中文
English
我的账号
购物车
传统的工业缝纫机，主轴驱动大多采用离合器电动机;缝制过程中的动作都靠机械和人工配合完成，存在效率低、体积大、自动化程度低。同时离合器电动机通电后不管机器是否正处于缝制状态，电动机都一直在高速运转，造成了大量电能浪费。
目前市场上多是计算机控制平缝机系统，以德国的杜克普(DURKOOP)、日本的重机(JUKI)、日本的兄弟(BROTHER)等公司为代表，实现了缝制动作的自动化，大大提高了工作效率，降低了能耗，深受市场欢迎。本系统设计开发一款低能耗、高可靠性、精确、快速的位置控制的高速工业缝纫机控制系统，同时价格低廉，相对国外产品具有更高的性价比。
1.硬件组成
硬件结构主要由微控制器、功率驱动模块、相电流相电压测量模块、转子位置测量模块、操作面板模块、电磁阀驱动电路、制动电路、脚踏板传感模块等组成。
在控制系统的硬件设计中，控制器是整个硬件系统运行的核心部件，它要完成信号处理，为电动机提供PWM驱动信号，为电磁阀提供驱动信号，最重要的是控制器要实现整个系统的控制策略，通过各种算法流程实现各种功能。
1)控制器作为工业缝纫机控制系统的核心，一方面产生伺服电动机驱动信号，送给驱动器控制缝纫机完成定针位，，并完成各种不同线迹的控制功能，另一方面产生开关信号给功率开关电路，完成缝纫机的剪线、拨线、前后加固、抬压脚等动作。控制器的动作需要电动机编码器信号、机头同步信号、脚踏板加减信号、电动机电流传感器信号等参与运算歹以协调整个机器完成相应动作。
2)功率驱动电路的主要作用是为无刷直流电动机提供稳定的直流电源，它包括了滤波、整流、逆变及电路的保护。在这种需求下，出现了集成智能功率模块(IPM), IPM将逆变电路、保护电路甚至是整流电路集成在一块芯片上，它的驱动问题可通过模块硬件电路直接解决，方便使用，有着高可靠性。
3)制动电路的主要作用是配合软件回馈制动，为了抑制回馈制动产生的泵生电压。
4)转子位置测量模块由两部分组成，其一为在无刷直流电动机定子上每1200安装的3个霍尔传感器，用于给出电动机换相信号，从而触发中断执行换向程序。另一位正交光栅编码器，用于测量电动机转子的精确位置以及转子的速度和方向。
5)平缝机内需要装配各种电磁阀，有实现剪线的、扫线的以及回针的。这些功能是通过控制器驱动电磁铁的通断吸合来实现的。
2.软件组成
控制软件的主要功能是让用户能够通过脚踏板、键盘来操作整台机器，同时能在液晶显示屏上查看当前的模式设置和运行状态等。由于平缝机伺服系统是一个典型的实时系统，其控制软件就需要具备较好的实时响应性和可靠性。
一般包括下面几个软件模块:
(1)系统初始化模块。这个模块主要莞箫径制器的一些特殊功能寄存器(SRF)的初始化。这个初始化过程不仅包括对控制器时钟的初始化、堆栈和堆栈指针的初始化、中断配置的初始化，还包括各种需要使用的外设接口初始化，如通用1vo口初始化、ADC初始化PWM脉宽调制接口初始化，正交编码接口初始化、通用定时器初始化，还有打AG调试接口的初始化。外设初始化完后还需要对系统中各种变量进行初始化。
(2)交互模块。这个模块主要是针对键盘和显示屏的。对于键盘输人，系统会接收并识别用户的按键信息，做出相应的中断处理。而对于显示屏，则是调用液晶屏生产商提供的操作作函数，将需要出示给用户的信息在液晶点阵上用图像显示。
(3)电动机换相模块。电动机正向旋转或者逆向旋转时，根据霍尔传感器(HALL)传来的电平信息来判断电动机转子的当前相位和换相时的逆变器六路开关控制策略。
(4)电动机速度控制模块。这个模块根据用户设定的速度，按一定的起动策略(突然高速起动会造成很大的系统振荡)进行平稳加速，通过模糊PID控制的速度环和电流滞环进行控速。
(5)错误信息处理模块。这个模块主要处理各种系统出错信息，如HALL传来的信号出错、系统温度过高、过电流、过电压、欠电压等。
(6)系统制动模块。系统需要快速停针，并同时保证停针的精度，需要通过一定的软件策略配合硬件完成。
3.控制系统的技术难点
在系统的硬件和软件设计中，除了满足必要的功能要求，还需要强调可靠性设计，加入多种保护措施，如过电流、欠电压、过电压、过载、堵转等情况下，系统应进人保护状态，保证安全性。硬件设计时要符合电磁兼容要求，软件采用模块化设计，合理划分功能，提高运行速度与准确性。在发生故障时，系统应有报警、代码指示等功能，便于系统的维修、更新等。根据设计经验，平缝机控制系统的主要的技术难点有:
1)系统要求快速起动和停止，对电动机控制的动态性能提出了较高的要求。
2)停针定位精度的保证，若定位不准还会影响能否顺利剪线和拨线。
3)电动机起、停频繁，对脚踏板和控制器硬件的可靠性有很高的要求。
4)负载的非线性对系统振荡、调试的影响。
