CN109495023B - 一种条幅打印机的电机扭矩调节控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种条幅打印机的电机扭矩调节控制系统，包括电路板和电机，所述电路板上设置有控制器、显示模块、电源模块和驱动电路；所述电机包括压打印头电机、收色带电机、收布电机和刹车电机，所述刹车电机包括第一电机和刹车器；所述控制器通过驱动电路分别连接压打印头电机、收色带电机、收布电机和第一电机，所述控制器与刹车器之间通过控制电路连接；所述控制器连接有显示模块和按钮；控制器通过控制驱动电路的电压大小从而实现对压打印头电机、收色带电机、收布电机和刹车电机扭矩的调节。本发明解决了因电机批次或厂家不一导致的输出扭矩不一致的问题，实现了打印机打印尺寸和排版尺寸的高度吻合。

Description

一种条幅打印机的电机扭矩调节控制系统

技术领域

本发明涉及打印设备技术领域，尤其涉及一种条幅打印机的电机扭矩调节控制系统。

背景技术

激光条幅打印机是生产色带条幅的设备，工作时候需要通过放色带轴放色带，收色带轴收色带，放布轴放布，收布轴收布，收色带轴，放色带轴，收布轴和放布轴都由电机带动，运行的时候均需要相互配合，电机输出恒定的扭矩才能保证打印过程中排版的尺寸和时间，打印出来的尺寸相吻合，过大的拉力会使实际打印的条幅布比排版尺寸长，过小的力会使实际打印的条幅布比排版尺寸短。

激光条幅打印机使用的电机是经过严密测试好的电机，收色带轴电机，放色带轴电机，收布轴电机三个电机均是恒定扭矩，三个电机精密的扭矩配合，保证机器正常工作，排版尺寸和实际打印尺寸相差无几，一旦电机损坏需要更换，因为电机的批次、厂家不同或型号不同均会导致打印排版尺寸和实际尺寸有偏差，另外在条幅布刚刚装机器上的时候和快使用完时候，由于条幅布卷前后重量不一样，导致条幅布卷惯量的变化，最后阶段条幅布少的时候，走布会变快，也同样会影响打印条幅的尺寸。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足和缺陷，提供一种条幅打印机的电机扭矩调节控制系统，解决了因电机批次或厂家不一导致的输出扭矩不一致的问题，实现了打印机打印尺寸和排版尺寸的高度吻合。

为实现所述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种条幅打印机的电机扭矩调节控制系统，包括电路板和电机，所述电路板上设置有控制器、显示模块、电源模块和驱动电路；

所述电机包括压打印头电机、收色带电机、收布电机和刹车电机，所述刹车电机包括第一电机和刹车器；

所述控制器通过驱动电路分别连接压打印头电机、收色带电机、收布电机和第一电机，所述控制器与刹车器之间通过控制电路连接；

所述控制器连接有显示模块和按钮；

所述电源模块，用于将220V交流电转换成5V直流电，为控制器、驱动电路和控制电路供电；

所述控制器采用单片机；控制器通过控制驱动电路的电压大小从而实现对压打印头电机、收色带电机、收布电机和刹车电机扭矩的调节。

进一步地，所述压打印头电机、收色带电机和收布电机均为扭矩电机。

进一步地，所述驱动电路包括第一光电耦合器，第一光电耦合器的输出端连接三极管；

所述三极管为双向可控硅三极管，双向可控硅三极管的门极连接第一光电耦合器，第一主电极连接第一光电耦合器，第二主电极连接电机，电机的两端并联一个电容；第一光电耦合器的输入端分别连接5V电压和单片机的IO端口；

所述第一光电耦合器为MOC3021型光电耦合器。

进一步地，所述压打印头电机、收色带电机、收布电机连接的驱动电路中第一主电极与光电耦合器之间接入220V交流电，且分别设置有电机开关。

进一步地，所述控制电路包括第二光电耦合器和MOSFET，

所述第二光电耦合器的输入端分别连接5V电压和单片机的IO端口，输出端连接MOSFET的基极；MOSFET的集电极和发射极连接刹车器；

第二光电耦合器包括一个发光二极管和一个光敏三极管，所述MOSFET为N沟道的MOSFET。

进一步地，所述单片机连接有刹车信号输入电路，所述刹车信号输入电路包括第二光电耦合器，所述第二光电耦合器的输入端通过电阻连接24V电源，第二光电耦合器的输出端连接至单片机的IO端口；

当刹车信号输入电路接收到24V电压信号后，单片机向刹车器连接的控制电路发送控制信号，刹车器工作，开始刹车。

进一步地，所述按钮设置为3个，分别为第一按钮、第二按钮和第三按钮，分别与单片机的IO端口连接；

所述第一按钮，用于控制单片机选择驱动电路的输出信号通道；

所述第二按钮，用于控制单片机输出电压信号的十位数模拟值；

所述第三按钮，用于控制单片机输出电压信号的个位数模拟值；

第一按钮选择压打印头电机、收色带电机或收布电机对应的驱动电路，然后通过第二按钮和第三按钮调节该电机的驱动电路输出电压信号的大小，从而实现对该电机输出扭矩的调节。

进一步地，所述显示模块包括三个LED数码管，分别为第一数码管、第二数码管和第三数码管；

所述第一数码管，用于显示单片机选择的驱动电路对应的输出信号通道；

所述第二数码管，用于显示单片机输出电压信号的十位数模拟值；

所述第三数码管，用于显示单片机输出电压信号的个位数模拟值。

进一步地，所述电源模块包括变压器、整流桥和稳压器，所述变压器的高压侧连接220V交流电，低压侧输出9V电压并连接整流桥，所述整流桥由四个二极管连接组成，整流桥的输出端连接稳压器，所述稳压器的输出端输出5V电压。

本发明的有益效果是：

1.本发明提供的一种条幅打印机的电机扭矩调节控制系统，条幅机采用统一的电路板，将控制系统集成在电路板中，通过调节电压信号的大小，对应调节电机的输出扭矩，实现了对电机输出扭矩的实时调节，且保证电机的输出扭矩保持恒定；实现了条幅机装配不挑电机，高效装配，同时解决了条幅机的条幅布因为惯量的不同，导致开始打印和后期打印排版和实现条幅尺寸的偏差问题。

2.本发明实现了打印尺寸和排版尺寸的高度吻合，减少了不一样批次或者厂家的电机每次都需要测试的过程，只需将功能匹配的扭矩电机与该控制系统连接即可；避免了每次都需要打样的尴尬，傻瓜式的配合，高效的装配，提高了生产效率，保证了高效高质量打印，有效提高客户生产效率，减少了次品出现，提高了经济效率，为客户创造更高的价值，同时为厂家节约人力成本。

附图说明

图1是本发明一种条幅打印机的电机扭矩调节控制系统的结构示意图。

图2是本发明一种条幅打印机的电机扭矩调节控制系统的电路图。

图3是本发明一种条幅打印机的电机扭矩调节控制系统中电源模块的电路图。

附图中标号为：1为电路板，3为控制器，4为显示模块，5为按钮，6为电源模块，7为刹车信号输入电路，8为驱动电路，9为控制电路，10为压打印头电机，11为收色带电机，12为收布电机，13为第一电机，14为刹车器。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

实施例1：如图1所示，一种条幅打印机的电机扭矩调节控制系统，包括电路板1和电机，所述电路板1上设置有控制器3、显示模块4、电源模块6和驱动电路8；

所述电机包括压打印头电机10、收色带电机11、收布电机12和刹车电机，所述刹车电机包括第一电机13和刹车器14；

所述控制器3通过驱动电路8分别连接压打印头电机10、收色带电机11、收布电机12和第一电机13，所述控制器3与刹车器14之间通过控制电路9连接；

所述控制器3连接有显示模块4和按钮5；

所述电源模块6，用于将220V交流电转换成5V直流电，为控制器3、驱动电路8和控制电路9供电；

所述控制器3采用单片机；控制器3通过控制驱动电路8的电压大小从而实现对压打印头电机10、收色带电机11、收布电机12和刹车电机扭矩的调节。

实施例2：本发明提供另一种条幅打印机的电机扭矩调节控制系统，包括电路板1和电机，所述电路板1上设置有控制器3、显示模块4、电源模块6和驱动电路8；所述电机包括压打印头电机10、收色带电机11、收布电机12和刹车电机，所述刹车电机包括第一电机13和刹车器14；所述控制器3通过驱动电路8分别连接压打印头电机10、收色带电机11、收布电机12和第一电机13，所述控制器3与刹车器14之间通过控制电路9连接；所述控制器3连接有显示模块4和按钮5；所述电源模块6，用于将220V交流电转换成5V直流电，为控制器3、驱动电路8和控制电路9供电；所述控制器3采用单片机；控制器3通过控制驱动电路8的电压大小从而实现对压打印头电机10、收色带电机11、收布电机12和刹车电机扭矩的调节。

所述压打印头电机10、收色带电机11和收布电机12均为扭矩电机；压打印头电机10设置在条幅打印机的打印头的端部，来控制打印头的工作和停止；收色带电机11设置在条幅打印机的收色带轴端部，收布电机12设置在条幅打印机的收布轴端部。

具体的，电路板1采用的是五路可控硅板，该电路板1上设置有一个220V交流输入，一个24V直流输入；单片机采用的是型号为MCU-5A16S2的单片机。

所述压打印头电机10、收色带电机11和收布电机12均采用的AC220V的扭矩电机，压打印头电机10的功率为40w，收布电机12的功率为10w，收色带电机11的功率为3w；刹车电机采用的是伟创机电厂家生产的松岗电机品牌的刹车电机，功率为6w。

所述驱动电路8包括第一光电耦合器，第一光电耦合器的输出端连接三极管；所述三极管为双向可控硅三极管，双向可控硅三极管的门极连接第一光电耦合器，第一主电极连接第一光电耦合器，第二主电极连接电机，电机的两端并联一个电容；第一光电耦合器的输入端分别连接5V电压和单片机的IO端口；所述第一光电耦合器为MOC3021型光电耦合器。

具体的，如图2所示，从上至下的四个驱动电路8分别连接压打印头电机10、收色带电机11、收布电机12和第一电机13；与压打印头电机10连接的驱动电路8中的第一光电耦合器的输入端连接单片机的P2.0端口，第一光电耦合器同时通过一个电阻R12连接+5V电压，电阻R12的阻值为750Ω；第一光电耦合器的输出端与双向可控硅三极管之间可接入电阻，双向可控硅三极管的主电极连接压打印头电机10，压打印头电机10的两端并联一个电容，电容的容量为470pF。

所述压打印头电机、收色带电机11、收布电机12连接的驱动电路8中第一主电极与光电耦合器之间接入220V交流电，且分别设置有电机开关。

所述控制电路9包括第二光电耦合器和MOSFET，所述第二光电耦合器的输入端分别连接5V电压和单片机的IO端口，输出端连接MOSFET的基极；MOSFET的集电极和发射极连接刹车器14；第二光电耦合器包括一个发光二极管和一个光敏三极管，所述MOSFET为N沟道的MOSFET。

具体的，第二光电耦合器的输入端单片机的DA4端口，同时通过电阻R16连接+5V电压，电阻R16的阻值为750Ω，输出端连接MOSFET的基极；MOSFET的集电极和发射极连接刹车器14。

所述单片机连接有刹车信号输入电路7，所述刹车信号输入电路7包括第二光电耦合器，所述第二光电耦合器的输入端通过电阻连接24V电源，第二光电耦合器的输出端连接至单片机的IO端口；

具体的，第二光电耦合器的输入端通过电阻R15连接24V输入电源，第二光电耦合器的输出端连接至单片机的P2.5端口。

当刹车信号输入电路7接收到24V电压信号后，单片机向刹车器14连接的控制电路9发送控制信号，刹车器14工作，开始刹车。

所述按钮5设置为3个，分别为第一按钮、第二按钮和第三按钮，分别与单片机的IO端口连接；所述第一按钮，用于控制单片机选择驱动电路8的输出信号通道；所述第二按钮，用于控制单片机输出电压信号的十位数模拟值；所述第三按钮，用于控制单片机输出电压信号的个位数模拟值；第一按钮、第二按钮和第三按钮分别对应在图2中的AJ1、AJ2和AJ3；AJ1、AJ2和AJ3分别连接至单片机的P1.2，P1.1，P1.0。

第一按钮选择压打印头电机10、收色带电机11或收布电机12对应的驱动电路8，然后通过第二按钮和第三按钮调节该电机的驱动电路8输出电压信号的大小，从而实现对该电机输出扭矩的调节。

所述显示模块4包括三个LED数码管，分别为第一数码管、第二数码管和第三数码管；所述第一数码管，用于显示单片机选择的驱动电路8对应的输出信号通道；所述第二数码管，用于显示单片机输出电压信号的十位数模拟值；所述第三数码管，用于显示单片机输出电压信号的个位数模拟值；第一数码管、第二数码管和第三数码管分别对应在图2中的LED1、LED2和LED3；LED1、LED2和LED3均连接单片机的P0.1~P0.6端口；本实施例中的第一数码管、第二数码管和第三数码管均为七段数码管。

所述电源模块6包括变压器、整流桥和稳压器，所述变压器的高压侧连接220V交流电，低压侧输出9V电压并连接整流桥，所述整流桥由四个二极管连接组成，整流桥的输出端连接稳压器，所述稳压器的输出端输出5V电压。

具体的，如图3所示，电源模块6的变压器T1高压侧连接220V交流输入，低压侧输出9V电源，并连接由二极管D1~D4组成的整流桥，通过整流后的电压经稳压器后输出+ 5V电压，为整个控制系统提供+5V电压信号；稳压器为78M05型号的稳压器。

该条幅打印机的电机扭矩调节控制系统的工作原理是：打开条幅打印机，同时开启电机开关，通过第一按钮AJ1调节单片机选择驱动电路8的输出信号通道，通道指示为1~5；然后调节第二按钮，控制单片机输出电压信号的十位数模拟值，；调节第三按钮，控制单片机输出电压信号的个位数模拟值，使压打印头电机10、收色带电机11、收布电机12和第一电机13的输出电压相同，从而保持电机输出恒定的扭矩，不影响打印质量；

设置好之后开始打印，色带和布开始在机器内走，此时压打印头电机10、收色带电机11、收布电机12和第一电机13均工作，刹车器14不工作；当打印完一个字需要跳白的时候，单片机不向驱动电路8发生信号，压打印头电机10停止工作并抬起，此时色带不走，布继续走；同时当刹车信号输入电路7接收到24V电压信号后，单片机向刹车器14连接的控制电路9发送控制信号，刹车器14工作，开始刹车；第一电机13被停止工作。跳白结束，恢复打印，直到打印结束即可。

以上所述之实施例，只是本发明的较佳实施例而已，并非限制本发明的实施范围，故凡依本发明专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。

Claims (7)

1.一种条幅打印机的电机扭矩调节控制系统，其特征在于，包括电路板（1）和电机，所述电路板（1）上设置有控制器（3）、显示模块（4）、电源模块（6）和驱动电路（8）；

所述电机包括压打印头电机（10）、收色带电机（11）、收布电机（12）和刹车电机，所述刹车电机包括第一电机（13）和刹车器（14）；所述压打印头电机（10）、收色带电机（11）和收布电机（12）均为扭矩电机；

所述控制器（3）通过驱动电路（8）分别连接压打印头电机（10）、收色带电机（11）、收布电机（12）和第一电机（13），所述控制器（3）与刹车器（14）之间通过控制电路（9）连接；

所述控制器（3）连接有显示模块（4）和按钮（5）；所述控制器（3）采用单片机；所述按钮（5）设置为3个，分别为第一按钮、第二按钮和第三按钮，分别与单片机的IO端口连接；所述单片机连接有刹车信号输入电路（7）；

所述电源模块（6），用于将220V交流电转换成5V直流电，为控制器（3）、驱动电路（8）和控制电路（9）供电；

控制器（3）通过控制驱动电路（8）的电压大小从而实现对压打印头电机（10）、收色带电机（11）、收布电机（12）和刹车电机扭矩的调节，具体为：

所述第一按钮，用于控制单片机选择驱动电路（8）的输出信号通道；

所述第二按钮，用于控制单片机输出电压信号的十位数模拟值；

所述第三按钮，用于控制单片机输出电压信号的个位数模拟值；

第一按钮选择压打印头电机（10）、收色带电机（11）或收布电机（12）对应的驱动电路（8），然后通过第二按钮（5）和第三按钮（5）调节该电机的驱动电路（8）输出电压信号的大小，从而实现对该电机输出扭矩的调节；

所述控制系统的工作过程包括：当打印完一个字需要跳白的时候，单片机不向驱动电路（8）发生信号，压打印头电机（10）停止工作并抬起，此时色带不走，布继续走；同时当刹车信号输入电路（7）接收到24V电压信号后，单片机向刹车器（14）连接的控制电路（9）发送控制信号，刹车器（14）工作，开始刹车；第一电机（13）被停止工作，跳白结束，恢复打印。

2.根据权利要求1所述的一种条幅打印机的电机扭矩调节控制系统，其特征在于，所述驱动电路（8）包括第一光电耦合器，第一光电耦合器的输出端连接三极管；

所述三极管为双向可控硅三极管，双向可控硅三极管的门极连接第一光电耦合器，第一主电极连接第一光电耦合器，第二主电极连接电机，电机的两端并联一个电容；第一光电耦合器的输入端分别连接5V电压和单片机的IO端口；

所述第一光电耦合器为MOC3021型光电耦合器。

3.根据权利要求2所述的一种条幅打印机的电机扭矩调节控制系统，其特征在于，所述压打印头电机（10）、收色带电机（11）、收布电机（12）连接的驱动电路（8）中第一主电极与光电耦合器之间接入220V交流电，且分别设置有电机开关。

4.根据权利要求1所述的一种条幅打印机的电机扭矩调节控制系统，其特征在于，所述控制电路（9）包括第二光电耦合器和MOSFET，

所述第二光电耦合器的输入端分别连接5V电压和单片机的IO端口，输出端连接MOSFET的基极；MOSFET的集电极和发射极连接刹车器（14）；

第二光电耦合器包括一个发光二极管和一个光敏三极管，所述MOSFET为N沟道的MOSFET。

5.根据权利要求4所述的一种条幅打印机的电机扭矩调节控制系统，其特征在于，所述刹车信号输入电路（7）包括第二光电耦合器，所述第二光电耦合器的输入端通过电阻连接24V电源，第二光电耦合器的输出端连接至单片机的IO端口。

6.根据权利要求1所述的一种条幅打印机的电机扭矩调节控制系统，其特征在于，所述显示模块（4）包括三个LED数码管，分别为第一数码管、第二数码管和第三数码管；

所述第一数码管，用于显示单片机选择的驱动电路（8）对应的输出信号通道；

所述第二数码管，用于显示单片机输出电压信号的十位数模拟值；

所述第三数码管，用于显示单片机输出电压信号的个位数模拟值。

7.根据权利要求1所述的一种条幅打印机的电机扭矩调节控制系统，其特征在于，所述电源模块（6）包括变压器、整流桥和稳压器，所述变压器的高压侧连接220V交流电，低压侧输出9V电压并连接整流桥，所述整流桥由四个二极管连接组成，整流桥的输出端连接稳压器，所述稳压器的输出端输出5V电压。

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