一種高速工業(yè)縫紉機(jī)伺服控制裝置及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高速工業(yè)縫紉機(jī)伺服控制領(lǐng)域，尤其涉及一種高速工業(yè)縫紉機(jī)伺服控制裝置及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)縫紉機(jī)適于縫紉工廠或其他工業(yè)部門中大量生產(chǎn)用的縫制工件的縫紉機(jī)。服裝、鞋帽、等需要用縫紉機(jī)的工廠都是用工業(yè)縫紉機(jī)。
[0003]高速工業(yè)縫紉機(jī)采用直流無刷電機(jī)作為伺服電機(jī)，它既具有直流電機(jī)優(yōu)良的調(diào)速性能，又具有交流電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等一系列優(yōu)點(diǎn)；采用三個(gè)安裝在電機(jī)內(nèi)呈120°分布的霍爾位置傳感器決定電子換向器導(dǎo)通次序，控制縫紉機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，另外為了檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速需要安裝光電編碼器來檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速。
[0004]現(xiàn)有的高速工業(yè)縫紉機(jī)伺服控制系統(tǒng)采用直流無刷電機(jī)作為伺服電機(jī)，縫紉機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)和檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速功能分開，從而造成針位的錯(cuò)誤，出現(xiàn)瑕疵產(chǎn)品，而且隨著速度的上升，失步的概率越高，對(duì)于高要求的加工產(chǎn)品，這是不允許的；而進(jìn)口產(chǎn)品和合資企業(yè)生產(chǎn)的高速工業(yè)縫紉機(jī)，控制上既有速度控制又有位置控制，其控制策略一般采用空間矢量調(diào)制進(jìn)行電機(jī)控制，其運(yùn)算量大，必須使用DSP作為其主控芯片才能實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)算，從而造成成本過高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種在原有高速工業(yè)縫紉機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，從而將縫紉機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)和檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速功能進(jìn)行整合的技術(shù)方案:
[0006]一種高速工業(yè)縫紉機(jī)伺服控制裝置，主體為高速工業(yè)縫紉機(jī)，采用三相直流無刷電機(jī)作為伺服電機(jī)，三相直流無刷電機(jī)的電機(jī)主軸上設(shè)置一個(gè)360線光電編碼盤和一個(gè)霍爾傳感器，在電機(jī)機(jī)頭中的兩個(gè)上下針位固定設(shè)置控制器。
[0007]作為優(yōu)選，360線光電編碼盤為帶有中心安裝孔的薄片圓盤，圓盤表面帶有斷續(xù)的同心圓槽，電機(jī)主軸穿過360線光電編碼盤上的中心安裝孔，將360線光電編碼固定在電機(jī)主軸上任意位置，通過導(dǎo)線與控制器導(dǎo)通。
[0008]作為優(yōu)選，霍爾傳感器距離電機(jī)主軸2?6cm，與360線光電編碼盤上縫隙對(duì)應(yīng)，偏差角度<0.45°，霍爾傳感器通過導(dǎo)線與控制器導(dǎo)通。
[0009]作為優(yōu)選，控制器采用MCU微控制單元。
[0010]高速工業(yè)縫紉機(jī)伺服控制裝置的控制方法包括以下步驟:
[0011](I)縫紉機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，根據(jù)360線光電編碼盤檢測(cè)到的旋轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)信號(hào)，可確定縫紉機(jī)速度；
[0012](2)根據(jù)360線光電編碼盤信號(hào)和一只霍爾傳感器的開關(guān)信號(hào)可決定直流無刷伺服電機(jī)的換相時(shí)刻；
[0013](3)通過電機(jī)主軸上霍爾傳感器確定電機(jī)的第一個(gè)換相時(shí)刻，根據(jù)360線光電編碼盤的信號(hào)可確定三相直流無刷伺服電機(jī)的另外兩個(gè)換相時(shí)刻；
[0014](4)再次讀到霍爾傳感器信號(hào)時(shí)，如果讀到360線光電編碼盤信號(hào)數(shù)在360，表示三相直流無刷伺服電正常運(yùn)轉(zhuǎn)，如果超過這個(gè)范圍，表示電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)有問題，故障報(bào)警；
[0015]作為優(yōu)選，步驟(4)中360線光電編碼盤信號(hào)數(shù)在360±2范圍內(nèi)，用于調(diào)整信號(hào)檢測(cè)誤差。
[0016]本發(fā)明的有益效果在于:
[0017](I)本發(fā)明在原有高速工業(yè)縫紉機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，從而將縫紉機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)和檢測(cè)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速功能進(jìn)行整合，有效降低生產(chǎn)成本。
[0018](2)采用MCU微控制單元作為控制器，取代以往采用DSP作為主控芯片的做法，降低了硬件成本，使設(shè)備具有更高的性價(jià)比和可靠性。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明的原理框圖；
[0021]圖3為本發(fā)明的伺服電機(jī)控制流程圖；
[0022]圖4為本發(fā)明360線光電編碼盤檢測(cè)流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為使本發(fā)明的發(fā)明目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0024]如圖1，圖2所示，高速工業(yè)縫紉機(jī)伺服控制裝置主體為高速工業(yè)縫紉機(jī)，采用直流無刷電機(jī)作為伺服電機(jī)4，在電機(jī)主軸I上安裝一個(gè)360線光電編碼盤2和一只霍爾傳感器3來共同完成電機(jī)換相、縫紉機(jī)速度檢測(cè)及剪線時(shí)刻確定?？p紉機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，MCU微控制單元5根據(jù)360線光電編碼盤2檢測(cè)到的旋轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)信號(hào)，可確定縫紉機(jī)速度，根據(jù)360線光電編碼盤信號(hào)2和一只霍爾傳感器3的開關(guān)信號(hào)可決定直流無刷伺服電機(jī)4的換相時(shí)刻。
[0025]伺服電機(jī)4內(nèi)繞組呈120°分布，是固定的，當(dāng)MCU微控制單元5檢測(cè)到霍爾傳感器3開關(guān)信號(hào)后，就可決定伺服電機(jī)4的一相的換相，縫細(xì)機(jī)旋轉(zhuǎn)一周，360線光電編碼盤2輸出360個(gè)脈沖信號(hào)，結(jié)合360線光電編碼盤2檢測(cè)到的旋轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)信號(hào)，MCU微控制單元5便可決定伺服電機(jī)4的另外兩相的換相時(shí)刻，從而將縫紉機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)和檢測(cè)伺服電機(jī)4轉(zhuǎn)速功能進(jìn)行整合，有效降低生產(chǎn)成本。
[0026]其具體操作步驟如圖3，圖4所示，縫紉機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，根據(jù)360線光電編碼盤2檢測(cè)到的旋轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)信號(hào)，可確定縫紉機(jī)速度，根據(jù)360線光電編碼盤2信號(hào)和霍爾傳感器3的開關(guān)信號(hào)可決定直流無刷伺服電機(jī)4的換相時(shí)刻。
[0027]伺服電機(jī)4內(nèi)繞組呈120°分布，是固定的，當(dāng)MCU微控制單元5檢測(cè)到霍爾傳感器2開關(guān)信號(hào)后，就可決定伺服電機(jī)4的一相的換相，縫細(xì)機(jī)旋轉(zhuǎn)一周，360線光電編碼2盤輸出360個(gè)脈沖信號(hào)，結(jié)合360線光電編碼盤2檢測(cè)到的旋轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)信號(hào)，便可決定直流無刷伺服電機(jī)4的另外兩相的換相時(shí)刻。360線光電編碼盤2讀到的信號(hào)數(shù)量，讀到120個(gè)換相一次。MCU微控制單元5再次讀到霍爾傳感器2信號(hào)時(shí)，如果讀到360線光電編碼盤2信號(hào)數(shù)在360±2，表示伺服電機(jī)4正常運(yùn)轉(zhuǎn)，其中的信號(hào)數(shù)允許在±2的范圍內(nèi)的偏差，用于調(diào)整信號(hào)檢測(cè)誤差，如果超過這個(gè)范圍，表示伺服電機(jī)4運(yùn)轉(zhuǎn)有問題，故障報(bào)警。
[0028]上述實(shí)施例只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不是對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的限制，只要是不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動(dòng)即可在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案，均應(yīng)視為落入本發(fā)明專利的權(quán)利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高速工業(yè)縫紉機(jī)伺服控制裝置，主體為高速工業(yè)縫紉機(jī)，采用三相直流無刷電機(jī)作為伺服電機(jī)，其特征在于:所述三相直流無刷電機(jī)的電機(jī)主軸上設(shè)置一個(gè)360線光電編碼盤和一個(gè)霍爾傳感器，在電機(jī)機(jī)頭中的兩個(gè)上下針位固定設(shè)置控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高速工業(yè)縫紉機(jī)伺服控制裝置，其特征在于:所述360線光電編碼盤為帶有中心安裝孔的薄片圓盤，圓盤表面帶有斷續(xù)的同心圓槽，電機(jī)主軸穿過360線光電編碼盤上的中心安裝孔，將360線光電編碼固定在電機(jī)主軸上任意位置，通過導(dǎo)線與控制器導(dǎo)通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高速工業(yè)縫紉機(jī)伺服控制裝置，其特征在于:所述霍爾傳感器距離電機(jī)主軸2?6cm，與360線光電編碼盤上縫隙對(duì)應(yīng)，偏差角度< 0.45°，霍爾傳感器通過導(dǎo)線與控制器導(dǎo)通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高速工業(yè)縫紉機(jī)伺服控制裝置，其特征在于:所述控制器采用MCU微控制單元。
5.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述一種高速工業(yè)縫紉機(jī)伺服控制裝置的控制方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)縫紉機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，根據(jù)360線光電編碼盤檢測(cè)到的旋轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)信號(hào)，可確定縫紉機(jī)速度； (2)根據(jù)360線光電編碼盤信號(hào)和一只霍爾傳感器的開關(guān)信號(hào)可決定直流無刷伺服電機(jī)的換相時(shí)刻； (3)通過電機(jī)主軸上霍爾傳感器確定電機(jī)的第一個(gè)換相時(shí)刻，根據(jù)360線光電編碼盤的信號(hào)可確定三相直流無刷伺服電機(jī)的另外兩個(gè)換相時(shí)刻； (4)再次讀到霍爾傳感器信號(hào)時(shí)，如果讀到360線光電編碼盤信號(hào)數(shù)在360，表示三相直流無刷伺服電正常運(yùn)轉(zhuǎn)，如果超過這個(gè)范圍，表示電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)有問題，故障報(bào)警。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種高速工業(yè)縫紉機(jī)伺服控制裝置的控制方法，其特征在于:所述步驟(4)中360線光電編碼盤信號(hào)數(shù)在360±2范圍內(nèi)，用于調(diào)整信號(hào)檢測(cè)誤差。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種高速工業(yè)縫紉機(jī)伺服控制裝置及其控制方法，主體為高速工業(yè)縫紉機(jī)，采用直流無刷電機(jī)作為伺服電機(jī)，在高速工業(yè)縫紉機(jī)電機(jī)主軸上設(shè)置一個(gè)360線光電編碼盤，在電機(jī)機(jī)頭中的兩個(gè)上下針位設(shè)置霍爾傳感器和控制器。在原有高速工業(yè)縫紉機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，從而將縫紉機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)和檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速功能進(jìn)行整合，有效降低生產(chǎn)成本。采用MCU微控制單元作為控制器，取代以往采用DSP作為主控芯片的做法，降低了硬件成本，使設(shè)備具有更高的性價(jià)比和可靠性。
【IPC分類】D05B19-02
【公開號(hào)】CN104762759
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510219573
【發(fā)明人】趙溫才, 李州木
【申請(qǐng)人】武漢加權(quán)科技有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年4月29日