專利名稱：在線高速CO₂激光打碼機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及產(chǎn)品包裝編碼與標(biāo)記技術(shù)，激光加工設(shè)備與加工技術(shù)，具
體涉及一種在線高速C02激光打碼機(jī)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的產(chǎn)品及包裝編碼與標(biāo)記技術(shù)是使用油墨、傳輸編碼或貼標(biāo)，包 括熱傳輸打碼機(jī)、機(jī)械壓印系統(tǒng)、噴墨打印系統(tǒng)和打印-貼標(biāo)系統(tǒng)。盡管他 們各有所長并均有各自特定的應(yīng)用領(lǐng)域，但是激光打碼作為一種新的技術(shù) 進(jìn)入編碼與標(biāo)記行業(yè)，為制造商提供了又一個選擇。
激光打碼是利用高能量密度的激光束對目標(biāo)作用使目標(biāo)表面發(fā)生物 理或化學(xué)的變化從而獲得可見圖案的標(biāo)記方式。激光打碼技術(shù)用燒灼和蝕 刻的工藝。燒灼是將印刷包裝上的表層如油墨去除，該過程使用恰如其分 的能量使油墨中的水分揮發(fā)，將油墨從基質(zhì)上燒蝕掉。蝕刻是使用適量的
激光能在PET (如汽水瓶)、PS和PP等材料上熔蝕或者蝕刻出一個細(xì)槽。 燒灼和蝕刻技術(shù)所產(chǎn)生的編碼都是高質(zhì)的、永久的、瞬時的。
在各種打碼方式中，振鏡式打碼因其應(yīng)用范圍廣，可進(jìn)行矢量打碼， 也可以標(biāo)記點(diǎn)陣字符，且標(biāo)記范圍可調(diào)，標(biāo)記速度也較快，因而已成為目 前打碼方式的主流。
現(xiàn)有的激光打碼機(jī)一般采用計(jì)算機(jī)來控制。采用步進(jìn)電機(jī)控制振鏡偏 轉(zhuǎn)，電壓信號決定其偏轉(zhuǎn)角度，-5V偏轉(zhuǎn)到負(fù)方向最大，+5￥偏轉(zhuǎn)到正方 向最大。-5V— +5￥之間偏轉(zhuǎn)角度與電壓成正比，需采用模擬信號對其進(jìn) 行控制。計(jì)算機(jī)輸出的是數(shù)字信號，所以采用數(shù)?？▽?shù)字信號轉(zhuǎn)換為模 擬信號。目前常用數(shù)?？ǖ碾妷狠敵龇秶加?5V—+5V，所以一般數(shù)?？ň軡M足要求。但是數(shù)模卡有一定的輸出精度，有8位、10位、12位
及16位等，其輸出信號精度直接影響到振鏡的控制精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了克服以上現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種節(jié)約成本、精 度高、體積小的在線高速C02激光打碼機(jī)。
本發(fā)明的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)本在線高速C02激光打碼 機(jī)，其特征在于包括遠(yuǎn)程控制器、主控單元和打碼機(jī)，所述打碼機(jī)為 C02激光器打碼機(jī)，所述遠(yuǎn)程控制器與主控單元信號連接，主控單元與打 碼機(jī)信號連接。
所述遠(yuǎn)程控制器包括ARM微處理器、LCD顯示屏、矩陣鍵盤、DSPC 口、 RS232驅(qū)動模塊、閃存FlashROM、存儲器SRAM、存儲器NVSRAM 和外部總線擴(kuò)展，ARM微處理器分別與LCD顯示屏、矩陣鍵盤、DSPC 口 、 RS232驅(qū)動模塊連接，ARM微處理器通過總線分別與閃存FlashROM、 存儲器SRAM、存儲器NVSRAM連接，總線與外部總線擴(kuò)展連接。
所述主控單元包括DSP微處理器、X數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、Y數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、 PWM驅(qū)動模塊、控制I/O模塊、HPI 口 、 RS232驅(qū)動模塊、閃存FlashROM、 存儲器SRAM、存儲器NVSRAM和外部總線擴(kuò)展，DSP微處理器分別與 X數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、Y數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、PWM驅(qū)動模塊、控制I/0模塊、HPI 口、 RS232驅(qū)動模塊連接，DSP微處理器通過總線分別與閃存FlashROM、 存儲器SRAM、存儲器NVSRAM連接，總線與外部總線擴(kuò)展連接。
所述DSPC 口與HPI 口通過HPIB接口連接。
所述打碼機(jī)包括C02激光器、擴(kuò)束鏡、反射鏡、X方向振鏡驅(qū)動單元、 X方向掃描振鏡、Y方向掃描振鏡、Y方向振鏡驅(qū)動單元和平場聚光鏡； 激光器、擴(kuò)束鏡、反射鏡、X方向掃描振鏡、Y方向掃描振鏡和平場聚光 鏡依照光路的傳遞路線依次排列，X方向振鏡驅(qū)動單元與X方向掃描振 鏡信號連接，Y方向振鏡驅(qū)動單元與Y方向掃描振鏡信號連接。所述CCV激光器含風(fēng)冷結(jié)構(gòu)，波長1(Vm llpm， C02激光器連接供 電電源；激光功率10W;供電電源輸入AC220V， 10%，輸出DC30V@6A， +15V@1A， -15V@1A,輸出功率210W。
所述反射鏡為兩個。
所述主控單元與激光器、X方向振鏡驅(qū)動單元、Y方向振鏡驅(qū)動單元 信號連接。
本在線高速C(V激光打碼機(jī)的工作原理如下
由主控單元負(fù)責(zé)激光打碼機(jī)的系統(tǒng)控制與協(xié)調(diào)工作。DSP微處理器通 過X數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、Y數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊將數(shù)字控制信號轉(zhuǎn)換成-5V—5V的模 擬電壓送入X方向振鏡驅(qū)動單元、Y方向振鏡驅(qū)動單元放大后驅(qū)動X方 向掃描振鏡和Y方向掃描振鏡兩個相互垂直方向的掃描振鏡工作。PWM 驅(qū)動模塊對激光器進(jìn)行功率調(diào)節(jié)以控制激光能量。遠(yuǎn)程控制器采用以 ARM微處理器為核心的嵌入式系統(tǒng)，構(gòu)成激光打碼機(jī)的人機(jī)界面，負(fù)責(zé) 激光打碼機(jī)系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定，以及打碼內(nèi)容和格式等的輸入，并與主控單 元通信實(shí)現(xiàn)激光打碼機(jī)的遠(yuǎn)程控制。
主控單元的核心是DSP微處理器，內(nèi)核為一個32位的數(shù)字信號處理 器，峰值指令執(zhí)行速度達(dá)到150MIPS。主控單元其內(nèi)集成32KW零等待周 期的隨機(jī)存儲器SRAM、 NVSRAM和256KW閃存FlashROM，其外圍控 制接口包括PWM驅(qū)動模塊、控制I/O模塊、外部總線擴(kuò)展、HPI 口 、 RS232 驅(qū)動模塊?？刂艻/O模塊連接位置傳感器、速度傳感器、安全門開關(guān)等傳 感器信號，以實(shí)時監(jiān)測生產(chǎn)線上產(chǎn)品的位置、運(yùn)動速度等信息和控制生產(chǎn) 線的運(yùn)轉(zhuǎn)，并反饋到DSP微處理器，DSP處理器針對這些數(shù)據(jù)信息作算 法處理后，對打碼機(jī)的X、 Y方向掃描振鏡偏轉(zhuǎn)進(jìn)行，節(jié)，X、 Y方向掃 描振鏡將對激光束焦點(diǎn)進(jìn)行高速振動。主控單元起著與遠(yuǎn)程控制器、掃描 振鏡和激光器之間的硬件接口的作用，主控單元使得激光控制和掃描系統(tǒng) 的運(yùn)動同步起來，并且完成圖像的校正，保證其掃描字符沒有枕形、桶形畸變，而且掃描的速度恒定不變。
打碼物體可以是相對靜止的，即靜態(tài)打碼；也可以是在線連續(xù)運(yùn)動的， 即動態(tài)打碼。當(dāng)在生產(chǎn)線上進(jìn)行動態(tài)打碼時，要考慮到產(chǎn)品的移動速度對 編碼形狀產(chǎn)生的影響，這樣主控單元就需要根據(jù)反饋回的生產(chǎn)流水線的傳 感信號計(jì)算出流水線上被加工工件由于運(yùn)動所產(chǎn)生的位移偏差，對掃描振 鏡進(jìn)行實(shí)時的修正來補(bǔ)償這個位移和速度。PWM驅(qū)動模塊對激光功率、 能量進(jìn)行調(diào)節(jié)，閃存Flash ROM、存儲器SRAM和存儲器NVSRAM擴(kuò)展 DSP微處理器的存儲空間，用于保存控制參數(shù)和打碼圖樣、數(shù)據(jù)等文件內(nèi) 容。通過HPI 口可以實(shí)現(xiàn)DSP微處理器與遠(yuǎn)程控制器內(nèi)ARM微處理器的 通信，當(dāng)遠(yuǎn)程控制器把打碼機(jī)參數(shù)設(shè)定后或打碼文件編輯后通過兩者通信 可以實(shí)現(xiàn)信息的傳遞。
遠(yuǎn)程控制器是一個以ARM微處理器為核心的嵌入式系統(tǒng)，構(gòu)成了激 光打碼機(jī)的人機(jī)界面。ARM微控制器通過擴(kuò)展LCD顯示屏和矩陣鍵盤來 完成用戶操作交互輸入輸出。ARM微處理器與DSP微處理器的溝通接口 是透過HPIB (Host Port Interface Bridge)接口來連接的，ARM微處理器 與DSP微處理器的16位并行接口 HPI 口相連，可以直接高速訪問DSP 微處理器的內(nèi)部存儲空間，包括閃存FlashROM、存儲器SRAM和存儲器 NVSRAM，來完成ARM微處理器與DSP微處理器雙核的雙向通信，即 ARM微處理器向主控單元傳輸打碼文件和打碼機(jī)系統(tǒng)參數(shù)修改等信息， 主控單元把打碼機(jī)在線運(yùn)轉(zhuǎn)狀況反饋給ARM微控制器并在LCD顯示屏顯 示出來以提醒用戶，如當(dāng)前打碼的文件名，當(dāng)前已完成打碼的產(chǎn)品數(shù)量， 當(dāng)前生產(chǎn)線移動速度等，尤其重要的是當(dāng)出現(xiàn)故障時，主控單元將對遠(yuǎn)程 控制器通信以便及時產(chǎn)生報(bào)警信號通知用戶。RS232驅(qū)動模塊用于與臺式 機(jī)或手提PC相連進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳或下載。閃存FlashROM、存儲器SRAM 和存儲器NVSRAM用于擴(kuò)展ARM微處理器的存儲空間，保存控制參數(shù) 和打碼數(shù)據(jù)、圖樣等文件。外部總線擴(kuò)展預(yù)留總線接口，為擴(kuò)展USB接口和網(wǎng)絡(luò)接口做準(zhǔn)備。
本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)近年來由于DSP技術(shù)發(fā)展迅
速，打碼機(jī)的振鏡偏轉(zhuǎn)的控制功能完全可以由DSP來完成，所以本發(fā)明采 用了 32位的DSP微處理器作為主控單元核心，對DSP微處理器進(jìn)行軟件 程序的編寫，經(jīng)多次調(diào)試成功后把程序刷寫到存儲器中。借助DSP微處理 器強(qiáng)大的數(shù)據(jù)運(yùn)算和處理功能，把復(fù)雜的算法放到控制系統(tǒng)上完成，便于 控制算法的優(yōu)化和提高，系統(tǒng)的功能和性能也得到提高，解決了激光打碼 機(jī)運(yùn)動控制過程中的高速信息問題。因DSP微處理器自帶有數(shù)模轉(zhuǎn)換功能 (也就是X數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、Y數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊)，所以無需采用數(shù)模卡，自 帶的D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換單元不僅精度高，轉(zhuǎn)換速度快，而且因其集成于主控單 元內(nèi)部，不易受到其他信號的干擾。經(jīng)過DSP微處理器算法處理后，X和 Y兩個方向掃描振鏡偏轉(zhuǎn)角度實(shí)現(xiàn)了精密控制。同時DSP微處理器還能對 外部設(shè)備進(jìn)行控制，如流水線上傳感器的限位信號，速度信號，激光器信 號和水溫水位信號等，DSP通過軟件編程來響應(yīng)不同的外部信號，從而完 成相應(yīng)的控制操作。而且與傳統(tǒng)的激光打碼機(jī)相比，本發(fā)明用DSP主控系 統(tǒng)嵌入式軟件控制方式取代了 PC機(jī)控制方式，節(jié)省了用PC機(jī)控制的成 本，減小了整個打碼機(jī)的體積，機(jī)器變得輕巧靈活，可以方便地拆裝搬移， 適應(yīng)各種商品流水線。
本在線高速C02激光打碼機(jī)用于非金屬材料表面雕刻，通過激光與物 質(zhì)的作用，在物體表面形成清晰的編碼或標(biāo)記，并且能夠方便快捷地對編 碼的內(nèi)容進(jìn)行制作、編排、輸出和更改，進(jìn)一步滿足在線打碼的需要。與 其它的打碼技術(shù)相比，激光打碼無油墨，干凈無污染，'無耗材成本，維修 費(fèi)用低，系統(tǒng)誤工時間短，而且激光打碼技術(shù)的標(biāo)記清晰、瞬時和永久。
本發(fā)明使用低功率射頻二氧化碳激光器和風(fēng)冷式結(jié)構(gòu)，電光轉(zhuǎn)換效率 高，光束質(zhì)量好，維修少，環(huán)境污染小，重量輕。采用DSP微處理器為核 心的主控單元來控制激光器單元，同時DSP微處理器^通過精確的算法處理來調(diào)節(jié)X、 Y方向掃描振鏡的偏轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)在線打碼位置的精確性。光點(diǎn) 的移動通過X、 Y方向掃描振鏡的轉(zhuǎn)動來實(shí)現(xiàn)，打標(biāo)速度可以提高到 3084mm/s,每分鐘可以完成30~40個生產(chǎn)日期的打碼，打標(biāo)精度達(dá)到 O.lmm,分辨率達(dá)到0.1mm。標(biāo)記內(nèi)容可以多樣化，標(biāo)記內(nèi)容的制作可以 智能化?；贏RM微處理器的嵌入式遠(yuǎn)程控制器可以完成編碼文件內(nèi)容 的編輯、修改和保存，以及打碼時激光參數(shù)的設(shè)定等工作。通過ARM微 處理器與主控單元的雙向通信可以完全實(shí)現(xiàn)激光打碼機(jī)的人機(jī)交互，極大 的方便了激光打碼工作人員的操作。系統(tǒng)采用ARM微處理器+DSP微處 理器的控制模式，無須運(yùn)用PC機(jī)，節(jié)約激光打碼機(jī)控制系統(tǒng)成本的同時， 系統(tǒng)具有良好的可擴(kuò)展性、靈活性、穩(wěn)定性、實(shí)時性和低功耗性的特點(diǎn)， 而且滿足尺寸小、重量輕、性能高、結(jié)構(gòu)緊湊等要求。'本發(fā)明適用于許多 行業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)包裝線上，并能極大地提高生產(chǎn)線上商品在線打碼的效 率，具有廣泛的應(yīng)用發(fā)展前景。


圖1是本發(fā)明的在線高速ccv激光打碼機(jī)的結(jié)構(gòu)總框圖。
圖2是圖1的主控單元的結(jié)構(gòu)框圖。 圖3是圖1的遠(yuǎn)程控制器的結(jié)構(gòu)框圖。 圖4是圖2的主控單元與圖3的遠(yuǎn)程控制器的連接框圖。 圖5是圖1的在線高速C02激光打碼機(jī)的結(jié)構(gòu)示i圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
如圖1所示的在線高速C02激光打碼機(jī)，包括遠(yuǎn)程控制器、主控單元
和打碼機(jī)，所述打碼機(jī)為co2激光器打碼機(jī)，所述遠(yuǎn)i控制器與主控單元 信號連接，主控單元與打碼機(jī)信號連接。
如圖3所示，所述遠(yuǎn)程控制器包括ARM微處理器、LCD顯示屏、矩 陣鍵盤、DSPC 口、 RS232驅(qū)動模塊、閃存FlashROM、存儲器SRAM、存儲器NVSRAM和外部總線擴(kuò)展，ARM微處理器分別與LCD顯示屏、 矩陣鍵盤、DSPC 口、 RS232驅(qū)動模塊連接，ARM微處理器通過總線分別 與閃存FlashROM、存儲器SRAM、存儲器NVSRAM連接，總線與外部 總線擴(kuò)展連接。 '
如圖2所示，所述主控單元包括DSP微處理器、X數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、Y 數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、PWM驅(qū)動模塊、控制I/O模塊、HPI 口 、 RS232驅(qū)動模塊、 閃存FlashROM、存儲器SRAM、存儲器NVSRAM和外部總線擴(kuò)展，DSP 微處理器分別與X數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、Y數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、PWM驅(qū)動模塊、控 制I/0模塊、HPI口、 RS232驅(qū)動模塊連接，DSP微處理器通過總線分別 與閃存FlashROM、存儲器SRAM、存儲器NVSRAM連接，總線與外部 總線擴(kuò)展連接。
如圖4所示，所述DSPC 口與HPI 口通過HPIB接口連接。
如圖5所示，所述打碼機(jī)包括C02激光器1、擴(kuò)束鏡2、兩個反射鏡3、 X方向振鏡驅(qū)動單元4、 X方向掃描振鏡5、 Y方向掃描振鏡6、 Y方向 振鏡驅(qū)動單元7和平場聚光鏡8，圖中9為工件；激光器l、擴(kuò)束鏡2、 反射鏡3、 X方向掃描振鏡5、 Y方向掃描振鏡6和羊場聚光鏡8依照光 路的傳遞路線依次排列，X方向振鏡驅(qū)動單元4與X方向掃描振鏡5信 號連接，Y方向振鏡驅(qū)動單元7與Y方向掃描振鏡6信號連接。
激光器采用C02激光器1 (含風(fēng)冷結(jié)構(gòu))，C02激光器1連接供電電 源，激光功率10W (連續(xù))，激光波長10.62 "m;掃'描振鏡X軸和Y軸 各一個，與之配套X方向振鏡驅(qū)動單元4、 Y方向振鏡驅(qū)動單元7。 DSP 微處理器采用型號為TMS320C54X， ARM微處理器采用型號為ARM-7。 供電電源輸入AC220V， 10%，輸出DC30V@6A， +15V@1A， -15V@1A, 輸出功率210W。 '
所述主控單元與激光器l、 X方向振鏡驅(qū)動單元4、 Y方向振鏡驅(qū)動 單元7信號連接。本在線高速C02激光打碼機(jī)的工作原理如下
由主控單元負(fù)責(zé)激光打碼機(jī)的系統(tǒng)控制與協(xié)調(diào)工作。DSP微處理器通
過X數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、Y數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊將數(shù)字控制信號轉(zhuǎn)換成-5V—5V的模 擬電壓送入X方向振鏡驅(qū)動單元4、 Y方向振鏡驅(qū)動單元7放大后驅(qū)動X 方向掃描振鏡5和Y方向掃描振鏡6兩個相互垂直方向的掃描振鏡工作。 PWM驅(qū)動模塊對激光器1進(jìn)行功率調(diào)節(jié)以控制激光能量。遠(yuǎn)程控制器采 用以ARM微處理器為核心的嵌入式系統(tǒng)，構(gòu)成激光打碼機(jī)的人機(jī)界面， 負(fù)責(zé)激光打碼機(jī)系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定，以及打碼內(nèi)容和格式等的輸入，并與主 控單元通信實(shí)現(xiàn)激光打碼機(jī)的遠(yuǎn)程控制。
主控單元的核心是DSP微處理器，內(nèi)核為一個32位的數(shù)字信號處理 器，峰值指令執(zhí)行速度達(dá)到150MIPS。主控單元其內(nèi)集成32KW零等待周 期的隨機(jī)存儲器SRAM、 NVSRAM和256KW閃存FlashROM，其外圍控 制接口包括PWM驅(qū)動模塊、控制I/O模塊、外部總線r展、HPI 口 、 RS232 驅(qū)動模塊?？刂艻/O模塊連接位置傳感器、速度傳感器、安全門開關(guān)等傳 感器信號，以實(shí)時監(jiān)測生產(chǎn)線上產(chǎn)品的位置、運(yùn)動速度等信息和控制生產(chǎn) 線的運(yùn)轉(zhuǎn)，并反饋到DSP微處理器，DSP處理器針對這些數(shù)據(jù)信息作算 法處理后，對打碼機(jī)的X方向掃描振鏡5、 Y方向掃齒振鏡6偏轉(zhuǎn)進(jìn)行調(diào) 節(jié)，X方向掃描振鏡5、 Y方向掃描振鏡6將對激光束焦點(diǎn)進(jìn)行高速振動。 主控單元起著與遠(yuǎn)程控制器、掃描振鏡和激光器之間的硬件接口的作用， 主控單元使得激光控制和掃描系統(tǒng)的運(yùn)動同步起來，并且完成圖像的校 正，保證其掃描字符沒有枕形、桶形畸變，而且掃描&速度恒定不變。
打碼物體可以是相對靜止的，即靜態(tài)打碼；也可以是在線連續(xù)運(yùn)動的， 即動態(tài)打碼。當(dāng)在生產(chǎn)線上進(jìn)行動態(tài)打碼時，要考慮到產(chǎn)品的移動速度對 編碼形狀產(chǎn)生的影響，這樣主控單元就需要根據(jù)反饋回的生產(chǎn)流水線的傳 感信號計(jì)算出流水線上被加工工件9由于運(yùn)動所產(chǎn)生^]位移偏差，對掃描 振鏡進(jìn)行實(shí)時的修正來補(bǔ)償這個位移和速度。PWM驅(qū)動模塊對激光功率、能量進(jìn)行調(diào)節(jié)，閃存Flash ROM、存儲器SRAM和存儲器NVSRAM擴(kuò)展 DSP微處理器的存儲空間，用于保存控制參數(shù)和打碼圖樣、數(shù)據(jù)等文件內(nèi) 容。通過HPI 口可以實(shí)現(xiàn)DSP微處理器與遠(yuǎn)程控制器內(nèi)ARM微處理器的 通信，當(dāng)遠(yuǎn)程控制器把打碼機(jī)參數(shù)設(shè)定后或打碼文件編輯后通過兩者通信 可以實(shí)現(xiàn)信息的傳遞。
遠(yuǎn)程控制器是一個以ARM微處理器為核心的嵌入式系統(tǒng)，構(gòu)成了激 光打碼機(jī)的人機(jī)界面。ARM微控制器通過擴(kuò)展LCD顯示屏和矩陣鍵盤來 完成用戶操作交互輸入輸出。ARM微處理器與DSP微處理器的溝通接口 是透過HPIB (Host Port Interface Bridge)接口來連接的，ARM微處理器 與DSP微處理器的16位并行接口 HPI 口相連，可以直接高速訪問DSP 微處理器的內(nèi)部存儲空間，包括閃存FlashROM、存儲器SRAM和存儲器 NVSRAM，來完成ARM微處理器與DSP微處理器雙核的雙向通信，即 ARM微處理器向主控單元傳輸打碼文件和打碼機(jī)系統(tǒng)參數(shù)修改等信息， 主控單元把打碼機(jī)在線運(yùn)轉(zhuǎn)狀況反饋給ARM微控制器并在LCD顯示屏顯 示出來以提醒用戶，如當(dāng)前打碼的文件名，當(dāng)前已完成打碼的產(chǎn)品數(shù)量， 當(dāng)前生產(chǎn)線移動速度等，尤其重要的是當(dāng)出現(xiàn)故障時，主控單元將對遠(yuǎn)程 控制器通信以便及時產(chǎn)生報(bào)警信號通知用戶。RS232驅(qū)動模塊用于與臺式 機(jī)或手提PC相連進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳或下載。閃存FlashRt)M、存儲器SRAM 和存儲器NVSRAM用于擴(kuò)展ARM微處理器的存儲空間，保存控制參數(shù) 和打碼數(shù)據(jù)、圖樣等文件。外部總線擴(kuò)展預(yù)留總線接口，為擴(kuò)展USB接 口和網(wǎng)絡(luò)接口做準(zhǔn)備。
激光器1輸出的激光依次經(jīng)過X方向掃描振鏡5二Y方向掃描振鏡6、 平場聚焦鏡8會聚到生產(chǎn)線的工件9表面上，通過控制X方向掃描振鏡5、 Y方向掃描振鏡6的轉(zhuǎn)動可以控制激光束在材料表面的X軸方向(平行于 生產(chǎn)線方向)和Y軸方向(垂直于生產(chǎn)線方向)上任意移動。而不管X 方向掃描振鏡5、 Y方向掃描振鏡6的角度是多少，平場聚焦鏡8總能把準(zhǔn)直激光束聚焦到同一個平面，從而打出相應(yīng)的標(biāo)記。通過使用振鏡掃描
系統(tǒng)，避免了工具的機(jī)械磨損，能夠在工件9上為激光束快速而精確地定 位，因而具備很高的動態(tài)范圍、處理速度及靈活性，實(shí)現(xiàn)高速打標(biāo)。
上述具體實(shí)施方式

為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并不能對本發(fā)明的權(quán)利要 求進(jìn)行限定，其他的任何未背離本發(fā)明的技術(shù)方案而所做的改變或其它等 效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、在線高速CO2激光打碼機(jī)，其特征在于包括遠(yuǎn)程控制器、主控單元和打碼機(jī)，所述打碼機(jī)為CO2激光器打碼機(jī)，所述遠(yuǎn)程控制器與主控單元信號連接，主控單元與打碼機(jī)信號連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線高速C02激光打碼機(jī)，其特征在于所述遠(yuǎn)程控制器包括ARM微處理器、LCD顯示屏、矩陣鍵盤、DSPC 口、 RS232驅(qū)動模塊、閃存FlashROM、存儲器SRAM、存儲器NVSRAM和 外部總線擴(kuò)展，ARM微處理器分別與LCD顯示屏、矩陣鍵盤、DSPC 口、 RS232驅(qū)動模塊連接，ARM微處理器通過總線分別與閃存FlashROM、存 儲器SRAM、存儲器NVSRAM連接，總線與外部總線擴(kuò)展連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的在線高速C02激光打碼機(jī)，其特征在于 所述主控單元包括DSP微處理器、X數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、Y數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、PWM 驅(qū)動模塊、控制I/0模塊、HPI口、 RS232驅(qū)動模塊、閃存FlashROM、存 儲器SRAM、存儲器NVSRAM和外部總線擴(kuò)展，DSP微處理器分別與X 數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、Y數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、PWM驅(qū)動模塊、控制I/O模塊、HPI 口、 RS232驅(qū)動模塊連接，DSP微處理器通過總線分別與閃存FlashROM、 存儲器SRAM、存儲器NVSRAM連接，總線與外部總線擴(kuò)展連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的在線高速C02激光打碼機(jī)，其特征在于 所述DSPC 口與HPI 口通過HPIB接口連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的在線高速C02激光打碼機(jī)，其特征在于 所述打碼機(jī)包括CCV激光器、擴(kuò)束鏡、反射鏡、X方向振鏡驅(qū)動單元、X 方向掃描振鏡、Y方向掃描振鏡、Y方向振鏡驅(qū)動單元和平場聚光鏡；激 光器、擴(kuò)束鏡、反射鏡、X方向掃描振鏡、Y方向掃描振鏡和平場聚光鏡 依照光路的傳遞路線依次排列，X方向振鏡驅(qū)動單元與X方向掃描振鏡 信號連接，Y方向振鏡驅(qū)動單元與Y方向掃描振鏡信號連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的在線高速C02激光打碼機(jī)，其特征在于 所述C02激光器含風(fēng)冷結(jié)構(gòu)，波長10^im ll^im， C02激光器連接供電電 源；激光功率10W;供電電源輸入AC220V， 10%，輸出DC30V@6A， +15V@1A， -15V@1A，輸出功率210W。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的在線高速C02激光打碼機(jī)，其特征在于 所述反射鏡為兩個。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的在線高速C02激光打碼機(jī)，其特征在于 所述主控單元與激光器、X方向振鏡驅(qū)動單元、Y方向振鏡驅(qū)動單元信號 連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在線高速CO₂激光打碼機(jī)，包括遠(yuǎn)程控制器、主控單元和打碼機(jī)，所述打碼機(jī)為CO₂激光器打碼機(jī)，所述遠(yuǎn)程控制器與主控單元信號連接，主控單元與打碼機(jī)信號連接。本在線高速CO₂激光打碼機(jī)通過激光與物質(zhì)的作用，在物體表面形成清晰的編碼或標(biāo)記，并且能夠方便快捷地對編碼的內(nèi)容進(jìn)行制作、編排、輸出和更改，進(jìn)一步滿足在線打碼的需要。與其它的打碼技術(shù)相比，激光打碼無油墨，干凈無污染，無耗材成本，維修費(fèi)用低，系統(tǒng)誤工時間短，而且激光打碼技術(shù)的標(biāo)記清晰、瞬時和永久。
文檔編號B41J2/47GK101412325SQ200810219520
公開日2009年4月22日 申請日期2008年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月28日
發(fā)明者敏 周, 陽 李, 楊永強(qiáng) 申請人:華南理工大學(xué)