具有矩陣碼噴印功能的瓦楞紙箱全自動粘箱系統及方法與流程

本發明涉及瓦楞紙箱生產設備技術領域，尤其涉及一種具有矩陣碼噴印功能的瓦楞紙箱全自動粘箱系統及方法。

背景技術：

矩陣碼是在一個矩形空間通過黑、白像素在矩陣中的不同分布進行編碼。在矩陣相應元素位置上，用點的出現表示二進制“1”，點的不出現表示二進制的“0”，點的排列組合為每個產品賦予唯一的id代碼，實現真正意義上的“一物一碼”。

通過手持掃碼專用設備或手機，讀取瓦楞紙箱上的矩陣碼信息，快速獲知該矩陣碼是否為企業防偽系統生成，從而驗證產品真偽。通過網絡云平臺的矩陣碼關聯技術，建立瓦楞紙箱矩陣碼與箱內單品矩陣碼的關聯關系，實現產品分區銷售管理，防止竄貨。通過在瓦楞紙箱的矩陣碼中加入實體或虛擬商城抽獎、兌換卡券等商品促銷信息，實現消費者多渠道進入和使用，刺激消費者持續累積積分的行為，形成o2o(線上到線下)數據閉環。網絡云平臺通過與企業erp系統進行基礎數據的對接與共享，實時掌握印刷矩陣碼的瓦楞紙箱及箱內產品在生產工廠、代理商、門店及最終用戶等環節的進銷存信息，實現全方位溯源管理及監控。通過對產品進銷存數據分析及消費者會員信息的加工處理，建立完善的大數據體系，幫助企業快速構建統一的數據庫與決策支持系統，為生產、研發、市場、考核等多項工作提供導向。

因此，商品包裝矩陣碼的應用迅速增長，但將其應用于瓦楞紙箱在國內尚處于起步階段。現已開發的瓦楞紙箱矩陣碼噴印技術均采取與主要生產線分離噴印的方法，即加裝一臺獨立的分頁機(紙箱分揀機)，瓦楞紙箱的半成品在分頁機上進行矩陣碼噴印，再將噴印矩陣碼的瓦楞紙箱運輸到粘箱機上作業。

由于印刷模切機、分頁機、噴印系統和粘箱機安裝緊湊，設備所帶來的各種電磁干擾、網絡中斷、機械振動等不利因素無法避免，檢測系統如何有效區分矩陣碼噴印瑕疵信號與其他干擾信號，產生不同的警報是現有技術的瓶頸。

另外，現有瓦楞紙箱的表面構成是牛卡紙，纖維自身粗糙產生無法避免的表面色差、吸墨性能差異大、油墨附著及耐磨性能不受控等技術難點，導致生產線矩陣碼讀取設備及軟件識讀困難，與普通商品內包裝上矩陣碼的用戶識讀條件不同，瓦楞紙箱屬于外包裝，其終端客戶(市場一級或二級代理商)的矩陣碼識讀往往是在中轉倉庫內進行，光照強度難以達到矩陣碼識讀要求，導致識讀困難、降低識讀效率。而且現有矩陣碼噴印控制軟件并不成熟，沒有統一的質量控制標準與軟件控制方式，質量問題多，生產效率不高，風險防范措施缺失。

技術實現要素：

本發明的目的在于提出一種具有矩陣碼噴印功能的瓦楞紙箱全自動粘箱系統及方法，其能夠有效減少分頁機和大量半成品的占地空間，消除半成品混料風險，降低管理難度，也能減少分頁機投資成本及操作人員數量，同時加快生產周期及客戶訂單響應速度。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

具有矩陣碼噴印功能的瓦楞紙箱全自動粘箱系統，包括走箱傳輸帶和沿著所述走箱傳輸帶的傳輸方向依次設置的送紙部、涂膠部、折箱部、紙箱成型部、計數器及打包機，其中，所述紙箱成型部和所述計數器之間還設置有矩陣碼噴印系統。

作為優選，所述矩陣碼噴印系統包括設置于所述走箱傳輸帶上方的噴印頭，所述噴印頭的底端設置有多個噴墨口。

作為優選，所述矩陣碼噴印系統還包括用于給所述噴印頭提供噴印墨水的墨路系統、用于給所述噴印頭定位噴印位置的色標傳感器以及主控制器，所述墨路系統、所述色標傳感器及所述噴印頭均與所述主控制器連接。

作為優選，所述矩陣碼噴印系統還包括用于提供矩陣碼信息的碼源系統、用于從所述碼源系統中提取矩陣碼信息的編碼器，所述碼源系統、所述編碼器均與所述主控制器連接。

作為優選，所述主控制器連接有用于控制所述主控制器的通電或斷電的電源控制器。

作為優選，所述矩陣碼噴印系統還包括用于照射所述噴印頭的噴印位置的固化燈以及用于檢測所述噴印頭的噴印位置的矩陣碼信息的檢測器，所述固化燈、所述檢測器均與所述主控制器連接。

作為優選，所述固化燈為紫外固化燈。

作為優選，所述檢測器為照相檢測器。

作為優選，所述矩陣碼噴印系統還包括用于當所述檢測器檢測到所述噴印頭的噴印位置的矩陣碼信息有誤時報警的報警器，所述報警器與所述主控制器連接。

作為優選，所述矩陣碼噴印系統還包括設置于所述走箱傳輸帶的下方的冷水機，所述冷水機與所述主控制器連接。

具有矩陣碼噴印功能的瓦楞紙箱全自動粘箱方法，包括以下步驟：

送紙：由送紙部將瓦楞紙送入走箱傳輸帶上，經走箱傳輸帶向前傳輸；

涂膠：走箱傳輸帶將瓦楞紙送至涂膠部處，經涂膠部對需要粘接的邊部涂膠處理；

折箱：經涂膠處理后的瓦楞紙由走箱傳輸帶送至折箱部，由折箱部對瓦楞紙進行折痕處理；

紙箱成型：經折箱處理后的瓦楞紙由走箱傳輸帶送至紙箱成型部進行紙箱成型以及平整處理；

矩陣碼噴印：經紙箱成型處理后的紙箱由走箱傳輸帶送至矩陣碼噴印系統處進行噴碼處理；

計數：經噴碼處理后的紙箱由走箱傳輸帶送至計數器處計數；

打包：經計數后的紙箱由走箱傳輸帶送至打包機進行打包處理。

其中，矩陣碼噴印具體為：

打開電源控制器，使得主控制器、墨路系統、色標傳感器、噴印頭、固化燈、檢測器、編碼器以及報警器通電；

主控制器控制編碼器編碼，并將編碼導入碼源系統中；

主控制器控制噴印系統的色標傳感器進行噴印位置定位，直至噴印頭紙箱的噴印位置對齊噴印頭時，主控制器控制墨路系統為噴印頭供墨并控制噴印頭進行矩陣碼噴印；同時，主控制器控制固化燈對噴印的矩陣碼進行照射、檢測器對噴印的矩陣碼進行檢測，若檢測器檢測噴印的矩陣碼異常時發送信號至主控制器，主控制器控制報警器報警；否則，進行下一次噴印準備。

本發明的具有矩陣碼噴印功能的瓦楞紙箱全自動粘箱系統，通過送紙部將瓦楞紙片送至走箱傳輸帶上，通過走箱傳輸帶向前傳輸，并依次經過涂膠部的涂膠、折箱部的折彎、紙箱成型部的成型平整后，直接進入矩陣碼噴印系統進行矩陣碼噴印，在噴印完成后，通過走箱傳輸帶繼續向前傳輸，并經過計數器的計數后，進入打包機進行打包處理，整個過程無需在成型后將半成品移至另外的噴印系統進行矩陣碼噴印，從而能夠有效減少分頁機和大量半成品的占地空間，消除半成品混料風險，降低管理難度，也能減少分頁機投資成本及操作人員數量，同時加快生產周期及客戶訂單響應速度。

附圖說明

圖1是本發明的瓦楞紙箱全自動粘箱系統的結構示意圖；

圖2是圖1中的矩陣碼噴印系統的方框圖；

圖3是圖2中的矩陣碼噴印系統的碼源系統的工作流程示意圖；

圖4是圖2中的矩陣碼噴印系統的噴印過程的工作流程示意圖；

圖5是圖2中的矩陣碼噴印系統的異常處理的工作流程示意圖；

圖6是圖2中的矩陣碼噴印系統的檢測系統的工作流程示意圖。

圖中：1-送紙部；2-走箱傳輸帶；3-涂膠部；4-折箱部；5-紙箱成型部；6-矩陣碼噴印系統；61-主控制器；62-墨路系統；63-色標傳感器；64-噴印頭；65-固化燈；66-檢測器；67-編碼器；68-冷水機；7-計數器；8-打包機。

具體實施方式

下面結合附圖1-6并通過具體實施方式來進一步說明本發明的技術方案。

如圖1至2所示，本發明的一示例提供了一種具有矩陣碼噴印功能的瓦楞紙箱全自動粘箱系統，包括走箱傳輸帶2和沿著所述走箱傳輸帶2的傳輸方向依次設置的送紙部1、涂膠部3、折箱部4、紙箱成型部5、計數器7及打包機8，其中，所述紙箱成型部5和所述計數器7之間還設置有矩陣碼噴印系統6。

優選的，所述矩陣碼噴印系統6包括設置于所述走箱傳輸帶2上方的噴印頭64，所述噴印頭64的底端設置有多個噴墨口。其中，噴印頭64的作用是噴墨印刷，其采用高精度、高速壓電式噴印頭，噴印頭的噴墨口由兩排組成，每排150個，共300個，兩排噴墨口成交叉狀分布，打印分辨率最高600×600dpi。

進一步優選的，所述矩陣碼噴印系統6還包括用于給所述噴印頭64提供噴印墨水的墨路系統62、用于給所述噴印頭64定位噴印位置的色標傳感器63以及主控制器61，所述墨路系統62、所述色標傳感器63及所述噴印頭64均與所述主控制器61連接。

其中，墨路系統62用于控制油墨供給量，并通過有效的過濾及擠墨裝置，保證清潔、無氣泡及穩定的油墨供給。

所述色標傳感器63用于檢測包裝箱上的專用色標，并控制噴印頭的噴印位置，進而控制矩陣碼在包裝箱上的位置。當有被檢測物體接近色標傳感器63時，色標傳感器63就會給主控制器61發出脈沖電信號，并通過主控制器61控制噴印頭的噴碼時間，達到噴碼位置準確的目的。

更進一步的，所述矩陣碼噴印系統6還包括用于提供矩陣碼信息的碼源系統、用于從所述碼源系統中提取矩陣碼信息的編碼器67，所述碼源系統、所述編碼器67均與所述主控制器61連接。

其中，編碼器67包括壓輪，其壓輪與走箱傳送帶緊密接觸，利用壓輪檢測紙箱的傳送速度，并將其轉換為同步信號傳送給主控制器61，以控制噴印頭64的噴碼頻率，保證矩陣碼噴印與走箱傳輸帶2的走紙速度同步。

而碼源系統用于申請碼源、檢查碼源和傳輸碼源，并導入碼源、關聯碼源和鏡像選擇。

特別地，在本實施例中，所述主控制器61連接有用于控制所述主控制器61的通電或斷電的電源控制器。該電源控制器是矩陣碼噴印系統所有供電來源的總控制器，作用是給色標傳感器、編碼器、主控制器、墨路系統和噴印頭供電。電源控制器要保證輸入電壓220v交流電，輸出為30v直流電壓，并保證在市政輸電發生意外時提供8h穩定的供電。

所述矩陣碼噴印系統6還包括用于照射所述噴印頭64的噴印位置的固化燈65以及用于檢測所述噴印頭64的噴印位置的矩陣碼信息的檢測器66，所述固化燈65、所述檢測器66均與所述主控制器61連接。作為優選，所述固化燈65為紫外固化燈，所述檢測器66為照相檢測器。

所述矩陣碼噴印系統6還包括用于當所述檢測器66檢測到所述噴印頭64的噴印位置的矩陣碼信息有誤時報警的報警器，所述報警器與所述主控制器連接。

其中，主控制器對走箱傳輸帶2上的紙箱矩陣碼圖案進行紫外線照射，使矩陣碼圖案亮度鮮明清晰，增強其耐磨性，并通過主控制器控制紫外固化燈的頻閃時間、長度、照射位置與照射頻率，確保矩陣碼噴碼墨水的固化效果。

另外，照相檢測器采用工業相機拍攝圖片并通過以太網傳輸到其內部的檢碼系統，對出現的空碼、糊碼、錯碼、重碼等任何噴碼異常發送信號給主控制器，由主控制器控制報警器報警并停機。

在本實施例中，主控制器采用抗干擾信號較強的工業電腦，安裝于走箱傳輸帶2的操作側，與硬件部分相連接進行數據通信。具體地，主控制器收集編碼器和色標傳感器的信息，驅動墨路系統和噴印頭進行噴印；主控制器裝有碼源輸入、防重碼、碼源關聯、鏡像選擇、電壓及色溫等控制軟件，以保證與網絡的連接、噴碼位置的準確，以及噴碼濃度的可控。

作為優選，所述矩陣碼噴印系統6還包括設置于所述走箱傳輸帶2的下方的冷水機68，所述冷水機68與所述主控制器連接。

本發明的具有矩陣碼噴印功能的瓦楞紙箱全自動粘箱系統，其可實現瓦楞紙箱矩陣碼的高效噴印，結構簡單、故障率小、自動化程度高，防錯功能穩定。

如圖3-6所示，具有矩陣碼噴印功能的瓦楞紙箱全自動粘箱方法，包括以下步驟：

送紙：由送紙部1將瓦楞紙送入走箱傳輸帶2上，經走箱傳輸帶2向前傳輸；

涂膠：走箱傳輸帶2將瓦楞紙送至涂膠部3處，經涂膠部3對需要粘接的邊部涂膠處理；

折箱：經涂膠處理后的瓦楞紙由走箱傳輸帶2送至折箱部4，由折箱部4對瓦楞紙進行折痕處理；

紙箱成型：經折箱處理后的瓦楞紙由走箱傳輸帶2送至紙箱成型部5進行紙箱成型以及平整處理；

矩陣碼噴印：經紙箱成型處理后的紙箱由走箱傳輸帶2送至矩陣碼噴印系統6處進行噴碼處理；

計數：經噴碼處理后的紙箱由走箱傳輸帶2送至計數器7處計數；

打包：經計數后的紙箱由走箱傳輸帶2送至打包機8進行打包處理。

進一步地，矩陣碼噴印具體為：

打開電源控制器，使得主控制器61、墨路系統62、色標傳感器63、噴印頭64、固化燈65、檢測器66、編碼器67以及報警器通電；

主控制器61控制編碼器67編碼，并將編碼導入碼源系統中；

主控制器61控制噴印系統的色標傳感器63進行噴印位置定位，直至噴印頭64紙箱的噴印位置對齊噴印頭64時，主控制器61控制墨路系統62為噴印頭64供墨并控制噴印頭64進行矩陣碼噴印；同時，主控制器61控制固化燈65對噴印的矩陣碼進行照射、檢測器66對噴印的矩陣碼進行檢測，若檢測器66檢測噴印的矩陣碼異常時發送信號至主控制器61，主控制器61控制報警器報警；否則，進行下一次噴印準備。

在本實施例中，矩陣碼碼源申請導入，具體為：

在矩陣碼生產前，登錄矩陣碼生成軟件，按客戶訂單信息申請碼源。通過防重碼軟件分別對碼源文件名及文件的全部內容進行重碼檢測，剔除重碼，當重碼數大于5時，重新申請碼源。檢測后的矩陣碼可通過u盤、光纖或局域網進行傳輸，導入噴碼主機軟件數據庫。

噴印系統操作，具體為：

噴碼前，調整紫外固化燈位置，保證固化燈邊緣靠近紙箱并且固化燈光線完全照射在矩陣碼上，固化燈與紙箱表面允許有5-10mm偏差。

然后調整照相檢測器位置，照相檢測器安裝于矩陣碼噴印頭，可通過調節矩陣碼噴印頭同步對照相檢測器位置的調節。

檢查編碼器輪是否鎖死，可以上下微動，避免皮帶上下波動而輪子不能轉動。然后取出噴印頭上防護罩并取出專用清潔布放到噴印頭下方的接墨盤，再將閥門旋轉到墨路方向開始擠墨，當噴印頭口出現墨滴時完成擠墨。

導入碼源并關聯數據庫，矩陣碼圖案呈紅色表示關聯成功。

調整矩陣碼清晰度及濃度，具體為：

調整噴印頭底板與紙箱表面保持水平，間隙保持在1～2mm；標準溫度40℃，標準電壓186v，溫度范圍35-43℃，噴印頭電壓140-200v(溫度或電壓越高噴碼黑度越深)。待位置調整正確及噴碼清洗方可進行生產。

噴印異常處理，具體為：

由于各種原因，生產進行過程中會產生噴印的異常，包括換單、斷電、機械故障、軟件故障、產品故障等，此時必須通過規范操作，查找最后一個矩陣碼的噴印序號及所對應的距陣碼編號，做出有效記錄。

當重新開機生產該訂單時，將此噴印序號通過屏幕標識，輸入主控制器，通過系統中的防重碼設置軟件對矩陣碼編號進行核對后方可生產。

本發明的具有矩陣碼噴印功能的瓦楞紙箱全自動粘箱系統，其具有如下優勢：

1.生產線合三為一：將現有在分頁機、矩陣碼噴印系統、全自動粘箱機上生產的三道工序整合在一條瓦楞紙箱全自動粘箱系統的生產線上，減少了分頁機投資成本及操作人員數量，節省了分頁機和大量半成品的占地空間，消除了半成品混料風險，降低管理難度，同時也加快了生產周期及客戶訂單響應速度。

2.印刷精度高：采用uv顏料型專用墨水，可在牛卡紙基材上實現規格為21×21的矩陣碼清晰噴印和快速干燥，矩陣碼打印精度為300×600dpi，印刷精度c級以上，見表1：

(備注：d級精度及以上便可滿足生產銷售過程中的識讀。該噴印系統打印精度可達到a級標準，由于瓦楞紙箱噴印基材限制，若是保證每一個矩陣碼印刷精度都達到a級，必須加大噴印的分辨率，提高油墨耗量，增大生產成本，降低生產速度，實際使用意義不大。)

表1測試參數和分級值

注：表1來源于gb/t18284-2000《快速響應矩陣碼》。

3.印刷速度快：傳統分頁機上的矩陣碼噴印速度為每分鐘噴印80個瓦楞紙箱，環境因素下穩定生產速度80m/min，而該矩陣碼噴印系統噴印速度為每分鐘噴印150個瓦楞紙箱，環境因素下穩定生產速度150m/min，合格率達到100％。

4.節約成本：相比于傳統的一次性熱發泡噴印頭，可極大節省噴印成本，目前矩陣碼成本可控制在0.007元/個，比原來降低近1/2的成本。

以上結合具體實施例描述了本發明的技術原理。這些描述只是為了解釋本發明的原理，而不能以任何方式解釋為對本發明保護范圍的限制。基于此處的解釋，本領域的技術人員不需要付出創造性的勞動即可聯想到本發明的其它具體實施方式，這些方式都將落入本發明的保護范圍之內。