【正文】 .........................17 11 機械傳動系統(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)動電路 .................................................................................19 主電機驅(qū)動電路 ..............................................................................19 高壓轉(zhuǎn)印電路 .................................................................................19 13 打印機控制器：通 信 ............................................................20 14 打印機語言 ................................................................................20 15 單片機原理 ................................................................................21 16 PLC 原理 ......................................................................................34 打印機并行接口 .............................................................................34 PLC 與打印機的接口連線 .................................................................35 程序說明 .......................................................................................35 17 傳感器轉(zhuǎn)化原理 .....................................................................17 總結(jié) .....................................................................................................41 致謝 .....................................................................................................42 參考文獻 ...........................................................................................42 附錄 ....................................................................................................43 1 外部三視圖 .....................................................................................43 2 局部屏幕零件拼裝過程圖 ...................................................................43機電一體化產(chǎn)品激光打印機系統(tǒng)分析 1 機電一體化激光 打印機系統(tǒng)分析 專業(yè) ：機電一體化 班級： 2 班 姓名： 曹謙 指導(dǎo)老師：詹躍名 引言 激光打印機是由激光器、聲光調(diào)制器、高頻驅(qū)動、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的二進制點陣信息調(diào)制在激光束上，之后掃描到感光體上。當激光束以點陣形式掃射到感光鼓上時，被掃描的點因曝光而導(dǎo)通，電荷由導(dǎo)電基對地迅速釋放。然后由打印機驅(qū)動程序轉(zhuǎn)換成打印機 可以識別的打印命令（打印機語言）送到高頻驅(qū)動電路，以控制激光發(fā)射器的開與關(guān)，形成點陣激光束，再經(jīng)掃描轉(zhuǎn)鏡對電子顯像系統(tǒng)中的感光鼓進行軸向掃描曝光，縱向掃描由感光鼓的自身旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)。有的機型使用電極絲放電方式對感光鼓進行充電，有的機型使用充電膠輥（ FCR）對感光鼓進 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，即可進入新的一輪工作周期。激光打印機所需要的 激光光束必須具有以下特性： ① 高方向性。但是因為體積太大，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的光線，它是單色的。單線掃描：將一行字符的每一行的點陣信息，送至掃描器中進行掃描，稱為單線掃描。它是一個光敏器件，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，達到相同的光電導(dǎo)率指標所需要的照度是不同的。 ② 溫度穩(wěn)定性好 。因為剩余電位的多少，既影響潛像的反差，又會帶來打 印品的 底灰 。 導(dǎo)電層鋁合金筒與激光打印機的地線相連，使曝光后的電位迅速釋放。 數(shù)據(jù)傳送：打印機與計算機之間的通訊傳送端口有很多種，比較常見的是 串口 或 并口 ?，F(xiàn)在 生產(chǎn)的很多打印機配備速度更快的 USB 接口。 激光打印機的點陣排列是由二進制數(shù)據(jù)組成的方 陣控制，每個點對應(yīng)一個二進制數(shù)位， 由運算控制器控制激光器向感光鼓表面射出一束激光，稱為 曝光 ，被曝光的 點 稱為 像素點 。激光打印機激光器射出的光束 也載有數(shù)據(jù)信息，這些信息的轉(zhuǎn)換過程也類似于電視機信息傳遞過程。根據(jù)波干涉的加 強條件，入射光和衍射光的方向滿足布雷格方程： θi=θd=θB sinθB=λ/2A=λf/2v (v=fA) 機電一體化產(chǎn)品激光打印機系統(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； θd： 衍射光與超聲波面的夾角； A：超聲波波長； θB：布雷格角； f：超聲波頻率。典型的高頻信號源，可產(chǎn)生 9個高頻信號，經(jīng)聲光器件產(chǎn)生 9 條衍射 光。為了減少多面鏡旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的非線性誤差，轉(zhuǎn)鏡的幾何精度的誤差及轉(zhuǎn)鏡驅(qū)動電動機轉(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，一般在掃描器中還裝有一個同步信 號傳感器。當入射激光束射到 MN 面的 A 點上時，若入射角 為 θ?i，則反射 光束以反射角 θ?d反射出來，θ?i=θ?d，當 MN 轉(zhuǎn)過一個角度 φ，而入射光束方向不變，則反射光束轉(zhuǎn)過 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) 激光打印機是精密的機械系統(tǒng)，它利用光、電、熱的物理、化學(xué)原理通過相互作用輸 出文字或圖像，這些復(fù)雜的過程都由一個電子控制系統(tǒng)來實現(xiàn)，稱為電子顯機電一體化產(chǎn)品激光打印機系統(tǒng)分析 11 像系統(tǒng)。 欲使感光鼓能按照圖文信息吸附上碳粉，應(yīng)先對硒鼓進行充電，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，當硒鼓表面與鎢絲非常接近時，周圍的空氣 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 機型均采用此方法充電。消電過程，光導(dǎo)體表面的 電位是在變化的，這個電位變化對打印質(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 顯影 顯示出墨粉圖像，這個過程稱之為 電子顯影 。顯影單元的墨粉傳遞是這樣完成的。如惠普、佳能、愛普生、聯(lián)想的一些激光打印機機型都有此旋鈕。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。也有一部分打印機使用無磁性墨粉。當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，一張打印紙也被送入二者之間，這時加到轉(zhuǎn)印電極上的高壓開始放電，將打印紙推向感光鼓的同時，由于打印紙底面轉(zhuǎn)印高壓的電場作用，會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，是由熱性的樹脂及碳粉混煉而成的微小顆粒，當吸附有碳粉的紙經(jīng)過兩個較高而間隙又不大的金屬滾筒之夾縫時，碳粉中的樹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，同時亦完成了激光打印的整個過程。 加熱輥 加熱輥用無縫鋁合金管制成，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，當再次啟動打印作業(yè)時，可以縮短預(yù)熱等待的 時間（進入節(jié)電狀態(tài)的時間是可以設(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。當感光鼓載著殘留在表面的墨粉旋轉(zhuǎn)時，殘留 墨粉被清潔刮板刮入廢粉收集倉內(nèi)。 廢粉收集倉 廢粉收集倉就是回收清潔殘留墨粉裝置。高檔機型機械結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜一些。它的工作原理是：當電流信號流過電磁離合器內(nèi)部線圈產(chǎn)生 電場，離合器中間的聯(lián)動 *被推向聯(lián)軸器一端，兩片磨擦片產(chǎn)生磨擦止動，由撥 *帶動搓紙 輪旋轉(zhuǎn)將打印紙送入打印機內(nèi)的 紙對齊輥 前沿并使打印紙稍微弓起，打印紙與對齊輥對 齊。它是主控電路的邏輯控制器件，用來實現(xiàn) 打印工作的時序控制。接收計算機數(shù)據(jù)信息，并將其轉(zhuǎn)換為打印機語言，給打 印機主控電路提供打印數(shù)據(jù)。 機電一體化產(chǎn)品激光打印機系統(tǒng)分析 20 13 打印機控制器：通信 在激光打印機能夠工作之前，它需要獲得頁面數(shù)據(jù)并計算出如何將這些數(shù)據(jù)印到紙上?？刂破鞣謩e處理每位用戶的打印作業(yè)，但是可能會同時開展許多場 “對話 ”。這兩種語言都以矢量形式描述頁面 ——即，將頁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（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 時序產(chǎn)生模塊的設(shè)計 周期為 8ns，滿足顯示器刷新時對顯存進行快速讀寫的時間要求。消隱信號產(chǎn)生模塊根據(jù) h_t 的計數(shù)值在行同步期間、行消隱前 肩和行消隱后肩 ,把消隱信號 blank 置為低電平；根據(jù) 機電一體化產(chǎn)品激光打印機系統(tǒng)分析 26 v_t 的計數(shù)值在每一場的場同步期間、場消隱前肩 和場消隱后肩 ,把消隱信號 blank 置為低電平；其余時間消隱信號 blank 為高電平，表示此時為有效顯示期。仿真結(jié)果符合 VGA 標準時序，項目實際應(yīng)用也證明了此結(jié)果的正確性。在行同步信號 hs 的行同步期間及其前肩和后肩，消隱 信號 blank 為低電平， 表示消隱期。行同步信號產(chǎn)生模塊根據(jù) h_t 的計數(shù)值來產(chǎn)生行同步信號 hs。單片機在 VGA 顯示器上顯示信息同樣需要類似的模塊來輔助，因此我們設(shè)計了和顯卡功能相似的 VGA 顯示控制器來輔 助 ATMEGA128 單片機在 VGA 顯示器上顯示信息。本論文以 ATMEGA128 單片機為例，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