[发明专利]基于FPGA硬件逻辑控制的卷烟咀棒激光打孔角度定位方法

说明书

本发明涉及一种基于FPGA硬件逻辑控制的卷烟咀棒激光打孔角度定位方法，属于智能控制技术领域，包括以下步骤，给FPGA模块输入同步信号；设置打孔参数；FPGA模块运算，得到脉冲信号；激光器接收FPGA模块的脉冲信号，向激光器功率电路传送激光控制逻辑信号。本发明采用距离转变为角度的方法，根据旋转角度确定激光打孔的位置，该方法耗费FPGA芯片内部资源少，可以采用成本更低的FPGA芯片实现同样逻辑功能，响应块，实时性增强，适用于在线生产，增加控制精度和控制响应速度。

技术领域

本发明涉及一种基于FPGA硬件逻辑控制的卷烟咀棒激光打孔角度定位方法，属于智能控制技术领域。

背景技术

烟支的在线激光打孔工艺是近年来烟草行业发展起来的新技术。它是降低香烟焦油含量的有效手段。原理是烟支在卷接过程中，在卷烟咀棒径向利用高能激光将水松纸打穿形成微小孔洞，当卷烟在吸食的过程中，起到稀释烟气，从而降低了焦油含量，降低了对人体及环境的不良影响。

但是，该技术尚未成熟，在生产中如何实现自动控制、以及如何实现圆周均匀打孔仍然是个技术难题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于FPGA硬件逻辑控制的卷烟咀棒激光打孔角度定位方法，FPGA中文名为：现场可编程逻辑门阵列，外文名为：FieldProgrammable Gate Array，简称FPGA，所属类别为：AI 芯片。该方法以比较少的FPGA内部资源消耗，允许采用成本更低的FPGA芯片实现同样逻辑功能，实现可变参数的激光打孔角度控制。其具体技术方案如下：

一种基于FPGA硬件逻辑控制的卷烟咀棒激光打孔角度定位方法，包括以下步骤，

步骤1：给FPGA模块输入同步信号：同步信号是提供烟支旋转位置起始和结束的参考信号，同步信号的一个周期T代表烟支每旋转一圈，烟支以任意速度每旋转一圈，激光器按照设定的打孔数量N在烟支径向均匀打出N个孔，将同步信号输入给FPGA模块；

步骤2：打孔参数设置：通过人机界面向FPGA模块传递打孔的具体参数；

步骤3：FPGA模块运算：将步骤1和步骤2的信号经过FPGA模块运算，得到脉冲信号；

步骤4：激光器脉冲控制输出：激光器接收FPGA模块的脉冲信号，向激光器功率电路传送激光控制逻辑信号，信号为1表示打孔激光开启，为0表示关闭激光停止打孔。

进一步的，所述步骤3的FPGA模块运算具体过程为：

步骤3.1：测量同步信号的一个周期T，并寄存周期T，

步骤3.2：接收打孔个数N；

步骤3.3：上位机先将打孔个数N进行孔间距角度当量换算，换算公式为pT=（2ⁿ /N），pT表示对应N个孔的孔间隔角度当量值，2ⁿ当量等于360度，然后将换算得到的pT，下传给FPGA模块，

步骤3.4：FPGA模块把周期T做2ⁿ等分，将距离当量变为角度当量，公式为dT=T/2ⁿ，dT表示1/360角度对应的脉冲时间分度当量，T表示360度对应的时间即周期，n为正整数取值，n越大精度越高，

步骤3.5：以dT为增量对同步信号再进行脉冲计数测量，当dT的计数增量=pT时，输出激光脉冲信号。

本发明的有益效果是：