CN108994925A - 基于高层裁床的集成板卡、带有集成外设的裁切系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于高层裁床的集成板卡，带有集成外设的裁切系统，用以解决现有的基于模块化设计的高层裁床，系统成本高昂，资源占有率高的问题。所述集成板卡包括：数字信号和模拟信号模块，用于采集高层裁床的传感器信号和刀头信息；编码器模块，用于对所述高层裁床的多个传送带进行同步定位；操作面板转接模块，用于接收操作面板的动作指令信息；通信模块，用于通过EtherCAT与所述高层裁床通信；处理器模块，用于控制所述数字信号和模拟信号模块、编码器模块、操作面板转换模块及通信模块。本发明采用集成板卡替众多第三方模块，降低系统成本，减少了系统的空间占有率，提高了对裁切信号的响应能力。

Description

基于高层裁床的集成板卡、带有集成外设的裁切系统

技术领域

本发明涉及高层裁床技术领域，尤其涉及基于高层裁床的集成板卡、带有集成外设的裁切系统。

背景技术

裁床主要包括裁剪台、刀座、刀架、操作面板和真空吸气装置。裁剪台不会与台面相碰，防止刀具和台面损伤；刀架架设在裁剪台上由台缘传动驱轴动作台面x轴方向的移动；刀座，安装在刀架上，由刀架传动轴驱动，作台面y轴方向移动，刀架与刀座运动的合成，使刀具完成各种曲线或直线的切割；操作面板上有裁剪速度，磨刀间距，刀架，刀座启动或暂时中止裁剪等工作指令健。操作者只需跟随操作面板走动，随时依据实际情况，按下相应的指令键；真空吸气装置通过导管与裁剪台下的吸气口相连接，启动后可将台面与另外覆盖在布料上不通气的塑料薄膜之间的空气抽出，利用大气压力将面料压缩，使之紧紧吸附在裁剪台上，这样，面料层之间的裁剪时不会因裁刀的移动而产生滑动，从而保证裁片的精确度。

随着科技的进步，自动裁床也逐渐普及，自动裁床是纺织服装、皮革行业、汽车座椅、家具行业所使用的自动裁剪设备。自动裁床有多层裁剪系统和强大动力传送带驱动系统。操作方便，更加精准，节省人力。其中，自动裁床包括高层裁床。

目前，高层裁床多基于模块化设计，包括主机、伺服驱动器、输入输出模块、编码模块以及操作面板模块。模块化设计极大提高了单品研发效率，缩短新品的研发周期；相对的，模块化的系统成本高昂，占据较大空间；主机需要处理所有的外设信号，系统资源占有率高。

发明内容

本发明要解决的技术问题目的在于提供一种基于高层裁床的集成板卡、带有集成外设的裁切系统，用以解决现有的基于模块化设计的高层裁床，系统成本高昂，资源占有率高的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于高层裁床的集成板卡，包括：

数字信号和模拟信号模块，用于采集高层裁床的传感器信号和刀头信息；

编码器模块，用于对所述高层裁床的多个传送带进行同步定位；

操作面板转接模块，用于接收操作面板的动作指令信息；

通信模块，用于通过EtherCAT与所述高层裁床通信；

处理器模块，用于控制所述数字信号和模拟信号模块、编码器模块、操作面板转换模块及通信模块。

上述方案中，所述处理器模块与所述通信模块通过第一总线连接，用于接收和发送数据以完成基于EtherCAT的通信。

上述方案中，所述处理器模块与所述操作面板转接模块通过第二总线连接，用于通过所述操作面板转接模块实现操作面板与主机之间的交互。

上述方案中，所述处理器与所述数字信号和模拟信号模块连接，用于完成输入信号和输出信号的动作功能。

上述方案中，所述数字信号和模拟信号模块通过电平转换、信号隔离及电压电流保护与所述高层裁床连接，用于完成信号的采集和控制。

上述方案中，还包括：

扩展模块，用于支持基于EBUS总线的设备，实现所述高层裁床的功能扩展。

一种带有集成外设的裁切系统，由主机、集成板卡、操作面板和伺服系统组成，所述集成板卡和伺服系统与所述主机连接，所述操作面板与所述集成板卡连接，其中：

集成板卡用于驱动和控制所述集成外设；所述集成板卡为上述方案6中任一项所述的集成板卡；

操作面板用于通过终端设备接收控制所述高层裁床的指令。

上述方案中，所述集成板卡和所述伺服系统通过EtherCAT总线连接。

上述方案中，所述操作面板为触摸屏和/或移动终端。

上述方案中，还包括：

扩展外设，连接所述集成板卡，用于扩展所述高层裁床的功能。

本发明与传统的技术相比，有如下优点：

1)采用本发明提供的集成板卡可替换掉众多第三方模块，降低系统成本；

2)减少了系统的空间占用率，有利于将来紧凑化设计；

3)集成板卡代替主机执行部分控制、驱动功能，实时性能更好，可以更加迅捷地处理响应外部裁切信号的变化；

4)缩减了子系统间的物理连线和数据传输，降低了生产成本和简化了生产组装工艺；

5)具有扩展性，只需要开发基于自定义EBUS总线接口的设备即可满足裁床功能拓展的需求。

附图说明

图1为本发明一实施例中高层裁床的集成板卡的结构示意图；

图2为本发明另一实施例中带有集成外设的裁切系统的结构示意图；

图3为现有技术中高层裁床装置的结构示意图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本发明的技术领域技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

本发明实施例应用于高层裁床，现有的高层裁床包括多个模块。主机、伺服模块、输入输出模块、编码模块以及操作面板模块。模块化的设计虽然极大地提高了单品研发效率，缩短研发周期，但是，模块化的系统成本高昂，占据较大空间，主机需要处理所有的外设信号，系统资源占有率高。鉴于此，本发明实施例提供一种基于EtherCAT总线的集成外设装置，包含裁切系统所有的外围设备。基于现有的高层裁床裁切系统改良设计，整合原有的第三方外设模块，集成在一张电路板卡上。采用集成板卡替众多第三方模块，降低系统成本，减少了系统的空间占有率，提高了对裁切信号的响应能力。

其中，EtherCAT，即以太网控制自动化技术，是一个以以太网为基础的开放架构的现场总线系统，EtherCAT为系统的实时性能和拓扑的灵活性树立了新的标准，同时，还符合甚至降低了现场总线的使用成本。EtherCAT的特点还包括高精度设备同步，可选线缆冗余，和功能性安全协议。

请参阅图1，为本发明一实施例中高层裁床的集成板卡的结构示意图。所述集成板卡由数字信号和模拟信号模块101、编码器模块102、操作面板转接模块103、通信模块104、处理器模块105及扩展模块106组成。下面将分别对各模块进行说明。

数字信号和模拟信号模块101，用于采集高层裁床的传感器信号和刀头信息。

数字信号是指自变量是离散的、因变量也是离散的信号，这种信号的自变量用整数表示，因变量用有限数字中的一个数字来表示。在计算机中，数字信号的大小常用有限位的二进制数表示。

模拟信号是指信息参数在给定范围内表现为连续的信号。或在一段连续时间间隔内，其代表信息的特征量可以在任意瞬间呈现为任意数值的信号。

本发明实施例的集成板卡包括数字输入模块、模拟输出模块、数字输出模块、模拟输输入模块。用于采集高层裁床的多个传感器信号和刀头信息。通过采集高层裁床的多个信息来输出或输出信号。

其中，数字信号和模拟信号模块通过电平转换、信号隔离及电压电流保护与高层裁床连接，用于完成信号的采集和控制。

电平转换是指对电压的转换，信号隔离是指将输入单路或双路电流或电压信号，变送输出隔离的单路或双路线性的电流或电压信号，并提高输入、输出、电源之间的电气隔离性能。电压保护以保护装置安装处的被测电压为作用量的继电保护方式。利用电压的过低或过高所构成的继电保护，分别称为低电压保护和过电压保护。电流保护是指当电流流过某一预定值时，反应与电流升高而动作的保护。通过上述方式可以完成信号的采集和控制。

编码器模块102，用于对高层裁床的多个传送带进行同步定位。

编码器是将信号(如比特流)或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。编码器把角位移或直线位移转换成电信号，前者成为码盘，后者成为码尺。编码器主要用于转换信号形式。

在本发明实施例中，编码器模块102主要用于对高层裁床的多个传送带进行同步定位，保证前后传输的动作一致。优选的，高层裁床包括两个传送带，可以通过对两个传送带的同步定位保证前后传输的动作一致。

操作面板转接模块103，用于接收操作面板的动作指令信息。

操作面板也叫做操作台，它是人机对话的纽带。操作面板的主要功能为：输送源程序到存储器，或者通过面包操作来监视程序执行情况；打印、显示中间结果或最终结果。

现有的高层裁床技术中，操作面板通过EtherCAT总线与主机连接，这样主机需要同时处理多个活动，容易造成资源占用过大。

本发明实施例中，处理器模块105与通信模块通过第二总线连接，用于通过操作面板转接模块103实现操作面板与主机之间的交互。

具体的，处理器模块105通过第二总线与操作面板转接模块103通信，实现与操作面板的人机交互。操作面板转接模块103具备常用借口，诸如USB、RS232等等，亦可以直连。也就是说，本发明实施例可以将操作面板与集成板卡连接，大大减轻了主机的压力，使运行速度更快。

通信模块104，用于通过EtherCAT与高层裁床通信。

EtherCAT的特点还包括高精度设备同步，可选线缆冗余，和功能性安全协议。

在本发明实施例中，处理器模块105与通信模块104通过第一总线连接，用于接收和发送数据以完成基于EtherCAT的通信。通信接口包括标准化的双路网口。

处理器模块105，用于控制数字信号和模拟信号模块101、编码器模块102、操作面板转换模块103及通信模块104。

处理器是大规模的集成电路，是集成板卡的核心，功能主要是控制集成板卡中的各大模块。处理器模块105用于控制数字信号和模拟信号101、编码器模块102、操作面板转换模块103及通信模块104。

处理器模块105与数字信号和模拟信号模块101连接，用于完成输入信号和输出信号的动作功能。处理器模块105通过第一总线与通信模块104连接，用于收发数据，完成EtherCAT通信。处理器模块105通过第二总线与操作面板转接模块103连接，实现操作面板的人机交互。

扩展模块106，用于支持基于EBUS总线的设备，实现高层裁床的功能扩展。

处理器模块105在通过第一总线与通信模块通信时，衍生出EBUS通信模块实现与将来自主ECS设备的连接通信，保证装置具有一定的扩展能力。

EBUS是德国倍福公司使用的LVDS标准定义的数据传输标准，可以直接连接ESC芯片，不需要额外的物理层芯片，从而避免了物理层的附加传输延时。

扩展模块106相对于现有技术有更多的扩展空间。

本发明实施例与传统的技术相比，有如下优点：

1)采用本发明提供的集成板卡可替换掉众多第三方模块，降低系统成本；

2)减少了系统的空间占用率，有利于将来紧凑化设计；

3)集成板卡代替主机执行部分控制、驱动功能，实时性能更好，可以更加迅捷地处理响应外部裁切信号的变化；

4)缩减了子系统间的物理连线和数据传输，降低了生产成本和简化了生产组装工艺；

5)具有扩展性，只需要开发基于自定义EBUS总线接口的设备即可满足裁床功能拓展的需求。

请参阅图2，为本发明另一实施例中带有集成外设的裁切系统，所述裁切系统由主机201、集成板卡202、操作面板203、伺服系统204及扩展外设205组成。所述集成板卡202和伺服系统204与主机201连接，操作面板203与集成板卡202连接，其中：

集成板卡202用于驱动和控制集成外设；集成板卡202为上述方案任一项的集成板卡。

操作面板203用于通过终端设备接收控制高层裁床的指令。

扩展外设205，连接集成板卡202，用于扩展高层裁床的功能。

现有的高层裁床的裁切装置如图3所示，主机301下辖伺服系统302、数字模拟信号模块303、模拟信号模块304、编码器模块305以及操作面板306，各个子系统通过以太网总线连接到主机301，构成以太网网络。

请参阅图3，图3为现有技术中高层裁床装置的结构示意图。现有的高层裁床的裁切装置主机301通过EtherCAT连接各个总线，模块化的系统高成本高昂，占据较大空间，主机需要处理所有的外设信号，系统资源占有率高。

本发明提供了一种带有集成外设的裁切系统，将数字信号模块、模拟信号模块和编码器模块集成在一个集成板卡上。

伺服系统204和集成板卡202与主机201连接，操作面板203与集成板卡202连接，操作面板203与主机201之间的数据交互通过集成板卡202转接实现。

在本发明另一实施例中，集成板卡202和伺服系统204通过EtherCAT总线连接。

相比较各个模块都与主机201连接，利用集成板卡202与主机201连接，可以替换掉众多的第三方模块，降低系统成本，并且减少了系统的空间占用率，有利于紧凑化设计。集成外设代替主机201执行部分控制、驱动功能，例如操作面板转接，实时性能更好，可以更加迅捷地处理响应外部裁切信号的变化。

在本发明另一实施例中，操作面板203为触摸屏和/或移动终端。

操作面板203与集成板卡202连接，通过普通总线即可，这样，操作面板203不与主机201直连，可以减轻主机201的内存压力。

集成板卡202通过自定义总线与扩展外设205连接，有利于满足后续功能扩展的需要。使高层裁床具有扩展性。

本发明实施例采用集成板卡替众多第三方模块，降低系统成本，减少了系统的空间占有率，提高了对裁切信号的响应能力。

以上各实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中各个技术所有可能组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种基于高层裁床的集成板卡，其特征在于，包括：

数字信号和模拟信号模块，用于采集高层裁床的传感器信号和刀头信息；

编码器模块，用于对所述高层裁床的多个传送带进行同步定位；

操作面板转接模块，用于接收操作面板的动作指令信息；

通信模块，用于通过EtherCAT与所述高层裁床通信；

处理器模块，用于控制所述数字信号和模拟信号模块、编码器模块、操作面板转换模块及通信模块。

2.根据权利要求1所述的基于高层裁床的集成板卡，其特征在于，所述处理器模块与所述通信模块通过第一总线连接，用于接收和发送数据以完成基于EtherCAT的通信。

3.根据权利要求1所述的基于高层裁床的集成板卡，其特征在于，所述处理器模块与所述操作面板转接模块通过第二总线连接，用于通过所述操作面板转接模块实现操作面板与主机之间的交互。

4.根据权利要求1所述的基于高层裁床的集成板卡，其特征在于，所述处理器与所述数字信号和模拟信号模块连接，用于完成输入信号和输出信号的动作功能。

5.根据权利要求1所述的基于高层裁床的集成板卡，其特征在于，所述数字信号和模拟信号模块通过电平转换、信号隔离及电压电流保护与所述高层裁床连接，用于完成信号的采集和控制。

6.根据权利要求1所述的基于高层裁床的集成板卡，其特征在于，还包括：

扩展模块，用于支持基于EBUS总线的设备，实现所述高层裁床的功能扩展。

7.一种带有集成外设的裁切系统，其特征在于，由主机、集成板卡、操作面板和伺服系统组成，所述集成板卡和伺服系统与所述主机连接，所述操作面板与所述集成板卡连接，其中：

集成板卡用于驱动和控制所述集成外设；所述集成板卡为上述权利要求1-6中任一项所述的集成板卡；

操作面板用于通过终端设备接收控制所述高层裁床的指令。

8.根据权利要求7所述的带有集成外设的裁切系统，其特征在于，所述集成板卡和所述伺服系统通过EtherCAT总线连接。

9.根据权利要求7所述的带有集成外设的裁切系统，其特征在于，所述操作面板为触摸屏和/或移动终端。

10.根据权利要求7所述的带有集成外设的裁切系统，其特征在于，还包括：

扩展外设，连接所述集成板卡，用于扩展所述高层裁床的功能。