專利名稱：光學(xué)傳感器、監(jiān)控系統(tǒng)以及處理機(jī)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于連續(xù)進(jìn)給印刷介質(zhì)的監(jiān)控系統(tǒng)的光學(xué)傳感器、包括該光學(xué)傳感器的監(jiān)控系統(tǒng)、以及包括該監(jiān)控系統(tǒng)的處理機(jī)器。
背景技術(shù)：
眾所周知，多個(gè)工業(yè)工序都要設(shè)計(jì)了從循環(huán)形式的預(yù)印材料介質(zhì)開始的處理操作，所述預(yù)印材料介質(zhì)通常為帶(tape)、條(strip)或條帶(band)的形式,所述預(yù)印材料介質(zhì)通常通過使用適當(dāng)致動(dòng)的棍子(actuated roller)連續(xù)進(jìn)給。例如,該介質(zhì)可包括用于制作袋或包裝的包裝膜；紙帶；或?qū)⒂糜谒璁a(chǎn)品的連續(xù)的標(biāo)簽帶。例如，已知輥式進(jìn)給標(biāo)簽機(jī)，其中通過傳送帶(也稱為圓盤傳送帶)為必須施加相關(guān)標(biāo)簽的容器提供運(yùn)動(dòng)，以便容器與貼標(biāo)單元接觸。該貼標(biāo)單元通過由電機(jī)致動(dòng)的適當(dāng)?shù)妮亖頌闃?biāo)簽帶限定從卷軸朝著傳送帶和運(yùn)動(dòng)容器的機(jī)動(dòng)路徑。一般地，標(biāo)簽帶首先通過適當(dāng)?shù)那懈罟ぞ咔懈?，且由此被切割的單個(gè)標(biāo)簽通過利用所謂的真空鼓技術(shù)膠粘在容器上來施加。顯然，必須在連續(xù)進(jìn)給介質(zhì)上進(jìn)行的操作要求充分精確地知道介質(zhì)相對(duì)于所述機(jī)構(gòu)的位置，所述機(jī)構(gòu)在適當(dāng)?shù)目刂葡逻M(jìn)行處理操作。處理可以是以預(yù)定的節(jié)距切割介質(zhì)(例如，用于限定單個(gè)標(biāo)簽或包裝，或者在要進(jìn)行進(jìn)一步處理的具有所需長(zhǎng)度的通用單位元件(unit element)內(nèi));在介質(zhì)的預(yù)定部分上印刷數(shù)據(jù)(例如關(guān)于有效期限);或在介質(zhì)的卷軸展開結(jié)束的情況下拼接末端部。為此，例如在校準(zhǔn)和調(diào)節(jié)機(jī)器的步驟中獲得的完全同步在用于移動(dòng)介質(zhì)的機(jī)構(gòu)與用于處理介質(zhì)的機(jī)構(gòu)之間是不充分的，因?yàn)樵谔幚砥陂g可能發(fā)生操作的不規(guī)則性；例如，介質(zhì)可能印刷不規(guī)則，或可能隨著致動(dòng)輥施加的牽引而拉伸或縮短，從而產(chǎn)生切割、印刷、拼接等的失誤。為此，已經(jīng)建議使用用于連續(xù)進(jìn)給印刷介質(zhì)的監(jiān)控系統(tǒng)，以監(jiān)控處理期間的定位(或絕對(duì)相位)，由此允許彌補(bǔ)可能的不規(guī)則性。這些系統(tǒng)通常使用定位在介質(zhì)的所需區(qū)域處的符號(hào)或標(biāo)記，例如定位在單位元件(標(biāo)簽、包裝等)的末端以及后續(xù)單位元件的起點(diǎn)。這些系統(tǒng)也使用合適的光學(xué)傳感器，所述光學(xué)傳感器適于識(shí)別這些符號(hào)(以及因此識(shí)別移動(dòng)介質(zhì)的定位)并將適當(dāng)?shù)男盘?hào)發(fā)送給機(jī)器的控制單元，以便立即彌補(bǔ)可能的不規(guī)則性，例如控制介質(zhì)進(jìn)給速度的降低或增加。然而，這些系統(tǒng)具有一些缺點(diǎn)。首先，移動(dòng)介質(zhì)上復(fù)制的印刷物(用于限定標(biāo)簽、包裝等)可能與必須要通過光學(xué)傳感器讀取的標(biāo)記混淆，由此導(dǎo)致相同光學(xué)傳感器的錯(cuò)誤讀取，并且因此導(dǎo)致移動(dòng)介質(zhì)定位的確定中出錯(cuò)。此外，出于美學(xué)原因，優(yōu)選地，上述標(biāo)記在最終產(chǎn)品制成后隱藏起來。例如，切割標(biāo)簽(或從移動(dòng)介質(zhì)開始限定的其他單位元件)的顯示標(biāo)記的部分必須通過重疊標(biāo)簽的相對(duì)端而被覆蓋(在標(biāo)簽纏繞相關(guān)包裝的情況下)，以便在施加在包裝上后不可見。因此，標(biāo)簽必須比實(shí)際需要的長(zhǎng)度更長(zhǎng)，這導(dǎo)致了更大的材料消耗并且增加了生產(chǎn)成本。倘若使用透明或部分透明的標(biāo)簽，則標(biāo)記不能被覆蓋，因而在最終產(chǎn)品中保持可見。為了至少部分解決上述問題，在相同申請(qǐng)人的W02011/012927中已經(jīng)建議使用這樣的監(jiān)控系統(tǒng)，該監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)想不使用施加在移動(dòng)介質(zhì)上的標(biāo)記或符號(hào)，具體是對(duì)于在貼標(biāo)機(jī)中的容器上施加的標(biāo)簽。該系統(tǒng)通常設(shè)想識(shí)別預(yù)印在移動(dòng)介質(zhì)上的標(biāo)簽內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)參考區(qū)，所述參考區(qū)為限定標(biāo)簽圖案的相同印刷物的一部分，并且該系統(tǒng)設(shè)想將此參考區(qū)用作“虛擬標(biāo)記(virtual mark)”，以用于識(shí)別標(biāo)簽相對(duì)于介質(zhì)的處理機(jī)構(gòu)的位置。具體地，在校準(zhǔn)的初始步驟中，該系統(tǒng)通過光學(xué)傳感器讀取介質(zhì)內(nèi)的測(cè)試標(biāo)簽，以及在該測(cè)試標(biāo)簽的印刷材料內(nèi)識(shí)別要用作參考的一個(gè)或多個(gè)區(qū)域；該區(qū)域可方便地識(shí)別為信噪比“SNR”最大的區(qū)域，或者從由光學(xué)傳感器獲取的圖像的像素值開始測(cè)量的對(duì)比測(cè)量。更詳細(xì)地，在校準(zhǔn)步驟期間，測(cè)試標(biāo)簽通過光學(xué)傳感器框定的區(qū)域，并且在該標(biāo)簽的起點(diǎn)，發(fā)出測(cè)試程序開始信號(hào)(該開始信號(hào)比如對(duì)應(yīng)于數(shù)字信號(hào)的前沿(leading edge),該開始信號(hào)由貼標(biāo)機(jī)的中央控制單元發(fā)出到光學(xué)傳感器)。而且，測(cè)試程序結(jié)束信號(hào)在相同測(cè)試標(biāo)簽的末端處發(fā)出(該結(jié)束信號(hào)也由貼標(biāo)機(jī)的中央控制單元發(fā)出到光學(xué)傳感器，并且例如對(duì)應(yīng)于相同數(shù)字信號(hào)的下降沿(falling edge))。在測(cè)試標(biāo)簽上識(shí)別的相應(yīng)空間坐標(biāo)清楚地對(duì)應(yīng)于測(cè)試程序中的開始信號(hào)和結(jié)束信號(hào)；這些空間坐標(biāo)之間的間隔因而限定了測(cè)試標(biāo)簽的長(zhǎng)度。在校準(zhǔn)步驟的整個(gè)持續(xù)時(shí)間的期間，光學(xué)傳感器獲取與測(cè)試標(biāo)簽相關(guān)的一組信號(hào)。給定信號(hào)/噪聲比或給定對(duì)比測(cè)量以及相應(yīng)的空間坐標(biāo)與每個(gè)信號(hào)相關(guān)。在校準(zhǔn)步驟結(jié)束時(shí)，對(duì)獲取的信號(hào)進(jìn)行處理，以便在測(cè)試標(biāo)簽內(nèi)將參考區(qū)識(shí)別為對(duì)應(yīng)于所述一組空間坐標(biāo)的區(qū)域，信噪比或?qū)Ρ葴y(cè)量的最大值與所述一組空間坐標(biāo)相關(guān)。具體地，由此確定所識(shí)別的參考區(qū)的空間開始和結(jié)束坐標(biāo)，并且還在測(cè)試標(biāo)簽的起點(diǎn)或末端與參考區(qū)的對(duì)應(yīng)起點(diǎn)或末端之間確定偏移值。因此該校準(zhǔn)步驟允許監(jiān)控系統(tǒng)在標(biāo)簽上限定一個(gè)虛擬標(biāo)記，所述虛擬標(biāo)記可以輕易辨識(shí)，不需要如傳統(tǒng)類型的系統(tǒng)中提供的那樣印刷額外的專用參考標(biāo)記，沒有了該參考標(biāo)記從而產(chǎn)生了所有的優(yōu)勢(shì)。隨后，在實(shí)際的操作性處理步驟期間，監(jiān)控系統(tǒng)反復(fù)提供監(jiān)控移動(dòng)介質(zhì)上的標(biāo)簽；在測(cè)試標(biāo)簽中每次識(shí)別作為具有最大信噪比或?qū)Ρ炔⑶揖哂袑?duì)于測(cè)試標(biāo)簽的參考區(qū)的給定相似度或相關(guān)度的區(qū)域的處理區(qū)；將標(biāo)簽的實(shí)際長(zhǎng)度確定為在當(dāng)前標(biāo)簽上檢測(cè)的處理區(qū)的起點(diǎn)/末端相對(duì)于直接在移動(dòng)介質(zhì)之前的標(biāo)簽的相應(yīng)處理區(qū)的起點(diǎn)/末端之間的距離；根據(jù)針對(duì)測(cè)試標(biāo)簽確定的長(zhǎng)度值(由于操作中可能的拉伸、縮短或其他不規(guī)則性，長(zhǎng)度值可能與參考值不同)來控制處理操作。例如，該最后的控制步驟可以設(shè)想查驗(yàn)長(zhǎng)度計(jì)算值相對(duì)于測(cè)試標(biāo)簽的參考長(zhǎng)度的變化，并且由此改變移動(dòng)介質(zhì)進(jìn)給速度，以便考慮可能的拉伸或縮短。此外，可以根據(jù)長(zhǎng)度值的變化來確定要應(yīng)用于校準(zhǔn)步驟中確定的偏移值的適當(dāng)比例因子，以便從識(shí)別的處理區(qū)的起點(diǎn)/末端空間坐標(biāo)來正確地確定測(cè)試標(biāo)簽的起點(diǎn)/末端。因此上述監(jiān)控裝置相對(duì)于傳統(tǒng)的系統(tǒng)而言具有明顯的優(yōu)勢(shì)，具體地所述監(jiān)控系統(tǒng)不需要將額外的標(biāo)記或符號(hào)施加在移動(dòng)介質(zhì)上的印刷標(biāo)簽上。然而，即使是該系統(tǒng)也不是完全沒有缺點(diǎn)。具體地，如上所述，校準(zhǔn)步驟要求識(shí)別測(cè)試標(biāo)簽內(nèi)的參考區(qū)，這表明在貼標(biāo)機(jī)的中央控制單元與專用于該相同校準(zhǔn)步驟的光學(xué)傳感器之間進(jìn)行控制信號(hào)的交換。因此，本監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)施必須要求修改貼標(biāo)機(jī)的相同中央控制單元的軟件和/或硬件配置，這是在一些情況下可能導(dǎo)致難于實(shí)施的操作。進(jìn)一步地，在校準(zhǔn)步驟期間以及在實(shí)際處理步驟之間，操作人員可能難以或者不能立即查驗(yàn)監(jiān)控系統(tǒng)的正確操作，具體是在正確識(shí)別移動(dòng)介質(zhì)的各種標(biāo)簽內(nèi)的參考區(qū)方面。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于至少部分滿足上述要求。本實(shí)用新型的目的通過如下的光學(xué)傳感器、監(jiān)控系統(tǒng)以及處理機(jī)器來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本實(shí)用新型的第一方面提供了一種光學(xué)傳感器，所述光學(xué)傳感器用于適于連續(xù)進(jìn)給并且包括多個(gè)單位元件的循環(huán)印刷介質(zhì)的監(jiān)控系統(tǒng)，所述光學(xué)傳感器包括-圖像捕獲單元，配置為獲取所述介質(zhì)的圖像；以及-處理單元，配置為包括識(shí)別獲取的圖像中的單個(gè)單位元件的模塊，針對(duì)每個(gè)單位元件來識(shí)別與測(cè)試單位元件的參考區(qū)對(duì)應(yīng)的特征區(qū)域的模塊；以及根據(jù)識(shí)別的特征區(qū)域來確定單位元件的實(shí)際長(zhǎng)度的模塊，其中，還包括用戶界面，包括輸入裝置，所述輸入裝置配置為允許操作人員輸入測(cè)試單位元件的所述參考區(qū)的至少一個(gè)長(zhǎng)度參數(shù)。具體地，根據(jù)本實(shí)用新型第一方面的光學(xué)傳感器，其中，所述用戶界面集成到所述光學(xué)傳感器內(nèi)。具體地，根據(jù)本實(shí)用新型第一方面的光學(xué)傳感器，其中，所述圖像捕獲單元包括在校準(zhǔn)步驟期間獲取所述介質(zhì)中的所述測(cè)試單位元件的圖像的模塊，并且所述處理單元包括識(shí)別所述測(cè)試單位元件中的所述參考區(qū)的模塊；并且其中所述用戶界面的輸入裝置還配置為允許操作人員開始所述校準(zhǔn)步驟。具體地，根據(jù)本實(shí)用新型第一方面的光學(xué)傳感器，其中，所述處理單元包括將所述測(cè)試單位元件中的所述參考區(qū)識(shí)別為印刷材料的具有更高的信噪比值或更高的對(duì)比測(cè)量值的部分的模塊。 具體地，根據(jù)本實(shí)用新型第一方面的光學(xué)傳感器，其中，所述處理單元包括接收所述介質(zhì)相對(duì)于所述圖像捕獲單元的進(jìn)給信息的模塊；并且包括根據(jù)所述進(jìn)給信息和所述長(zhǎng)度參數(shù)的值來確定所述校準(zhǔn)步驟的結(jié)束的模塊。具體地，根據(jù)本實(shí)用新型第一方面的光學(xué)傳感器，其中，所述處理單元包括當(dāng)與所述進(jìn)給信息相關(guān)的值對(duì)應(yīng)于所述長(zhǎng)度參數(shù)的值時(shí)自動(dòng)確定所述校準(zhǔn)步驟的結(jié)束的模塊。具體地，根據(jù)本實(shí)用新型第一方面的光學(xué)傳感器，其中，所述進(jìn)給信息通過關(guān)聯(lián)至被操作以進(jìn)給所述介質(zhì)的進(jìn)給輥的增量編碼器提供。具體地，根據(jù)本實(shí)用新型第一方面的光學(xué)傳感器，其中，所述光學(xué)傳感器包括容納所述處理單元的殼體，并且所述用戶界面包括由所述殼體承載且由所述處理單元控制的顯示器。具體地，根據(jù)本實(shí)用新型第一方面的光學(xué)傳感器，其中，所述輸入裝置包括第一鍵，配置為從起始值或當(dāng)前值來增加所述長(zhǎng)度參數(shù)的值；以及第二鍵，配置為從當(dāng)前值來減少所述長(zhǎng)度參數(shù)的值；所述長(zhǎng)度參數(shù)的值能在所述顯示器上顯示。具體地，根據(jù)本實(shí)用新型第一方面的光學(xué)傳感器，其中，所述輸入裝置包括配置為開始所述校準(zhǔn)步驟的第三鍵。具體地，根據(jù)本實(shí)用新型第一方面的光學(xué)傳感器，其中，所述處理單元包括控制所述顯示器以便顯示被檢查的單位元件的特征區(qū)與所述測(cè)試單位元件的參考區(qū)的對(duì)應(yīng)程度的指示的模塊。具體地，根據(jù)本實(shí)用新型第一方面的光學(xué)傳感器，其中，所述處理單元包括控制所述顯示器以便以柱狀圖的形式顯示所述指示的模塊。具體地，根據(jù)本實(shí)用新型第一方面的光學(xué)傳感器，還包括配置為通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)通信接口。具體地，根據(jù)本實(shí)用新型第一方面的光學(xué)傳感器，其中，所述網(wǎng)絡(luò)通信接口配置為通過實(shí)時(shí)以太網(wǎng)協(xié)議接收并發(fā)送數(shù)據(jù)。根據(jù)本實(shí)用新型的第二方面提供了一種光學(xué)傳感器，用于適于連續(xù)進(jìn)給并包括多個(gè)單位元件的循環(huán)印刷介質(zhì)的監(jiān)控系統(tǒng)，所述光學(xué)傳感器包括-圖像捕獲單元，配置為獲取所述介質(zhì)的圖像；以及-處理單元，配置為包括識(shí)別獲取的圖像中的單個(gè)單位元件的模塊，針對(duì)每個(gè)單位元件來識(shí)別與測(cè)試單位元件的參考區(qū)對(duì)應(yīng)的特征區(qū)的模塊；以及根據(jù)識(shí)別的特征區(qū)的參數(shù)來確定所述單位元件的實(shí)際長(zhǎng)度的模塊，其中，還包括配置為通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)通信接口。具體地，根據(jù)本實(shí)用新型第二方面的光學(xué)傳感器，其中，所述網(wǎng)絡(luò)接口集成在所述光學(xué)傳感器中；并且其中所述數(shù)據(jù)包括所述參考區(qū)的至少一個(gè)長(zhǎng)度參數(shù)。具體地，根據(jù)本實(shí)用新型第二方面的光學(xué)傳感器，其中，所述網(wǎng)絡(luò)通信接口配置為通過實(shí)時(shí)以太網(wǎng)協(xié)議接收并發(fā)送數(shù)據(jù)。具體地，根據(jù)本實(shí)用新型第二方面的光學(xué)傳感器，其中，所述光學(xué)傳感器包括外部殼體，并且所述通信接口包括由所述外部殼體承載的網(wǎng)絡(luò)接頭。根據(jù)本實(shí)用新型的第三方面提供了一種監(jiān)控系統(tǒng)，其包括根據(jù)本實(shí)用新型第一方面的光學(xué)傳感器。根據(jù)本實(shí)用新型的第四方面提供了一種處理機(jī)器，用于適于連續(xù)進(jìn)給并包括多個(gè)單位元件的循環(huán)印刷介質(zhì)，所述處理機(jī)器包括根據(jù)本實(shí)用新型第三方面的監(jiān)控系統(tǒng)。本實(shí)用新型具有這樣的技術(shù)效果本實(shí)用新型不要求在標(biāo)簽上具有標(biāo)記或其他符號(hào)，由此允許實(shí)現(xiàn)美學(xué)優(yōu)勢(shì)、以及節(jié)省成本的優(yōu)勢(shì)。

現(xiàn)在參考附圖說明本實(shí)用新型，附圖示出了本實(shí)用新型的非限制性實(shí)施方式，附圖中-圖1為用于處理連續(xù)進(jìn)給印刷介質(zhì)的機(jī)器的一部分的側(cè)視立體圖，所述機(jī)器結(jié)合有根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)方面的監(jiān)控系統(tǒng)；-圖2是印刷介質(zhì)的一部分的簡(jiǎn)化俯視圖，包括一對(duì)相鄰單位元件；[0054]-圖3是圖1的系統(tǒng)的光學(xué)傳感器的透視圖；以及-圖4示出了圖3的光學(xué)傳感器的俯視圖，更具體地示出了相關(guān)的顯示器和相關(guān)的用戶界面。
具體實(shí)施方式
圖1示出了用于處理循環(huán)連續(xù)進(jìn)給印刷介質(zhì)的機(jī)器的一部分；具體地，所述機(jī)器總體上通過標(biāo)號(hào)I指示，所述機(jī)器是“輥式進(jìn)給”式貼標(biāo)機(jī)，所述機(jī)器包括結(jié)合在印刷介質(zhì)中的標(biāo)簽的切割機(jī)構(gòu)；然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，以下說明僅是根據(jù)本實(shí)用新型的可能使用的光學(xué)傳感器和相關(guān)監(jiān)控系統(tǒng)的非限制性實(shí)例，這些實(shí)例實(shí)際上可以用于其他各種應(yīng)用、機(jī)器和印刷介質(zhì)。具體地，機(jī)器I進(jìn)給輥2，所述進(jìn)給輥本身已經(jīng)為人熟知所以不再贅述，所述進(jìn)給輥通過自帶電動(dòng)機(jī)M適當(dāng)控制，使得來自卷軸(未示出)的標(biāo)簽帶3沿著由多個(gè)滑動(dòng)輥4(未提供自身運(yùn)動(dòng))限定的進(jìn)給路徑來展開和連續(xù)進(jìn)給。進(jìn)給輥2的下游具有切割單元5，所述切割單元以受控方式致動(dòng)，以便將標(biāo)簽帶3細(xì)分為多個(gè)單個(gè)標(biāo)簽，所述單個(gè)標(biāo)簽隨后被施加至相應(yīng)的容器(未示出)，例如通過旋轉(zhuǎn)真空技術(shù)。適當(dāng)?shù)倪M(jìn)給傳感器(例如增量編碼器6)與進(jìn)給輥2相關(guān)聯(lián)(或，作為實(shí)例，與滑動(dòng)輥4關(guān)聯(lián)，或者直接與相同進(jìn)給輥2的電動(dòng)機(jī)M關(guān)聯(lián))，以便提供標(biāo)簽帶3的相對(duì)于進(jìn)給輥2的進(jìn)給范圍的信息(例如，相對(duì)于相同標(biāo)簽帶3的展開范圍)。機(jī)器I還包括監(jiān)控系統(tǒng)10，所述監(jiān)控系統(tǒng)適于總體上監(jiān)控標(biāo)簽帶3相對(duì)于機(jī)器I的位置，并且具體地監(jiān)控標(biāo)簽帶3相對(duì)于切割單元5的位置。監(jiān)控系統(tǒng)10包括以適當(dāng)方式定位的光學(xué)傳感器12 (所述光學(xué)傳感器在下文會(huì)具體說明)，例如定位在進(jìn)給輥2與切割單元5之間，以獲取標(biāo)簽帶3的圖像，具體地獲取帶有限定標(biāo)簽的印刷材料的相關(guān)上表面3a的圖像。光學(xué)傳感器12包括圖像捕獲單元12'(下圖4中示出)，所述圖像捕獲單元例如為電荷耦合裝置((XD)類型，適于獲取標(biāo)簽帶3的在任何情況下均位于該相同的光學(xué)傳感器12的象幅(frame area,巾貞面積)內(nèi)的部分的圖像(一組像素的形式，每個(gè)像素有一個(gè)給定值)。具體地，光學(xué)傳感器12布置為使得其圖像捕獲單元12'在所述光學(xué)傳感器移動(dòng)期間面對(duì)標(biāo)簽帶3的上表面3a，以便該相同的光學(xué)傳感器12獲取相同的標(biāo)簽帶3的橫向部分的后續(xù)圖像(相對(duì)于縱向進(jìn)給方向而言)。圖2以實(shí)例方式示出了標(biāo)簽帶3的一部分，包括一對(duì)標(biāo)簽，這對(duì)標(biāo)簽以3'和3"指代，由分離區(qū)S隔開，每個(gè)標(biāo)簽的特征均在于自身的印刷區(qū)。光學(xué)傳感器12也操作性地耦接至增量編碼器6，以便獲取標(biāo)簽帶3的進(jìn)給信息。具體地，在披露的實(shí)施方式中，增量編碼器6通過連接纜線13 (例如數(shù)字式)連接到連接單元14，光學(xué)傳感器12通過例如也為數(shù)字式的對(duì)應(yīng)連接纜線15 (適于傳送數(shù)字信號(hào)，如TTL型信號(hào))也連接到所述連接單元；連接纜線15連接到光學(xué)傳感器12的第一接頭(connector,連接器)C10連接單元14以本身已知的方式(不詳細(xì)描述)配置為給光學(xué)傳感器12提供由增量編碼器6檢測(cè)的測(cè)量值，并且還配置成從相同的光學(xué)傳感器12獲取輸出信號(hào)；這些輸出信號(hào)與增量編碼器6獲取的進(jìn)給信息一起也被發(fā)送到相同的連接單元14，并且通過另一連接纜線16被發(fā)送到機(jī)器I的中央控制單元18 (此處示意性地示出，并且包括例如PLC- “可編程邏輯控制器”)。中央控制單元18以本身已知的方式(此處不詳細(xì)描述)配置為也根據(jù)由光學(xué)傳感器12接收的信息來控制機(jī)器I的一般操作，所述信息可能通過相同的中央控制單元18做進(jìn)一步的處理。例如，中央控制單元18可適當(dāng)連接到進(jìn)給輥2的電動(dòng)機(jī)M，所述中央控制單元進(jìn)行的操作包括-改變進(jìn)給輥2的旋轉(zhuǎn)速度，并因此改變標(biāo)簽帶3的進(jìn)給速度，以便考慮標(biāo)簽的長(zhǎng)度相對(duì)于公稱參考長(zhǎng)度的變化；-控制接合單元(未示出)，例如，通過電磁閥或相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)，以便實(shí)現(xiàn)兩個(gè)標(biāo)簽帶之間的接合，每個(gè)標(biāo)簽帶均關(guān)聯(lián)至對(duì)應(yīng)的展開輥；和/或-啟動(dòng)印刷單元(未示出)以便在處理的標(biāo)簽上印刷有效期或其他有用信息。根據(jù)本實(shí)用新型的光學(xué)傳感器12還設(shè)置有執(zhí)行適當(dāng)?shù)闹噶詈退惴ǖ淖陨淼奶幚韱卧?9 (例如，包括微處理器、微控制器、FPGA- “場(chǎng)可編程門陣列”或類似的計(jì)算單元)，以便獲取標(biāo)簽帶3的圖像；對(duì)于每個(gè)標(biāo)簽3'、3"，識(shí)別對(duì)應(yīng)的處理區(qū)；將所述處理區(qū)與測(cè)試標(biāo)簽(在初步校準(zhǔn)步驟中獲取和確定)的參考區(qū)進(jìn)行比較；以及確定每個(gè)處理標(biāo)簽的長(zhǎng)度信息(由此將所述長(zhǎng)度信息提供給機(jī)器I的中央控制單元18)。光學(xué)傳感器12的處理單元19也可配置為進(jìn)行以下操作-確定比例因子(或其他調(diào)節(jié)參數(shù))，以考慮標(biāo)簽的確定為與參考值不同的長(zhǎng)度值，并因此識(shí)別被檢查的標(biāo)簽的正確起點(diǎn)/終點(diǎn)；和/或-根據(jù)關(guān)于測(cè)試標(biāo)簽的長(zhǎng)度的確定信息來確定進(jìn)給輥2的電動(dòng)機(jī)的進(jìn)給速度的正確值(例如，使所述輥減速或加速)。上述比例因子和正確速度值也可以通過光學(xué)傳感器12的處理單元19提供至機(jī)器I的中央控制單元18。具體地，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，在圖3中更清楚地示出，光學(xué)傳感器12設(shè)置在具有自身的用戶界面20的操縱板(board)上，由此操作人員能夠-直接利用光學(xué)傳感器12為相關(guān)的處理單元19引入關(guān)于測(cè)試標(biāo)簽(或通常為連續(xù)進(jìn)給介質(zhì)的單元部分)的參考長(zhǎng)度的信息，以用于實(shí)施校準(zhǔn)步驟(就此也可參考上述論述);以及-使得相同校準(zhǔn)程序開始，例如在將測(cè)試標(biāo)簽的起始部分定位在光學(xué)傳感器12的象幅之后。具體地，參見圖3和隨后的圖4，用戶界面20包括-顯示器22，例如IXD字母數(shù)字混合式的；以及-輸入裝置23，包括適當(dāng)?shù)逆I、按鈕、或用于數(shù)據(jù)和命令的類似輸入工具，所述輸入裝置適于允許操作人員輸入長(zhǎng)度數(shù)據(jù)并開始校準(zhǔn)程序。更具體地，輸入裝置23包括第一鍵23a，所述第一鍵允許增加輸入的長(zhǎng)度數(shù)據(jù)(例如在不連續(xù)的增加步驟中，從起始值O開始)；第二鍵23b，所述第二鍵允許減少輸入的長(zhǎng)度數(shù)據(jù)(例如在等同于以上增加步驟的不連續(xù)的減少步驟中)；第三鍵23c，所謂的開始按鈕，所述第三鍵允許開始所謂的校準(zhǔn)程序；以及第四鍵23d，所謂的輸出鍵，所述第四鍵允許操作人員退出菜單或退出先前選項(xiàng)。用戶界面20還包括一系列狀態(tài)LED 24 (或類似的光信號(hào)元件)，所述狀態(tài)LED適于提供關(guān)于光學(xué)傳感器12的操作狀態(tài)的視覺信息(例如，與相關(guān)供電裝置的存在相關(guān)、與機(jī)器I的中央控制單元18的數(shù)字連接的存在相關(guān)，等等)。上述輸入裝置23以及顯示器22由光學(xué)傳感器12的殼體25承載，并且在內(nèi)部電連接至相同的殼體25，并連接到印刷電路板(未示出)，處理單元19 (以及光學(xué)傳感器12的一般操作所需的、用于處理、連接等的其他可能的電子元件)也連接至所述印刷電路板。顯示器22通過處理單元19適當(dāng)控制，所述顯示器配置為顯示測(cè)試標(biāo)簽的由操作人員輸入的長(zhǎng)度數(shù)據(jù)(以及通過輸入裝置23控制的可能的增加/減少)，以及還顯示適當(dāng)?shù)倪x擇菜單和/或選擇消息(所述選擇菜單和/或選擇信息的顯示可通過相同的輸入裝置23來管理)。根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，顯示器22也配置為，在被處理單元19適當(dāng)控制時(shí)顯示圖形表達(dá)，例如以柱狀圖的形式(如圖4中所示，其中認(rèn)為所述柱形表示的延度從左向右增加)，在任何情況下均向操作人員示出了被檢查的標(biāo)簽中的處理區(qū)的識(shí)別操作的質(zhì)量，所述處理區(qū)對(duì)應(yīng)于測(cè)試標(biāo)簽的參考區(qū)。例如，處理單元19可以配置為確定被檢查的標(biāo)簽的處理區(qū)的特征(如前面指處的，所述處理區(qū)檢測(cè)為將信噪比或?qū)Ρ葴y(cè)量最大化的區(qū)域)與測(cè)試標(biāo)簽的參考區(qū)的對(duì)應(yīng)特征(例如，使用適當(dāng)?shù)南嚓P(guān)閾值)之間的相關(guān)值。例如，表示處理區(qū)的高質(zhì)量識(shí)別操作的高度相關(guān)可通過發(fā)光條顯示(所述發(fā)光條可以是連續(xù)的或通過多個(gè)離散元件形成)，從而在顯示器22上具有更長(zhǎng)的長(zhǎng)度。顯然，其他的顯示模式也同樣能通過處理單元19在顯示器22上提供和激活，以便可視化地指示標(biāo)簽帶3中標(biāo)簽的監(jiān)控操作的質(zhì)量；作為上述相關(guān)度的替換方式、或附加方式，指示該質(zhì)量的其他參數(shù)也可通過處理單元19來確定。使用中，操作人員首先通過用戶界面20輸入測(cè)試標(biāo)簽的長(zhǎng)度數(shù)據(jù)，并且一旦標(biāo)簽帶3定位成使得測(cè)試標(biāo)簽的起點(diǎn)處于光學(xué)傳感器12框定的區(qū)域處，則只需按下相同用戶界面20的第三鍵23c就開始了校準(zhǔn)操作(與此同時(shí)，標(biāo)簽帶3的連續(xù)進(jìn)給也以本身已知的方式被控制)。光學(xué)傳感器12的處理單元19因此獲取測(cè)試標(biāo)簽的圖像，直到自動(dòng)確定相同測(cè)試標(biāo)簽的末端為止；為此，處理單元19從增量編碼器6接收標(biāo)簽帶3的進(jìn)給信息，并且通過在相同光學(xué)傳感器12的操縱板上局部執(zhí)行的算法，來確定標(biāo)簽帶3何時(shí)已經(jīng)經(jīng)歷了等于用戶所輸入的測(cè)量標(biāo)簽長(zhǎng)度的進(jìn)給值(該長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)于通過增量編碼器6檢測(cè)的給定計(jì)算數(shù)字)。隨后，處理單元19對(duì)獲取圖像進(jìn)行適當(dāng)處理，確定測(cè)試標(biāo)簽中的參考區(qū)的位置，以及相同參考區(qū)的起點(diǎn)/終點(diǎn)相對(duì)于測(cè)試標(biāo)簽的起點(diǎn)/終點(diǎn)的位移(就此可再次參考前述內(nèi)容)。因此，由此確定的信息通過連接纜線15發(fā)送至控制單元14，然后通過另一連接纜線16發(fā)送至機(jī)器I的中央控制單元18。根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，應(yīng)再次參考圖1，光學(xué)傳感器12還設(shè)置有適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)通信接口，具體為使用例如IEEE 1588協(xié)議(所謂的“精密時(shí)間協(xié)議-PTP”)或Powerlink的實(shí)時(shí)以太網(wǎng)或同步類型。為此，光學(xué)傳感器12包括由殼體25承載的又一個(gè)接頭C2,該接頭適于通過適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)纜線(未示出)接合；并且處理單元19具有適當(dāng)?shù)?硬件和/或軟件)通信接口，以便允許通過上述網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)。根據(jù)本實(shí)用新型的該方面，光學(xué)傳感器12可以通過適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)協(xié)議來接收長(zhǎng)度數(shù)據(jù)和用于開始校準(zhǔn)程序的數(shù)據(jù)，并且還可以通過相同的協(xié)議輸出關(guān)于測(cè)試標(biāo)簽的處理數(shù)據(jù)(其中有長(zhǎng)度和參考區(qū)的空間坐標(biāo))。這種情況下，用戶界面20也可配置為允許方便地設(shè)定網(wǎng)絡(luò)連接的一些參數(shù)，例如光學(xué)傳感器12的網(wǎng)絡(luò)地址，所述網(wǎng)絡(luò)地址可在通過用戶輸入的期間顯示在顯示器22上，并且由相同光學(xué)傳感器12的操縱板上的處理單元19來獲取和儲(chǔ)存以便隨后使用。以上論述中能清楚地了解本實(shí)用新型的優(yōu)勢(shì)。具體地，應(yīng)再次強(qiáng)調(diào)的是，就校準(zhǔn)步驟而言，光學(xué)傳感器12是全自動(dòng)的且獨(dú)立于機(jī)器I的中央控制單元18 ;具體地，光學(xué)傳感器12的操縱板上的處理單元19能自動(dòng)確定校準(zhǔn)步驟的開始(通過檢測(cè)操作人員施加到光學(xué)傳感器12的操縱板上的指定鍵的壓力)，并且還確定相同校準(zhǔn)步驟的結(jié)束(通過使用操作人員在相同光學(xué)傳感器12處輸入的長(zhǎng)度信息、以及適當(dāng)進(jìn)給傳感器(例如增量編碼器6)所提供的標(biāo)簽的進(jìn)給信息)。因此，不要求對(duì)機(jī)器I的中央控制單元18進(jìn)行修改，具體是就相關(guān)控制軟件而言；并且與光學(xué)傳感器12的數(shù)據(jù)通信不需要相對(duì)于傳統(tǒng)方案進(jìn)行修改(因此，在處理步驟期間，光學(xué)傳感器12通常輸出校準(zhǔn)步驟的結(jié)果以及標(biāo)簽的隨后處理操作。)因此，在修改和升級(jí)現(xiàn)有機(jī)器時(shí)，只需通過更換對(duì)應(yīng)的光學(xué)傳感器(每個(gè)光學(xué)傳感器均依據(jù)本實(shí)用新型制成)，就可以方便地實(shí)施監(jiān)控系統(tǒng)10。有利地，所述監(jiān)控系統(tǒng)不要求在標(biāo)簽上具有標(biāo)記或其他符號(hào)，由此允許實(shí)現(xiàn)美學(xué)優(yōu)勢(shì)、以及節(jié)省成本的優(yōu)勢(shì)。集成在光學(xué)傳感器12中的顯示器22也允許將關(guān)于在連續(xù)移動(dòng)介質(zhì)上進(jìn)行的監(jiān)控操作的視覺指示(或反饋)顯示給操作人員，例如關(guān)于標(biāo)簽中的參考區(qū)的正確識(shí)別；如上所述，該指示可以為在顯示器22上生成的柱狀圖的形式，操作人員可以立即并且簡(jiǎn)單地理解這種柱狀圖。此外，在光學(xué)傳感器12的操縱板上具有的接頭以及帶有網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的通信接口(如實(shí)時(shí)以太網(wǎng))，有利地使得能在機(jī)器I的相同的光學(xué)傳感器12與中央控制單元18之間執(zhí)行實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)通信，并且能偶減少數(shù)據(jù)交換所需纜線線路的數(shù)量和復(fù)雜程度。最后，很明顯，在不背離所附權(quán)利要求書中限定的保護(hù)范圍的情況下，對(duì)于此處所披露和示出的光學(xué)傳感器和監(jiān)控系統(tǒng)可進(jìn)行修改和變動(dòng)。具體地，如前所述，顯然，此處所披露的內(nèi)容可以應(yīng)用于循環(huán)連續(xù)進(jìn)給印刷介質(zhì)的任何監(jiān)控系統(tǒng)，例如應(yīng)用在與以上詳細(xì)披露的貼標(biāo)機(jī)類似的包裝機(jī)或制袋機(jī)中。進(jìn)一步，顯然地，印刷介質(zhì)的進(jìn)給信息甚至可以通過其他的檢測(cè)裝置、而不是增量編碼器6提供給光學(xué)傳感器12 ;例如，該信息可例如根據(jù)電動(dòng)機(jī)M接收的相關(guān)導(dǎo)向信號(hào)來在控制進(jìn)給輥2的相同電動(dòng)機(jī)M處直接檢測(cè)。在變型實(shí)施方式中，用戶界面20與光學(xué)傳感器12關(guān)聯(lián)，而不是與相同光學(xué)傳感器12的殼體25集成，所述用戶界面布置為遠(yuǎn)離傳感器，并且通過指定的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接(例如串聯(lián)式)、或使用設(shè)置在相同光學(xué)傳感器12的操縱板上的以太網(wǎng)接口(以及對(duì)應(yīng)的其他接頭C2),而操作性耦接到所述傳感器；具體地，用戶界面20由此連接到傳感器12的處理單元19。
權(quán)利要求1.一種光學(xué)傳感器(12)，用于適于連續(xù)進(jìn)給且包括多個(gè)單位元件(3'、3")的循環(huán)印刷介質(zhì)(3)的監(jiān)控系統(tǒng)，所述光學(xué)傳感器(12)包括-圖像捕獲單元(12')，配置為獲取所述介質(zhì)(3)的圖像；以及-處理單元(19)，配置為包括識(shí)別獲取的圖像中的單個(gè)單位元件的模塊，針對(duì)每個(gè)單位元件來識(shí)別與測(cè)試單位元件的參考區(qū)對(duì)應(yīng)的特征區(qū)的模塊；以及根據(jù)識(shí)別的特征區(qū)來確定所述單位元件的實(shí)際長(zhǎng)度的模塊，其特征在于，包括用戶界面(20)，包括輸入裝置(23a-23d)，所述輸入裝置配置為允許操作人員輸入所述測(cè)試單位元件的所述參考區(qū)的至少一個(gè)長(zhǎng)度參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于，所述用戶界面(20)集成到所述光學(xué)傳感器(12)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于，所述圖像捕獲單元(12')包括在校準(zhǔn)步驟期間獲取所述介質(zhì)(3)中的所述測(cè)試單位元件的圖像的模塊，并且所述處理單元(19) 包括識(shí)別所述測(cè)試單位元件中的所述參考區(qū)的模塊；并且其中所述用戶界面(20)的輸入裝置(23a-23d)還配置為允許操作人員開始所述校準(zhǔn)步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的傳感器，其特征在于，所述處理單元(19)包括將所述測(cè)試單位元件中的所述參考區(qū)識(shí)別為印刷材料的具有更高的信噪比值或更高的對(duì)比測(cè)量值的部分的模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的傳感器，其特征在于，所述處理單元(19)包括接收所述介質(zhì)(3)相對(duì)于所述圖像捕獲單元(12')的進(jìn)給信息的模塊；并且包括根據(jù)所述進(jìn)給信息和所述長(zhǎng)度參數(shù)的值來確定所述校準(zhǔn)步驟的結(jié)束的模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的傳感器，其特征在于，所述處理單元(19)包括當(dāng)與所述進(jìn)給信息相關(guān)的值對(duì)應(yīng)于所述長(zhǎng)度參數(shù)的值時(shí)自動(dòng)確定所述校準(zhǔn)步驟的結(jié)束的模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的傳感器，其特征在于，所述進(jìn)給信息通過關(guān)聯(lián)至被操作以進(jìn)給所述介質(zhì)(3)的進(jìn)給輥(2)的增量編碼器(6)提供。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的傳感器，其特征在于，所述光學(xué)傳感器(12)包括容納所述處理單元(19)的外部殼體(25)，并且所述用戶界面(20)包括由所述殼體(25)承載且由所述處理單元(19)控制的顯示器(22)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的傳感器，其特征在于，所述輸入裝置包括第一鍵(23a)，配置為從起始值或當(dāng)前值來增加所述長(zhǎng)度參數(shù)的值；以及第二鍵(23b)，配置為從當(dāng)前值來減少所述長(zhǎng)度參數(shù)的值；所述長(zhǎng)度參數(shù)的值能在所述顯示器(22)上顯示。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的傳感器，其特征在于，所述輸入裝置包括配置為開始所述校準(zhǔn)步驟的第三鍵(23c)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的傳感器，其特征在于，所述處理單元(19)包括控制所述顯示器(22)以便顯示被檢查的單位元件的特征區(qū)與所述測(cè)試單位元件的參考區(qū)的對(duì)應(yīng)程度的指示的模塊。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的傳感器，其特征在于，所述處理單元(19)包括控制所述顯示器(22)以便以柱狀圖的形式顯示所述指示的模塊。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于，還包括配置為通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)通信接口。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的傳感器，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)通信接口配置為通過實(shí)時(shí)以太網(wǎng)協(xié)議接收并發(fā)送數(shù)據(jù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的傳感器，其特征在于，所述光學(xué)傳感器(12)包括外部殼體 (25)，并且所述通信接口包括由所述外部殼體(25)承載的網(wǎng)絡(luò)接頭(C2)。
16.一種光學(xué)傳感器(12)，用于適于連續(xù)進(jìn)給并包括多個(gè)單位元件(3'、3")的循環(huán)印刷介質(zhì)(3)的監(jiān)控系統(tǒng)，所述光學(xué)傳感器(12)包括-圖像捕獲單元(12')，配置為獲取所述介質(zhì)(3)的圖像；以及-處理單元(19)，配置為包括識(shí)別獲取的圖像中的單個(gè)單位元件的模塊，針對(duì)每個(gè)單位元件來識(shí)別與測(cè)試單位元件的參考區(qū)對(duì)應(yīng)的特征區(qū)的模塊；以及根據(jù)識(shí)別的特征區(qū)的參數(shù)來確定所述單位元件的實(shí)際長(zhǎng)度的模塊，其特征在于，包括配置為通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)通信接口。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的傳感器，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)接口集成在所述光學(xué)傳感器(12)中；并且其中所述數(shù)據(jù)包括所述參考區(qū)的至少一個(gè)長(zhǎng)度參數(shù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的傳感器，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)通信接口配置為通過實(shí)時(shí)以太網(wǎng)協(xié)議接收并發(fā)送數(shù)據(jù)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的傳感器，其特征在于，所述光學(xué)傳感器(12)包括外部殼體 (25)，并且所述通信接口包括由所述外部殼體(25)承載的網(wǎng)絡(luò)接頭(C2)。
20.—種監(jiān)控系統(tǒng)(10),其特征在于,包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)傳感器(12)。
21.一種處理機(jī)器(1)，用于適于連續(xù)進(jìn)給并包括多個(gè)單位元件(3'、3")的循環(huán)印刷介質(zhì)(3)，其特征在于，所述處理機(jī)器包括根據(jù)權(quán)利要求20所述的監(jiān)控系統(tǒng)(10)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及并提供了一種光學(xué)傳感器(12)、監(jiān)控系統(tǒng)以及處理機(jī)器。所述光學(xué)傳感器用于適于連續(xù)進(jìn)給且包括多個(gè)單位元件(3′、3″)的循環(huán)印刷介質(zhì)(3)的監(jiān)控系統(tǒng)，該光學(xué)傳感器包括圖像捕獲單元(12′)，配置為獲取介質(zhì)(3)的圖像；以及處理單元(19)，配置為包括識(shí)別獲取的圖像中的單個(gè)單位元件的模塊，針對(duì)每個(gè)單位元件來識(shí)別與測(cè)試單位元件的參考區(qū)對(duì)應(yīng)的特征區(qū)的模塊；以及根據(jù)識(shí)別的特征區(qū)來確定單位元件的實(shí)際長(zhǎng)度的模塊；還包括用戶界面(20)，包括輸入裝置(23a-23d)，所述輸入裝置配置為允許操作員輸入測(cè)試單位元件的參考區(qū)的至少一個(gè)長(zhǎng)度參數(shù)。本實(shí)用新型不要求在標(biāo)簽上具有標(biāo)記或其他符號(hào)，由此允許實(shí)現(xiàn)美學(xué)優(yōu)勢(shì)、以及節(jié)省成本的優(yōu)勢(shì)。
文檔編號(hào)G01B11/04GK202885782SQ201220193979
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者盧卡·德文琴齊 申請(qǐng)人:西得樂獨(dú)資股份公司