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电子套结机控制模式的研究

冯伟  
【摘要】: 随着中国服装贸易的迅速发展,对相关缝制设备的需求量也越来越大,机型专用化的要求也越来越高。但国内专用缝制设备发展相对缓慢,特别是高速电子套结机,不仅价格贵、性能低下,而且大多依赖于进口,已不能满足市场的需求,因此具有独立知识产权、高性能的专用化缝纫机备受市场青睐,同时也代表了我国缝制设备的发展方向。 高速电子套结机是一种多轴协同工作的特种缝制设备。它不仅要求多轴的协同运动性能好,并且单轴的控制精度高。国内厂家大多采用IPC+运动控制卡的方式实现,但这种方式成本高,而且由于采用运动控制卡,单轴加减速过程可控性较差。因此,本文提出用MCU+智能运动控制器的方式实现多轴的协同运动,不仅降低了成本,而且提高了控制精度。 本文从专用缝纫机——高速电子套结机的原理和功能入手,确定了基于交流永磁伺服技术的三轴运动控制系统的整体方案。整体控制系统的硬件平台由主控制卡、多个伺服驱动器和多台电机构成。在设计过程中,首先根据电子套结机的负载、转动惯量、速度等机械参数选择合适的电机和配套的驱动器。其次,采用日本NEC公司的32位微控制器、日本三菱公司的第三代智能功率模块以及美国PI公司的单片开关电源芯片作为核心器件,设计电子套结机控制系统的主控制板、功率板、电源板等硬件电路,并在此硬件平台上做了大量的调试工作。再次,介绍电子套结机的软件部分,着重讨论电子套结机花样文件的存贮格式,并针对主轴电机和从轴电机之间协同运动算法进行详细的分析和设计。最后,对控制系统进行性能测试,结果表明所研制的控制系统已经实现多轴的精确协同运动,完全满足电子套结机缝纫任务的完成。


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