基于ARM的嵌入式线性切割设备及控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于ARM的嵌入式线性切割设备及其控制方法，设备包括：机台，用于设置旋转轴基座和丝线旋转机构；旋转轴基座可移动设置在机台平面上，旋转轴基座上设置有夹具旋转轴，夹具旋转轴上连接有夹具，夹具旋转轴转动带动夹具转动；丝线旋转机构设置于机台上方，丝线旋转机构包括有丝线旋转轴，以及缠绕设置在丝线旋转轴上的丝线，丝线穿过机台，可在竖直方向上来回往复运动；还包括有运动控制器和手持终端，手持终端通过串口连接运动控制器，运动控制器连接控制设置旋转轴基座和丝线旋转机构，运动控制器包括ARM CotexA8模块和FPGA模块。通过在运动控制器中集成了ARM，具有自动化程度高，保证切割精度的同时效率更高，更加省料的优点。

Embedded Linear Cutting Equipment and Control Method Based on ARM

The invention discloses an embedded linear cutting device based on ARM and its control method. The device includes: a machine platform for setting up a rotating axle base and a wire rotation mechanism; a rotating axle base can be movably arranged on the plane of the machine platform; a fixture rotating axle is arranged on the rotating axle base; a fixture rotating axle is connected with a fixture, and a fixture is arranged on the fixture rotating axle. The rotating shaft rotates to drive the fixture to rotate; the rotating mechanism of the silk thread is set above the machine table, and the rotating mechanism of the silk thread includes the rotating axis of the silk thread, and the silk thread wound on the rotating axis of the silk thread. The silk thread passes through the machine table and can move back and forth in the vertical direction; the motion controller and the hand-held terminal are also included, and the hand-held terminal is connected. Motion controller is connected through serial port. Motion controller is connected with control device, including ARM CotexA8 module and FPGA module. By integrating ARM in motion controller, it has the advantages of high automation, high efficiency and material saving while ensuring cutting accuracy.

【技术实现步骤摘要】
基于ARM的嵌入式线性切割设备及控制方法
本专利技术涉及到工件切割，特别是涉及到一种基于ARM的嵌入式线性切割设备及控制方法。
技术介绍
现有的切割行业多采用手动切割机，通过手持切割工具通过锯片切割工件的方式进行切割，存在由于锯片较厚造成工件材料浪费，同时安全系数低，精度不可控，更换锯片周期短，成本高和加工效率低等问题。申请号201510136490.2的中国专利公开了一种快走丝线切割控制系统，包括基于单板机的控制器，所述控制器包括现场控制器和远程控制器；所述远程控制器向现场控制器发送加工代码，并接收来自现场控制器的加工进度信息。增加在传统单板机控制器的基础上增加了远程控制器，不仅具有加工的稳定和可靠性的优势，而且还具备了编控一体的功能。因此有必要提出一种基于ARM的嵌入式线性切割设备及控制方法，实现高效高精度的工件切割，同时保证安全可靠。
技术实现思路
为了解决上述现有技术的缺陷，本专利技术的目的是提供一种基于ARM的嵌入式线性切割设备及控制方法，切割自动化程度高、精度高且加工效率高。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是：一种基于ARM的嵌入式线性切割设备，包括：机台，用于设置旋转轴基座和丝线旋转机构；所述旋转轴基座可移动设置在所述机台平面上，所述旋转轴基座上设置有夹具旋转轴，所述夹具旋转轴上连接有夹具，所述夹具旋转轴转动带动所述夹具转动；所述的丝线旋转机构设置于所述机台上方，所述丝线旋转机构包括有丝线旋转轴，以及缠绕设置在丝线旋转轴上的丝线，所述丝线穿过所述机台，可在竖直方向上来回往复运动；还包括有运动控制器和手持终端，所述手持终端通过串口连接所述运动控制器，所述运动控制器连接控制所述旋转轴基座和丝线旋转机构，所述运动控制器包括ARMCotexA8模块和FPGA模块。进一步地，所述运动控制器包括多路输入IO和输出IO。进一步地，所述手持终端上排列设置有多个功能按键，所述功能按键的颜色与手持终端表面颜色不同。本专利技术还提出一种基于ARM的嵌入式线性切割设备的控制方法，基于如上任一项所述的基于ARM的嵌入式线性切割设备，包括以下步骤：机床上电；控制旋转轴基座回到机台的机械原点；将工件装夹在夹具上；设定工件切割起点与切割长度；启动工件切割加工。进一步地，所述启动工件切割加工步骤，包括，控制夹具旋转轴转动；控制丝线旋转轴转动；检测丝线旋转轴角度，判断丝线旋转轴是否到位；若到位，下发丝线旋转轴反转命令，控制丝线来回运动；控制旋转轴基座在机台上移动，丝线来回切割工件。进一步地，所述控制夹具旋转轴转动步骤，包括，输出转轴控制模拟量，控制夹具旋转轴以对应转速转动。进一步地，所述启动工件切割加工步骤，还包括，检测工件位置，判断工件是否超出机台边缘；若超出机台边缘，则停止机台工作，并控制工件往安全方向移动。进一步地，所述启动工件切割加工步骤之前，还包括，判断工件是否在加工范围内；若不在加工范围内，则禁止启动加工。本专利技术的有益效果是：通过在运动控制器中集成了ARM，相比于传统切割机具有自动化程度高，能够保证切割精度的同时效率更高，安全可靠以及更加省料的优点；操作员只需要设置好切割长度和位置便可进行精确加工；同时操作员可以通过手持终端对车床进行控制，简单直接；在车床加工时，通过集成了ARM的运动器进行控制，同时根据工件是否超出车床，来限制车床进行加工，保证线切割安全性。附图说明图1为本专利技术一种基于ARM的嵌入式线性切割设备的手持终端与运动控制器的连接框图；图2为本专利技术一种运动控制器的接口框图；图3为本专利技术一种基于ARM的嵌入式线性切割设备的结构示意图；图4为本专利技术一种基于ARM的嵌入式线性切割设备的控制方法的方法流程图；图5为本专利技术一种启动工件切割加工的方法流程图；图6为本专利技术一种工件位置判断的方法流程图；图7为本专利技术判断工件是否在加工范围内的方法流程图。具体实施方式为阐述本专利技术的思想及目的，下面将结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步的说明。ARM处理器是英国Acorn有限公司设计的低功耗成本的第一款RISC微处理器。全称为AdvancedRISCMachine。ARM处理器本身是32位设计，但也配备16位指令集，一般来讲比等价32位代码节省达35％，却能保留32位系统的所有优势。FPGA(Field－ProgrammableGateArray)，即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。参照图1-3，一种基于ARM的嵌入式线性切割设备，包括：机台10，用于设置旋转轴基座20和丝线旋转机构30。旋转轴基座20可移动设置在机台10平面上，旋转轴基座20上设置有夹具旋转轴21，以及连接于夹具旋转轴21上的夹具22，夹具旋转轴21转动带动夹具22转动。丝线旋转机构30设置于机台10上方，丝线旋转机构30包括有丝线旋转轴31，以及缠绕设置在丝线旋转轴31上的丝线32，丝线32穿过机台，可在竖直方向上来回往复运动。还包括有运动控制器40和手持终端50，手持终端50通过串口连接运动控制器40，运动控制器40连接控制旋转轴基座20和丝线旋转机构30，运动控制器40包括ARMCotexA8模块和FPGA模块。具体的，运动控制器40是基于ARM的专用控制器，运行RTOS实时操作系统。采用嵌入式软件技术，集嵌入式技术、自动控制技术、传感器技术等于一体的线切割控制器，能够实现对切割路径、速度、精度的精确控制，以二维坐标平面为基础实现了对加工零件的线切割功能。手持终端50，可以供操作员手持使用无需一直对着控制中心控制工件切割过程。手持终端50上设置有与运动控制器40连接通信的RS232和RS485串口，同时手持终端50上设置有多个用于控制加工过程的功能按键和显示屏，用于实现人机交互与状态信息显示。具体的，手持终端50上排列设置有多个功能按键，功能按键的颜色与手持终端50表面颜色不同。以功能为导向，功能按键的设计采用了简捷的阵列设计搭配不同颜色底纹，对比鲜明，易于辨别。用户通过终端上的功能按键即可对机床进行控制，其中包括手动、自动、参数设置的开关、转轴开关以及速度的控制等，简洁直观。手动方式又分为连续、增量两种控制方式。为方便用户控制加工，对自动加工进行了简便设计，在机床回零的情况下，操作员只需装载数据，即输入切割参数，即可自动加工。运动控制器40包括多路输入IO和输出IO。参考图2，运动控制器40内设置有ARMCotexA8和FPGA，以及RS232串口、RS485串口、输入IO口、输出IO口、伺服接口、旋转轴接口和USB接口。ARMCotexA8负责实现人机交互，运动控制算法，最终插补产生数据序列，FPGA负责将数据序列转化成2轴伺服所需的脉冲序列。RS232串口以及RS485串口等外部接口，以便后续扩展，以及进行数据传输。另外还可以设置进行网络信号传输的网络传输模块，网络传输模块也可以实现运动控制器40的联网和远程文件传输。另外，运动控制器40上还内置4G的SD卡，SD卡可用于保存日志文件。其中，输入IO口和输出IO口可实现功能端口自定义，输入IO口可以接收来之车床的坐本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于ARM的嵌入式线性切割设备，其特征在于，包括：机台，用于设置旋转轴基座和丝线旋转机构；所述旋转轴基座可移动设置在所述机台平面上，所述旋转轴基座上设置有夹具旋转轴，所述夹具旋转轴上连接有夹具，所述夹具旋转轴转动带动所述夹具转动；所述的丝线旋转机构设置于所述机台上方，所述丝线旋转机构包括有丝线旋转轴，以及缠绕设置在丝线旋转轴上的丝线，所述丝线穿过所述机台，可在竖直方向上来回往复运动；还包括有运动控制器和手持终端，所述手持终端通过串口连接所述运动控制器，所述运动控制器连接控制所述旋转轴基座和丝线旋转机构，所述运动控制器包括ARM CotexA8模块和FPGA模块。

【技术特征摘要】
1.一种基于ARM的嵌入式线性切割设备，其特征在于，包括：机台，用于设置旋转轴基座和丝线旋转机构；所述旋转轴基座可移动设置在所述机台平面上，所述旋转轴基座上设置有夹具旋转轴，所述夹具旋转轴上连接有夹具，所述夹具旋转轴转动带动所述夹具转动；所述的丝线旋转机构设置于所述机台上方，所述丝线旋转机构包括有丝线旋转轴，以及缠绕设置在丝线旋转轴上的丝线，所述丝线穿过所述机台，可在竖直方向上来回往复运动；还包括有运动控制器和手持终端，所述手持终端通过串口连接所述运动控制器，所述运动控制器连接控制所述旋转轴基座和丝线旋转机构，所述运动控制器包括ARMCotexA8模块和FPGA模块。2.如权利要求1所述的基于ARM的嵌入式线性切割设备，其特征在于，所述运动控制器包括多路输入IO和输出IO。3.如权利要求1所述的基于ARM的嵌入式线性切割设备，其特征在于，所述手持终端上排列设置有多个功能按键，所述功能按键的颜色与手持终端表面颜色不同。4.一种基于ARM的嵌入式线性切割设备的控制方法，其特征在于，基于如权利要求1-3任一项所述的基于ARM的嵌入式线性切割设备，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李耀斌，曾雨权，范继辉，
申请(专利权)人：深圳市山龙智控有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44