專利名稱：刺繡機(jī)電腦控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉^:一種刺繡機(jī)電腦控制系統(tǒng)，屬于工業(yè)自動化控制領(lǐng)域， 可以實(shí)現(xiàn)普通平繡、自動剪線、金片繡等功能。
技術(shù)背景隨著計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和智能控制理論的不斷成熟和推廣，電腦繡花機(jī)已 經(jīng)成為刺繡工業(yè)的主流。電腦繡花機(jī)是一種高精度數(shù)字機(jī)電一體化設(shè)備，作 為其核心的計算機(jī)控制部分涉及到的機(jī)電控制、主要包括主軸伺服電機(jī)的控 制、移框步進(jìn)電機(jī)的速度和位置控制、換色電機(jī)的速度控制等。計算機(jī)控制器根據(jù)程序設(shè)計花樣控制機(jī)頭電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)和X、 Y步進(jìn)電機(jī)的位移，由針跡構(gòu) 成繡品圖案?？刂朴质且杂嬎銥榍疤岬?，包括花樣數(shù)據(jù)的坐標(biāo)計算、曲線的 插補(bǔ)計算、伺服和步進(jìn)電機(jī)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(nèi)計算和控制的協(xié)調(diào)成效的好壞成為影響繡品質(zhì)量優(yōu)劣的一大關(guān) 鍵因素。目前國內(nèi)市場上流行的刺繡機(jī)電腦控制系統(tǒng)包括處于壟斷地位的北 京興大豪電控系統(tǒng)均以單片機(jī)為主控制器，隨著被控對象的復(fù)雜化以及對控 制性能要求日益高度化，該類控制系統(tǒng)只能確保在低轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)下有較高的繡 品質(zhì)量，而在高轉(zhuǎn)速情況下很難得到優(yōu)秀的控制數(shù)據(jù)；另外在刺繡機(jī)性能不 斷提高、功能不斷加強(qiáng)的今天，功能擴(kuò)展空間小也是該類控制系統(tǒng)的一大弊 病。另一方面國內(nèi)主流剌繡機(jī)電控系統(tǒng)以軟驅(qū)控制器(FDC)作為花樣數(shù)據(jù) 的存取接口，且其以眾多I/0線參與譯碼，外擴(kuò)的SRAM最多也只能存放IOO 萬針數(shù)據(jù)。 一個花樣文件往往就包括幾萬到幾十萬針的數(shù)據(jù)，這也使系統(tǒng)存 儲花樣的數(shù)量受到一些限制。發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型主要是解決上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問題，提供一種刺繡 機(jī)電腦控制系統(tǒng)。
本實(shí)用新型的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的 一種 刺繡機(jī)電腦控制系統(tǒng)，包括基于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(shè)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(shè)置花樣數(shù)據(jù)外置接口，所述核心處理器部分 的CPU與控制部分的復(fù)雜可編程邏輯控制器CPLD之間通過PC104接口進(jìn)行數(shù) 據(jù)通信；所述復(fù)雜可編程邏輯控制器CPLD上設(shè)置光電隔離接口電路，所述復(fù) 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、拉桿開關(guān)、限位開關(guān)、步進(jìn)驅(qū)動器、剪線 控制板、金片轉(zhuǎn)接板、斷線檢測板、斷線譯碼板相連接。
作為優(yōu)選，所述核心處理器部分的CPU上設(shè)置的花樣數(shù)據(jù)外置接口是軟 驅(qū)控制器(FDC)和USB接口。
本實(shí)用新型刺繡機(jī)電腦控制系統(tǒng)進(jìn)一步提高刺繡機(jī)工作效率，優(yōu)化繡品 質(zhì)量和提升主板功能可擴(kuò)展空間，具有以下技術(shù)特點(diǎn)1、硬件方面主要采用 了目前工業(yè)控制領(lǐng)域常用的基于PC104接口的核心處理器386SXCPU搭建技 術(shù)平臺，該平臺的CPU處理速度和存儲容量滿足近期產(chǎn)品大大有余，且具有 較大的功能擴(kuò)充升級空間，比國內(nèi)主導(dǎo)的80196系統(tǒng)在技術(shù)上要領(lǐng)先一步；2、 采用以色列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，如果采用1G的DOC所存儲的花樣可以達(dá) 到3.5億針；3、釆用復(fù)雜可編程邏輯控制器CPLD作為外部I/O接口，芯片 集成度高，可以通過電腦編程來控制其內(nèi)部邏輯，應(yīng)用更加靈活，可靠；4、 采用軟驅(qū)控制器FDC和USB接口兩種途徑作為花樣數(shù)據(jù)存取接口，以滿足系統(tǒng)兼容性和先進(jìn)性的需求。

圖1是本實(shí)用新型的一種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖2是本實(shí)用新型中央處理器(CPU) PC104的電路結(jié)構(gòu)原理圖3是本實(shí)用新型復(fù)雜可編程邏輯控制器CPLD的電路結(jié)構(gòu)原理圖4是本實(shí)用新型電機(jī)驅(qū)動器MOTOR的電路結(jié)構(gòu)原理圖5是本實(shí)用新型外部I/O功能板INTERFACE的電路結(jié)構(gòu)原理圖6是本實(shí)用新型各個功能模塊的接口連接結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體 的說明。
實(shí)施例參看圖1，本實(shí)用新型包括基于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(shè)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(shè)置軟驅(qū)控制器(FDC)和USB接口 的花樣數(shù)據(jù)外置接口，所述核心處理器部分的CPU與控制部分的復(fù)雜可編程 邏輯控制器CPLD之間通過PC104接口進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；所述復(fù)雜可編程邏輯控 制器CPLD上設(shè)置光電隔離接口電路，所述復(fù)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、拉桿開關(guān)、限位開關(guān)、步進(jìn)驅(qū)動器、剪線控制板、金片轉(zhuǎn)接板、斷線檢 測板、斷線譯碼板相連接。
基于PC104接口的核心處理器CPU是整個系統(tǒng)的核心處理器，與復(fù)雜可 編程邏輯控制器CPLD相連，負(fù)責(zé)響應(yīng)CPLD發(fā)送的請求指令和返回處理結(jié)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(biāo)注，這 些標(biāo)注分為I/O 口和DATA 口，這些信號通過74LS245驅(qū)動后抗干擾能力加強(qiáng)，傳輸距離得以延長。其中DATA 口的信號經(jīng)過驅(qū)動后和系統(tǒng)的RAM相連， 與圖2上的U6相對應(yīng)，因?yàn)樵诖汤C過程中，有些坐標(biāo)數(shù)據(jù)和針數(shù)數(shù)據(jù)必須實(shí) 時存儲，而且讀寫頻繁，繡框的坐標(biāo)信息數(shù)據(jù)每天讀寫次數(shù)要達(dá)到上億次， 傳統(tǒng)用于存儲的FLASH、 EEPROM等存儲芯片都只有上百萬次寫次數(shù)的限 制，所以本實(shí)用新型選用的是DALLAS品牌的RAM加電池的帶斷電保護(hù)的 2K內(nèi)存芯片，該器件可以實(shí)時存儲數(shù)據(jù)而且讀寫次數(shù)不受限制，直接把該芯 片映射到內(nèi)存地址中，成為CPU的數(shù)據(jù)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(fā)出的相關(guān)顯示信號也要經(jīng)過一級74LS245的驅(qū)動后通過數(shù)據(jù)線連接到 液晶顯示板。
復(fù)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、拉桿開關(guān)、限位開關(guān)、步進(jìn)驅(qū)動器、 剪線控制板、金片轉(zhuǎn)接板、斷線檢測板、斷線譯碼板相連接。因此CPLD是處 理所有i/o功能板的控制核心，它發(fā)送使能和控制信號到下屬的功能板，使之 按照要求工作，并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(jī)、步進(jìn)電機(jī)、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(gòu)成的影響 和損寄，同時用發(fā)光二極管示意這些接口的工作情況，更便于系統(tǒng)維護(hù)和修 理，其中編碼器部分有一濾波芯片74LS14,編碼器信號到通過CPLD實(shí)現(xiàn)自 動計數(shù)，自動清零等，實(shí)現(xiàn)主軸角度的獲取，CPU通過這個編碼器電路隨時 讀取電機(jī)旋轉(zhuǎn)角度等信息，各個下屬的功能板通過圖4示意的相應(yīng)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(yīng)的是換 色輸出的I/0接口電路，右上角U13、 U14和JP10構(gòu)成了斷線檢測的接口電 路，這兩部分電路需要通過驅(qū)動六個三極管來控制功能板接口的狀態(tài)，左下 腳U15、 JP7構(gòu)成換色輸入接口電路，U16、 JP8構(gòu)成拉桿開關(guān)接口電路，U17、 JP9構(gòu)成限位開關(guān)接口電路，右下角則是上面這些接口電路和發(fā)光LED以及 一些濾波電阻的輔助連接電路。
最后圖6示意了圖2~圖5四部分電路中各模塊管腳的連接標(biāo)注，它直觀 明了的示意了CPU、 CPLD、 MOTOR和INTERFACE的信號往來關(guān)系，各個 模塊有機(jī)合理的連接在一起構(gòu)成了整個刺繡機(jī)電腦控制系統(tǒng)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案，其存儲花樣的個數(shù)可以達(dá)到900個;存儲花樣 的針數(shù)可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)存儲針數(shù)500萬針，還可根據(jù)用戶需求擴(kuò)大到3.5億針； 控制精度為最小控制針距為O.lmrn;針碼范圍為0.1mm-12.7mm;調(diào)速功能 是刺繡最高速度可預(yù)先設(shè)定，在刺繡過程中轉(zhuǎn)速隨針距變化而自動調(diào)節(jié)；斷 線檢測是在剌繡過程中發(fā)生斷線，或者針線用完，機(jī)器自動停車并亮燈報警; 換色功能是在換色位置可進(jìn)行手動換色，或按預(yù)先設(shè)置的換色順序進(jìn)行自動 換色；在繡作過程中，為了補(bǔ)繡方便該機(jī)型設(shè)置了各種豐富的空走、回退方 式，使補(bǔ)繡工作變得簡單方便；可以實(shí)現(xiàn)剪線操作的手動控制和在刺繡結(jié)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(jī)型除外)；可以實(shí) 現(xiàn)金片繡功能(僅限安裝金片繡機(jī)型)。
最后，應(yīng)當(dāng)指出，以上實(shí)施例僅是本實(shí)用新型較有代表性的例子。顯然， 本實(shí)用新型不限于上述實(shí)施例，還可以有許多變形。凡是依據(jù)本實(shí)用新型的 技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均應(yīng)認(rèn)為屬 于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種刺繡機(jī)電腦控制系統(tǒng)，包括基于PC104接口的核心處理器部分和控制部分，其特征在于所述核心處理器部分的CPU上設(shè)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(shè)置花樣數(shù)據(jù)外置接口，所述核心處理器部分的CPU與控制部分的復(fù)雜可編程邏輯控制器CPLD之間通過PC104接口進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；所述復(fù)雜可編程邏輯控制器CPLD上設(shè)置光電隔離接口電路，所述復(fù)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、拉桿開關(guān)、限位開關(guān)、步進(jìn)驅(qū)動器、剪線控制板、金片轉(zhuǎn)接板、斷線檢測板、斷線譯碼板相連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的刺繡機(jī)電腦控制系統(tǒng)，其特征在于所述核心 處理器部分的CPU上設(shè)置的花樣數(shù)據(jù)外置接口是軟驅(qū)控制器(FDC)和USB接m。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種刺繡機(jī)電腦控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)普通平繡、自動剪線、金片繡等功能。本實(shí)用新型包括基于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(shè)置DOC(Disk On Chip)作為花樣儲存單元，核心處理器部分的CPU上設(shè)置花樣數(shù)據(jù)外置接口，核心處理器部分的CPU與控制部分的復(fù)雜可編程邏輯控制器CPLD之間通過PC104接口進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；復(fù)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、拉桿開關(guān)、限位開關(guān)、步進(jìn)驅(qū)動器、剪線控制板、金片轉(zhuǎn)接板、斷線檢測板、斷線譯碼板相連接。
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(yōu)先權(quán)日2007年8月30日
發(fā)明者勇 蔡 申請人:浙江思普瑞自控設(shè)備有限公司