激光打标卡数据采集及标刻图像验证装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种激光打标卡数据采集及标刻图像验证装置，主要由激光数据采集模块、振镜数据采集模块、可编程逻辑门阵列主控模块、通信模块和上位机组成；激光数据采集模块的输入端连接激光打标卡的激光器，振镜数据采集模块的输入端连接激光打标卡的振镜，激光数据采集模块和振镜数据采集模块的输出端连接可编程逻辑门阵列主控模块的输入端，可编程逻辑门阵列主控模块的输出端经通信模块和上位机。本实用新型能够迅速捕获激光打标卡传输至激光打标台的振镜、激光等装置的数据，并能捕获数据在上位机中模拟实际标刻图案，精准验证激光打标图案。
【专利说明】激光打标卡数据采集及标刻图像验证装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于激光加工领域，具体涉及一种激光打标卡数据采集及标刻图像验证装置。
【背景技术】
[0002]随着现代科技的发展，激光加工技术已经在许多行业获得的成功应用。激光加工就是利用高功率密度的激光束照射工件，使材料熔化或气化而进行的一种非接触式特种加工手段。激光打标卡外接激光器、振镜、飞标传输带、系统电源、输入键盘及显示、旋转编码器等部分就形成一台完整的激光打标机。激光打标卡负责接收上位机传输的待标刻图像数据及激光控制参数，并将图像数据、参数按一定顺序分别传至振镜和激光器，控制激光光束在材料表面的X轴方向和Y轴方向上有序移动，从而打出相应的图像标记，激光器控制激光的出光、关光状态。
[0003]传统的激光打标卡在开发制作过程，由于数据采集复杂、图像验证困难，导致激光打标卡的开发周期长、效率低、成本较高。特别是对于一些层次感较强、曲线分解较复杂、延时较多的图像，即便在车间工厂中实测，借助尺子、放大镜等进行定量测量，然后对比打标图案，也无法准确验证其数据的正确性，而且其操作步骤非常的繁琐，极大程度阻碍了打标卡的开发进度。对于购买打标卡的用户而言，更是很难判断打标卡的真实标刻精度。
实用新型内容
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种激光打标卡数据采集及标刻图像验证装置，其能够迅速捕获激光打标卡传输至激光打标台的振镜、激光等装置的数据，并能捕获数据在上位机中模拟实际标刻图案，精准验证激光打标图案。
[0005]为解决上述问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的:
[0006]一种激光打标卡数据采集及标刻图像验证装置，主要由激光数据采集模块、振镜数据采集模块、可编程逻辑门阵列主控模块、通信模块和上位机组成；其中
[0007]激光数据采集模块的输入端连接激光打标卡的激光器，并将采集到的激光器的主振荡控制信号、激光器调制输入信号、激光器脉冲重复频率输入方波信号、功率锁存信号和功率设定信号送入可编程逻辑门阵列主控模块中；
[0008]振镜数据采集模块的输入端连接激光打标卡的振镜，并将采集到的振镜的传送坐标的时钟信号、坐标同步信号、X坐标信号和Y坐标信号送入可编程逻辑门阵列主控模块中；
[0009]可编程逻辑门阵列主控模块同步接收激光数据采集模块和振镜数据采集模块送来的数据并判断数据类型后，将激光器状态数据和振镜坐标数据分别存放；
[0010]通信模块将存放在可编程逻辑门阵列主控模块中的激光器状态数据和振镜坐标数据送入上位机；
[0011]上位机接收到通信模块送来的数据后，分别识别激光器状态数据和振镜坐标数据，并把每个坐标点的图形显示出来，这便完成了实际激光标刻的模拟。
[0012]上述装置中，所述可编程逻辑门阵列主控模块上还接有同步动态随机存储器。
[0013]上述装置中，所述通信模块为USB通信模块。
[0014]与现有技术相比，本实用新型构建了一种激光打标机数据采集及标刻图像验证装置，该装置通过激光数据采集模块和振镜数据采集模块对激光打标卡的激光状态和坐标数据进行采集，并将激光状态和坐标数据送入上位机中进行简单的图像处理后再现模拟出打标卡的工作状态。本发明具有操作简单、性能稳定及输出数据量大的特点，能够迅速捕获激光打标卡传输至激光打标台的振镜、激光等装置的数据，并能捕获数据在上位机中模拟实际标刻图案。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是一种激光打标机数据采集及标刻图像验证装置的原理示意图。
【具体实施方式】
[0016]一种激光打标卡数据采集及标刻图像验证装置，如图1所示，主要由激光数据采集模块、振镜数据采集模块、可编程逻辑门阵列主控模块(FPGA)、USB通信模块和上位机组成。激光数据采集模块的输入端连接激光打标卡的激光器；振镜数据采集模块的输入端连接激光打标卡的振镜。激光数据采集模块和振镜数据采集模块的输出端与现场可编程门阵列主控模块相接好，可由导线或者并口线相接。现场可编程门阵列主控模块作为主控芯片，由其控制各个管脚数据的采集，然后读写SDRAM存储模块，使数据从USB通信模块输出至上位机处理模块。SDRAM存储模块，其特征在于存储完整数据，之后由现场可编程门阵列主控模块读出数据传输。USB通信模块的数据线接通上位机即PC端，通过协议传输数据，使得数据传送至上位机，让数据模拟标刻。上位机数据通过由MATLAB编写的程序模拟实际标刻可绘制图案，通过调节颜色，分辨率等课进一步观察图像。
[0017]激光数据采集模块的输入端连接激光打标卡的激光器，并将采集到的激光器的主振荡控制信号、激光器调制输入信号、激光器脉冲重复频率输入方波信号、功率锁存信号和功率设定信号送入可编程逻辑门阵列主控模块中。在本实施例中，激光数据采集模块用来采集激光器的状态、功率和开关光等信号，激光控制信号由D型连接器输出。把激光器主振荡控制信号MO通过并口线连接到FPGA的181管脚；激光器调制输入信号AP通过并口线连接到FPGA的212管脚；激光器脉冲重复频率(同步)输入方波信号通过并口线连接到FPGA的177管脚；激光器的功率锁存信号通过并口线连接到FPGA的211管脚；激光器的功率设定信号D0-D7，通过并口线分别连接到FPGA的176管脚、4管脚、173管脚、5管脚、171管脚、6管脚、169管脚和13管脚。通过采集这些跟激光器有关的信号，便可以准确判断激光器的状态。
[0018]振镜数据采集模块的输入端连接激光打标卡的振镜，并将采集到的振镜的传送坐标的时钟信号、坐标同步信号、X坐标信号和Y坐标信号送入可编程逻辑门阵列主控模块中。在本实施例中，振镜数据采集模块根据XY2-100协议采集实际标刻时的X和Y坐标，每个坐标值由16比特组成，以串行方式传送到振镜，每次传送一个坐标前有3个比特的控制位，传送完坐标后还要给I比特的校验位，这样每个坐标值实际由20比特组成。准确采集坐标值，要检测4个信号，即传送坐标的时钟信号SENDCK通过并口线连接到FPGA的168管脚；坐标同步信号SYNC通过并口线连接到FPGA的18管脚；X坐标信号通过并口线连接到FPGA的167管脚'Y坐标信号通过并口线连接到FPGA的21管脚。
[0019]可编程逻辑门阵列主控模块同步接收激光数据采集模块和振镜数据采集模块送来的数据并判断数据类型后，将激光器状态数据和振镜坐标数据分别存放。可编程逻辑门阵列主控模块把采集到激光器状态信号以及坐标值暂存到FPGA内部的FIFO (先入先出阵列)，或者写入FPGA外部的存储器SDRAM (同步动态随机存储器)。现场可编程门阵FPGA选用的是ALTERA公司的EP3C16Q240C8，存储模块SDRAM选用的是Micron公司的MT48LC16M16A2，有256Mb的存储空间，足以存储标刻图形的数据。FPGA和SDRAM通过响应管脚连接。
[0020]USB通信模块将存放在可编程逻辑门阵列主控模块中的激光器状态数据和振镜坐标数据送入上位机。USB通信模块采用的是FT2232H芯片，FT2232H的ADBUSO到ADBUS7是数据管脚依次连接到FPGA的236管脚、235管脚、234管脚、233管脚、232管脚、231管脚、230管脚和226管脚；FT2232H的ACBUSO到ACBUS6是一些控制信号，依次连接到FPGA的224管脚、223管脚、221管脚、219管脚、218管脚、209管脚和217管脚。FPGA通过这些管脚和FT2232H芯片相连，把坐标数据和激光器状态数据通过FT2232H上传到上位机。
[0021]上位机接收到USB通信模块送来的数据后，分别识别激光器状态数据和振镜坐标数据，并把每个坐标点的图形显示出来，这便完成了实际激光标刻的模拟。在本实用新型中，上位机所进行的图像处理方法采用常规的处理方法。本实用新型上位机画图时每个坐标点的大小可以调节，这样就模拟了实际标刻的光斑大小。图5是上位机绘制的图形的局部放大图，显示到每个光斑，且光斑大小可以调节。
【权利要求】
1.激光打标卡数据采集及标刻图像验证装置，其特征在于:主要由激光数据采集模块、振镜数据采集模块、可编程逻辑门阵列主控模块、通信模块和上位机组成；其中 激光数据采集模块的输入端连接激光打标卡的激光器，并将采集到的激光器的主振荡控制信号、激光器调制输入信号、激光器脉冲重复频率输入方波信号、功率锁存信号和功率设定信号送入可编程逻辑门阵列主控模块中； 振镜数据采集模块的输入端连接激光打标卡的振镜，并将采集到的振镜的传送坐标的时钟信号、坐标同步信号、X坐标信号和Y坐标信号送入可编程逻辑门阵列主控模块中； 可编程逻辑门阵列主控模块同步接收激光数据采集模块和振镜数据采集模块送来的数据并判断数据类型后，将激光器状态数据和振镜坐标数据分别存放； 通信模块将存放在可编程逻辑门阵列主控模块中的激光器状态数据和振镜坐标数据送入上位机； 上位机接收到通信模块送来的数据后，分别识别激光器状态数据和振镜坐标数据，并把每个坐标点的图形显示出来，这便完成了实际激光标刻的模拟。
2.根据权利要求1所述的激光打标卡数据采集及标刻图像验证装置，其特征在于:所述可编程逻辑门阵列主控模块上还接有同步动态随机存储器。
3.根据权利要求1所述的激光打标卡数据采集及标刻图像验证装置，其特征在于:所述通信模块为USB通信模块。
【文档编号】G05B19/042GK203658772SQ201320759572
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2013年11月27日 优先权日:2013年11月27日
【发明者】谢跃雷, 梁文斌, 彭诚诚, 王太兴, 欧阳缮, 晋良念, 刘庆华, 陈紫强, 李民政 申请人:桂林电子科技大学