激光噴碼機-基于ARM+FPGA的控制系統(tǒng)設計方案-飛凌嵌入式

一、激光噴碼機

激光噴碼機是通過高能量的激光直接聚焦到物體表面，使之發(fā)生物理化學變化而形成的，并隨著激光束的焦點在打標物體表面上有規(guī)律地移動，同時控制激光的有無，就在物體表面形成了指定的打標圖案。

激光打標具有非接觸式標記，標記速度快，污染小，無耗材損失和標識清晰、永久等優(yōu)點，具有強大的競爭能力，正在逐漸地取代傳統(tǒng)的油墨噴碼機

二、激光噴碼機結構:

激光噴碼機的結構主要由控制系統(tǒng)、激光器系統(tǒng)、掃描振鏡系統(tǒng)、電源系統(tǒng)和傳送機構等組成

控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)是激光打標機的核心部分，其主要任務是對打標內(nèi)容進行編輯處理，生成打標數(shù)據(jù)并傳送到振鏡系統(tǒng)和激光器系統(tǒng)，對外部設備的輸入進行處理等。

激光器系統(tǒng)：主要完成激光的產(chǎn)生和傳輸?shù)綊呙枵耒R系統(tǒng)。

掃描振鏡系統(tǒng)：通過快速精確地轉動反射鏡能夠改變激光束傳播路徑，在打標物體表面聚焦成光斑。高精度、快速響應的特點。

電源系統(tǒng)：電源系統(tǒng)為整個激光打標機系統(tǒng)提供電源，包括控制器、激光器和掃描振鏡系統(tǒng)的供電電源。

傳送機構：傳送機構負責傳送需要打標的物品，并通過測速裝置來測量物品移動的實時速度，然后反饋給控制系統(tǒng)

三、基于ARM+FPGA的控制系統(tǒng)設計方案

( 1) ARM ：做界面顯示和上層運算，負責打標內(nèi)容的產(chǎn)生以及編輯處理，產(chǎn)生最初的控制信號。

( 2) FPG A：FPG A接收ARM發(fā)送來的打標數(shù)據(jù)及控制命令數(shù)據(jù)，然后對打標數(shù)據(jù)進行處理來控制掃描振鏡系統(tǒng)的伺服驅(qū)動器和激光器實現(xiàn)激光打標。

( 3) U SB接口：激光噴碼要能夠通過U盤等存儲設備實現(xiàn)打標文件的復制、保存和傳遞，從而避免重復編輯相同的打標內(nèi)容，而且可以通過這種方式來擴展存儲容量，還可以連接U SB鍵盤等設備。

( 4) LCD 顯示：LCD 顯示器作為主要的顯示信息輸出設備，可以用來顯示打標的內(nèi)容、激光打標機的工作狀態(tài)、操作提示和設置的系統(tǒng)參數(shù)信息等

基于ARM+FPGA的控制系統(tǒng)設計方案優(yōu)勢：

ARM處理器實現(xiàn)人機交互界面，實現(xiàn)復雜的數(shù)據(jù)處理和通信等功能，而FPGA接受、存儲和轉換打標數(shù)據(jù)然后去控制打標設備。打碼控制是由打標卡來實現(xiàn)的，實時性主要靠FPGA來實現(xiàn)。ARM核心板主要用來做界面顯示和上層運算。

四、推薦Cortex-A7A40i的ARM處理器

ARM核心板在噴碼機應用中的優(yōu)勢如下：

●A40I的1.2G高主頻，1G存儲空間滿足了噴碼機的速度和容量要求；

●CPU本身支持多種顯示接口，支持大屏顯示可以讓噴碼界面更直觀更美觀；

●雙路網(wǎng)口，4G，多種通訊方式方便了現(xiàn)在的通訊要求以及給后期通訊接口升級做好了準備；

●豐富的原生外部擴展接口，8路串口，3路USB，為噴碼外接設備做好了充分的接口準備；

●核心板支持Linux3.10+QT5.9, 也在多語言界面設計中脫穎而出；

●工業(yè)級的CPU，穩(wěn)定可靠的質(zhì)量讓其生命周期沒有后顧之憂；

●國產(chǎn)方案使其在成本上更加有優(yōu)勢。

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