一种激光打标机和激光打标系统的制作方法

本实用新型实施例属于激光打标技术领域，涉及一种激光打标机和激光打标系统。

背景技术：

传统的激光打标系统采用电脑配合打标控制卡和激光器的形式，其中在电脑上安装有打标软件并配置有显示器，用户基于显示器进行可视化的打标控制操作，其具体的打标流程为电脑端将打标数据下发到打标控制卡上，再由打标控制卡对所收到的数据进行处理，再执行打标操作的模式。

然而，从用户点击打标操作到实际的打标执行，中间存在不可避免的时间延迟，当打标数据量较大时，该延迟时间就会变长，打标会存在卡顿现象，使得整体打标时间变长，打标效率低，用户体验差。

此外在电脑端与打标控制卡的通讯过程中，还存在信号干扰及电脑中病毒的风险，使得激光打标系统的稳定性和可靠性变差。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型实施例提供一种激光打标机和激光打标系统，可以解决现有激光打标系统中打标效率低，稳定性差的问题。

具体的，本实用新型实施例采用了如下的技术方案。

一方面，本实用新型实施例提供一种激光打标机，包括打标控制卡、光路系统、振镜系统和打标台，所述打标控制卡上设置有处理器、存储器、第一接口模块、第二接口模块、第三接口模块和激光控制电路；

其中，所述处理器通过所述第一接口模块接收外部的控制信号和向外部输出打标状态信号；

所述处理器通过所述存储器获取打标文件，或者通过所述第三接口模块从外部的移动存储器获取所述打标文件；

所述处理器通过解析所述打标文件所生成的振镜控制信号和激光控制信号分别传输至所述第二接口模块和所述激光控制电路，所述振镜控制信号通过所述第二接口模块输出到所述振镜系统，所述激光控制电路与所述光路系统电性连接，所述振镜系统和所述光路系统中的激光输出头安装于所述打标台上方。

进一步地，所述处理器包括：

获取和解析所述打标文件的第一处理芯片；

与所述第一处理芯片电性连接、根据所述第一处理芯片的解析结果生成振镜控制信号和激光控制信号的第二处理芯片。

进一步地，所述第一处理芯片包括：

读取所述打标文件的读取单元；

对所述打标文件进行解密的解密单元；

对解密后的所述打标文件进行解析的解析单元；

其中，所述读取单元分别与所述第三接口模块和所述存储器电性连接，所述解析单元与所述第二处理芯片电性连接。

进一步地，所述第一处理芯片还包括检测所述存储器和与所述第三接口模块连接的移动存储器中是否存在所述打标文件的检测单元；

所述检测单元分别与所述第三接口模块和所述存储器电性连接。

进一步地，所述第一处理芯片为ARM芯片，所述第二处理芯片为FPGA芯片。

进一步地，所述第一接口模块包括：

输出准备状态信号的第一输出管脚和向外部输出结束状态信号的第二输出管脚；

输入红光预览信号的第一输入管脚、输入打标操作信号的第二输入管脚和输入停止信号的第三输入管脚。

进一步地，所述存储器与所述第三接口模块电性连接，外部的所述打标文件通过所述第三接口模块存储至所述存储器中。

进一步地，所述第三接口模块为USB接口。

进一步地，所述打标台上还设置有用于产品定位和激光聚焦的刻度线。

另一方面，本实用新型实施例提供一种激光打标系统，包括控制器、打标台、移动存储器和上述的激光打标机；

所述第一接口模块连接所述控制器，所述第二接口模块连接所述振镜系统，所述第三接口模块连接所述移动存储器，所述振镜系统和所述光路系统中的激光输出头安装于所述打标台上方；

所述控制器发出的控制信号通过所述第一接口模块传输至所述处理器，所述处理器从所述存储器或者移动存储器中获取打标文件，并将解析所述打标文件生成振镜控制信号和激光控制信号，所述振镜控制信号通过所述第二接口模块传输至所述振镜系统，所述激光控制电路根据所述激光控制信号控制所述光路系统的激光经过激光输出头输出。

根据本实用新型实施例提供的激光打标机和激光打标系统，与现有技术相比，通过设置内部存储有打标文件的存储器和可连接外部移动存储器的接口模块，可以使得激光打标机不需要连接电脑即可获取打标文件，实现脱机打标，打标过程中不需要电脑的参与，降低了用户使用成本；同时解决了数据处理过程中带来的打标延迟问题，比现有技术节约了数据处理时间，打标响应快，效率高；此外，不需要和电脑进行通讯操作，不存在通讯过程中的存在信号干扰现象，抗干扰能力强，稳定性高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本实用新型实施例提供的激光打标机的结构框图；

图2为本实用新型实施例提供的处理器的结构框图；

图3为本实用新型实施例提供的信号时序示意图；

图4为本实用新型实施例提供的激光打标系统的结构框图；

图5为本实用新型实施例提供的激光打标系统的工作流程图。

附图标记说明：

1 打标控制卡

2 光路系统

21 激光输出头

3 振镜系统

4 打标台

10 处理器

101 第一处理芯片

101a 读取单元

101b 解析单元

101c 解密单元

101d 检测单元

102 第二处理芯片

11 存储器

12 第一接口模块

13 第二接口模块

14 第三接口模块

15 激光控制电路

1A 控制器

2A 移动存储器

3A 激光打标机

具体实施方式

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型；本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本实用新型的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

参阅图1，本实用新型实施例提供一种激光打标机，包括打标控制卡1、光路系统2、振镜系统3和打标台4，所述打标控制卡1上设置有处理器10、存储器11、第一接口模块12、第二接口模块13、第三接口模块14和激光控制电路15；

其中，所述处理器10通过所述第一接口模块12接收外部的控制信号和向外部输出打标状态信号；所述激光打标机工作时可连接外部的控制器，通过所述第一接口模块12接收外部的控制器发送的控制信号，同时可向外部的控制器实时反馈打标状态信号，以使外部的控制器根据打标状态信号调整控制信号的输出。

所述处理器10通过所述存储器11获取打标文件，或者通过所述第三接口模块14从外部的移动存储器获取所述打标文件；在所述激光打标机工作前，可预先将打标文件存储至所述存储器11中，或者是将打标文件存储至外部的移动存储器，再通过所述第三接口模块14将所述激光打标机与外部的移动存储器连接，当所述激光打标机工作时，可从所述存储器11或者外部的移动存储器获取打标文件，而无需与其他设备(比如电脑)通信。在本实用新型可选实施例中，所述第三接口模块14连接有外部的移动存储器时，所述处理器 10优先从外部的移动存储器中获取打标文件，一方面所述激光打标机内部的存储器11容量有限，另一方面外部的移动存储器可以更方便地获取最新的打标文件，通过优先从外部的移动存储器中获取打标文件可以更为快速地获取到当前所需的打标文件。可选的，所述存储器11与所述第三接口模块14电性连接，外部的所述打标文件通过所述第三接口模块14存储至所述存储器11 中。

所述处理器10通过解析所述打标文件所生成的振镜控制信号和激光控制信号分别传输至所述第二接口模块13和所述激光控制电路15，所述振镜控制信号通过所述第二接口模块13输出到所述振镜系统3，所述激光控制电路15 与所述光路系统2电性连接，以控制所述光路系统2的激光输出头21对外输出的激光，所述振镜系统3和所述光路系统2中的激光输出头21安装于所述打标台4上方。

进一步参阅图2，在本实用新型实施例中，所述处理器10包括第一处理芯片101和第二处理芯片102，所述第一处理芯片101用于获取和解析所述打标文件；所述第二处理芯片102与所述第一处理芯片101电性连接，用于根据所述第一处理芯片101的解析结果生成振镜控制信号和激光控制信号。通过设置两个芯片，分别处理不同的数据，可以提高处理效率，从而提高打标效率。

在一些实施例中，如图2所示，所述第一处理芯片101可包括读取单元 101a和解析单元101b，其中所述读取单元101a分别与所述第三接口模块14 和所述存储器11电性连接，所述解析单元101b与所述第二处理芯片102电性连接；所述读取单元101a用于读取所述打标文件，所述解析单元101b用于所述打标文件进行解析。

在一些实施例中，当所述打标文件为加密的文件时，如图2所示，所述第一处理芯片101可进一步包括解密单元101c，所述解密单元101c用于对所述读取单元101a读取的所述打标文件进行解密，所述解析单元101b相应的对解密后的所述打标文件进行解析，加密的打标文件可保证用户数据的安全性及完整性。

在另一些实施例中，如图2所示，所述第一处理芯片101还可包括检测所述存储器11和与所述第三接口模块14连接的移动存储器中是否存在所述打标文件的检测单元101d，所述检测单元101d分别与所述第三接口模块14 和所述存储器11电性连接；当所述检测单元101d检测到所述存储器11和外部的移动存储器中均不存在打标文件时，所述激光打标机可相应地切换至在线打标模式。

在本实施例中，所述第一接口模块12可包括多个输入管脚和多个输入管脚，具体的，所述第一接口模块12包括输出准备状态信号的第一输出管脚和向外部输出结束状态信号的第二输出管脚；以及输入红光预览信号的第一输入管脚、输入打标操作信号的第二输入管脚和输入停止信号的第三输入管脚；具体地，激光打标机通过所述第一输出管脚向外部的控制器传输准备状态信号(Ready信号)，表明激光打标机处于准备状态，提示控制器可以发送控制信号了，控制器可以通过第一输入管脚向激光打标机输入红光预览信号 (Redray信号)来控制激光打标机进行红光预览操作，或者通过第二输入管脚想激光打标机输入打标操作信号(Mark信号)来控制激光打标机输出激光进行打标操作；而激光打标机每完成一次打标或者执行一次有效的打标操作或者整体打标完成后，可通过第二输出管脚向外部发送结束状态信号(Done 信号)，例如通过Done信号控制指示灯的亮/灭，或者发送Done信号到外部控制器，控制器在激光打标机红光预览过程中或者打标过程中可通过所述第三输入管脚向激光打标机输入停止信号(Stop信号)来控制激光打标机停止红光预览或停止打标操作，即停止信号包括红光预览停止信号和打标停止信号。其中Ready信号在激光打标机的整个工作周期内有效，其他信号的有效信号在Ready信号的有效时间段内的高电平信号或者低电平信号，如图3所示为高电平信号的示意，需要说明的是，图3中各有效信号之间的时间间隔及有效信号持续时间，都不是定值，只是便于理解的一种示意表示。

在一些实施例中，所述第三接口模块14还可连接蓝牙模块、WIFI模块等非存储介质功能的模块，用以实现其他辅助功能，比如激光打标机与其他设备的交互。

在本实用新型上述实施例中，所述第一处理芯片101可为ARM芯片，所述第二处理芯片102可为FPGA芯片，所述第三接口模块14可为USB接口。

在本实用新型上述实施例中，激光打标机中用于信号传输的电路具有隔离功能，能够避免外部的控制器的信号对激光打标机的硬件产生损坏。

进一步地，在本实施例中，所述打标台4上还设置有用于产品定位和激光聚焦的刻度线。

根据本实用新型实施例提供的激光打标机，与现有技术相比，通过设置内部存储有打标文件的存储器11和可连接外部移动存储器的接口模块，可以使得激光打标机不需要连接电脑即可获取打标文件，实现脱机打标，打标过程中不需要电脑的参与，降低了用户使用成本；同时解决了数据处理过程中带来的打标延迟问题，比现有技术节约了数据处理时间，打标响应快，效率高；此外，不需要和电脑进行通讯操作，不存在通讯过程中的存在信号干扰现象，抗干扰能力强。在进行脱机打标过程中，意外断电不会损坏脱机的打标文件，也不会造成打标文件的丢失，稳定性高。

参阅图4，本实用新型实施例还提供一种激光打标系统，包括控制器1A、移动存储器2A和上述实施例中所述的激光打标机3A。其中控制器1A具体为单片机或PLC等类型的微处理器，也可以是简单的控制开关。

其中，所述激光打标机3A的结构组成可结合图1和图2参考上述实施例中相关技术内容，在此不再展开说明，在本实施例中，所述第一接口模块12 连接所述控制器1A，所述第二接口模块13连接所述振镜系统3，所述第三接口模块14连接所述移动存储器2A。

所述控制器1A发出的控制信号通过所述第一接口模块12传输至所述处理器10，所述处理器10从所述存储器11或者移动存储器2A中获取打标文件，并将解析所述打标文件生成振镜控制信号和激光控制信号，所述振镜控制信号通过所述第二接口模块13传输至所述振镜系统3，所述激光控制电路15根据所述激光控制信号控制所述光路系统2中的激光输出头21的激光输出。具体的，所述激光打标机3A通过所述第一接口模块12接收激光打标机3A外部的控制器1A发送的控制信号，同时可向激光打标机3A外部的控制器1A实时反馈打标状态信号，以使激光打标机3A外部的控制器1A根据打标状态信号调整控制信号的输出。

在本实施例中，所述移动存储器2A可为USB闪存盘、移动硬盘或者闪存卡。采用移动存储器2A一方面方便复制打标文件，另一方面可方便不同产线的快速切换。

下面结合图5对激光打标系统的工作流程进行说明，该工作流程阐明了该激光打标系统的脱机打标方法。

S101、激光打标系统启动，其中激光打标系统启动包括系统上电启动及系统重启启动，当所述激光打标机3A的处理器10包括第一处理芯片101(比如ARM)和第二处理芯片102(比如FPGA)时，系统启动后，将在第一处理芯片101和第二处理芯片102中运行相应的程序。

S102、判断是否有脱机打标文件，具体的，一并参阅图4，通过所述激光打标机3A的处理器10中的第一处理芯片101来判断激光打标机3A内部的存储器11(比如FLASH)或第三接口模块14连接的激光打标机3A外部的移动存储器2A中是否有打标文件的存在。若检测到没有打标文件的存在，则执行步骤S110,激光打标系统进入非脱机打标模式，若检测到存在打标文件，则执行步骤S103。在所述激光打标机3A工作前，可预先将打标文件存储至所述存储器11中，比如激光打标机3A外部的所述打标文件通过所述第三接口模块 14存储至所述存储器11中，或者是将打标文件存储至激光打标机3A外部的移动存储器2A，通过所述第三接口模块14将所述激光打标机3A与激光打标机3A外部的移动存储器2A连接，当所述激光打标机3A工作时，可从所述存储器11或者激光打标机3A外部的移动存储器2A获取打标文件，而无需与其他设备(比如电脑)通信。在本实用新型可选实施例中，所述第三接口模块 14连接有移动存储器2A时，所述处理器10优先从激光打标机3A外部的移动存储器2A中获取打标文件，一方面所述激光打标机3A内部的存储器11容量有限，另一方面激光打标机3A外部的移动存储器2A可以更方便地获取最新的打标文件，通过优先从激光打标机3A外部的移动存储器2A中获取打标文件可以更为快速地获取到当前所需的打标文件。只有在所述第三接口模块14 没有连接移动存储器2A的情况下，才读取内部的所述存储器11(如flash存储)中的打标文件。

需要说明的是，打标文件由上位机预先设置并保存,打标文件为激光打标机3A可识别的文件，比如用户在上位机进行绘图及标刻参数设定操作后，保存为JSON格式的执行档(即打标文件)，进一步地，还可对该执行档进行加密，加密的方式与打标机底层解密的方式相对应，再将加密执行档保存到存储介质中，所述存储介质可以是移动存储器2A或者激光打标机3A内部的存储器11，比如FLASH(一种存储芯片)。

S103、配置工作参数并读取打标文件；其中配置工作参数可由所述激光打标机3A的第一处理芯片101来完成，包括进行初始化网络套接字、矫正参数、初始化全局变量等操作，开辟内存，而后读取打标文件至内存中，并通过第一接口模块12向控制器1A发送准备状态信号，激光打标系统中的激光打标机3A进入准备状态。本步骤中先行读取打标文件，可避免控制器1A向激光打标机3A发送控制信号后再读取打标文件时可能存在的因打标文件过大、读取速度慢而引起的红光预览或激光打标操作的延迟现象，相比于连接电脑的在线打标，能够实现后续的实时红光预览和实时激光打标操作。需要说明的是，在S103中，读取打标文件可包括解析打标文件的过程，更进一步的，对于加密的打标文件，还可进一步包括解密过程，加密的打标文件可保证用户数据的安全性及完整性。

S104、判断是否有红光预览信号输入；如上所述，红光预览信号可通过所述第一接口模块12的第一输入管脚输入，若第三输入管脚存在红光预览信号输入，则进入步骤S105，否则进行步骤S107。

S105、执行红光预览操作；执行操作前将创建DMA多线程并开启红光，执行红光预览过程中，具体通过振镜系统3来控制红光的扫描路径。

S106、在执行红光预览操作时，判断是否有红光预览停止信号，该判断过程由S105中创建的DMA多线程来对所述第一接口模块12的第三输入管脚进行监控，若第三输入管脚没有有效信号输入，则一直会执行步骤S105中的红光预览操作，若第三输入管脚存在有效信号输入时，将退出S105中创建的 DMA多线程，并关闭红光，而后执行步骤S107。

S107、是否有打标操作信号输入，如上所述，红光预览信号可通过所述第一接口模块12的第二输入管脚输入，若第二输入管脚存在有效信号输入，则进入S108,此时将创建新的DMA多线程，并开启激光。

S108、执行打标操作，具体的，激光打标机3A将根据打标文件的解析内容控制激光光路和振镜系统3进行激光打标。

S109、在执行打标操作时，判断是否有打标停止信号，该判断过程由S107 中创建的DMA多线程来对所述第一接口模块12的第三输入管脚进行监控，若第三输入管脚没有有效信号输入，则一直会执行步骤S108中的打标操作，若第三输入管脚存在有效信号输入或者完成打标操作时，将退出S107中创建的 DMA多线程，并关闭激光，结束打标，并通过所述第一接口模块12的第二输出管脚向控制器1A输出结束状态信号。

S110、进行非脱机打标模式，即本实施例提供的激光打标系统兼容非脱机打标模式，此时需要将激光打标机3A与外部的电脑连接。

根据本实用新型实施例提供的激光打标系统，与现有技术相比，通过在激光打标机3A中设置内部存储有打标文件的存储器11和设置可连接激光打标机3A外部的移动存储器2A的接口模块，可以使得激光打标机3A不需要连接电脑即可获取打标文件，实现脱机打标，打标过程中不需要电脑的参与，降低了用户使用成本；同时解决了数据处理过程中带来的打标延迟问题，比现有技术节约了数据处理时间，打标响应快，效率高；此外，不需要和电脑进行通讯操作，不存在通讯过程中的存在信号干扰现象，抗干扰能力强。在进行脱机打标过程中，意外断电不会损坏脱机的打标文件，也不会造成打标文件的丢失，稳定性高。

显然，以上所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本实用新型的较佳实施例，但并不限制本实用新型的专利范围。本实用新型可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本实用新型说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本实用新型专利保护范围之内。