一种折弯机控制系统的制作方法

本实用新型涉及工业控制领域，具体地说是一种折弯机控制系统。

背景技术：

随着现代科技的发展，各行各业的设备都要更新换代了，都追求高精度，高效率，高质量。其中，折弯机也不例外，折弯机是将材料进行折弯的设备，在钣金制造加工中具有十分重要的地位，现有的液压折弯机生产效率低、折弯精度不够高，缺乏人机交互，不便于产品开发和维护，工人劳动强度大，产品质量不高，生产成本高，加工精度较低，而且工作效率也差。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种折弯机控制系统，通过全自动化控制，从根本上减少工人的劳动强度，提高产品生产的质量，降低产品生产的劳动成本。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种折弯机控制装置，包括人机交互单元和运动控制单元，其中

人机交互单元通过RS422键盘接口连接运动控制单元的输入端，对运动控制单元输入控制命令；

运动控制单元的输出端通过LVDS液晶屏显示接口连接人机交互单元，输出运动控制结果在人机交互单元中进行显示；运动控制单元的另一输出端连接折弯机伺服驱动器，对折弯机进行运动控制。

所述运动控制单元包括嵌入式CPU模块和运动控制模块；

嵌入式CPU模块通过GPIO接口模块的外部总线接口与运动控制模块连接，实现嵌入式CPU模块与运动控制模块之间的通信，用于运动控制模块对驱动轴进行控制以及实时插补计算；

运动控制模块接收嵌入式CPU模块的位置命令信息，并将位置指令转化为脉冲输出量，通过脉冲输出接口电路控制伺服电机运动；

运动控制模块通过编码器接口电路接收伺服电机反馈的增量式编码器的位置信息，并将位置信息发送到嵌入式CPU模块。

所述嵌入式CPU模块采用TI(德州仪器)公司的基于ARM Cortex-A8内核的AM335X微处理器，运行主频800MHZ，板载512M DDR2内存，板载2GB NAND FLASH和8MBit SPI FLASH，CPU模块主要包括PS/2接口模块，SPI总线接口模块，CAN总线接口模块、LVDS接口模块、LAN接口模块、UART接口模块、RS422接口模块、USB2.0接口模块等。其中LVDS接口模块用于与人机交互单元进行连接，实现图像显示功能；RS422接口模块用于与人机交互单元的键盘接口进行连接，实现数据输入与运动控制等功能；PS/2接口模块用于标准键盘扩展功能，SPI总线接口模块是备用总线接口，用于将来SPI总线的功能扩展；CAN总线接口模块是工业总线的一个扩展总线接口，用于连接CAN总线设备装置，实现折弯机控制装置的CAN总线功能模块的扩展功能；LAN接口模块用于与计算机之间的网络通信，便于实现控制系统开发过程中的在线调试及数据交互等功能；UART接口模块用于与串口设备之间的通信功能；USB2.0接口模块用于实现CPU模块与U盘之间的文件拷贝功能。

所述运动控制模块采用运动控制芯片PCL6045BL，主要包括4路轴接口模块和IO接口模块，其中，轴接口模块中包括脉冲输出接口电路、编码器输入接口电路、轴伺服使能/伺服准备好/伺服报警等I/O接口电路；IO接口模块包括输入接口电路和输出接口电路。运动控制芯片PCL6045BL通过总线接口与嵌入式CPU模块的GPIO接口总线进行连接，实现运动控制模块与CPU模块之间的数据通信功能，接收嵌入式CPU模块发来的位置命令信息，并将位置指令转化为脉冲输出量，通过脉冲输出接口电路控制伺服电机的运动；运动控制芯片PCL6045BL通过编码器接口模块电路接收伺服电机反馈的增量式编码器的位置信息，并将位置信息数据传送给嵌入式CPU模块；运动控制芯片PCL6045BL支持伺服驱动使能，伺服准备好，伺服报警等IO接口电路。IO接口模块包括开关量输入接口电路和开关量输出接口电路，实现控制装置外部信号输入和控制系统对外部控制信号的输出控制等功能。

所述人机交互单元包括LVDS液晶屏显示模块和键盘按键电路；

LVDS液晶屏显示模块通过LVDS液晶屏显示接口接收运动控制单元发送的显示信号，将显示界面通过人机交互单元的液晶屏显示；

键盘按键电路通过RS422键盘接口向运动控制单元发送控制命令。

所述人机交互单元还包括系统急停电路，用于在发生突发状况时停止系统动作。

本实用新型具有以下有益效果及优点：

1.本实用新型通过全自动化控制，从根本上减少了工人的劳动强度，提高了产品生产的质量，降低了产品生产的劳动成本；

2.本实用新型在加工的精度有很大的提高，工作效率也增加，操作的安全性也有改善。

附图说明

图1是本实用新型的系统结构图；

图2是本实用新型的运动控制单元结构图；

图3是本实用新型的嵌入式CPU模块结构图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步的详细说明。

如图1所示为本实用新型的系统结构图。

系统由两部分构成，一是运动控制单元，一个是人机交互单元组成；两者之间通过LVDS液晶屏显示接口和RS422键盘通信接口进行连接通信。运动控制单元实现折弯机伺服驱动器的脉冲输出控制、编码器反馈、直线插补、圆弧插补等功能；人机交互单元实现人机界面交互，键盘输入，文件编辑、文件拷贝等功能。

如图2所示为本实用新型的运动控制单元结构图。

运动控制单元主要由嵌入式CPU模块和运动控制模块组成，其中运动控制模块采用运动控制芯片PCL6045BL，通过GPMC模块的一组并行的外部总线接口连接嵌入式CPU单元，接收嵌入式CPU单元的位置命令信息，并将位置指令转化为脉冲输出量，通过脉冲输出接口电路控制伺服电机的运动；运动控制芯片PCL6045BL通过编码器接口模块电路接收伺服电机反馈的增量式编码器的位置信息，并将位置信息数据传送给嵌入式CPU单元；运动控制芯片PCL6045BL支持伺服驱动使能，伺服准备好，伺服报警等IO接口电路。

所述运动控制单元包括嵌入式CPU模块、运动控制模块，其中运动控制模块包括运动控制芯片PCL6045BL电路，轴接口电路，I/O接口电路等电路。其中轴接口电路包括脉冲输出接口电路，编码器输入接口，伺服使能/准备好/报警等电路。轴接口电路与外部伺服驱动器连接，在运动控制模块内部与运动控制芯片PCL6045BL电路连接，运动控制芯片PCL6045BL通过GPMC模块的一组并行的外部总线接口与TI(德州仪器)公司的基于ARM Cortex-A8内核的AM335X微处理器模块连接；运动控制单元提供LVDS液晶显示屏信号和RS422键盘信号、系统急停信号等。运动控制单元通过LVDS液晶显示屏信号和RS422键盘与人机交互单元连接。实现人机交互单元的轴状态显示、按键输入等功能；

如图3所示为本实用新型的嵌入式CPU模块结构图。

嵌入式CPU模块采用TI(德州仪器)公司的基于ARM Cortex-A8内核的AM335X微处理器，运行主频800MHZ，板载内存512M DDR2，板载2GB NAND FLASH，在嵌入式CPU处理器模块上运行人机交互界面软件，接收位置命令信息，由CPU模块通过GPMC模块的一组并行的外部总线接口传输给运动控制芯片PCL6045BL，由运动控制芯片实现对驱动轴控制及实时插补计算。

所述嵌入式CPU模块内部模块电路包括GPMC接口模块，CAN总线接口模块，UART总线接口模块，SPI总线接口模块，USB2.0接口模块，PS/2接口模块，LAN接口模块，Buzzer模块，Audio接口模块等。其中GPMC总线接口模块用于CPU模块同运动控制模块间数据交互读写的时序处理和总线地址译码；运动控制芯片PCL6045BL受GPMC总线接口模块控制，接收来自嵌入式CPU的位置指令信息，并将指令信息转化为脉冲输出量；将接收到的增量式编码器的速度信号输入到运动控制芯片PCL6045BL，由运动控制芯片PCL6045BL实现插补控制，并将信息转换为CPU能识别的数字量，经过GPMC总线接口模块传送给嵌入式CPU；IO处理模块用于控制和采样机床的开关量输入和输出，该模块通过GPMC总线接口模块同嵌入式CPU相连。

人机交互单元包括LVDS液晶屏显示模块，折弯机按键电路，系统急停电路等，通过LVDS液晶显示屏接口和RS422总线与运动控制单元连接，用于输入轴位置命令信息，并显示轴运动信息，配置信息，和PLC组态显示信息等；折弯机专用键盘，用于输入字符信息，控制系统操作；功能按钮用于控制折弯机的急停、循环启动、进给保持等功能。

其中LVDS液晶屏显示电路通过接收来自运动控制单元的LVDS屏显示信号，将显示界面通过示教器液晶屏显示。折弯机按键电路用于实现人机交互单元与运动控制单元之间的输入交互。系统急停电路实现折弯机控制器在发生突发情况时，立即停止动作，防止伤害或损失扩大。