一種針織橫機(jī)機(jī)頭的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種橫機(jī)機(jī)頭。該針織橫機(jī)機(jī)頭，包括由CAN總線通信的橫機(jī)主控板、橫機(jī)機(jī)頭控制機(jī)構(gòu)、多個度目電機(jī)和多個與度目電機(jī)對應(yīng)的度目三角，所述度目電機(jī)均是步進(jìn)電機(jī)，其輸出端通過傳動機(jī)構(gòu)連接對應(yīng)的度目三角；還包括多個用于獨(dú)立控制每個度目電機(jī)并根據(jù)度目三角位置實(shí)時響應(yīng)的控制系統(tǒng)；多個所述控制系統(tǒng)分別通過CAN總線通信連接在所述橫機(jī)主控板和每個度目電機(jī)之間。該橫機(jī)機(jī)頭是一種基于CAN通信組網(wǎng)的，由CAN分支獨(dú)立控制的度目電機(jī)，能夠?qū)Χ饶咳沁M(jìn)行實(shí)時可變控制。
【專利說明】一種針織橫機(jī)機(jī)頭

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種橫機(jī)機(jī)頭。

【背景技術(shù)】
[0002]目前橫機(jī)一行成圈只有一個密度值，織物效果變化單一，經(jīng)常會遇到收針的時候由于密度過緊，造成〃暴夾花〃的現(xiàn)象，為此有一種在柵板結(jié)構(gòu)上增加吊目二段度目結(jié)構(gòu)的方法，來解決此現(xiàn)象，但依然只能對度目成圈變化兩次，無法實(shí)現(xiàn)多段度目控制。
[0003]現(xiàn)行橫機(jī)控制系統(tǒng)，雖然采用了實(shí)時性很高的CAN通信，但多個度目電機(jī)的控制全部由CAN的一個分支節(jié)點(diǎn)來控制，實(shí)時性大打折扣，如圖1所示，橫機(jī)主控和橫機(jī)機(jī)頭通過CAN通信，但機(jī)頭要負(fù)擔(dān)紗嘴，選針，度目，三角，生克電機(jī)等大量的外設(shè)控制和檢測工作，同時再提供度目電機(jī)的實(shí)時控制已經(jīng)捉襟見肘了，因此上述系統(tǒng)無法在此現(xiàn)行系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)可變度目的功能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的提供一種基于CAN通信組網(wǎng)的，由CAN分支獨(dú)立控制的度目電機(jī)，能夠?qū)Χ饶咳沁M(jìn)行實(shí)時可變控制的橫機(jī)機(jī)頭。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案:
[0006]一種針織橫機(jī)機(jī)頭，包括由CAN總線通信的橫機(jī)主控板、橫機(jī)機(jī)頭控制機(jī)構(gòu)、多個度目電機(jī)和多個與度目電機(jī)對應(yīng)的度目三角，所述度目電機(jī)均是步進(jìn)電機(jī)，其輸出端通過傳動機(jī)構(gòu)連接對應(yīng)的度目三角；還包括多個用于獨(dú)立控制每個度目電機(jī)并根據(jù)度目三角位置實(shí)時響應(yīng)的控制系統(tǒng)；多個所述控制系統(tǒng)分別通過CAN總線通信連接在所述橫機(jī)主控板和每個度目電機(jī)之間。
[0007]作為優(yōu)選，所述控制系統(tǒng)包括:電源模塊、CAN總線收發(fā)器、控制模塊、度目電機(jī)驅(qū)動電路和用于確定度目三角位置的感應(yīng)機(jī)構(gòu)；所述電源模塊用于給系統(tǒng)中各個控制部分供電；CAN總線收發(fā)器、控制模塊和度目電機(jī)依次通訊連接；用于確定度目三角位置的感應(yīng)機(jī)構(gòu)一端連接度目三角或度目電機(jī)，另一端信號連接控制模塊。
[0008]作為優(yōu)選，所述控制系統(tǒng)包括中的電源模塊包括DC-DC變換電路；所述控制模塊包括:DSP控制器，所述DSP控制器用于將輸入的數(shù)字信號進(jìn)行運(yùn)算處理并輸出PWM信號；以及度目電機(jī)驅(qū)動電路；用于將所述PWM信號轉(zhuǎn)換并輸入至度目電機(jī)，以驅(qū)動度目電機(jī)實(shí)時動作；所述用于確定度目三角位置的感應(yīng)機(jī)構(gòu)包括:磁感應(yīng)編碼器，用于檢測度目電機(jī)每次的轉(zhuǎn)位行程，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并將數(shù)字信號輸入DSP控制器；以及零位傳感器，用于檢測度目三角上的零位，并將所述零位信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸入所述DSP控制器；所述DC-DC變換電路分別連接所述CAN總線收發(fā)器、DSP控制器、感應(yīng)編碼器和度目電機(jī)驅(qū)動電路；所述CAN總線收發(fā)器輸入端連接橫機(jī)主控板，CAN總線收發(fā)器輸出端連接DSP控制器；所述DSP控制器輸出端連接所述度目電機(jī)驅(qū)動電路；所述零位傳感器一端連接度目三角上的零位監(jiān)測點(diǎn)，另一端連接所述DSP控制器，形成第一閉環(huán)；感應(yīng)編碼器一端連接度目電機(jī)，另一端連接所述DSP控制器，形成第二閉環(huán)；第一閉環(huán)和第二閉環(huán)共同構(gòu)成度目三角的位置閉環(huán)。
[0009]作為優(yōu)選，所述DC-DC變換電路上設(shè)有負(fù)載短路保護(hù)電路，更好地保護(hù)控制系統(tǒng)。
[0010]作為優(yōu)選，所述度目電機(jī)驅(qū)動電路包括電容模塊、用于連接DSP控制器輸出端的通信接口模塊、驅(qū)動芯片、第一 H橋電路和第二 H橋電路；所述電容模塊連接在驅(qū)動芯片一側(cè)，通信接口模塊連接在所述驅(qū)動芯片輸入端，第一 H橋電路和第二 H橋電路均連接在所述驅(qū)動芯片輸出端；所述驅(qū)動芯片用于將PWM信號轉(zhuǎn)化成度目電機(jī)匹配的脈沖信號，再通過第一 H橋電路和第二 H橋電路驅(qū)動度目電機(jī)的AB相。
[0011]采用了上述技術(shù)方案的橫機(jī)機(jī)頭，該橫機(jī)機(jī)頭是一種基于CAN組網(wǎng)的橫機(jī)可變度目的實(shí)現(xiàn)橫機(jī)機(jī)頭，與現(xiàn)行橫機(jī)電控系統(tǒng)區(qū)別在于一個度目電機(jī)就是一個CAN分支,對每個度目電機(jī)都通過一套控制系統(tǒng)獨(dú)立控制，使得度目電機(jī)控制從機(jī)頭控制里剝離出來，與橫機(jī)主控、機(jī)頭控制組成CAN總線通信，不僅僅減輕機(jī)頭控制的負(fù)擔(dān)，而且改進(jìn)后橫機(jī)機(jī)頭主控板可直接與每個度目電機(jī)直接通信，控制其運(yùn)動軌跡，反應(yīng)出成圈大小，可以提高度目值變化的實(shí)時性。表現(xiàn)在針織效果上，本實(shí)用新型正是實(shí)現(xiàn)分段度目控制，在一行區(qū)間內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)多段的可變度目控制，即同一行中不同組織執(zhí)行不同密度，有效提高整體織物的平滑度，防止卷邊，提高編織效率，豐富了織物種類。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1:現(xiàn)有技術(shù)中的橫機(jī)機(jī)頭結(jié)構(gòu)框圖。
[0013]圖2:實(shí)施例中橫機(jī)機(jī)頭的結(jié)構(gòu)框圖。
[0014]圖3:實(shí)施例中控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0015]圖4:實(shí)施例中度目電機(jī)驅(qū)動電路的電路結(jié)構(gòu)框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述。
[0017]實(shí)施例:如圖2、圖3和圖4所示的一種橫機(jī)機(jī)頭，該橫機(jī)機(jī)頭包括由CAN總線通信的橫機(jī)主控板、橫機(jī)機(jī)頭控制機(jī)構(gòu)、多個度目電機(jī)、多個與度目電機(jī)對應(yīng)的度目三角和多個用于獨(dú)立控制每個度目電機(jī)并根據(jù)度目三角位置實(shí)時響應(yīng)的控制系統(tǒng)，度目電機(jī)、度目三角以及控制系統(tǒng)的數(shù)量相同，每個度目電機(jī)分別連接一個度目三角，多個控制系統(tǒng)分別通過CAN總線通信連接在所述橫機(jī)主控板和每個度目電機(jī)之間，保證每個度目電機(jī)被一套控制系統(tǒng)獨(dú)立控制。這種系統(tǒng)控制架構(gòu)與現(xiàn)行橫機(jī)電控系統(tǒng)區(qū)別在于一個度目電機(jī)就是一個CAN分支，由一套控制系統(tǒng)獨(dú)立控制，這樣橫機(jī)主控對度目電機(jī)的控制可以做到最大化的實(shí)時性。如圖2，度目電機(jī)的控制從機(jī)頭控制里剝離出來，獨(dú)立與橫機(jī)主控、機(jī)頭控制組成CAN總線通信，使得橫機(jī)主控板可直接與每個度目電機(jī)直接通信，控制其運(yùn)動軌跡，反應(yīng)出成圈大小。
[0018]上述度目電機(jī)均是步進(jìn)電機(jī)，其輸出端通過傳動機(jī)構(gòu)連接對應(yīng)的度目三角，這里的連接結(jié)構(gòu)式現(xiàn)有技術(shù)，不再贅述。
[0019]針對本實(shí)用新型而言，上述控制系統(tǒng)包括DC-DC變換電路、CAN總線收發(fā)器、磁感應(yīng)編碼器、零位傳感器和度目電機(jī)驅(qū)動電路。而上述度目電機(jī)一般為直流24V，所以供電采用24V，經(jīng)過DC-DC變換電路，DC-DC變換電路將外部電源變換成所需直流電，給系統(tǒng)中各個控制部分提供低壓電源。另外此DC-DC電路設(shè)有負(fù)載短路保護(hù)電路，防止負(fù)載短路造成各個控制部件的電路的損壞。結(jié)構(gòu)上，表現(xiàn)在DC-DC變換電路分別連接所述CAN總線收發(fā)器、DSP控制器、磁感應(yīng)編碼器和度目電機(jī)驅(qū)動電路。上述CAN總線收發(fā)器與其他模塊組成CAN總線，構(gòu)成與橫機(jī)主控板相通信的橋梁，此總線是雙全工，速度可達(dá)1Mbps，實(shí)時性高，多節(jié)點(diǎn)可同時發(fā)起通信，有優(yōu)先級控制，不會發(fā)生堵塞。結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系上，CAN總線收發(fā)器的輸入端連接橫機(jī)主控板，其輸出端連接DSP控制器，DSP控制器輸出端連接度目電機(jī)驅(qū)動電路，度目電機(jī)驅(qū)動電路輸出端連接度目電機(jī)，以驅(qū)動度目電機(jī)實(shí)時活動。
[0020]上述磁感應(yīng)編碼器連接度目電機(jī)，磁感應(yīng)編碼器用于檢測度目電機(jī)每次的轉(zhuǎn)位行程，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并將數(shù)字信號輸入DSP控制器，形成第一個閉環(huán)回路。上述零位傳感器在度目三角上設(shè)有監(jiān)測點(diǎn)，其檢測度目三角的零位，并將零位信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸入DSP控制器，形成第二個閉環(huán)回路。
[0021]確定度目三角的零位，再通過度目電機(jī)的轉(zhuǎn)位行程確定度目三角的實(shí)時移位，SP可完全確定度目三角的位置和動作方式，在橫機(jī)運(yùn)動的任何時候都能實(shí)時控制度目三角的壓針位置，由于此控制器增加了位置閉環(huán)，所以橫機(jī)主控板可以得知其所有度目當(dāng)前位置所在，大大提高了橫機(jī)機(jī)頭控制的精確性和穩(wěn)定性，從而為驅(qū)動度目電機(jī)實(shí)現(xiàn)可變度目奠定了控制基礎(chǔ)。上述DSP控制器將CAN總線收發(fā)器、磁感應(yīng)編碼器和零位傳感器輸入的數(shù)字型號運(yùn)算處理，輸出PWM信號，由于DSP控制器輸出端連接度目電機(jī)驅(qū)動電路，而度目電機(jī)驅(qū)動電路的功能就是將PWM信號轉(zhuǎn)換成度目電機(jī)所能接收的信號，并連接度目電機(jī)，以驅(qū)動度目電機(jī)實(shí)時動作，度目三角的移動跟隨度目電機(jī)，實(shí)現(xiàn)針織過程度目可變。此度目電機(jī)控制器的核心控制采用了 TI的DSP控制器，由于該DSP控制器具有的哈弗結(jié)構(gòu)和乘法器，另外加上高級定時器的PWM輸出控制和正交編碼接口，使其特別適合于電機(jī)控制領(lǐng)域，采用此系列的控制核心，可以完全滿足可變度目控制系統(tǒng)的需求。在本發(fā)明中，通過DSP的核心控制包括以下有益效果:1、產(chǎn)生PWM輸出來控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路；2、驅(qū)動電路的報(bào)警故障反饋也通過DSP的中斷快速反應(yīng)，達(dá)到保護(hù)，報(bào)警等效果；3、各種通信機(jī)制的協(xié)議處理和控制指令的下發(fā)，也通過DSP控制器處理；4、上述的零位傳感器也由DSP檢測；5磁編對電機(jī)位置的實(shí)時檢測處理也有DSP完成；6電機(jī)控制的快速響應(yīng)的PID算法由DSP實(shí)時處理。圖4中所示，度目電機(jī)驅(qū)動電路包括電容模塊、用于連接DSP控制器輸出端的通信接口模塊、驅(qū)動芯片、第一 H橋電路和第二 H橋電路組成。所述電容模塊連接在驅(qū)動芯片一側(cè)，通信接口模塊連接在驅(qū)動芯片輸入端，第一 H橋電路和第二 H橋電路均連接在驅(qū)動芯片輸出端。
[0022]由于度目電機(jī)一般為2相4線制步進(jìn)電機(jī)，所以驅(qū)動芯片不僅將PWM信號轉(zhuǎn)化成度目電機(jī)匹配的脈沖信號，還需要雙H橋電路，通過第一 H橋電路和第二 H橋電路以驅(qū)動度目電機(jī)的AB相。上述驅(qū)動芯片采用TI公司，型號為DRV8711型的步進(jìn)前置驅(qū)動芯片，最高細(xì)分可以做到256細(xì)分，過溫、過流、短路等各種保護(hù)機(jī)制完善，通過spi通信可配置具體工作方式，驅(qū)動接口有方向和脈沖信號給定，方便實(shí)時。
[0023]為了更加具體地例舉本發(fā)明的度目電機(jī)驅(qū)動電路，上述電容模塊具體包括如圖4所示的電容Cl、電容C2、電容C3和電容C4四個電容；而四個電容都連接在DRV8711型步進(jìn)前置驅(qū)動芯片一端。具體地，上述電容Cl兩級均連接在驅(qū)動芯片兩個針腳上，為電荷泵電路泵送電容，上述電容C2、電容C3和電容C4依次也是連接在該驅(qū)動芯片上，但電容C2 —端還連接24V高電平，其用于高邊門極驅(qū)動電壓的濾波，電容C3和電容C4的一端都接地，上述電容C3用于5V輸出電壓濾波，電容C4用于內(nèi)部邏輯供電電壓濾波。
[0024]最后，為了更精確定位和構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，本實(shí)施例優(yōu)選采用磁感應(yīng)編碼器進(jìn)行磁編位置檢測，由高速響應(yīng)的磁感應(yīng)集成芯片來完成。磁感應(yīng)編碼器的優(yōu)勢在有其不受粉塵等耐環(huán)境性能好，結(jié)構(gòu)簡單，溫度范圍寬，特別適合于橫機(jī)的工作環(huán)境。對于響應(yīng)速度和分辨率，由于橫機(jī)最高速度為1.2m/s,度目最大行程在I圈左右,所以我們選擇的響應(yīng)速度2us和分辨率500線的磁編碼器足以滿足要求。加上DSP控制器的正交編碼的硬件接口，可以快速準(zhǔn)確的反饋出步進(jìn)電機(jī)實(shí)時位置，滿足可變度目功能要求。
[0025]上述所說的橫機(jī)可變度目即是多段的度目成圈控制，在編織區(qū)域內(nèi)，可以實(shí)時動作，形成不同的密度值，提高織物的平滑度，增加織物種類，還可防止卷邊。
[0026]除本實(shí)施例以外，本實(shí)用新型的磁感應(yīng)編碼器和零位傳感器還可以使其他能夠?qū)崿F(xiàn)對度目三角進(jìn)行位置感應(yīng)的感應(yīng)機(jī)構(gòu)，當(dāng)然不僅僅是部件組合，也可以是單個部件。控制器除了采用DSP控制器外，還可以采用其他有效的控制器。值得注意的是，本實(shí)用新型所要保護(hù)的并不限于上述實(shí)施例，通過相似精神原理的修飾、變換和等同替換，均應(yīng)當(dāng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)之列。
【權(quán)利要求】
1.一種針織橫機(jī)機(jī)頭，包括由CAN總線通信的橫機(jī)主控板、橫機(jī)機(jī)頭控制機(jī)構(gòu)、多個度目電機(jī)(I)和多個與度目電機(jī)對應(yīng)的度目三角(3)，所述度目電機(jī)(I)均是步進(jìn)電機(jī)，其輸出端通過傳動機(jī)構(gòu)連接對應(yīng)的度目三角(3);其特征在于:還包括多個用于獨(dú)立控制每個度目電機(jī)并根據(jù)度目三角(3)位置實(shí)時響應(yīng)的控制系統(tǒng)；多個所述控制系統(tǒng)分別通過CAN總線通信連接在所述橫機(jī)主控板和每個度目電機(jī)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針織橫機(jī)機(jī)頭，其特征在于:所述控制系統(tǒng)包括:電源模塊、CAN總線收發(fā)器、控制模塊、度目電機(jī)驅(qū)動電路和用于確定度目三角(3)位置的感應(yīng)機(jī)構(gòu)；所述電源模塊用于給系統(tǒng)中各個控制部分供電；CAN總線收發(fā)器、控制模塊和度目電機(jī)依次通訊連接；用于確定度目三角(3)位置的感應(yīng)機(jī)構(gòu)一端連接度目三角(3)或度目電機(jī)(2)，另一端信號連接控制模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針織橫機(jī)機(jī)頭，其特征在于: 所述控制系統(tǒng)包括中的電源模塊包括DC-DC變換電路； 所述控制模塊包括: -DSP控制器，所述DSP控制器用于將輸入的數(shù)字信號進(jìn)行運(yùn)算處理并輸出PWM信號；以及 -度目電機(jī)驅(qū)動電路；用于將所述PWM信號轉(zhuǎn)換并輸入至度目電機(jī)⑴，以驅(qū)動度目電機(jī)⑴實(shí)時動作； 所述用于確定度目三角(3)位置的感應(yīng)機(jī)構(gòu)包括: -磁感應(yīng)編碼器，用于檢測度目電機(jī)(I)每次的轉(zhuǎn)位行程，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并將數(shù)字信號輸入DSP控制器；以及 -零位傳感器，用于檢測度目三角(3)上的零位，并將所述零位信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸入所述DSP控制器； 所述DC-DC變換電路分別連接所述CAN總線收發(fā)器、DSP控制器、感應(yīng)編碼器和度目電機(jī)驅(qū)動電路；所述CAN總線收發(fā)器輸入端連接橫機(jī)主控板，CAN總線收發(fā)器輸出端連接DSP控制器；所述DSP控制器輸出端連接所述度目電機(jī)驅(qū)動電路；所述零位傳感器一端連接度目三角(3)上的零位監(jiān)測點(diǎn)，另一端連接所述DSP控制器，形成第一閉環(huán)；感應(yīng)編碼器一端連接度目電機(jī)，另一端連接所述DSP控制器，形成第二閉環(huán)；第一閉環(huán)和第二閉環(huán)共同構(gòu)成度目三角(3)的位置閉環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種針織橫機(jī)機(jī)頭，其特征在于:其特征在于:所述DC-DC變換電路上設(shè)有負(fù)載短路保護(hù)電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針織橫機(jī)機(jī)頭，其特征在于:所述度目電機(jī)驅(qū)動電路包括電容模塊、用于連接DSP控制器輸出端的通信接口模塊、驅(qū)動芯片、第一 H橋電路和第二H橋電路；所述電容模塊連接在驅(qū)動芯片一側(cè)，通信接口模塊連接在所述驅(qū)動芯片輸入端，第一 H橋電路和第二 H橋電路均連接在所述驅(qū)動芯片輸出端；所述驅(qū)動芯片用于將PWM信號轉(zhuǎn)化成度目電機(jī)(I)匹配的脈沖信號，再通過第一 H橋電路和第二 H橋電路驅(qū)動度目電機(jī)(I)的AB相。
【文檔編號】D04B15/70GK204000166SQ201420444226
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月7日
【發(fā)明者】胡軍祥, 李憲 申請人:浙江恒強(qiáng)科技股份有限公司