[摘要]本文詳細(xì)介紹了鋼板邊部標(biāo)識設(shè)備的控制原理,包括與上位機(jī)的RS232串口通訊協(xié)議的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn). 對VIDEOJET噴碼機(jī)的工作原理進(jìn)行了說明,并描述了HMI人機(jī)界面的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn).
[關(guān)鍵詞] 標(biāo)識 噴碼機(jī) VIDEOJET 串口
一、前言
在激烈的市場競爭中，保證產(chǎn)品制造質(zhì)量的同時(shí)，鋼板的標(biāo)識質(zhì)量越來越重要。鋼板邊部標(biāo)識設(shè)備的改造，實(shí)現(xiàn)了鋼板邊部的在線自動標(biāo)識，提高了收集速度，改善了工人的勞動環(huán)境，提高了鋼板標(biāo)識質(zhì)量，具有良好的應(yīng)用前景。
二、設(shè)備組成
邊部標(biāo)識設(shè)備主要由四部分組成：
1、標(biāo)識設(shè)備主體機(jī)架： 該機(jī)架主要用來放置VIDEOJET噴碼機(jī)噴頭，并帶動噴頭進(jìn)行上下左右的移動和行走，以完成在鋼板側(cè)面的信息標(biāo)識。
2、VIDEOJET噴碼機(jī)：該設(shè)備是一個(gè)獨(dú)立的設(shè)備，標(biāo)識的內(nèi)容在HMI上輸入，通過RS232串口通訊進(jìn)行字符或條碼內(nèi)容的傳輸。
3、PLC控制系統(tǒng)： 用來與HMI進(jìn)行通訊和指令控制。對標(biāo)識設(shè)備的主體機(jī)架的運(yùn)行進(jìn)行控制。完成控制序列周期動作。
4、HMI上位機(jī)：操作工通過HMI上位機(jī)將所要噴涂的內(nèi)容輸入到界面，并發(fā)送打印指令，開始了一個(gè)噴涂周期的控制。
三、邊部標(biāo)識設(shè)備的控制原理
邊部設(shè)備是單獨(dú)的一套設(shè)備，安裝在噴涂鋼板側(cè)邊的位置。由光電開關(guān)檢測鋼板的位置，使之能夠停在合適的位置范圍之內(nèi)。噴字頭自動下落，順著鋼板長度由外向內(nèi)在鋼板側(cè)面進(jìn)行條碼的標(biāo)識。 由于是在鋼板側(cè)面噴涂，要求噴頭的位置與鋼板側(cè)邊之間的距離比較嚴(yán)格，一般要控制在
控制時(shí)序指令如下：
1、等待開始指令；
2、接收開始指令；
3、機(jī)架初始化；
4、機(jī)架落下，檢測輪落到鋼板上；
5、機(jī)架伸出，尋找鋼板邊部位置；
6、機(jī)架沿鋼板長度方向向前移動，同時(shí)噴出白色底漆；
7、給VIDEOJET發(fā)送數(shù)據(jù)指令；
8、機(jī)架向后移動，同時(shí)噴出黑色噴碼內(nèi)容字母或數(shù)字；
9、噴碼完成，機(jī)架抬起。
10、回到初始位置。
4、 邊部條碼的控制
四、HMI上位機(jī)與VIDEOJET的串口通訊實(shí)現(xiàn)
1、串口通訊簡介
串口是計(jì)算機(jī)上一種非常通用設(shè)備通信的協(xié)議。串口按位（bit）發(fā)送和接收字節(jié)。盡管比按 字節(jié)（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根線發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)用另一根線接收數(shù)據(jù)。它很簡單并且能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離通信。
串口用于ASCII碼字符的傳輸。通信使用3根線完成：（1）地線，（2）發(fā)送，（3）接收。由于串口通信是異步的，端口能夠在一根線上發(fā)送數(shù)據(jù)同時(shí)在另一 根線上接收數(shù)據(jù)。其他線用于握手，但是不是必須的。串口通信最重要的參數(shù)是波特率、數(shù)據(jù)位、停止位和奇偶校驗(yàn)。對于兩個(gè)進(jìn)行通行的端口，這些參數(shù)必須匹配：波特率：9600kB，數(shù)據(jù)位：8位,停止位：為1位。奇偶校驗(yàn)位：是奇校驗(yàn)，校驗(yàn)位位1。RS- 232串口通信最遠(yuǎn)距離是
RS-232針腳的功能：數(shù)據(jù)： TXD（pin 3）：串口數(shù)據(jù)輸出
RXD（pin 2）：串口數(shù)據(jù)輸入
握手： RTS（pin 7）：發(fā)送數(shù)據(jù)請求
CTS（pin 8）：清除發(fā)送
DSR（pin 6）：數(shù)據(jù)發(fā)送就緒
DCD（pin 1）：數(shù)據(jù)載波檢測
DTR（pin 4）：數(shù)據(jù)終端就緒
地線：GND（pin 5）：按到針口外殼
2、串口通訊設(shè)計(jì)
上位機(jī)的串口是9針母口，VIDEOJET是25針母口，之間的通訊協(xié)議有所不同： 9針對25針串口連接（9針母頭 25針母頭）
Ø 1 —— 1屏蔽線接在兩端的1上面.
Ø 2 —— 2
Ø 3 —— 3
Ø 4 —— 6
Ø 5 —— 7
Ø 6 —— 20
Ø 7 —— 5
Ø 8 —— 4
五、VIDEOJET噴碼機(jī)工作原理
1、噴墨設(shè)計(jì)原理
Ø 噴碼機(jī)用超聲波把加壓、穩(wěn)定的墨線在離開噴嘴變小的墨點(diǎn)。
Ø 超聲波由噴嘴組件內(nèi)的陶瓷晶體產(chǎn)生。
Ø 這個(gè)晶體由主板控制器的高頻震蕩電路所提供的穩(wěn)定的66KHz的高頻波來驅(qū)動。這個(gè)信號的幅值由鍵盤選擇電壓所確定（即“噴嘴驅(qū)動”）。
Ø 最終的結(jié)果是使噴嘴內(nèi)的墨腔內(nèi)產(chǎn)生振動，這個(gè)振動傳送到加壓的墨線上，使其斷開為大小、間隔一致的墨點(diǎn)。這些墨點(diǎn)在充電隧道內(nèi)形成。（在墨線離開噴嘴口之后）。
Ø 充電隧道是一個(gè)對墨滴充電的不銹鋼制線性電極，恰好在每個(gè)墨點(diǎn)形成時(shí)和噴嘴驅(qū)動信號同頻率的正脈沖送到充電隧道上。
Ø 盡管充電隧道中有多個(gè)墨點(diǎn)，正脈沖（充電隧道上）僅在墨點(diǎn)斷開的特定時(shí)間內(nèi)完成充電。這就使得每一個(gè)墨點(diǎn)都可單獨(dú)控制的。
Ø 穿過充電隧道后，墨線進(jìn)入高壓偏轉(zhuǎn)板所形成的電場中，在此每一個(gè)充電墨點(diǎn)在電場作用下形成自己的飛行軌跡。偏轉(zhuǎn)板改變墨點(diǎn)的軌跡使其到達(dá)噴印表面上合適位置。
Ø 偏轉(zhuǎn)板所形成的正偏轉(zhuǎn)電場吸引墨滴導(dǎo)致墨線的偏轉(zhuǎn)。與充電吸引不同，充有負(fù)電荷的墨滴被拉向有強(qiáng)正電的偏轉(zhuǎn)板。
Ø 那些在斷開為墨點(diǎn)時(shí)充電隧道上有較大電荷的正脈沖對應(yīng)的墨滴充有一個(gè)較大的負(fù)電荷，要比充有較小一些負(fù)電荷的墨滴偏轉(zhuǎn)大一些。正如前面所解釋的，這種充電脈沖的大小變化控制一系列墨點(diǎn)在噴印表面的著落點(diǎn)。
Ø 在噴印過程中的唯一的真正變量是控制在充電隧道上的脈沖電壓振幅。這些所調(diào)用的電壓是主板上的控制器所預(yù)先確定的。噴碼機(jī)內(nèi)部墨水壓力的變化，也能影響字符的形成。
總結(jié)墨水壓力變化的影響，由于一個(gè)較高的壓力使墨滴移動的較快，在較短的時(shí)間內(nèi)通過偏轉(zhuǎn)板而導(dǎo)致形成的字符較小。同樣，一個(gè)較小的壓力使墨滴移動較慢，而使其發(fā)生的偏轉(zhuǎn)較大最終導(dǎo)致一個(gè)較大字符的噴印輸出。
2、VIDEOJET的操作界面
用于噴墨系統(tǒng)的維護(hù)、清洗以及功能的設(shè)置。如下圖所示：
六、 上位機(jī)HMI（人機(jī)交互界面）的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
HMI主要用來進(jìn)行鋼板噴印、條碼標(biāo)識的數(shù)據(jù)輸入及修改。它與噴字、打鋼字、邊部條碼機(jī)的CPU卡通過PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行通訊，進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。主要界面如下：
Ø 第一行顯示使用者班組及日期；
Ø 數(shù)據(jù)打印機(jī)顯示要噴碼的內(nèi)容，同時(shí)有該類噴碼內(nèi)容的塊數(shù)顯示，進(jìn)行倒計(jì)算，為0時(shí)提醒操作工選擇新的噴碼內(nèi)容。確認(rèn)后，點(diǎn)擊發(fā)送按鈕。在每次換噴碼內(nèi)容后，清VIDEOJET的緩存。
Ø 數(shù)據(jù)緩沖區(qū)存放備用噴碼數(shù)據(jù)，采用先進(jìn)先出的存儲方式。這些數(shù)據(jù)可進(jìn)行：編輯、刪除、拷貝、粘貼、插入、移位操作。為方便使用，同時(shí)也做了手動輸入數(shù)據(jù)的功能，可提前輸入鋼板的多種信息放入緩沖區(qū)內(nèi)。
Ø 邊部條碼Barcode:噴涂一行，12個(gè)數(shù)字的編碼。也可以是一行40個(gè)字符的字母或數(shù)字。
Ø 狀態(tài)顯示區(qū)顯示發(fā)送和VIDEOJET的完成狀態(tài)。
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
|
|
|
|
|
|
|
|