气动标记技术在工业领略应用十分广泛,但现有的标记系统有的结构比较庞大,有的价格较贵,在一定程度上限制了其应用,本文在分析了现有标记技术的状况、发展趋势以及存在的一些问题之后,提出了一种数控标记机方案,其目的主要是提高气动标记系统的便携性和降低成本。这种新型的数控标记系统具有双层结构:上层微机负责图形的处理、生成标记文件以及文件的传输,下层单片机系统负责控制X轴和Y轴步进电机的运动,以及打印头的高频微冲运动。与其他上下位机控制方案相比,本系统的特点在于上层微机与下层单片机之间的通讯将采用USB接口的方式,上层微机生成好打标文件后,直接存入U盘,单片机直接读取U盘上的文件,完成打标,整个过程不再需要上位机的参与,所以,本系统上下位机之间是一种松散耦合方式,实现了便携性。同时,一台微机可以为多个控制器服务,一个U盘可以在多台控制器上使用,提个了系统灵活性,降低了成本。该方案与采用串口通讯的上下位机方案相比,串口通信需要PC机实时控制下位机的工作,下位机无法脱离上位机的控制,系统灵活性不够高。本文完成了便携式气动标记机控制系统的研制工作。主要实现了硬件电路的设计和控制软件的编写。其中,硬件电路主要包括:①LCD显示模块,该模块的主要功能是负责显示打标过程中的各种状态,如打印速度、打印内容等。该模块在硬件实现上采用OCMJ液晶显示模块;②键盘接口电路,其主要功能是实现控制命令的输入、参数的设置。该部分电路采用了8279键盘控制器作为控制核心。③步进电机驱动电路,该部分电路在实现上采用了A3972控制芯片,可以完成32、16、8细分驱动。④U盘驱动电路,这部分电路的功能是实现单片机读写U盘,其硬件设计上采用了USB主从控制芯片CH375。控制软件主要包括:①插补软件,插补软件的控制方法采用的是脉冲增量逐点比较法。②U盘文件操作模块,该模块实现了以FAT格式对U盘文件的读写、编辑和删除。③键盘管理软件,该模块实现了对按键的处理。④打印头的运动控制软件,这部分软件的功能是控制打印头在XY平面内运动以及打印头的高频微冲运动。⑤系统管理软件,管理软件主要是负责各个模块协调工作,共同完成打标任务。本文的研究为开发新一代的工业气动标记机的工作打下了坚实的基础,具有重要的现实意义和应用前景。