刺繡機電腦控制系統的製作方法

2023-10-31 22:04:57 2

專利名稱：刺繡機電腦控制系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉^:一種刺繡機電腦控制系統，屬於工業自動化控制領域， 可以實現普通平繡、自動剪線、金片繡等功能。
技術背景隨著計算機應用技術和智能控制理論的不斷成熟和推廣，電腦繡花機已 經成為刺繡工業的主流。電腦繡花機是一種高精度數字機電一體化設備，作 為其核心的計算機控制部分涉及到的機電控制、主要包括主軸伺服電機的控 制、移框步進電機的速度和位置控制、換色電機的速度控制等。計算機控制器根據程序設計花樣控制機頭電機運轉和X、 Y步進電機的位移，由針跡構 成繡品圖案。控制又是以計算為前提的，包括花樣數據的坐標計算、曲線的 插補計算、伺服和步進電機S形加減速曲線計算等。這些計算比較耗時，在 有限的時間內計算和控制的協調成效的好壞成為影響繡品質量優劣的一大關 鍵因素。目前國內市場上流行的刺繡機電腦控制系統包括處於壟斷地位的北 京興大豪電控系統均以單片機為主控制器，隨著被控對象的複雜化以及對控 制性能要求日益高度化，該類控制系統只能確保在低轉速運轉下有較高的繡 品質量，而在高轉速情況下很難得到優秀的控制數據；另外在刺繡機性能不 斷提高、功能不斷加強的今天，功能擴展空間小也是該類控制系統的一大弊 病。另一方面國內主流剌繡機電控系統以軟碟機控制器(FDC)作為花樣數據 的存取接口，且其以眾多I/0線參與解碼，外擴的SRAM最多也只能存放IOO 萬針數據。 一個花樣文件往往就包括幾萬到幾十萬針的數據，這也使系統存 儲花樣的數量受到一些限制。發明內容
本實用新型主要是解決上述現有技術所存在的技術問題，提供一種刺繡 機電腦控制系統。
本實用新型的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的 一種 刺繡機電腦控制系統，包括基於PC104接口的核心處理器部分和控制部分夂
所述核心處理器部分的CPU上設置DOC (Disk On Chip)作為花樣儲存單元， 所述核心處理器部分的CPU上設置花樣數據外置接口，所述核心處理器部分 的CPU與控制部分的複雜可編程邏輯控制器CPLD之間通過PC104接口進行數 據通信；所述複雜可編程邏輯控制器CPLD上設置光電隔離接口電路，所述復 雜可編程邏輯控制器CPLD通過光電隔離接口電路分別與主軸控制板、位置編 碼器、換色電源板、針位檢測板、拉杆開關、限位開關、步進驅動器、剪線 控制板、金片轉接板、斷線檢測板、斷線解碼板相連接。
作為優選，所述核心處理器部分的CPU上設置的花樣數據外置接口是軟 驅控制器(FDC)和USB接口。
本實用新型刺繡機電腦控制系統進一步提高刺繡機工作效率，優化繡品 質量和提升主板功能可擴展空間，具有以下技術特點1、硬體方面主要採用 了目前工業控制領域常用的基於PC104接口的核心處理器386SXCPU搭建技 術平臺，該平臺的CPU處理速度和存儲容量滿足近期產品大大有餘，且具有 較大的功能擴充升級空間，比國內主導的80196系統在技術上要領先一步；2、 採用以色列M-SYSTEMS公司的DOC (Disk On Chip)作為花樣存儲單元， DOC容量為32M-1G之間可選擇，如果採用1G的DOC所存儲的花樣可以達 到3.5億針；3、釆用複雜可編程邏輯控制器CPLD作為外部I/O接口，晶片 集成度高，可以通過電腦編程來控制其內部邏輯，應用更加靈活，可靠；4、 採用軟碟機控制器FDC和USB接口兩種途徑作為花樣數據存取接口，以滿足系統兼容性和先進性的需求。

圖1是本實用新型的一種系統結構示意圖2是本實用新型中央處理器(CPU) PC104的電路結構原理圖3是本實用新型複雜可編程邏輯控制器CPLD的電路結構原理圖4是本實用新型電機驅動器MOTOR的電路結構原理圖5是本實用新型外部I/O功能板INTERFACE的電路結構原理圖6是本實用新型各個功能模塊的接口連接結構示意圖。
具體實施方式
下面通過實施例，並結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步具體 的說明。
實施例參看圖1，本實用新型包括基於PC104接口的核心處理器部分和 控制部分，所述核心處理器部分的CPU上設置DOC (Disk On Chip)作為花樣 儲存單元，所述核心處理器部分的CPU上設置軟碟機控制器(FDC)和USB接口 的花樣數據外置接口，所述核心處理器部分的CPU與控制部分的複雜可編程 邏輯控制器CPLD之間通過PC104接口進行數據通信；所述複雜可編程邏輯控 制器CPLD上設置光電隔離接口電路，所述複雜可編程邏輯控制器CPLD通過 光電隔離接口電路分別與主軸控制板、位置編碼器、換色電源板、針位檢測 板、拉杆開關、限位開關、步進驅動器、剪線控制板、金片轉接板、斷線檢 測板、斷線解碼板相連接。
基於PC104接口的核心處理器CPU是整個系統的核心處理器，與複雜可 編程邏輯控制器CPLD相連，負責響應CPLD發送的請求指令和返回處理結果。 參看圖2，圖紙左邊的104PIN的JP1表示了處理器引出的各個連接標註，這 些標註分為I/O 口和DATA 口，這些信號通過74LS245驅動後抗幹擾能力加強，傳輸距離得以延長。其中DATA 口的信號經過驅動後和系統的RAM相連， 與圖2上的U6相對應，因為在刺繡過程中，有些坐標數據和針數數據必須實 時存儲，而且讀寫頻繁，繡框的坐標信息數據每天讀寫次數要達到上億次， 傳統用於存儲的FLASH、 EEPROM等存儲晶片都只有上百萬次寫次數的限 制，所以本實用新型選用的是DALLAS品牌的RAM加電池的帶斷電保護的 2K內存晶片，該器件可以實時存儲數據而且讀寫次數不受限制，直接把該芯 片映射到內存地址中，成為CPU的數據交換和存儲場所。圖l右下角的部分 電路(U21、 JP13、 JP15)是CPU和液晶顯示板、薄膜鍵盤按鈕的連接電路， CPU發出的相關顯示信號也要經過一級74LS245的驅動後通過數據線連接到 液晶顯示板。
複雜可編程邏輯控制器CPLD除了和CPU保持交互通信外，還和眾多的 外圍功能電路板連接。它有眾多的I/O接口，如圖3所示，分別與主軸控制板、 位置編碼器、換色電源板、針位檢測板、拉杆開關、限位開關、步進驅動器、 剪線控制板、金片轉接板、斷線檢測板、斷線解碼板相連接。因此CPLD是處 理所有i/o功能板的控制核心，它發送使能和控制信號到下屬的功能板，使之 按照要求工作，並接受和處理這些功能板的反饋和中斷信號。
圖4和圖5是是各個功能板和CPLD的接口分支電路，圖4的左上角(U7、 JP3)、右上角(U9、 UIO、 JP4)、左下角(U8、 JP5)、右下角(U20、 JP12) 依次是主軸電機、步進電機、編碼器、自動剪線板和CPLD的連接電路，之 間都有光電隔離接口電路相嵌，避免下屬功能板異常情況對主板構成的影響 和損寄，同時用發光二極體示意這些接口的工作情況，更便於系統維護和修 理，其中編碼器部分有一濾波晶片74LS14,編碼器信號到通過CPLD實現自 動計數，自動清零等，實現主軸角度的獲取，CPU通過這個編碼器電路隨時 讀取電機旋轉角度等信息，各個下屬的功能板通過圖4示意的相應接插口和CPLD相連，完成必要的通信功能。圖5和圖4類似，左上角JP6對應的是換 色輸出的I/0接口電路，右上角U13、 U14和JP10構成了斷線檢測的接口電 路，這兩部分電路需要通過驅動六個三極體來控制功能板接口的狀態，左下 腳U15、 JP7構成換色輸入接口電路，U16、 JP8構成拉杆開關接口電路，U17、 JP9構成限位開關接口電路，右下角則是上面這些接口電路和發光LED以及 一些濾波電阻的輔助連接電路。
最後圖6示意了圖2~圖5四部分電路中各模塊管腳的連接標註，它直觀 明了的示意了CPU、 CPLD、 MOTOR和INTERFACE的信號往來關係，各個 模塊有機合理的連接在一起構成了整個刺繡機電腦控制系統。
本實用新型的技術方案，其存儲花樣的個數可以達到900個;存儲花樣 的針數可以達到標準存儲針數500萬針，還可根據用戶需求擴大到3.5億針； 控制精度為最小控制針距為O.lmrn;針碼範圍為0.1mm-12.7mm;調速功能 是刺繡最高速度可預先設定，在刺繡過程中轉速隨針距變化而自動調節；斷 線檢測是在剌繡過程中發生斷線，或者針線用完，機器自動停車並亮燈報警; 換色功能是在換色位置可進行手動換色，或按預先設置的換色順序進行自動 換色；在繡作過程中，為了補繡方便該機型設置了各種豐富的空走、回退方 式，使補繡工作變得簡單方便；可以實現剪線操作的手動控制和在刺繡結束 或在刺繡中換色時，自動完成剪線操作(沒有剪線裝置的機型除外)；可以實 現金片繡功能(僅限安裝金片繡機型)。
最後，應當指出，以上實施例僅是本實用新型較有代表性的例子。顯然， 本實用新型不限於上述實施例，還可以有許多變形。凡是依據本實用新型的 技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均應認為屬 於本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種刺繡機電腦控制系統，包括基於PC104接口的核心處理器部分和控制部分，其特徵在於所述核心處理器部分的CPU上設置DOC(Disk On Chip)作為花樣儲存單元，所述核心處理器部分的CPU上設置花樣數據外置接口，所述核心處理器部分的CPU與控制部分的複雜可編程邏輯控制器CPLD之間通過PC104接口進行數據通信；所述複雜可編程邏輯控制器CPLD上設置光電隔離接口電路，所述複雜可編程邏輯控制器CPLD通過光電隔離接口電路分別與主軸控制板、位置編碼器、換色電源板、針位檢測板、拉杆開關、限位開關、步進驅動器、剪線控制板、金片轉接板、斷線檢測板、斷線解碼板相連接。
2. 根據權利要求1所述的刺繡機電腦控制系統，其特徵在於所述核心 處理器部分的CPU上設置的花樣數據外置接口是軟碟機控制器(FDC)和USB接m。
專利摘要本實用新型公開了一種刺繡機電腦控制系統，實現普通平繡、自動剪線、金片繡等功能。本實用新型包括基於PC104接口的核心處理器部分和控制部分，核心處理器部分的CPU上設置DOC(Disk On Chip)作為花樣儲存單元，核心處理器部分的CPU上設置花樣數據外置接口，核心處理器部分的CPU與控制部分的複雜可編程邏輯控制器CPLD之間通過PC104接口進行數據通信；複雜可編程邏輯控制器CPLD通過光電隔離接口電路分別與主軸控制板、位置編碼器、換色電源板、針位檢測板、拉杆開關、限位開關、步進驅動器、剪線控制板、金片轉接板、斷線檢測板、斷線解碼板相連接。
文檔編號G05B19/02GK201092615SQ20072011412
公開日2008年7月30日 申請日期2007年8月30日 優先權日2007年8月30日
發明者勇 蔡 申請人:浙江思普瑞自控設備有限公司