一种集成式裁床控制装置的制造方法
【专利摘要】一种集成式裁床控制装置,包括用以控制裁床工作模式及工作状态的控制器单元、用以显示裁床工作状态以及下发控制命令的人机交互单元、用以驱动裁床伺服电机工作的伺服器单元和用以供电的电源模块,所述人机交互单元、伺服器单元单元分别与所述控制器单元连接,所述控制器单元、人机交互单元和伺服器单元均与所述电源模块连接。本实用新型提供一种集成度更高、运算处理能力更强以及具有良好可扩展性的集成式裁床控制装置。
【专利说明】
一种集成式裁床控制装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及服装加工制造、纸箱裁割等的裁床控制领域,尤其是一种集成式裁床控制装置。
【背景技术】
[0002]近年来随着我国服装、床上用品、鞋类制品、包装纸箱等产业的快速发展,市场对裁床的需求量持续攀升,同时市场上也出现了大量的裁床控制装置;而随着我国人口红利的逐步消失,企业用工成本越来越高,因此对生产设备的自动化水平和生产效率提出了越来越高的要求。
【发明内容】
[0003]为了克服已有裁床控制装置集成度较低、运算处理能力较差以及可扩展性差的不足,本实用新型提供一种集成度更高、运算处理能力更强以及具有良好可扩展性的集成式裁床控制装置。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0005]—种集成式裁床控制装置,包括裁床,所述裁床包括裁床体、裁床机头、用以裁割被裁割物料的机头刀具、用以被裁割物料进料的自动进料装置、用以将被裁割物料吸附在裁床体上的真空吸附装置、用以检测障碍物的障碍检测装置、裁床伺服电机,所述裁床体上安装有X轴导轨和Y轴导轨,所述机头刀具安装在所述裁床机头上,所述裁床机头可滑动地安装在所述裁床体的X轴导轨上,所述X轴导轨可滑动地安装在所述Y轴导轨上,所述裁床伺服电机包括用以驱动裁床机头沿着X轴导轨滑动的机头伺服电机、用以驱动机头刀具进行旋转的刀具旋转电机、用以控制机头刀具在Z轴方向运动的刀具Z轴运动电机、用以X轴导轨沿着Y轴导轨滑动的X轴导轨运动电机,所述机头伺服电机与所述裁床机头连接,所述刀具旋转电机、刀具Z轴运动电机均与所述机头刀具连接,所述X轴导轨运动电机与所述X轴导轨连接,所述自动进料装置设置在所述裁床体进料端,所述真空吸附装置安装在所述裁床体上,所述控制装置包括用以控制裁床工作模式及工作状态的控制器单元、用以显示裁床工作状态以及下发控制命令的人机交互单元、用以驱动裁床伺服电机工作的伺服器单元和用以供电的电源模块,所述人机交互单元、伺服器单元分别与所述控制器单元连接,所述控制器单元、人机交互单元和伺服器单元均与所述电源模块连接。
[0006]进一步,所述控制器单元包括核心控制板、脉冲驱动模块、USB接口模块、网口模块、串口通信模块和存储单元;
[0007]所述脉冲驱动模块包括用以通过脉冲控制所述伺服器单元工作的伺服器控制模块、用以确保裁床安全工作的障碍检测模块、用以控制真空吸附装置的真空吸附装置控制模块和用以控制自动进料装置工作的自动进料装置控制模块;
[0008]所述人机交互单元与所述串口通信模块连接,所述伺服器控制模块与所述伺服器单元连接,所述障碍检测模块与安装在X轴导轨上的障碍检测装置连接,所述真空吸附装置控制模块与所述真空吸附装置连接,所述自动进料装置控制模块与所述自动进料装置连接。
[0009]再进一步,所述伺服器单元包括用以控制裁床机头在X轴方向及Y轴方向运动的机头运动控制伺服器和用以控制机头刀具旋转以及在Z轴方向起落的刀具运动控制伺服器,所述机头运动控制伺服器分别与所述机头伺服电机、X轴导轨运动电机连接,所述刀具运动控制伺服器分别与刀具旋转电机、刀具Z轴运动电机连接。
[0010]再进一步,所述人机交互单元为7寸的IXD触摸屏。
[0011]再进一步,所述电源模块选用24V开关电源。
[0012]再进一步,所述控制器单元还包括CAN总线单元,所述伺服器单元为带有CAN总线控制接口的伺服器单元,所述带有CAN总线控制接口的伺服器单元与所述CAN总线单元连接。
[0013]再进一步,所述脉冲驱动模块还包括预留I/O扩展单元。
[0014]再进一步,所述串口通信模块包括RS232接口模块I和用以读取所需裁割图形文件的RS232接口模块2及RS485接口模块,所述RS232接口模块I与所述人机交互单元连接。
[0015]再进一步,所述核心控制板选用STM32F407ZGT6微控制器。
[0016]更进一步,所述存储单元包括用以存储所需裁割图形文件的IS62WV51216外部SRAM单元和用以存储工作参数的AT24C02存储单元。
[0017]本实用新型中的功能模块,均是由硬件电路实现的。
[0018]本实用新型的有益效果主要表现在:系统模块化设计,安装便捷,可分开检修;具有障碍检测和自动进料功能,确保了裁床的安全运行,提高了裁床工作效率;采用伺服器驱动,位置精度很高、不易失步,稳定性较强;控制器单元的核心控制板采用高性能的STM32F407ZGT6微控制器,运算速度快、实时性强、资源丰富、可扩展性强;拥有丰富的接口模块且提供预留I/O扩展单元,使整个集成式裁床控制装置拥有强大的可扩展性;采用集成式人机交互单元,界面直观、操作简单,能够满足不同应用下的人机交互需求。
【附图说明】
[0019]图1是一种集成式裁床控制装置的架构框图。
[0020]图2是控制器单元的原理框图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图对本实用新型作进一步描述。
[0022]参照图1和图2,一种集成式裁床控制装置,包括裁床,所述裁床包括裁床体、裁床机头、用以裁割被裁割物料的机头刀具、用以被裁割物料进料的自动进料装置、用以将被裁割物料吸附在裁床体上的真空吸附装置、用以检测障碍物的障碍检测装置、裁床伺服电机,所述裁床体上安装有X轴导轨和Y轴导轨,所述机头刀具安装在所述裁床机头上,所述裁床机头可滑动地安装在所述裁床体的X轴导轨上,所述X轴导轨可滑动地安装在所述Y轴导轨上,所述裁床伺服电机包括用以驱动裁床机头沿着X轴导轨滑动的机头伺服电机、用以驱动机头刀具进行旋转的刀具旋转电机、用以控制机头刀具在Z轴方向运动的刀具Z轴运动电机、用以X轴导轨沿着Y轴导轨滑动的X轴导轨运动电机,所述机头伺服电机与所述裁床机头连接,所述刀具旋转电机、刀具Z轴运动电机均与所述机头刀具连接,所述X轴导轨运动电机与所述X轴导轨连接,所述自动进料装置设置在所述裁床体进料端,所述真空吸附装置安装在所述裁床体上,所述控制装置包括用以控制裁床工作模式及工作状态的控制器单元、用以显示裁床工作状态以及下发控制命令的人机交互单元、用以驱动裁床伺服电机工作的伺服器单元和用以供电的电源模块,所述人机交互单元、伺服器单元分别与所述控制器单元连接,所述控制器单元、人机交互单元和伺服器单元均与所述电源模块连接。
[0023]进一步,所述控制器单元包括核心控制板、脉冲驱动模块、USB接口模块、网口模块、串口通信模块和存储单元;
[0024]所述脉冲驱动模块包括用以通过脉冲控制所述伺服器单元工作的伺服器控制模块、用以确保裁床安全工作的障碍检测模块、用以控制真空吸附装置的真空吸附装置控制模块和用以控制自动进料装置工作的自动进料装置控制模块;
[0025]所述人机交互单元与所述串口通信模块连接,所述伺服器控制模块与所述伺服器单元连接,所述障碍检测模块与安装在X轴导轨上的障碍检测装置连接,所述真空吸附装置控制模块与所述真空吸附装置连接,所述自动进料装置控制模块与所述自动进料装置连接。
[0026]再进一步,所述伺服器单元包括用以控制裁床机头在X轴方向及Y轴方向运动的机头运动控制伺服器和用以控制机头刀具旋转及在Z轴方向起落的刀具运动控制伺服器,所述机头运动控制伺服器分别与所述机头伺服电机、X轴导轨运动电机连接,所述刀具运动控制伺服器分别与刀具旋转电机、刀具Z轴运动电机连接。
[0027]再进一步,所述人机交互单元为7寸的IXD触摸屏。
[0028]再进一步,所述电源模块选用24V开关电源。
[0029]再进一步,所述控制器单元还包括CAN总线单元,所述伺服器单元为带有CAN总线控制接口的伺服器单元,所述带有CAN总线控制接口的伺服器单元与所述CAN总线单元连接。
[0030]再进一步,所述脉冲驱动模块还包括预留I/O扩展单元。
[0031]再进一步,所述串口通信模块包括RS232接口模块I和用以读取所需裁割图形文件的RS232接口模块2及RS485接口模块,所述RS232接口模块I与所述人机交互单元连接。
[0032]再进一步,所述核心控制板选用STM32F407ZGT6微控制器。
[0033]更进一步,所述存储单元包括用以存储所需裁割图形文件的IS62WV51216外部SRAM单元和用以存储工作参数的AT24C02存储单元。
[0034]本实用新型中的功能模块,均是由硬件电路实现的。
[0035]本实施例中,所述USB接口模块支持通用的USB2.0通信协议,所述控制器单元可以通过USB接口模块读取所需裁割图形文件;所述网口模块支持LWIP协议,所述控制器单元可以通过网口模块接收所需的裁割图形文件;所述控制器单元可通过RS232接口模块2和RS485接口模块读取所需裁割图形文件,所述控制器单元通过RS232接口模块I与所述人机交互单元进行通信;所述CAN总线单元用来控制带有CAN总线控制接口的伺服器单元,实现基于总线的控制功能;所述LCD触摸屏用来显示裁床工作状态信息、报警信息以及用来下发操作命令和设置工作参数,设置的工作参数存储在所述AT24C02存储单元中;所述机头运动控制伺服器、刀具运动控制伺服器可选用脉冲式控制伺服器和CAN总线式控制伺服器,具有较好的兼容性和可扩展性;选用24V开关电源保证裁床控制装置的安全稳定工作,所述控制器单元、人机交互单元、伺服器单元根据需要将电源模块供给的24V开关电源转换为所需电压。
[0036]本实用新型的工作原理为:所述控制器单元根据所选用接口的不同从所述网口模块、RS232接口模块2、RS485接口模块、USB接口模块读取所要裁割的裁割图形文件并将裁割图形文件存入所述外部SRAM单元,所述控制器单元对读取到的裁割图形文件进行解析后发出伺服器控制命令,所述控制器单元根据所选伺服器单元类型的不同选择用所述伺服器控制模块或CAN总线单元将伺服器控制命令发送给所述伺服器单元;所述伺服器单元根据收到的伺服器控制命令控制所述裁床机头在X轴方向或Y轴方向运动、机头刀具在Z轴方向起落和旋转运动,从而完成整个裁割图形文件的裁割。在裁割过程中,所述控制器单元与所述人机交互单元通过RS232接口模块I进行通信;通过所述人机交互单元可以实现裁床工作状态信息、报警信息的显示以及操作命令的下发和工作参数的设置及保存。所述控制器单元通过所述障碍检测模块防止裁床运行时发生碰撞事故;当裁床运行时遇到障碍物时,所述控制器单元向所述伺服器单元下发暂停裁割命令并通过所述人机交互单元显示报警信息;当障碍物排除后,可通过所述人机交互单元取消报警命令并下发继续裁割命令继续完成裁割操作。在整个裁割过程中,所述控制器单元通过所述真空吸附装置控制模块控制真空吸附装置将被裁割物料吸附在裁床上,确保裁割过程中物料位置固定不变。在对当前物料裁割结束后,所述控制器单元可以通过自动进料装置控制模块控制自动进料装置完成自动进料操作,通过所述人机交互单元设定是否开启自动进料功能以及自动进料的位移量和次数等参数。所述控制器单元通过所述预留I/O扩展单元能够实现所需功能的扩展。
[0037]本实用新型涉及服装加工制造、纸箱裁割等的裁床控制领域,适用于对服装布料、皮革面料、服装纸样、纸板等裁割的裁床控制。
【主权项】
1.一种集成式裁床控制装置,包括裁床,所述裁床包括裁床体、裁床机头、用以裁割被裁割物料的机头刀具、用以被裁割物料进料的自动进料装置、用以将被裁割物料吸附在裁床体上的真空吸附装置、用以检测障碍物的障碍检测装置、裁床伺服电机,所述裁床体上安装有X轴导轨和Y轴导轨,所述机头刀具安装在所述裁床机头上,所述裁床机头可滑动地安装在所述裁床体的X轴导轨上,所述X轴导轨可滑动地安装在所述Y轴导轨上,所述裁床伺服电机包括用以驱动裁床机头沿着X轴导轨滑动的机头伺服电机、用以驱动机头刀具进行旋转的刀具旋转电机、用以控制机头刀具在Z轴方向运动的刀具Z轴运动电机、用以X轴导轨沿着Y轴导轨滑动的X轴导轨运动电机,所述机头伺服电机与所述裁床机头连接,所述刀具旋转电机、刀具Z轴运动电机均与所述机头刀具连接,所述X轴导轨运动电机与所述X轴导轨连接,所述自动进料装置设置在所述裁床体进料端,所述真空吸附装置安装在所述裁床体上,其特征在于:所述控制装置包括用以控制裁床工作模式及工作状态的控制器单元、用以显示裁床工作状态以及下发控制命令的人机交互单元、用以驱动裁床伺服电机工作的伺服器单元和用以供电的电源模块,所述人机交互单元、伺服器单元分别与所述控制器单元连接,所述控制器单元、人机交互单元和伺服器单元均与所述电源模块连接。2.如权利要求1所述的一种集成式裁床控制装置,其特征在于:所述控制器单元包括核心控制板、脉冲驱动模块、USB接口模块、网口模块、串口通信模块和存储单元; 所述脉冲驱动模块包括用以通过脉冲控制所述伺服器单元工作的伺服器控制模块、用以确保裁床安全工作的障碍检测模块、用以控制真空吸附装置的真空吸附装置控制模块和用以控制自动进料装置工作的自动进料装置控制模块; 所述人机交互单元与所述串口通信模块连接,所述伺服器控制模块与所述伺服器单元连接,所述障碍检测模块与安装在X轴导轨上的障碍检测装置连接,所述真空吸附装置控制模块与所述真空吸附装置连接,所述自动进料装置控制模块与所述自动进料装置连接。3.如权利要求1或2所述的一种集成式裁床控制装置,其特征在于:所述伺服器单元包括用以控制裁床机头在X轴方向及Y轴方向运动的机头运动控制伺服器和用以控制机头刀具旋转以及在Z轴方向起落的刀具运动控制伺服器,所述机头运动控制伺服器分别与所述机头伺服电机、X轴导轨运动电机连接,所述刀具运动控制伺服器分别与刀具旋转电机、刀具Z轴运动电机连接。4.如权利要求1或2所述的一种集成式裁床控制装置,其特征在于:所述人机交互单元为7寸的IXD触摸屏。5.如权利要求1或2所述的一种集成式裁床控制装置,其特征在于:所述电源模块选用24V开关电源。6.如权利要求2所述的一种集成式裁床控制装置,其特征在于:所述控制器单元还包括CAN总线单元,所述伺服器单元为带有CAN总线控制接口的伺服器单元,所述带有CAN总线控制接口的伺服器单元与所述CAN总线单元连接。7.如权利要求2所述的一种集成式裁床控制装置,其特征在于:所述脉冲驱动模块还包括预留I/O扩展单元。8.如权利要求2所述的一种集成式裁床控制装置,其特征在于:所述串口通信模块包括RS232接口模块I和用以读取所需裁割图形文件的RS232接口模块2及RS485接口模块,所述RS232接口模块I与所述人机交互单元连接。9.如权利要求2所述的一种集成式裁床控制装置,其特征在于:所述核心控制板选用STM32F407ZGT6 微控制器。10.如权利要求2所述的一种集成式裁床控制装置,其特征在于:所述存储单元包括用以存储所需裁割图形文件的IS62WV51216外部SRAM单元和用以存储工作参数的AT24C02存储单元。
【文档编号】G05B19/414GK205644246SQ201620388901
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】董辉, 宋文超, 崔玉启, 刘家林, 江丽林
【申请人】浙江工业大学义乌科学技术研究院有限公司