CN104417089B - 带rfid读写功能的标识卡喷印系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及带RFID读写功能的标识卡喷印系统，包括：标识卡供给器、光纤传感器、RFID读写器、喷墨打印头、UV固化灯、和标识卡收集器依次固定在传送辊上方，控制电路板与工控机、传送辊、光纤传感器、喷墨打印头、UV固化灯连接，工控机与RFID读写器连接。其方法为光纤传感器检测到由传送辊移送的标识卡并通知控制电路板由工控机发送个人信息至RFID读写器，RFID读写器将个人信息写入标示卡、由UV固化灯完成UV固化后，由标识卡收集器自动收集。本发明实现了标示卡内信息的自动写入与表面图案的自动喷印，全过程无需人为操作，速度快，准确率高。
Description
技术领域
本发明涉及标识卡喷印方法和标识卡喷印设备领域，具体地说是一种用于在RFID标识卡表面进行个性化图案喷印、标识卡个性化信息的RFID读写功能的流水线设备。
背景技术
RFID标识卡被广泛用于印刷与持卡者相关的信息。这种标识卡的使用变得越来越广泛，被用于很多目的，如医疗保健卡、地铁票证等。
如现有技术中已知的，RFID标识卡的图案是采用胶印或丝网印刷的方式制作，这种技术适用于大批量制卡作业。然而，个性化信息是采用劳动密集过程制作的，每个信息都需要单独压印或印制到卡片上，无法实现标识卡个性化数据和个性化图案的流水线式自动读写和印刷，因此制卡速度慢、错误率高。
发明内容
本发明提供一种带RFID读写功能的标识卡喷印方法及喷印系统，能够实现集RFID信息读写、个性化图案喷印为一体。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：
带RFID读写功能的标识卡喷印系统，包括：标识卡供给器、光纤传感器、RFID读写器、喷墨打印头、UV固化灯、和标识卡收集器依次固定在传送辊上方，控制电路板与工控机、传送辊、光纤传感器、喷墨打印头、UV固化灯连接，工控机与RFID读写器连接；
工控机：存有用于写入标识卡的个人信息以及与其对应的标识卡表面图案信息；接收控制电路板的数据请求信号，发送个人信息至RFID读写器；
控制电路板：接收光纤传感器的脉冲信号，并通过与工控机的通信，实现控制传送辊运行、喷印图案信息的接收与发送、以及UV固化。
所述光纤传感器的入射端与传送辊表面之间的距离大于2mm且小于0.5m。
所述RFID读写器的扫描端口与传送辊表面之间的距离大于2mm且小于0.2m。
所述喷墨打印头的喷头与传送辊表面之间的距离为2mm。
所述UV固化灯的光源与传送辊表面之间的距离为2mm。
所述喷墨打印头包括多个并排交错设置的打印头，每个打印头上分别均布有相同数量的喷印孔；其中任一打印头上的喷印孔与所述打印头相邻的打印头上的同位置的喷印孔之间、在垂直于传送辊运送方向的距离，等于相邻两打印头同一侧端部之间在垂直于传送辊运送方向的距离。
所述喷墨打印头中依次每两个打印头内灌注有同一颜色的油墨。
带RFID读写功能的标识卡喷印方法，包括以下步骤：
传送辊从标识卡供给器接收标识卡，并将其移向光纤传感器，光纤传感器检测到标识卡并发送脉冲信号至控制电路板；控制电路板接收该脉冲信号，并向工控机发送数据请求信号；工控机收到数据请求信号后调用标识卡数据并将数据中的个人信息发送至RFID读写器，RFID读写器接收并将个人信息写入标识卡，同时读取标识卡内个人信息判断写入是否成功；
如成功，则工控机将数据中的图案信息发送至控制电路板，控制电路板控制喷墨打印头对移动至喷墨打印头下方的标识卡进行图案喷印，同时启动UV固化灯使其对标识卡进行UV固化；
如不成功，则RFID读写器通知工控机取消喷印及固化操作；
标识卡继续移动至标识卡收集器被其收集。
所述图案信息包括标识卡内的个人信息以及所对应的照片。
所述判断写入是否成功具体为RFID读写器将读取已写入标识卡内的个人信息与工控机发送的个人信息进行对比；如果一致，则认为写入成功；如不一致，则写入失败。
本发明具有以下有益效果及优点：
1.本发明采用工业级喷墨头、伺服驱动器和RFID读写器，实现RFID标识卡个性化信息自动流水线作业，速度快，准确率高。
2.本发明通过控制电路控制时序实现个性化信息的自动分发，使卡内个人信息与卡外图像信息匹配，准确率高。
3.本发明对RFID异常卡自动判断，自动取消后续喷印动作，减少油墨浪费，同时使RFID异常卡在收集器中易于区分。
4.喷墨打印头的交错设置使喷印分辨率翻倍，清晰度高。
附图说明
图1是本发明的喷墨打印头排列方式示意图；
其中，100喷头A，200喷头B，101喷孔A，102喷孔B，201喷孔C；
图2是本发明的RFID标识卡喷印系统结构示意图；
其中，201标识卡供给器，202传送辊，203光纤传感器，204RFID读写器，205喷墨打印头，206UV固化灯，207标识卡收集器，208控制电路板，209工控机；
图3是本发明的RFID标识卡喷印系统通讯方式示意图；
其中，301工控机，302RFID读写器，303控制电路板，304喷头驱动电路，305伺服电机，306UV固化灯；
图4是本发明的RFID标识卡喷印方法流程图；
图5是本发明的工控机控制流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
现有技术采用丝印工艺实现大批量共性图案的印刷，然而，对于RFID标识卡来说，现有技术对于个性化信息的读写和个性化图案的印刷存在不足。本发明很好的适用于个性化RFID标识卡的制作。本喷印系统能够获取个性化数据，并通过RFID读写器和喷墨打印头将个性化信息与图案写入RFID标识卡。
本发明包括以下装置：标识卡供给器，用以保持成组的各标识卡以及当传送辊运行时自动将标识卡依次送入传送辊；传送辊，用于沿印刷路径传送标识卡，控制电路板与伺服驱动器连接，伺服驱动器通过电机与传送辊（即执行机构）连接。光纤传感器，用于检测标识卡是否到位并向控制电路板提供脉冲信号；RFID读写器，用于将个性化信息写入RFID标识卡中；固定于所述印刷路径上的喷墨打印头，喷墨打印头共两组，每组四个喷头，喷头扫描方向与印刷路径方向即传送辊传送方向平行，所述喷墨打印头用于将个性化图案印制于标识卡的表面上；UV固化灯，用于对标识卡表面喷印图案进行固化。标识卡收集器，用于收集传送辊传送来的标识卡；控制电路板，用于将个性化数据发送至喷墨打印头，并驱动喷头进行打印作业，同时，驱动伺服电机实现传送辊稳定运动；工控机，存有含有个性化数据的数据库，将个性化信息发送至RFID读写器，驱动RFID读写器完成数据写入。个性化数据包括个人信息以及其对应的图案，个人信息包括姓名、性别、出生日期、住址、病例、余额等，图案包括个人信息对应的个人照片，用于喷印于标识卡表面，便于确认。
标识卡在RFID读写和个性化图案喷印过程中传送辊保持连续匀速运转，在此过程中，RFID读写器实现个性化信息读写，喷墨打印头实现个性化图案喷印，喷印效率大幅提高。
同时，本发明提供一种喷墨打印头排列方法，从而提高喷印质量，如图1所示：所采用喷墨打印头物理分辨率360DPI，按图1所示排列方法，使得喷印图案分辨率提高一倍，达到720DPI，提高了喷印质量。具体为喷墨打印头包括偶数个并排设置的打印头，其安装方向与传送辊202传送方向垂直；第偶数个的喷墨打印头在与传送辊传送方向垂直的方向上均向同一侧平移距离L，L为第一喷墨打印头喷孔与第二喷墨打印头喷孔在与传送辊传送方向垂直的方向上的垂直距离。
图1是本发明两组喷墨打印头安装方案示意图。首先，喷墨打印头安装方向与传送辊传送方向垂直。其次，以喷墨打印头A100为基准，喷墨打印头B200向下平移距离L，其中L的长度为喷孔A101与喷孔B102间距的一半。其他喷墨打印头的安装亦如上所述。
图2是本发明喷印系统简化的结构示意图，主要包括标识卡供给器201，传送辊202，顺序设置的光纤传感器203、RFID读写器204、喷墨打印头205、UV固化灯206，标识卡收集器207，还包括控制电路板208，工控机209。喷印系统的传送辊202和个性化数据的管理分别由控制电路板208和工控机209负责完成。
其中，光纤传感器型号为Keyence FS-V20，反应时间250μs，为保证精度其与传送辊的垂直距离小于0.5米；RFID读写器型号D&C D8，读写距离0.2m，即该读写器与传送辊的垂直距离小于0.2米；采用喷墨打印头Konica1024MHB，长度72mm，为保证喷印效果其与传送辊的垂直距离为2毫米，UV固化灯型号风冷6020打印面光源，为保证固化效果其与传送辊的垂直距离为2毫米。
标识卡供给器201用于容纳待印刷的RFID标识卡，传送辊202从供给器201中将标识卡沿标识卡路径移向光纤传感器203，光纤传感器203检测标识卡并提供信号脉冲至喷印机控制电路板208，控制电路板208识别该脉冲信号，一方面发送给工控机209，由工控机209将RFID标识卡的个人信息数据发送到RFID读写器204，另一方面，控制电路板208从工控机209中获取RFID标识卡的图案信息数据，将图案信息数据发送至喷墨打印头204中。RFID标识卡在RFID读写器204完成RFID个性化信息的写入，之后移向喷墨打印头205喷墨打印头205包括两组共8个喷墨打印头，为提高喷印质量，采用图1所示喷头排列方式，其中每两个喷头灌注一种颜色UV油墨，共CMYK四种颜色。在喷印过程中，喷墨打印头固定一个位置，标识卡沿垂直喷头方向移动，控制电路板208根据标识卡的运行速度控制各打印头按时序将个性化图案喷印到标识卡上。喷印完毕后，标识卡进入UV固化灯206位置处进行UV固化，使UV油墨在紫外线作用下迅速干燥凝固。之后，标识卡移动至标识卡收集器207，标识卡收集器207自动将标识卡收集起来。
图3表明了RFID标识卡喷印系统主要部件的连接图以及通讯方式，工控机301与RFID读写器302通过RS232协议进行连接，同时，工控机301与控制电路板303通过USB2.0协议进行连接；控制电路板303主要负责喷印数据的处理与发送、伺服驱动以及UV固化工作。针对喷印过程数据量大的问题，通过LVDS高速并行总线与喷头驱动电路304进行连接，同时，通过控制信号驱动伺服电机305和UV固化灯。
图4是本发明的RFID标识卡喷印机总体流程图。步骤S10，系统启动，完成系统初始化工作，其中包括RFID读写器连接就绪，光纤传感器连接就绪，系统等待。步骤S11，伺服模块启动，驱动传送辊运转，运转速度恒定（分辨率为720*720DPI，速度为400mm/s）。之后，标识卡供给器开始发卡作业。光纤传感器检测标识卡是否到位，当标识卡途经光纤传感器时，光纤传感器发送信号脉冲到控制电路板，控制电路板向工控机发送数据请求信号，步骤S12，工控机收到数据请求信号后，进行图案数据和RFID数据（即卡内的个人信息）的准备，并首先将RFID数据发送至RFID读写器，步骤S13，RFID读写器接收数据并将该数据写入标识卡，同时读写器读标识卡RFID信息，若成功读取表示写入成功，反之，写入失败。若写入成功，进入步骤S14，工控机将图案数据发送至控制电路板，控制电路板驱动喷头喷印数据完成图案化，同时启动UV固化灯完成固化操作；若写入失败，读写器通知工控机取消喷印图案数据，此次循环结束。
图5是本发明的RFID标识卡喷印系统工控机软件流程图。步骤S20，工控机准备图案BMP数据以及RFID数据，等待控制电路板信号，当标识卡触发光纤传感器后，控制电路板同时给工控机信号，指示工控机发送相关数据。步骤S21，工控机首先向RFID读写器发送RFID数据，RFID读写器将数据写入途经的标识卡，并通过读取的方式测试是否写入成功，写入成功后，步骤S22，工控机发送相应的图案BMP数据完成喷印及固化操作，若写入失败，步骤S23，工控机取消相应的图案数据。并查询是否是最后一组数据，如此循环直至所有数据操作完成。
Claims (8)
1.带RFID读写功能的标识卡喷印系统，其特征在于包括：标识卡供给器(201)、光纤传感器(203)、RFID读写器(204)、喷墨打印头(205)、UV固化灯(206)、和标识卡收集器(207)依次固定在传送辊(202)上方，控制电路板(208)与工控机(209)、传送辊(202)、光纤传感器(203)、喷墨打印头(205)、UV固化灯(206)连接，工控机(209)与RFID读写器(204)连接；
工控机(209)：存有用于写入标识卡的个人信息以及与其对应的标识卡表面图案信息；接收控制电路板(208)的数据请求信号，发送个人信息至RFID读写器(204)；
控制电路板(208)：接收光纤传感器(203)的脉冲信号，并通过与工控机(209)的通信，实现控制传送辊(202)运行、喷印图案信息的接收与发送、以及UV固化；
所述喷墨打印头(205)包括多个并排交错设置的打印头，每个打印头上分别均布有相同数量的喷印孔；其中任一打印头上的喷印孔与所述打印头相邻的打印头上的同位置的喷印孔之间、在垂直于传送辊运送方向的距离，等于相邻两打印头同一侧端部之间在垂直于传送辊运送方向的距离。
2.根据权利要求1所述的带RFID读写功能的标识卡喷印系统，其特征在于：所述光纤传感器(203)的入射端与传送辊(202)表面之间的距离大于2mm且小于0.5m。
3.根据权利要求1所述的带RFID读写功能的标识卡喷印系统，其特征在于：所述RFID读写器(204)的扫描端口与传送辊(202)表面之间的距离大于2mm且小于0.2m。
4.根据权利要求1所述的带RFID读写功能的标识卡喷印系统，其特征在于：所述喷墨打印头(205)的喷头与传送辊(202)表面之间的距离为2mm。
5.根据权利要求1所述的带RFID读写功能的标识卡喷印系统，其特征在于：所述UV固化灯(206)的光源与传送辊(202)表面之间的距离为2mm。
6.根据权利要求1所述的带RFID读写功能的标识卡喷印系统，其特征在于：所述喷墨打印头(205)中依次每两个打印头内灌注有同一颜色的油墨。
7.带RFID读写功能的标识卡喷印方法，其特征在于包括以下步骤：
传送辊(202)从标识卡供给器(201)接收标识卡，并将其移向光纤传感器(203)，光纤传感器(203)检测到标识卡并发送脉冲信号至控制电路板(208)；控制电路板(208)接收该脉冲信号，并向工控机(209)发送数据请求信号；工控机(209)收到数据请求信号后调用标识卡数据并将数据中的个人信息发送至RFID读写器(204)，RFID读写器(204)接收并将个人信息写入标识卡，同时读取标识卡内个人信息判断写入是否成功；
如成功，则工控机(209)将数据中的图案信息发送至控制电路板(208)，控制电路板(208)控制喷墨打印头(205)对移动至喷墨打印头(205)下方的标识卡进行图案喷印，同时启动UV固化灯(206)使其对标识卡进行UV固化；
如不成功，则RFID读写器(204)通知工控机(209)取消喷印及固化操作；
标识卡继续移动至标识卡收集器(207)被其收集；
所述判断写入是否成功具体为RFID读写器(204)将读取已写入标识卡内的个人信息与工控机发送的个人信息进行对比；如果一致，则认为写入成功；如不一致，则写入失败。
8.根据权利要求7所述的带RFID读写功能的标识卡喷印方法，其特征在于：所述图案信息包括标识卡内的个人信息以及所对应的照片。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160810 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |