CN115214245A - 一种机械手通过plc进行喷墨打印的方法及系统 - Google Patents

一种机械手通过plc进行喷墨打印的方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种机械手通过PLC进行喷墨打印的方法及系统，涉及喷墨打印技术领域。在本发明中，通过PLC将机械手夹具端面的线速度转换成脉冲数量，并将转换得到的脉冲数量发送至打印系统，以供打印系统控制喷头进行喷墨打印。相对现有技术中的伺服系统和伺服马达，本发明通过PLC有效缩短响应时间，使打印系统能及时收到对应的脉冲数量，实现确保图案打印的效果。进一步地，由于伺服马达出现机械抖动或者干扰都会影响到打印效果，本发明通过PLC的代替伺服系统和伺服马达向打印系统发出脉冲数量，提高图像打印的稳定性，利于应用在凹凸面上进行打印，且有效降低整机成本、减少故障点和降低后期维护成本。

Description

一种机械手通过PLC进行喷墨打印的方法及系统
技术领域
本发明涉及喷墨打印技术领域，尤其涉及一种机械手通过PLC进行喷墨打印的方法及系统。
背景技术
在喷墨打印领域中，是利用机械手进行喷墨打印的设备，但由于机械手臂的运动是多轴的联动，无法通过编码器将它的线速度表现出来，为此现有的技术解决方案都是利用通信的方式将机械手的线速度传递给伺服系统，然后伺服系统再根据收到速度通过一定比例让伺服马达转动，最后将伺服马达的编码器信号传给打印系统,打印系统在收到脉冲时将脉冲按照图案数据控制喷头板卡控制喷头进行喷墨打印。存在以下问题：
1、适用范围窄，应用在凹凸面打印时图片会有失真现象。在打印凹凸面时机械手臂端面的线速度时时刻刻在变化，现有的系统方案，即机械手—伺服系统—伺服马达—打印系统，响应时间过长，打印系统收到的脉冲数会被滞后导致图案会失真。
2、打印效果过渡依赖伺服系统控制伺服马达所发出的脉冲数，中途只要伺服马达出现机械抖动或者干扰都会影响到打印效果。
3、整机的成本增加、故障点增加、后期维护成本高。
4、打印死区面积大。在打印盆型材料时盆底四周会有过大的死区，除去喷头宽度带来的打印死区，由于喷头在快要碰到盆壁时需要一段距离减速停止，因此还需要留出减速区域供喷头减速，但由于现有的系统响应速度慢的因素导致在减速区域无法正常喷印，增大了打印死区面积。
发明内容
本发明的目的在于提出一种机械手通过PLC进行喷墨打印的方法及系统，以解决现有打印系统存在响应速度慢、抗干扰性差、故障点多的技术问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种机械手通过PLC进行喷墨打印的方法，包括以下步骤：
步骤一：将机械手各轴联动后合成夹具端面的线速度传递给PLC；
步骤二：PLC根据收到的线速度值换算得出在此线速度下需要发出的脉冲数周期；
步骤三：将所述脉冲数周期作为PLC的脉宽调制的周期，并利用PLC的脉宽调制发出与当前线速度相应的脉冲数量至打印系统；
步骤四：打印系统根据PLC发出的脉冲数量控制喷头进行喷墨打印。
进一步，所述步骤二中，PLC换算出脉冲数周期的过程为：
获取打印系统打印1毫米所需的脉冲个数，将打印系统打印1毫米所需的脉冲个数A与夹具端面的线速度相乘，得出1秒内打印系统所需的脉冲个数；
依据频率1KHz表示为1秒钟1000个脉冲，将1s内打印系统所需的脉冲个数除以1000，得到PLC的输出频率f；
利用PLC的输出频率f与脉冲数周期T的关系：T＝1/f，换算得到脉冲数周期T。
进一步，所述步骤一中，机械手通过工业以太网将夹具端面的线速度传递给PLC。
本发明还提供一种机械手通过PLC进行喷墨打印的系统，包括机械手、喷头、打印系统和PLC；
所述喷头设置在机械手的夹具端面，用于进行喷墨打印；
所述机械手与所述PLC通信连接，用于移动所述喷头，并用于将各轴联动后合成夹具端面的线速度传递至所述PLC；
所述PLC与所述打印系统通信连接，用于根据收到的线速度值换算得出在此速度下需要发出的脉冲数周期，将所述脉冲数周期作为PLC的脉宽调制的周期，并利用PLC的脉宽调制发出与当前线速度相应的脉冲数量至打印系统；
所述打印系统用于根据所述PLC发出的脉冲数量控制喷头进行喷墨打印。
进一步，所述PLC具有采样模块、计算模块和输出模块；
所述采样模块用于获取打印系统打印1毫米所需的脉冲个数和接收机械手传递的夹具端面的线速度；
所述计算模块用于将打印系统打印1毫米所需的脉冲个数A与夹具端面的线速度相乘，得出1秒内打印系统所需的脉冲个数；
所述计算模块还用于将1s内打印系统所需的脉冲个数除以1000，得到PLC的输出频率f，并利用PLC的输出频率f与脉冲数周期T的关系：T＝1/f，换算得到脉冲数周期；
所述输出模块用于将所述脉冲数周期作为PLC的脉宽调制的周期，并发出与当前线速度相应的脉冲数量至所述打印系统。
进一步，所述机械手通过以太网将夹具端面的线速度传递给所述PLC的采用模块。
进一步，所述PLC为西门子smartPLC。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：
通过PLC将机械手夹具端面的线速度转换成脉冲数量，并将转换得到的脉冲数量发送至打印系统，以供打印系统控制喷头进行喷墨打印。相对现有技术中的伺服系统和伺服马达，本发明通过PLC有效缩短响应时间，使打印系统能及时收到对应的脉冲数量，实现确保图案打印的效果。由于响应速度快，使得打印系统能及时收到的脉冲数，因此本实施例打印盆型材料的过程中，喷头减速过程仍能正常进行打印，有效减少打印死区。进一步地，由于伺服马达出现机械抖动或者干扰都会影响到打印效果，本发明通过PLC的代替伺服系统和伺服马达向打印系统发出脉冲数量，提高图像打印的稳定性，利于应用在凹凸面上进行打印，且有效降低整机成本、减少故障点和降低后期维护成本。
附图说明
附图对本发明做进一步说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。
图1是本发明其中一个实施例的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1所示，本实施例的一种机械手通过PLC进行喷墨打印的方法，包括以下步骤：
步骤一：将机械手各轴联动后合成夹具端面的线速度传递给PLC(ProgrammableLogicController，可编程逻辑控制器)；
步骤二：PLC根据收到的线速度值换算得出在此线速度下需要发出的脉冲数周期；
步骤三：将所述脉冲数周期作为PLC的脉宽调制的周期，并利用PLC的脉宽调制发出与当前线速度相应的脉冲数量至打印系统；
步骤四：打印系统根据PLC发出的脉冲数量控制喷头进行喷墨打印。
在本发明中，通过PLC将机械手夹具端面的线速度转换成脉冲数量，并将转换得到的脉冲数量发送至打印系统，以供打印系统控制喷头进行喷墨打印。相对现有技术中的伺服系统和伺服马达，本发明通过PLC有效缩短响应时间，使打印系统能及时收到对应的脉冲数量，实现确保图案打印的效果。由于响应速度快，使得打印系统能及时收到的脉冲数，因此本实施例打印盆型材料的过程中，喷头减速过程仍能正常进行打印，有效减少打印死区。进一步地，由于伺服马达出现机械抖动或者干扰都会影响到打印效果，本发明通过PLC的代替伺服系统和伺服马达向打印系统发出脉冲数量，提高图像打印的稳定性，利于应用在凹凸面上进行打印，且有效降低整机成本、减少故障点和降低后期维护成本。
值得说明的是，所述步骤二中，PLC换算出脉冲数周期的过程为：
获取打印系统打印1毫米所需的脉冲个数，将打印系统打印1毫米所需的脉冲个数A与夹具端面的线速度相乘，得出1秒内打印系统所需的脉冲个数；
依据频率1KHz表示为1秒钟1000个脉冲，将1s内打印系统所需的脉冲个数除以1000，得到PLC的输出频率f；
利用PLC的输出频率f与脉冲数周期T的关系：T＝1/f，换算得到脉冲数周期T。
如此，通过简单的运算即可实现通过PLC将机械手夹具端面的线速度转换成脉冲数周期，然后将所述脉冲数周期作为PLC的脉宽调制的周期，并利用PLC的脉宽调制发出与当前线速度相应的脉冲数量至打印系统，既能实现将转换得到的脉冲数量发送至打印系统。有效缩短响应时间，使打印系统能及时收到对应的脉冲数量，实现确保图案打印的效果。
优选地，所述步骤一中，机械手通过工业以太网将夹具端面的线速度传递给PLC。由于工业以太网技术具有广泛的应用范围，是重要的基础性计算机网络技术，其本身能够兼容多种不同的编程语言。适用性广，且传输效率快，能使夹具端面的线速度及时地传递到PLC，确保图案打印的效果。
本发明还提供一种机械手通过PLC进行喷墨打印的系统，包括机械手、喷头、打印系统和PLC；
所述喷头设置在机械手的夹具端面，用于进行喷墨打印；
所述机械手与所述PLC通信连接，用于移动所述喷头，并用于将各轴联动后合成夹具端面的线速度传递至所述PLC；
所述PLC与所述打印系统通信连接，用于根据收到的线速度值换算得出在此速度下需要发出的脉冲数周期，将所述脉冲数周期作为PLC的脉宽调制的周期，并利用PLC的脉宽调制发出与当前线速度相应的脉冲数量至打印系统；
所述打印系统用于根据所述PLC发出的脉冲数量控制喷头进行喷墨打印。具体地，在本实施例中，打印系统将收到的脉冲数按照图案数据进行分配控制信号，喷头根据分类控制信号进行喷墨打印。
如此，通过PLC将机械手夹具端面的线速度转换成脉冲数量，并将转换得到的脉冲数量发送至打印系统，以供打印系统控制喷头进行喷墨打印。相对现有技术中的伺服系统和伺服马达，本发明通过PLC有效缩短响应时间，使打印系统能及时收到对应的脉冲数量，实现确保图案打印的效果。由于响应速度快，使得打印系统能及时收到的脉冲数，因此本实施例打印盆型材料的过程中，喷头减速过程仍能正常进行打印，有效减少打印死区。进一步地，由于伺服马达出现机械抖动或者干扰都会影响到打印效果，本发明通过PLC的代替伺服系统和伺服马达向打印系统发出脉冲数量，提高图像打印的稳定性，利于应用在凹凸面上进行打印，且有效降低整机成本、减少故障点和降低后期维护成本。
值得说明的是，所述PLC具有采样模块、计算模块和输出模块，所述采样模块用于获取打印系统打印1毫米所需的脉冲个数和接收机械手传递的夹具端面的线速度；所述计算模块用于将打印系统打印1毫米所需的脉冲个数A与夹具端面的线速度相乘，得出1秒内打印系统所需的脉冲个数；所述计算模块还用于将1s内打印系统所需的脉冲个数除以1000，得到PLC的输出频率f，并利用PLC的输出频率f与脉冲数周期T的关系：T＝1/f，换算得到脉冲数周期；所述输出模块用于将所述脉冲数周期作为PLC的脉宽调制的周期，并发出与当前线速度相应的脉冲数量至所述打印系统。如此，通过简单的运算即可实现通过PLC将机械手夹具端面的线速度转换成脉冲数量，并将转换得到的脉冲数量发送至打印系统。有效缩短响应时间，使打印系统能及时收到对应的脉冲数量，实现确保图案打印的效果。
优选地，所述机械手通过以太网将夹具端面的线速度传递给所述PLC的采用模块。由于工业以太网技术具有广泛的应用范围，是重要的基础性计算机网络技术，其本身能够兼容多种不同的编程语言。适用性广，且传输效率快，能使夹具端面的线速度及时地传递到PLC，确保图案打印的效果。
具体地，所述PLC为西门子smartPLC。西门子smartPLC最大输出频率为100KHz，应用在打印系统可对应0-30m/min的打印速度，利于满足快速打印的需求。
根据本发明实施例的一种机械手通过PLC进行喷墨打印的方法及系统的其他构成等以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种机械手通过PLC进行喷墨打印的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将机械手各轴联动后合成夹具端面的线速度传递给PLC；
步骤二：PLC根据收到的线速度值换算得出在此线速度下需要发出的脉冲数周期；
步骤三：将所述脉冲数周期作为PLC的脉宽调制的周期，并利用PLC的脉宽调制发出与当前线速度相应的脉冲数量至打印系统；
步骤四：打印系统根据PLC发出的脉冲数量控制喷头进行喷墨打印。
2.根据权利要求1所述的一种机械手通过PLC进行喷墨打印的方法，其特征在于，所述步骤二中，PLC换算出脉冲数周期的过程为：
获取打印系统打印1毫米所需的脉冲个数，将打印系统打印1毫米所需的脉冲个数A与夹具端面的线速度相乘，得出1秒内打印系统所需的脉冲个数；
依据频率1KHz表示为1秒钟1000个脉冲，将1s内打印系统所需的脉冲个数除以1000，得到PLC的输出频率f；
利用PLC的输出频率f与脉冲数周期T的关系：T＝1/f，换算得到脉冲数周期T。
3.根据权利要求1所述的一种机械手通过PLC进行喷墨打印的方法，其特征在于，所述步骤一中，机械手通过工业以太网将夹具端面的线速度传递给PLC。
4.一种机械手通过PLC进行喷墨打印的系统，其特征在于，包括机械手、喷头、打印系统和PLC；
所述喷头设置在机械手的夹具端面，用于进行喷墨打印；
所述机械手与所述PLC通信连接，用于移动所述喷头，并用于将各轴联动后合成夹具端面的线速度传递至所述PLC；
所述PLC与所述打印系统通信连接，用于根据收到的线速度值换算得出在此速度下需要发出的脉冲数周期，将所述脉冲数周期作为PLC的脉宽调制的周期，并利用PLC的脉宽调制发出与当前线速度相应的脉冲数量至打印系统；
所述打印系统用于根据所述PLC发出的脉冲数量控制喷头进行喷墨打印。
5.根据权利要求4所述的一种机械手通过PLC进行喷墨打印的系统，其特征在于，所述PLC具有采样模块、计算模块和输出模块；
所述采样模块用于获取打印系统打印1毫米所需的脉冲个数和接收机械手传递的夹具端面的线速度；
所述计算模块用于将打印系统打印1毫米所需的脉冲个数A与夹具端面的线速度相乘，得出1秒内打印系统所需的脉冲个数；
所述计算模块还用于将1s内打印系统所需的脉冲个数除以1000，得到PLC的输出频率f，并利用PLC的输出频率f与脉冲数周期T的关系：T＝1/f，换算得到脉冲数周期；
所述输出模块用于将所述脉冲数周期作为PLC的脉宽调制的周期，并发出与当前线速度相应的脉冲数量至所述打印系统。
6.根据权利要求5所述的一种机械手通过PLC进行喷墨打印的系统，其特征在于，所述机械手通过以太网将夹具端面的线速度传递给所述PLC的采用模块。
7.根据权利要求4所述的一种机械手通过PLC进行喷墨打印的系统，其特征在于，所述PLC为西门子smart PLC。
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