卡片个人化卡基存取系统及其控制方法

摘要

本发明涉及卡基存取管理技术领域，具体是一种卡片个人化卡基存取系统及其控制方法，该系统包括储卡柜、承接传送带和出卡传送带，储卡柜包括敞口的取卡侧和存卡侧，储卡柜内设多个方筒状的卡仓，多个卡仓在储卡柜内呈矩阵式排布，储卡柜在取卡侧每行卡仓的下方通长设置水平延伸的横移传送带，储卡柜在取卡侧还设有可沿水平方向、竖向方向及卡仓的延伸方向移动的三轴机械手，承接传送带用于接收横移传送带移出的卡基并向下传递至出卡传送带，出卡传送带的传输方向为水平方向。该系统可实现卡基的自动备料，并且卡基的存、取过程可同步进行，互不干扰。该控制方法可实现对于卡基类型及数量的精准管控，保证卡片个人化环节卡基的备料效率及准确性。

说明书

技术领域

本发明涉及卡基存取管理技术领域，具体是一种卡片个人化卡基存取系统及其控制方法。

背景技术

以纸片、塑料、金属等材质作为基材，含有磁条、芯片等功能性配件且具备身份识别和数据读写等功能的卡片类产品已广泛应用于现代生活中的各个领域，而随着卡片类产品种类的增加以及更新换代速度的加快，目前卡片生产商需要应对越来越多种卡片生产订单，比如仅在银行卡这一品类下，当前国内各大银行实际运营的品种总数就超过千种。卡片个人化是卡片生产过程中最后进行也最为重要的生产环节，目前在该生产环节中，卡基(即空白卡)一般通过人工备料，工作人员在备料环节通过人工查找、核对并点数。由于卡基的种类众多，需要配置较大的仓储空间，卡基备料环节需要耗费大量人力资源。而且在实际操作中，备料环节极容易出现弄错卡基种类或数量的情况。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一套仓储空间利用率高并可实现自动备料的卡片个人化卡基存取系统。

本发明的第二目的在于提供一种前述卡片个人化卡基存取系统的控制方法。

为实现上述第一目的，本发明提供一种卡片个人化卡基存取系统，包括储卡柜、承接传送带和出卡传送带，其特殊之处在于，储卡柜包括敞口的取卡侧和存卡侧，取卡侧与存卡侧相对布置。储卡柜内设多个方筒状的卡仓，多个卡仓在储卡柜内呈矩阵式排布，卡仓的延伸方向垂直于储卡柜的取卡侧。储卡柜在取卡侧每行卡仓的下方通长设置水平延伸的横移传送带，横移传送带的传递方向垂直于卡仓的延伸方向，储卡柜在取卡侧还设有可沿水平方向、竖向方向及卡仓的延伸方向移动的三轴机械手。承接传送带和出卡传送带位于横移传送带的同一端，承接传送带用于接收横移传送带移出的卡基并向下传递至出卡传送带，出卡传送带的传输方向为水平方向。

由上述方案可见，储卡柜存卡侧可人工存入卡基，储卡柜在取卡侧通过三轴机械手及一套传送带系统可实现自动备料，卡基的存、取过程可同步进行，互不干扰。多个方筒状的卡仓在储卡柜内呈矩阵式分布，空间利用率高，并且也容易通过建立坐标系来确定卡仓在储卡柜中的位置。三轴机械手沿卡仓的延伸方向取出卡基后放上横移传送带，卡基随后经横移传送带传递给承接传送带，并最终经出卡传送带水平输出。

进一步的方案是，三轴机械手包括相互垂直的上横梁和横移支臂，上横梁设于储卡柜顶部的取卡侧，上横梁的延伸方向与横移传送带的传递方向平行，横移支臂上端与上横梁活动连接并可沿上横梁移动，横移支臂上装有可沿横移支臂移动的工作臂，工作臂上装有可沿卡仓的延伸方向移动的取卡头，取卡头在朝向储卡柜的一侧设置吸盘。

由上可见，利用吸盘可稳定吸取并逐张将卡基从卡仓内取出，便于备料环节的计数。三轴机械手整体依托于储卡柜进行设置，占用的布置空间较少。

进一步的方案是，承接传送带包括沿竖直传递方向设置的输送带及装于输送带上的卡兜，卡兜包括矩形的背板和斜挡板，背板第一侧与输送带表面局部贴合并连接，斜挡板下沿与背板在第二侧的底部固定连接，斜挡板在远离储卡柜的一端通过端板与背板连接，斜挡板上沿设有与出卡传送带配合的取卡缺口。

由上可见，卡兜为顶部及单侧敞口的半包围结构，可有效接收与之运行方向垂直的横移传送带输送的卡基，卡兜向下运行并开始翻转时卡基靠于卡兜的斜挡板侧，并在取卡缺口处与出卡传送带作用并移出卡兜，从而实现卡基在两条传送带之间的流转，保证卡基的顺利承接及输出。

进一步的方案是，卡仓内在靠储卡柜取卡侧的一端设置活动挡杆，卡仓在内腔底部沿卡仓的延伸方向设置仓内传送带，仓内传送带上固定设有挡卡板。

由上可见，卡基沿卡仓的延伸方向叠放于卡仓内，在卡仓内腔底部引入仓内传送带便于在存卡和取卡环节对卡基进行整理。活动挡杆可在外力作用下相对于卡仓移动或发生弹性形变，外力消除后还可自动复原，活动挡杆配合挡卡板能够夹紧叠放的卡基。

进一步的方案是，卡仓内在靠储卡柜取卡侧的一端还设有用于检测取卡数量的计数器，计数器包括固定装于活动挡杆上的位置传感器。

由上可见，计数器针对备料环节卡基的计数，位置传感器可将卡基出仓环节活动挡杆的移动或形变转化为电信号，由于三轴机械手是逐张从卡仓提取卡基的，该电信号可以作为卡基的计数依据。

进一步的方案是，卡仓在靠储卡柜存卡侧的一端设置存卡指示灯。

由上可见，引入存卡指示灯便于在储卡柜的存卡侧根据卡基的识别结果指示对应的卡仓，从而有效防止操作人员将卡基存入错误的卡仓。

进一步的方案是，卡片个人化卡基存取系统还包括主控工作站和卡基检测装置，主控工作站与卡基检测装置、计数器、存卡指示灯及三轴机械手通信连接。

由上可见，卡基检测装置用于提取待存卡基的特征信息并发送给主控工作站，主控工作站内建的卡仓分配表确定对应的卡仓并点亮对应的存卡指示灯，以便于卡基的人工存入。主控工作站通过计数器可掌握各类卡基的库存数量，通过控制三轴机械手可保证卡基的顺利提取。

为实现上述第二目的，本发明提供一种前述卡片个人化卡基存取系统的控制方法，其特殊之处在于，包括下列步骤：

主控工作站通过卡基检测装置获取待存卡基的卡基特征信息并依据后台卡基配置表确定对应的卡基类型信息、卡仓编号和卡仓坐标，随后向与卡仓编号对应的存卡指示灯发出亮灯指令并根据采集到的存卡数量信息更新后台库存数据库。

主控工作站从采集的备料任务信息中提取对应的备料数量信息及卡基类型信息，根据卡基类型信息调取后台库存数据库中对应卡基的库存数并与备料数量信息进行比对，确定库存充足后依据后台卡基配置表确定卡基类型信息所对应的卡仓编号及卡仓坐标并连同备料数量信息生成取卡任务信息。

主控工作站依据卡仓坐标对取卡任务信息进行排序并按序发送给三轴机械手，三轴机械手依据取卡任务信息找到对应卡仓并执行取卡，计数器实时检测取卡数量并在三轴机械手完成取卡后生成取卡数量信息，随后将取卡数量信息连同对应的卡仓编号发送给主控工作站。

主控工作站依据计数器反馈的卡仓编号找出对应的取卡任务信息并与取卡数量信息进行比对，比对通过则根据取卡数量信息更新后台库存数据库并将后续的取卡指令信息发送给三轴机械手。

由上述方案可见，上述卡基存取系统能够同时管理卡基的存入和取出流程，并能根据卡基的实际存取情况及时更新库存数量。存入环节通过存卡指示灯引导人工快速找到与卡基对应的卡仓，取出环节主控工作站接到备料任务后先核对库存，确定库存充足后根据卡仓的位置分布对备料任务进行排序，取卡完成后还会利用计数器核对取卡数量。整套取卡流程注重对于卡基类型及数量的管控，能够保证卡片个人化环节卡基的备料效率及准确性。

进一步的方案是，主控工作站依据卡仓坐标对取料任务信息进行排序包括：

主控工作站先将取料任务信息依据卡仓坐标的纵坐标值进行升序或降序排列，再对相同纵坐标值的取料任务信息按照横坐标值进行升序或降序排列。

由上可见，根据卡仓坐标对备料任务进行排序有利于优化三轴机械手的运行路线，提高备料效率。

附图说明

图1是本发明卡片个人化卡基存取系统实施例的结构图。

图2是图1中A处的放大结构图。

图3是本发明卡片个人化卡基存储系统实施例中三轴机械手的局部结构图。

图4是本发明卡片个人化卡基存取系统实施例中承接传送带的结构图。

图5是本发明卡片个人化卡基存取系统实施例中卡仓的结构图。

图6是本发明卡片个人化卡基存取系统实施例中储卡柜的存卡侧结构图。

图7是本发明卡片个人化卡基存取系统实施例的电气结构框图。

图8是本发明卡片个人化卡基存取系统实施例的控制方法流程图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

参见图1至7，本发明提供的卡片个人化卡基存取系统包括储卡柜1、承接传送带2和出卡传送带3，储卡柜1包括敞口的取卡侧和存卡侧，取卡侧与存卡侧相对布置。储卡柜1内设多个方筒状的卡仓4，多个卡仓4在储卡柜1内呈矩阵式排布，卡仓4的延伸方向垂直于储卡柜1的取卡侧。储卡柜1在取卡侧每行卡仓4的下方通长设置水平延伸的横移传送带11，横移传送带11的传递方向垂直于卡仓4的延伸方向，储卡柜1在取卡侧还设有可沿水平方向、竖向方向及卡仓4的延伸方向移动的三轴机械手5。承接传送带2和出卡传送带3位于横移传送带11的同一端，承接传送带2用于接收横移传送带11移出的卡基并向下传递至出卡传送带3，出卡传送带3的传输方向为水平方向。

储卡柜1存卡侧可人工存入卡基，储卡柜1在取卡侧通过三轴机械手5及由横移传送带11、承接传送带2和出卡传送带3组成的传送带系统可实现自动备料，因此卡基的存、取过程可同步进行，互不干扰。多个方筒状的卡仓4在储卡柜1内呈矩阵式分布，空间利用率高，并且也容易通过建立坐标系来确定卡仓4在储卡柜1中的位置。三轴机械手5沿卡仓4的延伸方向取出卡基后放上横移传送带11，卡基随后经横移传送带11传递给承接传送带2，并最终经出卡传送带3水平输出。

三轴机械手5包括相互垂直的上横梁51和横移支臂52，上横梁51设于储卡柜1顶部的取卡侧，上横梁51的延伸方向与横移传送带11的传递方向平行，横移支臂52上端与上横梁51活动连接并可沿上横梁51移动，横移支臂52上装有可沿横移支臂52移动的工作臂53，工作臂53上装有可沿卡仓4的延伸方向移动的取卡头54，取卡头54在朝向储卡柜1的一侧设置吸盘541。

利用吸盘541可稳定吸取卡基并逐张将卡基从卡仓4内取出，便于备料环节的计数。三轴机械手5整体依托于储卡柜1进行设置，占用的布置空间较少。本实施例中取卡头54呈水平延伸的方柱状，两侧设置齿条并通过工作臂53上的齿轮电机驱动。具体实施时，上横梁51可通过内置的丝杠电机或无杆气缸来驱动横移支臂52，横移支臂52也可通过内置的丝杠电机或无杆气缸来驱动工作臂53。

承接传送带2包括沿竖直传递方向设置的输送带21及装于输送带21上的卡兜22，卡兜22包括矩形的背板221和斜挡板222，背板221第一侧与输送带21表面局部贴合并连接，斜挡板222下沿与背板221在第二侧的底部固定连接，斜挡板222在远离储卡柜1的一端通过端板223与背板221连接，斜挡板222上沿设有与出卡传送带3配合的取卡缺口224。

卡兜22为顶部及单侧敞口的半包围结构，可有效接收与之运行方向垂直的横移传送带11输送的卡基，卡兜22向下运行并开始翻转时卡基靠于卡兜22的斜挡板222侧，并在取卡缺口224处与出卡传送带3作用并移出卡兜22，从而实现卡基在两条传送带之间的流转，保证卡基的顺利承接及输出。实施例中承接传送带2含有两条同步运行的输送带22，背板221与两条输送带22固定连接，取卡缺口224的长度与斜挡板222的宽度相等。

卡仓4内在靠储卡柜1取卡侧的一端设置活动挡杆41，卡仓4在内腔底部沿卡仓4的延伸方向设置仓内传送带42，仓内传送带42上固定设有挡卡板43。

卡基沿卡仓4的延伸方向叠放于卡仓4内部，在卡仓4内腔底部引入仓内传送带42便于在存卡和取卡环节对卡基进行整理。活动挡杆41可在外力作用下相对于卡仓4移动或发生弹性形变，外力消除后还可自动复原，活动挡杆41配合挡卡板43能够夹紧叠放的卡基。

卡仓4内在靠储卡柜1取卡侧的一端还设有用于检测取卡数量的计数器6，计数器6包括固定装于活动挡杆41上的位置传感器44。计数器6针对备料环节卡基的计数，位置传感器44可将卡基出仓环节活动挡杆41的移动或形变转化为电信号，由于三轴机械手5是逐张从卡仓4提取卡基的，该电信号可以作为卡基的计数依据。

本实施例中每个卡仓4内设有两根活动挡杆41，活动挡杆41为倒L型杆，卡仓4在下侧内壁上设置安装孔(图中未标出)，该安装孔内设有与活动挡杆41底端配合的扭簧和轴承(图中未标出)，位置传感器44则装于活动挡杆41顶部。

卡仓4在靠储卡柜1存卡侧的一端设置存卡指示灯45，引入存卡指示灯45便于在储卡柜1的存卡侧根据卡基的识别结果指示对应的卡仓4，从而有效防止卡基被存入错误的卡仓4。

卡片个人化卡基存取系统还包括主控工作站8和卡基检测装置7，主控工作站8与卡基检测装置7、计数器6、存卡指示灯45及三轴机械手5通信连接。

卡基检测装置7用于提取待存卡基的特征信息并发送给主控工作站8，主控工作站8依据后台卡基配置表确定对应的卡仓4并点亮对应的存卡指示灯45，以便于卡基的人工存入。主控工作站8通过计数器6可掌握各类卡基的库存数量，通过控制三轴机械手5可保证卡基的顺利提取。具体实施时，卡基检测装置7可以是OCR检测装置、接触式读卡器或非接触式读卡器。

参见图1至8，本发明还提供一种前述卡片个人化卡基存取系统的控制方法，包括下列步骤：

S1：主控工作站8通过卡基检测装置7获取待存卡基的卡基特征信息并依据后台卡基配置表确定对应的卡基类型信息、卡仓编号和卡仓坐标，随后向与卡仓编号对应的存卡指示灯45发出亮灯指令并根据采集到的存卡数量信息更新后台库存数据库。

S2：主控工作站8从采集的备料任务信息中提取对应的备料数量信息及卡基类型信息，根据卡基类型信息调取后台库存数据库中对应卡基的库存数并与备料数量信息进行比对，确定库存充足后依据后台卡基配置表确定卡基类型信息所对应的卡仓编号及卡仓坐标并连同备料数量信息生成取卡任务信息。

S3：主控工作站8先将取料任务信息依据卡仓坐标的纵坐标值进行升序或降序排列，再对相同纵坐标值的取料任务信息按照横坐标值进行升序或降序排列，然后再按序将取料任务信息发送给三轴机械手5。

S4：三轴机械手5依据取卡任务信息找到对应卡仓4并执行取卡，计数器6实时检测取卡数量并在三轴机械手5完成取卡后生成取卡数量信息，随后将取卡数量信息连同对应的卡仓编号发送给主控工作站8。

S5：主控工作站8依据计数器6反馈的卡仓编号找出对应的取卡任务信息并与取卡数量信息进行比对，比对通过则根据取卡数量信息更新后台库存数据库并将后续的取卡指令信息发送给三轴机械手5。

上述卡基存取系统的控制方法能够同时兼顾对卡基的存入和取出流程的管理，还能根据卡基的实际存取情况及时更新库存数量。存入环节通过存卡指示灯45引导操作人员快速找到与待存卡基对应的卡仓4，取出环节主控工作站8接到备料任务后先核对库存，确定库存充足后根据卡仓4的位置分布对备料任务进行排序，有利于优化三轴机械手5的运行路线，提高备料效率。另外取卡完成后还会利用计数器6核对取卡数量，整套取卡流程可实现对于卡基类型及数量的精准管控，保证卡片个人化环节卡基的备料效率及准确性。

上述卡仓坐标代表卡仓4在储卡柜1中的位置，包括横坐标值和纵坐标值。由于卡仓4呈矩阵式排布，该横坐标值对应于卡仓的列号，该纵坐标值对应于卡仓的行号。对取卡任务信息依照对应卡仓的横坐标值和纵坐标值进行排序后有利于三轴机械手5运行路线的优化，比如对处于同一行的卡仓4按照横坐标升序依次取卡后，对于下一行的卡仓4可按照横坐标降序依次取卡，从而缩短三轴机械手5的行程。同时容易想到，排序时还可以先依据卡仓坐标的横坐标值进行升序或降序排列，再对相同横坐标值的取料任务信息按照纵坐标值进行升序或降序排列，两种排序模式只是执行顺序不同，对于三轴机械手5运行路线的优化效果基本一致。

具体实施时，还可将横移传送带11、承接传送带2和出卡传送带3也一并接入主控工作站8，以便于调配三轴机械手5及各种传送带的运行参数，同步各类备料设备的运行节拍，保证卡基的顺利承接及输出。