一种刻字机及其控制电路和控制方法

专利名称：一种刻字机及其控制电路和控制方法
技术领域：
本发明涉及一种刻字机，尤其是涉及一种采用控制系统进行精确控制、且具有刻刀快速 调整结构和提高刻刀下刀压力结构的刻字机，以及用于控制刻字机的控制电路和控制方法。
背景技术：
在纸类介质上切割图样的刻字机种类繁多，为人们日常生活工作提供了很多便利和乐 趣。现今， 一般用于小型加工做坊与家庭使用的迷你刻字机设备构造粗糙、精度差，导致在 切割介质上所切割出来的图样粗糙、转角走刀部位及细长部容易出现破残、断裂的情况，使 刻字机切割出的作品难以满足使用者的要求。
另外，传统刻字机使用时要先根据材质厚度调整刻刀刀尖露出刀座的长度，然后试割， 若不合适则进行再调整和再试割这样的反复调整过程，直到合适为止。对于专业人员来说， 这个刻刀调适的过程可能会缩短；但对于新用户来说可能是个挑战。因此，人们便需要一种 简易的、能针对于不同类型材质快速调整刻刀且成本低廉的新型刻字冲几，其具有更换刻刀及 取放刀座都能快速简便的优点。
再者，随着刻字机的应用范围越来越广，对刻字机的输出刀压要求越来越高。但现有的 刻字机在满足刀座的体积要求尽可能小的前提下，要么难以做到提高刻刀的下刀压力，要么 需要花费巨大的成本来改造刀座。

发明内容
针对现有刻字机存在的不足，本发明所要解决的技术问题是提出 一种采用控制系统进行 精确控制、且具有刻刀快速调整结构和提高刻刀下刀压力结构的刻字机，以及用于控制刻字 机的控制电路和控制方法。
为解决本发明的技术问题，本发明公开一种刻字机，包括由底座及位于该底座两侧的左、 右机壳、Y轴马达和X轴马达；所述底座上方于所述左、右机壳间设有相互平行的由所述Y 轴马达连动的走纸轴、与该走纸轴配合的压纸轴、及位于该走纸轴后侧的横梁；所述横梁上 设有跑车，该跑车与由所述X轴马达的连动的同步带连接，且所述跑车与下刀杆连接，所述 下刀杆前端设有刀座，所述底座内设有连接下刀杆连的电磁组件；两组均由相互啮合的第一 转轮和第二转轮组成的传动机构，其中两个第一转轮分别与横梁和同步带连接，而两个第二 转轮分别与Y轴马达和X轴马达的转轴连接；设置于底座上包括控制电路的驱动控制板， 由该控制电路包括中央处理器和与之相连的可编程逻辑单元；分别用于根据可编程逻辑单 元发出的控制指令产生驱动X轴马达通过变速传动机构和同步带带动跑车在X轴向移动、Y 轴马达通过变速传动机构带动走纸轴在X轴向前后移动以及控制电》兹组件带动刀座产生刻 字动作的X轴马达驱动电路、Y轴马达驱动电路和刻刀控制电路。
较优的，所述控制电路包括所述控制电路还包括用于从外界的控制主机获取刻写文 件的PC接口 ；用于从外界的存储卡获取刻写文件的USB接口和SD接口 ；以及用于实现机 器视觉，采用CCD传感的光学识别单元；均与中央处理器连接。
较优的，所述刀座包括均为塑胶件的刀杆和刀帽，刀帽螺合于刀杆的一端；刀帽的外 圆壁上标有标识不同材质厚度的刻度，内圆壁上开有与刻度相对应的P艮位槽；装在刀杆上且 固定于刀帽内圆壁上相邻限位槽之间的滚珠；设置于刀杆内，且露出刀杆的长度与滚珠固定 位置的刻度数一致的刻刀；以及设置于刀帽内的退刀杆。
较优的，所述跑车还包括由磁芯轴销、连杆销、连杆支轴、连杆组成，将电磁組件输 出力按比例增大的第一级杠杆机构，以连杆支轴为杠杆支点，电磁组件输出力拉动磁芯轴销 带动连杆绕连杆支轴转动，且连杆支轴到磁芯轴销之间的力臂大于连杆支轴到连杆销之间的 力臂；由连杆销、下刀杆、下刀杆转动轴、刀座组成的第二级杠杆机构，以下刀杆转动轴为 支点，连杆销到下刀杆转动轴之间的刀臂小于或大于刀座到下刀杆转动轴之间的力臂。
较优的，所述电磁组件包括固定于所述底座内的电磁铁，与所述下刀杆连接的磁芯，所述磁芯经回位弹簧与电磁铁连接。
较优的，所述压纸轴两末端各与压纸弹簧一端连接，所述两压纸弹簧另一端分别固定于所述左、右机壳上，所述压纸轴两端各设有压纸轮，该压纸轴上于两个所述压纸轮间设有两个导纸轮，所述走纸轴上设有对应所述压纸轮的爪轮。
较优的，所述第一转轮和所述第二转轮均为齿轮，且所述第一转轮的齿轮数至少是所述第二转轮齿轮数的1倍。
另外，本发明还公开一种刻字机中的控制电路，该刻字机包括底座、Y轴马达、X轴马达、变速传动机构、同步带、跑车、电磁组件、刀座；该控制电路设置底座上，包括中央处理器和与之相连的可编程逻辑单元；分别用于根据可编程逻辑单元发出的控制指令产生驱动X轴马达通过变速传动机构和同步带带动跑车在X轴向移动，Y轴马达通过变速传动机构带动走纸轴在X轴向前后移动以及控制电磁组件带动刀座产生刻字动作的X轴马达驱动电路、Y轴马达驱动电路和刻刀控制电路。
较优的，所述控制电路还包括用于从外界的控制主机获取刻写文件的PC接口；用于从外界的存储卡获取刻写文件的USB接口和SD接口 ；以及用于实现机器视觉，采用CCD 传感的光学识别单元；均与中央处理器连接。
另外，本发明还公开一种刻字机控制方法，包括
步骤A、读取有效的刻写文件；
步骤B、解析刻写文件，产生控制指令；
步骤C、由控制指令驱动X轴马达通过变速传动机构和同步带带动跑车在X轴向移动、Y轴马达通过变速传动机构带动走纸轴在X轴向前后移动以及控制电磁组件带动刀座产生对应于刻写文件的刻字动作。
较优的，步骤C之前还包括采用光学识别预先打印标记，对刻写偏差进行校正的步骤。
较优的，所述步骤B包括
依次从刻写文件中读取一行数据，并对数据进行解析后送入緩冲区； 对緩冲区的数据进行刻写规划，产生驱动X轴马达、Y轴马达和刀座产生对应刻写数据的控制指令。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果
1、 本发明通过控制电路的控制，由X轴马达通过变速传动机构和同步带带动跑车左右移动，及Y轴马达通过变速传动机构带动走纸轴使切割介质前后移动，由电磁组件控制装配在刀架内的刀座下刀、收刀，4吏刀座能灵活、高效的在切割介质上划割图样，实现了对刻字机的全自动化控制；
2、 本发明的刻字机的跑车中成功的引入了双连杆机构，使在同样大小的跑车件及现有 电磁铁输出磁力不变的情况下得到增加一倍的刀压，同时大的传动比可以增加一倍的拖动力，可以满足能切割更厚材质的需求；同时传动部分采用高速CPU加上优化的步进细分算法及柔性、带自调节的无側隙齿轮啮合设计，使切割介质及跑车的移动误差小，使切割出来的图样品质更高、速度更快；
3、 本发明新的刀座设计更具人性化，使调刀、换刀更简捷、方便，满足使用者(尤其是初级使用者)的需求；
4、 同时本发明具有结构简单、合理、有效的特点，能在以较低制造成本情况下，实现刻字机高品质的工作性能；
5、 本发明采用高清晰CCD具备轮廓切割功能，使用途更广；
6、 本发明可识别U盘或SD卡上的刻字文件，故可以脱离电脑工作，使客户更加方便。


图1是本发明较佳实施例主视图2是图1出去左、右机壳后的俯视图3是图2的左视图4是图1中传动结构部分的立体示意图5是图1中跑车的立体示意图6是图1中跑车在另一个视角下的立体示意图7是图6的正^L图8是图7中A-A的剖面示意图9是图1刀座的剖面示意图1O是图1的控制原理电气结构示意图。
具体实施例方式
如图1、图2和图3所示的本新型较佳实施例的基本结构， 一种刻字机，包括由底座1 及位于底座l两侧的左、右机壳2、 3以及位于底座1上方的盖板49组成的机壳；Y轴马达 4与X轴马达5;以及设置于底座1上的驱动控制板50,其控制从刻字机的外接存储接口 (比 如USB接口或SD接口 )上读取待刻写文件并解析，再根据解析内容发出控制指令，驱动Y 轴马达4与X轴马达5通过传动装置带动刻刀进行自动化的刻字处理工作
底座1上方于左、右机壳2、 3间设有相互平行的由Y轴马达4连动的走纸轴6、与走 纸轴6配合的压纸轴7、及位于走纸轴6后側的横梁8 同时，请参考图2所示，左机壳2 外壁上设有旋钮9,旋钮9的转芯导入左机壳2内并于其顶端连接一连动齿轮10，走纸轴6 导入左机壳2内的轴端也设有连接齿轮10,两个连动齿轮10与固定于左机壳2内的咬齿轮 11啮合，当旋钮9转动时通过连动齿轮10与咬齿轮11使走纸轴6同时转动，同样上述结构 也可以配装于右机壳3上，安装位置可根据具体设备空间分配决定。
为保证走纸轴6与压纸轴7能抓紧切割介质，不会出现切割介质在移动时错位，压纸轴 7两端分别导入左、右机壳2、 3内，其压纸轴7两轴端各与压纸弹簧17 —端连接，而两个 压纸弹簧17另一端分别固定于左、右机壳2、 3上，压纸弹簧17保持一定程度的紧绷状态， 使压纸轴7产生一定的下压力,在压纸轴7两端各i殳有压纸轮18,并于压纸轴7上于两个压 纸轮18间设有两导纸轮19，同时走纸轴6上设有对应压纸轮18的爪轮20，压纸轮18与爪 轮20—上一下相互抵靠，在爪轮20表面上设有凸起的颗粒，增大摩擦系数。此处的爪轮20 设计相当于简易的机械手，其表面的凸起的颗粒可以可靠的将切割介质抓紧，并保证在工作 过程中切割介质与走纸轴6的旋转同步。
另外，横梁8上设有活套的跑车12;跑车12与橫向设置的同步带13连接，同步带13 为环形带，该同步带13绕在设于左、右机壳2、 3内的两个第一转轮24上(参照图2),为 保证同步带13正常工作，同步带13须保持适当的紧绷状态；而每个第一转轮24分别与一 个第二转轮48啮合，而两个第二转轮48分别与Y轴马达4与X轴马达5做镶嵌连接。其 中，两个第一转轮24均可采用64齿的齿轮，其中之一与Y轴上的走纸轴6连接，另一个第 一转轮24与X轴上的变速带连接；第二转轮48可采用16齿的齿轮，而Y轴马达4与X轴 马达5可采用大扭矩的3.75。步进马达。
现以Y轴传动为例工作时Y轴马达4与X轴马达5每接收一个步进信号则，带动第 二转轮48沿其轴心旋转3.75。，再由第一转轮24变比后将转动传给走纸轴6的转角变为0.9 °以此实现了步进角的细化。另，第一转轮24和第二转轮48会随着工作时间的加长而造成 磨损，并会造成齿轮间的啮合间隙及啮合噪音，而在第一转轮24与X轴马达支架47之间， 以及第二转轮48与相应的Y轴马达支架46之间，均增加一个自调节弹簧45 (参考图4); 自调节弹簧45的引入则保证了第一转轮24和第二转轮48在经过长久磨损生仍能使两齿轮 间啮合的无间隙。
因此，本发明刻字机的走紙精度得到了有效控制，而且机器传动更平稳，更增强了XY双轴的扭力，从而使马达的成本得到有效控制；而机器中自调节装置的设计也使机器的工作 噪音明显降低
请参考图5、图6。跑车12是带动刀座16执行刻字指令的重要部件，包括可绕横梁8 旋转的跑车体44、与跑车体44连接的下刀杆43以及设置与下刀杆43 —末端用来紧固刀座 16的紧固杆42;下刀杆43前端设有刀座16,刀座16上可装配不同型号的刀座以满足不同 的切割需要，跑车体44内设有连接下刀杆43的电/F兹组件。
请参考图7、图8。电磁组件包括固定于底座1内的电磁铁21,及与下刀杆43连接的磁芯22，磁芯22与电磁铁21间隔有间距。按图8所示装配好的跑车12中，下刀杆43、下刀 杆转动轴37、连杆39、连杆销40、磁芯轴销38组成一个二级杠杆机构，通过此机构可将电 磁铁21输出的下刀力按设计的比例增大数倍，具体工作如下
磁芯轴销38、连杆销40、连杆支轴41、连杆39组成的杠杆机构为电磁铁21输出力的 第一级放大，其中连杆支轴41为杠杆支点，电磁铁21输出的力通过磁芯22拉动磁芯轴销 38使连杆39绕连杆支轴41转动，同时将力传给连杆销40，因连杆支轴41到磁芯轴销38 之间的力臂大于连杆支轴41到连杆销40之间的力臂，因此，当力传递给连杆销40时，即 完成了力的第一级放大。
连杆销40、下刀杆43、下刀杆转动轴37、刀座16组成的第二级j工杆机构，此才几构为减 弱第一级输出的力，因为，此机构中下刀杆转动轴37为支点，连杆销40到下刀杆转动轴37 之间的刀臂略小于刀座16到下刀杆转动轴37之间的力臂。但最后输出力决定于第一级放大 比率x第二级j改大比率；如果要求较高的下刀压力，则必须^使两级j改大比率做到尽可能大。 其中，第二级杠杆机构可以是缩小了下刀压力的放大比率；当然，在不同场合中，也可以与 第一级杠杆机构一样，增大下刀压力的放大比率。
因此，跑车12可以在保证电磁铁21的体积更小、价格更低廉的前提下而获得需要的刻 刀刻字的刀压。
请参考图9所示。刀座16包括刀帽36、刀杆35、设于刀杆35内的第一轴承27和第二轴承 30、设于刀杆35内且位于第一轴承27和第二轴承30之间的弹簧28、设置于刀杆35内的隔片29 和磁铁32、以及退刀杆33和刻刀26，退刀杆33设置在刀帽36轴心出的通孔中，而刀帽36与刀 杆35嵌合设置，且在刀帽36设置一个用于容纳滚珠34的圓槽。
装配时将应置于刀杆内的各零部件按图9示顺序依次放入刀杆35的内筒，再将容纳滚珠 34的圓槽内涂润滑脂，把滚珠34放入的刀杆34的圆槽内，最后将刀帽36小心旋入刀杆35顶部 螺紋部分。
其中，刀帽36和刀杆35为塑胶件，刀帽36的外圆壁部分标有刻度，标识各种不同材质厚 度，内圆壁开有与刻度相对应的限位槽，而装在刀杆35上的滚珠34直径大于刀帽36内的圓槽 间隙，从而能使刀杆35与刀帽36在正常工作时处理自锁状态。当用施用一定的外力旋转刀帽 36时，刀帽36因自身塑胶件的弹性而使滚珠34从当前限位槽中被强行拉出并在刀帽36的内圆 槽内滑动，当到达下一限位槽时，如果停止施力，则滚珠会停留在此处并自锁，刻刀26的i 尖伸出刀杆35的长度也会与其刻度相对应，以此而实现了快速调整适应于不同材质的刀尖长 度的目的。
刀座16除可以快速调整刻刀26的刀尖长外，更换刻刀26与取J改刀座16都极为方便取下 刀座16时，只须将夹紧刀座16的刀座紧固杆往后压下，即可快速取下；要更换刻时，只须按 下吸在刀座16顶部的退刀杆33即可轻松将旧刻刀取下，以更换新的刻刀，换完后，再将刀座 紧固杆压下，将刀座16方"刀座孔内松开刀座紧固杆就完成了换刀的目的。因此，实现人们 对刀座16调整迅速、简便且价格低廉，同时能够快速简捷更换刻刀26及取放刀座16。
本发明中，刻字才几的Y轴马达4、 X轴马达5、跑车12、刀架16和传动结构由配合由驱动 控制板50的系统控制。请参考与图IO。驱动控制板50上的控制电路包括电源59;中央处理 器(CPU ) 60和与之相连的可编程逻辑单元(Complex Programable Logic Device, CPLD ) 61; 分别与可编程逻辑单元61连接，用于分别根据可编程逻辑单元61发出的控制指令产生驱动信 号控制X轴马达、Y轴马达和电磁组件带动刀座16产生相应动作的X轴马达驱动电路62、 Y轴 马达驱动电路68和刻刀控制电路63;与中央处理器60连接，用于与控制主机(比如电脑)或 获取待刻字资料的通信接口，包括PC接口64、 USB接口65、 SD接口66;以及与中央处理器 60连接，采用电荷耦合器(Charge Couple Device, CCD)传感机器视觉的光学识别单元67。
中央处理器60采用以ARM为内核，与可编程逻辑单元61的主频可达到66MHz， SDRM存 储容量可扩充到8MHz, Flash存储容量可扩充2M以上，减少了对与刻字机连接的控制主机的 资源占用；另外，丰富的外围接口大大降低成本，主频提高加快了机器运算速度及精度，提 高刻字机的工作效率。
另外，而本发明提供USB接口 65及SD接口 66，可以通过此接口来传输待刻字的资料，因而大大提高刻字机与控制主机之间数据传输速度及安全性、稳定性及操作简单。
再者，刻字机目前没有配置机器视觉，不能与打印设备匹配进行定位精确切割，减少刻 字机功能，缩小应用领域，本发明采用CCD传感为机器视觉，完全能够与打印设备进行匹配 定点定位，精确切割带有标志的打印材料，增强了刻字机使用功能及扩展了刻字机应用领域。
使用时，将准备好的刀座根据材料厚度调到指定档位，并装入刀架内，调整刀架，使刀 座处于下刀位置，刀座端面与介质面垂直。在装有刻字机发送软件的电脑上将参数调整好后， 载入要刻绘的文件，并成功进行发送后，刻字机开始工作
步骤l:驱动控制板发出移动指令给X轴马达，使其转动并通过变速传动机构(即图2中 第一转轮24和第二转轮48相配合的变速齿轮)和同步带带动跑车到达指定的下刀位置。
步骤2:再由驱动控制板发出下刀指令给电磁组件，使电磁组件中的电磁铁通电产生吸 力并吸引磁芯，由磁芯将产生拉力的通过磁芯轴销传递给连杆，连杆再通过绕连杆支轴顺逆 时针转动将力传递给连杆上的连杆销，连杆销又通过绕连杆支轴顺时针转动将力传与给连杆 销相连的下刀杆，最后下刀杆通过绕下刀杆转动轴逆时针旋转带动刀座到达下刀位置，使刻 刀与切割介质接触，这个过程我们称为"下刀"，下刀后，刀座会保持恒定的压力，以确保 刻刀能均匀流畅的切割介质。
步骤3:此时，驱动控制板同时发送控制信号给X轴马达和Y轴马达，控制X轴马达通过 变速传动机构和同步带带动跑车左右移动，及Y轴马达通过变速传动机构带动走纸轴使切割 介质前后移动，使两马达椐要切割了的图样路径，切割指定区域。
步骤4:指定区域切割完毕后，驱动控制板发送抬刀指令给电磁铁，使电磁铁产生反向 磁场并通过磁芯产生反向的推力，同时使步骤2中各部件作反向运动，使各部件回归下刀前 位置同时带动刀座完成抬刀动作。
步骤5:驱动控制板发出控制指令，使Y轴马达通过变速传动机构带动走纸轴使切割介质 前后移动，由X轴马达转动通过变速传动机构和同步带带动跑车到达下一个指定的下刀位置。
步骤6:重复步骤2至5进行刻字作业。
步骤6:当所需切割的文件发送完毕后，跑车自动归位到原点，等待下一次切割，完成 切割后，旋转旋扭，使压纸轴通过爪将切割介质退出刻字机。
在工作过程中，可通过USB接口或SD接口传输待刻写文件，也可以从与刻字机连接的控 制主机上读取待刻写文件。当然，中央处理器也可以检测插入至USB接口或SD接口的存储卡， 判断是否有有效文件格式的文件，若有，则读取该文件进行刻字处理。
并且，在获取到有效的待刻写文件后，有中央处理器控制，先从待刻写文件里读取一行 数据进行解析，将解析数据送入緩冲器，产生相应的刻写控制指令进行刻字操作，
当然，如果待刻写文件所设定的文档宽度超出了本刻字机所能切割的最大宽度，那在实 际切割中，当跑车到达左右极限时会触动限位保护开关，使机停止工作，避免机器因文档设 置不当而引起的损坏。
另外，在读取刻字文档，开始正式刻字之前，还可以通过光学识别系统，对预先打印的 标记进行识别来进行偏差校正发出查找+令查找第一个预打印标记Sl;等待正确的返回值 后，再发出查找命令查找第二个预打印标记S2，并等待正确的返回值；将收到的返回值有中 央处理器进行计算分析，依分析结果校正刻字偏差。
本发明通过由X轴马达通过变速传动机构和同步带带动跑车左右移动，及Y轴马达通过 变速传动机构带动走纸轴使切割介质前后移动，由电》兹组件控制装配在刀架内的刀座下刀、 收刀，使刀座能灵活、高效的在切割介质上划割图样，并且本款机型在跑车中成功的引入了 双连杆机构，使在同样大小的跑车件及现有电磁铁输出磁力不变的情况下得到更大的下刀压 力以满足能切割M材质的需求，同时传动部分加入了马达的步进细化及柔性、带自调节的 齿轮嗜合设计，使切割介质及跑车的移动误差小，使切割出来的图样品质更高，而新的刀座 设计更具人性化，使调刀、换刀更简捷、方便，满足使用者(尤其是初级使用者)的需求。 同时本发明具有结构简单、合理、有效的特点，能在以较低制造成本情况下，实现刻字机高 品质的工作性能。
权利要求
1、一种刻字机，包括由底座(1)及位于该底座(1)两侧的左、右机壳(2、3)、Y轴马达(4)和X轴马达(5)，其特征在于所述底座(1)上方于所述左、右机壳(2、3)间设有相互平行的由所述Y轴马达(4)连动的走纸轴(6)、与该走纸轴(6)配合的压纸轴(7)、及位于该走纸轴(7)后侧的横梁(8)；所述横梁(8)上设有跑车(12)，该跑车(12)与由所述X轴马达(5)的连动的同步带(13)连接，且所述跑车(12)与下刀杆(43)连接，所述下刀杆(43)前端设有刀座(16)，所述底座(1)内设有连接下刀杆(43)连的电磁组件；两组均由相互啮合的第一转轮(24)和第二转轮(48)组成的传动机构，其中两个第一转轮(24)分别与横梁(8)和同步带(13)连接，而两个第二转轮(48)分别与Y轴马达(4)和X轴马达(5)的转轴连接；设置于底座(1)上包括控制电路的驱动控制板(50)，由该控制电路包括中央处理器(60)和与之相连的可编程逻辑单元(61)；分别用于根据可编程逻辑单元(61)发出的控制指令产生驱动X轴马达(5)通过变速传动机构和同步带(13)带动跑车(12)在X轴向移动、Y轴马达(4)通过变速传动机构带动走纸轴(6)在X轴向前后移动以及控制电磁组件带动刀座(16)产生刻字动作的X轴马达驱动电路(62)、Y轴马达驱动电路(68)和刻刀控制电路(63)。
2、 根据权利要求1所述的刻字机，其特征在于所述控制电路包括所述控制电路 还包括用于从外界的控制主机获取刻写文件的PC接口 (64);用于从外界的存储卡获取 刻写文件的USB接口 (65)和SD接口 (66);以及用于实现机器视觉，采用CCD传感的 光学识别单元(67);均与中央处理器(60)连接。
3、 根据权利要求1所述的刻字机，其特征在于所述刀座(16)包括均为塑胶件 的刀杆(35)和刀帽(36),刀帽(36)螺合于刀杆(35)的一端；刀帽(36)的外圓壁 上标有标识不同材质厚度的刻度，内圓壁上开有与刻度相对应的限位槽；装在刀杆(35) 上且固定于刀帽(36)内圆壁上相邻限位槽之间的滚珠(34);设置于刀杆(35)内，且 露出刀杆(35)的长度与滚珠(34)固定位置的刻度数一致的刻刀(26);以及设置于刀 帽(36)内的退刀杆(33)。
4、 根据权利要求l所述的刻字机，其特征在于所述跑车(12)还包括 由磁芯轴销(38)、连杆销(40)、连杆支轴(41)、连杆(39)组成，将电磁组件输出力按比例增大的第一级杠杆片几构，以连杆支轴(41)为杠杆支点，电磁組件输出力拉动 》兹芯轴销(38 )带动连杆(39)绕连杆支轴(41)转动，且连杆支轴(41 )到磁芯轴销(38 ) 之间的力臂大于连杆支轴(41)到连杆销(40)之间的力臂；由连杆销(40)、下刀杆(43)、下刀杆转动轴(37)、刀座(16)组成的第二级杠杆 机构，以下刀杆转动轴(37)为支点，连杆销(40)到下刀杆转动轴(37)之间的刀臂小 于或大于刀座(16)到下刀杆转动轴(37)之间的力臂。
5、 根据权利要求1所述的刻字机，其特征在于所述电磁组件包括固定于所述底座 (1)内的电磁铁(21)，与所述下刀杆(43)连接的磁芯(22),所述磁芯(22)经回位弹簧与电磁铁(21)连接。
6、 一种刻字机控制电路，该刻字机包括底座(l)、 Y轴马达(4)、 X轴马达(5)、变 速传动机构、同步带(13)、跑车(12)、电磁组件、刀座(16)，其特征在于该控制电 路设置底座(1)上，包括中央处理器(60)和与之相连的可编程逻辑单元(61);分别用于根据可编程逻辑单元(61)发出的控制指令产生驱动X轴马达(5 )通过变 速传动机构和同步带(13)带动跑车(12)在X轴向移动、Y轴马达(4)通过变速传动 机构带动走纸轴(6)在X轴向前后移动以及控制电磁组件带动刀座(16)产生刻字动作 的X轴马达驱动电路(62)、 Y轴马达驱动电路(68)和刻刀控制电路(63)。
7、 根据权利要求6所述的刻字机控制电路，其特征在于所述控制电路还包括用 于从外界的控制主机获取刻写文件的PC接口 (64);用于从外界的存储卡获取刻写文件的 USB接口 (65)和SD接口 (66);以及用于实现机器视觉，采用CCD传感的光学识别单 元(67);均与中央处理器(60)连接。
8、 一种刻字机控制方法，其特征在于，包括 步骤A、读取有效的刻写文件；步骤B、解析刻写文件，产生控制指令；步骤C、由控制指令驱动X轴马达(5 )通过变速传动机构和同步带(13 )带动跑车 (12)在X轴向移动、Y轴马达(4)通过变速传动机构带动走纸轴(6 )在X轴向前后移 动以及控制电磁组件带动刀座(16)产生对应于刻写文件的刻字动作。
9、 根据权利要求8所述的刻字机控制方法，其特征在于步骤C之前还包括采用光 学识别预先打印标记，对刻写偏差进行校正的步骤。
10、 根据权利要求8或9所述的刻字机控制方法，其特征在于所述步骤B包括 依次从刻写文件中读取一行数据，并对数据进行解析后送入緩冲区； 对緩冲区的数据进行刻写规划，产生驱动X轴马达(5)、 Y轴马达.(4)和刀座(16)产生对应刻写数据的控制指令。
全文摘要
本发明公开一种刻字机及其控制电路，该刻字机包括底座、Y轴马达和X轴马达；由所述Y轴马达连动的走纸轴、压纸轴；与由所述X轴马达的连动的同步带连接的跑车，且所述跑车与下刀杆连接，所述下刀杆前端设有刀座，所述底座内设有连接下刀杆连的电磁组件；传动机构；设置于底座上包括控制电路的驱动控制板，由该控制电路包括中央处理器和与之相连的可编程逻辑单元；分别用于发出的控制指令产生驱动X轴马达通过变速传动机构和同步带带动跑车在X轴向移动、Y轴马达通过变速传动机构带动走纸轴在X轴向前后移动以及控制电磁组件带动刀座产生刻字动作的X轴马达驱动电路、Y轴马达驱动电路和刻刀控制电路。具有结构简单、控制精度高的优点。
文档编号B44B3/00GK101204901SQ200710124970
公开日2008年6月25日 申请日期2007年12月12日 优先权日2007年12月12日
发明者孙晓兵 申请人:深圳市创造机电有限公司