本实用新型涉及喷墨打印技术领域,具体地说,特别涉及一种喷头控制系统。
背景技术:
印制电路板(Printed Circuit Board,简称“PCB”)是组装电子零件的基板,是电子产品的关键电子互连件。由于制作流程采用了电子印刷技术,也被称为“印刷”电路板。从宇宙飞行器、弹道导弹控制器、核潜艇、运载火箭、无人巡逻机、机器人、磁悬浮列车,到电视、电子计算机、手机等诸多的民用产品,几乎每一种电子设备都与PCB相关,可以说只要采用集成电路等电子元器件,就会采用PCB作为辅助器件。
数字喷墨打印技术在整个PCB的制作流程上精简了大部分的工作,以简洁的操作方式、环保的制作流程、高效的工作模式和精确的制作精度为PCB生产理念,主要体现在由数据文件作为引导,直接由喷墨形成精确的线路和图形,无需再进行其他任何操作。
现有的喷头控制系统,采用PIC单片机控制伺服电机不够精准。
技术实现要素:
为了解决现有技术的问题,本实用新型实施例提供了一种喷头控制系统。所述技术方案如下:
一方面,提供了一种喷头控制系统,包括:FPGA模块、上位机以及伺服电机驱动器;
上位机,与FPGA模块连接,所述FPGA模块和所述上位机之间数据通讯,获得图像处理后的数据信息,然后将数据信息保存在FPGA模块相应的内存中;
所述伺服电机驱动器与FPGA模块连接,所述FPGA模块通过产生特定的脉冲信号,经电压转换以后,再通过单端信号转化为差分信号,控制伺服电机驱动器。
可选地,还包括用于将单端信号转化为差分信号的A/D转换器,与所述FPGA模块连接。
可选地,还包括用于监控墨腔内墨水温度的温度模块,与所述FPGA模块连接。
可选地,还包括用于将转换FPGA模块电压的电压转换芯片,与所述FPGA模块连接。
可选地,还包括用于提高电路稳定性和抗干扰能力的功率放大器,所述FPGA模块连接。
本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
本实用新型通过FPGA模块来实现精准控制,在控制的过程中通过FPGA模块和上位机之间数据通讯,将解析之后的Gerber数据信息,保存在相应的FPGA模块内存中,再通过计算,由FPGA模块将所保存到的数据信息转化为喷头所需的数据,通过控制高精度伺服电机驱动器完成驱动喷头。FPGA模块除了控制喷头在X、Y方向运动之外,还完成时刻检测控制喷头内部墨腔温度、电压转换等。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例的一种喷头控制系统的示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
本实用新型提供了一种喷头控制系统,参见图1,包括:FPGA模块100100、上位机200以及伺服电机驱动器300;
上位机200,与FPGA模块100连接,所述FPGA模块100和所述上位机200之间数据通讯,获得图像处理后的数据信息,然后将数据信息保存在FPGA模块100相应的内存中;
所述伺服电机驱动器300与FPGA模块100连接,所述FPGA模块100通过产生特定的脉冲信号,经电压转换以后,再通过单端信号转化为差分信号,控制伺服电机驱动器300。
可选地,还包括用于将单端信号转化为差分信号的A/D转换器400,与所述FPGA模块100连接。
可选地,还包括用于监控墨腔内墨水温度的温度模块500,与所述FPGA模块100连接。
可选地,还包括用于将转换FPGA模块100电压的电压转换芯片600,与所述FPGA模块100连接。
可选地,还包括用于提高电路稳定性和抗干扰能力的功率放大器700,所述FPGA模块100连接。
具体地,本实施例中,主控芯片FPGA模块100选用Altera公司的cyclone IV系列中的EP4CE15F17C8。该芯片内部含有15408个逻辑控制单元,516095bit的内部存储单元,166个可用高速I/O,4个锁相环,内核电压1.2V,I/0电压3.3V,并且可以扩展SDRAM。满足了设计的需求和减少成本的要求。
测温芯片选用AD590,其是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源,具有体积小、质量轻、线性度好且性能稳定的特点。AD590温度传感器具有如下特性:1)、测温范围大,可达-55℃到+150℃。2)、电压承受范围高,可承受44V正向电压和20V反向电压。3)、测温精度高,测温误差为±0.3℃。AD590输出的电流和温度的关系为:I=(273+X)uA,I为输出电流,X为检测温度。给AD590串联一个高阻值电阻(通常为10K),这样,只需测试电阻两端的电压便可检测温度。
上位机采用VC++作为上位机的开发软件,实现Gerber的解析以及Gerber图形光栅化算法的编写。
电机控制模块采用AM26LS32和AM26LS31以及SN74ALVC164245DLR芯片共同组成电机驱动模块,实现对伺服电机的驱动。
本实施例中,PCB字符喷绘机喷头的控制系统设计是整个控制部分的核心,喷头控制系统设计的核心是FPGA模块100,通过FPGA模块100和上位机之间数据通讯,获得图像处理后的数据信息,然后将数据信息保存在FPGA模块100相应的内存中,再通过计算,由FPGA模块100将所保存到的数据信息转化为喷头所需的数据,进而通过控制高精度的伺服电机驱动喷头。
另外FPGA模块100还兼顾时刻检测控制喷头内部墨腔温度、电压转换等。
喷头控制系统的工作过程详细描述如下:上位机将处理以后的喷印数据传送给FPGA模块100,FPGA模块100在接收到这些喷印数据以后,存储在自己的内存中。接着,通过编程控制这些数据,产生喷头所需要的控制脉冲信号,然后传给喷头,驱动喷头进行文字喷印。同时,FPGA模块100通过产生特定的脉冲信号,经电压转换以后,再通过单端信号转化为差分信号,控制伺服电机驱动器,以此控制喷头在X方向和Y方向的运动;整个驱动过程,通过温度传感器以及A/D转换器,时刻监控墨腔内墨水温度,保证整个喷印过程中温度的要求。由于主控芯片FPGA模块100和其他模块之间供电电压不同,因此,必须考虑电源转换模块,考虑到电路的稳定性和抗干扰能力,功率放大器模块电路也必须加入其中。由于FPGA模块100的I/O口电压为3.3V,而电机的驱动信号为5V故选用SN74ALVC16245DLR作为电压转换芯片,另外电机驱动器信号为差分信号接收,而FPGA模块100的输出信号则为单端信号,故采用AM26LS32和AM26LS31来实现单端信号和差分信号之间的转换。
本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
喷头的控制系统设计。通过FPGA模块来实现精准控制,在控制的过程中通过FPGA模块和上位机之间数据通讯,将解析之后的Gerber数据信息,保存在相应的FPGA模块内存中,再通过计算,由FPGA模块将所保存到的数据信息转化为喷头所需的数据,通过控制高精度伺服电机驱动器完成驱动喷头。FPGA模块除了控制喷头在X、Y方向运动之外,还完成时刻检测控制喷头内部墨腔温度、电压转换等。
以上仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。