專利名稱：嵌入式紙箱包裝成套設備數(shù)字控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是一種用于紙箱包裝機械的嵌入式紙箱包裝成套設備數(shù)字控制系統(tǒng)，屬于
面向機械裝備的控制系統(tǒng)的創(chuàng)新技術。
背景技術：
現(xiàn)有用于紙箱包裝機械的控制裝置存在的缺點是成本高、功耗大、模塊化與智能 化程度不高，可移植性和可重構性低，不同的紙箱型號規(guī)格下難于自動調(diào)節(jié)，控制裝置的作 用區(qū)域小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明結構簡潔、功能完善、可靠性高、成本低、功耗低，且對不同的型號規(guī)格的紙
箱包裝機械具有兼容性。本發(fā)明能增加紙箱包裝系統(tǒng)的開放性，縮短二次開發(fā)周期，提高
系統(tǒng)的可伸縮性、可移植性、可互換和互操作性，提高紙箱包裝系統(tǒng)的模塊化、信息化、網(wǎng)絡
化、智能化功能。 本發(fā)明的技術方案是 本發(fā)明包括有送紙部控制器(1)、印刷部控制器(2)、開槽部控制器(3)、模切部控 制器(4);各部的核心控制器分別由上級中央處理器(5)及下級中央處理器(6)組成，通過 各自的上下級通信模塊(7)連接；各部的上級中央處理器(5)的輸入接口與傳感器、按鈕模 塊(8)、 LCD模塊(9)連接；各部的下級中央處理器(6)分別與光電編碼器輸入模塊(10)、 變頻器通信模塊(11)、接口驅(qū)動模塊(12)和現(xiàn)場總線模塊(13)連接，各部的下級中央處理 器(6)通過現(xiàn)場總線模塊(13)與其他部的下級中央處理器(6)連接。
上述上下級通信模塊(7)有485通信芯片。 上述按鈕模塊(8)包括有電阻(R_Nn)、光電隔離(T3)及按鍵(button)，其中按鍵 (button)分別通過電阻(R_Nn)與24V電源連接，光電隔離(T3)輸出端10、 12、 14腳輸出到 上級中央處理器(5)。 上述LCD及觸摸屏模塊(9)，各部的上級中央處理器(5)向LCD供電、背光控制及 向LCD寫數(shù)據(jù)和讀取觸摸屏數(shù)據(jù)。 上述光電編碼器輸入模塊(10)包括有光電編碼盤、光電隔離(T2)及其外圍電阻 OLBn)，光電編碼器產(chǎn)生的脈沖輸入到光電隔離(T2)輸出到上級中央處理器(5)。
上述變頻器通信模塊(11)有485通信芯片，下級中央處理器(6)經(jīng)485控制變頻 器控制相位電機。 上述接口驅(qū)動器模塊(12)包括有繼電器，電阻，發(fā)光二極管，二極管，光電隔離。
上述現(xiàn)場總線模塊(13)有SN65HVD230作為CAN驅(qū)動器。 上述各部的上級中央處理器(5)軟件平臺采用分布式多任務實時操作系統(tǒng)，管理 包括按鈕模塊(8)、上下級通信模塊(7) 、LCD及觸摸屏模塊(9)、圖形用戶界面模塊、分布式 文件系統(tǒng)模塊以及分布式數(shù)據(jù)庫模塊，實現(xiàn)分布式多任務管理、任務間同步與通信，提高系統(tǒng)的可靠性和實時性，滿足系統(tǒng)對位置信息采集、通信以及精確定位的實時要求。 上述上級中央處理器(5)為芯片S3C2440A，下級中央處理器(6)為芯片
C8051F040。


圖l為發(fā)明的系統(tǒng)框圖； 圖2為發(fā)明的軟件系統(tǒng)結構圖； 圖3為發(fā)明的送紙部電機互連圖； 圖4為發(fā)明的印刷部電機互連圖； 圖5為發(fā)明的開槽部電機互連圖； 圖6為發(fā)明的模切部電機互連圖； 圖7為發(fā)明的LCD模塊原理圖； 圖8為發(fā)明的按鈕模塊原理圖； 圖9為發(fā)明的光電編碼器輸入模塊原理圖； 圖10為發(fā)明的變頻器通信模塊原理圖； 圖11為發(fā)明的接口驅(qū)動模塊原理圖； 圖12為發(fā)明的現(xiàn)場總線模塊原理圖； 圖13為發(fā)明的上下級通信模塊的上級程序流程圖； 圖14為發(fā)明的上下級通信模塊的下級程序流程圖； 圖15為發(fā)明的觸摸屏驅(qū)動程序流程圖； 圖16為發(fā)明的觸摸屏判斷程序流程圖； 圖17為發(fā)明的系統(tǒng)消息循環(huán)框圖； 圖18為發(fā)明的現(xiàn)場總線模塊通信程序流程具體實施方式

實施例 本發(fā)明的模塊結構示意圖如圖1所示，包括有送紙部控制器(1)、印刷部控制器 (2)、開槽部控制器(3)、模切部控制器(4);各部的核心控制器分別由上級中央處理器(5) 及下級中央處理器(6)組成，通過各自的上下級通信模塊(7)連接；各部的上級中央處理器
(5) 的輸入接口與傳感器、按鈕模塊(8)、LCD模塊(9)連接；各部的下級中央處理器(6)分 別與光電編碼器輸入模塊(10)、變頻器通信模塊(11)、接口驅(qū)動模塊(12)和現(xiàn)場總線模塊 (13)連接，各部的下級中央處理器(6)通過現(xiàn)場總線模塊(13)與其他部的下級中央處理器
(6) 連接。 本發(fā)明的結構示意圖如圖1所示，本發(fā)明的軟件部分由送紙部控制軟件(D、印刷 部控制軟件(2)、開槽部控制軟件(3)、模切部控制軟件(4)組成；各部的控制軟件都在嵌 入式實時操作系統(tǒng)平臺下開發(fā)，包括初始化主程序、中斷服務子程序、速度測量子程序、顯 示驅(qū)動、鍵盤、通信程序、故障診斷模塊、控制算法模塊等組成。其中初始化主程序是用來中 斷、AD、LCD等的初始設置，如關中斷，停止看門狗，清除中斷標志等；接著程序進入主循環(huán)。
本發(fā)明的工作原理如下線速度控制，前緣送紙技術，各輥之間的間隙調(diào)整和印刷滾筒的相位控制是紙箱包裝成套設備的關鍵技術。本發(fā)明的線速度是通過主電機(位于送 紙部)帶動軸承，靠齒輪傳動各部件保證的(機械式，無需電控過多干預)；各輥之間的間 隙調(diào)整和印刷滾筒的相位控制是通過嵌入式微處理器實時采集編碼器數(shù)據(jù)和控制電機組 成的精密位置控制系統(tǒng)實現(xiàn)的。該機的電控部分主要是控制送紙，各輥之間的間隙和印刷 滾筒的相位。印刷部主要由網(wǎng)輥，刮刀(膠輥)，印刷滾筒和壓印輥構成；印刷部主要操作 包括網(wǎng)輥與印刷滾筒間間隙調(diào)整、印刷滾筒相位調(diào)整、印刷滾筒與壓印輥間間隙調(diào)整。開 槽部承接印刷完畢的紙板，對紙板進行壓痕、修邊、開槽、切角、沖孔等加工。開槽部主要由 預壓輥、壓線輥、過線輥、開槽輥和聯(lián)鎖機構組成，這些輥均是成對出現(xiàn)。開槽部承接印刷完 畢的紙板，對紙板進行壓痕、修邊、開槽、切角、沖孔等加工。開槽部的基本構件是由壓線軸、 壓線輪、刀輪軸、刀座、刀具、上下推板、傳動絲桿(螺母)、傳動齒輪、沖孔模、軸傳動機構、 電動機、電控元器件等組成，形成了一個相對完整、獨立的機器工作單元。
本發(fā)明結構簡潔、功能完善、可靠性高、成本低、功耗低，且對不同的型號規(guī)格的紙 箱包裝機械具有兼容性。本發(fā)明能增加紙箱包裝系統(tǒng)的開放性，縮短二次開發(fā)周期，提高 系統(tǒng)的可伸縮性、可移植性、可互換和互操作性，提高紙箱包裝系統(tǒng)的模塊化、信息化、網(wǎng)絡 化、智能化功能。
權利要求
嵌入式紙箱包裝成套設備數(shù)字控制系統(tǒng)，其特征在于包括有送紙部控制器(1)、印刷部控制器(2)、開槽部控制器(3)、模切部控制器(4)；各部的核心控制器分別由上級中央處理器(5)及下級中央處理器(6)組成，通過各自的上下級通信模塊(7)連接；各部的上級中央處理器(5)的輸入接口與傳感器、按鈕模塊(8)、LCD模塊(9)連接；各部的下級中央處理器(6)分別與光電編碼器輸入模塊(10)、變頻器通信模塊(11)、接口驅(qū)動模塊(12)和現(xiàn)場總線模塊(13)連接，各部的下級中央處理器(6)通過現(xiàn)場總線模塊(13)與其他部的下級中央處理器(6)連接。
2. 根據(jù)權利要求1所述的嵌入式紙箱包裝成套設備數(shù)字控制系統(tǒng)，其特征在于上述上 下級通信模塊(7)有485通信芯片。
3. 根據(jù)權利要求1所述的嵌入式紙箱包裝成套設備數(shù)字控制系統(tǒng)，其特征在于上述按 鈕模塊(8)包括有電阻OLNn)、光電隔離(T3)及按鍵(button)，其中按鍵(button)分別 通過電阻(R_Nn)與24V電源連接，光電隔離(T3)輸出端10、 12、 14腳輸出到上級中央處理 器(5)。
4. 根據(jù)權利要求1所述的嵌入式紙箱包裝成套設備數(shù)字控制系統(tǒng)，其特征在于上述 LCD及觸摸屏模塊(9)，各部的上級中央處理器(5)向LCD供電、背光控制及向LCD寫數(shù)據(jù) 和讀取觸摸屏數(shù)據(jù)。
5. 根據(jù)權利要求1所述的嵌入式紙箱包裝成套設備數(shù)字控制系統(tǒng)，其特征在于上述光 電編碼器輸入模塊(10)包括有光電編碼盤、光電隔離(T2)及其外圍電阻(R_Bn)，光電編碼 器產(chǎn)生的脈沖輸入到光電隔離(T2)輸出到上級中央處理器(5)。
6. 根據(jù)權利要求1所述的嵌入式紙箱包裝成套設備數(shù)字控制系統(tǒng)，其特征在于上述變 頻器通信模塊(11)有485通信芯片，下級中央處理器(6)經(jīng)485控制變頻器控制相位電機。
7. 根據(jù)權利要求1所述的嵌入式紙箱包裝成套設備數(shù)字控制系統(tǒng)，其特征在于上述接 口驅(qū)動器模塊(12)包括有繼電器，電阻，發(fā)光二極管，二極管，光電隔離。
8. 根據(jù)權利要求1所述的嵌入式紙箱包裝成套設備數(shù)字控制系統(tǒng)，其特征在于上述現(xiàn) 場總線模塊(13)有SN65HVD230作為CAN驅(qū)動器。
9. 根據(jù)權利要求1所述的嵌入式紙箱包裝成套設備數(shù)字控制系統(tǒng)，其特征在于上述 各部的上級中央處理器(5)軟件平臺采用分布式多任務實時操作系統(tǒng)，管理包括按鈕模塊 (8)、上下級通信模塊(7)、LCD及觸摸屏模塊(9)、圖形用戶界面模塊、分布式文件系統(tǒng)模塊 以及分布式數(shù)據(jù)庫模塊，實現(xiàn)分布式多任務管理、任務間同步與通信，提高系統(tǒng)的可靠性和 實時性，滿足系統(tǒng)對位置信息采集、通信以及精確定位的實時要求。
10. 根據(jù)權利要求1所述的嵌入式紙箱包裝成套設備數(shù)字控制系統(tǒng)，其特征在于上述 上級中央處理器(5)為芯片S3C2440A，下級中央處理器(6)為芯片C8051F040。
全文摘要
本發(fā)明是一種用于紙箱包裝機械的嵌入式控制系統(tǒng)。包括有送紙部控制器(1)、印刷部控制器(2)、開槽部控制器(3)、模切部控制器(4)；各部的核心控制器分別由上級中央處理器(5)及下級中央處理器(6)組成，通過各自的上下級通信模塊(7)連接；各部的上級中央處理器(5)的輸入接口與傳感器、按鈕模塊(8)、LCD模塊(9)連接；各部的下級中央處理器(6)分別與光電編碼器輸入模塊(10)、變頻器通信模塊(11)、接口驅(qū)動模塊(12)和現(xiàn)場總線模塊(13)連接，各部的下級中央處理器(6)通過現(xiàn)場總線模塊(13)與其他部的下級中央處理器(6)連接。本發(fā)明結構簡潔、功能完善、可靠性高、成本低、功耗低，且對不同的型號規(guī)格的紙箱包裝機械具有兼容性。本發(fā)明能增加紙箱包裝系統(tǒng)的開放性，縮短二次開發(fā)周期，提高系統(tǒng)的可伸縮性、可移植性、可互換和互操作性，提高紙箱包裝系統(tǒng)的模塊化、信息化、網(wǎng)絡化、智能化功能。
文檔編號B65D57/00GK101727100SQ200810218730
公開日2010年6月9日 申請日期2008年10月29日 優(yōu)先權日2008年10月29日
發(fā)明者何國勝, 吳黎明, 唐露新, 孫盼, 湯秀春, 王桂棠, 胡萬斌, 賴南輝, 鄧耀華, 陳永生 申請人:廣東工業(yè)大學