一种动刀机构及其单进刀光耦运动控制方法与流程

1.本发明属于打印机辅助设备技术领域，具体的说，是关于一种动刀机构及其单进刀光耦运动控制方法。

背景技术：

2.目前，随着数字化信息的迅猛发展，热敏打印作为数字信息的载体之一，在人们的日常生活中屡见不鲜，例如人们常用到的商务付款、订餐、外卖、仓储物料整理、出行停车等等场景均需要通过热敏打印实现信息反馈和收条留存等。在热敏打印的同时涉及到打印完成的信息条切断的问题，在信息打印完成后，自动切断打印纸将给设备操作人员带来较大的工作便利。
3.目前常用2寸自动切刀打印机作为主流的热敏打印设备，其内部实现切纸效果的模块为动刀机构，动刀机构作为2寸自动切刀打印机内部必不可少的一部分存在下列两点不足之处：
4.一，现有2寸自动切刀打印机内部的动刀机构为一体化设计，这便会导致对切刀机构的维修较为麻烦，而且切刀机构内部的某一部件需要替换时，常需要将整个切刀机构替换，既不够便利又会提高更换成本。
5.二，现有的切刀机构内部的动刀在进行进刀行程时，由于未设置动刀位置检测模块，常会出现撞刀以及不能够检测动刀是否进刀到位的问题。

技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种动刀机构及其单进刀光耦运动控制方法，以解决现有的动刀机构为一体化设计的问题，还解决了现有的动刀机构未设置动刀位置检测模块的问题。
7.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
8.根据本发明的第一方面，提供一种动刀机构，包括有外壳模块，所述外壳模块的内部设有切纸模块、动力模块与光电检测模块，所述动力模块用于为所述切纸模块的移动提供动力，所述光电检测模块用于检测所述切纸模块的进刀位置，所述动力模块与所述光电检测模块均设置于所述切纸模块的下方；
9.所述外壳模块包括有主体与模块盖，所述主体与所述模块盖相配合；
10.所述光电检测模块包括有控制组件、用于检测所述切纸模块是否进刀到位的进刀光耦与光耦定位盖板，所述进刀光耦设于所述控制组件上，所述控制组件与所述主体连接。
11.所述主体的侧面设置有具有导向斜面的定位柱，所述模块盖的侧面设置有定位孔，所述定位孔与所述定位柱相配合，导向斜面可以使得所述定位孔与所述定位柱之间的卡扣更加的方便。
12.所述光耦定位盖板上开设有定位槽，定位槽与进刀光耦的位置相对，所述定位槽可以使得所述进刀光耦在x轴与y轴两个方向上被限定。
13.所述动力模块包括有步进电机、用于将步进电机输出的转矩传递到所述动刀模块的拨刀轮、锁紧螺钉与电机盖，所述电机盖设于所述步进电机的下方，所述锁紧螺钉设于所述电机盖上，所述电机盖与所述主体通过所述锁紧螺钉可拆卸连接，所述拨刀轮设于所述步进电机的侧面，所述拨刀轮与所述步进电机的传动轴固接。
14.所述切纸模块包括有刀架与动刀，所述刀架与所述动刀连接，所述动刀随着所述刀架的移动而移动；
15.所述动刀上开设有对插槽，所述刀架上形成有对插板，所述对插槽与所述对插板位置相对，所述对插槽与所述对插板的配合使用可使得所述动刀与所述刀架能够快速的进行定位与组合；
16.所述刀架上开设有拨动槽，所述拨刀轮的上端部分位于拨动槽的内部，所述拨刀轮在转动时将会推动所述拨动槽的内壁，从而使得所述刀架随着所述拨刀轮的转动而移动；
17.所述拨刀轮用于传递所述步进电机的力矩，所述拨刀轮与所述刀架的配合使得所述刀架往复运动。
18.所述模块盖的内部形成有若干个用于实现所述主体与所述模块盖互相定位的第一导向筋，所述主体表面靠近底端的位置开设有第一导向槽，所述第一导向筋与所述第一导向槽相配合，所述第一导向筋与所述第一导向槽之间的配合使用可以使得所述主体与所述模块盖能够快速定位与组合。
19.所述主体的内部开设有与所述刀架相配合的若干个第二导向槽，所述第二导向槽的顶端设置有用于阻挡所述动刀模块移动的挡板；
20.所述刀架的下方设置有用于所述刀架与所述主体互相定位的若干个第二导向筋，所述第二导向筋与所述第二导向槽相配合，所述第二导向筋与第二导向槽之间的配合使用可以使得所述刀架与所述主体之间的组合较为方便。
21.所述主体的内部开设有若干个能够提供放置空间的第一放置槽，所述主体的侧面开设有为电机盖提供放置空间的第二放置槽，若干个第一放置槽可以为所述切纸模块与所述光电检测模块的放置提供空间。
22.所述步进电机的底面设置有卡板，所述电机盖的内部开设有能够为卡板提供放置空间的卡槽，所述卡板与所述卡槽之间的配合使用可以使得所述步进电机在x轴与y轴两个方向的移动被限制。
23.根据本发明的第二个方面，提供一种上述任一种动刀机构及其单进刀光耦运动控制方法，该控制方法包括以下步骤：
24.响应所述打印模块的打印完成信号，停止打印，在经过所设置的时间间隔后，输出步进电机正转指令，启动所述步进电机进行正向旋转，控制动刀进行进刀；
25.所述进刀光耦判断所述动刀是否进刀到位，若进刀到位,所述控制模块响应所述进刀光耦的进刀到位检查信号，停止输出所述步进电机正转指令；
26.在经过所设置的时间间隔后，输出所述步进电机反转指令，所述步进电机反转预定步数后，停止输出所述步进电机反转指令。
27.本发明的有益效果是：
28.本发明的动刀机构的单进刀光耦运动控制方法，一方面，动刀模块是由外壳模块、
切纸模块、动力模块与光电检测模块各模块组合而成，切纸模块、动力模块与光电检测模块均可以安装在外壳模块上，所以在对动刀模块进行修理时，可以将其在大方向上拆分为四个模块，方便动刀模块的检修，也便于各模块的替换，而且，外壳模块、切纸模块、动力模块与光电检测模块本身也是由各小模块组成，所以可以将进一步拆分出更微小的单元，从而使得，各模块的检修也较为简便；
29.另一方面，外壳模块可以组合于自动切刀系统中，可以将外壳模块从自动切刀系统中拆分下来，既使得自动切刀系统的体积较小又解决现有技术中自动切刀系统一体化设计的问题。
30.本发明的控制方法用于控制自动切刀系统，进一步实现对切刀行程的控制，控制模块控制步进电机的运作，再通过设置的步进电机与拨刀轮可以对动刀进行移动控制，从而使得动刀能够在自动切刀系统内部进行往复运动，进刀光耦可以检测到动刀的位置，控制模块可以响应进刀光耦的检测信号，从而决定是否控制步进电机停止运作，整个控制方法具有高效与精确的特点，可以对动刀进行实时控制，防止动刀出现撞刀的问题。
31.本发明的其他特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
32.图1为本发明的动刀机构的爆炸示意图。
33.图2为本发明的动刀机构的结构示意图。
34.图3为本发明的动刀机构的另一视角结构示意图。
35.图4为本发明的动刀机构的动力模块与切纸模块的爆炸示意图。
36.图5为本发明的动刀机构的动刀模块与切纸模块的相配合平面示意图。
37.图6为本发明的动刀机构与外部打印模块以及定刀模块相配合爆炸示意图。
38.图7为本发明的动刀机构进刀状态下平面示意图。
39.图8为本发明的动刀机进刀状态下的结构示意图。
40.图9为本发明的动刀机构退刀状态下的平面示意图。
41.图10为本发明的动刀机构退刀状态下的结构示意图。
42.图11为本发明的动刀机构的单进刀光耦运动控制方案框图。
43.图12为本发明的动刀机构的单进刀运动控制方案的步骤流程图。
具体实施方式
44.为了使所属技术领域的技术人员能够更充分地理解本发明的技术方案，在下文中将结合附图对本发明的示例性的实施方式进行更为全面且详细的描述。显然地，以下描述的本发明的一个或者多个实施方式仅仅是能够实现本发明的技术方案的具体方式中的一种或者多种，并非穷举。应当理解的是，可以采用属于一个总的发明构思的其他方式来实现本发明的技术方案，而不应当被示例性描述的实施方式所限制。基于本发明的一个或多个实施方式，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式，都应当属于本发明保护的范围。
45.如图1-图6所示，为本发明的一种动刀机构，包括有外壳模块100，所述外壳模块100的内部设有切纸模块200、动力模块300与光电检测模块400，所述动力模块300用于为所
述切纸模块200的移动提供动力，所述光电检测模块400用于检测所述切纸模块200的进刀位置，所述动力模块300与所述光电检测模块400均设置于所述切纸模块200的下方；
46.所述外壳模块100包括有主体101与模块盖102，所述主体101与所述模块盖102相配合；
47.所述光电检测模块400包括有控制组件401、用于检测所述切纸模块200是否进刀到位的进刀光耦402与光耦定位盖板403，所述进刀光耦402设于所述控制组件401上，所述控制组件401与所述主体101连接。
48.本发明实施例中，动刀202机构适用于常见的热敏打印机当中，动刀202机构配合静刀机构、打印机构以及控制机构实现高压高速切割以及低压高速切割等功能，打印机构的打印机芯采用标准的2寸热敏打印机芯，控制机构包括有主控板，打印机构、步进电机301与进刀光耦402均与主控板电性连接，其中所述控制组件401为pcb板，所述进刀光耦402与pcb板之间通过3pin连接器电性连接，所述pcb板通过3pin引线与主控板之间电性连接，所述步进电机301通过4pin引线与主控板电性连接。
49.主控板可以控制步进电机301的正转与反转，正转与反转的步进电机301将会控制动刀202的进刀行程与退刀行程，动刀202在进刀到位时其状态如图7与图8所示，动刀202在退刀到位时其状态如图9与图10所示。
50.所述主体101的侧面设置有具有导向斜面的定位柱，所述模块盖102的侧面设置有定位孔，所述定位孔与所述定位柱相配合，导向斜面可以使得所述定位孔与所述定位柱之间的卡扣更加的方便。
51.所述光耦定位盖板403上开设有定位槽，定位槽与进刀光耦402的位置相对，所述定位槽可以使得所述进刀光耦402在x轴与y轴两个方向上被限定。
52.进一步的，定位槽的尺寸与进刀光耦402的尺寸相同，可以将进刀光耦402卡在定位槽的内部，对进刀光耦402起到固定与定位的作用。
53.所述动力模块300包括有步进电机301、用于将步进电机301输出的转矩传递到所述动刀202模块的拨刀轮302、锁紧螺钉303与电机盖304，所述电机盖304设于所述步进电机301的下方，所述锁紧螺钉303设于所述电机盖304上，所述电机盖304与所述主体101通过所述锁紧螺钉303可拆卸连接，所述拨刀轮302设于所述步进电机301的侧面，所述拨刀轮302与所述步进电机301的传动轴固接。
54.所述切纸模块200包括有刀架201与动刀202，所述刀架201与所述动刀202连接，所述动刀202随着所述刀架201的移动而移动；
55.所述动刀202上开设有对插槽，所述刀架201上形成有对插板，所述对插槽与所述对插板位置相对，所述对插槽与所述对插板的配合使用可使得所述动刀202与所述刀架201能够快速的进行定位与组合；
56.进一步的，对插槽与对插板的尺寸相同，使得对插板能够与对插槽紧密结合。
57.所述刀架201上开设有拨动槽，所述拨刀轮302的上端部分位于拨动槽的内部，所述拨刀轮302在转动时将会推动所述拨动槽的内壁，从而使得所述刀架201随着所述拨刀轮302的转动而移动；
58.进一步的，拨动槽的形状可以是圆台形，便于拨刀轮302拨动刀架201。
59.进一步的，拨动槽的尺寸需要略大于拨刀轮302的尺寸，拨刀轮302的前端部位需
要包含于拨动槽的内部，需要保证拨刀轮302在转动时不能从拨动槽内部脱离出来，还需要保证拨刀轮302的自由端与拨动槽之间的接触不能够过于紧密，由于拨刀轮302做旋转运动，若是拨刀轮302在非竖直状态便与拨动槽紧密接触，在拨刀轮302转动时可能会损坏刀拨动槽。
60.所述拨刀轮302用于传递所述步进电机301的力矩，所述拨刀轮302与所述刀架201的配合使得所述刀架201往复运动，拨刀轮302可以将步进电机301在圆周方向的力矩传递到动刀202在水平方向的力矩。
61.进一步的，步进电机301的传动轴与拨刀轮302之间的连接方式为键连接，键连接中可选的为平键连接，其结构较为简单，便于步进电机301的拆卸与安装。
62.所述模块盖102的内部形成有若干个用于实现所述主体101与所述模块盖102互相定位的第一导向筋，所述主体101表面靠近底端的位置开设有第一导向槽，所述第一导向筋与所述第一导向槽相配合，所述第一导向筋与所述第一导向槽之间的配合使用可以使得所述主体101与所述模块盖102能够快速定位与组合。
63.所述主体101的内部开设有与所述刀架201相配合的若干个第二导向槽，所述第二导向槽的顶端设置有用于阻挡所述动刀202模块移动的挡板；
64.所述刀架201的下方设置有用于所述刀架201与所述主体101互相定位的若干个第二导向筋，所述第二导向筋与所述第二导向槽相配合，所述第二导向筋与第二导向槽之间的配合使用可以使得所述刀架201与所述主体101之间的组合较为方便。
65.进一步的，停止板的侧面还设置有柔性组件，柔性组件可以防止动刀202受到较大的冲撞。
66.本发明实施例中，柔性组件可包括有弹簧和硅胶垫，在动刀202出现退刀失误时，可以较大程度的减少动刀202与主体101受到的撞击力度。
67.所述主体101的内部开设有若干个能够提供放置空间的第一放置槽，所述主体101的侧面开设有为电机盖304提供放置空间的第二放置槽，若干个第一放置槽可以为所述切纸模块200与所述光电检测模块400的放置提供空间。
68.所述步进电机301的底面设置有卡板，所述电机盖304的内部开设有能够为卡板提供放置空间的卡槽，所述卡板与所述卡槽之间的配合使用可以使得所述步进电机301在x轴与y轴两个方向的移动被限制。
69.根据本发明的第二个方面，提供一种上述任一种动刀202机构及其单进刀光耦402运动控制方法，该控制方法包括以下步骤：
70.响应所述打印模块的打印完成信号，停止打印，在经过所设置的时间间隔后，输出步进电机301正转指令，启动所述步进电机301进行正向旋转，控制动刀202进行进刀；
71.所述进刀光耦402根据光路通道是否连通判断所述动刀202是否进刀到位，若进刀到位,所述控制模块响应所述进刀光耦402的进刀到位检查信号，停止输出所述步进电机301正转指令；
72.在经过所设置的时间间隔后，输出步进电机301反转指令，步进电机301反转预定步数后，停止输出步进电机301反转指令。
73.特别说明的是，本发明的控制方法中设计到的所设置的时间间隔均为20ms，步进电机301的启动与停止均通过其自身的两相激励，主控板软件控制步进电机301的固定步数
来控制动刀202的行程，在本发明实施例中，进刀光耦402为常见的电路元件，包括有发光二极管与光敏三极管，在进刀光耦402响应进刀到位时，输出电信号为1高电平，在动刀202的进刀行程中，动刀202半切时，主控板控制步进电机301正转步数为650步左右，当进刀光耦402反馈信号1高电平时，步进电机301在1004pps的驱动频率下反转30步，起到对动刀202进行保护的作用，在动刀202全切时，在半切到位的基础上，步进电机301在1004pps的驱动频率下继续正转50步达到全切的700步，再反转30步，对动刀202进行保护，即，进刀光耦402检测的是动刀202半切是否到位。
74.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰。这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种动刀机构，其特征在于，包括有外壳模块，所述外壳模块的内部设有切纸模块、动力模块与光电检测模块，所述动力模块用于为所述切纸模块的移动提供动力，所述光电检测模块用于检测所述切纸模块的进刀位置，所述动力模块与所述光电检测模块均设置于所述切纸模块的下方；所述外壳模块包括有主体与模块盖，所述主体与所述模块盖相配合；所述光电检测模块包括有控制组件、用于检测所述切纸模块是否进刀到位的进刀光耦与光耦定位盖板，所述进刀光耦设于所述控制组件上，所述控制组件与所述主体连接。2.如权利要求1所述的动刀机构，其特征在于，所述主体的侧面设置有具有导向斜面的定位柱，所述模块盖的侧面设置有定位孔，所述定位孔与所述定位柱相配合。3.如权利要求1所述的动刀机构，其特征在于，所述光耦定位盖板上开设有定位槽，所述定位槽与所述进刀光耦的位置相对。4.如权利要求1所述的动刀机构，其特征在于，所述动力模块包括有步进电机、用于将步进电机输出的转矩传递到所述动刀模块的拨刀轮、锁紧螺钉与电机盖，所述电机盖设于所述步进电机的下方，所述锁紧螺钉设于电机盖上，所述电机盖与所述主体通过所述锁紧螺钉可拆卸连接，所述拨刀轮设于所述步进电机的侧面，所述拨刀轮与所述步进电机的传动轴固接。5.如权利要求1-4任一项所述的动刀机构，其特征在于，所述切纸模块包括有刀架与动刀，所述刀架与所述动刀连接；所述动刀上开设有对插槽，所述刀架上形成有对插板，所述对插槽与所述对插板位置相对；所述刀架上开设有拨动槽，所述拨刀轮的上端部分位于拨动槽的内部；所述拨刀轮用于传递所述步进电机的力矩，所述拨刀轮与所述刀架的配合使得所述刀架往复运动。6.如权利要求1所述的动刀机构，其特征在于，所述模块盖的内部形成有若干个用于实现所述主体与所述模块盖互相定位的第一导向筋，所述主体表面靠近底端的位置开设有第一导向槽，所述第一导向筋与所述第一导向槽相配合。7.如权利要求1或5所述的动刀机构，其特征在于，所述主体的内部开设有与所述刀架相配合的若干个第二导向槽，所述第二导向槽的顶端设置有用于阻挡所述动刀模块移动的挡板；所述刀架的下方设置有用于所述刀架与所述主体互相定位的若干个第二导向筋，所述第二导向筋与所述第二导向槽相配合。8.如权利要求1所述的动刀机构，其特征在于，所述主体的内部开设有若干个能够提供放置空间的第一放置槽，所述主体的侧面开设有为电机盖提供放置空间的第二放置槽。9.如权利要求4所述的动刀机构，其特征在于，所述步进电机的底面设置有卡板，所述电机盖的内部开设有能够为所述卡板提供放置空间的卡槽。10.权利要求1-9任一项所述动刀机构的单进刀光耦运动控制方法，应用于控制模块，所述控制方法包括：响应所述打印模块的打印完成信号，停止打印，在经过所设置的时间间隔后，输出步进电机正转指令，启动所述步进电机进行正向旋转，控制动刀进行进刀行程；
所述进刀光耦判断所述动刀是否进刀到位，若进刀到位,所述控制模块响应所述进刀光耦的进刀到位检查信号，停止输出所述步进电机正转指令；在经过所设置的时间间隔后，输出所述步进电机反转指令，所述步进电机反转预定步数后，停止输出所述步进电机反转指令。

技术总结

本发明是关于一种动刀机构及其单进刀光耦运动控制方法，包括有外壳模块，所述外壳模块的内部设有切纸模块、动力模块与光电检测模块，所述动力模块用于为所述切纸模块的移动提供动力，所述光电检测模块用于检测所述切纸模块的进刀位置，所述动力模块与所述光电检测模块均设置于所述切纸模块的下方，所述外壳模块包括有主体与模块盖，所述主体与所述模块盖相配合，所述光电检测模块包括有控制组件、用于检测所述切纸模块是否进刀到位的进刀光耦与光耦定位盖板，其有益效果是：模块化的设计可以使得动刀机构体积较小而且对其进行检修与更换也较为简单，还可以实时控制动刀的进刀行程，从而检测动刀是否进刀到位，防止动刀与主体发生碰撞。体发生碰撞。体发生碰撞。