[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

技術領域

本發明涉及一種采用電腦橫機專用驅動器的全電腦橫機控制器。

背景技術

橫機就是針織橫編織機，全電腦橫編織機是一種采用微電腦控制的編織機，可以自動完成羊毛衫衣片的編織。我國作為傳統的毛紡大國，由于近幾年的勞動力短缺，傳統的靠人工工作的手搖橫機已經很難再生存下去了，急需產業升級。

全電腦橫機控制器作為一種技術密度較大的產品，它涉及到人機界面、運動控制、電源管理、伺服驅動、步進電機控制等，一直以來，國內在這個領域都很難突破，跟國外有相當大的差距，不過最近幾年通過國內幾家公司的努力，情況已經有所好轉，但是，這幾家公司的產品所采用的技術方案還是跟國外最新技術還有很大的差距；這幾家公司的方案基本類似，都是采用自己設計一個CPU控制主板分別連接其它廠家生產的商用主電機伺服驅動器、移床電機伺服驅動器、卷布步進電機驅動器，UPS不間斷電源和正負24V、12V、5V四個商用開關電源等，通過機頭控制箱和操作盒來完成橫機的控制。這種方式的優點是控制器的開發簡單，但其缺點是整個控制器體積龐大、線路復雜，維修困難，耗電，成本高，可靠性差，控制器只是一個半成品，需要廠家外購其他公司的驅動器進行安裝；同時，系統安裝調試都需要專業技術人員，售后服務繁瑣，這很大程度上制約了全電腦橫機的普及推廣。

發明內容

本發明的目的是針對上述存在問題，提供一種結構簡單合理、減少大量接線、方便維修維護、系統運行可靠、成本更低、更節能的全電腦橫機控制器。

本發明的工作原理：由上位機的打版系統生成需要編織織物的動作數據，通過U盤拷貝到操作盒里，系統開機后，由所述電腦橫機專用驅動器向操作盒供電，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，由橫機控制器根據動作數據控制橫機按照原先導入的編織動作文件開始進行織物的編織。

本發明的目的是這樣實現的：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；