[发明专利]一种阵列式精密喷印设备的喷印控制方法与系统

权利要求书

1.一种多喷头阵列式喷印设备的数据传输及控制方法，其特征在于：在上位机与喷头控制板卡阵列之间设有NUSB中控系统，由上位机、NUSB中控系统、喷头控制板卡阵列组成硬件架构上的三层结构，具有基于三层硬件结构定义的数据通信及控制协议，按协议进行互相间的数据交换与控制，上位机根据喷印图形与生产任务，生成喷印作业指令及数据，封装为帧，传给NUSB中控系统，NUSB中控系统传输数据、解析指令，进行作业调度与任务分发，喷头控制板卡按规则执行喷印任务。

2.权利要求1所述的一种多喷头阵列式喷印设备的数据传输及控制方法，其定义的数据通信及控制协议特征是：有喷印点火数据帧、计划方案指令帧、临时方案指令帧、墨路操作指令帧、设备状态管理帧、运动控制指令帧，帧结构具有说明书中所定义的字节格式特点。

3.权利要求1所述的一种多喷头阵列式喷印设备的数据传输及控制方法，其特征之一是其喷印作业生成与调度算法，喷印作业由喷印点火数据与任务指令数据组成，喷印作业生成与调度的步骤是：

(1)上位机程序将准备喷印的图形转换格式为每像素占1字节的256色BMP位图，按喷头的孔位间距、喷印行距要求对所述BMP位图进行逐行采样，每行采样数据按喷印点火数据帧格式进行封装，成为一帧喷印点火数据帧，根据喷印件触发喷印点的位置坐标、喷印件传送速度、喷印点火数据帧描述的喷印行的坐标、各喷头的安装位置坐标，计算各喷印点火数据帧的喷印点火时间t，并填入喷印点火数据帧中的点火时间戳项，把喷印点火数据帧发送给NUSB中控系统；根据用户输入的喷印批次工作任务的喷印数量、喷印图形区域、喷印区域的重复度及轮换次序，按计划方案指令帧或临时方案指令帧的格式进行封装，形成计划或临时的方案指令帧，发送给NUSB中控系统。

(2)NUSB中控系统接收上位机发送来的喷印点火数据帧、计划方案指令帧、临时方案指令帧，按帧头中指定的USB号，分发给连接到USB的喷头控制板卡，把喷印点火数据帧的数据依先后顺序送到喷头控制板卡内存中的数据区缓存，把计划方案指令帧的数据送到喷头控制板卡内存中的计划方案区缓存，把临时方案指令帧的数据送到喷头控制板卡内存中的临时方案区缓存。

(3)当喷头控制板卡收到一次喷印开始的脉冲信息时，计时器开始计时，并首先从临时方案区取任务指令数据，如果临时方案区为空，再从计划方案区取任务指令数据，然后解析执行任务指令：根据指令中指明的图形区域开始坐标，到喷头控制板卡内存中的数据区中依次逐行(帧)取喷印点火数据帧，把帧中的点火数据送入喷头内部的点火数据区，等待点火，并取出喷印点火数据帧的点火时间戳项值加上从定位园影像处理电路取到喷印件偏移的时间换算值，作为喷印点火时间t，循环比较点火时间t与计时器计时时间，如果计时器计时时间＞＝喷印点火时间，立刻进行点火，完成一行喷印，接着把下一行送入喷头内部的点火数据区，重复上述过程，直到所有行喷印完成。

4.权利要求1所述的一种多喷头阵列式喷印设备的数据传输及控制方法，其特征之一是采用点火时间戳+硬件影像定位纠偏的方式进行精准喷印控制，点火喷印计时的0时间基准是相机拍照快门关闭时刻，以相机I/O接口输出端输出的拍照完成脉冲信号作为喷印开始的基准信号，通过硬件直连分发到所有的喷头控制板卡的喷印触发脉冲输入端，喷头控制板卡收到触发脉冲，进行计时归零，一帧喷印点火数据帧含有一行的点火数据，喷印点火数据帧具有点火时间戳项，点火时间戳项指明此行数据的点火喷印的标准时刻，一方面，喷头控制板卡把喷印点火数据帧的点火数据送入喷头内部的点火数据区等待；另一方面，从同一喷印点火数据帧取到点火时间戳项值，加上从DSP定位圆影像处理电路与FPGA主控电路部分的共享内存区中取到喷印件偏移的时间换算值，作为喷印点火时间t，点火喷印时间到达，立刻点火喷印。

5.一种采用权利要求1-4所述的一种多喷头阵列式喷印设备的数据传输及控制方法的喷印控制系统，其特征是所述喷印控制系统由上位机、NUSB中控系统、喷头控制板卡阵列组成，NUSB中控系统工作在上位机与喷头控制板卡阵列之间，接收上位机传送来的喷印点火数据帧、计划方案指令帧、临时方案指令帧、墨路操作指令帧、设备状态管理帧，并分析帧头，按帧头协议执行，将喷印点火数据帧、计划方案指令帧、临时方案指令帧，分发到帧头指明的USB口，送到与USB连接的喷头控制板卡，将墨路操作指令帧去掉帧头后的数据通过串口送到墨路维护的PLC系统。