專利名稱：雙工位塑料注吹中空成型機(jī)高精度旋轉(zhuǎn)定位控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可編程控制器(PLC)的伺服電機(jī)控制裝置，尤其涉及一種 以嵌入式ARM微處理器為控制核心的雙工位塑料注吹中空成型機(jī)高精度旋轉(zhuǎn)定位控制裝置。
背景技術(shù)：
雙工位塑料注吹中空成型機(jī)的雙工位是指有2排注射吹塑芯模組，一排在注射成 型工作狀態(tài)時(shí)，另一排處在吹塑成型工作狀態(tài)，各自完成注射成型、吹塑成型之后，2排注射 吹塑芯模組需要旋轉(zhuǎn)180°，其旋轉(zhuǎn)過程是塑料注吹中空成型機(jī)相對(duì)獨(dú)立的工序，所以要求 高速，能夠控制其順時(shí)針和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，順時(shí)針和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的停止位置需要精確定位，否 則將導(dǎo)致注射成型的管坯和吹塑成型的產(chǎn)品不合格。其高精度旋轉(zhuǎn)定位控制裝置是雙工位 塑料注吹中空成型機(jī)確保中空成型質(zhì)量的一個(gè)重要控制裝置。當(dāng)前主要使用PLC廠家配置 的特殊功能模塊，可以應(yīng)用脈沖發(fā)生器、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)，伺服電機(jī)配置編碼器作為 伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)角度實(shí)時(shí)狀態(tài)的反饋信號(hào)來構(gòu)成高精度旋轉(zhuǎn)定位控制裝置。此類定位控制裝 置存在如下不足1、其人機(jī)界面因?yàn)椴皇菍ｉT針對(duì)雙工位塑料注吹中空成型機(jī)高精度旋轉(zhuǎn) 定位設(shè)計(jì)的人機(jī)界面，致使針對(duì)塑料注吹中空成型機(jī)吹塑成型模具的大小以及旋轉(zhuǎn)盤半徑 的變化的不同情況，設(shè)置控制參數(shù)和控制算法的選擇不直觀，旋轉(zhuǎn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)位置參數(shù)需要 通過PLC編程傳輸給控制系統(tǒng)人機(jī)界面才能夠予以顯示；2、為了達(dá)到高精度的定位控制需 要選用12位數(shù)據(jù)的電子尺，配置A/D轉(zhuǎn)換模塊，需要編制1200多步的PLC執(zhí)行程序，增加 PLC執(zhí)行時(shí)間，進(jìn)而導(dǎo)致PLC用戶程序執(zhí)行周期的增加，影響了雙工位塑料注吹中空成型機(jī) 的快速運(yùn)行；3、其控制電路方式不能夠與上位計(jì)算機(jī)通訊，不能夠詳細(xì)地觀察和分析其動(dòng) 態(tài)運(yùn)行狀態(tài)曲線；4、裝置成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種雙工位塑料注吹中空成型機(jī)高精度旋轉(zhuǎn)定位控制裝 置(以下簡(jiǎn)稱旋轉(zhuǎn)定位控制裝置)，該旋轉(zhuǎn)定位控制裝置設(shè)有專用的人機(jī)界面裝置，能實(shí) 現(xiàn)高精度的旋轉(zhuǎn)定位、不影響用戶程序執(zhí)行的周期，具有多種通訊方式實(shí)現(xiàn)與控制系統(tǒng)人 機(jī)界面的交互或與上位計(jì)算機(jī)的通訊、實(shí)現(xiàn)對(duì)裝置的監(jiān)控和歷史數(shù)據(jù)的分析；裝置性價(jià)比 高；以克服已有技術(shù)所存在的上述不足。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種雙工位塑料注吹中空成型 機(jī)高精度旋轉(zhuǎn)定位控制裝置，包括主控制模塊、電子尺數(shù)據(jù)采集模塊、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)和編 碼器模塊、感應(yīng)限位開關(guān)模塊、人機(jī)界面模塊、通訊接口模塊和存儲(chǔ)器模塊；所述主控制模 塊包括嵌入式ARM微處理器、報(bào)警輸出模塊、電源模塊、復(fù)位電路和JTAG調(diào)試接口電路，報(bào) 警輸出模塊、電源模塊、復(fù)位電路和JTAG調(diào)試接口電路分別與嵌入式ARM微處理器相連 接，嵌入式ARM微處理器與PLC的輸入輸出端口連接；嵌入式ARM微處理器為主控制模塊 的控制核心，其功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)組成主控制模塊的其它模塊的調(diào)節(jié)和控制，以及對(duì)電子尺數(shù)據(jù)采集模塊、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)和編碼器模塊和感應(yīng)限位開關(guān)模塊的數(shù)據(jù)采集，對(duì)伺服電機(jī)驅(qū) 動(dòng)和編碼器模塊、人機(jī)界面模塊、通訊接口模塊和存儲(chǔ)器模塊的控制，報(bào)警輸出模塊在嵌入 式ARM微處理器自檢、以及在嵌入式ARM微處理器檢測(cè)電子尺數(shù)據(jù)采集模塊、編碼器模塊 和感應(yīng)限位開光模塊的信息時(shí)進(jìn)行判斷，如果有故障時(shí)發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)，同時(shí)在人機(jī)界 面模塊上顯示故障類型；電源模塊為系統(tǒng)提供直流電源，復(fù)位電路為系統(tǒng)電路提供復(fù)位信 號(hào)，JTAG調(diào)試接口電路提供調(diào)試接口便于與外接電路相連實(shí)現(xiàn)對(duì)旋轉(zhuǎn)定位控制裝置的硬件 和軟件的調(diào)試；主控制模塊的嵌入式ARM微處理器與PLC的輸入、輸出端口連接，接受PLC 發(fā)出的啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)方向信號(hào)和復(fù)位信息，向PLC發(fā)送順時(shí)針和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)已定位信息；電子 尺數(shù)據(jù)采集模塊包括逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)定位電子尺、順時(shí)針旋轉(zhuǎn)定位電子尺和信號(hào)調(diào)理電路，逆 時(shí)針旋轉(zhuǎn)定位電子尺和順時(shí)針旋轉(zhuǎn)定位電子尺分別通過信號(hào)調(diào)理電路與主控制模塊的嵌 入式ARM微處理器內(nèi)嵌的A/D轉(zhuǎn)換器連接；逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)定位電子尺、順時(shí)針旋轉(zhuǎn)定位電子 尺為主控制模塊提供精確的旋轉(zhuǎn)定位信息；所述伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)和編碼器模塊包括伺服驅(qū)動(dòng) 器、伺服電機(jī)和編碼器，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器分別與嵌入式ARM微處理器和伺服電機(jī)連接、并驅(qū) 動(dòng)伺服電機(jī)運(yùn)行，編碼器安裝在伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上，編碼器的輸出端與主控制模塊的嵌入 式ARM微處理器連接；其作用是根據(jù)電子尺檢測(cè)的數(shù)據(jù)計(jì)算、并輸出與定位位置相應(yīng)的脈 沖個(gè)數(shù)，反饋伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度，控制伺服電機(jī)的啟停運(yùn)行；所述感應(yīng)限位開關(guān)模塊包括 光電隔離與電平轉(zhuǎn)換模塊、順時(shí)針旋轉(zhuǎn)限位與逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)加速啟動(dòng)位開關(guān)、逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)制 動(dòng)起始位與順時(shí)針旋轉(zhuǎn)加速停止位開關(guān)、順時(shí)針旋轉(zhuǎn)制動(dòng)起始位與逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)加速停止位 開關(guān)和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)限位與順時(shí)針旋轉(zhuǎn)加速啟動(dòng)位開關(guān)，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)限位與逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)加速 啟動(dòng)位開關(guān)、逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)制動(dòng)起始位與順時(shí)針旋轉(zhuǎn)加速停止位開關(guān)、順時(shí)針旋轉(zhuǎn)制動(dòng)起始 位與逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)加速停止位開關(guān)和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)限位與順時(shí)針旋轉(zhuǎn)加速啟動(dòng)位開關(guān)分別通 過光電隔離與電平轉(zhuǎn)換模塊與主控制模塊的嵌入式ARM微處理器連接；為主控制模塊提供 精確旋轉(zhuǎn)控制與限位信息；所述人機(jī)界面模塊與主控制模塊相連，為用戶與小型PLC的被 控對(duì)象提供交互界面，顯示PLC的被控對(duì)象的運(yùn)行狀態(tài)；所述通訊接口模塊或是同時(shí)包括 UART接口模塊和USB接口模塊或是僅僅包括USB接口模塊，UART接口模塊為主控制模塊與 控制系統(tǒng)人機(jī)界面提供通訊接口，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)定位控制裝置與控制系統(tǒng)人機(jī)界面的交互；USB 接口模塊為主控制模塊與上位計(jì)算機(jī)的聯(lián)機(jī)提供通訊接口，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)定位控制裝置與上位 計(jì)算機(jī)的通訊；所述存儲(chǔ)器模塊作為旋轉(zhuǎn)定位控制裝置的存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)人機(jī)界面模 塊顯示的處理信息，以及實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)。其進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的人機(jī)界面模塊或是同時(shí)包括彩色LCD顯示模塊、 鍵盤輸入模塊和觸模屏輸入模塊，或是只包括彩色LCD顯示模塊與鍵盤輸入模塊或是彩色 LCD顯示模塊與觸模屏輸入模塊；所述的彩色LCD顯示模塊由彩色液晶顯示屏和液晶驅(qū)動(dòng) 模塊構(gòu)成，彩色液晶顯示屏通過液晶驅(qū)動(dòng)模塊與主控制模塊的嵌入式ARM微處理器連接； 所述的鍵盤模塊由鍵盤和鍵盤控制模塊組成，鍵盤通過鍵盤控制模塊與主控制模塊的嵌入 式ARM微處理器內(nèi)部的A/D端口連接；所述觸模屏模塊由觸模屏和觸模屏控制模塊組成，觸 模屏通過觸模屏控制模塊與主控制模塊的嵌入式ARM微處理器連接。所述通訊接口模塊的UART接口模塊由UART控制器、RS-232轉(zhuǎn)換器和UART收發(fā)器 構(gòu)成，UART控制器與嵌入式ARM微處理器連接，RS-232轉(zhuǎn)換器分別與UART控制器和UART 收發(fā)器連接，UART接口模塊作為主控制器模塊與控制系統(tǒng)人機(jī)界面連接的通訊接口，一是向控制系統(tǒng)人機(jī)界面?zhèn)鬏斝D(zhuǎn)定位控制裝置的的動(dòng)態(tài)運(yùn)行和參數(shù)設(shè)置信息，二是使高精度 旋轉(zhuǎn)定位控制裝置能接收控制系統(tǒng)人機(jī)界面發(fā)來的控制命令、在控制系統(tǒng)人機(jī)界面上實(shí)現(xiàn) 對(duì)被控對(duì)象的監(jiān)控；所述USB接口模塊由USB控制器和USB收發(fā)器構(gòu)成，USB控制器與嵌入 式ARM微處理器連接，USB收發(fā)器與USB控制器連接，USB接口模塊為主控制器模塊與上位 計(jì)算機(jī)連接提供通訊接口，向上位計(jì)算機(jī)傳輸被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)運(yùn)行和參數(shù)設(shè)置信息以及歷 史數(shù)據(jù)，供上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)主控制器模塊與上位計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)通訊。所述存儲(chǔ)器模塊包括Nor FLASH存儲(chǔ)器、SDRAM存儲(chǔ)器和Nand FLASH存儲(chǔ)器，Nor FLASH存儲(chǔ)器、SDRAM存儲(chǔ)器和Nand FLASH存儲(chǔ)器分別與主控制模塊的嵌入式ARM微處理 器連接，實(shí)現(xiàn)ARM微處理器對(duì)存儲(chǔ)器的操作控制，Nor FLASH存儲(chǔ)器用來存儲(chǔ)操作系統(tǒng)及系 統(tǒng)程序的目標(biāo)代碼映像文件，Nand FLASH存儲(chǔ)器存放人機(jī)界面模塊的處理信息及實(shí)時(shí)檢測(cè) 數(shù)據(jù)，SDRAM存儲(chǔ)器為系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、動(dòng)態(tài)運(yùn)行和通訊數(shù)據(jù)處理提供空間。由于采用以上結(jié)構(gòu)，本發(fā)明之雙工位塑料注吹中空成型機(jī)高精度旋轉(zhuǎn)定位控制裝 置具有以下有益效果1、旋轉(zhuǎn)定位精度高本發(fā)明之雙工位塑料注吹中空成型機(jī)高精度旋 轉(zhuǎn)定位控制裝置應(yīng)用12位數(shù)據(jù)精度的電子尺檢測(cè)定位位置，應(yīng)用編碼器反饋伺服電機(jī)的 旋轉(zhuǎn)角度，當(dāng)旋轉(zhuǎn)將要達(dá)到定位位置時(shí)，電子尺的檢測(cè)數(shù)據(jù)開始變化，同時(shí)也檢測(cè)編碼器輸 出脈沖的頻率和個(gè)數(shù)(上述脈沖個(gè)數(shù)的計(jì)算是按照設(shè)計(jì)，本發(fā)明旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)180°，編 碼器輸出6565個(gè)左右的脈沖，大約每個(gè)脈沖使旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)180° /6565 = 0. 0274181°， 最終由定位電子尺的定位信息來確定脈沖的個(gè)數(shù))，根據(jù)電子尺的檢測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算出到定位 位置編碼器將應(yīng)該輸出的脈沖個(gè)數(shù)，裝置的控制按照這2個(gè)數(shù)據(jù)控制伺服電機(jī)的運(yùn)行和停 機(jī)，達(dá)到精確定位的目的。2、具有多種通訊方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)裝置的監(jiān)控和歷史數(shù)據(jù)的分析本發(fā)明之雙工位塑 料注吹中空成型機(jī)高精度旋轉(zhuǎn)定位控制裝置的通訊接口模塊包括UART接口模塊和USB接 口模塊，其UART接口模塊與控制系統(tǒng)人機(jī)界面連接，傳輸本發(fā)明之雙工位塑料注吹中空成 型機(jī)高精度旋轉(zhuǎn)定位控制裝置的動(dòng)態(tài)運(yùn)行和參數(shù)設(shè)置信息，接收控制系統(tǒng)人機(jī)界面發(fā)來的 控制命令，在控制系統(tǒng)人機(jī)界面上實(shí)現(xiàn)對(duì)本發(fā)明之雙工位塑料注吹中空成型機(jī)高精度旋轉(zhuǎn) 定位控制裝置的監(jiān)控，不需要PLC主機(jī)編制本發(fā)明裝置與控制系統(tǒng)人機(jī)界面之間交互的程 序；將USB接口模塊與計(jì)算機(jī)連接，可向上位計(jì)算機(jī)傳輸高精度旋轉(zhuǎn)定位控制裝置的動(dòng)態(tài) 運(yùn)行和參數(shù)設(shè)置信息以及歷史數(shù)據(jù)，上位計(jì)算機(jī)可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)編制程序進(jìn)行數(shù)據(jù)分 析，把握本發(fā)明裝置運(yùn)行是否正常，旋轉(zhuǎn)定位精確度是否處于允許的范圍之內(nèi)。3、不影響用戶程序執(zhí)行的周期本發(fā)明之雙工位塑料注吹中空成型機(jī)高精度旋轉(zhuǎn) 定位控制裝置可以單獨(dú)使用，也可以是雙工位塑料注吹中空成型機(jī)的控制系統(tǒng)的一個(gè)控制 模塊。只需要占用PLC主機(jī)的五個(gè)I/O端口，PLC控制系統(tǒng)程序在雙工位塑料注吹中空成 型機(jī)運(yùn)行到旋轉(zhuǎn)工步時(shí)，向旋轉(zhuǎn)定位控制裝置發(fā)出順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的信號(hào)，接收旋轉(zhuǎn) 定位控制裝置順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)已定位的信號(hào)，PLC主機(jī)接收到已定位信號(hào)之后，再執(zhí)行 下一工步的程序，這樣PLC主機(jī)把本發(fā)明之雙工位塑料注吹中空成型機(jī)高精度旋轉(zhuǎn)定位控 制裝置作為普通輸入輸出端口控制，旋轉(zhuǎn)定位控制裝置不占用PLC的執(zhí)行周期時(shí)間，減小 了 PLC程序掃描周期，與現(xiàn)有定位控制裝置相比，大大縮短了用戶程序執(zhí)行周期。4、人機(jī)界面友好本發(fā)明之高精度旋轉(zhuǎn)定位控制裝置的人機(jī)界面模塊，是按照雙 工位塑料注吹中空成型機(jī)高精度旋轉(zhuǎn)定位控制裝置的特點(diǎn)而專門設(shè)計(jì)，不同于通用伺服電機(jī)控制裝置的人機(jī)界面的顯示內(nèi)容設(shè)計(jì)和鍵盤的設(shè)置，顯示內(nèi)容和鍵盤輸入模塊、觸摸屏 輸入模塊相互配合，可以根據(jù)吹塑成型模具的大小、旋轉(zhuǎn)盤半徑的變化方便的設(shè)置控制參 數(shù)、選擇控制算法，并實(shí)時(shí)監(jiān)控旋轉(zhuǎn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)位置參數(shù)和伺服電機(jī)運(yùn)行狀況。5、裝置性價(jià)比高本發(fā)明之雙工位塑料注吹中空成型機(jī)高精度旋轉(zhuǎn)定位控制裝置 以嵌入式微處理器ARM為控制核心，各功能模塊與嵌入式微處理器ARM連接起來，既具有 通常伺服電機(jī)控制器的功能，又因設(shè)計(jì)有專用人機(jī)界面裝置，電子尺檢測(cè)定位位置，帶有大 容量的程序存儲(chǔ)器、UART接口模塊與控制系統(tǒng)人機(jī)界面通訊，高精度旋轉(zhuǎn)定位專用控制裝 置將不需要編制PLC程序，PLC把本發(fā)明裝置作為普通輸入輸出端口控制；USB接口模塊直 接與計(jì)算機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明裝置的數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)，ARM中的嵌入式軟件系統(tǒng)可以通過 JTAG接口方便的包括編譯處理軟件在內(nèi)的系統(tǒng)軟件進(jìn)行升級(jí)，優(yōu)化高精度旋轉(zhuǎn)定位控制裝 置的性能，因而，具有較高的性價(jià)比。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明之雙工位塑料注吹中空成型機(jī)高精度旋轉(zhuǎn)定位 控制裝置的技術(shù)特征作進(jìn)一步的說明。


圖1 實(shí)施例一之雙工位塑料注吹中空成型機(jī)高精度旋轉(zhuǎn)定位控制裝置的系統(tǒng)結(jié) 構(gòu)框圖；(圖中包括與本裝置配合使用的PLC主機(jī)、控制系統(tǒng)人機(jī)界面和上位計(jì)算機(jī))圖2 實(shí)施例一之雙工位塑料注吹中空成型機(jī)高精度旋轉(zhuǎn)定位控制裝置的系統(tǒng)電路框圖；圖3 實(shí)施例二之雙工位塑料注吹中空成型機(jī)高精度旋轉(zhuǎn)定位控制裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖(圖中 包括與本裝置配合使用的PLC主機(jī)和上位計(jì)算機(jī))；圖4-圖5 雙工位塑料注吹中空成型機(jī) 高精度旋轉(zhuǎn)定位控制裝置的另兩種人機(jī)界面結(jié)構(gòu)示意框圖(僅畫出人機(jī)界面及與其相連 的主控制模塊)；圖6 實(shí)施例二之雙工位塑料注吹中空成型機(jī)高精度旋轉(zhuǎn)定位控制裝置的 系統(tǒng)電路框圖(圖中包括與本裝置配合使用的PLC主機(jī))；圖7:本發(fā)明之雙工位塑料注吹 中空成型機(jī)高精度旋轉(zhuǎn)定位控制裝置的人機(jī)界面面板布置示意圖；圖8 本發(fā)明之雙工位 塑料注吹中空成型機(jī)高精度旋轉(zhuǎn)定位控制裝置的運(yùn)行程序圖；圖9 雙工位塑料注吹中空 成型機(jī)的基本工作流程示意圖；圖10 本發(fā)明之雙工位塑料注吹中空成型機(jī)高精度旋轉(zhuǎn)定 位控制裝置的旋轉(zhuǎn)定位控制示意圖。圖1 圖6中A-PLC主機(jī)，B-PLC專用接口，C-控制系統(tǒng)人機(jī)界面，D-上位計(jì)算 機(jī)，EU E2-雙工位塑料注吹中空成型機(jī)高精度旋轉(zhuǎn)定位控制裝置(簡(jiǎn)稱旋轉(zhuǎn)定位控制裝 置)；I-主控制模塊，11-嵌入式ARM微處理器，12-報(bào)警輸出模塊，13-電源模塊，14-復(fù)位電 路，15-JTAG調(diào)試接口電路；II-電子尺數(shù)據(jù)采集模塊，21-信號(hào)調(diào)理電路，22-順時(shí)針旋轉(zhuǎn)定 位電子尺，23-逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)定位電子尺；III-伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)和編碼器模塊，31-伺服驅(qū)動(dòng)器， 32-伺服電機(jī)，33-編碼器；IV-感應(yīng)限位開關(guān)模塊，41-光電隔離與電平轉(zhuǎn)換模塊，42-順 時(shí)針旋轉(zhuǎn)限位與逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)加速啟動(dòng)位開關(guān)，43-逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)制動(dòng)起始位與順時(shí)針旋轉(zhuǎn)加 速停止位開關(guān)，44-順時(shí)針旋轉(zhuǎn)制動(dòng)起始位與逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)加速停止位開關(guān)，45-逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) 限位與順時(shí)針旋轉(zhuǎn)加速啟動(dòng)位開關(guān)；V-人機(jī)界面模塊，51-鍵盤輸入模塊，511-鍵盤控制 模塊，512-鍵盤，52-彩色I(xiàn)XD顯示模塊，521-液晶驅(qū)動(dòng)模塊，522-彩色液晶顯示屏，53-觸 模屏輸入模塊，531-觸模屏控制模塊，532-觸模屏；VI-通訊接口模塊，61-UART接口模塊， 611-UART控制器，612-RS-232轉(zhuǎn)換器，613-UART收發(fā)器，62-USB接口模塊，621-USB控制器，622-USB 收發(fā)器；VII-存儲(chǔ)器模塊，71-Nor FLASH存儲(chǔ)器，72-SDRAM存儲(chǔ)器，73_Nand FLASH 存儲(chǔ)器。圖7中M1-正面，M2-背面；1-手動(dòng)控制鍵，2-自動(dòng)運(yùn)行鍵，3_設(shè)置鍵，4_參數(shù)選 擇鍵，5-模具選擇鍵，6-半徑選擇鍵，7-確認(rèn)鍵，8-時(shí)間選擇鍵，9-順時(shí)針旋轉(zhuǎn)鍵，10-逆 時(shí)針旋轉(zhuǎn)鍵，11"速度控制鍵，12-點(diǎn)動(dòng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)鍵，13-點(diǎn)動(dòng)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)鍵，14-停止鍵， 15-復(fù)位鍵，16-+1鍵，17-1鍵；81-總電源開關(guān)，82急-停開關(guān)，83-彩色液晶觸摸屏， 84-控制電源開關(guān)，85-伺服電機(jī)電源開關(guān)；86-彩色LCD顯示模塊、觸摸屏模塊電路板， 87-系統(tǒng)控制電路板，88-鍵盤控制模塊電路板。圖9-圖10中S1_順時(shí)針旋轉(zhuǎn)制動(dòng)起始點(diǎn)、逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)加速停止點(diǎn)，S2-順時(shí)針旋 轉(zhuǎn)定位電子尺(順時(shí)針旋轉(zhuǎn)制動(dòng)與定位)，S3-順時(shí)針旋轉(zhuǎn)限位點(diǎn)、逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)起始點(diǎn)和加 速點(diǎn)；Nl-逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)制動(dòng)起始點(diǎn)、順時(shí)針旋轉(zhuǎn)加速停止點(diǎn)，N2-逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)定位電子尺(逆 時(shí)針旋轉(zhuǎn)制動(dòng)與定位)，N3-逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)限位點(diǎn)、順時(shí)針旋轉(zhuǎn)起始點(diǎn)和加速點(diǎn)。文中縮略語意義如下PLC-Programmable Logical Controller，可編程邏輯控 制器，簡(jiǎn)稱可編程控制器；CAN-ControlIerAreaNetwork，控制器局域網(wǎng)，一種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總 線；ARM-Advanced RISC Machines，一種微處理器；Nor FLASH-—種非易失閃存技術(shù)，Nor FLASH存儲(chǔ)器指采用Nor FLASH技術(shù)的閃存存儲(chǔ)器Nand FLASH-—種非易失閃存技術(shù)， Nand FLASH 存儲(chǔ)器指采用 Nand FLASH 技術(shù)的閃存存儲(chǔ)器；SDRAM-Synchronous Dynamic Random Access Memory, SDRAM存儲(chǔ)器為同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器；UART-Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,通用非同步收發(fā)傳輸器；USB-Universal Serial Bus，通用串行總線JTAG-Joint Test Action Group，一種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試協(xié)議；LCD-Liquid Crystal Display，液晶顯示器；SPI-Serial Peripheral Interface，同步串行外設(shè)總線接
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一一種雙工位塑料注吹中空成型機(jī)高精度旋轉(zhuǎn)定位控制裝置(以下簡(jiǎn) 稱旋轉(zhuǎn)定位控制裝置)E1。如圖1、圖2所示，該旋轉(zhuǎn)定位控制裝置包括主控制模塊I以 及分別與主控制模塊I連接的電子尺數(shù)據(jù)采集模塊II、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)和編碼器模塊III、感 應(yīng)限位開關(guān)模塊IV、人機(jī)界面模塊V、通訊接口模塊VI和存儲(chǔ)器模塊VII ；所述主控制模塊 I包括嵌入式ARM微處理器11、報(bào)警輸出模塊12、電源模塊13、復(fù)位電路14和JTAG調(diào)試接 口電路15，報(bào)警輸出模塊12、電源模塊13、復(fù)位電路14和JTAG調(diào)試接口電路15分別與嵌 入式ARM微處理器11相連接，嵌入式ARM微處理器11與PLC的輸入輸出端口連接；嵌入式 ARM微處理器11為主控制模塊I的控制核心，其功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)組成主控制模塊I的其它模 塊的調(diào)節(jié)和控制，以及對(duì)電子尺數(shù)據(jù)采集模塊II、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)和編碼器模塊III和感應(yīng) 限位開關(guān)模塊IV的數(shù)據(jù)采集，對(duì)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)和編碼器模塊III、人機(jī)界面模塊V、通訊接 口模塊VI和存儲(chǔ)器模塊VII的控制，報(bào)警輸出模塊12在嵌入式ARM微處理器自檢、以及在 嵌入式ARM微處理器檢測(cè)電子尺數(shù)據(jù)采集模塊、編碼器模塊和感應(yīng)限位開光模塊的信息時(shí) 進(jìn)行判斷，如果有故障時(shí)發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)，同時(shí)在人機(jī)界面模塊上顯示故障類型；電源 模塊13為系統(tǒng)提供直流電源，復(fù)位電路14為系統(tǒng)電路提供復(fù)位信號(hào)，JTAG調(diào)試接口電路 15提供調(diào)試接口便于與外接電路相連實(shí)現(xiàn)對(duì)旋轉(zhuǎn)定位控制裝置的硬件和軟件的調(diào)試；主控制模塊I的嵌入式ARM微處理器11與PLC的輸入、輸出端口連接，接受PLC發(fā)出的啟動(dòng) 旋轉(zhuǎn)方向信號(hào)和復(fù)位信息，向PLC發(fā)送順時(shí)針和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)已定位信息。電子尺數(shù)據(jù)采集模塊II包括逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)定位電子尺23、順時(shí)針旋轉(zhuǎn)定位電子尺 22和信號(hào)調(diào)理電路21，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)定位電子尺23和順時(shí)針旋轉(zhuǎn)定位電子尺22分別通過信 號(hào)調(diào)理電路21與主控制模塊I的嵌入式ARM微處理器11內(nèi)嵌的A/D轉(zhuǎn)換器連接；逆時(shí)針 旋轉(zhuǎn)定位電子尺23、順時(shí)針旋轉(zhuǎn)定位電子尺為主控制模塊I提供精確的旋轉(zhuǎn)定位信息。所述伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)和編碼器模塊III包括伺服驅(qū)動(dòng)器31、伺服電機(jī)32和編碼器 33，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器31分別與嵌入式ARM微處理器11和伺服電機(jī)32連接、并驅(qū)動(dòng)伺服電 機(jī)32運(yùn)行，編碼器33安裝在伺服電機(jī)32的轉(zhuǎn)軸上，編碼器33的輸出端與主控制模塊I的 嵌入式ARM微處理器11連接；其作用是根據(jù)電子尺檢測(cè)的數(shù)據(jù)計(jì)算、并輸出與定位位置相 應(yīng)的脈沖個(gè)數(shù)，反饋伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度，控制伺服電機(jī)的啟停運(yùn)行。所述感應(yīng)限位開關(guān)模塊IV包括光電隔離與電平轉(zhuǎn)換模塊41、順時(shí)針旋轉(zhuǎn)限位與 逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)加速啟動(dòng)位開關(guān)42、逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)制動(dòng)起始位與順時(shí)針旋轉(zhuǎn)加速停止位開關(guān)43、 順時(shí)針旋轉(zhuǎn)制動(dòng)起始位與逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)加速停止位開關(guān)44和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)限位與順時(shí)針旋轉(zhuǎn) 加速啟動(dòng)位開關(guān)45，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)限位與逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)加速啟動(dòng)位開關(guān)42、逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)制動(dòng)起 始位與順時(shí)針旋轉(zhuǎn)加速停止位開關(guān)43、順時(shí)針旋轉(zhuǎn)制動(dòng)起始位與逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)加速停止位開 關(guān)44和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)限位與順時(shí)針旋轉(zhuǎn)加速啟動(dòng)位開關(guān)45分別通過光電隔離與電平轉(zhuǎn)換模 塊41與主控制模塊I的嵌入式ARM微處理器11連接；為主控制模塊I提供精確旋轉(zhuǎn)控制 與限位信息。所述的人機(jī)界面模塊V包括彩色I(xiàn)XD顯示模塊52、鍵盤輸入模塊51和觸模屏輸入 模塊53，所述的彩色LCD顯示模塊52由彩色液晶顯示屏522和液晶驅(qū)動(dòng)模塊521構(gòu)成，彩 色液晶顯示屏522通過液晶驅(qū)動(dòng)模塊521與嵌入式ARM微處理器11連接；所述的鍵盤模塊 51由鍵盤512和鍵盤控制模塊511組成，鍵盤通過鍵盤控制模塊511與嵌入式ARM微處理 器11內(nèi)部的A/D端口連接；所述觸模屏模塊53由觸模屏532和觸模屏控制模塊531組成， 觸模屏532通過觸模屏控制模塊531與嵌入式ARM微處理器11連接；人機(jī)界面模塊V與主 控制模塊I相連，為用戶與小型PLC的被控對(duì)象提供交互界面，顯示PLC的被控對(duì)象的運(yùn)行 狀態(tài)。所述通訊接口模塊VI包括UART接口模塊61和USB接口模塊62，UART接口模塊 61由UART控制器611、RS-232轉(zhuǎn)換器612和UART收發(fā)器613構(gòu)成，UART控制器611與嵌 入式ARM微處理器11連接，RS-232轉(zhuǎn)換器612分別與UART控制器611和UART收發(fā)器613 連接，UART接口模塊61作為主控制器模塊I與控制系統(tǒng)人機(jī)界面連接的通訊接口，一是向 控制系統(tǒng)人機(jī)界面?zhèn)鬏斝D(zhuǎn)定位控制裝置的的動(dòng)態(tài)運(yùn)行和參數(shù)設(shè)置信息，二是使高精度旋 轉(zhuǎn)定位控制裝置能接收控制系統(tǒng)人機(jī)界面發(fā)來的控制命令、在控制系統(tǒng)人機(jī)界面上實(shí)現(xiàn)對(duì) 被控對(duì)象的監(jiān)控；所述USB接口模塊62由USB控制器621和USB收發(fā)器622構(gòu)成，USB控 制器621與嵌入式ARM微處理器11連接，USB收發(fā)器622與USB控制器621連接，USB接口 模塊62為主控制器模塊I與上位計(jì)算機(jī)連接提供通訊接口，向上位計(jì)算機(jī)傳輸被控對(duì)象的 動(dòng)態(tài)運(yùn)行和參數(shù)設(shè)置信息以及歷史數(shù)據(jù)，供上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)主控制器模塊I 與上位計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)通訊。所述存儲(chǔ)器模塊VII包括Nor FLASH存儲(chǔ)器71、SDRAM存儲(chǔ)器72和Nand FLASH存儲(chǔ)器73，Nor FLASH存儲(chǔ)器71、SDRAM存儲(chǔ)器72和Nand FLASH存儲(chǔ)器73分別與主控制 模塊I的嵌入式ARM微處理器11連接，實(shí)現(xiàn)ARM微處理器對(duì)存儲(chǔ)器的操作控制，Nor FLASH 存儲(chǔ)器71用來存儲(chǔ)操作系統(tǒng)及系統(tǒng)程序的目標(biāo)代碼映像文件，Nand FLASH存儲(chǔ)器73存放 人機(jī)界面模塊V的處理信息及實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)，SDRAM存儲(chǔ)器72為系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、動(dòng)態(tài)運(yùn)行 和通訊數(shù)據(jù)處理提供空間。本實(shí)施例中，人機(jī)界面模塊與旋轉(zhuǎn)定位控制裝置安裝在一起，作為一個(gè)整體，因?yàn)?控制系統(tǒng)人機(jī)界面(PLC配置的人機(jī)界面裝置)通過PLC從UART接口模塊61獲得旋轉(zhuǎn)定 位控制裝置的各種信息，控制系統(tǒng)人機(jī)界面可以起到旋轉(zhuǎn)定位控制裝置人機(jī)界面模塊相同 的作用(作為系統(tǒng)人機(jī)界面功能之一)。實(shí)施例二 一種雙工位塑料注吹中空成型機(jī)高精度旋轉(zhuǎn)定位控制裝置E2，其結(jié)構(gòu) 與實(shí)施例一基本相同，如圖3、圖6所示，該旋轉(zhuǎn)定位控制裝置包括主控制模塊I、電子尺 數(shù)據(jù)采集模塊II、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)和編碼器模塊III、感應(yīng)限位開關(guān)模塊IV、人機(jī)界面模塊V、 通訊接口模塊VI和存儲(chǔ)器模塊VII，電子尺數(shù)據(jù)采集模塊II、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)和編碼器模塊 III、感應(yīng)限位開關(guān)模塊IV、人機(jī)界面模塊V、通訊接口模塊VI和存儲(chǔ)器模塊VII分別與主 控制模塊I連接；上述主控制模塊I、電子尺數(shù)據(jù)采集模塊II、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)和編碼器模塊 III、感應(yīng)限位開關(guān)模塊IV、人機(jī)界面模塊V和存儲(chǔ)器模塊VII的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一相同，所不 同的是所述通訊接口模塊VI僅包括USB接口模塊62，所述USB接口模塊62由USB控制 器621和USB收發(fā)器622構(gòu)成，USB控制器621與嵌入式ARM微處理器11連接，USB收發(fā)器 622與USB控制器621連接，USB接口模塊62為主控制器模塊I與上位計(jì)算機(jī)連接提供通 訊接口，向上位計(jì)算機(jī)傳輸被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)運(yùn)行和參數(shù)設(shè)置信息以及歷史數(shù)據(jù)，供上位計(jì) 算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)主控制器模塊I與上位計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)通訊。本實(shí)施例中，人機(jī)界面模塊與旋轉(zhuǎn)定位控制裝置不安裝在一起，人機(jī)界面模塊可 以通過旋轉(zhuǎn)定位控制裝置外殼安裝的插件將連接線引出來，這樣人機(jī)界面模塊和控制系統(tǒng) 人機(jī)界面共同安裝在雙工位塑料注吹中空成型機(jī)的操作臺(tái)面板上，或單獨(dú)安裝在雙工位塑 料注吹中空成型機(jī)的設(shè)備外殼的適當(dāng)便于操作和監(jiān)控的位置。本實(shí)施例適合于某些PLC配置的控制系統(tǒng)人機(jī)界面沒有配置UART接口，或即使有 也難以編制通訊程序的情況；上述實(shí)施例一 實(shí)施例二中，所述的人機(jī)界面模塊V同時(shí)包 括彩色LCD顯示模塊52、鍵盤輸入模塊51和觸模屏輸入模塊53，作為本發(fā)明實(shí)施例一、實(shí) 施例二的一種變換，所述的人機(jī)界面模塊V也可以是僅僅包括彩色LCD顯示模塊52和鍵盤 輸入模塊51而沒有觸模屏輸入模塊53 (參見圖4)；作為本發(fā)明實(shí)施例的又一種變換，所述 的人機(jī)界面模塊V也可以是僅僅包括彩色I(xiàn)XD顯示模塊52和觸模屏輸入模塊53，而沒有鍵 盤輸入模塊51 (參見圖5)。實(shí)施例一、二為本發(fā)明之雙工位塑料注吹中空成型機(jī)高精度旋轉(zhuǎn)定位控制裝置的 比較典型的實(shí)施方式，但本發(fā)明的技術(shù)方案并不僅僅限于上述實(shí)施例，凡在本發(fā)明技術(shù)方 案的基礎(chǔ)上所作出的顯而易見的變換，均屬本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明之雙工位塑料注吹中空成型機(jī)高精度旋轉(zhuǎn)定位控制裝置的工作原理及工 作過程(參見圖9、圖10)雙工位塑料注吹中空成型機(jī)的基本工作過程如圖9所示。其中， 高精度旋轉(zhuǎn)定位過程與吹塑?？焖俸夏?，吹塑模慢速合模工藝過程同時(shí)進(jìn)行，以提高該設(shè) 備的運(yùn)行速度。
雙工位塑料注吹中空成型機(jī)的旋轉(zhuǎn)分為四個(gè)階段，一是啟動(dòng)加速階段；二是高速 旋轉(zhuǎn)階段；三是旋轉(zhuǎn)制動(dòng)階段；四是精確定位階段(參見圖10)。以逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)為例當(dāng)雙工位塑料注吹中空成型機(jī)工作到將進(jìn)入旋轉(zhuǎn)工作過程 時(shí)，PLC主機(jī)向高精度旋轉(zhuǎn)定位裝置的主控制模塊的ARM發(fā)出逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)指令(旋轉(zhuǎn)定位 裝置處在圖10中的S3點(diǎn)-逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)起始點(diǎn)和加速點(diǎn))，進(jìn)入逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的啟動(dòng)加速階 段，伺服電機(jī)開始從速度為零啟動(dòng)加速旋轉(zhuǎn)到15° (圖10中Sl點(diǎn)，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)加速停止 點(diǎn))，檢測(cè)到安裝在該位置的感應(yīng)開關(guān)發(fā)出的信號(hào)，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)加速停止，然后進(jìn)入以恒角 速度高速旋轉(zhuǎn)階段，當(dāng)旋轉(zhuǎn)至165°時(shí)(圖中m點(diǎn)，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)制動(dòng)起始點(diǎn))檢測(cè)到安裝在 該位置的感應(yīng)開關(guān)發(fā)出的信號(hào)，開始進(jìn)入旋轉(zhuǎn)制動(dòng)階段，旋轉(zhuǎn)接近180°時(shí)(圖中N2點(diǎn)，逆 時(shí)針旋轉(zhuǎn)定位電子尺(逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)限位與定位點(diǎn))，主控制模塊采集到的電子尺的數(shù)據(jù)開 始變化，這樣進(jìn)入精確定位階段，根據(jù)采集到的電子尺的數(shù)據(jù)判斷是否準(zhǔn)確定位，當(dāng)未能夠 達(dá)到精確定位位置時(shí)，主控制模塊發(fā)出逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)信號(hào)，直到準(zhǔn)確定位；當(dāng)旋轉(zhuǎn)超過定位位 置時(shí)，向伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)出順時(shí)針旋轉(zhuǎn)指令，直到準(zhǔn)確定位(圖中N3點(diǎn)，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)限位 點(diǎn))。電子尺還起到避免旋轉(zhuǎn)的機(jī)械碰撞的重要作用。順時(shí)針旋轉(zhuǎn)過程的的啟動(dòng)加速和定位與上述逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)過程相同、方向相反，如 圖10所示，N3是順時(shí)針旋轉(zhuǎn)起始點(diǎn)，并在此點(diǎn)順時(shí)針開始加速；Nl點(diǎn)停止加速；Nl點(diǎn)沿圓 弧到Sl點(diǎn)為順時(shí)針和逆時(shí)針高速旋轉(zhuǎn)階段區(qū)域(恒角速度)；Sl點(diǎn)是順時(shí)針旋轉(zhuǎn)制動(dòng)起始 點(diǎn)，S3是順時(shí)針旋轉(zhuǎn)限位點(diǎn)，其具體過程不再贅述。在旋轉(zhuǎn)過程中，高精度旋轉(zhuǎn)定位裝置是角速度控制裝置，編碼器將反饋回來電機(jī) 旋轉(zhuǎn)角度的脈沖信號(hào)，脈沖信號(hào)反映旋轉(zhuǎn)的角速度，并與該裝置按照事先設(shè)計(jì)好的給定值 進(jìn)行比較，向伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)出控制信號(hào)，使得電機(jī)按照三個(gè)旋轉(zhuǎn)階段運(yùn)轉(zhuǎn)。編碼器反饋回來的電機(jī)旋轉(zhuǎn)角度的脈沖信號(hào)還可以作為旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)故障判斷的信 號(hào)，比如，當(dāng)該裝置檢測(cè)到已旋轉(zhuǎn)15°時(shí)，其反饋回來的脈沖個(gè)數(shù)大于計(jì)算出來應(yīng)該具有 個(gè)數(shù)的一定值時(shí)，可以判斷其旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的摩擦力過大，將發(fā)出報(bào)警信息，需要停機(jī)檢查和維 修。在旋轉(zhuǎn)過程中，主控制模塊將采集到的各種信息存儲(chǔ)到SDRAM存儲(chǔ)器72和 NandFLASH存儲(chǔ)器73中，將計(jì)算的旋轉(zhuǎn)角速度，電機(jī)轉(zhuǎn)速及其其他參數(shù)信息存儲(chǔ)到SDRAM存 儲(chǔ)器72和Nand FLASH存儲(chǔ)器73中，并實(shí)時(shí)的在顯示器屏幕上顯示參數(shù)。也將這些實(shí)時(shí)動(dòng) 態(tài)參數(shù)由SDRAM存儲(chǔ)器72傳輸給Nand FLASH存儲(chǔ)器73作為歷史動(dòng)態(tài)參數(shù)，并將該歷史動(dòng) 態(tài)參數(shù)通過通訊模塊傳輸給計(jì)算機(jī)，在計(jì)算機(jī)機(jī)中進(jìn)行分析。
權(quán)利要求
一種雙工位塑料注吹中空成型機(jī)高精度旋轉(zhuǎn)定位控制裝置，其特征在于該旋轉(zhuǎn)定位控制裝置包括主控制模塊(I)以及分別與主控制模塊(I)連接的電子尺數(shù)據(jù)采集模塊(II)、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)和編碼器模塊(III)、感應(yīng)限位開關(guān)模塊(IV)、人機(jī)界面模塊(V)、通訊接口模塊(VI)和存儲(chǔ)器模塊(VII)；所述主控制模塊(I)包括嵌入式ARM微處理器(11)、報(bào)警輸出模塊(12)、電源模塊(13)、復(fù)位電路(14)和JTAG調(diào)試接口電路(15)，報(bào)警輸出模塊(12)、電源模塊(13)、復(fù)位電路(14)和JTAG調(diào)試接口電路(15)分別與嵌入式ARM微處理器(11)相連接，嵌入式ARM微處理器(11)與PLC的輸入輸出端口連接；嵌入式ARM微處理器(11)為主控制模塊(I)的控制核心，其功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)組成主控制模塊(I)的其它模塊的調(diào)節(jié)和控制，以及對(duì)電子尺數(shù)據(jù)采集模塊(II)、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)和編碼器模塊(III)和感應(yīng)限位開關(guān)模塊(IV)的數(shù)據(jù)采集，對(duì)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)和編碼器模塊(III)、人機(jī)界面模塊(V)、通訊接口模塊(VI)和存儲(chǔ)器模塊(VII)的控制，報(bào)警輸出模塊(12)在嵌入式ARM微處理器自檢、以及在嵌入式ARM微處理器檢測(cè)電子尺數(shù)據(jù)采集模塊、編碼器模塊和感應(yīng)限位開光模塊的信息時(shí)進(jìn)行判斷，如果有故障時(shí)發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)，同時(shí)在人機(jī)界面模塊上顯示故障類型；電源模塊(13)為系統(tǒng)提供直流電源，復(fù)位電路(14)為系統(tǒng)電路提供復(fù)位信號(hào)，JTAG調(diào)試接口電路(15)提供調(diào)試接口便于與外接電路相連，實(shí)現(xiàn)對(duì)旋轉(zhuǎn)定位控制裝置的硬件和軟件的調(diào)試；主控制模塊(I)的嵌入式ARM微處理器(11)與PLC的輸入、輸出端口連接，接受PLC發(fā)出的啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)方向信號(hào)和復(fù)位信息，向PLC發(fā)送順時(shí)針和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)已定位信息；電子尺數(shù)據(jù)采集模塊(II)包括逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)定位電子尺(23)、順時(shí)針旋轉(zhuǎn)定位電子尺(22)和信號(hào)調(diào)理電路(21)，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)定位電子尺(23)和順時(shí)針旋轉(zhuǎn)定位電子尺(22)分別通過信號(hào)調(diào)理電路(21)與主控制模塊(I)的嵌入式ARM微處理器(11)內(nèi)嵌的A/D轉(zhuǎn)換器連接；逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)定位電子尺(23)、順時(shí)針旋轉(zhuǎn)定位電子尺為主控制模塊(I)提供精確的旋轉(zhuǎn)定位信息；所述伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)和編碼器模塊(III)包括伺服驅(qū)動(dòng)器(31)、伺服電機(jī)(32)和編碼器(33)，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(31)分別與嵌入式ARM微處理器(11)和伺服電機(jī)(32)連接、并驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)(32)運(yùn)行，編碼器(33)安裝在伺服電機(jī)(32)的轉(zhuǎn)軸上，編碼器(33)的輸出端與主控制模塊(I)的嵌入式ARM微處理器(11)連接；其作用是根據(jù)電子尺檢測(cè)的數(shù)據(jù)計(jì)算、并輸出與定位位置相應(yīng)的脈沖個(gè)數(shù)，反饋伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度，控制伺服電機(jī)的啟停運(yùn)行；所述感應(yīng)限位開關(guān)模塊(IV)包括光電隔離與電平轉(zhuǎn)換模塊(41)、順時(shí)針旋轉(zhuǎn)限位與逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)加速啟動(dòng)位開關(guān)(42)、逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)制動(dòng)起始位與順時(shí)針旋轉(zhuǎn)加速停止位開關(guān)(43)、順時(shí)針旋轉(zhuǎn)制動(dòng)起始位與逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)加速停止位開關(guān)(44)和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)限位與順時(shí)針旋轉(zhuǎn)加速啟動(dòng)位開關(guān)(45)，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)限位與逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)加速啟動(dòng)位開關(guān)(42)、逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)制動(dòng)起始位與順時(shí)針旋轉(zhuǎn)加速停止位開關(guān)(43)、順時(shí)針旋轉(zhuǎn)制動(dòng)起始位與逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)加速停止位開關(guān)(44)和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)限位與順時(shí)針旋轉(zhuǎn)加速啟動(dòng)位開關(guān)(45)分別通過光電隔離與電平轉(zhuǎn)換模塊(41)與主控制模塊(I)的嵌入式ARM微處理器(11)連接；為主控制模塊(I)提供精確旋轉(zhuǎn)控制與限位信息；所述人機(jī)界面模塊(V)與主控制模塊(I)相連，為用戶與小型PLC的被控對(duì)象提供交互界面，顯示PLC的被控對(duì)象的運(yùn)行狀態(tài)；所述通訊接口模塊(VI)或是同時(shí)包括UART接口模塊(61)和USB接口模塊(62)或是僅僅包括USB接口模塊(62)，UART接口模塊(61)為主控制模塊(I)與控制系統(tǒng)人機(jī)界面提供通訊接口，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)定位控制裝置與控制系統(tǒng)人機(jī)界面的交互；USB接口模塊(62)為主控制模塊(I)與上位計(jì)算機(jī)的聯(lián)機(jī)提供通訊接口，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)定位控制裝置與上位計(jì)算機(jī)的通訊；所述存儲(chǔ)器模塊(VII)作為旋轉(zhuǎn)定位控制裝置的存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)人機(jī)界面模塊(V)顯示的處理信息以及實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙工位塑料注吹中空成型機(jī)高精度旋轉(zhuǎn)定位控制裝置的，其 特征在于所述的人機(jī)界面模塊(V)或是同時(shí)包括彩色LCD顯示模塊(52)、鍵盤輸入模塊 (51)和觸模屏輸入模塊(53)，或是只包括彩色LCD顯示模塊(52)與鍵盤輸入模塊(51)或 彩色LCD顯示模塊(52)與觸模屏輸入模塊(53)；所述的彩色LCD顯示模塊(52)由彩色 液晶顯示屏(522)和液晶驅(qū)動(dòng)模塊(521)構(gòu)成，彩色液晶顯示屏(522)通過液晶驅(qū)動(dòng)模塊 (521)與主控制模塊(I)的嵌入式ARM微處理器(11)連接；所述的鍵盤模塊(51)由鍵盤 (512)和鍵盤控制模塊(511)組成，鍵盤通過鍵盤控制模塊(511)與主控制模塊(I)的嵌入 式ARM微處理器(11)內(nèi)部的A/D端口連接；所述觸模屏模塊(53)由觸模屏(532)和觸模 屏控制模塊(531)組成，觸模屏(532)通過觸模屏控制模塊(531)與主控制模塊⑴的嵌 入式ARM微處理器(11)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙工位塑料注吹中空成型機(jī)高精度旋轉(zhuǎn)定位控制裝置，其特 征在于所述通訊接口模塊(VI)的UART接口模塊(61)由UART控制器(611)、RS-232轉(zhuǎn) 換器(612)和UART收發(fā)器(613)構(gòu)成，UART控制器(61)與嵌入式ARM微處理器(11)連 接，RS-232轉(zhuǎn)換器(612)分別與UART控制器(611)和UART收發(fā)器(613)連接，UART接口 模塊(61)作為主控制器模塊(I)與控制系統(tǒng)人機(jī)界面連接的通訊接口，一是向控制系統(tǒng)人 機(jī)界面?zhèn)鬏斝D(zhuǎn)定位控制裝置的的動(dòng)態(tài)運(yùn)行和參數(shù)設(shè)置信息，二是使高精度旋轉(zhuǎn)定位控制 裝置能接收控制系統(tǒng)人機(jī)界面發(fā)來的控制命令、在控制系統(tǒng)人機(jī)界面上實(shí)現(xiàn)對(duì)被控對(duì)象的 監(jiān)控；所述USB接口模塊(62)由USB控制器(621)和USB收發(fā)器(622)構(gòu)成，USB控制器 (621)與嵌入式ARM微處理器(11)連接，USB收發(fā)器(622)與USB控制器(621)連接，USB 接口模塊(62)為主控制器模塊(I)與上位計(jì)算機(jī)連接提供接口，向上位計(jì)算機(jī)傳輸被控對(duì) 象的動(dòng)態(tài)運(yùn)行和參數(shù)設(shè)置信息以及歷史數(shù)據(jù)，供上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)主控制器 模塊(I)與上位計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)通訊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙工位塑料注吹中空成型機(jī)高精度旋轉(zhuǎn)定位控制裝置的，其 特征在于所述存儲(chǔ)器模塊(VII)包括Nor FLASH存儲(chǔ)器(71)、SDRAM存儲(chǔ)器(72)和Nand FLASH 存儲(chǔ)器(73)，Nor FLASH 存儲(chǔ)器(71)、SDRAM 存儲(chǔ)器(72)和 NandFLASH 存儲(chǔ)器(73) 分別與主控制模塊(I)的嵌入式ARM微處理器(11)連接，實(shí)現(xiàn)ARM微處理器對(duì)存儲(chǔ)器的操 作控制，Nor FLASH存儲(chǔ)器(71)用來存儲(chǔ)操作系統(tǒng)及系統(tǒng)程序的目標(biāo)代碼映像文件，Nand FLASH存儲(chǔ)器(73)存放人機(jī)界面模塊(V)的處理信息及實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)，SDRAM存儲(chǔ)器(72) 為系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、動(dòng)態(tài)運(yùn)行和通訊數(shù)據(jù)處理提供空間。
全文摘要
一種雙工位塑料注吹中空成型機(jī)高精度旋轉(zhuǎn)定位控制裝置，包括主控制模塊以及分別與主控制模塊連接的電子尺數(shù)據(jù)采集模塊、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)和編碼器模塊、感應(yīng)限位開關(guān)模塊、人機(jī)界面模塊、通訊接口模塊和存儲(chǔ)器模塊；主控制模塊包括嵌入式ARM微處理器、報(bào)警輸出模塊、電源模塊、復(fù)位電路和JTAG調(diào)試接口電路，主控制模塊的嵌入式ARM微處理器與PLC的輸入、輸出端口連接，接受PLC主機(jī)發(fā)出的啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)方向信號(hào)和復(fù)位信息，向PLC主機(jī)發(fā)送順時(shí)針和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)已定位信息。該裝置設(shè)有專用的人機(jī)界面裝置，能實(shí)現(xiàn)高精度的旋轉(zhuǎn)定位、不影響用戶程序執(zhí)行的周期，具有多種通訊方式實(shí)現(xiàn)與控制系統(tǒng)人機(jī)界面的交互或與上位計(jì)算機(jī)的通訊；裝置性價(jià)比高。
文檔編號(hào)B29C49/78GK101879779SQ201010227948
公開日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2010年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月15日
發(fā)明者周常凱, 周蘇茂, 文瀾, 李暉, 羅功琨, 蔡啟仲 申請(qǐng)人:柳州市精業(yè)機(jī)器有限公司;廣西工學(xué)院