[發明專利]一種激光打標控制卡

有效

• 申請號: 201310671385.X
• 申請日: 2013-12-10
• 公開（公告）號: CN103612491B
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 宮磊;董洪飛;陳肇江;張利偉
• 申請（專利權）人: 中國航空綜合技術研究所
• 主分類號: B41J29/393
• 分類號: B41J29/393
• 代理公司: 中國航空專利中心11008
• 代理人: 李建英

技術領域

本發明屬于激光打標設備領域，涉及一種激光打標控制卡，尤其涉及金屬零部件直接部件標印、條碼識讀與驗證系統。

背景技術

傳統的條碼標印手段是通過條碼打印機將標印信息打印在標簽后附在產品上。由于標簽易于出現污損、丟失，以及零件太小無法粘貼標簽的情況，限制其在惡劣環境下的應用；相對于標牌標簽等間接標印方法，直接部件標印技術能夠制作在產品全壽命周期內可方便準確識讀的條碼標印。零件直接標印技術能夠直接在零件表面制作永久的圖形和文字，實現零件的永久性標識，用于產品和零部件全壽命周期的跟蹤和追溯。應用零件直接標印技術制作二維條碼，能夠實現數據的自動采集，提高產品跟蹤管理和質量追溯的效率。直接標印技術越來越廣泛地應用于航空航天、電子與半導體、汽車、軍隊槍械和資產管理、制藥和醫療保健等行業。

如果生產商要實現直接部件標印技術的益處，關鍵是直接部件標印設備能夠在部件表面加工出產品全壽命周期具有高識讀率的標識。在下游的生產或者供應鏈運作的每個期望的步驟如果無法讀取產品永久性標識，可能會導致制造錯誤、產品報廢或者停產。條碼驗證提供客觀確定標識質量的方法，該方法通過已經建立的規范或者標準比較部件標識的質量等級。驗證的目標是保證所標印的條碼具有最高的質量等級。標識驗證同時可以監視直接部件標印設備的性能。驗證系統能夠立即報告標印設備的可能出現的問題，比如部件的夾具差、點陣式設備因磨損或者折斷的損壞、標識材料表面發生變化或者部件更換后機器設置不正確等。

一種常見的直接部件標印系統通常由激光蝕刻、點針式打點、噴墨或者化學腐蝕原理在產品零部件表面加工永久性標識。

一種常見的條碼驗證系統包括固定安裝的相機、光學部件、部件夾具和條碼驗證軟件工具。直接部件標印驗證系統能夠適用于被標印產品表面材料的不同狀況。具有嵌入式驗證軟件的智能相機讀取標識符號并與規范比較，生成一個關于規范中每個參數的報告，并最終給出標識質量的等級。驗證與表面顏色、表面光潔度和標印技術相關。

目前，所使用的直接部件標印、識讀與驗證系統組成為：直接部件標印設備和固定安裝式或者手持式條碼識讀與驗證設備。條碼標識標印設備和識讀與驗證設備可以放置在同一工作車間，通過USB或者以太網與同一臺計算機或者不同計算機連接，由主機端各自不同的軟件控制設備的操作。使用方法如下，技術員使用條碼標識標印設備在產品表面制作永久性標識，然后再使用條碼識讀與驗證設備對產品標識進行驗證。該方式需要繁雜的人工操作，比如產品在標識標印工作臺夾具的設置到條碼識讀工作臺夾具設置的移動與轉換，該方式效率低不高，自動化程度低下，已經成為了直接部件標印系統的提高生產率的瓶頸，且數據在條碼標識標印軟件和條碼識讀與驗證軟件之間無法進行交互，制約了產品生產線的信息化。目前，尚且沒有支持直接部件標印的控制系統，完全地解決產品標識標印及條碼識讀與驗證設備分離、工作效率低下的問題。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明的目的是：提供一種能夠為激光打標機、條碼識讀設備、工裝轉臺進行控制的激光打標控制卡。

本發明采用的技術方案是：

打標控制卡包括主控制器、USB 2.0微控制器、存儲單元、光耦隔離單元、差分信號驅動單元、工裝轉臺控制單元、I/O接口單元，主控制器實現USB設備接口控制，激光發生器模塊控制，二維振鏡控制以及存儲單元的讀寫操作；USB2.0控制器實現控制卡與計算、條碼識讀設備的通訊；光耦隔離單元將主控制器輸出的激光發生器模塊控制信號進行隔離，并實現LVTTL電平到TTL電平的信號轉換；差分信號驅動單元將主控制器輸出的單端二維振鏡控制信號轉換為差分信號；工裝轉臺控制單元實現對工裝轉臺的運動控制；存儲單元存儲打標數據、打標參數以及條碼檢驗結果；I/O接口單元實現通用的輸入輸出信號控制。

激光打標控制卡的工作步驟：

步驟1，控制卡USB微控制器接收計算機發出的啟動打標指令；

步驟2，控制卡根據打標計數器的計數值跳轉到各個子流程：如果對第一個零部件打標，則轉入初次打標子流程；如果對最后一個零部件打標，則轉入末次打標子流程；如果連續對多個零部件打標，則轉入連續打標子流程；

步驟3，控制卡發出關閉所有設備工作指令，停止打標；其中，

a)初次打標子流程的工作步驟：

步驟1，控制卡的I/O接口單元觸發外部機械裝置放置等待打標的零部件；

步驟2，控制卡的工裝轉臺控制單元輸出控制信號，驅動工裝轉臺步進90度角；