[發明專利]雙工位塑料注吹中空成型機高精度旋轉定位控制裝置

有效

• 申請號: 201010227948.2
• 申請日: 2010-07-15
• 公開（公告）號: CN101879779A
• 公開（公告）日: 2010-11-10
• 發明（設計）人: 文瀾;蔡啟仲;周常凱;李暉;周蘇茂;羅功琨
• 申請（專利權）人: 柳州市精業機器有限公司;廣西工學院
• 主分類號: B29C49/78
• 分類號: B29C49/78;B29C49/06;G05B19/05
• 代理公司: 柳州市榮久專利商標事務所(普通合伙) 45113
• 代理人: 張榮玖;李志華

技術領域

[0001]本發明涉及一種可編程控制器(PLC)的伺服電機控制裝置，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高精度旋轉定位控制裝置。

背景技術

雙工位塑料注吹中空成型機的雙工位是指有2排注射吹塑芯模組，一排在注射成型工作狀態時，另一排處在吹塑成型工作狀態，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180°，其旋轉過程是塑料注吹中空成型機相對獨立的工序，所以要求高速，能夠控制其順時針和逆時針旋轉，順時針和逆時針旋轉的停止位置需要精確定位，否則將導致注射成型的管坯和吹塑成型的產品不合格。其高精度旋轉定位控制裝置是雙工位塑料注吹中空成型機確保中空成型質量的一個重要控制裝置。當前主要使用PLC廠家配置的特殊功能模塊，可以應用脈沖發生器、伺服驅動器、伺服電機，伺服電機配置編碼器作為伺服電機旋轉角度實時狀態的反饋信號來構成高精度旋轉定位控制裝置。此類定位控制裝置存在如下不足：1、其人機界面因為不是專門針對雙工位塑料注吹中空成型機高精度旋轉定位設計的人機界面，致使針對塑料注吹中空成型機吹塑成型模具的大小以及旋轉盤半徑的變化的不同情況，設置控制參數和控制算法的選擇不直觀，旋轉實時動態位置參數需要通過PLC編程傳輸給控制系統人機界面才能夠予以顯示；2、為了達到高精度的定位控制需要選用12位數據的電子尺，配置A/D轉換模塊，需要編制1200多步的PLC執行程序，增加PLC執行時間，進而導致PLC用戶程序執行周期的增加，影響了雙工位塑料注吹中空成型機的快速運行；3、其控制電路方式不能夠與上位計算機通訊，不能夠詳細地觀察和分析其動態運行狀態曲線；4、裝置成本高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種雙工位塑料注吹中空成型機高精度旋轉定位控制裝置(以下簡稱：旋轉定位控制裝置)，該旋轉定位控制裝置設有專用的人機界面裝置，能實現高精度的旋轉定位、不影響用戶程序執行的周期，具有多種通訊方式實現與控制系統人機界面的交互或與上位計算機的通訊、實現對裝置的監控和歷史數據的分析；裝置性價比高；以克服已有技術所存在的上述不足。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種雙工位塑料注吹中空成型機高精度旋轉定位控制裝置，包括：主控制模塊、電子尺數據采集模塊、伺服電機驅動和編碼器模塊、感應限位開關模塊、人機界面模塊、通訊接口模塊和存儲器模塊；所述主控制模塊包括嵌入式ARM微處理器、報警輸出模塊、電源模塊、復位電路和JTAG調試接口電路，報警輸出模塊、電源模塊、復位電路和JTAG調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，其功能是實現對組成主控制模塊的其它模塊的調節和控制，以及對電子尺數據采集模塊、伺服電機驅動和編碼器模塊和感應限位開關模塊的數據采集，對伺服電機驅動和編碼器模塊、人機界面模塊、通訊接口模塊和存儲器模塊的控制，報警輸出模塊在嵌入式ARM微處理器自檢、以及在嵌入式ARM微處理器檢測電子尺數據采集模塊、編碼器模塊和感應限位開光模塊的信息時進行判斷，如果有故障時發出聲、光報警信號，同時在人機界面模塊上顯示故障類型；電源模塊為系統提供直流電源，復位電路為系統電路提供復位信號，JTAG調試接口電路提供調試接口便于與外接電路相連實現對旋轉定位控制裝置的硬件和軟件的調試；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發出的啟動旋轉方向信號和復位信息，向PLC發送順時針和逆時針旋轉已定位信息；電子尺數據采集模塊包括逆時針旋轉定位電子尺、順時針旋轉定位電子尺和信號調理電路，逆時針旋轉定位電子尺和順時針旋轉定位電子尺分別通過信號調理電路與主控制模塊的嵌入式ARM微處理器內嵌的A/D轉換器連接；逆時針旋轉定位電子尺、順時針旋轉定位電子尺為主控制模塊提供精確的旋轉定位信息；所述伺服電機驅動和編碼器模塊包括伺服驅動器、伺服電機和編碼器，伺服電機驅動器分別與嵌入式ARM微處理器和伺服電機連接、并驅動伺服電機運行，編碼器安裝在伺服電機的轉軸上，編碼器的輸出端與主控制模塊的嵌入式ARM微處理器連接；其作用是根據電子尺檢測的數據計算、并輸出與定位位置相應的脈沖個數，反饋伺服電機的旋轉角度，控制伺服電機的啟停運行；所述感應限位開關模塊包括光電隔離與電平轉換模塊、順時針旋轉限位與逆時針旋轉加速啟動位開關、逆時針旋轉制動起始位與順時針旋轉加速停止位開關、順時針旋轉制動起始位與逆時針旋轉加速停止位開關和逆時針旋轉限位與順時針旋轉加速啟動位開關，順時針旋轉限位與逆時針旋轉加速啟動位開關、逆時針旋轉制動起始位與順時針旋轉加速停止位開關、順時針旋轉制動起始位與逆時針旋轉加速停止位開關和逆時針旋轉限位與順時針旋轉加速啟動位開關分別通過光電隔離與電平轉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控制與限位信息；所述人機界面模塊與主控制模塊相連，為用戶與小型PLC的被控對象提供交互界面，顯示PLC的被控對象的運行狀態；所述通訊接口模塊或是同時包括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人機界面提供通訊接口，實現旋轉定位控制裝置與控制系統人機界面的交互；USB接口模塊為主控制模塊與上位計算機的聯機提供通訊接口，實現旋轉定位控制裝置與上位計算機的通訊；所述存儲器模塊作為旋轉定位控制裝置的存儲裝置，用于存儲人機界面模塊顯示的處理信息，以及實時檢測數據。