CN207132897U - 基于dlp器件的轮胎成型机用激光标线装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电气设备及电气工程技术领域，尤其涉及一种基于DLP器件的轮胎成型机用激光标线装置，包括主控CPU控制单元、DLP数字控制单元、红绿蓝三基色激光电源、红绿蓝三基色激光灯、DMD数字微镜成像单元、光学投影成像镜头以及多路输出直流稳压电源。本装置采用DLP光学成像投影方法取代机械传动投影方法，响应速度可以达到毫秒级，激光标线具备高速定位能力，从根本上克服了机械传动式激光标线方法响应速度慢的缺点，可以满足新型轮胎成型机对激光标线器高响应速度的技术要求，达到提高成型机单班成品数量的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及电气设备及电气工程技术领域，尤其涉及一种基于DLP器件的轮胎成型机用激光标线装置。
背景技术
如图5所示，原有装置采用左中右共3个激光灯，其中把中间位置的激光灯定义为零位激光灯，该激光灯固定不动，作为零位标线，左右位置的2个激光灯与机械传动机构相连，由电动机的正反转运动改变左右激光灯的标线位置，左中右3个激光灯会在轮胎成型机的工作面上投射出3条平行的激光标线，从而作为对轮胎成型机上料及贴合工序操作质控的基准线。原有装置采用2组电源供电，其中的直流电源负责给控制电路和电机驱动电路提供稳定的直流电压，左中右共3个激光灯由专用的激光灯电源提供恒流源，控制电路接收来自轮胎成型机主控制器(PLC或工控机)现场总线的命令数据，计算出左右2个激光灯的标线位置数据，给驱动电路发出控制脉冲信号，控制电动机的正反转运动，并接收来自位置传感器的实时位置反馈信号，实现与轮胎成型机主控制器总线联网功能和激光标线准确定位功能。
机械传动式的激光标线装置在技术上存在着以下主要缺陷：
①机械传动机构长期运行存在磨损问题，需要定期检修、润滑、校准。
②轮胎成型机越来越追求单班成品数量，要求激光标线器具备高速定位能力，机械传动式的激光标线方法由于受到电动机正反转运行启停惯量的限制，难以实现很高的响应速度。
③机械传动式的激光标线方法通常采用单电机驱动方式，只能实现左右2个激光灯的同步开合功能，如果轮胎成型机生产工艺中需要2个激光灯实现异步开合功能，就必须使用双电机配合双机械传动机构，会造成标线器的机械结构复杂性增加、制造费用和维护费用升高的问题。
④如果轮胎成型机生产工艺中需要使用不同颜色的激光标线，机械传动式的激光标线方法只能由现场的维护人员人工更换不同颜色的激光灯，并使用专用设备调整新更换的激光灯的准直度，存在费工费时的问题，直接影响轮胎成型机的生产效率。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种基于DLP器件的轮胎成型机用激光标线装置，从根本上解决上述机械传动式激光标线方法固有缺陷的技术目的。
本实用新型为实现上述目的，采用以下技术方案：
一种基于DLP器件的轮胎成型机用激光标线装置，其特征在于:包括主控CPU 控制单元、DLP数字控制单元、红绿蓝三基色激光电源、红绿蓝三基色激光灯、 DMD数字微镜成像单元、光学投影成像镜头以及多路输出直流稳压电源；
所述主控CPU控制单元用于接收轮胎成型机主控制器发来的现场总线命令数据，并根据该命令数据计算出激光标线的投影图案数字视频原始数据；
所述DLP数字控制单元用于接收主控CPU控制单元的数字视频原始数据，生成DMD数字微镜成像单元所需要的数据信号和控制信号，并驱动DMD数字微镜成像单元工作，同时DLP数字控制单元还用于控制所述红绿蓝三基色激光电源的输出状态，驱动所述红绿蓝三基色激光灯工作，在所述DMD数字微镜成像单元上显示出高清晰度的数字视频原始图像；
所述光学投影成像镜头用于接收DMD数字微镜成像单元的数字视频原始图像并生产所需要的投影图案，输出到轮胎成型机的工作面上；
所述多路输出直流稳压电源用于为主控CPU控制单元、DLP数字控制单元、红绿蓝三基色激光电源、DMD数字微镜成像单元分别供电。
优选地，所述DLP数字控制单元由主控制器和从控制器构成，每个控制器各独自配置并行闪存，主控制器和从控制器共同生成所述DMD数字微镜成像单元所需要的数据信号和控制信号。
本实用新型的有益效果是:本装置具有以下优点：
①本装置不存在机械传动机构，长期运行没有磨损问题，基本不需要润滑和校准。
②本装置采用DLP光学成像投影方法取代机械传动投影方法，响应速度可以达到毫秒级，激光标线具备高速定位能力，从根本上克服了机械传动式激光标线方法响应速度慢的缺点，可以满足新型轮胎成型机对激光标线器高响应速度的技术要求，达到提高成型机单班成品数量的目的。
③本装置由主控CPU控制单元内的应用程序生成数字视频原始数据，可以用软件很方便地生成任意图形方案，不需要更换硬件就可以投照出任意数量、任意位置的直线、折线和曲线，以及任意组合的复杂平面图案。
④本装置可以用软件很方便地生成任意颜色的激光标线，维护人员不需要更换不同颜色的激光灯，免除了激光灯更换及准直度调整工序，能够提高轮胎成型机的生产效率。
⑤本装置可以用软件很方便地实现激光标线的同步及异步开合功能，不需要更换任何硬件。
附图说明
图1为本实用新型的电路原理框图；
图2为本实用新型的电路原理图；
图3为本实用新型的校准方法原理图；
图4为本实用新型的工作流程图；
图5为现有技术的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图及较佳实施例详细说明本实用新型的具体实施方式。如图1-4 所示，一种基于DLP器件的轮胎成型机用激光标线装置，包括主控CPU控制单元、DLP数字控制单元、红绿蓝三基色激光电源、红绿蓝三基色激光灯、DMD数字微镜成像单元、光学投影成像镜头以及多路输出直流稳压电源；主控CPU控制单元(HOST CPU)内部的CPU CORE负责接收轮胎成型机主控PLC的现场总线 (FIELD BUS)命令信号，并生成总线应答信号，实现总线实时通讯功能，同时 CPU CORE还需要根据现场总线命令数据计算出激光标线的投影图案数字视频原始数据，并通过HOST CPU内部的HDMI模块和DP模块发送给数字视频接收器 (DIGITAL RECEIVER)，DIGITAL RECEIVER将该数字视频解码后发送视频数据信号给现场可编程门阵列(FPGA)电路，FPGA产生DLP数字控制单元所需要的数据信号(MP1-ABC、MP2-ABC、SP1-ABC、SP2-ABC)和控制信号(MP1-CLK、MP1-SYNC、 SP1-CLK、SP1-SYNC)，DLP数字控制单元由主控制器(DLP MASTER CONTROL)和从控制器(DLP SLAVE CONTROL)共2个控制电路构成，其中DLP MASTER CONTROL 接收HOST CPU的USB和I2C控制数据，DLP SLAVE CONTROL通过SCL0\SDA0接收DLP MASTER CONTROL的控制数据，每个DLP数字控制器各自独立配置并行闪存(PARALLEL FLASH)，使用JTAG调试器，DLP MASTER CONTROL和DLP SLAVE CONTROL共同生成数字微镜成像单元(DMD DEVICE)所需要的数据信号(DMD-A/B) 和控制信号(SSP)，并通过FLEX电缆驱动DMD DEVICE工作，同时DLP MASTER CONTROL还生成RGB-EN信号和RGB-PWM信号，用于控制红绿蓝三基色激光电源的输出状态，驱动三基色激光灯工作，从而在DMD微镜器件上显示出高清晰度的数字视频原始图像。图3中的电源管理(POWER MANGEMENT)模块负责给HOST CPU、DLP MASTER CONTROL(DLP-M)、DLP SLAVE CONTROL(DLP-S)、FPGA、PARALLEL FLASH和激光灯(LASER)电源提供所需的各种规格直流电压。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (1)
1.一种基于DLP器件的轮胎成型机用激光标线装置，其特征在于:包括主控CPU控制单元、DLP数字控制单元、红绿蓝三基色激光电源、红绿蓝三基色激光灯、DMD数字微镜成像单元、光学投影成像镜头以及多路输出直流稳压电源；
所述主控CPU控制单元用于接收轮胎成型机主控制器发来的现场总线命令数据，并根据该命令数据计算出激光标线的投影图案数字视频原始数据；
所述DLP数字控制单元用于接收主控CPU控制单元的数字视频原始数据，生成DMD数字微镜成像单元所需要的数据信号和控制信号，并驱动DMD数字微镜成像单元工作，同时DLP数字控制单元还用于控制所述红绿蓝三基色激光电源的输出状态，驱动所述红绿蓝三基色激光灯工作，在所述DMD数字微镜成像单元上显示出高清晰度的数字视频原始图像；
所述光学投影成像镜头用于接收DMD数字微镜成像单元的数字视频原始图像并生产所需要的投影图案，输出到轮胎成型机的工作面上；
所述多路输出直流稳压电源用于为主控CPU控制单元、DLP数字控制单元、红绿蓝三基色激光电源、DMD数字微镜成像单元分别供电；
所述DLP数字控制单元由主控制器和从控制器构成，每个控制器各独自配置并行闪存，主控制器和从控制器共同生成所述DMD数字微镜成像单元所需要的数据信号和控制信号。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107144268A (zh) * | 2017-06-28 | 2017-09-08 | 天津中德应用技术大学 | 基于dlp器件的轮胎成型机用激光标线装置及其校准方法 |
| CN112639401A (zh) * | 2018-09-12 | 2021-04-09 | 罗伯特·博世有限公司 | 具有改进的激光图案投影的激光标线仪 |
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2017
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| US11668564B2 (en) | 2018-09-12 | 2023-06-06 | Robert Bosch Gmbh | Laser leveling tool with improved laser pattern projection |
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