CN110825036A - 在线喷墨、清洗控制系统及方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在线喷墨、清洗控制系统及方法和设备，实时采集外部运动控制主板发送的喷头画笔信号、X电机脉冲信号和Y电机脉冲信号；根据设定的脉冲当量，得出运动合成速度；接收喷头画笔信号和运动合成速度，得到喷头移动距离，控制喷头按照设定参数开启打点喷墨或者连续出墨。令喷头切换到清洗料筒，按照设定的输出频率和墨滴大小，输出PWM脉冲，进行清洗喷头，待清洗结束后，自动控制泄压电磁阀，降低清洗料筒的压力，将喷头切换到墨水料筒。能够广泛应用于激光切割机、震动刀切割机、圆刀切割机等，实现了机器在线喷墨、清洗画线、切割一体的功能，一机多用，大大降低了企业生产加工成本，提高了生产效率，满足了智能化发展需求。

Description

在线喷墨、清洗控制系统及方法和设备

技术领域

本发明涉及喷墨控制系统领域，具体涉及一种在线喷墨、清洗控制系统及方法和设备。

背景技术

随着科学技术的迅猛发展，在工业产品中，人们对于自动化程度的要求愈来愈高；在制鞋、制衣、箱包、皮带等行业生产过程中，传统工艺需要在切割好的原料上进行画线，后道工序根据画好的轮廓进行加工；在制鞋、制包工艺中，一般是先冲床冲料(下料)，后画线的工艺，具体操作是在下料好的鞋面上放一个和鞋面形状、尺寸一致的模板，模板内刻有线槽，然后人工手持画线笔沿模板的线槽边沿画线，工作效率极低、人工劳动强度大，图形改变后造成模板报废，给企业生产经营带来沉重负担。

目前市场上已经出现鞋材画线机器，是将冲床冲好的样片放置到画线机器上，机器进行自动画线，但对于材料下料除了冲床工艺，还有激光切割、震动刀切割、圆刀切割等下料工艺，以激光切割为例，激光切割好的样片，由于激光切割过程中会产生高温，样片受热变形、翘起，若采用画线机器，则会导致画线精度达不到要求，所以对于激光切割后的样片，目前只能采用人工画线，为此市场上急需开发一种在线喷墨、清洗控制系统及其喷墨、清洗方法。

与本申请相关的现有技术是专利文献CN207239465U，公开了一种画线激光切割机，其包括画线装置、激光切割装置及用于驱动画线装置和激光切割装置移动的移动驱动装置，所述画线装置和激光切割装置装设于移动驱动装置，所述画线装置包括装设于移动驱动装置的安装座、装设于安装座的驱动机构、连接于驱动机构的连接板、装设于连接板的导杆、活动设置于导杆的移动座、用于阻挡和限位移动座的限位件及设置于移动座的画线笔，所述移动座滑动连接于安装座，所述限位件设置于导杆的一端。自动化地实现了皮革的画线及切割加工，且一次性加工成型，画线装置通过移动座的活动设置，实现画线笔的自行调节，避免画线笔刮伤皮革，提高皮革的画线质量。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种在线喷墨、清洗控制系统及方法和设备。

根据本发明提供的一种在线喷墨、清洗控制系统，包括：

信号采集模块：实时采集外部运动控制主板发送的喷头画笔信号、X电机脉冲信号和Y电机脉冲信号；

信号处理模块：接收X电机脉冲信号和Y电机脉冲信号，根据设定的脉冲当量，得出X电机脉冲信号和Y电机脉冲信号的运动合成速度；

喷墨控制模块：接收喷头画笔信号和运动合成速度，根据运动合成速度和喷头画笔信号，得到喷头移动距离，控制喷头按照设定参数开启打点喷墨或者连续出墨。

优选地，所述的在线喷墨、清洗控制系统，还包括清洗控制模块：令喷头切换到清洗料筒，按照设定的输出频率和墨滴大小，输出PWM脉冲，以控制喷头的输出，进行清洗喷头，待清洗结束后，自动控制泄压电磁阀，降低清洗料筒的压力，将喷头切换到墨水料筒。

优选地，所述信号采集模块包括：

脉冲计数模块：采用高精度定时器设置时间间隔分别对X轴驱动机构、Y轴驱动机构的输入脉冲进行计数；

高电平转换模块：判定X轴驱动机构、Y轴驱动机构之间的脉冲距离与设定的喷墨打点间距，若脉冲距离大于喷墨打点间距，则设置高电平，并设定高电平开始时间，否则，继续分别对输入脉冲进行计数；

低电平转换模块：判定高电平开始时间是否达到设定值，若达到设定值，则设置低电平，否则，继续分别对输入脉冲进行计数。

根据本发明提供的一种在线喷墨、清洗控制方法，包括：

信号采集步骤：实时采集外部运动控制主板发送的喷头画笔信号、X电机脉冲信号和Y电机脉冲信号；

信号处理步骤：接收X电机脉冲信号和Y电机脉冲信号，根据设定的脉冲当量，得出X电机脉冲信号和Y电机脉冲信号的运动合成速度；

喷墨控制步骤：接收喷头画笔信号和运动合成速度，根据运动合成速度和喷头画笔信号，得到喷头移动距离，控制喷头按照设定参数开启打点喷墨或者连续出墨。

优选地，所述的在线喷墨、清洗控制方法，还包括清洗控制步骤：令喷头切换到清洗料筒，按照设定的输出频率和墨滴大小，输出PWM脉冲，以控制喷头的输出，进行清洗喷头，待清洗结束后，自动控制泄压电磁阀，降低清洗料筒的压力，将喷头切换到墨水料筒。

优选地，所述信号采集步骤包括：

脉冲计数步骤：采用高精度定时器设置时间间隔分别对X轴驱动机构、Y轴驱动机构的输入脉冲进行计数；

高电平转换步骤：判定X轴驱动机构、Y轴驱动机构之间的脉冲距离与设定的喷墨打点间距，若脉冲距离大于喷墨打点间距，则设置高电平，并设定高电平开始时间，否则，继续分别对输入脉冲进行计数；

低电平转换步骤：判定高电平开始时间是否达到设定值，若达到设定值，则设置低电平，否则，继续分别对输入脉冲进行计数。

优选地，对所述喷头画笔信号进行干扰源清除后再发送用于喷头控制。

根据本发明提供的一种在线喷墨、清洗控制装置，采用上述的在线喷墨、清洗控制方法，包括喷头和控制器，所述控制器与喷头通过线缆连接，所述喷头安装在激光切割设备的X轴或者Y轴的导轨上，随X轴或者Y轴的导轨移动进行喷墨、划线。

优选地，所述控制器输入电压和输出电压分别支持多等级电压。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明能够满足鞋材、箱包、玩具、服装等行业喷墨画线的工艺需求，能够对接激光切割设备、震动刀切割设备、圆刀切割设备等多款裁剪设备通用，并能在线喷墨，自动清洗。

2、本发明的装置能够一机多用，大大降低企业生产加工成本，提高生产效率，满足智能化发展需求。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的喷墨装置应用图；

图2为本发明的喷墨控制系统原理流程图；

图3为本发明的喷墨控制系统的拓扑结构图；

图4为本发明的喷墨流程示意图；

图5为本发明的喷头清洗流程示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明能够广泛应用于激光切割机、震动刀切割机、圆刀切割机等，实现了机器在线喷墨、清洗画线、切割一体的功能，一机多用，大大降低了企业生产加工成本，提高了生产效率，满足了智能化发展需求。通过信号采集模块、信号处理模块、喷墨控制模块对信号的采集、处理、优化、输送，实现了喷墨系统可与激光切割设备、震动刀切割设备、圆刀切割设备等多款裁剪设备在线无缝对接。现以激光切割机为例，在激光切割系统上位机上可以设置不同加工图层，分别为激光切割图层、粉笔画线图层，激光切割图层发送激光切割信号至激光切割机，粉笔画线图层发送画笔信号至外部控制系统。而本发明的在线喷墨控制可与激光切割机、震动刀切割机、圆刀切割机等裁剪设备上实现无缝对接。

如图1所示，喷墨装置包括喷墨头1和控制器，1表示喷墨头，2表示激光切割机X轴，3表示激光切割机Y轴。喷墨头1安装于激光切割设备X轴2或Y轴3导轨上，随着X轴2和Y轴3导轨的移动进行喷墨、画线；喷墨头1可以是单头、双头、多头，可以安装在激光切割设备上，也可以安装在震动刀切割设备上、圆刀切割设备上。喷墨头1具有喷墨和清洗双重功能，通过与控制器的结合，实现了全自动喷墨、全自动清洗的双重智能控制；能够实现喷墨点间距，墨点大小任意控制、墨水、胶水、酒精等多种高、中、低黏度介质普遍应用、喷头长时间喷墨不堵墨，操作便捷化。控制器可以安装于激光切割设备、震动刀切割设备、圆刀切割设备内部，也可以独立安装于外部，所述喷墨头与控制器之间通过线缆连接。所述控制器输入电压支持5V、12V、24V、48V等多等级电压，输出电压支持5V、12V、24V、48V等多等级电压。

所述喷墨控制系统与喷墨装置的结合应用，有益效果是实现了能够满足鞋材、箱包、玩具、服装等行业喷墨画线的工艺需求并且能够对接激光切割设备、震动刀切割设备、圆刀切割设备等多款裁剪设备通用的在线喷墨控制系统；喷墨点间距，墨点大小可任意控制，无论在在低速、高速、加减速、转弯等多路段都能够全自动均匀喷墨、清洗的在线控制系统。

如图2所示，在线喷墨控制系统包括信号采集模块、信号处理模块、喷墨控制模块，信号采集模块实时采集激光切割机X轴、激光切割机Y轴中驱动机构的多路电机脉冲信号，以及粉笔画线图层发出的画笔信号，将采集信号输送至信号处理模块，信号采集模块实时采集，响应时间快，能够无延迟以保证信号传输的高效稳定。

如图3所示，信号处理模块一方面接收多路电机脉冲信号并计算信号合成速度，将信号合成速度数据实时发送给喷墨控制模块，另一方面接收画笔信号，对画笔信号进行干扰源清除，以保证信号的稳定、准确，清除干扰源之后再实时发送给喷墨控制模块，信号处理模块是将实时采集到的脉冲信号进行速度合成、处理以及画笔信号优化，然后将处理后的数据实时发送给喷墨控制模块。

喷墨控制模块一方面是根据信号处理模块发送的实时数据控制喷头喷墨频率，另一方面是根据信号处理模块发送的画笔信号对喷头实时开启喷墨，喷头开启喷墨后接收信号处理模块发送的实时数据，控制喷头出墨频率，保证在喷墨过程中加速、减速、转弯时等多路段墨滴高度一致性以及墨滴间距的一致性。

在清洗时，令喷头切换到清洗料筒，按照设定的输出频率和墨滴大小，输出PWM脉冲，以控制喷头的输出，进行清洗喷头，待清洗结束后，自动控制泄压电磁阀，降低清洗料筒的压力，将喷头切换到墨水料筒。

如图4所示，当接收到喷墨开始信号后，进行高速采集外部X、Y的输入脉冲，计算合成速度和移动距离，当上次喷墨位置的移动距离等于设定的喷墨距离时，打开喷嘴电磁阀进行喷墨，之后延迟一定的时间或距离，再关闭喷嘴电磁阀，延迟时长由墨滴大小设定。喷墨信号结束时，关闭喷墨，流程结束。

如图5所示，在喷头清洗时手动开启清洗，关闭喷墨路电磁阀，再打开清洗路电磁阀，采用设定的频率和墨滴大小，输出对应频率和占空比的PWM波形来控制喷头开关。清洗完成后，关闭清洗路电磁阀，再打开泄气电磁阀，对清洗料筒内进行泄压。再打开喷墨路电磁阀，输出一定的时间，使得墨水进入喷头管路，关闭喷墨，流程结束。

在具体实施过程中，信号采集模块设置有高精度定时器，所述定时器可以设置10um的间隔来对XY轴输入脉冲进行计数；如果XY轴输入的脉冲距离大于设定的喷墨打点间距则进入下一步，开始设置PWM高电平，并且设定高电平开始时间；如果XY轴输入的脉冲距离小于设定的喷墨打点间距，则高精度定时器继续对XY轴输入的脉冲进行计数，依此往复；如上步，设置高电平的开始时间后，判断高电平时间是否达到设定值，如果达到设定值则进入下一步开始设置低电平，如果没有达到设定值，则高精度定时器继续对XY轴输入的脉冲进行计数，依此往复；通过低电平设置完成后，高精度定时器继续对XY轴输入的脉冲进行计数，依此往复。

喷墨控制系统与喷墨装置的结合应用，喷墨点间距，墨点大小可任意控制，无论在低速、高速、加减速、转弯等多路段都能够全自动均匀喷墨、清洗的在线控制系统。能够满足鞋材、箱包、玩具、服装等行业喷墨画线的工艺需求并且能够对接激光切割设备、震动刀切割设备、圆刀切割设备等多款裁剪设备通用的在线喷墨、清洗控制系统，来替代传统人工手持画线笔沿模板的线槽边沿在下料好的片材上画线，对降低企业生产成本，优化产业结构，促进集约发展，推动工业自动化进程有重大战略意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种在线喷墨、清洗控制系统，其特征在于，包括：

信号采集模块：实时采集外部运动控制主板发送的喷头画笔信号、X电机脉冲信号和Y电机脉冲信号；

信号处理模块：接收X电机脉冲信号和Y电机脉冲信号，根据设定的脉冲当量，得出X电机脉冲信号和Y电机脉冲信号的运动合成速度；

喷墨控制模块：接收喷头画笔信号和运动合成速度，根据运动合成速度和喷头画笔信号，得到喷头移动距离，控制喷头按照设定参数开启打点喷墨或者连续出墨。

2.根据权利要求1所述的在线喷墨、清洗控制系统，其特征在于，还包括清洗控制模块：令喷头切换到清洗料筒，按照设定的输出频率和墨滴大小，输出PWM脉冲，以控制喷头的输出，进行清洗喷头，待清洗结束后，自动控制泄压电磁阀，降低清洗料筒的压力，将喷头切换到墨水料筒。

3.根据权利要求1所述的在线喷墨、清洗控制系统，其特征在于，对所述喷头画笔信号进行干扰源清除后再发送用于喷头控制。

4.根据权利要求1所述的在线喷墨、清洗控制系统，其特征在于，所述信号采集模块包括：

脉冲计数模块：采用高精度定时器设置时间间隔分别对X轴驱动机构、Y轴驱动机构的输入脉冲进行计数；

高电平转换模块：判定X轴驱动机构、Y轴驱动机构之间的脉冲距离与设定的喷墨打点间距，若脉冲距离大于喷墨打点间距，则设置高电平，并设定高电平开始时间，否则，继续分别对输入脉冲进行计数；

低电平转换模块：判定高电平开始时间是否达到设定值，若达到设定值，则设置低电平，否则，继续分别对输入脉冲进行计数。

5.一种在线喷墨、清洗控制方法，其特征在于，包括：

信号采集步骤：实时采集外部运动控制主板发送的喷头画笔信号、X电机脉冲信号和Y电机脉冲信号；

信号处理步骤：接收X电机脉冲信号和Y电机脉冲信号，根据设定的脉冲当量，得出X电机脉冲信号和Y电机脉冲信号的运动合成速度；

喷墨控制步骤：接收喷头画笔信号和运动合成速度，根据运动合成速度和喷头画笔信号，得到喷头移动距离，控制喷头按照设定参数开启打点喷墨或者连续出墨。

6.根据权利要求5所述的在线喷墨、清洗控制方法，其特征在于，还包括清洗控制步骤：令喷头切换到清洗料筒，按照设定的输出频率和墨滴大小，输出PWM脉冲，以控制喷头的输出，进行清洗喷头，待清洗结束后，自动控制泄压电磁阀，降低清洗料筒的压力，将喷头切换到墨水料筒。

7.根据权利要求5所述的在线喷墨、清洗控制方法，其特征在于，对所述喷头画笔信号进行干扰源清除后再发送用于喷头控制。

8.根据权利要求5所述的在线喷墨、清洗控制方法，其特征在于，所述信号采集步骤包括：

脉冲计数步骤：采用高精度定时器设置时间间隔分别对X轴驱动机构、Y轴驱动机构的输入脉冲进行计数；

高电平转换步骤：判定X轴驱动机构、Y轴驱动机构之间的脉冲距离与设定的喷墨打点间距，若脉冲距离大于喷墨打点间距，则设置高电平，并设定高电平开始时间，否则，继续分别对输入脉冲进行计数；

低电平转换步骤：判定高电平开始时间是否达到设定值，若达到设定值，则设置低电平，否则，继续分别对输入脉冲进行计数。

9.一种在线喷墨、清洗控制装置，采用权利要求5至8中任一项所述的在线喷墨、清洗控制方法，其特征在于，包括喷头和控制器，所述控制器与喷头通过线缆连接，所述喷头安装在激光切割设备的X轴或者Y轴的导轨上，随X轴或者Y轴的导轨移动进行喷墨、划线。

10.根据权利要求9所述的在线喷墨、清洗控制装置，其特征在于，所述控制器输入电压和输出电压分别支持多等级电压。

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