CN109741766A - 用于光盘刻录打印设备的光盘自动识别抓取装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于光盘刻录打印设备的光盘自动识别抓取装置及方法，装置包括：机械臂总装支架、机械臂升降机构、图像识别装置和抓盘机构；防脱落组件设置于两个所述真空吸盘模块的中心位置，包括防脱落安装座、卡片驱动电机、卡片旋转导向件、第一卡片、第二卡片和卡片旋转安装座。优点为：(1)对光盘进行自动抓取并通过图像处理技术对光盘表面已存在的打印内容和方向进行识别，控制程序对即将打印的内容方向进行角度调整，实现光盘表面的多次打印，并保证多次打印的方向完全一致。(2)真空吸盘吸取光盘时，通过卡片将光盘卡住，保证光盘在抓取过程中不会脱落。解决现有光盘刻录打印机对光盘使用的限制以及抓取失败的情况。

Description

用于光盘刻录打印设备的光盘自动识别抓取装置及方法

技术领域

本发明属于光盘自动刻录打印技术领域，具体涉及一种用于光盘刻录打印设备的光盘自动识别抓取装置及方法。

背景技术

目前，日常办公中很多企业使用光盘自动刻录打印机进行单张或批量的光盘刻录及盘面打印。但是，实际应用中，常常出现光盘抓取失败的情况，导致任务不能顺利进行。如何有效解决上述问题，是目前迫切的事情。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种用于光盘刻录打印设备的光盘自动识别抓取装置及方法，可有效解决上述问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种用于光盘刻录打印设备的光盘自动识别抓取装置，包括：机械臂总装支架(1)、机械臂升降机构(3)、图像识别装置(2)和抓盘机构；

所述机械臂总装支架(1)与所述机械臂升降机构(3)连接，通过所述机械臂升降机构(3)，驱动所述机械臂总装支架(1)进行升降运动；

所述机械臂总装支架(1)的底部装配所述图像识别装置(2)和抓盘机构；

其中，所述抓盘机构包括真空吸盘组件(4)和防脱落组件(5)；所述真空吸盘组件(4)包括真空吸盘驱动模块和两个真空吸盘模块；所述真空吸盘驱动模块分别与每个所述真空吸盘模块连接；两个真空吸盘模块左右对称设置；

所述防脱落组件(5)设置于两个所述真空吸盘模块的中心位置，包括防脱落安装座(51)、卡片驱动电机(52)、卡片旋转导向件(53)、第一卡片(54)、第二卡片(55)和卡片旋转安装座(56)；

其中，所述防脱落安装座(51)固定于所述机械臂总装支架(1)上面；所述卡片旋转安装座(56)包括一体成形的安装座体(561)、第一转轴(562)、第二转轴(563)和连接固定结构(564)；所述安装座体(561)的最大外轮廓直径小于光盘中心孔的孔径，以使所述安装座体(561)可向下垂直通过所述光盘中心孔，而使安装座体(561)的顶面移动到光盘中心孔的下方；所述安装座体(561)位于所述防脱落安装座(51)的下方；所述第一转轴(562)和所述第二转轴(563)位于所述安装座体(561)的顶面且固定不动；

所述第一卡片(54)包括第一卡片本体(541)、第一卡片推杆(542)以及第一转轴装配孔(543)；所述第一卡片本体(541)的所述第一转轴装配孔(543)与所述第一转轴(562)配合，以使所述第一卡片(54)可绕所述第一转轴(562)转动；所述第一卡片推杆(542)位于所述第一卡片本体(541)的一端；

所述第二卡片(55)包括第二卡片本体(551)、第二卡片推杆(552)以及第二转轴装配孔(553)；所述第二卡片本体(551)的所述第二转轴装配孔(553)与所述第二转轴(563)配合，以使所述第二卡片(55)可绕所述第二转轴(563)转动；所述第二卡片推杆(552)位于所述第二卡片本体(551)的一端；

所述卡片旋转导向件(53)的底部前后两侧设置开口方向相反的第一导向槽(531)和第二导向槽(532)；所述卡片旋转导向件(53)与所述卡片驱动电机(52)连接，通过所述卡片驱动电机(52)驱动所述卡片旋转导向件(53)转动；所述第一卡片(54)的第一卡片推杆(542)嵌入到所述第一导向槽(531)，所述第二卡片(55)的第二卡片推杆(552)嵌入到所述第二导向槽(532)；

在卡片处于非卡合状态时，所述第一卡片(54)和所述第二卡片(55)均不会超过所述安装座体(561)的最大外轮廓，以使所述安装座体(561)、所述第一卡片(54)和所述第二卡片(55)组装的整体可顺利通过光盘中心孔；

当需要卡住光盘时，所述卡片旋转导向件(53)转动，同时带动所述第一卡片(54)和所述第二卡片(55)绕各自的转轴转动，进而使所述第一卡片(54)的边缘和所述第二卡片(55)的边缘超过光盘中心孔直径，进而通过所述第一卡片(54)和所述第二卡片(55)卡住光盘。

优选的，所述真空吸盘组件(4)包括真空吸盘支架安装座(41)、真空吸盘(42)、真空吸盘支架(43)、微型电动滑台(44)、微型真空泵(45)、负压传感器(46)和泄气阀(47)；其中，所述真空吸盘(42)和所述真空吸盘支架(43)组装后的整体为所述真空吸盘模块；

所述微型电动滑台(44)固定于所述机械臂总装支架(1)上面；所述真空吸盘支架安装座(41)装配于所述微型电动滑台(44)的升降滑块上，所述真空吸盘支架(43)与所述真空吸盘支架安装座(41)固定，所述真空吸盘支架(43)的底部与垂直向下设置的所述真空吸盘(42)连接，同时，所述真空吸盘支架(43)的内腔与所述真空吸盘(42)的吸盘腔连通；所述微型真空泵(45)的抽气端通过抽气管(48)与所述真空吸盘支架(43)连通；在所述抽气管(48)上安装所述负压传感器(46)和所述泄气阀(47)。

优选的，所述安装座体(561)为倒锥体，其顶部圆面的直径大于底部圆面的直径，并且，其顶部圆面的直径小于光盘中心孔的孔径。

优选的，所述安装座体(561)的顶面为圆面；所述第一转轴(562)和所述第二转轴(563)相对于所述安装座体(561)的顶部圆面中心对称设置。

优选的，所述第一卡片本体(541)的外边缘和所述第二卡片本体(551)的外边缘均形成L形卡合部。

优选的，所述第一导向槽(531)和所述第二导向槽(532)均为长条形槽。

本发明还提供一种基于用于光盘刻录打印设备的光盘自动识别抓取装置的方法，包括以下步骤：

步骤1，初始时，真空吸盘组件(4)的两个真空吸盘(42)左右对称设置；防脱落组件(5)的卡片旋转安装座(56)的底面位于真空吸盘(42)的下方；并且，防脱落组件(5)的第一卡片(54)和第二卡片(55)未超过安装座体(561)的最大外轮廓；

步骤2，当需要对光盘进行自动识别抓取时，主控机对机械臂升降机构(3)进行控制，通过机械臂升降机构(3)带动机械臂总装支架(1)进行粗升降调节，从而同步带动真空吸盘组件(4)和防脱落组件(5)运动，直到使真空吸盘组件(4)的两个真空吸盘(42)靠近需要抓取的光盘的表面；此时，防脱落组件(5)的安装座体(561)位于需要抓取的光盘的中心孔之中，且位于两个真空吸盘(42)的下方；

步骤3，主控机控制微型电动滑台(44)动作，通过微型电动滑台(44)带动真空吸盘(42)向下运动，使两个真空吸盘(42)贴在光盘的表面；

步骤4，然后，主控机启动微型真空泵(45)，微型真空泵(45)通过抽气管(48)使真空吸盘(42)内部产生负压，进而吸住光盘；

当光盘被左右两个真空吸盘(42)吸住后，主控机通过微型电动滑台(44)带动两个真空吸盘(42)抬升，进而将吸住的光盘向上抬升；由于防脱落组件(5)位于光盘的中心孔之中，因此，在光盘向上抬升的过程中，光盘不断靠近第一卡片(54)和第二卡片(55)；当光盘的中心孔自下而上顺利穿过防脱落组件(5)的卡片旋转安装座(56)、第一卡片(54)和第二卡片(55)的L形卡合部时，此时为光盘向上抬升的终点位置，因此，达到此种状态时，主控机通过微型电动滑台(44)控制光盘停止向上运动；

步骤5，此时，防脱落组件(5)处于初始未卡合状态，初始未卡合状态具体满足以下条件：第一卡片(54)的第一卡片推杆(542)位于第一导向槽(531)的外端点位置；第二卡片(55)的第二卡片推杆(552)位于第二导向槽(532)的外端点位置；同时，第一卡片(54)的第一卡片本体(541)和第二卡片(55)的第二卡片本体(551)平行位于卡片旋转安装座(56)的顶面，并且，第一卡片(54)的第一卡片推杆(542)和第二卡片(55)的第二卡片推杆(552)位于相反的两侧；第一卡片(54)的第一卡片本体(541)和第二卡片(55)的第二卡片本体(551)的外边缘位于旋转安装座(56)的顶面内部；

然后，主控机通过卡片驱动电机(52)带动卡片旋转导向件(53)顺时针旋转一定角度，在卡片旋转导向件(53)顺进针转动的过程中，带动第一卡片(54)和第二卡片(55)绕各自的转轴同步同向转动，直到第一卡片(54)的第一卡片推杆(542)滑动到第一导向槽(531)的内端点位置，同时第二卡片(55)的第二卡片推杆(552)滑动到第二导向槽(532)的内端点位置为止；此时，第一卡片(54)的L形卡合部的底面旋转到旋转安装座(56)的顶面外部并位于光盘中心孔的下方孔外，第二卡片(55)的L形卡合部的底面同样旋转到旋转安装座(56)的顶面外部并位于光盘中心孔的下方孔外；通过第一卡片(54)的L形卡合部和第二卡片(55)的L形卡合部卡住光盘；

步骤6，在防脱落组件(5)卡住光盘后，主控机控制微型真空泵(45)停止工作，并通过泄气阀(47)泄压，使真空吸盘(42)不再吸附光盘；

步骤7，然后，主控机通过机械臂升降机构(3)驱动机械臂总装支架(1)整体运动，从而将防脱落组件(5)卡住的光盘抓取至打印仓位置；

步骤8，然后，主控机通过卡片驱动电机(52)带动卡片旋转导向件(53)反向旋转一定的角度，卡片旋转导向件(53)带动所述第一卡片(54)和所述第二卡片(55)绕各自转轴转动到非卡合状态，此时，所述第一卡片(54)和所述第二卡片(55)释放了对光盘的卡合作用，光盘脱离防脱落组件(5)而落入打印仓；

步骤9，光盘落入打印仓后，主控机通过机械臂升降机构(3)调节机械臂总装支架(1)的位置，进而调节图像识别装置(2)的位置，使图像识别装置(2)分别在三个最佳位置对光盘盘面的打印内容和方向进行识别，并将识别数据返回主控机；

主控机调整即将打印的内容方向的角度，以适应盘面已有打印内容，并开始打印任务，此时机械臂总装支架(1)整体处于常态。

本发明提供的用于光盘刻录打印设备的光盘自动识别抓取装置及方法具有以下优点：

(1)通过逻辑控制对光盘进行自动抓取并通过图像处理技术对光盘表面已存在的打印内容和方向进行识别，控制程序对即将打印的内容方向进行角度调整，从而实现光盘表面的多次打印，并可以保证多次打印的方向完全一致。

(2)真空吸盘吸取光盘时，负压传感器对负压情况进行监测，而后通过卡片将光盘卡住，保证了光盘在抓取过程中不会脱落。因此，解决了现有光盘刻录打印机对光盘使用的限制以及抓取失败的情况。

附图说明

图1为本发明提供的用于光盘刻录打印设备的光盘自动识别抓取装置的原理图；

图2为本发明提供的用于光盘刻录打印设备的光盘自动识别抓取装置的整体结构图；

图3为机械臂总装支架和图像识别装置的装配图；

图4为真空吸盘组件和防脱落组件的装配图；

图5为真空吸盘组件的结构图；

图6为防脱落组件的结构图；

图7为卡片旋转导向件、第一卡片、第二卡片和卡片旋转安装座的装配图；

图8为卡片旋转导向件、第一卡片、第二卡片和卡片旋转安装座的分解关系图；

图9为卡片旋转安装座的结构图；

图10为第一卡片的结构图；

图11为第二卡片的结构图；

图12为在非卡合状态时卡片在旋转安装座的位置图；

图13为在卡合状态时卡片在旋转安装座的位置图；

图14为卡片旋转导向件的结构图；

图15为卡片和卡片旋转导向件的分解关系图；

图16为在非卡合状态时卡片在卡片旋转导向件的位置图；

图17为在非卡合状态时卡片在旋转安装座上面的俯视图；

图18为在卡合状态时卡片在卡片旋转导向件的位置图；

图19为在非卡合状态时卡片在旋转安装座上面的俯视图；

图20为在非卡合状态时卡片在卡片旋转导向件的导向槽中的位置图；

图21为在卡合状态时卡片在卡片旋转导向件的导向槽中的位置图；

图22为非卡合状态时防脱落组件和光盘中心孔的相对位置关系图；

图23为图22的局部放大图；

图24为卡合状态时防脱落组件和光盘中心孔的相对位置关系图；

图25为图24的局部放大图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种用于光盘刻录打印设备的光盘自动识别抓取装置，涉及光盘自动刻录打印设备，尤其涉及光盘自动刻录打印识别设备，包括：机械臂总装支架1、机械臂升降机构3、图像识别装置2和抓盘机构；机械臂总装支架1用于将抓盘机构和图像识别装置2装配到一起；图像识别装置2用于对盘面上打印的内容和方向进行识别；抓盘机构包括真空吸盘组件和防脱落组件，用于牢固可靠的抓取光盘。通过逻辑控制，可以对光盘进行自动抓取并通过图像处理技术对光盘表面已存在的打印内容和方向进行识别，控制程序对即将打印内容的打印方向进行角度调整，从而实现光盘表面的多次打印，并可以保证多次打印的方向完全一致。

下面对各主要部件详细介绍：

(一)机械臂总装支架1与机械臂升降机构3

参考图1和图2，机械臂总装支架1与机械臂升降机构3连接，通过机械臂升降机构3，驱动机械臂总装支架1进行升降运动；

机械臂总装支架1的底部装配图像识别装置2和抓盘机构。

作为一种具体实现方式，如图2所示，本发明中，机械臂升降机构3采用垂直设置的皮带升降机构，而机械臂总装支架1与皮带固定，因此，当皮带正向或反向转动时，带动机械臂总装支架1升降。

(二)真空吸盘组件4

如图4，真空吸盘组件4包括真空吸盘驱动模块和两个真空吸盘模块；真空吸盘驱动模块分别与每个真空吸盘模块连接；两个真空吸盘模块左右对称设置。通过真空吸盘驱动模块对真空吸盘模块内的真空度进行控制，当需要吸住光盘时，使真空吸盘模块内为负压；当需要放下光盘时，泄压。

作为一种具体实现方式，参考图5，真空吸盘组件4包括真空吸盘支架安装座41、真空吸盘42、真空吸盘支架43、微型电动滑台44、微型真空泵45、负压传感器46和泄气阀47；其中，真空吸盘42和真空吸盘支架43组装后的整体为真空吸盘模块；

微型电动滑台44固定于机械臂总装支架1上面；微型电动滑台44具体采用丝杆滑块结构，当电机驱动丝杆转动时，即带动套于丝杆上面的滑块进行升降运动。微型电动滑台44属于公知件，在此不再赘述。

真空吸盘支架安装座41装配于微型电动滑台44的升降滑块上，当滑块升降时，带动真空吸盘支架安装座41同步升降。真空吸盘支架43与真空吸盘支架安装座41固定，当真空吸盘支架安装座41升降时，即带动真空吸盘支架43升降。真空吸盘支架43的底部与垂直向下设置的真空吸盘42连接。因此，通过微型电动滑台44，可控制真空吸盘42的高度。同时，真空吸盘支架43的内腔与真空吸盘42的吸盘腔连通；微型真空泵45的抽气端通过抽气管48与真空吸盘支架43连通；在抽气管48上安装负压传感器46和泄气阀47。

因此，当真空吸盘42需要吸取光盘时，启动微型真空泵45，并通过负压传感器46对负压情况进行监测，真空吸盘42即可在负压作用下吸取光盘。而后通过卡片将光盘卡住，保证了光盘在抓取过程中不会脱落。光盘被卡住后即可打开泄气阀47，关闭微型真空泵45，使得真空吸盘脱离光盘。当需要放下光盘时，将卡片收回即可。

(三)防脱落组件

防脱落组件5设置于两个真空吸盘模块的中心位置，防脱落组件5用于在真空吸盘42吸取光盘后，将光盘卡住，保证光盘在抓取过程中不会脱落。

参考图6，防脱落组件5包括防脱落安装座51、卡片驱动电机52、卡片旋转导向件53、第一卡片54、第二卡片55和卡片旋转安装座56；

其中，防脱落安装座51固定于机械臂总装支架1上面；当机械臂总装支架1升降时，带动整个防脱落组件5升降，进而调节防脱落组件5的高度。

参考图9，卡片旋转安装座56包括一体成形的安装座体561、第一转轴562、第二转轴563和连接固定结构564；

安装座体561的最大外轮廓直径小于光盘中心孔的孔径，以使安装座体561可向下垂直通过光盘中心孔，而使安装座体561的顶面移动到光盘中心孔的下方；安装座体561位于防脱落安装座51的下方；实际应用中，安装座体561为倒锥体，其顶部圆面的直径大于底部圆面的直径，并且，其顶部圆面的直径小于光盘中心孔的孔径，以方便安装座体561通过光盘中心孔。

第一转轴562和第二转轴563位于安装座体561的顶面且固定不动；其中，安装座体561的顶面为圆面；第一转轴562和第二转轴563相对于安装座体561的顶部圆面中心对称设置。

参考图10，第一卡片54包括第一卡片本体541、第一卡片推杆542以及第一转轴装配孔543；第一卡片本体541的第一转轴装配孔543与第一转轴562配合，以使第一卡片54可绕第一转轴562转动；第一卡片推杆542位于第一卡片本体541的一端；

参考图11，第二卡片55包括第二卡片本体551、第二卡片推杆552以及第二转轴装配孔553；第二卡片本体551的第二转轴装配孔553与第二转轴563配合，以使第二卡片55可绕第二转轴563转动；第二卡片推杆552位于第二卡片本体551的一端；

第一卡片本体541的外边缘和第二卡片本体551的外边缘均形成L形卡合部。

参考图14，卡片旋转导向件53的底部前后两侧设置开口方向相反的第一导向槽531和第二导向槽532；第一导向槽531和第二导向槽532均可以设计为长条形槽。

卡片旋转导向件53与卡片驱动电机52连接，通过卡片驱动电机52驱动卡片旋转导向件53转动；参考图15，第一卡片54的第一卡片推杆542嵌入到第一导向槽531，第二卡片55的第二卡片推杆552嵌入到第二导向槽532；

在卡片处于非卡合状态时，如图12、图16、图17，第一卡片54和第二卡片55均不会超过安装座体561的最大外轮廓，以使安装座体561、第一卡片54和第二卡片55组装的整体可顺利通过光盘中心孔；

当需要卡住光盘时，卡片旋转导向件53转动，同时带动第一卡片54和第二卡片55绕各自的转轴转动，进而使第一卡片54的边缘和第二卡片55的边缘超过光盘中心孔直径，如图13、图18、图19，进而通过第一卡片54和第二卡片55卡住光盘。

本发明中，抓盘机构将光盘抓取并放入打印仓后，图像识别装置2通过相对应的图像处理技术识别盘面的打印内容和方向，将识别数据返回到上层，上层对即将打印的内容处理后进行下一步的打印任务；其中，图像识别装置2在识别前，通过机械臂升降机构3调整图像识别装置2的高度，会分别在三个最佳位置识别盘面打印的内容和方向，以保证识别的准确；

具体抓盘识别过程可简单描述为：

机械臂接收到控制指令后，机械臂通过机械臂升降机构3运动到所需位置，真空吸盘组件通过微型电动滑台44将真空吸盘42降至光盘处，此时微型真空泵45开始工作，光盘被吸住，而后微型电动滑台44将真空吸盘42抬升至特定位置，负压传感器4对负压情况进行监测；

防脱落组件通过卡片驱动电机52转动，带动卡片旋转导向件53旋转，此时第一卡片54、第二卡片55将随着卡片旋转导向件53旋出，即可将光盘卡住，真空吸盘组件停止工作；

机械臂将光盘抓取至打印仓位置，卡片驱动电机52反向转动，通过卡片旋转导向件53将第一卡片54和第二卡片55旋入，此时光盘脱离机械臂，被放入打印仓；

光盘放入打印仓后，机械臂升降机构3调整机械臂的位置，图像识别装置2分别在三个最佳位置对光盘盘面的打印内容和方向进行识别，并将识别数据返回上层，上层调整即将打印的内容方向的角度，以适应盘面已有打印内容，并开始打印任务，此时机械臂整体处于常态。

用于光盘刻录打印设备的光盘自动识别抓取装置的方法，通过真空吸盘组件和防脱落组件的配合，可以有效地抓取光盘，并通过图像识别装置对盘面已有的打印内容和方向进行识别，可以适应盘面已有打印内容的光盘进行多次打印。

具体包括以下步骤：

步骤1，初始时，真空吸盘组件4的两个真空吸盘42左右对称设置；防脱落组件5的卡片旋转安装座56的底面位于真空吸盘42的下方；并且，防脱落组件5的第一卡片54和第二卡片55未超过安装座体561的最大外轮廓；

步骤2，当需要对光盘进行自动识别抓取时，主控机对机械臂升降机构3进行控制，通过机械臂升降机构3带动机械臂总装支架1进行粗升降调节，从而同步带动真空吸盘组件4和防脱落组件5运动，直到使真空吸盘组件4的两个真空吸盘42靠近需要抓取的光盘的表面；此时，防脱落组件5的安装座体561位于需要抓取的光盘的中心孔之中，且位于两个真空吸盘42的下方；

步骤3，主控机控制微型电动滑台44动作，通过微型电动滑台44带动真空吸盘42向下运动，使两个真空吸盘42贴在光盘的表面；

步骤4，然后，主控机启动微型真空泵45，微型真空泵45通过抽气管48使真空吸盘42内部产生负压，进而吸住光盘；

当光盘被左右两个真空吸盘42吸住后，主控机通过微型电动滑台44带动两个真空吸盘42抬升，进而将吸住的光盘向上抬升；由于防脱落组件5位于光盘的中心孔之中，因此，在光盘向上抬升的过程中，光盘不断靠近第一卡片54和第二卡片55；当光盘的中心孔自下而上顺利穿过防脱落组件5的卡片旋转安装座56、第一卡片54和第二卡片55的L形卡合部时，此时为光盘向上抬升的终点位置，因此，达到此种状态时，主控机通过微型电动滑台44控制光盘停止向上运动；

步骤5，此时，防脱落组件5处于初始未卡合状态，初始未卡合状态具体满足以下条件：第一卡片54的第一卡片推杆542位于第一导向槽531的外端点位置，即图20的A1位置；第二卡片55的第二卡片推杆552位于第二导向槽532的外端点位置，即图20的B1位置；同时，第一卡片54的第一卡片本体541和第二卡片55的第二卡片本体551平行位于卡片旋转安装座56的顶面，并且，第一卡片54的第一卡片推杆542和第二卡片55的第二卡片推杆552位于相反的两侧；第一卡片54的第一卡片本体541和第二卡片55的第二卡片本体551的外边缘位于旋转安装座56的顶面内部；

参考图22，为非卡合状态时防脱落组件和光盘中心孔的相对位置关系图；图23为图22的局部放大图。在图中，10代表光盘外边缘；11代表光盘中心孔轮廓。

然后，主控机通过卡片驱动电机52带动卡片旋转导向件53顺时针旋转一定角度，在卡片旋转导向件53顺进针转动的过程中，带动第一卡片54和第二卡片55绕各自的转轴同步同向转动，直到第一卡片54的第一卡片推杆542滑动到第一导向槽531的内端点位置，即图21的A2位置；同时第二卡片55的第二卡片推杆552滑动到第二导向槽532的内端点位置为止，即图21的B2位置；此时，第一卡片54的L形卡合部的底面旋转到旋转安装座56的顶面外部并位于光盘中心孔的下方孔外，第二卡片55的L形卡合部的底面同样旋转到旋转安装座56的顶面外部并位于光盘中心孔的下方孔外；通过第一卡片54的L形卡合部和第二卡片55的L形卡合部卡住光盘；

参考图24，为卡合状态时防脱落组件和光盘中心孔的相对位置关系图；图25为图24的局部放大图。在图中，10代表光盘外边缘；11代表光盘中心孔轮廓。

步骤6，在防脱落组件5卡住光盘后，主控机控制微型真空泵45停止工作，并通过泄气阀47泄压，使真空吸盘42不再吸附光盘；

步骤7，然后，主控机通过机械臂升降机构3驱动机械臂总装支架1整体运动，从而将防脱落组件5卡住的光盘抓取至打印仓位置；

步骤8，然后，主控机通过卡片驱动电机52带动卡片旋转导向件53反向旋转一定的角度，卡片旋转导向件53带动第一卡片54和第二卡片55绕各自转轴转动到非卡合状态，此时，第一卡片54和第二卡片55释放了对光盘的卡合作用，光盘脱离防脱落组件5而落入打印仓；

步骤9，光盘落入打印仓后，主控机通过机械臂升降机构3调节机械臂总装支架1的位置，进而调节图像识别装置2的位置，使图像识别装置2分别在三个最佳位置对光盘盘面的打印内容和方向进行识别，并将识别数据返回主控机；

主控机调整即将打印的内容方向的角度，以适应盘面已有打印内容，并开始打印任务，此时机械臂总装支架1整体处于常态。

本发明提供的用于光盘刻录打印设备的光盘自动识别抓取装置及方法，具有以下优点：

(1)通过逻辑控制对光盘进行自动抓取并通过图像处理技术对光盘表面已存在的打印内容和方向进行识别，控制程序对即将打印的内容方向进行角度调整，从而实现光盘表面的多次打印，并可以保证多次打印的方向完全一致。

(2)真空吸盘吸取光盘时，负压传感器对负压情况进行监测，而后通过卡片将光盘卡住，保证了光盘在抓取过程中不会脱落。因此，解决了现有光盘刻录打印机对光盘使用的限制以及抓取失败的情况。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于光盘刻录打印设备的光盘自动识别抓取装置，其特征在于，包括：机械臂总装支架(1)、机械臂升降机构(3)、图像识别装置(2)和抓盘机构；

所述机械臂总装支架(1)与所述机械臂升降机构(3)连接，通过所述机械臂升降机构(3)，驱动所述机械臂总装支架(1)进行升降运动；

所述机械臂总装支架(1)的底部装配所述图像识别装置(2)和抓盘机构；

其中，所述抓盘机构包括真空吸盘组件(4)和防脱落组件(5)；所述真空吸盘组件(4)包括真空吸盘驱动模块和两个真空吸盘模块；所述真空吸盘驱动模块分别与每个所述真空吸盘模块连接；两个真空吸盘模块左右对称设置；

所述防脱落组件(5)设置于两个所述真空吸盘模块的中心位置，包括防脱落安装座(51)、卡片驱动电机(52)、卡片旋转导向件(53)、第一卡片(54)、第二卡片(55)和卡片旋转安装座(56)；

其中，所述防脱落安装座(51)固定于所述机械臂总装支架(1)上面；所述卡片旋转安装座(56)包括一体成形的安装座体(561)、第一转轴(562)、第二转轴(563)和连接固定结构(564)；所述安装座体(561)的最大外轮廓直径小于光盘中心孔的孔径，以使所述安装座体(561)可向下垂直通过所述光盘中心孔，而使安装座体(561)的顶面移动到光盘中心孔的下方；所述安装座体(561)位于所述防脱落安装座(51)的下方；所述第一转轴(562)和所述第二转轴(563)位于所述安装座体(561)的顶面且固定不动；

所述第一卡片(54)包括第一卡片本体(541)、第一卡片推杆(542)以及第一转轴装配孔(543)；所述第一卡片本体(541)的所述第一转轴装配孔(543)与所述第一转轴(562)配合，以使所述第一卡片(54)可绕所述第一转轴(562)转动；所述第一卡片推杆(542)位于所述第一卡片本体(541)的一端；

所述第二卡片(55)包括第二卡片本体(551)、第二卡片推杆(552)以及第二转轴装配孔(553)；所述第二卡片本体(551)的所述第二转轴装配孔(553)与所述第二转轴(563)配合，以使所述第二卡片(55)可绕所述第二转轴(563)转动；所述第二卡片推杆(552)位于所述第二卡片本体(551)的一端；

所述卡片旋转导向件(53)的底部前后两侧设置开口方向相反的第一导向槽(531)和第二导向槽(532)；所述卡片旋转导向件(53)与所述卡片驱动电机(52)连接，通过所述卡片驱动电机(52)驱动所述卡片旋转导向件(53)转动；所述第一卡片(54)的第一卡片推杆(542)嵌入到所述第一导向槽(531)，所述第二卡片(55)的第二卡片推杆(552)嵌入到所述第二导向槽(532)；

在卡片处于非卡合状态时，所述第一卡片(54)和所述第二卡片(55)均不会超过所述安装座体(561)的最大外轮廓，以使所述安装座体(561)、所述第一卡片(54)和所述第二卡片(55)组装的整体可顺利通过光盘中心孔；

当需要卡住光盘时，所述卡片旋转导向件(53)转动，同时带动所述第一卡片(54)和所述第二卡片(55)绕各自的转轴转动，进而使所述第一卡片(54)的边缘和所述第二卡片(55)的边缘超过光盘中心孔直径，进而通过所述第一卡片(54)和所述第二卡片(55)卡住光盘。

2.根据权利要求1所述的用于光盘刻录打印设备的光盘自动识别抓取装置，其特征在于，所述真空吸盘组件(4)包括真空吸盘支架安装座(41)、真空吸盘(42)、真空吸盘支架(43)、微型电动滑台(44)、微型真空泵(45)、负压传感器(46)和泄气阀(47)；其中，所述真空吸盘(42)和所述真空吸盘支架(43)组装后的整体为所述真空吸盘模块；

所述微型电动滑台(44)固定于所述机械臂总装支架(1)上面；所述真空吸盘支架安装座(41)装配于所述微型电动滑台(44)的升降滑块上，所述真空吸盘支架(43)与所述真空吸盘支架安装座(41)固定，所述真空吸盘支架(43)的底部与垂直向下设置的所述真空吸盘(42)连接，同时，所述真空吸盘支架(43)的内腔与所述真空吸盘(42)的吸盘腔连通；所述微型真空泵(45)的抽气端通过抽气管(48)与所述真空吸盘支架(43)连通；在所述抽气管(48)上安装所述负压传感器(46)和所述泄气阀(47)。

3.根据权利要求1所述的用于光盘刻录打印设备的光盘自动识别抓取装置，其特征在于，所述安装座体(561)为倒锥体，其顶部圆面的直径大于底部圆面的直径，并且，其顶部圆面的直径小于光盘中心孔的孔径。

4.根据权利要求3所述的用于光盘刻录打印设备的光盘自动识别抓取装置，其特征在于，所述安装座体(561)的顶面为圆面；所述第一转轴(562)和所述第二转轴(563)相对于所述安装座体(561)的顶部圆面中心对称设置。

5.根据权利要求4所述的用于光盘刻录打印设备的光盘自动识别抓取装置，其特征在于，所述第一卡片本体(541)的外边缘和所述第二卡片本体(551)的外边缘均形成L形卡合部。

6.根据权利要求4所述的用于光盘刻录打印设备的光盘自动识别抓取装置，其特征在于，所述第一导向槽(531)和所述第二导向槽(532)均为长条形槽。

7.一种基于权利要求1-6任一项所述的用于光盘刻录打印设备的光盘自动识别抓取装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，初始时，真空吸盘组件(4)的两个真空吸盘(42)左右对称设置；防脱落组件(5)的卡片旋转安装座(56)的底面位于真空吸盘(42)的下方；并且，防脱落组件(5)的第一卡片(54)和第二卡片(55)未超过安装座体(561)的最大外轮廓；

步骤2，当需要对光盘进行自动识别抓取时，主控机对机械臂升降机构(3)进行控制，通过机械臂升降机构(3)带动机械臂总装支架(1)进行粗升降调节，从而同步带动真空吸盘组件(4)和防脱落组件(5)运动，直到使真空吸盘组件(4)的两个真空吸盘(42)靠近需要抓取的光盘的表面；此时，防脱落组件(5)的安装座体(561)位于需要抓取的光盘的中心孔之中，且位于两个真空吸盘(42)的下方；

步骤3，主控机控制微型电动滑台(44)动作，通过微型电动滑台(44)带动真空吸盘(42)向下运动，使两个真空吸盘(42)贴在光盘的表面；

步骤4，然后，主控机启动微型真空泵(45)，微型真空泵(45)通过抽气管(48)使真空吸盘(42)内部产生负压，进而吸住光盘；

当光盘被左右两个真空吸盘(42)吸住后，主控机通过微型电动滑台(44)带动两个真空吸盘(42)抬升，进而将吸住的光盘向上抬升；由于防脱落组件(5)位于光盘的中心孔之中，因此，在光盘向上抬升的过程中，光盘不断靠近第一卡片(54)和第二卡片(55)；当光盘的中心孔自下而上顺利穿过防脱落组件(5)的卡片旋转安装座(56)、第一卡片(54)和第二卡片(55)的L形卡合部时，此时为光盘向上抬升的终点位置，因此，达到此种状态时，主控机通过微型电动滑台(44)控制光盘停止向上运动；

步骤5，此时，防脱落组件(5)处于初始未卡合状态，初始未卡合状态具体满足以下条件：第一卡片(54)的第一卡片推杆(542)位于第一导向槽(531)的外端点位置；第二卡片(55)的第二卡片推杆(552)位于第二导向槽(532)的外端点位置；同时，第一卡片(54)的第一卡片本体(541)和第二卡片(55)的第二卡片本体(551)平行位于卡片旋转安装座(56)的顶面，并且，第一卡片(54)的第一卡片推杆(542)和第二卡片(55)的第二卡片推杆(552)位于相反的两侧；第一卡片(54)的第一卡片本体(541)和第二卡片(55)的第二卡片本体(551)的外边缘位于旋转安装座(56)的顶面内部；

然后，主控机通过卡片驱动电机(52)带动卡片旋转导向件(53)顺时针旋转一定角度，在卡片旋转导向件(53)顺进针转动的过程中，带动第一卡片(54)和第二卡片(55)绕各自的转轴同步同向转动，直到第一卡片(54)的第一卡片推杆(542)滑动到第一导向槽(531)的内端点位置，同时第二卡片(55)的第二卡片推杆(552)滑动到第二导向槽(532)的内端点位置为止；此时，第一卡片(54)的L形卡合部的底面旋转到旋转安装座(56)的顶面外部并位于光盘中心孔的下方孔外，第二卡片(55)的L形卡合部的底面同样旋转到旋转安装座(56)的顶面外部并位于光盘中心孔的下方孔外；通过第一卡片(54)的L形卡合部和第二卡片(55)的L形卡合部卡住光盘；

步骤6，在防脱落组件(5)卡住光盘后，主控机控制微型真空泵(45)停止工作，并通过泄气阀(47)泄压，使真空吸盘(42)不再吸附光盘；

步骤7，然后，主控机通过机械臂升降机构(3)驱动机械臂总装支架(1)整体运动，从而将防脱落组件(5)卡住的光盘抓取至打印仓位置；

步骤8，然后，主控机通过卡片驱动电机(52)带动卡片旋转导向件(53)反向旋转一定的角度，卡片旋转导向件(53)带动所述第一卡片(54)和所述第二卡片(55)绕各自转轴转动到非卡合状态，此时，所述第一卡片(54)和所述第二卡片(55)释放了对光盘的卡合作用，光盘脱离防脱落组件(5)而落入打印仓；

步骤9，光盘落入打印仓后，主控机通过机械臂升降机构(3)调节机械臂总装支架(1)的位置，进而调节图像识别装置(2)的位置，使图像识别装置(2)分别在三个最佳位置对光盘盘面的打印内容和方向进行识别，并将识别数据返回主控机；

主控机调整即将打印的内容方向的角度，以适应盘面已有打印内容，并开始打印任务，此时机械臂总装支架(1)整体处于常态。