原创【方案】基于飞凌嵌入式A40i核心板的激光喷码机解决方案

 2023-5-5 10:49  1070 7 3 分类: MCU/ 嵌入式

一、激光喷码机简介

激光喷码机是通过高能量的激光直接聚焦到物体表面，并随着光束的焦点在打标物体表面上有规律地移动，同时控制激光的有无，在物体表面形成指定的打标图案。

激光打标具有非接触式标记，标记速度快，污染小，无耗材损失和标识清晰、永久等特点，也正在逐渐地取代传统的油墨喷码机。

二、喷码机的分类

市场中出现的喷码机按照功能不同大致可分为：小字符喷码机、大字符喷码机、高解析喷码机、激光喷码机、手持喷码机等。

1、小字符喷码机：可以在几乎所有的行业使用，用途广泛，占有80%市场。不适合的种类：硅橡胶。

2、高解析喷码机：适用于塑料管材和纸箱等少数行业

3、手持喷码机：适用于板材和纸箱等大件商品和没有固定的生产流水线的产品。

4、激光喷码机：适用于几乎所有的行业，对于酒类行业来讲，温度很高，油墨喷码都不适合，只能用激光喷码机来喷印。

按照所用的耗材不同可以将喷码机分为油墨喷码机和非油墨喷码机，即激光喷码机，其性能在防伪性、灵活性、可靠性上比较突出。

● 激光喷码机标刻内容清晰永久，不可擦除和更改，防伪效果明显；

● 激光喷码信息打印行数和字体大小不受限制；

● 激光喷码机可全天连续工作，免维护时间长，受环境影响小。喷墨喷码机受环境，温度灰尘变化堵塞喷头，维护工作量大，受环境影响大。

三、可应用材质
塑料材质、木质材质、竹质材质、玻璃材质、亚克力材质、皮革材质、布料材质、毛料材质等。

四、激光喷码机结构

激光喷码机的结构主要由控制系统、激光器系统、扫描振镜系统、电源系统和传送机构等组成。

控制系统：控制系统是激光打标机的核心部分，其主要任务是对打标内容进行编辑处理，生成打标数据并传送到振镜系统和激光器系统，对外部设备的输入进行处理等。

激光器系统：主要完成激光的产生和传输到扫描振镜系统。

扫描振镜系统：通过快速精确地转动反射镜能够改变激光束传播路径，在打标物体表面聚焦成光斑。高精度、快速响应的特点。

电源系统：电源系统为整个激光打标机系统提供电源，包括控制器、激光器和扫描振镜系统的供电电源。

传送机构：传送机构负责传送需要打标的物品，并通过测速装置来测量物品移动的实时速度，然后反馈给控制系统。

五、控制系统设计方案——基于ARM+FPGA

01  ARM ：做界面显示和上层运算，负责打标内容的产生以及编辑处理，产生最初的控制信号。
02  FPGA：FPGA接收ARM发送来的打标数据及控制命令数据，然后对打标数据进行处理来控制扫描振镜系统的伺服驱动器和激光器实现激光打标。
03  USB接口：激光喷码要能够通过U盘等存储设备实现打标文件的复制、保存和传递，从而避免重复编辑相同的打标内容，而且可以通过这种方式来扩展存储容量，还可以连接USB键盘等设备。
04  LCD显示：LCD显示器作为主要的显示信息输出设备，可以用来显示打标的内容、激光打标机的工作状态、操作提示和设置的系统参数信息等。

方案优势

ARM处理器可以实现人机交互界面，实现复杂的数据处理和通信功能，而FPGA接受、存储和转换打标数据然后去控制打标设备。
打码控制是由打标卡来实现的，实时性主要靠FPGA来实现。ARM核心板主要用来做界面显示和上层运算。

其在喷码机应用中的优势如下：

● A40i的1.2GHz高主频，8GB存储空间满足了喷码机的速度和容量要求；
● CPU本身支持多种显示接口，支持大屏显示可以让喷码界面更直观更美观；
● 双路网口，4G，多种通讯方式方便了现在的通讯要求以及给后期通讯接口升级做好了准备；
● 丰富的原生外部扩展接口，8路串口，3路USB，为喷码外接设备做好了充分的接口准备；
● 工业级的CPU，稳定可靠的质量让其生命周期没有后顾之忧，国产方案使其在成本上更加有优势。