[發明專利]全電腦橫機控制器

有效

• 申請號: 201210460969.8
• 申請日: 2012-11-15
• 公開（公告）號: CN102929168A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 梁博宇;張萬新;李榕健
• 申請（專利權）人: 揭陽市南星機械有限公司
• 主分類號: G05B19/04
• 分類號: G05B19/04
• 代理公司: 揭陽市博佳專利代理事務所 44252
• 代理人: 黃少松

1.一種全電腦橫機控制器，其特征在于：包括電腦橫機專用驅動器、操作盒和機頭控制箱，所述電腦橫機專用驅動器包括電源轉換單元、CPU控制單元、主伺服電機驅動單元、移床伺服電機驅動單元、卷布步進電機驅動單元、副卷布交流電機驅動、送紗器交流電機驅動和傳感器接口單元；

所述電源轉換單元包括交流電源依順序經過零檢測、整流、母線電壓監視的直流310V輸出電壓供主伺服電機驅動單元和移床伺服電機驅動單元及外部24V開關電源使用；母線電壓監視的另一路輸出經開關電源轉換輸出直流15V、12V、5V電源；交流電源經過零檢測后的另一路輸出供副卷布交流電機驅動單元和送紗器交流電機驅動單元使用；

所述主伺服電機驅動單元包括主伺服IGBT功率驅動部分和主伺服編碼器接口，主伺服編碼器接口為主伺服連接外部絕對編碼通訊接口；開關電源的一組5V輸出電源提供給主伺服編碼器接口；開關電源的15V輸出電源連接IGBT功率驅動部分，CPU的AD模數轉換接口通過電流傳感器讀取主伺服電機相電流，CPU根據該值與當前控制所需相電流以及外部編碼器反饋回來的位置數據，再通過FOC算法確定主伺服電機的工作電流，再經CPU的三相PWM輸出單元一輸出對應的控制信號到IGBT智能功率驅動模塊，驅動主伺服電機；

所述移床伺服電機驅動單元包括移床伺服IGBT功率驅動部分和移床伺服編碼器接口，移床伺服編碼器接口為移床伺服連接外部絕對編碼通訊接口；開關電源的一組5V輸出電源提供給移床伺服編碼器接口；開關電源的15V輸出電源連接IGBT功率驅動部分，CPU的AD模數轉換接口通過電流傳感器讀取移床伺服電機相電流，CPU根據該值與當前控制所需相電流以及外部編碼器反饋回來的位置數據，再通過FOC算法確定移床伺服電機的工作電流，再經CPU的三相PWM輸出單元二輸出對應的控制信號到IGBT智能功率驅動模塊，驅動移床伺服電機；

所述卷布步進電機驅動單元包括控制電源、步進電機工作電源監視和雙H橋驅動電路；開關電源的5V輸出電源連接雙H橋控制電路；CPU給出當前所需要的速度、轉矩和方向信號到雙H橋控制電路，由該電路通過雙H橋驅動步進電機工作，電源監視單元負責監視當前步進電機是否工作正常，該電路反饋監視信號給CPU，由CPU來給出報警與保護信號；

所述副卷布交流電機驅動和送紗器交流電機驅動控制連接到CPU，交流電源過零檢測電路給出相位同步信號到CPU，CPU根據該信號控制雙向可控硅實現副卷布交流電機、左右送紗器交流電機的停機、速度的控制；同時，CPU還根據該過零檢測電路給出的相位同步信號來判斷外部是否是斷電，進行斷電數據保存；

所述傳感器接口單元包括開關電源的12V輸出電源連接到該控制器的工作溫度監視電路、運行狀態指示電路、I/O接口、調試接口、擴展接口和CAN通訊接口；I/O接口連接外部各傳感器，調試接口為生產調試以及脫機調試工作用，擴展接口為以后功能擴展用，CAN通訊接口是連接操作盒和機頭控制箱。

2.根據權利要求1所述的全電腦橫機控制器，其特征在于：通過所述電腦橫機專用驅動器實現所有主伺服電機、移床伺服電機、卷布步進電機、副卷布交流電機、左右送紗器交流電機的全部控制以及外部傳感器的檢測。

3.根據權利要求1所述的全電腦橫機控制器，其特征在于：所述操作盒控制所述電腦橫機專用驅動器；操作盒為系統操作核心，提供系統界面、系統工作的監視、動作測試、動作文件的輸入、編輯、管理以及運行動作判斷的控制，并由機頭控制箱完成對應動作。

4.根據權利要求3所述的全電腦橫機控制器，其特征在于：所述機頭控制箱包括電源轉接板和機頭控制驅動板，由操作盒通過CAN通訊發送過來的對應驅動機頭的動作命名，機頭控制驅動板接收命令將對應命令解釋為對應動作；機頭控制驅動板相應的電磁鐵、密度步進電機、選針器完成對應編織織物的動作。

5.根據權利要求1、2、3或4所述的全電腦橫機控制器，其特征在于：系統開機后，由所述電腦橫機專用驅動器給操作盒供電，電腦橫機專用驅動器開始自檢，系統自檢正常后，等待用戶操作，用戶拉動啟動把手，由電腦橫機專用驅動器檢測通過CAN通訊告訴操作盒，操作盒進行判斷后再通過CAN通訊告訴電腦橫機專用驅動器和機頭控制箱，讓橫機按照原先導入的編織動作文件開始進行織物的編織。

6.根據權利要求5所述的全電腦橫機控制器，其特征在于：所述電腦橫機專用驅動器程序開始，初始化I/O和CAN通訊，判斷有主程序及主電源正常后，初始化定時器，通過FOC初始化參數正常后，通過CAN通訊命令，控制主伺服電機、移床伺服電機、卷布步進電機、左右送紗器交流電機動作；同時實現外部故障檢測、母線電壓檢測、系統溫度檢測、按鍵檢測和步進電機工作電流檢測。