【正文】 .........................17 11 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng) .............................................................................18 吸引式電磁離合器 ............................................................................18 摩擦式電磁離合器 ............................................................................18 傳感器 ............................................................................................18 12 電子控制系統(tǒng) ............................................................................19 供電電路 ........................................................................................19 接口電路 ........................................................................................19 主控制電路 ....................................................................................19 掃描驅(qū)動(dòng)電路 .................................................................................19 主電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 ..............................................................................19 高壓轉(zhuǎn)印電路 .................................................................................19 13 打印機(jī)控制器：通 信 ............................................................20 14 打印機(jī)語(yǔ)言 ................................................................................20 15 單片機(jī)原理 ................................................................................21 16 PLC 原理 ......................................................................................34 打印機(jī)并行接口 .............................................................................34 PLC 與打印機(jī)的接口連線(xiàn) .................................................................35 程序說(shuō)明 .......................................................................................35 17 傳感器轉(zhuǎn)化原理 .....................................................................17 總結(jié) .....................................................................................................41 致謝 .....................................................................................................42 參考文獻(xiàn) ...........................................................................................42 附錄 ....................................................................................................43 1 外部三視圖 .....................................................................................43 2 局部屏幕零件拼裝過(guò)程圖 ...................................................................43機(jī)電一體化產(chǎn)品激光打印機(jī)系統(tǒng)分析 1 機(jī)電一體化激光 打印機(jī)系統(tǒng)分析 專(zhuān)業(yè) ：機(jī)電一體化 班級(jí)： 2 班 姓名： 曹謙 指導(dǎo)老師：詹躍名 引言 激光打印機(jī)是由激光器、聲光調(diào)制器、高頻驅(qū)動(dòng)、掃描器、同步器及光偏轉(zhuǎn)器等組成，其 作用是把接口電路送來(lái)的二進(jìn)制點(diǎn)陣信息調(diào)制在激光束上，之后掃描到感光體上。當(dāng)激光束以點(diǎn)陣形式掃射到感光鼓上時(shí)，被掃描的點(diǎn)因曝光而導(dǎo)通，電荷由導(dǎo)電基對(duì)地迅速釋放。然后由打印機(jī)驅(qū)動(dòng)程序轉(zhuǎn)換成打印機(jī) 可以識(shí)別的打印命令（打印機(jī)語(yǔ)言）送到高頻驅(qū)動(dòng)電路，以控制激光發(fā)射器的開(kāi)與關(guān)，形成點(diǎn)陣激光束，再經(jīng)掃描轉(zhuǎn)鏡對(duì)電子顯像系統(tǒng)中的感光鼓進(jìn)行軸向掃描曝光，縱向掃描由感光鼓的自身旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)。有的機(jī)型使用電極絲放電方式對(duì)感光鼓進(jìn)行充電，有的機(jī)型使用充電膠輥（ FCR）對(duì)感光鼓進(jìn) 行充電。在打印圖文信息前，清潔輥把未轉(zhuǎn)印走的墨粉清除，消電燈 把鼓上殘余電荷清除，再經(jīng)清潔紙系統(tǒng)作徹底的清潔，即可進(jìn)入新的一輪工作周期。激光打印機(jī)所需要的 激光光束必須具有以下特性： ① 高方向性。但是因?yàn)轶w積太大，現(xiàn)在基本已淘汰。 從激光的產(chǎn)生可以看出，一條激光束只包括一種主要波長(zhǎng)的光線(xiàn)，它是單色的。單線(xiàn)掃描：將一行字符的每一行的點(diǎn)陣信息，送至掃描器中進(jìn)行掃描，稱(chēng)為單線(xiàn)掃描。它是一個(gè)光敏器件，主要用光導(dǎo)材料制成。光敏半導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的 光生載流子 增多，它的電導(dǎo)率就上升。光導(dǎo)體的電導(dǎo)率與它對(duì)光的敏感程 度成正比。然而每種光導(dǎo)體的特性 各異，所以在相同條件下，達(dá)到相同的光電導(dǎo)率指標(biāo)所需要的照度是不同的。 ② 溫度穩(wěn)定性好 。因?yàn)槭Ｓ嚯娢坏亩嗌?，既影響潛像的反差，又?huì)帶來(lái)打 印品的 底灰 。 導(dǎo)電層鋁合金筒與激光打印機(jī)的地線(xiàn)相連，使曝光后的電位迅速釋放。 數(shù)據(jù)傳送：打印機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的通訊傳送端口有很多種，比較常見(jiàn)的是 串口 或 并口 ?，F(xiàn)在 生產(chǎn)的很多打印機(jī)配備速度更快的 USB 接口。 激光打印機(jī)的點(diǎn)陣排列是由二進(jìn)制數(shù)據(jù)組成的方 陣控制，每個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)二進(jìn)制數(shù)位， 由運(yùn)算控制器控制激光器向感光鼓表面射出一束激光，稱(chēng)為 曝光 ，被曝光的 點(diǎn) 稱(chēng)為 像素點(diǎn) 。激光打印機(jī)激光器射出的光束 也載有數(shù)據(jù)信息，這些信息的轉(zhuǎn)換過(guò)程也類(lèi)似于電視機(jī)信息傳遞過(guò)程。根據(jù)波干涉的加 強(qiáng)條件，入射光和衍射光的方向滿(mǎn)足布雷格方程： θi=θd=θB sinθB=λ/2A=λf/2v (v=fA) 機(jī)電一體化產(chǎn)品激光打印機(jī)系統(tǒng)分析 9 式中： θi：入射光與超聲波面的夾角； λ：光在介質(zhì)中的波長(zhǎng)； θd： 衍射光與超聲波面的夾角； A：超聲波波長(zhǎng)； θB：布雷格角； f：超聲波頻率。典型的高頻信號(hào)源，可產(chǎn)生 9個(gè)高頻信號(hào)，經(jīng)聲光器件產(chǎn)生 9 條衍射 光。為了減少多面鏡旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的非線(xiàn)性誤差，轉(zhuǎn)鏡的幾何精度的誤差及轉(zhuǎn)鏡驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)等，引起的縱向間距和字符的軌跡不均勻等缺點(diǎn)，一般在掃描器中還裝有一個(gè)同步信 號(hào)傳感器。當(dāng)入射激光束射到 MN 面的 A 點(diǎn)上時(shí)，若入射角 為 θ?i，則反射 光束以反射角 θ?d反射出來(lái)，θ?i=θ?d，當(dāng) MN 轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度 φ，而入射光束方向不變，則反射光束轉(zhuǎn)過(guò) 2φ，也就是反射光束以 MN 的兩倍角旋轉(zhuǎn)。 7 電子顯像系統(tǒng) 激光打印機(jī)是精密的機(jī)械系統(tǒng)，它利用光、電、熱的物理、化學(xué)原理通過(guò)相互作用輸 出文字或圖像，這些復(fù)雜的過(guò)程都由一個(gè)電子控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，稱(chēng)為電子顯機(jī)電一體化產(chǎn)品激光打印機(jī)系統(tǒng)分析 11 像系統(tǒng)。 欲使感光鼓能按照?qǐng)D文信息吸附上碳粉，應(yīng)先對(duì)硒鼓進(jìn)行充電，充電電極是一根與感光鼓軸平行的鎢絲，其上帶有 5～ 7kV 的直流高壓，當(dāng)硒鼓表面與鎢絲非常接近時(shí)，周?chē)目諝? 被電離產(chǎn)生電暈放電，使感光鼓帶上了電荷。如佳能早期產(chǎn) 品 LBPSX、 ST型，惠普公司的早期產(chǎn)品 HP 3 和日本生產(chǎn)的松下 KX6500，聯(lián)想 LJ6L、 LJ6P 等 機(jī)型均采用此方法充電。消電過(guò)程，光導(dǎo)體表面的 電位是在變化的，這個(gè)電位變化對(duì)打印質(zhì)量影響很大。 顯影 把光導(dǎo)體表面形成的 靜電潛像 ，經(jīng)過(guò) 顯影 顯示出墨粉圖像，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)之為 電子顯影 。顯影單元的墨粉傳遞是這樣完成的。如惠普、佳能、愛(ài)普生、聯(lián)想的一些激光打印機(jī)機(jī)型都有此旋鈕。永久磁芯是不旋轉(zhuǎn)的，它的作用是利用磁性 吸附墨粉到磁輥表面。也有一部分打印機(jī)使用無(wú)磁性墨粉。當(dāng)載有墨粉圖像的感光鼓旋轉(zhuǎn)到與轉(zhuǎn)印電極或轉(zhuǎn)印膠輥相切的位置時(shí)，一張打印紙也被送入二者之間，這時(shí)加到轉(zhuǎn)印電極上的高壓開(kāi)始放電，將打印紙推向感光鼓的同時(shí)，由于打印紙底面轉(zhuǎn)印高壓的電場(chǎng)作用，會(huì)將感光鼓上的墨粉圖像吸引到打印 紙上，完成墨粉圖像的二次轉(zhuǎn)移。 吸附在紙上的碳粉，是由熱性的樹(shù)脂及碳粉混煉而成的微小顆粒，當(dāng)吸附有碳粉的紙經(jīng)過(guò)兩個(gè)較高而間隙又不大的金屬滾筒之夾縫時(shí)，碳粉中的樹(shù)脂溶化而與碳粉一起被緊緊地壓 附在紙上，從而形成永久的圖像，同時(shí)亦完成了激光打印的整個(gè)過(guò)程。 加熱輥 加熱輥用無(wú)縫鋁合金管制成，管壁厚度在 1～ 3mm 之間，表面涂有聚四氟乙烯。壓 力的大小由兩端的支架彈簧控制，壓力輥一般由耐高溫的硅橡膠制成，有的激光打 印機(jī)中的 壓力膠輥采用蜂窩耐熱海綿制作，外表面是一層聚四氟乙烯膜，這樣更利于打印紙與壓力膠 輥分離，防止卡紙。這 樣控制一方面可以節(jié)省電能消耗，另一方面，當(dāng)再次啟動(dòng)打印作業(yè)時(shí)，可以縮短預(yù)熱等待的 時(shí)間（進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)的時(shí)間是可以設(shè)定的）。理論上講 墨粉圖像 應(yīng)該完全被轉(zhuǎn)印，但 是很難做到。當(dāng)感光鼓載著殘留在表面的墨粉旋轉(zhuǎn)時(shí)，殘留 墨粉被清潔刮板刮入廢粉收集倉(cāng)內(nèi)。 廢粉收集倉(cāng) 廢粉收集倉(cāng)就是回收清潔殘留墨粉裝置。高檔機(jī)型機(jī)械結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜一些。它的工作原理是：當(dāng)電流信號(hào)流過(guò)電磁離合器內(nèi)部線(xiàn)圈產(chǎn)生 電場(chǎng)，離合器中間的聯(lián)動(dòng) *被推向聯(lián)軸器一端，兩片磨擦片產(chǎn)生磨擦止動(dòng)，由撥 *帶動(dòng)搓紙 輪旋轉(zhuǎn)將打印紙送入打印機(jī)內(nèi)的 紙對(duì)齊輥 前沿并使打印紙稍微弓起，打印紙與對(duì)齊輥對(duì) 齊。它是主控電路的邏輯控制器件，用來(lái)實(shí)現(xiàn) 打印工作的時(shí)序控制。接收計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信息，并將其轉(zhuǎn)換為打印機(jī)語(yǔ)言，給打 印機(jī)主控電路提供打印數(shù)據(jù)。 機(jī)電一體化產(chǎn)品激光打印機(jī)系統(tǒng)分析 20 13 打印機(jī)控制器：通信 在激光打印機(jī)能夠工作之前，它需要獲得頁(yè)面數(shù)據(jù)并計(jì)算出如何將這些數(shù)據(jù)印到紙上?？刂破鞣謩e處理每位用戶(hù)的打印作業(yè)，但是可能會(huì)同時(shí)開(kāi)展許多場(chǎng) “對(duì)話(huà) ”。這兩種語(yǔ)言都以矢量形式描述頁(yè)面 ——即，將頁(yè)面描述為幾何形狀的數(shù)學(xué)值，而不是描述為一系列的點(diǎn)（位圖圖像）?？刂破鳛榱耸褂眠@些數(shù)據(jù)，必須以正確的順序接收數(shù)據(jù)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。 VGA 時(shí)序產(chǎn)生模塊的設(shè)計(jì) 周期為 8ns，滿(mǎn)足顯示器刷新時(shí)對(duì)顯存進(jìn)行快速讀寫(xiě)的時(shí)間要求。消隱信號(hào)產(chǎn)生模塊根據(jù) h_t 的計(jì)數(shù)值在行同步期間、行消隱前 肩和行消隱后肩 ,把消隱信號(hào) blank 置為低電平；根據(jù) 機(jī)電一體化產(chǎn)品激光打印機(jī)系統(tǒng)分析 26 v_t 的計(jì)數(shù)值在每一場(chǎng)的場(chǎng)同步期間、場(chǎng)消隱前肩 和場(chǎng)消隱后肩 ,把消隱信號(hào) blank 置為低電平；其余時(shí)間消隱信號(hào) blank 為高電平，表示此時(shí)為有效顯示期。仿真結(jié)果符合 VGA 標(biāo)準(zhǔn)時(shí)序，項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用也證明了此結(jié)果的正確性。在行同步信號(hào) hs 的行同步期間及其前肩和后肩，消隱 信號(hào) blank 為低電平， 表示消隱期。行同步信號(hào)產(chǎn)生模塊根據(jù) h_t 的計(jì)數(shù)值來(lái)產(chǎn)生行同步信號(hào) hs。單片機(jī)在 VGA 顯示器上顯示信息同樣需要類(lèi)似的模塊來(lái)輔助，因此我們?cè)O(shè)計(jì)了和顯卡功能相似的 VGA 顯示控制器來(lái)輔 助 ATMEGA128 單片機(jī)在 VGA 顯示器上顯示信息。本論文以 ATMEGA128 單片機(jī)為例，結(jié)合 CPLD 和高速 SRAM，介紹在 VGA 顯示器上顯示字符、圖形信息和控