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的控制器單元、用以顯示裁床工作狀態以及下發控制命令的人機交互單元、用以驅動裁床伺服電機工作的伺服器單元和用以供電的電源模塊，所述人機交互單元、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、人機交互單元和伺服器單元均與所述電源模塊連接。本實用新型提供一種集成度更高、運算處理能力更強以及具有良好可擴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
技術領域
[0001]本實用新型涉及服裝加工制造、紙箱裁割等的裁床控制領域，尤其是一種集成式裁床控制裝置。
【背景技術】
[0002]近年來隨著我國服裝、床上用品、鞋類制品、包裝紙箱等產業的快速發展，市場對裁床的需求量持續攀升，同時市場上也出現了大量的裁床控制裝置;而隨著我國人口紅利的逐步消失，企業用工成本越來越高，因此對生產設備的自動化水平和生產效率提出了越來越高的要求。

【發明內容】

[0003]為了克服已有裁床控制裝置集成度較低、運算處理能力較差以及可擴展性差的不足，本實用新型提供一種集成度更高、運算處理能力更強以及具有良好可擴展性的集成式裁床控制裝置。
[0004]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0005]—種集成式裁床控制裝置，包括裁床，所述裁床包括裁床體、裁床機頭、用以裁割被裁割物料的機頭刀具、用以被裁割物料進料的自動進料裝置、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，所述裁床體上安裝有X軸導軌和Y軸導軌，所述機頭刀具安裝在所述裁床機頭上，所述裁床機頭可滑動地安裝在所述裁床體的X軸導軌上，所述X軸導軌可滑動地安裝在所述Y軸導軌上，所述裁床伺服電機包括用以驅動裁床機頭沿著X軸導軌滑動的機頭伺服電機、用以驅動機頭刀具進行旋轉的刀具旋轉電機、用以控制機頭刀具在Z軸方向運動的刀具Z軸運動電機、用以X軸導軌沿著Y軸導軌滑動的X軸導軌運動電機，所述機頭伺服電機與所述裁床機頭連接，所述刀具旋轉電機、刀具Z軸運動電機均與所述機頭刀具連接，所述X軸導軌運動電機與所述X軸導軌連接，所述自動進料裝置設置在所述裁床體進料端，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的控制器單元、用以顯示裁床工作狀態以及下發控制命令的人機交互單元、用以驅動裁床伺服電機工作的伺服器單元和用以供電的電源模塊，所述人機交互單元、伺服器單元分別與所述控制器單元連接，所述控制器單元、人機交互單元和伺服器單元均與所述電源模塊連接。
[0006]進一步，所述控制器單元包括核心控制板、脈沖驅動模塊、USB接口模塊、網口模塊、串口通信模塊和存儲單元；
[0007]所述脈沖驅動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進料裝置工作的自動進料裝置控制模塊；
[0008]所述人機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，所述自動進料裝置控制模塊與所述自動進料裝置連接。
[0009]再進一步，所述伺服器單元包括用以控制裁床機頭在X軸方向及Y軸方向運動的機頭運動控制伺服器和用以控制機頭刀具旋轉以及在Z軸方向起落的刀具運動控制伺服器，所述機頭運動控制伺服器分別與所述機頭伺服電機、X軸導軌運動電機連接，所述刀具運動控制伺服器分別與刀具旋轉電機、刀具Z軸運動電機連接。
[0010]再進一步，所述人機交互單元為7寸的IXD觸摸屏。
[0011]再進一步，所述電源模塊選用24V開關電源。
[0012]再進一步，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]再進一步，所述脈沖驅動模塊還包括預留I/O擴展單元。
[0014]再進一步，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與所述人機交互單元連接。
[0015]再進一步，所述核心控制板選用STM32F407ZGT6微控制器。
[0016]更進一步，所述存儲單元包括用以存儲所需裁割圖形文件的IS62WV51216外部SRAM單元和用以存儲工作參數的AT24C02存儲單元。
[0017]本實用新型中的功能模塊，均是由硬件電路實現的。
[0018]本實用新型的有益效果主要表現在:系統模塊化設計，安裝便捷，可分開檢修;具有障礙檢測和自動進料功能，確保了裁床的安全運行，提高了裁床工作效率;采用伺服器驅動，位置精度很高、不易失步，穩定性較強；控制器單元的核心控制板采用高性能的STM32F407ZGT6微控制器，運算速度快、實時性強、資源豐富、可擴展性強；擁有豐富的接口模塊且提供預留I/O擴展單元，使整個集成式裁床控制裝置擁有強大的可擴展性;采用集成式人機交互單元，界面直觀、操作簡單，能夠滿足不同應用下的人機交互需求。
【附圖說明】
[0019]圖1是一種集成式裁床控制裝置的架構框圖。
[0020]圖2是控制器單元的原理框圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖對本實用新型作進一步描述。
[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、裁床機頭、用以裁割被裁割物料的機頭刀具、用以被裁割物料進料的自動進料裝置、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，所述裁床體上安裝有X軸導軌和Y軸導軌，所述機頭刀具安裝在所述裁床機頭上，所述裁床機頭可滑動地安裝在所述裁床體的X軸導軌上，所述X軸導軌可滑動地安裝在所述Y軸導軌上，所述裁床伺服電機包括用以驅動裁床機頭沿著X軸導軌滑動的機頭伺服電機、用以驅動機頭刀具進行旋轉的刀具旋轉電機、用以控制機頭刀具在Z軸方向運動的刀具Z軸運動電機、用以X軸導軌沿著Y軸導軌滑動的X軸導軌運動電機，所述機頭伺服電機與所述裁床機頭連接，所述刀具旋轉電機、刀具Z軸運動電機均與所述機頭刀具連接，所述X軸導軌運動電機與所述X軸導軌連接，所述自動進料裝置設置在所述裁床體進料端，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的控制器單元、用以顯示裁床工作狀態以及下發控制命令的人機交互單元、用以驅動裁床伺服電機工作的伺服器單元和用以供電的電源模塊，所述人機交互單元、伺服器單元分別與所述控制器單元連接，所述控制器單元、人機交互單元和伺服器單元均與所述電源模塊連接。
[0023]進一步，所述控制器單元包括核心控制板、脈沖驅動模塊、USB接口模塊、網口模塊、串口通信模塊和存儲單元；
[0024]所述脈沖驅動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進料裝置工作的自動進料裝置控制模塊；
[0025]所述人機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，所述自動進料裝置控制模塊與所述自動進料裝置連接。
[0026]再進一步，所述伺服器單元包括用以控制裁床機頭在X軸方向及Y軸方向運動的機頭運動控制伺服器和用以控制機頭刀具旋轉及在Z軸方向起落的刀具運動控制伺服器，所述機頭運動控制伺服器分別與所述機頭伺服電機、X軸導軌運動電機連接，所述刀具運動控制伺服器分別與刀具旋轉電機、刀具Z軸運動電機連接。
[0027]再進一步，所述人機交互單元為7寸的IXD觸摸屏。
[0028]再進一步，所述電源模塊選用24V開關電源。
[0029]再進一步，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]再進一步，所述脈沖驅動模塊還包括預留I/O擴展單元。
[0031]再進一步，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與所述人機交互單元連接。
[0032]再進一步，所述核心控制板選用STM32F407ZGT6微控制器。
[0033]更進一步，所述存儲單元包括用以存儲所需裁割圖形文件的IS62WV51216外部SRAM單元和用以存儲工作參數的AT24C02存儲單元。
[0034]本實用新型中的功能模塊，均是由硬件電路實現的。
[0035]本實施例中，所述USB接口模塊支持通用的USB2.0通信協議，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;所述網口模塊支持LWIP協議，所述控制器單元可以通過網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與所述人機交互單元進行通信;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，實現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信息、報警信息以及用來下發操作命令和設置工作參數，設置的工作參數存儲在所述AT24C02存儲單元中；所述機頭運動控制伺服器、刀具運動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展性;選用24V開關電源保證裁床控制裝置的安全穩定工作，所述控制器單元、人機交互單元、伺服器單元根據需要將電源模塊供給的24V開關電源轉換為所需電壓。
[0036]本實用新型的工作原理為:所述控制器單元根據所選用接口的不同從所述網口模塊、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行解析后發出伺服器控制命令，所述控制器單元根據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送給所述伺服器單元;所述伺服器單元根據收到的伺服器控制命令控制所述裁床機頭在X軸方向或Y軸方向運動、機頭刀具在Z軸方向起落和旋轉運動，從而完成整個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交互單元通過RS232接口模塊I進行通信;通過所述人機交互單元可以實現裁床工作狀態信息、報警信息的顯示以及操作命令的下發和工作參數的設置及保存。所述控制器單元通過所述障礙檢測模塊防止裁床運行時發生碰撞事故；當裁床運行時遇到障礙物時，所述控制器單元向所述伺服器單元下發暫停裁割命令并通過所述人機交互單元顯示報警信息；當障礙物排除后，可通過所述人機交互單元取消報警命令并下發繼續裁割命令繼續完成裁割操作。在整個裁割過程中，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。在對當前物料裁割結束后，所述控制器單元可以通過自動進料裝置控制模塊控制自動進料裝置完成自動進料操作，通過所述人機交互單元設定是否開啟自動進料功能以及自動進料的位移量和次數等參數。所述控制器單元通過所述預留I/O擴展單元能夠實現所需功能的擴展。
[0037]本實用新型涉及服裝加工制造、紙箱裁割等的裁床控制領域，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。
【主權項】
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、裁床機頭、用以裁割被裁割物料的機頭刀具、用以被裁割物料進料的自動進料裝置、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，所述裁床體上安裝有X軸導軌和Y軸導軌，所述機頭刀具安裝在所述裁床機頭上，所述裁床機頭可滑動地安裝在所述裁床體的X軸導軌上，所述X軸導軌可滑動地安裝在所述Y軸導軌上，所述裁床伺服電機包括用以驅動裁床機頭沿著X軸導軌滑動的機頭伺服電機、用以驅動機頭刀具進行旋轉的刀具旋轉電機、用以控制機頭刀具在Z軸方向運動的刀具Z軸運動電機、用以X軸導軌沿著Y軸導軌滑動的X軸導軌運動電機，所述機頭伺服電機與所述裁床機頭連接，所述刀具旋轉電機、刀具Z軸運動電機均與所述機頭刀具連接，所述X軸導軌運動電機與所述X軸導軌連接，所述自動進料裝置設置在所述裁床體進料端，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的控制器單元、用以顯示裁床工作狀態以及下發控制命令的人機交互單元、用以驅動裁床伺服電機工作的伺服器單元和用以供電的電源模塊，所述人機交互單元、伺服器單元分別與所述控制器單元連接，所述控制器單元、人機交互單元和伺服器單元均與所述電源模塊連接。2.如權利要求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、脈沖驅動模塊、USB接口模塊、網口模塊、串口通信模塊和存儲單元； 所述脈沖驅動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進料裝置工作的自動進料裝置控制模塊； 所述人機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，所述自動進料裝置控制模塊與所述自動進料裝置連接。3.如權利要求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頭在X軸方向及Y軸方向運動的機頭運動控制伺服器和用以控制機頭刀具旋轉以及在Z軸方向起落的刀具運動控制伺服器，所述機頭運動控制伺服器分別與所述機頭伺服電機、X軸導軌運動電機連接，所述刀具運動控制伺服器分別與刀具旋轉電機、刀具Z軸運動電機連接。4.如權利要求1或2所述的一種集成式裁床控制裝置，其特征在于:所述人機交互單元為7寸的IXD觸摸屏。5.如權利要求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開關電源。6.如權利要求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:所述脈沖驅動模塊還包括預留I/O擴展單元。8.如權利要求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與所述人機交互單元連接。9.如權利要求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:所述存儲單元包括用以存儲所需裁割圖形文件的IS62WV51216外部SRAM單元和用以存儲工作參數的AT24C02存儲單元。
【文檔編號】G05B19/414GK205644246SQ201620388901
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月29日
【發明人】董輝, 宋文超, 崔玉啟, 劉家林, 江麗林
【申請人】浙江工業大學義烏科學技術研究院有限公司