运动控制装置及打印机的制作方法

本实用新型涉及运动控制技术领域，尤其涉及一种运动控制装置及打印机。

背景技术：

在打印行业中喷头响应速度是有限制的，为了确保喷头在最佳打印状态时打印，每个打印精度要求喷头相对打印介质运动速度是一个固定数值，如果运动速度低于该固定数值打印出的图形被拉伸变形，如果运动速度高于该固定数值打印出的图形被缩短，打印图形被拉伸或缩短都将导致打印产品报废；其次，因传动机构输出脉冲频率影响分辨率，该分辨率影响打印精度，每个打印精度要求喷头运动单位长度内脉冲数是个固定数值。因此要求传动机构的运动能确保在不同打印精度时喷头相对打印介质运动速度始终保持在该打印精度最佳效果要求的固定数值，以及喷头运动单位长度内脉冲数是个固定数值变得尤为重要。

现有技术中，采用编码器实时测量传动机构运动数据，为实现喷头运动速度保持在打印精度最佳效果要求的固定数值，需要通过换算来对编码器匹配相应的齿轮比。打印精度600DPI(每英寸的像素)时换算方式如下：

(1)打印精度：600DPI；编码器分辨率：每转一圈脉冲数是2500； 1英寸：25.4MM；

(2)1英寸600个脉冲所需要滚轮的直径算法:

计算出直径X＝134.75129897069MM

(3)由于打印精度DPI可以倍频，缩小一倍用X除以下制作传动机构的轮子的直径即：

计算出需加工的传动机构的轮子的直径：

67.375649485345MM

由于加工传动机构的轮子的精度只能做到两位小数，轮子直径如加工成67.38MM换算出打印精度是599.96DPI，轮子直径如加工成67.37MM 换算出打印精度是600.05DPI，打印精度始终无法达到600DPI，喷头无法在准确的打印位置打印，将影响打印产品的质量。需要加工的传动机构的轮子直径有小数，对的加工要求非常高；如果计算出需要加工的传动机构的轮子直径小数位数比较多甚至是无限小数时，无法加工出达到要求的轮子。

技术实现要素：

本实用新型解决的技术问题是，提供一种运动控制装置及打印机，用以解决现有技术中由于采用编码器实时测量传动机构的运动数据时需要通过换算来对编码器匹配相应的齿轮比出现需要加工的零件的直径是多位小数甚至无限小数的问题。

第一方面，本实用新型公开了一种运动控制装置，包括：传动机构、伺服电机、伺服驱动器、打印机控制板、喷头控制板；所述传动机构与所述伺服电机连接，用于带动目标物运动；所述伺服电机与伺服驱动器电连接；所述伺服驱动器与所述打印机控制板电连接，并向所述打印机控制板反馈所述伺服电机实际工作产生的码盘信号；所述打印机控制板包括码盘差分接口，所述伺服驱动器与所述码盘差分接口电连接；其中，所述打印机控制板与所述喷头控制板电连接，用于根据所述伺服驱动器反馈的所述伺服电机实际工作产生的码盘信号控制所述喷头控制板工作。

优选地，所述运动控制装置还包括第一传送带，所述伺服电机包括电机输出轴，所述第一传送带与所述传动机构及所述电机输出轴套设连接。

优选地，所述传动机构包括第一主动轮、第一从动轮及传送组件，所述第一主动轮与所述伺服电机连接，所述传送组件与所述第一主动轮及所述第一从动轮活动连接。

优选地，所述传送组件为第二传送带或连接臂。

优选地，所述传动机构还包括第二主动轮及第二从动轮，所述第二主动轮与所述伺服电机连接，所述第二主动轮与所述第二从动轮啮合连接。

优选地，所述运动控制装置还包括驱动电机、驱动电机驱动器；所述驱动电机与所述传动机构连接，用于带动所述传动机构运动；所述驱动电机驱动器与所述驱动电机及所述打印机控制板分别电连接；所述打印机控制板用于向所述驱动电机驱动器发送所述驱动电机工作所需的电机控制信号。

优选地，所述运动控制装置还包括测速轮；所述测速轮与所述伺服电机及所述传动机构连接。

优选地，所述第一传送带及所述第二传送带材质为皮质或纸质或金属。

第二方面，本实用新型还公开了一种打印机，包括喷车、喷头、前面任一项所述的运动控制装置，所述喷头安装在所述喷车中；所述喷头控制板与所述喷头电连接，用于控制所述喷头工作；所述传动机构与所述喷车连接，所述传动机构运动带动所述喷车运动。

第三方面，本实用新型还公开了另外一种打印机，包括喷车、喷头、前面任一项所述的运动控制装置、打印介质，所述喷头安装在所述喷车中；所述喷头控制板与所述喷头电连接，用于控制所述喷头工作；所述打印介质放在所述传动机构上方，所述传动机构运动带动所述打印介质运动。

综上所述，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型的运动控制装置通过伺服电机实时测量和反馈传动机构的码盘信号，通过伺服电机的PA1-08设定伺服电机的编码器每转一圈的脉冲值，然后再设置齿轮比的分子分母进行进一步修正，使电机输出轴滚轮直径在毫米级不含小数的情况下，使打印精度达到预定值。避免了直接采用编码器实时测量传动机构的运动数据，为实现喷头相对打印位置运动速度保持在打印精度最佳效果要求的固定数值，需要通过换算来对编码器匹配相应的齿轮比，为了达到预定精度换算出需要加工的传动机构的轮子直径有小数，对加工的要求非常高，如果计算出需要加工的传动机构的轮子直径小数位数比较多甚至是无限小数时，无法加工出达到要求的轮子，传动机构的轮子达不到要求使实际打印达不到预定的打印精度，喷头无法在准确的打印位置打印。因此，本实用新型的运动控制装置的传动机构加工简单，确保喷头按打印精度要求在准确的打印位置喷墨打印。

2、本实用新型的打印机包括了采用伺服电机的运动控制装置，因此本实用新型的打印机的传动机构加工简单，确保喷头按打印精度要求在准确的打印位置喷墨打印。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的整体示意图。

图2是图1传动机构结构示意图。

图3是本实用新型实施例2的整体示意图。

图4是图3的变形实施例的示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本实用新型的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细描述。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例1

一方面，本实用新型公开了一种传动机构运动检测控制装置，包括：传动机构10、伺服电机21、伺服驱动器22、打印机控制板30、喷头控制板；所述伺服电机21与所述传动机构10连接，所述伺服电机21运动带动所述传动机构10运动，所述传动机构10运动带动目标物运动；所述伺服电机21与伺服驱动器22电连接；所述打印机控制板30与所述伺服驱动器22电连接，所述打印机控制板30向所述伺服驱动器22 发送所述伺服电机21工作所需的电机控制信号，所述伺服驱动器22向所述打印机控制板30反馈所述伺服电机21实际工作产生的码盘信号；所述打印机控制板30包括码盘差分接口，所述伺服驱动器22与所述码盘差分接口电连接；其中，所述打印机控制板30与所述喷头控制板电连接，用于根据所述伺服驱动器22反馈的所述伺服电机21实际工作产生的码盘信号控制所述喷头控制板工作。

所述伺服电机21，包括电机、电机输出轴、电机后轴、编码器，编码器安装在电机后轴，电机转一圈编码器也相应的转一圈，编码器与伺服驱动器22电连接，用于向伺服驱动器22发送电机实际工作的脉冲信号，伺服驱动器22根据电机实际工作的脉冲信号转换成码盘信号，然后伺服驱动器22把码盘信号通过打印机控制板30的码盘差分接口发送给打印机控制板30。

在本实施例中，传动机构10包括动力输入轴，电机通过电机输出轴与传动机构10的动力输入轴直接连接，电机转动带动电机输出轴转动，电机输出轴转动带动传动机构10运动，传动机构10运动带动传动机构10上的目标物运动。

在本实施例的一个变形实施例中，如图2所示，运动控制装置还包括第一传送带14，第一传送带14与电机输出轴及传动机构10的动力输入轴套设连接，电机转动通过电机输出轴与第一传送带14的摩擦力带动第一传送带14运动，第一传送带14运动通过第一传送带14与动力输入轴的摩擦力带动传动机构10运动。伺服电机21与传动机构10连接的部件因磨损导致工作中出现打滑，直接维修电机输出轴和动力输入轴比较困难，采用第一传送带14的方式维修简单成本低。

在本实施例的另一个变形实施例中，伺服电机21还包括第一滚轮，第一滚轮固定安装在电机输出轴上；传动机构10还包括第二滚轮，第二滚轮固定安装在动力输入轴上。第一滚轮和第二滚轮可以采用啮合连接，还可以采用直接接触连接，伺服电机21电机转动带动电机输出轴转动，电机输出轴转动第一滚轮转动，第一滚轮转动带动第二滚轮转动，第二滚轮转动带动传动机构10运动，传动机构10运动带动传动机构10 上的目标物运动。第一滚轮和第二滚轮还可以采用第一传送带14与第一滚轮及第二滚轮套设连接，伺服电机21电机转动带动电机输出轴转动，电机输出轴转动第一滚轮转动，第一滚轮转动通过第一滚轮与第一传送带14的摩擦力带动第一传送带14运动，第一传送带14运动通过第一传送带14与第二滚轮的摩擦力带动第二滚轮转动，第二滚轮转动带动传动机构10运动，传动机构10运动带动传动机构10上的目标物运动。

优选地，所述传动机构10包括第一主动轮11、第一从动轮12及传送组件，所述第一主动轮11与所述伺服电机21连接，所述传送组件与所述第一主动轮11及所述第一从动轮12活动连接。

在本实施例中，传送组件包括第二传送带13，第二传送带13与第一主动轮11及第一从动轮12套设连接。第一主动轮11与伺服电机21 的电机输出轴连接，电机转动通过电机输出轴带动第一主动轮11转动，第一主动轮11转动通过第一主动轮11与第二传送带13的摩擦力带动第二传送带13运动，第二传送带13运动通过第二传送带13与第一从动轮12的摩擦力带动第一从动轮12转动。采用第一主动轮11、第一从动轮12及第二传送带13的传动机构10传送目标物的距离可以调节，设备制造成本低，维护简单。

在本实施例的一个变形实施例中，所述传动机构10还包括张紧轮，张紧轮压在第二传送带13的内侧或外侧。张紧轮产生一个将第二传送带13绷紧的力，使得第二传送带13能以合适的压力压在第一主动轮11 和第一从动轮12上。因传送带在工作一段时间后被拉长变松导致工作时容易打滑，调整第一主动轮11与第一从动轮12中心距比较复杂而且易导致设备制造成本增加，采用张紧轮的方式可以使传动机构10维护简单成本低。

在本实施例的另一个变形实施例中，传动机构10还包括连接臂，所述第一主动轮11与所述伺服电机21连接，所述连接臂的第一端与所述第一主动轮11活动连接，所述连接臂的第一端相对设置的第二端与所述第一从动轮12活动连接。所述第一主动轮11与伺服电机21的电机输出轴连接，电机转动通过电机输出轴带动第一主动轮11转动，第一主动轮11转动带动连接臂往复运动，连接臂往复运动带动第一从动轮12转动。采用第一主动轮11、第一从动轮12及连接臂的传动机构 10适合传送较重的目标物，目标物的长度较长时只需增加从动轮和连接臂的数量。

优选地，所述传动机构10还包括第二主动轮及第二从动轮，所述第二主动轮与所述伺服电机21连接，所述第二主动轮与所述第二从动轮啮合连接。所述第二主动轮与伺服电机21的电机输出轴连接，电机转动通过电机输出轴带动第二主动轮转动，第二主动轮转动通过第二主动轮与第二从动轮的啮合带动第二从动轮转动。采用第二主动轮及第二从动轮啮合连接的传动机构10适合轴间距离较小的传动，而且传动效率较高、工作寿命长、传动平稳、可靠性高。

在本实施例中，所述第一传送带14及第二传送带13材质为皮质或纸质或金属。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处，伺服电机21只用于测量传动机构10的运动数据，不用于带动传动机构10运动。

如图3所示，本实用新型还公开了一种运动控制装置，包括：传动机构10、伺服电机21、伺服驱动器22、打印机控制板30、喷头控制板、驱动电机51、驱动电机驱动器52；所述传动机构10与所述伺服电机21 连接，用于带动所述伺服电机21运动；所述伺服电机21与伺服驱动器 22电连接；所述伺服驱动器22与所述打印机控制板30电连接，并向所述打印机控制板30反馈伺服电机21实际工作产生的码盘信号；所述驱动电机51与所述传动机构10连接，用于带动所述传动机构10运动，传动机构10运动带动传动机构10上的目标物运动；所述驱动电机驱动器52与所述驱动电机51及所述打印机控制板30电连接；所述打印机控制板30用于向所述驱动电机驱动器52发送所述驱动电机51工作所需的电机控制信号。

在本实施例的另一个变形实施例中，如图4所示，运动控制装置还包括测速轮23，伺服电机21的电机输出轴与测速轮23连接，测速轮 23与传动机构10连接，传动机构10运动通过传动机构10与测速轮23 之间的摩擦力带动测速轮23转动，测速轮23转动带动伺服电机21转动。传动机构10采用第一主动轮11、第一从动轮12及第二传送带13 的方案时，测速轮23可以采用放在第一主动轮11或第一从动轮12上的方式连接，测速轮23也可以采用与第一主动轮11或第一从动轮12 啮合连接的方式连接，测速轮23还可以采用放在第二传送带13的方式连接。传动机构10采用第一主动轮11、第一从动轮12及连接臂的方案时，测速轮23可以采用放在第一主动轮11或第一从动轮12上的方式连接，测速轮23也可以采用与第一主动轮11或第一从动轮12啮合连接的方式连接。传动机构10采用第二主动轮及第二从动轮啮合连接的方案时，测速轮23可以采用放在第二主动轮或第二从动轮上的方式连接，测速轮23也可以采用与第二主动轮或第二从动轮啮合连接的方式连接。测速轮23与传动机构10连接位置可根据需要调节，测速轮23 磨损不符合使用要求时可以很方便的维修或者更换。因此采用测速轮23 使运动控制装置应用灵活，维修简单成本低。

本实施例中，考虑成本问题，驱动电机51采用可以做动力的常规电机。

在本实施例的一个变形实施例中，驱动电机51采用伺服电机，因可以对伺服电机输出的脉冲数据和齿轮比是可以设定的，使运动控制装置操作简单，对传动机构10运动控制更精准。

在本实施例中，传动机构10包括动力输入轴，驱动电机51与传动机构10的动力输入轴直接连接，驱动电机51转动带动传动机构10运动，传动机构10运动带动传动机构10上的目标物及伺服电机21运动。

在本实施例的一个变形实施例中，如图2所示，运动控制装置还包括第三传送带，驱动电机51还包括驱动电机动力输出轴，第三传送带与驱动电机动力输出轴套设连接，驱动电机51转动通过驱动电机动力输出轴与第三传送带的摩擦力带动第三传送带运动，第三传送带运动通过第三传送带与传动机构10的动力输入轴的摩擦力带动传动机构10运动。驱动电机51与传动机构10连接的部件因磨损导致工作中出现打滑，直接维修电机输出轴和动力输入轴比较困难，采用第三传送带的方式维修简单成本低。

在本实施例的另一个变形实施例中，驱动电机51还包括第三滚轮、驱动电机输出轴，第三滚轮固定安装在驱动电机输出轴上；传动机构10 还包括第四滚轮，第四滚轮固定安装在传动机构10上。第三滚轮和第四滚轮可以采用啮合连接，还可以采用直接接触连接，驱动电机51电机转动带动驱动电机输出轴转动，驱动电机输出轴转动第三滚轮转动，第三滚轮转动带动第四滚轮转动，第四滚轮转动带动传动机构10运动，传动机构10运动带动传动机构10上的目标物运动。第三滚轮和第四滚轮还可以采用第三传送带14与第三滚轮及第四滚轮套设连接，驱动电机51电机转动带动驱动电机输出轴转动，驱动电机输出轴转动第三滚轮转动，第三滚轮转动通过第三滚轮与第三传送带14的摩擦力带动第三传送带14运动，第三传送带14运动通过第三传送带14与第四滚轮的摩擦力带动第四滚轮转动，第四滚轮转动带动传动机构10运动，传动机构10运动带动传动机构10上的目标物运动。

实施例3

另一方面，本实用新型还公开了一种打印机，包括喷车81、喷头、实施例1或实施例2的运动控制装置，所述喷头安装在所述喷车81中；所述喷头控制板与所述喷头电连接，用于控制所述喷头在打印位置喷墨；所述传动机构10与所述喷车81连接，所述传动机构10运动带动所述喷车运动。

在本实施例中，采用打印机控制板30控制运动控制装置工作，操作简单。

在本实施例的一个变形实施例中，采用PC直接控制运动控制装置工作。这种方式可以实现一台PC控制多台打印机，实现多台打印机同步工作，较大的提高了生产效率。

采用伺服电机21来实时反馈传动机构10运动速度，打印精度 600DPI时处理方式如下：

(1)伺服电机21的编码器的反馈量是可以调整的，伺服电机21 的编码器每转一圈脉冲数在16-262144范围通过参数PA1-08设定；

(2)打印精度：600DPI；安装在电机输出轴滚轮直径：70MM；

(3)计算伺服电机21的编码器的反馈值：

计算出Y＝5194.7551181102

(4)安装在电机输出轴滚轮直径加工成70MM，通过伺服电机21的 PA1-08设定参数，使伺服电机21的编码器每转一圈发5195个脉冲。

(5)伺服电机21的编码器每转一圈发5195个脉冲，通过换算打印精度是600.0282841DPI。

(6)通过设置齿轮比的分子分母进行进一步修正，使伺服电机21 的编码器每转一圈发5195个脉冲时，打印精度是600DPI。

(7)通过伺服电机21的PA1-08设定伺服电机21编码器每转一圈的脉冲值，然后再设置齿轮比的分子分母进行进一步修正，使电机输出轴滚轮直径在毫米级不含小数的情况下，使打印精度达到600DPI。

上述是打印精度600DPI时采用伺服电机21来实时反馈传动机构10 运动速度的处理方式，在打印其他打印精度时可以通过上述处理方式得到同样的效果。

本实施例的打印机的运动控制装置通过伺服电机21实时测量和反馈传动机构10的码盘信号，通过伺服电机21的PA1-08设定伺服电机 21的编码器每转一圈的脉冲值，然后再设置齿轮比的分子分母进行进一步修正，使电机输出轴滚轮直径在毫米级不含小数的情况下，使打印精度达到预定值。避免了直接采用编码器实时测量传动机构10的运动数据，为实现喷头相对打印位置运动速度保持在打印精度最佳效果要求的固定数值，需要通过换算来对编码器匹配相应的齿轮比，为了达到预定精度换算出需要加工的传动机构10的轮子直径有小数，对加工的要求非常高，如果计算出需要加工的传动机构10的轮子直径小数位数比较多甚至是无限小数时，无法加工出达到要求的轮子，传动机构10的轮子达不到要求使实际打印达不到预定的打印精度，喷头无法在准确的打印位置打印。因此，打印机的传动机构10加工简单，确保喷头按打印精度要求在准确的打印位置喷墨打印。

实施例4

在本实施例中，打印机包括喷车、喷头、实施例1或实施例2的运动控制装置、打印介质，喷头安装在所述喷车81中；所述喷头控制板与所述喷头电连接，用于控制所述喷头在打印位置喷墨；打印介质放在所述传动机构10上方，传动机构10运动带动打印介质运动。

本实施例的打印机在打印介质运动的情况下完成打印，适合打印较长的打印介质，提高了生产效率。

本实施例和实施例3采用具有相同功能的运动控制装置，因此本实施例的打印机与实施例3中的打印机具有相同的有益效果：打印机的传动机构10加工简单，确保喷头按打印精度要求在准确的打印位置喷墨打印。

综上所述，本实用新型的运动控制装置通过伺服电机21实时测量和反馈传动机构10的码盘信号，通过伺服电机21的PA1-08设定伺服电机21的编码器每转一圈的脉冲值，然后再设置齿轮比的分子分母进行进一步修正，使电机输出轴滚轮直径在毫米级不含小数的情况下，使打印精度达到预定值。避免了直接采用编码器实时测量传动机构10的运动数据，为实现喷头相对打印位置运动速度保持在打印精度最佳效果要求的固定数值，需要通过换算来对编码器匹配相应的齿轮比，为了达到预定精度换算出需要加工的传动机构10的轮子直径有小数，对加工的要求非常高，如果计算出需要加工的传动机构10的轮子直径小数位数比较多甚至是无限小数时，无法加工出达到要求的轮子，传动机构10 的轮子达不到要求使实际打印达不到预定的打印精度，喷头无法在准确的打印位置打印。本实用新型的打印机包括了采用伺服电机21的运动控制装置，因此本实用新型打印机的传动机构10加工简单，确保喷头按打印精度要求在准确的打印位置喷墨打印。

以上举较佳实施例，对本实用新型的目的、技术方案和优点进行了详细说明，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，此外本实用新型中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的对象。综上所述，本说明书内容仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利保护范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。不应理解为对本实用新型的限制。