一種集成式裁床控制裝置的制造方法
【專利摘要】一種集成式裁床控制裝置，包括用以控制裁床工作模式及工作狀態(tài)的控制器單元、用以顯示裁床工作狀態(tài)以及下發(fā)控制命令的人機(jī)交互單元、用以驅(qū)動(dòng)裁床伺服電機(jī)工作的伺服器單元和用以供電的電源模塊，所述人機(jī)交互單元、伺服器單元單元分別與所述控制器單元連接，所述控制器單元、人機(jī)交互單元和伺服器單元均與所述電源模塊連接。本實(shí)用新型提供一種集成度更高、運(yùn)算處理能力更強(qiáng)以及具有良好可擴(kuò)展性的集成式裁床控制裝置。
【專利說明】
一種集成式裁床控制裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及服裝加工制造、紙箱裁割等的裁床控制領(lǐng)域，尤其是一種集成式裁床控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來隨著我國服裝、床上用品、鞋類制品、包裝紙箱等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，市場對裁床的需求量持續(xù)攀升，同時(shí)市場上也出現(xiàn)了大量的裁床控制裝置;而隨著我國人口紅利的逐步消失，企業(yè)用工成本越來越高，因此對生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化水平和生產(chǎn)效率提出了越來越高的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服已有裁床控制裝置集成度較低、運(yùn)算處理能力較差以及可擴(kuò)展性差的不足，本實(shí)用新型提供一種集成度更高、運(yùn)算處理能力更強(qiáng)以及具有良好可擴(kuò)展性的集成式裁床控制裝置。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]—種集成式裁床控制裝置，包括裁床，所述裁床包括裁床體、裁床機(jī)頭、用以裁割被裁割物料的機(jī)頭刀具、用以被裁割物料進(jìn)料的自動(dòng)進(jìn)料裝置、用以將被裁割物料吸附在裁床體上的真空吸附裝置、用以檢測障礙物的障礙檢測裝置、裁床伺服電機(jī)，所述裁床體上安裝有X軸導(dǎo)軌和Y軸導(dǎo)軌，所述機(jī)頭刀具安裝在所述裁床機(jī)頭上，所述裁床機(jī)頭可滑動(dòng)地安裝在所述裁床體的X軸導(dǎo)軌上，所述X軸導(dǎo)軌可滑動(dòng)地安裝在所述Y軸導(dǎo)軌上，所述裁床伺服電機(jī)包括用以驅(qū)動(dòng)裁床機(jī)頭沿著X軸導(dǎo)軌滑動(dòng)的機(jī)頭伺服電機(jī)、用以驅(qū)動(dòng)機(jī)頭刀具進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的刀具旋轉(zhuǎn)電機(jī)、用以控制機(jī)頭刀具在Z軸方向運(yùn)動(dòng)的刀具Z軸運(yùn)動(dòng)電機(jī)、用以X軸導(dǎo)軌沿著Y軸導(dǎo)軌滑動(dòng)的X軸導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)電機(jī)，所述機(jī)頭伺服電機(jī)與所述裁床機(jī)頭連接，所述刀具旋轉(zhuǎn)電機(jī)、刀具Z軸運(yùn)動(dòng)電機(jī)均與所述機(jī)頭刀具連接，所述X軸導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)電機(jī)與所述X軸導(dǎo)軌連接，所述自動(dòng)進(jìn)料裝置設(shè)置在所述裁床體進(jìn)料端，所述真空吸附裝置安裝在所述裁床體上，所述控制裝置包括用以控制裁床工作模式及工作狀態(tài)的控制器單元、用以顯示裁床工作狀態(tài)以及下發(fā)控制命令的人機(jī)交互單元、用以驅(qū)動(dòng)裁床伺服電機(jī)工作的伺服器單元和用以供電的電源模塊，所述人機(jī)交互單元、伺服器單元分別與所述控制器單元連接，所述控制器單元、人機(jī)交互單元和伺服器單元均與所述電源模塊連接。
[0006]進(jìn)一步，所述控制器單元包括核心控制板、脈沖驅(qū)動(dòng)模塊、USB接口模塊、網(wǎng)口模塊、串口通信模塊和存儲(chǔ)單元；
[0007]所述脈沖驅(qū)動(dòng)模塊包括用以通過脈沖控制所述伺服器單元工作的伺服器控制模塊、用以確保裁床安全工作的障礙檢測模塊、用以控制真空吸附裝置的真空吸附裝置控制模塊和用以控制自動(dòng)進(jìn)料裝置工作的自動(dòng)進(jìn)料裝置控制模塊；
[0008]所述人機(jī)交互單元與所述串口通信模塊連接，所述伺服器控制模塊與所述伺服器單元連接，所述障礙檢測模塊與安裝在X軸導(dǎo)軌上的障礙檢測裝置連接，所述真空吸附裝置控制模塊與所述真空吸附裝置連接，所述自動(dòng)進(jìn)料裝置控制模塊與所述自動(dòng)進(jìn)料裝置連接。
[0009]再進(jìn)一步，所述伺服器單元包括用以控制裁床機(jī)頭在X軸方向及Y軸方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)頭運(yùn)動(dòng)控制伺服器和用以控制機(jī)頭刀具旋轉(zhuǎn)以及在Z軸方向起落的刀具運(yùn)動(dòng)控制伺服器，所述機(jī)頭運(yùn)動(dòng)控制伺服器分別與所述機(jī)頭伺服電機(jī)、X軸導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)電機(jī)連接，所述刀具運(yùn)動(dòng)控制伺服器分別與刀具旋轉(zhuǎn)電機(jī)、刀具Z軸運(yùn)動(dòng)電機(jī)連接。
[0010]再進(jìn)一步，所述人機(jī)交互單元為7寸的IXD觸摸屏。
[0011]再進(jìn)一步，所述電源模塊選用24V開關(guān)電源。
[0012]再進(jìn)一步，所述控制器單元還包括CAN總線單元，所述伺服器單元為帶有CAN總線控制接口的伺服器單元，所述帶有CAN總線控制接口的伺服器單元與所述CAN總線單元連接。
[0013]再進(jìn)一步，所述脈沖驅(qū)動(dòng)模塊還包括預(yù)留I/O擴(kuò)展單元。
[0014]再進(jìn)一步，所述串口通信模塊包括RS232接口模塊I和用以讀取所需裁割圖形文件的RS232接口模塊2及RS485接口模塊，所述RS232接口模塊I與所述人機(jī)交互單元連接。
[0015]再進(jìn)一步，所述核心控制板選用STM32F407ZGT6微控制器。
[0016]更進(jìn)一步，所述存儲(chǔ)單元包括用以存儲(chǔ)所需裁割圖形文件的IS62WV51216外部SRAM單元和用以存儲(chǔ)工作參數(shù)的AT24C02存儲(chǔ)單元。
[0017]本實(shí)用新型中的功能模塊，均是由硬件電路實(shí)現(xiàn)的。
[0018]本實(shí)用新型的有益效果主要表現(xiàn)在:系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)，安裝便捷，可分開檢修;具有障礙檢測和自動(dòng)進(jìn)料功能，確保了裁床的安全運(yùn)行，提高了裁床工作效率;采用伺服器驅(qū)動(dòng)，位置精度很高、不易失步，穩(wěn)定性較強(qiáng)；控制器單元的核心控制板采用高性能的STM32F407ZGT6微控制器，運(yùn)算速度快、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、資源豐富、可擴(kuò)展性強(qiáng)；擁有豐富的接口模塊且提供預(yù)留I/O擴(kuò)展單元，使整個(gè)集成式裁床控制裝置擁有強(qiáng)大的可擴(kuò)展性;采用集成式人機(jī)交互單元，界面直觀、操作簡單，能夠滿足不同應(yīng)用下的人機(jī)交互需求。
【附圖說明】
[0019]圖1是一種集成式裁床控制裝置的架構(gòu)框圖。
[0020]圖2是控制器單元的原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
[0022]參照圖1和圖2，一種集成式裁床控制裝置，包括裁床，所述裁床包括裁床體、裁床機(jī)頭、用以裁割被裁割物料的機(jī)頭刀具、用以被裁割物料進(jìn)料的自動(dòng)進(jìn)料裝置、用以將被裁割物料吸附在裁床體上的真空吸附裝置、用以檢測障礙物的障礙檢測裝置、裁床伺服電機(jī)，所述裁床體上安裝有X軸導(dǎo)軌和Y軸導(dǎo)軌，所述機(jī)頭刀具安裝在所述裁床機(jī)頭上，所述裁床機(jī)頭可滑動(dòng)地安裝在所述裁床體的X軸導(dǎo)軌上，所述X軸導(dǎo)軌可滑動(dòng)地安裝在所述Y軸導(dǎo)軌上，所述裁床伺服電機(jī)包括用以驅(qū)動(dòng)裁床機(jī)頭沿著X軸導(dǎo)軌滑動(dòng)的機(jī)頭伺服電機(jī)、用以驅(qū)動(dòng)機(jī)頭刀具進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的刀具旋轉(zhuǎn)電機(jī)、用以控制機(jī)頭刀具在Z軸方向運(yùn)動(dòng)的刀具Z軸運(yùn)動(dòng)電機(jī)、用以X軸導(dǎo)軌沿著Y軸導(dǎo)軌滑動(dòng)的X軸導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)電機(jī)，所述機(jī)頭伺服電機(jī)與所述裁床機(jī)頭連接，所述刀具旋轉(zhuǎn)電機(jī)、刀具Z軸運(yùn)動(dòng)電機(jī)均與所述機(jī)頭刀具連接，所述X軸導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)電機(jī)與所述X軸導(dǎo)軌連接，所述自動(dòng)進(jìn)料裝置設(shè)置在所述裁床體進(jìn)料端，所述真空吸附裝置安裝在所述裁床體上，所述控制裝置包括用以控制裁床工作模式及工作狀態(tài)的控制器單元、用以顯示裁床工作狀態(tài)以及下發(fā)控制命令的人機(jī)交互單元、用以驅(qū)動(dòng)裁床伺服電機(jī)工作的伺服器單元和用以供電的電源模塊，所述人機(jī)交互單元、伺服器單元分別與所述控制器單元連接，所述控制器單元、人機(jī)交互單元和伺服器單元均與所述電源模塊連接。
[0023]進(jìn)一步，所述控制器單元包括核心控制板、脈沖驅(qū)動(dòng)模塊、USB接口模塊、網(wǎng)口模塊、串口通信模塊和存儲(chǔ)單元；
[0024]所述脈沖驅(qū)動(dòng)模塊包括用以通過脈沖控制所述伺服器單元工作的伺服器控制模塊、用以確保裁床安全工作的障礙檢測模塊、用以控制真空吸附裝置的真空吸附裝置控制模塊和用以控制自動(dòng)進(jìn)料裝置工作的自動(dòng)進(jìn)料裝置控制模塊；
[0025]所述人機(jī)交互單元與所述串口通信模塊連接，所述伺服器控制模塊與所述伺服器單元連接，所述障礙檢測模塊與安裝在X軸導(dǎo)軌上的障礙檢測裝置連接，所述真空吸附裝置控制模塊與所述真空吸附裝置連接，所述自動(dòng)進(jìn)料裝置控制模塊與所述自動(dòng)進(jìn)料裝置連接。
[0026]再進(jìn)一步，所述伺服器單元包括用以控制裁床機(jī)頭在X軸方向及Y軸方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)頭運(yùn)動(dòng)控制伺服器和用以控制機(jī)頭刀具旋轉(zhuǎn)及在Z軸方向起落的刀具運(yùn)動(dòng)控制伺服器，所述機(jī)頭運(yùn)動(dòng)控制伺服器分別與所述機(jī)頭伺服電機(jī)、X軸導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)電機(jī)連接，所述刀具運(yùn)動(dòng)控制伺服器分別與刀具旋轉(zhuǎn)電機(jī)、刀具Z軸運(yùn)動(dòng)電機(jī)連接。
[0027]再進(jìn)一步，所述人機(jī)交互單元為7寸的IXD觸摸屏。
[0028]再進(jìn)一步，所述電源模塊選用24V開關(guān)電源。
[0029]再進(jìn)一步，所述控制器單元還包括CAN總線單元，所述伺服器單元為帶有CAN總線控制接口的伺服器單元，所述帶有CAN總線控制接口的伺服器單元與所述CAN總線單元連接。
[0030]再進(jìn)一步，所述脈沖驅(qū)動(dòng)模塊還包括預(yù)留I/O擴(kuò)展單元。
[0031]再進(jìn)一步，所述串口通信模塊包括RS232接口模塊I和用以讀取所需裁割圖形文件的RS232接口模塊2及RS485接口模塊，所述RS232接口模塊I與所述人機(jī)交互單元連接。
[0032]再進(jìn)一步，所述核心控制板選用STM32F407ZGT6微控制器。
[0033]更進(jìn)一步，所述存儲(chǔ)單元包括用以存儲(chǔ)所需裁割圖形文件的IS62WV51216外部SRAM單元和用以存儲(chǔ)工作參數(shù)的AT24C02存儲(chǔ)單元。
[0034]本實(shí)用新型中的功能模塊，均是由硬件電路實(shí)現(xiàn)的。
[0035]本實(shí)施例中，所述USB接口模塊支持通用的USB2.0通信協(xié)議，所述控制器單元可以通過USB接口模塊讀取所需裁割圖形文件;所述網(wǎng)口模塊支持LWIP協(xié)議，所述控制器單元可以通過網(wǎng)口模塊接收所需的裁割圖形文件；所述控制器單元可通過RS232接口模塊2和RS485接口模塊讀取所需裁割圖形文件，所述控制器單元通過RS232接口模塊I與所述人機(jī)交互單元進(jìn)行通信;所述CAN總線單元用來控制帶有CAN總線控制接口的伺服器單元，實(shí)現(xiàn)基于總線的控制功能;所述LCD觸摸屏用來顯示裁床工作狀態(tài)信息、報(bào)警信息以及用來下發(fā)操作命令和設(shè)置工作參數(shù)，設(shè)置的工作參數(shù)存儲(chǔ)在所述AT24C02存儲(chǔ)單元中；所述機(jī)頭運(yùn)動(dòng)控制伺服器、刀具運(yùn)動(dòng)控制伺服器可選用脈沖式控制伺服器和CAN總線式控制伺服器，具有較好的兼容性和可擴(kuò)展性;選用24V開關(guān)電源保證裁床控制裝置的安全穩(wěn)定工作，所述控制器單元、人機(jī)交互單元、伺服器單元根據(jù)需要將電源模塊供給的24V開關(guān)電源轉(zhuǎn)換為所需電壓。
[0036]本實(shí)用新型的工作原理為:所述控制器單元根據(jù)所選用接口的不同從所述網(wǎng)口模塊、RS232接口模塊2、RS485接口模塊、USB接口模塊讀取所要裁割的裁割圖形文件并將裁割圖形文件存入所述外部SRAM單元，所述控制器單元對讀取到的裁割圖形文件進(jìn)行解析后發(fā)出伺服器控制命令，所述控制器單元根據(jù)所選伺服器單元類型的不同選擇用所述伺服器控制模塊或CAN總線單元將伺服器控制命令發(fā)送給所述伺服器單元;所述伺服器單元根據(jù)收到的伺服器控制命令控制所述裁床機(jī)頭在X軸方向或Y軸方向運(yùn)動(dòng)、機(jī)頭刀具在Z軸方向起落和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而完成整個(gè)裁割圖形文件的裁割。在裁割過程中，所述控制器單元與所述人機(jī)交互單元通過RS232接口模塊I進(jìn)行通信;通過所述人機(jī)交互單元可以實(shí)現(xiàn)裁床工作狀態(tài)信息、報(bào)警信息的顯示以及操作命令的下發(fā)和工作參數(shù)的設(shè)置及保存。所述控制器單元通過所述障礙檢測模塊防止裁床運(yùn)行時(shí)發(fā)生碰撞事故；當(dāng)裁床運(yùn)行時(shí)遇到障礙物時(shí)，所述控制器單元向所述伺服器單元下發(fā)暫停裁割命令并通過所述人機(jī)交互單元顯示報(bào)警信息；當(dāng)障礙物排除后，可通過所述人機(jī)交互單元取消報(bào)警命令并下發(fā)繼續(xù)裁割命令繼續(xù)完成裁割操作。在整個(gè)裁割過程中，所述控制器單元通過所述真空吸附裝置控制模塊控制真空吸附裝置將被裁割物料吸附在裁床上，確保裁割過程中物料位置固定不變。在對當(dāng)前物料裁割結(jié)束后，所述控制器單元可以通過自動(dòng)進(jìn)料裝置控制模塊控制自動(dòng)進(jìn)料裝置完成自動(dòng)進(jìn)料操作，通過所述人機(jī)交互單元設(shè)定是否開啟自動(dòng)進(jìn)料功能以及自動(dòng)進(jìn)料的位移量和次數(shù)等參數(shù)。所述控制器單元通過所述預(yù)留I/O擴(kuò)展單元能夠?qū)崿F(xiàn)所需功能的擴(kuò)展。
[0037]本實(shí)用新型涉及服裝加工制造、紙箱裁割等的裁床控制領(lǐng)域，適用于對服裝布料、皮革面料、服裝紙樣、紙板等裁割的裁床控制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種集成式裁床控制裝置，包括裁床，所述裁床包括裁床體、裁床機(jī)頭、用以裁割被裁割物料的機(jī)頭刀具、用以被裁割物料進(jìn)料的自動(dòng)進(jìn)料裝置、用以將被裁割物料吸附在裁床體上的真空吸附裝置、用以檢測障礙物的障礙檢測裝置、裁床伺服電機(jī)，所述裁床體上安裝有X軸導(dǎo)軌和Y軸導(dǎo)軌，所述機(jī)頭刀具安裝在所述裁床機(jī)頭上，所述裁床機(jī)頭可滑動(dòng)地安裝在所述裁床體的X軸導(dǎo)軌上，所述X軸導(dǎo)軌可滑動(dòng)地安裝在所述Y軸導(dǎo)軌上，所述裁床伺服電機(jī)包括用以驅(qū)動(dòng)裁床機(jī)頭沿著X軸導(dǎo)軌滑動(dòng)的機(jī)頭伺服電機(jī)、用以驅(qū)動(dòng)機(jī)頭刀具進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的刀具旋轉(zhuǎn)電機(jī)、用以控制機(jī)頭刀具在Z軸方向運(yùn)動(dòng)的刀具Z軸運(yùn)動(dòng)電機(jī)、用以X軸導(dǎo)軌沿著Y軸導(dǎo)軌滑動(dòng)的X軸導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)電機(jī)，所述機(jī)頭伺服電機(jī)與所述裁床機(jī)頭連接，所述刀具旋轉(zhuǎn)電機(jī)、刀具Z軸運(yùn)動(dòng)電機(jī)均與所述機(jī)頭刀具連接，所述X軸導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)電機(jī)與所述X軸導(dǎo)軌連接，所述自動(dòng)進(jìn)料裝置設(shè)置在所述裁床體進(jìn)料端，所述真空吸附裝置安裝在所述裁床體上，其特征在于:所述控制裝置包括用以控制裁床工作模式及工作狀態(tài)的控制器單元、用以顯示裁床工作狀態(tài)以及下發(fā)控制命令的人機(jī)交互單元、用以驅(qū)動(dòng)裁床伺服電機(jī)工作的伺服器單元和用以供電的電源模塊，所述人機(jī)交互單元、伺服器單元分別與所述控制器單元連接，所述控制器單元、人機(jī)交互單元和伺服器單元均與所述電源模塊連接。2.如權(quán)利要求1所述的一種集成式裁床控制裝置，其特征在于:所述控制器單元包括核心控制板、脈沖驅(qū)動(dòng)模塊、USB接口模塊、網(wǎng)口模塊、串口通信模塊和存儲(chǔ)單元； 所述脈沖驅(qū)動(dòng)模塊包括用以通過脈沖控制所述伺服器單元工作的伺服器控制模塊、用以確保裁床安全工作的障礙檢測模塊、用以控制真空吸附裝置的真空吸附裝置控制模塊和用以控制自動(dòng)進(jìn)料裝置工作的自動(dòng)進(jìn)料裝置控制模塊； 所述人機(jī)交互單元與所述串口通信模塊連接，所述伺服器控制模塊與所述伺服器單元連接，所述障礙檢測模塊與安裝在X軸導(dǎo)軌上的障礙檢測裝置連接，所述真空吸附裝置控制模塊與所述真空吸附裝置連接，所述自動(dòng)進(jìn)料裝置控制模塊與所述自動(dòng)進(jìn)料裝置連接。3.如權(quán)利要求1或2所述的一種集成式裁床控制裝置，其特征在于:所述伺服器單元包括用以控制裁床機(jī)頭在X軸方向及Y軸方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)頭運(yùn)動(dòng)控制伺服器和用以控制機(jī)頭刀具旋轉(zhuǎn)以及在Z軸方向起落的刀具運(yùn)動(dòng)控制伺服器，所述機(jī)頭運(yùn)動(dòng)控制伺服器分別與所述機(jī)頭伺服電機(jī)、X軸導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)電機(jī)連接，所述刀具運(yùn)動(dòng)控制伺服器分別與刀具旋轉(zhuǎn)電機(jī)、刀具Z軸運(yùn)動(dòng)電機(jī)連接。4.如權(quán)利要求1或2所述的一種集成式裁床控制裝置，其特征在于:所述人機(jī)交互單元為7寸的IXD觸摸屏。5.如權(quán)利要求1或2所述的一種集成式裁床控制裝置，其特征在于:所述電源模塊選用24V開關(guān)電源。6.如權(quán)利要求2所述的一種集成式裁床控制裝置，其特征在于:所述控制器單元還包括CAN總線單元，所述伺服器單元為帶有CAN總線控制接口的伺服器單元，所述帶有CAN總線控制接口的伺服器單元與所述CAN總線單元連接。7.如權(quán)利要求2所述的一種集成式裁床控制裝置，其特征在于:所述脈沖驅(qū)動(dòng)模塊還包括預(yù)留I/O擴(kuò)展單元。8.如權(quán)利要求2所述的一種集成式裁床控制裝置，其特征在于:所述串口通信模塊包括RS232接口模塊I和用以讀取所需裁割圖形文件的RS232接口模塊2及RS485接口模塊，所述RS232接口模塊I與所述人機(jī)交互單元連接。9.如權(quán)利要求2所述的一種集成式裁床控制裝置，其特征在于:所述核心控制板選用STM32F407ZGT6 微控制器。10.如權(quán)利要求2所述的一種集成式裁床控制裝置，其特征在于:所述存儲(chǔ)單元包括用以存儲(chǔ)所需裁割圖形文件的IS62WV51216外部SRAM單元和用以存儲(chǔ)工作參數(shù)的AT24C02存儲(chǔ)單元。
【文檔編號(hào)】G05B19/414GK205644246SQ201620388901
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月29日
【發(fā)明人】董輝, 宋文超, 崔玉啟, 劉家林, 江麗林
【申請人】浙江工業(yè)大學(xué)義烏科學(xué)技術(shù)研究院有限公司