纺织服装数码印花喷墨控制系统探究

宋海燕

（鲁泰纺织股份有限公司 山东淄博 255100）

纺织服装数码喷墨印花技术是一种可以代替传统印花模式的高新技术，指的是采用数字输入方式，将需要的工艺方案和数据资料输入到计算机中，然后通过计算机对印花喷墨头进行控制，以此使印花得到重现[1]。在纺织服装数码喷墨印花技术中，喷墨控制是确保印花质量的关键环节，同时也是数码印花的主要技术。因此，想要确保纺织服装成品的质量与效果，就需要在数码印花过程中，对喷墨进行精确控制。

1 纺织服装数码喷墨印花的流程

一般来说，纺织服装数码喷墨印花需经过八个程序：花样图形的样稿→花样图形的准备→印花图形通过RIP分色→纺织服装打印前的工艺处理→数码喷墨打印与色彩的纠正→数码喷墨打印后的蒸化、固色、水洗→纺织服装的定型→纺织服装成品。其中，在准备花样图形的过程中，需先通过专业计算机软件将其转化为喷墨印花机能识别的专用数据格式，不能将花样图形进行直接打印；还有RIP技术，是一种比较常用的栅格图像处理器，可对信息进行解释制定的同时还能将信息转变为输出的数据格式，因此是喷墨印花领域中的关键技术[2]。

2 纺织服装数码喷墨印花控制系统的研究

纺织服装数码喷墨印花控制系统的组成如图1所示。主要模块包含上位机、主控制板、子控制板、喷头驱动电路、电源分配器及运动控制器。

图1 喷墨印花控制系统结构图

2.1 上位机模块

上位机模块具有对目标图像进行处理的作用。即通过专业的栅格图像处理器RIP将目标图形进行分解变换，将其转化为可以被喷墨头能辨别的点阵信息以后，再根据实际情况将不同的喷头按照喷墨头的排列顺利对数据进行重新组合。还有RIP处理器是喷墨印花的开端，同时也是喷墨印花质量的关键[3]。因此，其在一定程度上影响着机器的出产效益和喷墨印花的成品质量。

2.2 主控制板模块

主控制板起着主桥梁的作用。首先，其USB接口与上位机相连后，会自动接收图形信息，并将其传送给子控制模块；其次，主控板上的电源接口会对整个系统电源进行分配连接；最后，运动控制器与主控制板连接的接口可对喷头的喷墨控制信息进行接收和传送[4]。

2.3 子控制板模块

子控制模块是喷墨控制系统的模块之一，其将主控制模块传送过来的数据信息进行接收与储存后，可结合脉冲信号的命令将数据信息输送给喷头驱动电路，同时向喷头控制电路发送喷墨点火的命令。

2.4 喷墨头驱动控制模块

喷头驱动电路属于喷头驱动控制模块，是喷墨系统的关键部分。其主要作用有：第一，喷头驱动电路通过高速接口对子控制模块输送的喷墨数据信息和控制信息进行接收；第二，将这些喷墨数据信息和控制信息输送给FPGA进行处理，然后输出喷墨头可以识别的喷墨数据信息和控制信息；第三，喷墨控制信息与数据信息与D/A转换芯片需进行有效互动，从而使传出的高压点火脉冲满足喷墨头的需要。

2.4.1 喷墨头驱动控制电路介绍

喷墨头驱动控制电路由多个模块组成（如图2），每个模块之间由FPGA进行协调配合。因相邻的功率模块之间会出现干扰，会影响整个电路的稳定性，所以在进行设计的过程中，喷墨头驱动控制电路只包含虚线部分，而电源从虚线外接入，使各个模块所需电压在喷墨头驱动控制模块中进行转换，以此实现对每次喷墨的控制。

图2 喷墨头驱动控制电路模块图

喷墨头驱动控制电路的工作流程为：喷墨头驱动控制电路接收子控制器接口输出的喷墨数据信息和与之对应的控制信息后，会把数据信息传输到FPGA，对其进行重新组合与缓存，与此同时FPGA会将数据信息编制成两个可驱动喷墨头的信号，一个喷墨头控制信号会与已被FPGR重组的数据信息一块传送到喷头接口模块，另一个喷头控制信号会通过D/A转换模块转换成模拟信号，并将其传送到虚线外的功率放大器模块中进行放大，放大以后的信号将被输送到喷墨头接口模块，使喷墨头接收到信号后，可根据要求进行喷墨。

2.4.2 喷墨头驱动控制电路中各模块功能介绍

喷墨头驱动控制电路由子控制器接口模块、FPFA模块、D/A 转换模块、功率放大器模块、喷墨头接口模块、电源模块组成。其中，子控制器接口模块起桥梁作用，连接整个喷墨驱动控制电路和子控制器，对子控制器输出的喷墨控制与数据信息进行接收，还有整个喷墨驱动控制电路的处理信息都以子控制器接口模块所接收的信息为起始点，因此为保证喷墨控制与数据信息的精确输送，可通过差分传输方法来进行传输；FPGA模块是喷墨头驱动控制电路的关键部分，具有接收子控制器接口模块的喷墨数据信息和控制信息，对D/A转换芯片自身运行的控制信息进行控制以及向D/A转换模块输送喷墨点火的控制信息的作用；D/A转换模块具有转换信号的作用。即FPGA经D/A传送的数字串是单一且含有高压点的，而D/A转换模块可将接收到的数字串处理成模拟信号，以此表示高压点火脉冲的波形；功率放大器模块自身功率较大的同时产生的热量也比较高，所以为了避免出现干扰，在做好散热工作的基础上也将其隔离了出去。但因为D/A转换模块形成的高压点火脉冲波形功率无法驱动喷墨头进行工作，所以就需要经过功率放大器来加大功率；喷墨头接口模块具有将FPGA处理并输出的信号进行转换后，将其输送到喷墨印花机终点的作用。但因FPGA输出的打印数据信息的驱动负载能力、下载控制信号（Load）、同步控制信号（Stb）、时钟控制信号（Clk）较低，所以想要确保喷墨头的正常工作，就需要在喷墨头接口模块进行电平转换；还有电源模块提供能量，驱动整个系统进行工作，同时因系统中各个模块所需要的电压不同，所以就需要电源模块为系统中的各个模块提供电平转换。

2.5 电源分配器与运动控制模块

电源分配器是系统的主要能量来源，具有给各个模块提供工作电压的作用。而喷墨的精确度想要得到保证，就需要经过运动控制模块对驱动喷墨头进行加减速或匀速运动，同时形成相应的喷墨信号。

3 小结

数码喷墨印花技术是纺织服装行业的一种高新技术，有着不错的发展前景，但我国对这一技术的研发相对比较缓慢，并且对其关键技术也没有全部掌握。因此，我国想要掌握喷墨印花的核心技术，就需要在大力发展经济的基础上，加深对其技术的研究和开发，从而使我国的自主研发能力得到重大突破，同时在国内外市场上的竞争力也能得到有效提升。