樣板切割機控制器的製造方法
2023-07-05 09:26:36 1
樣板切割機控制器的製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及樣板切割機控制器，包括微處理器，所述微處理器上具有與上位機進行網絡通信的通信接口，用於連接存儲器的存儲器接口，用於連接顯示設備的串口，用於輸出開關信號的開關量接口，用於連接電機驅動器的差分驅動輸出接口；所述微處理器內還設置有硬體定時器，所述硬體定時器連接於所述差分驅動輸出接口，微處理器通過硬體定時器向差分驅動輸出接口輸出控制脈衝。該樣板切割機控制器在硬體上精簡了結構，大幅降低了系統的成本和複雜性，其中微處理器集運動控制算法與高精度實時插補於一體，實現了各個方向上電機的硬體插補控制，大大提高了系統的穩定性和高效性。
【專利說明】樣板切割機控制器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及切割機領域，具體涉及一種樣板切割機控制器。
【背景技術】
[0002]樣板切割機是一種在服裝、鞋、箱包、電子等行業普遍使用的樣板加工機器。它集繪圖和切割功能於一身，能夠將電腦軟體繪製的各種切割圖形，通過網絡接口輸入至樣板切割機，再根據傳送的切割圖形完成自動列印和切割。樣板切割機控制器作為樣板切割機的核心部件，完成上位機和下位機之間的通信連接，通過合理的控制運算，利用運動脈衝來控制執行機構按需動作。
[0003]然而，現有的樣板切割機控制器一般採用軟體插補方式實現運動控制，樣板切割機的控制精度完全取決於軟體運行的可靠性，工作於這種方式下的樣板切割機在運動精度和動態性能方面均存在不足。除此外，樣板切割機還有採用外部運動控制卡或採用現場可編程門陣列模塊FPGA實現對樣板切割機的運動控制，這種方式不僅成本較高，且系統連接相對複雜，不利於系統的精簡和集成。如申請公布號為CN103135495A(申請號為201310040500.3)的中國發明專利申請《一種數控切割機控制系統》中公開的切割機控制系統，利用PCI總線連接運動控制卡和輸入輸出控制卡實現對切割機的控制，該切割機控制系統雖然控制性能好，但是安裝連接相對複雜，且運動控制卡和輸入輸出控制卡的購置成本聞。
實用新型內容
[0004]本實用新型所要解決的技術問題是針對上述現有技術提供一種系統構成簡單且能實現硬體插補的樣板切割機控制器。
[0005]本實用新型解決上述問題所採用的技術方案為:一種樣板切割機控制器，包括微處理器，其特徵在於:所述微處理器上具有與上位機進行網絡通信的通信接口，用於連接存儲器的存儲器接口，用於連接顯示設備的串口，用於輸出開關信號的開關量接口，用於連接電機驅動器的差分驅動輸出接口 ；所述微處理器內還設置有硬體定時器，所述硬體定時器連接於所述差分驅動輸出接口，微處理器通過硬體定時器向差分驅動輸出接口輸出控制脈衝。
[0006]所述微處理器包括文件解析模塊，與所述文件解析模塊相連接的動作分解模塊，與所述動作分解模塊相連接的插補算法計算模塊，其中所述動作解析模塊連接於所述開關量接口，所述插補算法計算模塊連接於所述硬體定時器。
[0007]所述微處理器上運行一作業系統，所述文件解析模塊、動作分解模塊、插補算法計算模塊均運行於該作業系統上。
[0008]優選地，所述作業系統為嵌入式作業系統。
[0009]為了能夠有效的控制多個方向上的切割電機，所述硬體定時器的數量對應於外部驅動器的數量。
[0010]優選地，所述開關量接口在微處理器上光電隔離設置。
[0011]優選地，所述微處理器的為型號為LPC1768的32位微處理器，所述串口為多路RS-232 串口。
[0012]與現有技術相比，本實用新型的優點在於:該樣板切割機控制器在硬體上精簡了結構，大幅降低了系統的成本和複雜性，其中微處理器集運動控制算法與高精度實時插補於一體，實現了各個方向上電機的硬體插補控制，大大提高了系統的穩定性和高效性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型實施例中樣板切割機控制器的結構框圖。
[0014]圖2為本實用新型實施例中樣板切割機控制器的工作流程圖。
【具體實施方式】
[0015]以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。
[0016]如圖1所不,本實施例中的樣板切割機控制器,包括型號為LPC1768的32位微處理器1，所述微處理器I上具有與上位機進行網絡通信的通信接口 2，用於連接存儲器的存儲器接口 7，用於連接顯示設備的多路RS-232串口 3，用於輸出開關信號的開關量接口 4，用於連接電機驅動器的差分驅動輸出接口 5。其中，微處理器I可以通過多種通訊方式和上位機進行通信，本實施例中，微處理器I通過乙太網通信接口與上位機進行通信，微處理器I可以通過乙太網接口接收上位機傳送的圖形文件。為了防止信號幹擾，本實施例中的開關量接口 4在微處理器I上光電隔離設置，開關量接口 4上的信號通過光電隔離器進行傳輸。此外，為了存儲方便，存儲器接口 7可以放置SD卡或者TF卡進行文件存儲，本實施例中採用TF卡作為存儲器用於文件存儲。
[0017]所述微處理器I內還設置有硬體定時器6，所述硬體定時器6連接於所述差分驅動輸出接口 5，微處理器I通過硬體定時器6向差分驅動輸出接口 5輸出控制脈衝。為了方便控制多個方向上的切割電機，所述硬體定時器6的數量對應於外部驅動器的數量。本實施例中可以採用三個硬體定時器6分別連接三個電機驅動器，以控制X軸、Y軸、Z軸三個方向上切割電機完成三維空間內的運動。
[0018]所述微處理器I包括文件解析模塊11，與所述文件解析模塊11相連接的動作分解模塊12，與所述動作分解模塊12相連接的插補算法計算模塊13，其中所述動作解析模塊12連接於所述開關量接口 4，所述插補算法計算模塊13連接於所述硬體定時器6。
[0019]所述微處理器I上運行一嵌入式作業系統，所述文件解析模塊11、動作分解模塊12、插補算法計算模塊13均運行於該作業系統上。
[0020]如圖2所示，該樣板切割機控制器在使用過程中的工作流程如下:
[0021]步驟一、樣板切割機控制器開始工作時，上位機首先通過乙太網接口向微處理器I傳輸切割工作文件，微處理器I接收到文件後，通過存儲器接口 7向TF卡內保存切割工作文件。其中，切割工作文件多為圖形文件，如CAD文件等，本實施例中的切割機控制器向TF卡內存儲PLT格式的樣板圖形文件以供使用。
[0022]步驟二、微處理器I內的文件解析模塊11讀取TF卡內存儲的樣板圖形文件，將樣板圖形文件中的圖形解析為動作指令，即將樣板圖形解析為各個方向控制電機的動作指令。
[0023]步驟三、文件解析模塊11對文件進行分解後，將其分解的動作指令傳送到動作分解模塊12，動作分解模塊12將解析的各個動作指令分解為可執行的動作流信號。其中可執行的動作流信號中包括由動作分解模塊12直接向開關量接口 4傳送的開關動作信號，還包括由動作分解模塊12向插補算法計算模塊13傳送的、需要進一步計算處理的複雜的電機控制動作信號。
[0024]步驟四、插補算法計算模塊13讀取動作分解模塊12的動作流數據，再對每條需移動的動作通過算法處理計算出相應的運動控制參數，然後將控制參數傳送給硬體定時器6，由硬體定時器6向差分驅動輸出接口 5來發送脈衝序列，進行實時插補，其中，其發送脈衝序列任務為最高優先級任務，這樣可以保證多個方向上的切割機能夠在驅動脈衝的控制下實時、1?速、精準的運行。
【權利要求】
1.樣板切割機控制器，包括微處理器(I)，其特徵在於:所述微處理器(I)上具有與上位機進行網絡通信的通信接口(2)，用於連接存儲器的存儲器接口(7)，用於連接顯示設備的串口(3)，用於輸出開關信號的開關量接口(4)，用於連接電機驅動器的差分驅動輸出接口(5);所述微處理器內還設置有硬體定時器￠)，所述硬體定時器(6)連接於所述差分驅動輸出接口(5)，微處理器(I)通過硬體定時器￠)向差分驅動輸出接口(5)輸出控制脈衝。
2.根據權利要求1所述的樣板切割機控制器，其特徵在於:所述硬體定時器(6)的數量對應於外部驅動器的數量。
3.根據權利要求1所述的樣板切割機控制器，其特徵在於:所述開關量接口(4)在微處理器(I)上光電隔離設置。
4.根據權利要求1所述的樣板切割機控制器，其特徵在於:所述微處理器(I)的為型號為LPC1768的32位微處理器，所述串口(3)為多路RS-232串口。
【文檔編號】G05B19/414GK204044596SQ201420207610
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年4月25日 優先權日:2014年4月25日
【發明者】林立雪 申請人:寧波經緯數控設備有限公司