MATRIX 220型读码器在FOCKE FX上的应用.pdf

技术 窑 应用科技创新与应用Technology Innovation and Application2023 年 31 期MATRIX 220 型读码器在 FOCKE FX 上的应用徐帅，戴奇霖，张鸿，张文恺（红云红河集团昆明卷烟厂，昆明 650202）Matrix 220 是一款结构紧凑的工业级图像式条码阅读器，设计灵巧、性能优越，能够在狭小的场景空间内轻松部署和安装。像电子、包装、汽车及文件处理等很多行业都能够选用。Matrix 220 图像式条码阅读器拥有 120 万像素的高分辨率传感器，内部集成了新型多核图像处理平台，创新性地解决了光源处理方案，具备灵活多样的光源选项，为不同工作需求提供多样选择；还能够实现 DPM 码的阅读能力，具备工业级电子对焦技术。Matrix 220 型读码器具备高动态范围（HDR）功能，大大提高了图像质量和图像对比度，提高了条码读取性能，并且能调整曝光时间，提高条码移动时的读取速度；Matrix 220 型读码器还拥有红绿点技术，通过绿点和红点指示灯、X-PressTM按钮、直观的人机接口（HMI）和 DL.CODETM配置软件（通过自动设置模式进行了改进）实现了易用性，可快速轻松地读取代码；该类型读码器还具备 IP67 和 IP65 工业防护等级，-1050 益/14122 毅F 的工作温度范围，可确保在环境恶劣的制造业应用中获得质量和稳定性。1得利捷读码器简要介绍1.1MATRIX 220 型读码器根据生产产品特性，可以为二维码赋予一定的内容，以便在读取二维码时能够快速解读其内在含义，包括最基本的生产时间、生产机组、产品数据等；而得力捷 Matrix 220 型读码器设计轻巧灵活，能够在各种复杂狭小的空间内安装，还能便捷调整读取角度，在卷烟包装设备上多选用该型号读码器；MATRIX 220 型号读码器的外观及各部件介绍如图1 所示。Matrix 220 可在单一型号中提供偏振和漫射光选项，从而在任何类型的表面上实现照明。白光和红光型号不仅性能卓越，还拥有广泛的应用范围。电子聚焦控制可以轻松实现远程切换不同的作业配置，拥有极高的使用灵活性。如图 2 所示部分輥輶訛可以看到，针对标准型号得利捷提供有 4 个 LED 白光光源，用于对镜头所拍摄的角摘要：二维条码的数据中包含产品具体生产信息、日期、分类等，对于工厂进行产品质量管理、追踪、判别等具有非常重要的意义。因此，得益于 MATRIX 220 型读码器紧凑灵巧的设计结构，便捷的安装方式及适应于不同类型的复杂工作环境，在卷烟包装设备上多选用该型号读码器。该文以 Focke FX 机型为例，通过安装调试读码器阐述 MATRIX 220 型读码器的工作原理和调试方法。关键词：MATRIX 220；包装设备；二维码；工作原理；调试方法中图分类号院TP317.4文献标志码院A文章编号院2095-2945渊2023冤31-0193-04Abstract:The QR-CODE data contains product-specific production information,date,classification and so on;for the factoryproduct quality management,tracking,identification and so on has a very important significance;therefore,thanks to the MATRIX220 image based reader compact and flexible design structure,convenient installation and adapt to different types of complexworking environments,in the cigarette packaging machine,more often use this type of code reader;This paper takes the Focke FXpacking machine as an example,through the installation and debugging of the code reader to illustrate the working principle anddebugging method of the MATRIX 220 image based reader.Keywords:MATRIX 220;packing machine;QR-CODE;working principle;debugging method第一作者简介院徐帅（1990-），男，助理工程师。研究方向为电气控制系统设计与应用，机电一体化。DOI：10.19981/j.CN23-1581/G3.2023.31.046193-2023 年 31 期技术 窑 应用科技创新与应用Technology Innovation and Application度范围提供光源，提升照明效果；对于 DPM 型号的读码器，根据使用环境或者使用要求提供了輥輵訛所标注的LED 漫射照明光源，以及一组輥輳訛非偏振照明光源和一组輥輴訛偏振照明光源；当二维条码表面不够平整或者有反光现象时，偏振光源就能够为镜头提供清晰明亮的图案；而漫射照明是得利捷设计的利用镜头的折射功能控制眩光，将光线向四周扩散漫射，使得光源的光线更加柔和，视觉效果舒适，解决反光或者二维码图案不平整的问题；图 3 所示框出部分是读码器的瞄准系统，左右各一个，当读码器被触发时，瞄准系统将 2 个等距的正方形图案投射到目标区域，辅助镜头更加快捷准确地找到二维码并快速解读二维码信息；另外，得利捷读码器还设计了独特红绿点技术，以显示读码状态，如图 4 所示，绿色框内的 LED 灯显示当读码器根据配置要求正确读码且解码时，绿色 LED 灯亮，告知该二维码被正确解读；反之，未被正确解读则显示红色框内LED 红灯亮。图 1MATRIX 220 型号读码器部件1.2MATRIX 220 网络连接Matrix 220 型读码器使用以太网供电（PoE）连接，采用 PROFINET IO 和 ETHERNET/IP 工业现场总线，能够提供经济可靠的通信功能，具备支持工业 4.0 通信的 OPC UA 协议的能力，能完成工业环境下水印条码的固定扫描，增加了解码应用的附加值。如图 1 所示虞看到 MATRIX 220 提供有一套能够 90毅旋转的接头组，非常有利于读码器在狭小的空间内安装所需要的拍照角度；该接头组有 2 个接头，其中一个为电源-通信-I/O 接头，另一个为以太网通讯接头。图 5 中给出了电源-通信-I/O 接头引脚说明，图 6中则对以太网通信输出引脚进行说明。图 2MATRIX 220 型号读码器部件图 3读码器瞄准系统图 4读码器阅读状态显示为了提升数据传输稳定性、线缆工作寿命及适配各种工况，MATRIX 220 提供了一种柔性电缆，用于读码器电源和以太网连接，如图 7 所示。2MATRIX 220读码器配置如图 8 所示，在一个简易局域网内，每一个读码器都可以单独触发，利用 CAB-DSxx-S 线缆将局域网内的读码器连接到交换机上，与本地主机进行数据传输；读码器的触发使传感器触发或者包装设备相位触发。根据图 5 电源-通信-I/O 接头输出引脚，接线时将引脚 1 和引脚 2 接电源正负极，6 号引脚接外部触发信号以触发读码器工作，10 号引脚接地。标准型号DPM 型号輥輳訛非偏振照明器輥輴訛偏振照明器輥輵訛漫射照明器輥輶訛标准照明器（顶部/底部）輥輯訛镜头輥輰訛LED 瞄准系统輥輱訛红点（无读取）輥輲訛绿点（读取良好）輥輵訛輥輶訛輥輴訛輥輱訛輥輰訛輥輯訛輥輶訛輥輳訛輥輲訛輥輵訛Matrix 220TM淤读取窗口于支架安装口盂电源指示灯榆以太网连接指示灯虞90毅旋转接头组愚HMI X-PRESSTM界面舆以太网接头余电源-通信-I/0 接头俞以太网供电接头逾通信、触发器接头愚淤俞逾余舆榆盂虞于标准型号PoE 型号Matrix 220TM绿点红点瞄准系统瞄准系统194-技术 窑 应用科技创新与应用Technology Innovation and Application2023 年 31 期图 5电源-通信-I/O 接头输出引脚图 6以太网接头输出引脚图 7MATRIX220 柔性电缆图 8硬件网络搭建DC24 V 供电连接正常，触发正常，以太网正确连接,IP 设置如图 9 所示（不能与读码器 IP 相同），读码器原始 IP192.168.3.100；点击“查找设备”按钮，双击已连接设备进入读码器配置界面，如图 10 所示。图 9本地主机 IP 设置图 10进入读码器配置界面245 mm MIN65 mm20.5 mm30 mm淤以太网接口于辅助串行接口（RS232-数据监控）盂外部触发（单次触发模式或相位模式）交换机主机电源单个读码器单个读码器单个读码器CBXMatrix 220盂于淤Matrix 220 电源，通信，I/O1691011112231341714871565M12 17 针电源，通信和 I/O 接头输出引脚引脚12连接器外壳651339（采用NPN 或 PNP 短路保护且可通过软件编程）816144715引脚RS422 全双工17TX+11*RX+12TX-10*RX-名称功能Vdc电源输入电压+GND电源输入电压-底架连接器外壳可为底架提供电气连接I1A外部触发器 A（偏振光不敏感）I1B外部触发器 B（偏振光不敏感）I2A输入 2A（偏振光不敏感）I2B输入 2B（偏振光不敏感）O1输出 1O2输出 2O3输出 3RX辅助 RS232 RXTX辅助 RS232 TXID+ID-NETTM网络+ID-ID-NETTM网络-名称RS232主串行端口（可通过软件选择）TXRX-Matrix 220 以太网32184567M12 8 针标准以太网接头输出引脚引脚名称功能1TX+发送数据（正引脚）2TX-发送数据（负引脚）3RX+接收数据（正引脚）4RX-接收数据（负引脚）5nc未连接6nc未连接7nc未连接8nc未连接M12 8 针标准以太网接头输出引脚引脚名称功能1TX+发送数据（正引脚）2TX-发送数据（负引脚）3RX+接收数据（正引脚）4RX-接收数据（负引脚）5DC1-直流电源（负引脚）6DC2-直流电源（负引脚）7DC1+直流电源（正引脚）8DC2+直流电源（正引脚）195-2023 年 31 期技术 窑 应用科技创新与应用Technology Innovation and Application3在烟草包装设备中的应用烟草包装设备普遍转速较高，烟包上的二维码都是设计印刷位于固定位置，因此在安装读码器进行读码时必须在特定位置进行读码，一个是有利于在二维码露出位置进行读码，一个是对读码角度、读码器的安装空间、配置等都有较高要求，所以必须在安装时有充分考量（图 11）。图 11读码器安装位置得利捷自带有通信、配置、诊断工具 DL.Code，使用该软件能够快速判断读码器读取烟包二维码失败原因，并快速排除。若有烟包被剔除，可以观察被剔除烟包的质量问题，包括是否有被挤压导致二维码变形没有被读取出来（图 12），或者是印刷问题无法读取又或者是反光遮挡了二维码的关键数据信息等，都可以在未读取地址中找到剔除原因，详细原因可以将未读取的二维码图片导入DL.Code 软件中重新分析，找到剔除原因（图 13）。图 12未成功读取二维码图 13未读取二维码若有无明显缺陷而被剔除的烟包，导入图片至DL.Code 软件中现有配置无法成功读取二维码，需优化读码器配置，直至能够读取成功（图 14）。图 14DL.Code 优化读码器配置4结束语本文以烟草包装设备 FOCKE FX750 部分为例，阐述了得利捷 MATRIX 220 型读码器在包装设备中的部分应用场景，为工程技术人员使用配置 MATRIX220 型读码器提供借鉴。参考文献院1 Matrix 300N 致力于 DPM 码高速和准确读取J.现代制造，2016（16）：17.2 张柳.DATALOGIC：机器视觉解决方案开启新发展J.现代制造，2013（9）：53.3 袁战伟，李丹，严涛，等.ELAU 伺服控制系统工作原理及其在FOCKE FX 中的应用J.电工技术，2020（4）：28-29，32.196-