CN102717605B - 基于网络通信的激光打标及其产品质量保障跟踪管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明为基于网络通信的激光器打标及其产品质量保障跟踪管理系统，包括控制箱、激光器、振镜、pc机、安装架构、光缆和电缆，且激光器、控制箱和pc机依次由下至上置于安装架内，振镜置于安装架顶部滑动架的前端，其输入处依次经红光定位指示器，光纤隔离器、光缆和激光器呈对接形式，连同电缆相结合构成一个整体。采用微处理器操作系统，开展模块化电路设计，使用专业整部件器件明确接口标准，以简明的机械结构建立硬件平台，利用软件控制技术和现行网络通信技术，对业已激光打标的产品质量进行跟踪管理，排查假冒伪劣，确保产品质量和企业权益，具有设计合理，接入快捷，工作稳定，防止污染，数据准确，适应面广等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种激光打标及其系统，特别是一种基于网络通信的激光打标及其产品质量保障跟踪管理系统。
背景技术
长期以来，企业界习惯于在自行的产品上打上标志，以示区别于同类的产品质量，确保自身的利益和声誉。且传统的打标方式有诸如：倒模、移印、喷码、丝网印刷和电化学腐蚀等。这些打标方式均在不同时期、不同行业、不同产品、不同材料上广泛应用，并收到了良好效果。但是众所有知，其工艺流程复杂，严重污染环境，危害人身健康。
随着科学技术的迅猛发展，激光技术也日臻成熟，激光打标技术越来越被广泛应用。激光打标不仅可以打文字，数码和图案等，而且可靠性高，保存性好，操作简便，环保无污染等。但是，现行的激光打标技术，只能对产品打标，无法对产品质量进行跟踪管理，排查假冒伪劣，杜绝侵权行为，确保企业权益等，这是当前业内人士急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的就是为了克服已有技术的不足，提供一种以软件为基础，硬件为平台的基于网络通信的激光打标及其产品质量保障跟踪管理系统。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种基于网络通信的激光打标及其产品质量保障跟踪管理系统，包括有控制箱1、激光器2、振镜3、PC机4、安装架构5、光缆6和电缆7，且激光器2，控制箱1和PC机4依次由下至上设置于安装架5内，而振镜3设置于安装架构5顶部滑动架5.5的前端，其输入处依次经激光定位指示器1.13继而依次与光纤隔离器2.1、光缆6和激光器2输出端的激光束呈对接形式，连同电缆7相结合构成一个整体。其中：
所述控制箱1为独立式箱体结构，包括有1个中心控制模件1.1，1个+5伏电源模块1.2，1个+15伏电源模块1.3，1个+24伏电源模块1.4，1个延时器1.5， 1个接触器1.6和1个接线排1.7，及1个箱体1.8，1个前面板1.9和1个后盖板1.10，且中心控制模件1.1与PC机4呈双向连接；+5伏电源模块1.2的电源输出端与中心控制模件1.1的电源输入端相连接：+15伏电源模块1.3的电源输出端与振镜3的电源输入端相连接；+24伏电源模块1.4的电源输出端与激光器2的电源输入端相连接。
所述中心控制模件1.1为模块化结构，包括有1个FPGA大规模现场可编程门阵列1.11，1个ARM嵌入式微处理器1.12，1个激光定位指示器1.13，1个X轴向驱动器1.14，1个Y轴向驱动器1.15，1个FLASH可电子擦除存储器1.111，1个PRAM电可写存储器1.121，1个SDRAM静态存储器1.122，1个时钟电路1.123，并设置有1个网控接口1.112，1个光传感器接口1.113，1个输入/输出接口1.124，1个前面板接口1.125和1个后盖板接口1.126；且FPGA大规模现场可编程门阵列1.11的第41、55、21、22、23、24、25、26、27和28脚依次与ARM微处理器1.12的第35、39、11.、12、13、14、15、16、17和18脚相连接；
其第1至8脚依次与激光器2的第1至8脚相连接；其第23和27脚分别与X轴向驱动器1.14和Y轴向驱动器1.15各自的第1脚相连接，继而各自的第7脚依次分别与振镜3的X1和Y1脚相连接；其第62脚与激光定位指示器1.13的第1脚相连接。
所述激光器2和振镜3为专用整部件器件结构，且激光器2输出的激光束经光纤隔离器2.1直接射向激光定位指示器1.13，经激光定位指示器1.13继而直接射向振镜3，经振镜3输出的激光束直接射向工件，构成一条激光光束链路。
本发明基于以软件升级比硬件更为容易，同时在开发过程中用软件调试一般不会造成硬件物理损坏的自上而下的整体设计思想，采用ARM嵌入式微处理器操作系统为基础，运用FPGA大规模现场可编程门阵列为依托，开展模块化电路设计，合理使用专业整部件器件，明确接口标准，内插扩展信号处理技术，以简明的机械结构建立硬件平台，侧重以软件代替硬件，充分利用软件控制技术和现行网络通信技术，对业已激光打标的产品在实际应用中可能出现的问题进行跟踪管理，排查假冒伪劣，杜绝侵权行为，确保产品质量和企业权益等。
本发明的显著功能和特点如下：
1. 自动化程度高
本发明实际工作时，通过系统软件实现自动检测，在完成激光打标后，直接与数据库相对应的数据指标进行比对，记载每条生产线的具体信息，自动生成其统计报表，进行在线监控和产品质量跟踪管理，以实现防止串货现象，大大降低产品退货率；防止假冒伪劣，杜绝侵权行为。
2. 达标精度效率高，工件材料适用面广
本发明在嵌入式操作系统的控制下，通过输入/输出接口以每秒5至10米的线速度，可形成以微米量级的激光束在数秒内完成对工件的激光打标出清晰的数码、文字、图案，而其工件材料可以是金属、塑料、陶瓷、玻璃、皮革和纸张等，几乎适用于各种不同种类、同硬度的材料。
3. 操作简单，工作可靠，维修方便
本发明根据强内聚，弱耦合的指导思想，对系统内部各部分进行规模化设计，对各接口启用与实装一致的接插件，对个配套部分选用工业级高可靠产品；同时在满足达标要求和跟踪管理的条件下，还运用了防差错处理，可在几大范围内防止误操作。具有系统设计合理，整体布局明了，接入速度快捷，操作简单方便，工作稳定可靠，防污染能力强，实施手段十分人性化，应用领域广阔等特点，是一种适应性极强的基于网络通信的激光打标及其产品质量保障跟踪管理系统。
附图说明
图1为本发明整体构成状态示意图；
图2为本发明整体电原理框图；
图3为本发明中心控制模件电原理框图；
图4为本发明控制箱整体结构示意图；
图5为本发明控制箱后盖板结构示意图。
图中符号说明：
1是控制箱，其中：
1.1是中心控制模件，
1.2是+5伏电源模块，
1.3是+15伏电源模块，
1.4是+24伏电源模块，
1.5是延时器，
1.6是接触器，
1.7是接线排，
1.8是箱体，
1.9是前面板，
1.10是后盖板，
1.11是FPGA大规模现场编程门阵列，
1.12是ARM嵌入式微处理器，
1.13是激光定位指示器，
1.14是X轴向驱动器，
1.15是Y轴向驱动器，
1.111是FLASH电可擦除存储器，
1.112是网控接口，
1.113是光传器接口，
1.121是PRAM电可写存储器，
1.122是SDRAM静态数据存储器，
1.123是时钟电路，
1.124是输入/输出接口，
1.125是前面板接口，
1.126是后盖板接口，
1.81是散热孔，
1.91是启动开关，
1.92是振镜开关，
1.93是急停开关，
1.94是总电源开关，
1.95是拉柄，
1.101是显示屏电源接口，
1.102是PC机电源接口，
1.103是撞击开关接口，
1.104是数据接口，
1.105是外散热器电源接口，
1.106是振镜电源接口，
1.107是风扇
1.108是激光器电源接口，
1.109是总电源接口，
1.100是接地线柱；
2是激光器
2.1是光纤隔离器；
3是振镜；
4是PC机，
4.1是显示屏，
4.2是键盘；
5是安装架构，
5.1是支撑架，
5.2是升降盘，
5.3是防尘盒，
5.4是标度尺，
5.5是滑动架，
5.6是工作台；
6是光缆；
7是电缆。
具体实施方式
请参阅图1至图5所示，为本发明具体实施例。
结合图1和图2可以看出：本发明包括有控制箱1、激光器2、振镜3、PC机4、安装架构5、光缆6和电缆7，且激光器2、控制箱1和PC机4依次由下至上设置于安装架5内，而振镜3设置于安装架构5顶部滑动架5.5的前端，其输入处依次经激光定位指示器1.13继而依次与光纤隔离器2.1、光缆6和激光器2输出端的激光束呈对接形式，连同电缆7相结合构成一个整体。其中：
所述控制箱1为独立式箱体结构，包括有1个中心控制模件1.1，1个+5伏电源模块1.2，1个+15伏电源模块1.3，1个+24伏电源模块1.4，1个延时器1.5， 1个接触器1.6和1个接线排1.7，及1个箱体1.8，1个前面板1.9和1个后盖板1.10，且中心控制模件1.1与PC机4呈双向连接；
+5伏电源模块1.2的电源输出端与中心控制模件1.1的电源输入端相连接；
+15伏电源模块1.3的电源输出端与振镜3的电源输入端相连接；
+24伏电源模块1.4的电源输出端与激光器2的电源输入端相连接。
延时器1.5，接触器1.6和接线排1.7为独立整部件；
箱体1.8为高强度铝合金板筋件；
前面板1.9和后盖板1.10为高强度铸造件。
如图3所示：
所述中心控制模件1.1为模块化结构，包括有1个FPGA大规模现场可编程门阵列1.11，1个ARM嵌入式微处理器1.12，1个激光定位指示器1.13，1个X轴向驱动器1.14，1个Y轴向驱动器1.15，1个FLASH可电子擦除存储器1.111，1个PRAM电可写存储器1.121，1个SDRAM静态存储器1.122，1个时钟电路1.123，并设置有1个网控接口1.112，1个光传感器接口1.113，1个输入/输出接口1.124，1个前面板接口1.125和1个后盖板接口1.126；
且FPGA大规模现场可编程门阵列1.11的第41、55、21、22、23、24、25、26、27和28脚依次与ARM嵌入式微处理器1.12的第35、39、11.、12、13、14、15、16、17和18脚相连接；
.ARM嵌入式微处理器1.12的第1至8脚与激光器2的第1至8脚相连接；其第23和27脚分别与X轴向驱动器1.14和Y轴向驱动器1.15各自的第1脚相连接，继而各自的第7脚依次分别与振镜3的X1和Y1脚相连接；其第62脚与激光定位指示器1.13的第1脚相连接。
所述激光器2和振镜3为专用整部件器件结构，且激光器2输出的激光束经光纤隔离器2.1直接射向激光定位指示器1.13，经激光定位指示器1.13继而直接射向振镜3，经振镜3输出的激光光束直接射向工件，构成一条激光光束链路。
结合图4和图5可以看出：
所述箱体1.8两侧设置有散热孔1.81；
所述前面板1.9上从左至右依次设置有拉柄1.95，启动开关1.91，振镜开关1.92，急停开关1.93，总电源开关1.94和拉柄1.95；
所述后盖板1.10上从左至右依次设置有显示屏电源接口1.101，PC机电源接口1.102，撞击开关接口1.103，数据接口1.104，外散热器电源接口1.105，振镜电源接口1.106，风扇1.107，激光器电源接口1.108，总电源接口1.109和接地线柱1.100。
值得特别说明的是本发明所用的ARM嵌入式微处理器型号为ATMEGA,它不仅能大大缩短数据处理时间，而且还可以使用高级语言编写代码成为可能。而所用FPGA大规模现场可编程门阵型号为APA075-TQ144,它使用FLASH框架，可以通过JTAG端口进行性程序的下载，可重复写入加注，使其成为一个通用平台。因此，整个系统的设计更新提供的端口进行软件的重复加注和升级，而无需对硬件进行更改，十分便利。
本发明所用其他器材均为工业级器件和材料。
以上实施例，仅为本发明的较佳实施例而已，用以说明本发明的技术特征和可实施性，并非用以限定本发明的申请专利权利；同时以上的描述，对于熟知本技术领域的专业人士可明了并加以实施，因此，其他在未脱离本发明所揭示的前提下所完成的等效的改变或修饰，均应该包含在所述的申请专利权利范围之内。
Claims (1)
1.一种基于网络通信的激光打标及其产品质量保障跟踪管理系统包括有控制箱（1）、激光器（2）、振镜（3）、PC机（4）、安装架构（5）、光缆（6）和电缆（7），且激光器（2）、控制箱（1）和PC机（4）依次由下至上设置于安装架构（5）内，而振镜（3）设置于安装架构（5）顶部滑动架（5.5）的前端，其输入处依次经激光定位指示器（1.13）继而依次与光纤隔离器（2.1）、光缆（6）和激光器（2）输出端输出的激光束呈对接形式连同电缆（7）相结合构成一个整体，其中：
a、所述控制箱（1）为独立式箱体结构，包括有1个中心控制模件（1.1），1个+5伏电源模块（1.2），1个+15伏电源模块（1.3），1个+24伏电源模块（1.4），1个延时器（1.5），1个接触器（1.6）和1个接线排（1.7），及1个箱体（1.8），1个前面板（1.9）和1个后盖板（1.10），中心控制模件（1.1）与PC机（4）呈双向连接；+5伏电源模块（1.2）的电源输出端与中心控制模件（1.1）的电源输入端相连接；+15伏电源模块（1.3）的电源输出端与振镜（3）的电源输入端相连接；+24伏电源模块（1.4）的电源输出端与激光器（2）的电源输入端相连接；
b、所述激光器（2）和振镜（3）为专用整部件器件结构，且激光器（2）输出激光束经光纤隔离器（2.1）直接射向激光定位指示器（1.13），经激光定位指示器（1.13）继而直接射向振镜（3），经振镜（3）输出的激光光束直接射向工件，构成一条激光光束链路；
c、所述箱体（1.8）两侧设置有散热孔（1.81）；
d、所述前面板（1.9）上从左至右依次设置有拉柄（1.95），启动开关（1.91），振镜开关（1.92），急停开关（1.93），总电源开关（1.94）和拉柄（1.95）；
e、所述后盖板（1.10）上从左至右依次设置有显示屏电源接口（1.101），PC机电源接口（1.102），撞击开关接口（1.103），数据接口（1.104），外散热器电源接口（1.105），振镜电源接口（1.106），风扇（1.107），激光器电源接口（1.108），总电源接口（1.109）和接地线柱（1.100）；其特征是：
所述中心控制模件（1.1）为模块化结构，包括有1个FPGA大规模现场可编程门阵列（1.11），1个ARM嵌入式微处理器（1.12），1个激光定位指示器（1.13），1个X轴向驱动器（1.14），1个Y轴向驱动器（1.15），1个FLASH可电子擦除存储器（1.111），1个PRAM电可写存储器（1.121），1个SDRAM静态存储器(1.122)，1个时钟电路(1.123)，并设置有1个网控接口(1.112)，1个光传感器接口(1.113)，1个输入/输出接口(1.124)，1个前面板接口(1.125)和1个后盖板接口(1.126)；且:
FPGA大规模现场可编程门阵列(1.11)的第41、55、21、22、23、24、25、26、27和28脚依次与ARM微处理器(1.12)的第35、39、11.、12、13、14、15、16、17和18脚相连接；
ARM嵌入式微处理器（1.12）的第1至8脚依次与激光器（2）的第1至8脚相连接；其第23和27脚分别与X轴向驱动器（1.14）和Y轴向驱动器（1.15）各自的第1脚相连接；继而X轴向驱动器（1.14）和Y轴向驱动器(1.15)各自的第7脚依次分别与振镜(3)的X1和Y1脚相连接；其第62脚与激光定位指示器(1.13)的第1脚相连接；
通过系统软件实现自动检测，在完成激光打标后，直接与数据库相对应的数据指标进行比对，记载每条生产线的具体信心，自动生成其统计报表，进行在线监控和产品质量跟踪管理，以实现防止串货现象；
通过输入/输出接口以每秒5至10米的线速度，可形成以微米量级的激光束在 数秒内完成对工件的激光打标出清晰的数码、文字、图案。
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2012
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