新一代工業(yè)包裝的按需噴印系統設計

摘要 按需噴印是當前工業(yè)印刷行業(yè)新興的一種技術(shù)，正在逐步取代傳統的連續噴印技術(shù)。本文介紹按需噴印噴頭的特點(diǎn)，根據當前工業(yè)噴印系統基本需求，結合包裝行業(yè)的生產(chǎn)應用，設計一種低成本的按需噴印系統的實(shí)現方案。具體介紹了整個(gè)方案的設計思想以及軟硬件實(shí)現。

關(guān)鍵詞 工業(yè)噴印 XJ128 UPSD3254 時(shí)鐘芯片 USB

引言

　　隨著(zhù)社會(huì )的不斷發(fā)展，標識技術(shù)在各行各業(yè)得到了廣泛的應用。食品、飲料、煙酒、藥品及化妝品等包裝印刷企業(yè)需要頻繁或高速地將數字、條形碼、圖案或文字噴印于外包裝紙箱或其他物品上。小型噴碼設備移動(dòng)性強，能安裝在流水線(xiàn)的不同位置上，噴印時(shí)不接觸物體，并且能根據用戶(hù)的要求編輯、設置改變噴印的內容。這使得小型的噴碼設備得到越來(lái)越廣泛的應用。

　　目前，非接觸式小型噴碼機分為兩種:連續噴墨和按需噴墨。連續噴墨技術(shù)噴印速度快，但噴印質(zhì)量低；按需噴墨技術(shù)能?chē)娪≠|(zhì)量和分辨率高得多的畫(huà)面。英國XAAR公司生產(chǎn)的XJ128噴頭是一款典型的按需噴印噴頭，這種噴頭能以200 dpi的分辨率在諸如紙箱和管筒這類(lèi)多孔滲透和非多孔滲透性底基上進(jìn)行印刷，并可以使用油基、溶劑和紫外線(xiàn)固化等印墨。使用這種噴頭，將能以更快的速度噴印高質(zhì)量的圖形和文本[1]?，F在國內噴碼機市場(chǎng)上，自主生產(chǎn)的只有連續式噴碼機，而按需噴印的噴碼機均是國外品牌，價(jià)格昂貴。自主開(kāi)發(fā)研制按需噴印噴碼機已成當務(wù)之急。本文介紹按需噴印系統的一種實(shí)現方案。

表1  噴印系統的技術(shù)規格說(shuō)明

表2  PC機與從機的功能描述

1  整體設計

　　工業(yè)包裝噴印系統基本的功能要求如表1所列。

　　根據上述需求，系統分為主機PC和從機兩部分。各部分的主要功能如表2所列。

　　由表2可知，采用一塊單片機作為從機的主控制芯片足以滿(mǎn)足上述要求，而且價(jià)格低廉，可降低系統硬件成本。需要進(jìn)行大量運算的圖像編輯和點(diǎn)陣數據生成的運算，放在功能強大的PC機上操作，這樣不僅能快速進(jìn)行大量的數據處理，降低從機的成本，而且便于軟件的維護和升級。采用USB接口，使從機和PC機能方便的進(jìn)行通信，可大幅度提高使用操作的便利性。{{分頁(yè)}}

2  硬件設計

　　從機的硬件結構如圖1所示。

圖1  噴碼系統從機的系統硬件結構

　　采用UPSD3254單片機作為系統的主控制芯片，液晶顯示和鍵盤(pán)實(shí)現了人機對話(huà)的功能。EEPROM存儲噴印信息，時(shí)鐘芯片提供系統實(shí)時(shí)時(shí)鐘，包括年、月、日、時(shí)、分、秒，通過(guò)USB接口與PC機進(jìn)行數據傳輸。檢測器和旋轉編碼器用于檢測生產(chǎn)線(xiàn)上物體到來(lái)和測量物體位移。

　　UPSD3254是ST公司一款8051核的8位單片機，其內部帶有PSD模塊，外部有豐富的I/O資源，內部帶有大容量的Flash和RAM，能滿(mǎn)足系統對硬件資源的要求。此外，該芯片中帶有PSD模塊，可擴展輸出以及實(shí)現簡(jiǎn)單的邏輯運算，并且它自帶了USB1.1模塊，可大大簡(jiǎn)化硬件電路上的設計[2]，提高系統的可靠性，降低生產(chǎn)成本。LCD采用128