本發(fā)明涉及噴碼機(jī)，尤其涉及一種fpga驅(qū)動(dòng)電磁閥噴印系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

目前市場(chǎng)上噴碼機(jī)主要分為dod噴碼機(jī)、連續(xù)式噴碼機(jī)和激光噴碼機(jī)等三類(lèi)。其中尤以dod噴碼機(jī)為市場(chǎng)需求的重點(diǎn)。其中可作為噴碼機(jī)的噴墨模塊的控制方案主要包括cpu、dsp、cpld和fpga控制方法。cpu和dsp控制方法的缺點(diǎn)是成本相對(duì)過(guò)高，而且在噴印過(guò)程中容易出現(xiàn)漏噴等狀況。cpld噴印控制方法雖然能較好的規(guī)避上述兩種缺點(diǎn)，但是相對(duì)來(lái)說(shuō)，cpld電路復(fù)雜，在生產(chǎn)的過(guò)程中，容易出現(xiàn)電路模塊被燒壞等風(fēng)險(xiǎn)，而且由于cpld電路復(fù)雜，難免會(huì)出現(xiàn)外圍電路過(guò)多導(dǎo)致操作不方便。并且目前大部分噴碼機(jī)缺乏對(duì)墨路系統(tǒng)壓力的監(jiān)控，存在安全隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述存在的技術(shù)缺陷，本發(fā)明提出一種fpga驅(qū)動(dòng)電磁閥噴印系統(tǒng)，使噴頭控制更加精確化和效率化。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種fpga驅(qū)動(dòng)電磁閥噴印系統(tǒng)，包括人機(jī)交互模塊、cpu主控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊、fpga控制模塊、電磁閥噴頭、編碼器、產(chǎn)品輸送模塊、打印觸發(fā)器和墨路系統(tǒng)，所述人機(jī)交互模塊用于噴印信息的錄入和編輯；所述產(chǎn)品輸送模塊用于噴印對(duì)象的自動(dòng)運(yùn)輸；所述打印觸發(fā)器用于被經(jīng)過(guò)的噴印對(duì)象觸發(fā)后向所述cpu主控系統(tǒng)發(fā)出打印信號(hào)；所述編碼器，安裝在所述產(chǎn)品輸送模塊的傳送帶上，用于檢測(cè)噴印對(duì)象的運(yùn)動(dòng)信息，并把檢測(cè)到的運(yùn)動(dòng)信息反饋給所述cpu主控系統(tǒng)；所述cpu主控系統(tǒng)將噴印信息通過(guò)所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后發(fā)給所述fpga控制模塊，并根據(jù)打印信號(hào)和運(yùn)動(dòng)信息向所述fpga控制模塊發(fā)出控制指令，進(jìn)而所述fpga控制模塊根據(jù)噴印信息驅(qū)動(dòng)所述電磁閥噴頭噴印，同時(shí)所述cpu主控系統(tǒng)控制所述墨路系統(tǒng)向所述電磁閥噴頭供墨以及在噴印工作結(jié)束后對(duì)所述電磁閥噴頭進(jìn)行清洗。

較佳的，所述墨路系統(tǒng)包括壓力泵、油墨盒和清洗劑盒，所述油墨盒用以提供噴印所需的油墨，所述清洗劑盒用以提供清洗時(shí)所需的清洗劑，所述壓力泵用以提供所述電磁閥噴頭在噴印或者清洗時(shí)所需要的壓力源。

較佳的，本系統(tǒng)還包括壓力報(bào)警模塊，所述壓力報(bào)警模塊包括壓力傳感器、輸入按鍵、壓力信號(hào)處理器、顯示屏和報(bào)警器，所述壓力傳感器用于實(shí)時(shí)檢測(cè)所述壓力泵和所述油墨盒或者所述清洗劑盒之間的管路中的壓力信息并反饋給所述壓力信號(hào)處理器，所述輸入按鍵用以預(yù)設(shè)壓力警戒值，所述壓力信號(hào)處理器通過(guò)所述顯示屏顯示當(dāng)前的壓力值，當(dāng)壓力超出預(yù)設(shè)警戒值范圍時(shí)，所述壓力信號(hào)處理器通過(guò)所述報(bào)警器進(jìn)行報(bào)警。

較佳的，所述壓力信號(hào)處理器為plc芯片。

較佳的，所述cpu主控系統(tǒng)包括rom，所述rom用以實(shí)現(xiàn)噴印信息的錄入和存儲(chǔ)。

較佳的，所述打印觸發(fā)器為紅外開(kāi)關(guān)。

一種fpga驅(qū)動(dòng)電磁閥噴印方法，包括以下步驟：

s1，通過(guò)人機(jī)交互模塊或者上位機(jī)將所述噴印信息輸入到cpu主控系統(tǒng)中；

s2，通過(guò)產(chǎn)品輸送模塊運(yùn)輸噴印對(duì)象，當(dāng)噴印對(duì)象經(jīng)過(guò)打印觸發(fā)器時(shí)，打印觸發(fā)器向cpu主控系統(tǒng)發(fā)出打印信號(hào)；

s3，噴印對(duì)象在產(chǎn)品輸送模塊上運(yùn)輸時(shí)，安裝在產(chǎn)品輸送模塊的傳送帶上的編碼器檢測(cè)噴印對(duì)象的運(yùn)動(dòng)信息，并將檢測(cè)到的運(yùn)動(dòng)信息反饋給cpu主控系統(tǒng)；

s4，cpu主控系統(tǒng)將噴印信息通過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后發(fā)給fpga控制模塊；

s5，cpu主控系統(tǒng)根據(jù)打印信號(hào)和運(yùn)動(dòng)信息向fpga控制模塊發(fā)出控制指令；

s6，fpga控制模塊根據(jù)控制指令和噴印信息驅(qū)動(dòng)電磁閥噴頭進(jìn)行噴??；

s7，在電磁閥噴頭噴印的過(guò)程中，cpu主控系統(tǒng)控制墨路系統(tǒng)向電磁閥噴頭供墨；

s8，在噴印工作結(jié)束后，cpu主控系統(tǒng)控制墨路系統(tǒng)對(duì)電磁閥噴頭進(jìn)行清洗。

進(jìn)一步地，步驟s2中噴印信息的輸入包括選擇/輸入噴印內(nèi)容、選擇所需字符形式和數(shù)據(jù)傳輸與再編輯。

進(jìn)一步地，步驟s7和s8中，壓力報(bào)警模塊檢測(cè)墨路系統(tǒng)內(nèi)的壓力，若壓力超過(guò)預(yù)設(shè)警戒值范圍時(shí)，發(fā)出警報(bào)并且觸發(fā)緊急短路開(kāi)關(guān)，通過(guò)切斷電源使整個(gè)系統(tǒng)停止工作。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案帶來(lái)的有益技術(shù)效果是：

本發(fā)明的cpu主控系統(tǒng)通過(guò)人機(jī)交互模塊的噴印信息的錄入和編輯、編碼器和打印觸發(fā)器的傳感來(lái)控制墨路系統(tǒng)和fpga控制模塊實(shí)現(xiàn)高精度和高效率的噴印，能夠使噴印模式多樣化，可以實(shí)現(xiàn)鏡像、翻轉(zhuǎn)情況的噴印。同時(shí)為本系統(tǒng)單獨(dú)設(shè)置壓力報(bào)警模塊，解決了墨路系統(tǒng)內(nèi)部存在的壓力安全隱患。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的一種fpga驅(qū)動(dòng)電磁閥噴印系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的一種fpga驅(qū)動(dòng)電磁閥噴印系統(tǒng)的工作流程圖；

圖3為本發(fā)明一實(shí)施例的墨路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明一實(shí)施例的壓力報(bào)警模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的各實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的闡述。

如圖1所示，一種fpga驅(qū)動(dòng)電磁閥噴印系統(tǒng)，包括人機(jī)交互模塊1、cpu主控系統(tǒng)2、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊4、fpga控制模塊5、電磁閥噴頭6、編碼器7、產(chǎn)品輸送模塊8、打印觸發(fā)器9、墨路系統(tǒng)3和壓力報(bào)警模塊10。人機(jī)交互模塊1用于噴印信息的錄入和編輯。產(chǎn)品輸送模塊8用于噴印對(duì)象的自動(dòng)運(yùn)輸。打印觸發(fā)器9用于被經(jīng)過(guò)的噴印對(duì)象觸發(fā)并向cpu主控系統(tǒng)2發(fā)出打印信號(hào)。編碼器7可以將噴印對(duì)象的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為電子脈沖，cpu主控系統(tǒng)2利用該脈沖自動(dòng)調(diào)整電磁閥噴頭6打印點(diǎn)之間的水平距離，從而與噴印對(duì)象的速度匹配。通常編碼器7安裝在傳送帶上，適合用于傳送帶速度變化的場(chǎng)合。cpu主控系統(tǒng)2將噴印信息通過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊4轉(zhuǎn)換后發(fā)給fpga控制模塊5，并根據(jù)打印信號(hào)和運(yùn)動(dòng)信息向fpga控制模塊5發(fā)出控制指令，進(jìn)而fpga控制模塊5根據(jù)噴印信息驅(qū)動(dòng)電磁閥噴頭6噴印。同時(shí)cpu主控系統(tǒng)2控制墨路系統(tǒng)3向電磁閥噴頭6供墨以及在噴印工作結(jié)束后對(duì)電磁閥噴頭6進(jìn)行清洗。壓力報(bào)警模塊10在電磁閥噴頭6進(jìn)行噴印或者清洗時(shí)候?qū)崟r(shí)監(jiān)督墨路系統(tǒng)3內(nèi)部的壓力信息，以避免可能存在的壓力安全隱患。

本實(shí)施例中，cpu主控系統(tǒng)2采用msp430f543xa系列芯片，該芯片具有一個(gè)強(qiáng)大的16位risccpu，包括16位寄存器以及常數(shù)發(fā)生器，用于讀取、寫(xiě)入和緩存控制數(shù)據(jù)(噴印信息)?？刂茢?shù)據(jù)主要包括噴印方向、字符大小、鏡像與否、是否噴印完成和是否偏轉(zhuǎn)等打印參數(shù)。

本實(shí)施例中，打印觸發(fā)器9為紅外開(kāi)關(guān)，紅外開(kāi)關(guān)裝在產(chǎn)品輸送模塊8上，當(dāng)本系統(tǒng)啟動(dòng)，產(chǎn)品輸送模塊8開(kāi)始運(yùn)行，所需噴印對(duì)象由傳送帶傳送經(jīng)過(guò)紅外開(kāi)關(guān)時(shí)，紅外開(kāi)關(guān)的紅外信號(hào)被傳送帶上的噴印對(duì)象遮擋，cpu主控系統(tǒng)2接收遮擋信號(hào)，進(jìn)而fpga控制模塊5驅(qū)動(dòng)電磁閥噴頭6，電磁閥噴頭6將所需噴印的文字或者圖像噴到產(chǎn)品表面。

如圖3所示，墨路系統(tǒng)3包括壓力泵11、油墨盒12和清洗劑盒13，油墨盒12用以提供噴印所需的油墨，清洗劑盒13用以提供清洗時(shí)所需的清洗劑，壓力泵11用以提供電磁閥噴頭6在噴印或者清洗時(shí)所需要的壓力源。

如圖4所示，壓力報(bào)警模塊10包括壓力傳感器14、輸入按鍵16、壓力信號(hào)處理器15、顯示屏17和報(bào)警器18，壓力傳感器14用于實(shí)時(shí)檢測(cè)壓力泵11和油墨盒12或者清洗劑盒13之間的管路中的壓力信息并反饋給壓力信號(hào)處理器15，輸入按鍵16用以預(yù)設(shè)壓力警戒值，壓力信號(hào)處理器15通過(guò)顯示屏17顯示當(dāng)前的壓力值，當(dāng)壓力超出預(yù)設(shè)警戒值范圍時(shí)，壓力信號(hào)處理器15通過(guò)報(bào)警器18進(jìn)行報(bào)警。

本實(shí)施例中，壓力信號(hào)處理器15為plc芯片。

綜合參考圖1-4，一種fpga驅(qū)動(dòng)電磁閥噴印方法，包括以下步驟：

s1，通過(guò)人機(jī)交互模塊1或者上位機(jī)將噴印信息輸入到cpu主控系統(tǒng)2中；

s2，通過(guò)產(chǎn)品輸送模塊8運(yùn)輸噴印對(duì)象，當(dāng)噴印對(duì)象經(jīng)過(guò)打印觸發(fā)器9時(shí)，打印觸發(fā)器9向cpu主控系統(tǒng)2發(fā)出打印信號(hào)；

s3，噴印對(duì)象在產(chǎn)品輸送模塊8上運(yùn)輸時(shí)，安裝在產(chǎn)品輸送模塊8的傳送帶上的編碼器7檢測(cè)噴印對(duì)象的運(yùn)動(dòng)信息，并將檢測(cè)到的運(yùn)動(dòng)信息反饋給cpu主控系統(tǒng)2；

s4，cpu主控系統(tǒng)2將噴印信息通過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊4轉(zhuǎn)換后發(fā)給fpga控制模塊5；

s5，cpu主控系統(tǒng)2根據(jù)打印信號(hào)和運(yùn)動(dòng)信息向fpga控制模塊5發(fā)出控制指令；

s6，fpga控制模塊5根據(jù)控制指令和噴印信息驅(qū)動(dòng)電磁閥噴頭6進(jìn)行噴??；

s7，在電磁閥噴頭6噴印的過(guò)程中，cpu主控系統(tǒng)2控制墨路系統(tǒng)3向電磁閥噴頭6供墨；

s8，在噴印工作結(jié)束后，cpu主控系統(tǒng)2控制墨路系統(tǒng)3對(duì)電磁閥噴頭6進(jìn)行清洗。

步驟s2中噴印信息的輸入包括選擇/輸入噴印內(nèi)容、選擇所需字符形式和數(shù)據(jù)傳輸與再編輯。

步驟s3中，編碼器7檢測(cè)噴印對(duì)象的運(yùn)動(dòng)速度，把檢測(cè)到的運(yùn)動(dòng)速度傳輸?shù)絚pu主控系統(tǒng)2，cpu主控系統(tǒng)2根據(jù)該運(yùn)動(dòng)速度控制電磁閥噴頭6的噴印速度，使其在一個(gè)噴印周期內(nèi)所噴字符的大小、高度和角度保持一致。

步驟s7和s8中，壓力報(bào)警模塊10實(shí)時(shí)檢測(cè)墨路系統(tǒng)3內(nèi)的壓力，若壓力超過(guò)預(yù)設(shè)警戒值范圍時(shí)，發(fā)出警報(bào)并且觸發(fā)緊急短路開(kāi)關(guān)，通過(guò)切斷電源使整個(gè)系統(tǒng)停止工作。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。