專利名稱：刻印控制方法
技術領域：
本發明涉及金屬產品打標領域，尤其涉及一種單針氣動刻印機的針頭極速無隙刻印控制方法，適用于小面積高硬度金屬產品快速精確打標。
背景技術：
在現代工業中，針對金屬產品的打標方式主要有單針刻印和多針刻印兩種。單針氣動刻印機是指在一個二維平面區域內，將針頭固定在以一個沿X或Y方向運動的皮帶上， 再將這樣一個裝置固定在另一個垂直于此方向運動的皮帶上，這樣針頭就可以通過沿兩個相互垂直方向上移動從而遍歷整個二維平面區域。在針頭運動過程中，通過氣動電磁閥門控制針頭沿垂直于二維平面的方向運動，從而刻蝕金屬表面，在金屬表面呈現出一系列凹陷點的組合，形成刻印信息。上述皮帶運動是通過步進電機控制實現的，步進電機是將電脈沖信號轉變為角位移或線位移的開環控制元件。在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數，而不受負載變化的影響，當步進驅動器接收到一個脈沖信號，它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的。可以通過控制脈沖個數來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度，從而達到調速的目的。已有的刻印控制方法是通過步進電機控制皮帶運動，從而帶動針頭沿X或Y方向迂回移動，沿另一方向單向移動遍歷平面的。當刻印動作發生時，需要皮帶停止運動，針頭停留，為完成刻印動作留出時間；待刻印動作完成后，步進電機再次啟動，控制皮帶帶動針頭移動。針頭停留是對刻印速度影響最大的因素，更嚴重的是步進電機頻繁地停止啟動勢必會造成機械部分的抖動，從而影響刻印精度。而且，沿單一方向迂回運動需要步進電機轉動不斷的變向，在變向點由于機械慣量的存在很容易形成皮帶與齒輪之間空滑以及對器件的摩擦損耗。特別在對小面積高硬度金屬產品打標時，步進電機除了需要頻繁地停止啟動夕卜，氣動電磁閥需要更大的輸入氣壓；同時，由于針頭沿單一方向迂回移動行程特別短，步進電機轉動變向的頻率特別高，上述兩點表現得更為明顯。另外，針頭沿單一方向迂回移動會造成移動路徑的加長，從而延長刻印時間。
發明內容
本發明旨在提出一種能夠對小面積高硬度金屬產品進行快速精確打標的刻印控制方法。
根據本發明，提出一種單針氣動刻印機的刻印控制方法，步進電機轉動速度為標稱最大值，針頭不停留提供完成刻印動作的時間間隙，在針頭移動過程中提前啟動氣動電磁閥門來提供完成刻印動作的時間間隙，該刻印控制方法包括
極速不停留刻印步驟，該步驟包括邊緣變頻消除慣量設置和針頭刻印時間點校正設
置；
由外向內包圍式刻印步驟，該步驟包括控制針頭在具有原點的二維平面上以回字形軌跡運動和由外向內變頻刻印模式設置；
智能分塊刻印步驟，該步驟包括切換分塊模式設置和切換分塊閾值設置。其中邊緣變頻消除慣量設置包括當針頭在回字形軌跡的最外圈移動時，步進電機的轉動速度為標稱最大值，針頭的移動速度為最大值 ν腿；在針頭減速移動階段，調整步進電機的轉動加速度為恒定值，針頭的移動加速度為恒
定值，基于公式
權利要求
1.一種單針氣動刻印機的刻印控制方法，其特征在于，步進電機轉動速度為標稱最大值，針頭不停留提供完成刻印動作的時間間隙，在針頭移動過程中提前啟動氣動電磁閥門來提供完成刻印動作的時間間隙，所述刻印控制方法包括極速不停留刻印步驟，該步驟包括邊緣變頻消除慣量設置和針頭刻印時間點校正設置；由外向內包圍式刻印步驟，該步驟包括控制針頭在具有原點的二維平面上以回字形軌跡運動和由外向內變頻刻印模式設置。
2.智能分塊刻印步驟，該步驟包括切換分塊模式設置和切換分塊閾值設置。
3.如權利要求1所述的單針氣動刻印機的刻印控制方法，其特征在于，所述設置邊緣變頻消除慣量包括當針頭在回字形軌跡的最外圈移動時，步進電機的轉動速度為標稱最大值，針頭的移動速度為最大值;在針頭減速移動階段，調整步進電機的轉動加速度為恒定值，針頭的移動加速度為恒定值"基于公式 yL = 2a點；)，計算出起始減速點位置，距原點距離為^4i5l。
4.如權利要求2所述的單針氣動刻印機的刻印控制方法，其特征在于，所述設置針頭刻印時間點校正包括在針頭沿X或Y方向高速移動經過刻印點的過程中，通過針頭移動速度、氣動電磁閥開啟時間和刻印點位置三個參數，計算出氣動電磁閥提前開啟的時間，啟動電磁閥時間為恒定值 ，針頭移動速度為恒定值4 ,刻印點位置為％_ ,基于公式〃，計算出開啟點位置，距離原點為 >^。
5.如權利要求1所述的單針氣動刻印機的刻印控制方法，其特征在于，所述由外向內包圍式刻印步驟中，針頭沿χ或Y方向移動的行程逐漸縮短，當針頭沿回字形軌跡移動時， 采用由外向內變頻刻印模式設置，回字形軌跡的各圈之間在X方向的位置變化Δζ是固定的，起始減速點距離原點的距離也是固定的，基于公式《=-ηχΑχ)，計算針頭沿回字形軌跡運動的內圈運動速度K。
6.如權利要求1所述的單針氣動刻印機的刻印控制方法，其特征在于，所述切換分塊模式設置包括根據刻印點在刻印窗口的布局，確定是否將刻印窗口分成刻印點集中分布塊，對每一塊采用由外向內包圍式刻印方法。
7.如權利要求5所述的單針氣動刻印機的刻印控制方法，其特征在于，所述切換分塊閾值設置包括根據分塊閾值，將刻印窗口分成刻印點集中分布塊，對每一塊采用由外向內包圍式刻印方法。
全文摘要
本發明揭示了一種單針氣動刻印機的刻印控制方法，步進電機轉動速度為標稱最大值，針頭不停留提供完成刻印動作的時間間隙，在針頭移動過程中提前啟動氣動電磁閥門來提供完成刻印動作的時間間隙，刻印控制方法包括極速不停留刻印步驟，該步驟包括邊緣變頻消除慣量設置和針頭刻印時間點校正設置；由外向內包圍式刻印步驟，該步驟包括控制針頭在具有原點的二維平面上以回字形軌跡運動和由外向內變頻刻印模式設置；智能分塊刻印步驟，該步驟包括切換分塊模式設置和切換分塊閾值設置。本發明的單針氣動刻印機的刻印控制方法能夠有效提高單針氣動刻印機對小面積高硬度金屬產品打標的刻印效率和刻印精度，同時還能極大地降低機械磨損。
文檔編號B44B3/02GK102476550SQ201010555779
公開日2012年5月30日 申請日期2010年11月24日 優先權日2010年11月24日
發明者周媛, 曾敬, 許煜, 趙文浩 申請人:上海寶信軟件股份有限公司