基于触摸屏的点阵式喷码机系统设计

摘要

点阵式大字符喷码机是一种用于产品标识的机电液一体化产品，在工业生产中应用十分普遍。国产大字符喷码机存在工作性能不稳定、适用范围小等多种问题，进口产品不仅价格昂贵，也不能与国内实际需求相适应，因此，研制高效、稳定、适应性强且易操作的喷码产品对提高生产效率降低生产成本具有重要意义。
　　本文针对点阵式大字符喷码机的应用及发展现状研制了一套可喷写ASCII字符的喷码系统，该喷码系统可实现7×5点阵字符的喷写，并可对字符高度进行调节。完整的喷码机包括机械结构、液压系统、控制系统及人机交互系统等模块，论文对以上几个模块进行了详细的设计，主要研究内容有:
　　(1)设计喷码机系统整体平台以及带动喷头组移动的XY工作台，对喷头开关阀的结构进行改进。
　　(2)根据液压原理设计喷码机墨水回路，为喷码机喷头开关阀提供压力稳定的墨水环境。
　　(3)介绍点阵字符成形原理，开发一种新的移动式字高调节方法;设计以单片机为处理器的喷码机控制电路，并编写相应的控制程序，实现喷头开关阀的开关控制。
　　(4)采用触摸屏作为人机界面，使用组态软件设计触摸屏操作界面，利用Modbus协议编写单片机与触摸屏的通信程序。
　　(5)喷码机软硬件系统的调试，启动喷码机对喷头开关阀的开启时间进行调试，在最佳开启时间下利用触摸屏输入字符对喷写效果进行试验，并利用本文中的字高调节方法对字符高度进行调节，测试字高调节方法的效果和可行性。
　　论文主要从三个方面进行了改进:
　　(1)喷头结构。喷头开关阀是喷码机设备的关键部件，直接关系喷印效果，因此是喷码机研究的重点。本文采用球阀工作原理设计了新型的复合式防漏开关阀，可以解决喷写时喷嘴漏墨的问题。
　　(2)点阵字符高度调节方法。本文提出一种新的点阵字高调节方法，与市场上点阵喷码机所使用的角度调节字高法原理不同，这种字高调节方法可使点阵字符的点距不再受喷头机械结构尺寸的影响，字高调节范围更大，具有一定的应用价值。
　　(3)人机交互系统。本文设计了以触摸屏为交互界面、单片机为处理器的喷码机人机交互系统，可替代传统的键盘、鼠标、显示器和PC主机等硬件设备，减小了产品的体积和成本，使喷码机系统在生产现场可以摆脱计算机设备而独立工作。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 点阵式大字符喷码机发展概况

1．1．1 喷码机的发展现状

1．1．2 点阵式大字符喷码机工作原理

1．1．3 大字符喷码机存在的不足

1．2 点阵式大字符喷码机人机交互系统概述

1．2．1 触摸屏技术的发展和应用

1．2．2 人机交互系统软件模块设计

1．2．3 人机界面设计原则

1．3 本文主要研究内容及意义

1．3．1 本文主要研究内容

1．3．2 本文研究意义

1．4 本章小结

第2章 喷码机总体设计

2．1 点阵式大字符喷码机设计要求

2．2 喷码机系统总体架构

2．2．1 硬件系统设计

2．2．2 软件系统设计

2．3 本章小结

第3章 机械及液压系统设计

3．1 整体结构设计

3．2 喷头结构设计

3．2．1 喷头组结构

3．2．2 复合式防漏开关阀设计

3．3 液压系统设计

3．4 本章小结

第4章 控制系统设计

4．1 点阵字符喷写原理

4．1．1 点阵字符成形原理

4．1．2 角度调节字高法

4．1．3 移动调节字高法

4．2 控制电路整体设计

4．2．1 稳压模块

4．2．2 单片机最小系统

4．2．3 程序控制流程

4．3 电磁阀控制模块

4．4 工作台控制模块

4．5 串口通信模块

4．6 本章小结

第5章 人机交互系统设计

5．1 触摸屏与喷码机的通信

5．1．1 通信协议介绍

5．1．2 线圈读写功能码

5．1．3 寄存器读写功能码

5．2 人机交互界面设计

5．2．1 人机界面功能

5．2．2 用户安全设置

5．2．3 喷写设置界面

5．2．4 手动喷写模式

5．2．5 自动喷写模式

5．2．6 使用帮助

5．3 本章小结

第6章 喷码机系统实验

6．1 喷头打开时间调试

6．2 字符喷写效果实验

6．3 实验结果总结

6．4 本章小结

第7章 总结与展望

7．1 研究工作总结

7．2 研究工作展望

参考文献

致谢