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(多图)以ARM为核心的裁床数据处理系统

项贤军?? 李玥?? 宁宗奇?? 上海工程技术大学高等职业技术学院?? 2015年03月06日 ?? 收藏1
本设计中的裁床主要是针对服装等相关行业的软性材料裁剪,国内在该方面自动化程度不高,生产效率低,在劳动力成本不断提高的情况下,急切需要提高自动化程度。本设计提出的控制系统方案是ARM+PLC的控制方式,将排料功能独立出来在PC上完成,ARM平台负责数据处理,PLC控制执行器件运行。

1 数据处理系统功能分析

数据处理系统主要包括PLT文件数据处理模块和通信模块。为了保证系统有较好的数据处理能力,系统以ARM Cortex-A8处理器为核心,嵌入式操作系统使用微软公司的WindOws CE6.0。系统需要从移动存储设备获取PLT文件,目前主流的移动存储设备都是USB接口,因此需要系统具备USB通信功能。数据处理系统需要跟执行机构控制器PLC进行通信,由于数据量较大,采用TCP/IP通信比较合理,其功能框图如图1所示。

图1 数据处理系统功能框图
图1 数据处理系统功能框图

2 PLT文件解析及优化设计

PLT文件包含图形向量信息,原本是用于用户喷图打印的。在本系统中,PLT文件被用来存放裁床裁片轮廓边界点的坐标信息和刀笔的操作信息。从存储设备中读取的文件数据量较大,包含很多命令。如果将这些数据直接传送到PLC,无疑会增加数据传输量,并且需要PLC增加数据处理和计算的过程,影响系统的实时性。因此,在数据处理系统中将PLT文件数据先进行处理,并且进行适当的优化,从而减少数据量,提高PLC处理的实时性。

2.1 PLT文件解析

数据处理系统读人的文件是PLT文件,PLT文件源自于HP公司,最初主要用于打印机指令文件。其命令用来描述2D图形信息,采用ASCII码来表示,其内容只包含图形的线条信息。而裁床在裁割过程中裁刀行走的路径也是由许多线段组成的,因此用PLT文件来描述和存储裁床裁片形状的信息是非常合适的。

PLT文件中的一条PLT指令由命令加参数的方式组成,分号表示该条指令结束。一条指令可以有多个参数,参数之间以逗号分开。其常用指令如表1所列。

表1 PLT文件解析

下面以裁割长方形裁片为例,说明裁床PLT文件的格式。设定裁床的左下角为坐标原点,长方形裁片位于原点的右上角,其坐标点如图2所示,则该图形在PLT文件中的数据应该为“IN;SP1;PU600,600;PD600,1 200;PD1 800,1 200;PD1 800,600;PD600,600;PU;PG;”。PLT文件中的长度与实际的长度单位换算关系:40个PLT文件中的单位=1 mm。

图2 长方形裁片坐标示意图
图2 长方形裁片坐标示意图

由于执行机构控制器PLC的存储空间有限,数据处理系统应尽可能地减少数据总量。在实际的加工过程中,PLC需要的是加工过程中的坐标点值,只要上下位机之间制定合理的协议,就可以将PLT文件中的命令去除,直接将坐标点发送到PLC。这样既有利于节约下位机的存储空间,而且也能减少下位机的运算过程。上下位机约定每一个坐标值的x和y数值的长度都为16位二进制数。那么裁床最大的有效裁割长度和宽度为65 536/40=1 638.4 mm,足够普通的裁床使用。

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嵌入式系统? 裁床? 数据处理? TCP/IP?

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