基于多传感器的跨纸箱连续喷墨打印控制方法及装置与流程

1.本技术涉及纸箱喷墨打印控制技术领域，具体涉及一种基于多传感器的跨纸箱连续喷墨打印控制方法及装置。


背景技术：

2.目前，随着网络消费得到不断拓展，催生了大量的新型商品，给包装工作带来全新的挑战。随着商品数量的剧增和类型的多样化，对包装工作的要求越来越严格。相对于其他印刷方式来说，数字喷墨技术可以最大程度地提高包装印刷的生产效率、可以快速高效满足个性化图案的定制需求；同时由于喷墨打印属于非接触柔版印刷，可以大大降低印刷压力给纸板带来的力学冲击力，从而提升整体印刷质量、并最大程度地降低维护管理成本。
3.现有技术中，数码纸箱打印机打印时，当小车宽度远大于一个纸箱高度时，每次只能打印一个纸箱，不能跨纸箱连续打印；当小车宽度小于一个纸箱高度时，由于前沿送纸轴、步进轴控制精度低，也无法实现跨纸箱连续打印；当图像前/后、中间有空白时，也无法自适应实现跨纸箱间的起始打印位置坐标的快速定位、跳白动作，从而影响了打印的效率。


技术实现要素：

4.为此，本技术提供一种基于多传感器的跨纸箱连续喷墨打印控制方法及装置，以解决现有技术存在的不能跨纸箱连续打印的问题。
5.为了实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
6.第一方面，一种基于多传感器的跨纸箱连续喷墨打印控制方法，包括：
7.接收送纸控制单元上报的纸箱电眼信号，根据所述电眼信号启动打印流程；所述送纸控制单元采用基于pid+前馈控制算法控制前沿送纸动力轮与同步带动力主滚保持随动运动；
8.加载预读prt图像，根据所述prt图像的边缘像素点特征得到图像边缘；
9.根据所述图像边缘计算图像在像素坐标系的起始打印位置坐标和结束打印位置坐标；
10.将所述图像在像素坐标系的起始打印位置坐标和结束打印位置坐标转换为打印坐标系统下纸箱的起始打印位置坐标、结束打印位置坐标和跳白区间；
11.根据所述纸箱的起始打印位置坐标，下发步进命令至所述步进控制单元；所述步进控制单元接收到步进命令后同步带将纸箱送到起始打印位置坐标准备打印；
12.下发打印图像数据信息至打印控制单元进行打印；
13.打印过程中，检测是否接收到所述送纸控制单元上报的下一个纸箱电眼信号；
14.若未接收到下一个纸箱电眼信号，则继续完成剩余打印，并结束本次打印流程；
15.若接收到下一个纸箱电眼信号，则计算两个纸箱的实时间距；
16.根据所述实时间距将相邻两纸箱的打印图像、跳白区间拼接成新的图像数据信息；
17.将新的图像数据信息下至所述打印控制单元进行跨纸箱连续打印。
18.作为优选，所述到图像边缘是采用８邻域像素统计法得到的。
19.作为优选，所述下发打印图像数据信息至打印控制单元进行打印时，若打印图像的起始位置为空白图案，则启动跳白作业流程，连续步进，直到打印图案位置坐标。
20.作为优选，所述根据所述实时间距将相邻两纸箱的打印图像、跳白区间拼接成新的图像数据信息时，第n张图片与第n+1张图片间的后充空白行数linenum=(s(n+1)-s(n))/dpixel-h；
21.其中，图片两行间距dpixel = (d(n)-d(0))/( y(n)-y(0))，y(n)为第n次的扫描行数，d(n)为第n次的扫描位置坐标的相对坐标，s(n)为第n次的电眼触发位置坐标的相对坐标，h为图片的像素高度。
22.作为优选，还包括纸箱码垛控制单元根据纸箱坐标和图像位置坐标，自动调节工业像机视野、景深、焦距，采集纸箱上的打印图像，并采用模版匹配法，判断纸箱上被打印图像质量是否合格；如果打印图像质量合格，则控制码垛机械手抓取纸箱码垛，完成一个纸箱的喷墨打印流水作业；如果打印图像质量不合格，则报警剔除废品。
23.第二方面，一种基于多传感器的跨纸箱连续喷墨打印控制装置，包括：
24.接收模块，用于接收送纸控制单元上报的纸箱电眼信号，根据所述电眼信号启动打印流程；所述送纸控制单元采用基于pid+前馈控制算法控制前沿送纸动力轮与同步带动力主滚保持随动运动；
25.图像边缘计算模块，用于加载预读prt图像，根据所述prt图像的边缘像素点特征得到图像边缘；
26.像素坐标计算模块，用于根据所述图像边缘计算图像在像素坐标系的起始打印位置坐标和结束打印位置坐标；
27.打印坐标计算模块，用于将所述图像在像素坐标系的起始打印位置坐标和结束打印位置坐标转换为打印坐标系统下纸箱的起始打印位置坐标、结束打印位置坐标和跳白区间；
28.发送模块，用于根据所述纸箱的起始打印位置坐标，下发步进命令至所述步进控制单元；所述步进控制单元接收到步进命令后同步带将纸箱送到起始打印位置坐标准备打印；
29.以及下发打印图像数据信息至打印控制单元进行打印；
30.检测模块，用于打印过程中，检测是否接收到所述送纸控制单元上报的下一个纸箱电眼信号；
31.纸箱实时间距计算模块，用于在接收到下一个纸箱电眼信号，计算两个纸箱的实时间距；
32.图像拼接模块，用于根据所述实时间距将相邻两纸箱的打印图像、跳白区间拼接成新的图像数据信息。
33.第三方面，一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现基于多传感器的跨纸箱连续喷墨打印控制方法的步骤。
34.第四方面，一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被
处理器执行时实现基于多传感器的跨纸箱连续喷墨打印控制方法的步骤。
35.相比现有技术，本技术至少具有以下有益效果：
36.本技术提供了一种基于多传感器的跨纸箱连续喷墨打印控制方法及装置，方法包括：加载预读prt图像，根据prt图像的边缘像素点特征得到图像边缘，从而计算图像在打印坐标系统下纸箱起始打印位置坐标、结束打印位置坐标、跳白区间；根据送纸控制单元上报的纸箱电眼信号，实时计算两个纸箱的间距，并根据该距离信息将相邻纸箱间打印图像信息、跳白区间拼接成新的打印图像信息，实现连续跨纸箱打印；送纸控制单元采用基于pid+前馈控制算法控制前沿送纸动力轮与同步带动力主滚步保持随动，确保前后两个纸箱按照固定间距跟随同步运动，从而提高打印精度、打印效率。
附图说明
37.为了更直观地说明现有技术以及本技术，下面给出几个示例性的附图。应当理解，附图中所示的具体形状、构造，通常不应视为实现本技术时的限定条件；例如，本领域技术人员基于本技术揭示的技术构思和示例性的附图，有能力对某些单元（部件）的增/减/归属划分、具体形状、位置关系、连接方式、尺寸比例关系等容易作出常规的调整或进一步的优化。
38.图1为本技术实施例一提供的一种基于多传感器的跨纸箱连续喷墨打印控制方法执行顺序流程图；
39.图2为本技术实施例一提供的一种基于多传感器的跨纸箱连续喷墨打印控制方法判断流程图；
40.图3为本技术实施例一提供的跨纸箱连续喷墨打印控制系统结构示意图；
41.图4为本技术实施例一提供的纸箱打印步进控制示意图；
42.图5为本技术实施例一提供的送纸控制单元随动控制流程图；
43.图6为本技术实施例一提供的纸箱打印流程控制示意图。
44.附图标记说明：
45.1、前沿挡板；2、电眼感应器；3、下一个打印纸箱；4、上压轮；5、光电感应器；6、打印小车；7、后压轮；8、被打印的纸箱；9、工业像机；10、被检测纸箱；11、动力轮；12、从动轮；13、同步带动力主滚；14、同步带从动滚；15、送纸动力轮；16、送纸从动主轮；17、等待被打印的纸箱。
具体实施方式
46.以下结合附图，通过具体实施例对本技术作进一步详述。
47.在本技术的描述中：除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。本技术中的术语“第一”、“第二”、“第三”等旨在区别指代的对象，而不具有技术内涵方面的特别意义（例如，不应理解为对重要程度或次序等的强调）。“包括”、“包含”、“具有”等表述方式，同时还意味着“不限于”（某些单元、部件、材料、步骤等）。
48.本技术中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，通常是为了便于对照附图直观理解，而并非对实际产品中位置关系的绝对限定。在未脱离本技术揭示的技术构思的情况下，这些相对位置关系的改变，当亦视为本技术表述的范畴。
49.实施例一
50.请参阅图1和图2，本实施例提供了一种基于多传感器的跨纸箱连续喷墨打印控制方法，包括：
51.s1：接收送纸控制单元上报的纸箱电眼信号，根据电眼信号启动打印流程；送纸控制单元采用基于pid+前馈控制算法控制前沿送纸动力轮与同步带动力主滚保持随动运动；
52.打印管理软件（pm）接收到送纸控制单元上报纸箱电眼信号后，启动打印流程。
53.具体的，请参阅图3，电眼信号是由i区（即打印控制区）的光电感应器5产生。当送纸控制单元将被打印纸箱8由ii区（即前沿送纸随动控制区）中送到i区的光电感应器5的位置时，产生电眼信号。随后，步进控制单元开始控制纸箱与同步带动力主滚13、同步带从动滚14一起步进运动。
54.s2：加载预读prt图像，根据prt图像的边缘像素点特征得到图像边缘；
55.具体的，打印管理软件（pm）加载预读prt图像，根据prt图像边缘像素点的特征，采用８邻域像素统计法得到图像边缘。
56.s3：根据图像边缘计算图像在像素坐标系的起始打印位置坐标和结束打印位置坐标；
57.s4：将图像在像素坐标系的起始打印位置坐标和结束打印位置坐标转换为打印坐标系统下纸箱的起始打印位置坐标、结束打印位置坐标和跳白区间；
58.具体的，通过像素坐标系与打印机坐标系的变换，得到打印机坐标系下纸箱起始打印位置坐标、结束打印位置坐标和跳白区间，即图4中的打印图案的位置坐标pjs10、图案结束打印位置坐标pje10。
59.s5：根据纸箱的起始打印位置坐标，下发步进命令至步进控制单元；步进控制单元接收到步进命令后同步带将纸箱送到起始打印位置坐标准备第一band打印；
60.具体的，如果图像起始位置为空白图案，则启动跳白作业流程，连续步进，直到打印图案位置坐标。
61.s6：下发打印图像数据信息至打印控制单元进行打印；
62.具体的，打印作业时，打印控制单元控制x轴电机进行扫描运动，喷头扫描一次，同步带步进移动一次，每次扫描都可以和图片的行数相对应。
63.s7：打印过程中，检测是否接收到送纸控制单元上报的下一个纸箱电眼信号；
64.具体的，根据当前作业的pass数p，在倒数第p-1次pass扫描时，打印管理软件（pm）搜索送纸控制单元是否上报下一个纸箱电眼信号。
65.s8：若未接收到下一个纸箱电眼信号，则继续完成剩余打印，并结束本次打印流程；
66.具体的，如果没有接收到下一个纸箱电眼信号，继续完成剩下的打印，直到完成最后1 pass，纸箱被步进控制单元送到图案结束打印位置坐标。如果图案结束打印位置坐标为图像末端，则完成本次打印作业；如果图案结束打印位置坐标为图像边沿，则启动跳白作业流程，连续步进，直到图像末端。
67.s9：若接收到下一个纸箱电眼信号，则计算两个纸箱的实时间距；
68.具体的，如果接收到下一个纸箱电眼信号，启动跨纸箱打印流程。
69.s10：根据实时间距将相邻两纸箱的打印图像、跳白区间拼接成新的图像数据信
息；
70.s11：将新的图像数据信息下至打印控制单元进行跨纸箱连续打印。
71.具体的，跨纸箱打印流程为：打印管理软件（pm）软件接收到上报的纸箱间距信息，计算两个纸箱的实时间距，根据该距离信息将相邻纸箱打印的图片拼接成新的图片信息，即图4 iv中的图像拼接。实现连续拼贴的必要条件是：在打印第n张纸箱的时候，第n+1个纸箱的检测电眼信号可以触发，这样才可以保证在打印过程中可以实时可变拼贴；定义第n次的扫描行数是y(n)，第n次的扫描位置坐标相对坐标是d(n)，第n次的电眼触发位置坐标相对坐标是s(n)，图片的像素高度是h，可以计算图片两行间距dpixel = (d(n)-d(0))/( y(n)-y(0))，第n张图片与第n+1张图片间的后充空白行数linenum=(s(n+1)-s(n))/ dpixel-h，计算的dpixel是一个实时计算结果，主要目的是去除累计误差。
72.本实施例中，打印控制单元包含接收打印管理软件（pm）下发的打印图像数据信息，并将打印图像数据传送到喷头内部；控制图3中的打印小车6沿x轴做扫描运动；根据光栅坐标产生点火信号，控制喷头喷墨。
73.步进控制单元包含图3中的纸箱电眼感应器2信号检测、同步带动力主滚13伺服步进控制、纸箱间距计算、上压轮4控制、后压轮7控制。步进控制单元检测到电眼感应器2信号上升沿时，表明纸箱已经进入打印区域i，控制主板do1输出高电平，气缸动作，上压轮4下压。被打印的纸箱8在摩擦力、吸风吸力的共同作用下和同步带动力主滚13、同步带从动滚14同步带进入喷头作业区域。完成一次打印作业时，控制主板do1输出低电平，气缸动作，上压轮4上移，等待送纸结构从等待被打印的纸箱17中送入下一个打印纸箱3。
74.送纸控制单元采用基于pid+前馈控制算法的控制送纸动力轮15跟随同步带动力主滚13随动运动，确保前后两个纸箱间距不变，提高系统控制精度和打印效率。图5为随动控制框图，具体流程如下：
75.s101：启动送纸功能，前沿挡板1上升，送纸动力轮15启动，送纸从动主轮16跟随送纸动力轮15同步带运动；
76.s102：当等待被打印的纸箱17送至光电感应器5时，光电感应器5检测到纸箱，产生上升沿，送纸控制单元检测到该信号，送纸动力轮15开始进入随动控制阶段，此时送纸动力轮15和同步带动力主滚13、同步带从动滚14保持线速度同步运动；
77.s103：跟随运动时，差速器根据步进控制单位给定同步带动力主滚13速度ω0，计算送纸动力轮15理论速度ω1；pid控制器将送纸动力轮15理论速度ω1、当前同步带动力主滚13速度ωm、送纸动力轮15速度ωs差ue作为输入，计算当前速度给定u
p
，并加上前馈uf，得到当前送纸动力轮15实际速度给定u，即：
[0078][0079]
s104：当等待被打印的纸箱17被送至上压轮4下方，光电感应器5检测到等待被打印的纸箱17，并产生电眼信号，送纸动力轮15、送纸从动主轮16推出跟随控制，被打印的纸
箱17被同步带动力主滚13、同步带从动滚14控制，作同步步进运动。
[0080]
请参阅图6，一个纸箱由前沿送纸随动控制区（即ii区）被送入打印控制区（即i区），完成打印后，被同步带动力主滚13、同步带从动滚14、动力轮11、从动轮12送至码垛控制区（即iii区）。
[0081]
纸箱码垛控制单元根据被检测纸箱10的坐标pm13，图像位置坐标pjs13、pjs14、pje13、pje14，控制纸箱工业像机9视野、景深，采集纸箱图像job1。由图像处理软件采用模版匹配法，判断被打印图像质量是否合格。如果打印图像质量合格，纸箱码垛控制单元向码垛plc控制器发送纸箱坐标pm13、中心坐标，启动堆码机机械手抓取纸箱码垛，完成打印的流水作业；如果打印图像质量不合格，报警，剔除废品。
[0082]
实施例二
[0083]
本实施例提供了一种基于多传感器的跨纸箱连续喷墨打印控制装置，包括：
[0084]
接收模块，用于接收送纸控制单元上报的纸箱电眼信号，根据所述电眼信号启动打印流程；所述送纸控制单元采用基于pid+前馈控制算法控制前沿送纸动力轮与同步带动力主滚保持随动运动；
[0085]
图像边缘计算模块，用于加载预读prt图像，根据所述prt图像的边缘像素点特征得到图像边缘；
[0086]
像素坐标计算模块，用于根据所述图像边缘计算图像在像素坐标系的起始打印位置坐标和结束打印位置坐标；
[0087]
打印坐标计算模块，用于将所述图像在像素坐标系的起始打印位置坐标和结束打印位置坐标转换为打印坐标系统下纸箱的起始打印位置坐标、结束打印位置坐标和跳白区间；
[0088]
发送模块，用于根据所述纸箱的起始打印位置坐标，下发步进命令至所述步进控制单元；所述步进控制单元接收到步进命令后同步带将纸箱送到起始打印位置坐标准备打印；
[0089]
以及下发打印图像数据信息至打印控制单元进行打印；
[0090]
检测模块，用于打印过程中，检测是否接收到所述送纸控制单元上报的下一个纸箱电眼信号；
[0091]
纸箱实时间距计算模块，用于在接收到下一个纸箱电眼信号，计算两个纸箱的实时间距；
[0092]
图像拼接模块，用于根据所述实时间距将相邻两纸箱的打印图像、跳白区间拼接成新的图像数据信息。
[0093]
关于基于多传感器的跨纸箱连续喷墨打印控制装置的具体限定参见基于多传感器的跨纸箱连续喷墨打印控制方法的限定，在此不再赘述。
[0094]
实施例三
[0095]
本实施例提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行所述计算机程序时实现基于多传感器的跨纸箱连续喷墨打印控制方法的步骤。
[0096]
实施例四
[0097]
本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序
被处理器执行时实现基于多传感器的跨纸箱连续喷墨打印控制方法的步骤。
[0098]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合（只要这些技术特征的组合不存在矛盾），为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述；这些未明确写出的实施例，也都应当认为是本说明书记载的范围。
[0099]
上文中通过一般性说明及具体实施例对本技术作了较为具体和详细的描述。应当理解，基于本技术的技术构思，还可以对这些具体实施例作出若干常规的调整或进一步的创新；但只要未脱离本技术的技术构思，这些常规的调整或进一步的创新得到的技术方案也同样落入本技术的权利要求保护范围。

技术特征：
1.一种基于多传感器的跨纸箱连续喷墨打印控制方法，其特征在于，包括：接收送纸控制单元上报的纸箱电眼信号，根据所述电眼信号启动打印流程；所述送纸控制单元采用基于pid+前馈控制算法控制前沿送纸动力轮与同步带动力主滚保持随动运动；加载预读prt图像，根据所述prt图像的边缘像素点特征得到图像边缘；根据所述图像边缘计算图像在像素坐标系的起始打印位置坐标和结束打印位置坐标；将所述图像在像素坐标系的起始打印位置坐标和结束打印位置坐标转换为打印坐标系统下纸箱的起始打印位置坐标、结束打印位置坐标和跳白区间；根据所述纸箱的起始打印位置坐标，下发步进命令至所述步进控制单元；所述步进控制单元接收到步进命令后同步带将纸箱送到起始打印位置坐标准备打印；下发打印图像数据信息至打印控制单元进行打印；打印过程中，检测是否接收到所述送纸控制单元上报的下一个纸箱电眼信号；若未接收到下一个纸箱电眼信号，则继续完成剩余打印，并结束本次打印流程；若接收到下一个纸箱电眼信号，则计算两个纸箱的实时间距；根据所述实时间距将相邻两纸箱的打印图像、跳白区间拼接成新的图像数据信息；将新的图像数据信息下至所述打印控制单元进行跨纸箱连续打印。2.根据权利要求1所述的基于多传感器的跨纸箱连续喷墨打印控制方法，其特征在于，所述到图像边缘是采用８邻域像素统计法得到的。3.根据权利要求1所述的基于多传感器的跨纸箱连续喷墨打印控制方法，其特征在于，所述下发打印图像数据信息至打印控制单元进行打印时，若打印图像的起始位置为空白图案，则启动跳白作业流程，连续步进，直到打印图案位置坐标。4.根据权利要求1所述的基于多传感器的跨纸箱连续喷墨打印控制方法，其特征在于，所述根据所述实时间距将相邻两纸箱的打印图像、跳白区间拼接成新的图像数据信息时，第n张图片与第n+1张图片间的后充空白行数linenum=(s(n+1)-s(n))/dpixel-h；其中，图片两行间距dpixel = (d(n)-d(0))/( y(n)-y(0))，y(n)为第n次的扫描行数，d(n)为第n次的扫描位置坐标的相对坐标，s(n)为第n次的电眼触发位置坐标的相对坐标，h为图片的像素高度。5.根据权利要求1所述的基于多传感器的跨纸箱连续喷墨打印控制方法，其特征在于，还包括纸箱码垛控制单元根据纸箱坐标和图像位置坐标，自动调节工业像机视野、景深、焦距，采集纸箱上的打印图像，并采用模版匹配法，判断纸箱上被打印图像质量是否合格；如果打印图像质量合格，则控制码垛机械手抓取纸箱码垛，完成一个纸箱的喷墨打印流水作业；如果打印图像质量不合格，则报警剔除废品。6.一种基于多传感器的跨纸箱连续喷墨打印控制装置，其特征在于，包括：接收模块，用于接收送纸控制单元上报的纸箱电眼信号，根据所述电眼信号启动打印流程；所述送纸控制单元采用基于pid+前馈控制算法控制前沿送纸动力轮与同步带动力主滚保持随动运动；图像边缘计算模块，用于加载预读prt图像，根据所述prt图像的边缘像素点特征得到图像边缘；像素坐标计算模块，用于根据所述图像边缘计算图像在像素坐标系的起始打印位置坐
标和结束打印位置坐标；打印坐标计算模块，用于将所述图像在像素坐标系的起始打印位置坐标和结束打印位置坐标转换为打印坐标系统下纸箱的起始打印位置坐标、结束打印位置坐标和跳白区间；发送模块，用于根据所述纸箱的起始打印位置坐标，下发步进命令至所述步进控制单元；所述步进控制单元接收到步进命令后同步带将纸箱送到起始打印位置坐标准备打印；以及下发打印图像数据信息至打印控制单元进行打印；检测模块，用于打印过程中，检测是否接收到所述送纸控制单元上报的下一个纸箱电眼信号；纸箱实时间距计算模块，用于在接收到下一个纸箱电眼信号，计算两个纸箱的实时间距；图像拼接模块，用于根据所述实时间距将相邻两纸箱的打印图像、跳白区间拼接成新的图像数据信息。7.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至5中任一项所述的方法的步骤。8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述的方法的步骤。

技术总结
本申请公开了一种基于多传感器的跨纸箱连续喷墨打印控制方法及装置，方法包括：根据PRT图像的边缘像素点特征得到图像边缘，计算打印坐标系统下纸箱起始打印坐标、结束打印坐标、跳白区间；根据送纸控制单元上报的纸箱电眼信息，计算两个纸箱的间距，根据间距将相邻纸箱间打印图像、跳白区间拼接成新的打印图像，实现连续跨纸箱打印；送纸控制单元采用基于PID+前馈控制算法控制前沿送纸动力轮与同步带动力主滚随动运行，确保前后两个纸箱按照固定间距跟随同步运动，从而提高打印精度、打印效率；纸箱码垛控制单元控制工业像机采集纸箱上的打印图像，并采用模版匹配法判断打印图像质量，控制码垛机械手抓取合格的纸箱，以及剔除不合格的纸箱。剔除不合格的纸箱。剔除不合格的纸箱。


技术研发人员：王锐玄 江泽民 詹彤宇 孙志
受保护的技术使用者：北京博源恒芯科技股份有限公司
技术研发日：2023.01.28
技术公布日：2023/8/5