1. 研究目的与意义
目前的振镜扫描式控制系统中,图形编辑软件(人机交互软件)运行在计算机上,硬件控制卡安装在计算机主板上,两者之间通过驱动程序进行相应的数据交换。图形编辑软件是系统的操作界面,可以运行在任意的计算机上,理论上一台计算机就控制无数台激光打标机进行图形标刻。硬件控制电路都是基于计算机的ISA总线或PCI总线设计的,所以使用时硬件必须安装在计算机主板的ISA总线或PCI总线扩展槽中,这样就限制了每台计算机控制激光打标机的台数(现有的控制系统基本上都是一台计算机控制一台激光打标机),这种控制方式显然造成了计算机资源的浪费。另外,由于硬件安装在计算机主板上,所以影响了整个系统的稳定运行,降低了激光打标机的稳定性,同时也增加了激光打标机的成本和体积。
随着激光打标在各个加工领域的广泛运用,用户越来越希望打标设备能够向轻型化、小型化方向发展,能够灵活应用于各种加工场所。现有的打标系统由于自身的缺点越来越难以满足市场的需求,需要寻求一种新的方法来解决这个问题,USB的出现和发展使打标设备与计算机相分离成为一种可能。首先,把安装在计算机主板上的硬件控制卡做成一个手持设备,该设备可以独立完成激光打标;然后,更改设备与图形编辑软件之间的数据交换方式,用USB设备或USB连接线完成数据传输。由于计算机与打标设备相分离,一台计算机就能控制多台激光打标机,避免了不必要的浪费,并且打标设备能够灵活应用于各种场合。
2. 国内外研究现状分析
1960年,theodoremaiman发明了第一台激光器,激光技术开始受到各国的广泛关注,取得了飞速的发展,1961年,我国的第一台激光器研制成功,激光加工开始应用到我国的加工工业中。随着激光技术在各个领域的广泛应用,激光打标技术也越来越受国内外加工领域的重视,它能够在各种工件的表面标刻出图形符号,并且不易磨损和仿制。目前,一些发达国家已经把激光技术作为了工业加工的工艺标准,使得激光打标技术得到了更好的推广和应用。我国也非常重视该技术,现在已经被越来越多的国内加工企业所使用,国家科委也将该技术列为八五火炬计划进行研制和推广。
随着dsp数字信号处理(digitalsignalprocessing,简称dsp)的性能更加出色、成本更加低廉,其应用几乎遍及电子产业的各个领域,将该技术应用到激光打标领域中也成为一种能够趋势。采用dsp进行硬件板卡的设计,可以很好地控制打标速度,并能缓解激光打标机的开关电源和声光产生的高频和低频干扰。目前,dsp的工作频率已经很高,经过倍频后会更高,以adi公司的blackfin531为例,工作频率为25mhz,倍频后可达400mhz,能够处理各种复杂的函数和算法。dsp可以直接输出模拟信号,因此大大加强了整个传输过程中的抗干扰能力,提高设备运行时的稳定性。
dsp的工作频率非常高,而且包括丰富的外设和接口,某些dsp还具有mcu的功能。dsp板卡即可以设计成pci板卡也可以设计成独立的打标设备,在激光打标领域的应用越来越突出。
3. 研究的基本内容与计划
内容:
研究激光打标机控制系统的组成及实现方式,并针对arm处理器平台提出激光打标系统的整体实现方案。在嵌入式实时操作系统wince下,将激光打标系统划分为多个独立并行运行的任务并将其添加到wince中来实现打标系统所要完成的功能。基于vc 开发的软件最终实现系统功能,并能进行图形失真的修正处理。
计划:
4. 研究创新点
运用现代设计方法,针对新型ARM处理器平台提出激光打标系统的整体实现方案。在嵌入式实时操作系统WINCE下,将激光打标系统划分为多个独立并行运行的任务并将其添加到WinCE中来实现打标系统所要完成的功能。基于VC 开发的软件最终实现系统功能。设计出来的产品相比较目前市场上的产品具有廉价、高精度、高可靠性、柔性化、网络化等特点。
