CN107239079B - 一种硬标签插磁装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硬标签插磁装置及控制方法，装置包括插磁机械单元和控制电路单元，所述插磁机械单元包括底座、L型支撑架、步进电机、丝杠、移动块、压块、安装座等；所述控制电路单元包括敏感探头、信号处理模块、控制单元、人机交互接口、电源模块以及步进电机驱动器。本装置利用控制单元，控制步进电机带动压块下压将磁棒压入到待调频硬标签中，装置结构简单、运行稳定；所采用先恒频控制快速压入方式，后跳频控制慢速压入方式的控制策略，既兼顾了整体压入速度，又保证磁棒插入的深度的精确性，使硬标签的谐振误差在行业要求范围内，本装置和及其控制方法为硬标签全自动化生产提供了技术支撑。

Description

一种硬标签插磁装置及其控制方法

技术领域：

本发明属于商品防盗系统技术领域，具体是涉及一种硬标签插磁装置及其控制方法。

背景技术：

EAS(Electronic Article Surveillance)又称电子商品防窃(盗)系统，是目前大型零售行业广泛采用的商品安全措施之一。EAS系统主要由三部分组成：检测器、解码器和电子标签。电子标签分为软标签和硬标签，硬标签一次性成本较软标签高，但可以重复使用。

标签由电感和电容组成谐振回路，标签贴附于受保护的商品上，当商品被盗标签进入检测器的发射器形成的交变电场时，谐振回路的电感线圈感应到电波并在谐振点共振，使电场出现瞬间变化，该变化被检测器的接收机检测出来报警。因此，标签的谐振频率是标签质量的关键指标，直接影响EAS系统检测的准确率。目前，关于EAS用基于射频技术硬标签的谐振频率的行业要求是8.2MHz±0.5MHz；基于声磁技术的硬标签的谐振频率的行业要求是58kHz±0.1kHz。

在硬标签生产过程中，有一道工序是将磁棒插入待调频线圈中，以调整标签谐振回路中电感值大小，使之谐振频率符合行业要求。目前，此道工序都是通过专用设备(扫频仪)的扫频方法实时检测谐振频率，由人工控制磁棒插入深度完成的。此人工方法生产效率低，产品质量波动性大，劳动力成本高。

发明内容：

本发明所解决的技术问题：提出一种不同于现有技术的硬标签插磁装置及其控制方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种硬标签插磁装置，包括插磁机械单元和控制电路单元。

所述插磁机械单元包括底座，底座的一侧成型有L型支撑架，步进电机固定设置在所述L型支撑架的竖板上，所述L型支撑架的横板上设置有轴承，丝杠的下端套设在所述轴承内，所述丝杠的上端通过联轴器连接所述步进电机的输出轴，所述丝杠上螺接有移动块，所述移动块的前端固定设置有圆柱形压块，所述压块的下方设置有安装座，所述安装座固定设置在所述底座上，所述安装座上端面设置有阶梯沉孔，所述阶梯沉孔用于放置需插入磁棒的待调频硬标签。

所述控制电路单元包括敏感探头、信号处理模块、控制单元、人机交互接口、电源模块以及步进电机驱动器，所述步进电机驱动器与所述步进电机电连接，所述敏感探头设置在所述安装座上。

作为上述技术方案的优选，所述移动块的后端固定设置有连接柱，所述连接柱的后端成型有导向轮。

作为上述技术方案的优选，所述L型支撑架的竖板侧面成型有竖向的凸条，所述导向轮沿所述凸条上下滑动。

作为上述技术方案的优选，所述L型支撑架的横板通过固定螺栓固定设置在所述底座上。

作为上述技术方案的优选，所述敏感探头包括发射线圈、第一接收线圈、第二接收线圈，所述信号处理模块包括激励信号源单元、差分单元、真有效值检测单元、A/D转换单元，所述激励信号源单元的输出端与所述发射线圈电连接，所述差分单元的两个输入端分别与所述第一接收线圈、所述第二接收线圈电连接，所述真有效值检测单元的输入端与所述差分单元的输出端相连，所述A/D转换单元的输入端与所述真有效值的输出端相连，所述A/D转换单元的输出端与所述控制单元相连，所述人机交互接口、所述电源模块、所述步进电机驱动器分别与所述控制单元相连。

一种根据权利要求1-5所述的硬标签插磁装置的控制方法，其特征在于，包括：恒频控制压入步骤和跳频控制压入步骤；

所述恒频控制压入步骤具体包括如下步骤：

S1：未开始下压磁棒时，控制单元控制激励信号源单元产生频率为F的信号源，将此时A/D转换单元转换数字量结果记为N1。

S2：信号源频率为F不变，启动所述步进电机，控制步进电机在高速档连续运行，磁棒被快速压入，A/D转换单元实时采集，将A/D转换单元转换数字量结果记为Nx，将Nx与N1进行比较，设置阈值为Nn，当Nx-N1＞Nn时，停止步进电机，进入跳频控制压入步骤。

所述跳频控制压入步骤具体包括如下步骤：

S3：启动步进电机，步进电机在低速档连续运行；

S4：控制单元控制激励信号源单元产生频率依次为F、F+Δf的信号源，A/D转换单元实时采集，将A/D转换单元转换数字量结果分别记为N_F、N_F+Δf；

S5：将N_F与N_F+Δf进行比较，若N_F<(F/(F+Δf))²N_F+Δf，则返回步骤S3,count清0；否则，发出停止步进电机信号，count++；

S6：当count等于1时，返回S3，当count等于2时，发出启动步进电机反转信号，压块快速退回，等待下一次下压信号。

本发明的有益效果在于：利用控制单元，控制步进电机带动压块下压将磁棒压入到待调频硬标签中，装置结构简单、运行稳定；所采用先恒频控制快速压入方式，后跳频控制慢速压入方式的控制策略，既兼顾了整体压入速度，又保证磁棒插入的深度的精确性，使硬标签的谐振误差在行业要求范围内，本装置和及其控制方法为硬标签全自动化生产提供了技术支撑。

附图说明：

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1为本发明一个实施例的一种硬标签插磁装置的插磁机械单元结构示意图；

图2为本发明一个实施例一种安装座结构示意图；

图3为本发明一个实施例一种硬标签插磁装置的控制电路单元结构示意图。

图中符号说明：

1-底座，2-L型支撑架，3-步进电机，4-丝杠，5-移动块，6-压块，7-安装座，8-磁棒，9-待调频标签，10-敏感探头，11-信号处理模块，12-控制单元、13-人机交互接口，14-电源模块，15-步进电机驱动器，16-连接柱，17-导向轮，18-固定螺栓，19-轴承，20-联轴器，201-凸条，1001-发送线圈，1002-第一接收线圈，1003-第二接收线圈，1101-激励信号源单元，1102-差分单元，1103-真有效值检测单元，1104-A/D转换单元。

具体实施方式：

如图1、图3所示，本发明的一种硬标签插磁装置，包括插磁机械单元和控制电路单元；

所述插磁机械单元包括底座1，底座1的一侧成型有L型支撑架2，所述L型支撑架2的横板通过固定螺栓18固定设置在所述底座1上。步进电机3固定设置在所述L型支撑架2的竖板上，所述L型支撑架2的横板上设置有轴承19，丝杠4的下端套设在所述轴承19内，所述丝杠4的上端通过联轴器20连接所述步进电机3的输出轴，所述丝杠4上螺接有移动块5，所述移动块5的前端固定设置有圆柱形压块6，所述压块6的下方设置有安装座7，所述安装座7固定设置在所述底座1上，如图2所示，所述安装座7上端面设置有阶梯沉孔701，所述阶梯沉孔701用于放置需插入磁棒8的待调频硬标签9，步进电机工作前，人工将磁棒8放入到待调频硬标签9中。

所述移动块5的后端固定设置有连接柱16，所述连接柱16的后端成型有导向轮17。所述L型支撑架2的竖板侧面成型有竖向的凸条201，所述导向轮17沿所述凸条201上下滑动。

所述控制电路单元包括敏感探头10、信号处理模块11、控制单元12、人机交互接口13、电源模块14以及步进电机驱动器15，所述步进电机驱动器15与所述步进电机3电连接，所述敏感探头10设置在所述安装座7上。

所述敏感探头10包括发射线圈1001、第一接收线圈1002、第二接收线圈1003，所述第一接收线圈1002、所述发射线圈1001、所述第二接收线圈1003为由PCB板制作的螺旋线圈，所述第一接收线圈1002和所述第二接收线圈1003通过导线连接，所述第一接收线圈1002和所述第二接收线圈1003的旋向相反。(这三个线圈的关系和结构可参考申请号为201720325018.8的专利申请，名称为一种EAS电子标签质量参数检测仪)

所述信号处理模块11包括激励信号源单元1101、差分单元1102、真有效值检测单元1103、A/D转换单元1104，所述激励信号源单元1101的输出端与所述发射线圈1001电连接，所述差分单元1102的两个输入端分别与所述第一接收线圈1002、所述第二接收线圈1003电连接，所述真有效值检测单元1103的输入端与所述差分单元1102的输出端相连，所述A/D转换单元1104的输入端与所述真有效值1103的输出端相连，所述A/D转换单元1104的输出端与所述控制单元12相连，所述人机交互接口13、所述电源模块14、所述步进电机驱动器15分别与所述控制单元12相连。

本实施例的一种硬标签插磁装置的控制方法，包括：恒频控制压入步骤和跳频控制压入步骤。

所述恒频控制压入步骤具体包括如下步骤：

S1：未开始下压磁棒时，控制单元控制激励信号源单元产生频率为F的信号源，将此时A/D转换单元转换数字量结果记为N1。

S2：信号源频率为F不变，启动所述步进电机，控制步进电机在高速档连续运行，磁棒被快速压入，A/D转换单元实时采集，将A/D转换单元转换数字量结果记为Nx，将Nx与N1进行比较，设置阈值为Nn(Nn为自定义一阈值，根据实际情况确定)，当Nx-N1＞Nn时，停止步进电机，进入跳频控制压入步骤。

所述跳频控制压入步骤具体包括如下步骤：

S3：启动步进电机，步进电机在低速档连续运行；

S4：控制单元控制激励信号源单元产生频率依次为F、F+Δf的信号源，A/D转换单元实时采集，将A/D转换单元转换数字量结果分别记为N_F、N_F+Δf；

S5：将N_F与N_F+Δf进行比较，若N_F<(F/(F+Δf))²N_F+Δf，则返回步骤S3,count清0；否则，发出停止步进电机信号，count++；

S6：当count等于1时，返回S3，当count等于2时，发出启动步进电机反转信号，压块快速退回，等待下一次下压信号。

本实施例所述的一种硬标签插磁装置及控制方法，装置包括插磁机械单元和控制电路单元，所述插磁机械单元包括底座、L型支撑架、步进电机、丝杠、移动块、压块、安装座等；所述控制电路单元包括敏感探头、信号处理模块、控制单元、人机交互接口、电源模块以及步进电机驱动器。本装置利用控制单元，控制步进电机带动压块下压将磁棒压入到待调频硬标签中，装置结构简单、运行稳定；所采用先恒频控制快速压入方式，后跳频控制慢速压入方式的控制策略，既兼顾了整体压入速度，又保证磁棒插入的深度的精确性，使硬标签的谐振误差在行业要求范围内，本装置和及其控制方法为硬标签全自动化生产提供了技术支撑。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (2)

1.一种硬标签插磁装置，其特征在于：包括插磁机械单元和控制电路单元；

所述插磁机械单元包括底座（1），底座（1）的一侧成型有L型支撑架（2），步进电机（3）固定设置在所述L型支撑架（2）的竖板上，所述L型支撑架（2）的横板上设置有轴承（19），丝杠（4）的下端套设在所述轴承（19）内，所述丝杠（4）的上端通过联轴器（20）连接所述步进电机（3）的输出轴，所述丝杠（4）上螺接有移动块（5），所述移动块（5）的前端固定设置有圆柱形压块（6），所述压块（6）的下方设置有安装座（7），所述安装座（7）固定设置在所述底座（1）上，所述安装座（7）上端面设置有阶梯沉孔（701），所述阶梯沉孔（701）用于放置需插入磁棒（8）的待调频硬标签（9）；

所述控制电路单元包括敏感探头（10）、信号处理模块（11）、控制单元（12）、人机交互接口（13）、电源模块（14）以及步进电机驱动器（15），所述步进电机驱动器（15）与所述步进电机（3）电连接，所述敏感探头（10）设置在所述安装座（7）上；

所述移动块（5）的后端固定设置有连接柱（16），所述连接柱（16）的后端成型有导向轮（17）；

所述L型支撑架（2）的竖板侧面成型有竖向的凸条（201），所述导向轮（17）沿所述凸条（201）上下滑动；

所述L型支撑架（2）的横板通过固定螺栓（18）固定设置在所述底座（1）上；

所述敏感探头（10）包括发射线圈（1001）、第一接收线圈（1002）、第二接收线圈（1003），所述信号处理模块（11）包括激励信号源单元（1101）、差分单元（1102）、真有效值检测单元（1103）、A/D转换单元（1104），所述激励信号源单元（1101）的输出端与所述发射线圈（1001）电连接，所述差分单元（1102）的两个输入端分别与所述第一接收线圈（1002）、所述第二接收线圈（1003）电连接，所述真有效值检测单元（1103）的输入端与所述差分单元（1102）的输出端相连，所述A/D转换单元（1104）的输入端与所述真有效值（1103）的输出端相连，所述A/D转换单元（1104）的输出端与所述控制单元（12）相连，所述人机交互接口（13）、所述电源模块（14）、所述步进电机驱动器（15）分别与所述控制单元（12）相连。

2.一种根据权利要求1所述的硬标签插磁装置的控制方法，其特征在于，包括：恒频控制压入步骤和跳频控制压入步骤；

所述恒频控制压入步骤具体包括如下步骤：

S1：未开始下压磁棒时，控制单元控制激励信号源单元产生频率为F的信号源，将此时A/D转换单元转换数字量结果记为N1；

S2：信号源频率为F不变，启动所述步进电机，控制步进电机在高速档连续运行，磁棒被快速压入，A/D转换单元实时采集，将A/D转换单元转换数字量结果记为Nx，将Nx与N1进行比较，设置阈值为Nn，当Nx- N1＞Nn时，停止步进电机，进入跳频控制压入步骤；

所述跳频控制压入步骤具体包括如下步骤：

S3：启动步进电机，步进电机在低速档连续运行；

S4：控制单元控制激励信号源单元产生频率依次为F、F+Δf的信号源，A/D转换单元实时采集，将A/D转换单元转换数字量结果分别记为N_F、N_F+Δf；

S5：将N_F与N_F+Δf进行比较，若N_F<(F/(F+Δf))²N_F+Δf，则返回步骤S3,count清0；否则，发出停止步进电机信号，count++；

S6：当count等于1时，返回S3，当count等于2时，发出启动步进电机反转信号，压块快速退回，等待下一次下压信号。