值，滑塊機構91位置設定值；檢測及控制數據顯示包括:縱切光標位置實際測量值、螢光纖維分布數量、位置、顏色信息，滑塊機構91位置，位移偏差；報警提示包括:伺服電機到極限位報警、滑塊機構91到極限位報警、圖像獲取異常報警、各模塊之間通信報警；手動操作包括滑塊機構91橫向位置控制手動自動切換、手動左移滑塊機構91、手動右移滑塊機構91、手動直接定位滑塊機構91到某個設定點；數據記錄包括:記錄所有參數及檢測結果到資料庫，可查詢系統運行歷史數據等。
[0033]本發明的往復運動式鈔票紙螢光纖維在線檢測裝置，不僅可用於鈔票紙生產過程中螢光纖維檢測，也可應用於通過機器視覺技術，在運動紙幅中抽檢某些光學特性物質的場合。
【權利要求】
1.一種往復運動式鈔票紙螢光纖維在線檢測裝置，其特徵在於:包括機架(9)、引紙電機、前引紙輥(I)、後引紙輥(14)、第一光源(2)、第一成像裝置(3)、縱切光標位置解析及偏差計算模塊(5)、驅動裝置、滑塊機構(91)、第二光源(10)、第二成像裝置(11)、螢光纖維分析模塊(12)和伺服電機主控模塊(6)，以在抄紙機上紙張從溼部向卷取部的運動方向為縱向，以與紙幅縱向垂直的方向為橫向，所述前、後引紙輥(14)平行間隔能夠轉動定位於機架(9)上，引紙電機驅動後弓丨紙輥(14)旋轉帶動紙幅(30)由前引紙輥(I)引入並由後引紙輥(14)引出，第一光源(2)和第一成像裝置(3)對應固定於紙幅兩側的機架(9)上，第一光源(2)照射於紙幅表面，第一成像裝置(3)能夠將經第一光源(2)照射的紙幅成像並傳信於縱切光標位置解析及偏差計算模塊(5)，縱切光標位置解析及偏差計算模塊(5)通過計算與比對後得出紙幅縱切光標的橫向坐標位置信息並傳輸給伺服電機主控模塊(6)，伺服電機主控模塊(6)控制驅動裝置帶動滑塊機構(91)在機架(9)上沿紙張橫嚮往復移動，所述第二光源(10)和第二成像裝置(11)固定於滑塊機構(91)上，第二光源(10)照射於紙幅表面，第二成像裝置(11)能夠將經第二光源(10)照射的紙幅成像並傳信於螢光纖維分析模塊(12)，螢光纖維分析模塊(12)能夠對第二成像裝置(11)所呈圖像中的彩色螢光纖維的位置分布、數量和顏色信息進行分析並輸出分析結果。
2.如權利要求1所述的往復運動式鈔票紙螢光纖維在線檢測裝置，其特徵是:引紙電機上連接有第一編碼器(4)，第一編碼器能夠獲取後引紙輥(14)角速度測量結果並傳信給縱切光標位置解析及偏差計算模塊(5 )。
3.如權利要求2所述的往復運動式鈔票紙螢光纖維在線檢測裝置，其特徵是:所述第一光源(2)為LED白色光源，第一成像裝置(3)為線掃描單色圖像傳感器。
4.如權利要求2所述的往復運動式鈔票紙螢光纖維在線檢測裝置，其特徵是:所述第二光源(10)為LED紫色光源，第二成像裝置(11)為線掃描彩色圖像傳感器。`
5.如權利要求1所述的往復運動式鈔票紙螢光纖維在線檢測裝置，其特徵是:所述伺服電機主控模塊(6)控制驅動裝置帶動滑塊機構(91)在機架(9)上沿紙張橫嚮往復移動的結構為:所述驅動裝置為一伺服電機(8)，還設有一伺服電機驅動模塊(7)和一絲杆，所述伺服電機主控模塊(6 )傳信於伺服電機驅動模塊(7 )，伺服電機驅動模塊(7 )帶動伺服電機動作，伺服電機動力輸出給能夠轉動定位於機架(9)上的絲杆，所述絲杆平行於紙幅平面且其軸向為紙幅橫向，滑塊機構(91)與絲杆活動螺接。
6.如權利要求5所述的往復運動式鈔票紙螢光纖維在線檢測裝置，其特徵是:機架(9)上還設有與絲杆軸向平行的滑軌(15)，所述滑塊機構(91)套設於滑軌(15)上。
7.如權利要求5所述的往復運動式鈔票紙螢光纖維在線檢測裝置，其特徵是:所述伺服電機上連接有第二編碼器，該第二編碼器能夠獲取伺服電機的位置及轉速信息並傳信給伺服電機主控模塊(6 )。
8.如權利要求5所述的往復運動式鈔票紙螢光纖維在線檢測裝置，其特徵是:機架(9)上固設有一對極限位置傳感器，該對極限位置傳感器能夠感應到處於紙幅橫向兩端極限位置的滑塊機構(91),並傳信於伺服電機主控模塊(6)。
9.如權利要求5所述的往復運動式鈔票紙螢光纖維在線檢測裝置，其特徵是:所述伺服電機主控模塊(6)包括濾波電容、整流橋堆和第一晶閘管，所述接伺服電機主控模塊(6)發出的脈衝寬度調製信號的第一晶閘管與濾波電容電連接輸出可變直流電壓實現電機動作快慢控制，所述整流橋堆中設有第二、三晶閘管組成的第一信號通道以及由第四、五晶閘管組成的第二信號通道，所述第一、二信號通道分別接收伺服電機主控模塊(6)發出的控制信號實現伺服電機正反運動控制。
10.如權利要求5所述的往復運動式鈔票紙螢光纖維在線檢測裝置，其特徵是:所述伺服電機主控模塊(6)為可編程序控制器，還設有主控模塊人機界面(13)，所述縱切光標位置解析及偏差計算模塊(5)與伺服電機主控模塊(6)之間設置有心跳信號，該心跳信號傳信於伺服電機主控模塊(6)，所述伺服電機主控模塊(6)能夠通過主控模塊人機界面(13)發出聲光報警信號。`
【文檔編號】G01N21/84GK103792234SQ201210422860
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年10月29日 優先權日:2012年10月29日
【發明者】杜正杰, 劉剛, 王衛鋒, 王都義, 陸春宇 申請人:崑山鈔票紙業有限公司, 中國印鈔造幣總公司