CN118003779A - 一种电缆表面高精度打标喷印系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电缆打标喷印技术领域，具体是一种电缆表面高精度打标喷印系统，系统组成包括：喷墨打印模块、激光打印模块、控制系统、供墨系统、传输系统，本发明所具有的有益效果是采用高精度喷头和激光打印技术，确保打印出的文字和图案清晰可辨，对比度高，即使在高速生产线上也能保持稳定性；特殊配方的墨水和激光打印技术使得标记不易因高温或湿度而脱落或模糊，增强了产品在各种环境条件下的使用寿命；先进的控制系统可以自动调节打印速度、质量和墨水流量，减少人工干预，提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及电缆打标喷印技术领域，具体涉及一种电缆表面高精度打标喷印系统。
背景技术
电缆标记是电缆生产过程中的重要环节，用于在电缆表面打印出生产日期、批次号、公司标志等信息，以便于产品追溯和管理，目前，电缆标记主要采用连续喷墨打印(CIJ)和激光打印两种技术；连续喷墨打印通过加热将墨水从喷嘴中喷出，以在电缆表面形成高分辨率的打印，打印机可以在高速电缆生产线上进行连续打印，且墨水干燥时间快，适合在生产线上进行高速、连续的电缆打印，激光打印机使用聚焦的激光束在电缆表面创建精确、高对比度的标记，激光打印可以在无需干燥时间的情况下打印永久性的可追溯性代码。
在相关技术中，现有的电缆标记技术可能会出现打印质量不高的问题，例如，打印的代码对比度低，或者墨水传输不良，这些都可能降低产品的质量；如果打印机出现故障，可能会导致生产线停工，从而导致昂贵的返工和废品产生；激光打印机的打印速度可能较慢，可能会导致生产线的堵塞；在一些特殊的环境条件下，例如高温、湿度等，现有的电缆标记可能会脱落或模糊，影响标记的持久性，为此，我们提出一种电缆表面高精度打标喷印系统。
本背景技术部分中公开的以上信息仅用于理解本发明构思的背景技术，并且因此，它可以包含不构成现有技术的信息。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种电缆表面高精度打标喷印系统以解决上述背景技术中提出的打印的代码对比度低，或者墨水传输不良，这些都可能降低产品的质量；如果打印机出现故障，可能会导致生产线停工，从而导致昂贵的返工和废品产生；激光打印机的打印速度可能较慢，可能会导致生产线的堵塞；在一些特殊的环境条件下，例如高温、湿度等，现有的电缆标记可能会脱落或模糊，影响标记的持久性的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电缆表面高精度打标喷印系统，系统组成包括：
喷墨打印模块：采用高精度喷头，能够在不同材质的电缆表面上快速打印清晰的文字和图案，喷头设计有自动清洁功能，防止墨水干结和堵塞；
激光打印模块：集成高功率激光器和精密扫描系统，能够在电缆表面快速打印永久性标记，且不受环境影响；
控制系统：采用微处理器和控制算法，实现对打印过程的精确控制，包括打印速度、打印质量和墨水流量的自动调节；
供墨系统：使用特殊的墨水，具有高对比度和快速干燥的特性，同时能够抵抗高温和湿度的影响；
传输系统：包括一个高速传送带和精确的定位装置，确保电缆在打印过程中的稳定性和精确性。
作为一种优化的技术方案，所述喷墨打印模块的组成如下：
主墨水箱：储存用于打印的墨水，从收集槽回收的墨水会返回到这里；
泵：将墨水从主墨水箱压送至打印头；
减压阀：调节墨水压力；
压电元件：振动从喷嘴中排出的墨水流，使其分离成墨水颗粒；
喷嘴：喷出墨水；
静电电极板：对从墨水流中产生的墨水颗粒施加负电荷；
静电传感器：监测墨水颗粒中是否有适当的静电荷；
偏转电极板：在电极板之间产生磁场，根据墨水颗粒的电荷进行偏转，将墨水颗粒引导至打印目标上；
收集槽：收集未用于打印的墨水颗粒；
回收泵：从收集槽中取回墨水颗粒，并将其送回主墨水箱。
作为一种优化的技术方案，所述激光打印模块的组成如下：
高功率激光器：产生激光束，用于打印标记；
扫描镜：反射激光束，按照预定的图案扫描电缆表面；
聚焦透镜：聚焦激光束至一个小点，以提高打印精度；
光电探测器：监测激光束的位置和强度，确保打印质量；
转动平台：移动电缆，以便激光打印整个标记区域；
控制单元：控制激光器的输出和扫描镜的移动。
作为一种优化的技术方案，所述控制系统的组成如下：
微处理器：作为控制系统的大脑，负责处理输入的数据和执行软件算法；
传感器：收集打印机状态信息，包括墨水流量、打印速度和打印质量，并将数据发送给微处理器，所述传感器包括流量传感器、位置传感器和速度传感器；
执行器：根据微处理器的指令调节打印机的各种参数，包括墨水泵的速度和打印头的移动；
接口：允许控制系统与打印机的其他部分通信，以及与外部设备通信；
反馈回路：将打印结果的实际数据反馈给控制器，控制器将这些数据与预设参数进行比较，如果有偏差，控制器会调整执行器的动作，以纠正偏差。
作为一种优化的技术方案，所述供墨系统的组成如下：
主墨水箱：储存墨水，为打印系统提供墨水来源；
供墨泵：将墨水从主墨水箱输送到喷头；
墨水管道：连接墨水箱和喷头，墨水通过此管道流动；
供墨控制器：控制墨水的压力和流量，确保墨水稳定供给；
喷头：将墨水喷射到介质上形成文字或图像。
作为一种优化的技术方案，所述传输系统的组成如下：
高速传送带：用于快速移动物料；
驱动滚筒：传送带的一端，用电机驱动，使传送带运动；
托辊组：支撑传送带，确保物料平稳传输；
张紧装置：保持传送带适当的张力，防止打滑；
定位装置：确保物料在传送带上的正确位置，以便进行精确的打印。
作为一种优化的技术方案，所述反馈回路的工作步骤如下：
设定目标值：在控制系统中设定期望的输出值，称为设定点；
测量实际输出：使用传感器测量系统的实际输出，这个值称为过程变量；
计算偏差：将实际输出与设定点进行比较，得到偏差值，即误差信号；
执行控制动作：控制器根据偏差值，通过控制算法来调整执行器的动作，以减小偏差；
反馈调整结果：执行器的调整结果影响系统输出，新的输出值再次被传感器测量，并反馈给控制器。
作为一种优化的技术方案，为实现喷头的自动清洁功能，喷墨打印模块中设置以下部件：
清洁泵：用于在清洁周期中向喷头喷射清洁液；
清洁液储存器：储存用于清洁喷头的清洁液；
喷嘴清洁器：采用软橡胶制成的刮刀或刷子，用于物理清除喷嘴上的干墨；
吸墨垫：在清洁过程中，吸收多余的清洁液和墨水；
控制电路：控制自动清洁周期的启动和停止。
本发明所具有的有益效果是：
采用高精度喷头和激光打印技术，确保打印出的文字和图案清晰可辨，对比度高，即使在高速生产线上也能保持稳定性；特殊配方的墨水和激光打印技术使得标记不易因高温或湿度而脱落或模糊，增强了产品在各种环境条件下的使用寿命；先进的控制系统可以自动调节打印速度、质量和墨水流量，减少人工干预，提高生产效率；喷墨打印模块的自动清洁功能和激光打印模块的无需干燥时间的特性，减少了因打印机故障导致的生产线停工时间；高速传送带和精确的定位装置确保了电缆在打印过程中的稳定性和精确性，从而提高了生产线的整体效率；通过提高打印质量和稳定性，减少了因打印错误导致的返工和废品，节约了成本；永久性的激光打印标记提供了更好的产品追溯能力，有助于产品质量管理和合规性追踪。
附图说明
图1是本发明提供的一种电缆表面高精度打标喷印系统的系统连接框图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
本实施例中的一种电缆表面高精度打标喷印系统，系统组成包括：
喷墨打印模块：采用高精度喷头，能够在不同材质的电缆表面上快速打印清晰的文字和图案，喷头设计有自动清洁功能，防止墨水干结和堵塞；
激光打印模块：集成高功率激光器和精密扫描系统，能够在电缆表面快速打印永久性标记，且不受环境影响；
控制系统：采用微处理器和控制算法，实现对打印过程的精确控制，包括打印速度、打印质量和墨水流量的自动调节；
供墨系统：使用特殊的墨水，具有高对比度和快速干燥的特性，同时能够抵抗高温和湿度的影响；
传输系统：包括一个高速传送带和精确的定位装置，确保电缆在打印过程中的稳定性和精确性；
特殊墨水可以从墨水厂商处进行定制，使墨水满足系统的使用环境。
作为一种优化的技术方案，喷墨打印模块的组成如下：
主墨水箱：储存用于打印的墨水，从收集槽回收的墨水会返回到这里；
泵：将墨水从主墨水箱压送至打印头；
减压阀：调节墨水压力；
压电元件：振动从喷嘴中排出的墨水流，使其分离成墨水颗粒；
喷嘴：喷出墨水；
静电电极板：对从墨水流中产生的墨水颗粒施加负电荷；
静电传感器：监测墨水颗粒中是否有适当的静电荷；
偏转电极板：在电极板之间产生磁场，根据墨水颗粒的电荷进行偏转，将墨水颗粒引导至打印目标上；
收集槽：收集未用于打印的墨水颗粒；
回收泵：从收集槽中取回墨水颗粒，并将其送回主墨水箱；
工作原理：压力化的墨水从控制器供给至打印头；墨水被送至具有压电振荡器和排放孔的喷嘴；在压电振荡器的振动下，墨水被排放出来，并同时被赋予负电静电荷。
作为一种优化的技术方案，激光打印模块的组成如下：
高功率激光器：产生激光束，用于打印标记；
扫描镜：反射激光束，按照预定的图案扫描电缆表面；
聚焦透镜：聚焦激光束至一个小点，以提高打印精度；
光电探测器：监测激光束的位置和强度，确保打印质量；
转动平台：移动电缆，以便激光打印整个标记区域；
控制单元：控制激光器的输出和扫描镜的移动；
工作原理：高功率激光器发射激光束；扫描镜按照控制单元的指令反射激光束，按预定图案扫描电缆表面；聚焦透镜将激光束聚焦至电缆表面的一个小点；激光束的热能将电缆表面的材料局部蒸发或变色，形成永久性标记；
激光束的聚焦可以用透镜公式表示：
其中，f是透镜的焦距，do是物距，di是像距；
扫描路径的计算涉及到激光束在电缆表面上移动的速度和方向，可以通过控制激光器和扫描镜的相对位置来实现，计算通常由控制单元内的微处理器完成，以确保打印图案的精确性和一致性。
作为一种优化的技术方案，控制系统的组成如下：
微处理器：作为控制系统的大脑，负责处理输入的数据和执行软件算法；
传感器：收集打印机状态信息，包括墨水流量、打印速度和打印质量，并将数据发送给微处理器，所述传感器包括流量传感器、位置传感器和速度传感器；
执行器：根据微处理器的指令调节打印机的各种参数，包括墨水泵的速度和打印头的移动；
接口：允许控制系统与打印机的其他部分通信，以及与外部设备通信；
反馈回路：将打印结果的实际数据反馈给控制器，控制器将这些数据与预设参数进行比较，如果有偏差，控制器会调整执行器的动作，以纠正偏差；
工作原理：传感器收集关于打印机状态的实时数据；微处理器处理这些数据，并运行软件算法来确定最佳的打印参数；执行器根据微处理器的指令调整打印机的操作，如墨水流量和打印速度；
可以采用PID控制器，公式为：
其中，Kp、Ki和Kd分别是比例、积分和微分增益，e(t)是偏差，即期望值与实际值之间的差。
在本实施例中，供墨系统的组成如下：
主墨水箱：储存墨水，为打印系统提供墨水来源；
供墨泵：将墨水从主墨水箱输送到喷头；
墨水管道：连接墨水箱和喷头，墨水通过此管道流动；
供墨控制器：控制墨水的压力和流量，确保墨水稳定供给；
喷头：将墨水喷射到介质上形成文字或图像；
工作原理：控制器中的微处理器根据打印需求控制供墨泵的工作，以调节墨水的流量和压力；墨水通过管道从主墨水箱输送到喷头；喷头将墨水以特定的图案喷射到打印介质上。
实施例2：
在本实施例中，传输系统的组成如下：
高速传送带：用于快速移动物料；
驱动滚筒：传送带的一端，用电机驱动，使传送带运动；
托辊组：支撑传送带，确保物料平稳传输；
张紧装置：保持传送带适当的张力，防止打滑；
定位装置：确保物料在传送带上的正确位置，以便进行精确的打印；
工作原理：电机驱动驱动滚筒转动，带动传送带运动；物料放置在传送带上，随传送带移动；托辊组支撑传送带，保证其平稳运行；张紧装置通过调整张力，确保传送带在运行过程中不会打滑；定位装置控制物料在传送带上的位置，以便于后续的打印工作。
具体的，反馈回路的工作步骤如下：
设定目标值：在控制系统中设定期望的输出值，称为设定点；
测量实际输出：使用传感器测量系统的实际输出，这个值称为过程变量；
计算偏差：将实际输出与设定点进行比较，得到偏差值，即误差信号；
执行控制动作：控制器根据偏差值，通过控制算法来调整执行器的动作，以减小偏差；
反馈调整结果：执行器的调整结果影响系统输出，新的输出值再次被传感器测量，并反馈给控制器；
为实现喷头的自动清洁功能，喷墨打印模块中设置以下部件：
清洁泵：用于在清洁周期中向喷头喷射清洁液；
清洁液储存器：储存用于清洁喷头的清洁液；
喷嘴清洁器：采用软橡胶制成的刮刀或刷子，用于物理清除喷嘴上的干墨；
吸墨垫：在清洁过程中，吸收多余的清洁液和墨水；
控制电路：控制自动清洁周期的启动和停止。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能依次来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种电缆表面高精度打标喷印系统，其特征在于，系统组成包括：
喷墨打印模块：采用高精度喷头，能够在不同材质的电缆表面上快速打印清晰的文字和图案，喷头设计有自动清洁功能，防止墨水干结和堵塞；
激光打印模块：集成高功率激光器和精密扫描系统，能够在电缆表面快速打印永久性标记，且不受环境影响；
控制系统：采用微处理器和控制算法，实现对打印过程的精确控制，包括打印速度、打印质量和墨水流量的自动调节；
供墨系统：使用特殊的墨水，具有高对比度和快速干燥的特性，同时能够抵抗高温和湿度的影响；
传输系统：包括一个高速传送带和精确的定位装置，确保电缆在打印过程中的稳定性和精确性。
2.根据权利要求1所述的一种电缆表面高精度打标喷印系统，其特征在于：所述喷墨打印模块的组成如下：
主墨水箱：储存用于打印的墨水，从收集槽回收的墨水会返回到这里；
泵：将墨水从主墨水箱压送至打印头；
减压阀：调节墨水压力；
压电元件：振动从喷嘴中排出的墨水流，使其分离成墨水颗粒；
喷嘴：喷出墨水；
静电电极板：对从墨水流中产生的墨水颗粒施加负电荷；
静电传感器：监测墨水颗粒中是否有适当的静电荷；
偏转电极板：在电极板之间产生磁场，根据墨水颗粒的电荷进行偏转，将墨水颗粒引导至打印目标上；
收集槽：收集未用于打印的墨水颗粒；
回收泵：从收集槽中取回墨水颗粒，并将其送回主墨水箱。
3.根据权利要求1所述的一种电缆表面高精度打标喷印系统，其特征在于：所述激光打印模块的组成如下：
高功率激光器：产生激光束，用于打印标记；
扫描镜：反射激光束，按照预定的图案扫描电缆表面；
聚焦透镜：聚焦激光束至一个小点，以提高打印精度；
光电探测器：监测激光束的位置和强度，确保打印质量；
转动平台：移动电缆，以便激光打印整个标记区域；
控制单元：控制激光器的输出和扫描镜的移动。
4.根据权利要求1所述的一种电缆表面高精度打标喷印系统，其特征在于：所述控制系统的组成如下：
微处理器：作为控制系统的大脑，负责处理输入的数据和执行软件算法；
传感器：收集打印机状态信息，包括墨水流量、打印速度和打印质量，并将数据发送给微处理器，所述传感器包括流量传感器、位置传感器和速度传感器；
执行器：根据微处理器的指令调节打印机的各种参数，包括墨水泵的速度和打印头的移动；
接口：允许控制系统与打印机的其他部分通信，以及与外部设备通信；
反馈回路：将打印结果的实际数据反馈给控制器，控制器将这些数据与预设参数进行比较，如果有偏差，控制器会调整执行器的动作，以纠正偏差。
5.根据权利要求1所述的一种电缆表面高精度打标喷印系统，其特征在于：所述供墨系统的组成如下：
主墨水箱：储存墨水，为打印系统提供墨水来源；
供墨泵：将墨水从主墨水箱输送到喷头；
墨水管道：连接墨水箱和喷头，墨水通过此管道流动；
供墨控制器：控制墨水的压力和流量，确保墨水稳定供给；
喷头：将墨水喷射到介质上形成文字或图像。
6.根据权利要求1所述的一种电缆表面高精度打标喷印系统，其特征在于：所述传输系统的组成如下：
高速传送带：用于快速移动物料；
驱动滚筒：传送带的一端，用电机驱动，使传送带运动；
托辊组：支撑传送带，确保物料平稳传输；
张紧装置：保持传送带适当的张力，防止打滑；
定位装置：确保物料在传送带上的正确位置，以便进行精确的打印。
7.根据权利要求4所述的一种电缆表面高精度打标喷印系统，其特征在于：所述反馈回路的工作步骤如下：
设定目标值：在控制系统中设定期望的输出值，称为设定点；
测量实际输出：使用传感器测量系统的实际输出，这个值称为过程变量；
计算偏差：将实际输出与设定点进行比较，得到偏差值，即误差信号；
执行控制动作：控制器根据偏差值，通过控制算法来调整执行器的动作，以减小偏差；
反馈调整结果：执行器的调整结果影响系统输出，新的输出值再次被传感器测量，并反馈给控制器。
8.根据权利要求1所述的一种电缆表面高精度打标喷印系统，其特征在于：为实现喷头的自动清洁功能，喷墨打印模块中设置以下部件：
清洁泵：用于在清洁周期中向喷头喷射清洁液；
清洁液储存器：储存用于清洁喷头的清洁液；
喷嘴清洁器：采用软橡胶制成的刮刀或刷子，用于物理清除喷嘴上的干墨；
吸墨垫：在清洁过程中，吸收多余的清洁液和墨水；
控制电路：控制自动清洁周期的启动和停止。
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