[实用新型]全电脑横机控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种采用电脑横机专用驱动器的全电脑横机控制器。

背景技术

横机就是针织横编织机，全电脑横编织机是一种采用微电脑控制的编织机，可以自动完成羊毛衫衣片的编织。我国作为传统的毛纺大国，由于近几年的劳动力短缺，传统的靠人工工作的手摇横机已经很难再生存下去了，急需产业升级。

全电脑横机控制器作为一种技术密度较大的产品，它涉及到人机界面、运动控制、电源管理、伺服驱动、步进电机控制等，一直以来，国内在这个领域都很难突破，跟国外有相当大的差距，不过最近几年通过国内几家公司的努力，情况已经有所好转，但是，这几家公司的产品所采用的技术方案还是跟国外最新技术还有很大的差距；这几家公司的方案基本类似，都是采用自己设计一个CPU控制主板分别连接其它厂家生产的商用主电机伺服驱动器、移床电机伺服驱动器、卷布步进电机驱动器，UPS不间断电源和正负24V、12V、5V四个商用开关电源等，通过机头控制箱和操作盒来完成横机的控制。这种方式的优点是控制器的开发简单，但其缺点是整个控制器体积庞大、线路复杂，维修困难，耗电，成本高，可靠性差，控制器只是一个半成品，需要厂家外购其他公司的驱动器进行安装；同时，系统安装调试都需要专业技术人员，售后服务繁琐，这很大程度上制约了全电脑横机的普及推广。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述存在问题，提供一种结构简单合理、减少大量接线、方便维修维护、系统运行可靠、成本更低、更节能的全电脑横机控制器。

本实用新型的工作原理：由上位机的打版系统生成需要编织织物的动作数据，通过U盘拷贝到操作盒里，系统开机后，由所述电脑横机专用驱动器向操作盒供电，电脑横机专用驱动器开始自检，系统自检正常后，等待用户操作，用户拉动启动把手，由电脑横机专用驱动器检测通过CAN通讯告诉操作盒，操作盒进行判断后再通过CAN通讯告诉电脑横机专用驱动器和机头控制箱，由横机控制器根据动作数据控制横机按照原先导入的编织动作文件开始进行织物的编织。

本实用新型的目的是这样实现的：包括电脑横机专用驱动器、操作盒和机头控制箱，所述电脑横机专用驱动器包括电源转换单元、CPU控制单元、主伺服电机驱动单元、移床伺服电机驱动单元、卷布步进电机驱动单元、副卷布交流电机驱动、送纱器交流电机驱动和传感器接口单元；

所述电源转换单元包括交流电源依顺序经过零检测、整流、母线电压监视的直流310V输出电压供主伺服电机驱动单元和移床伺服电机驱动单元及外部24V开关电源使用；母线电压监视的另一路输出经开关电源转换输出直流15V、12V、5V电源；交流电源经过零检测后的另一路输出供副卷布交流电机驱动单元和送纱器交流电机驱动单元使用；

所述主伺服电机驱动单元包括主伺服IGBT功率驱动部分和主伺服编码器接口，主伺服编码器接口为主伺服连接外部绝对编码通讯接口；开关电源的一组5V输出电源提供给主伺服编码器接口；开关电源的15V输出电源连接IGBT功率驱动部分，CPU的AD模数转换接口通过电流传感器读取主伺服电机相电流，CPU根据该值与当前控制所需相电流以及外部编码器反馈回来的位置数据，再通过FOC算法确定主伺服电机的工作电流，再经CPU的三相PWM输出单元一输出对应的控制信号到IGBT智能功率驱动模块，驱动主伺服电机；

所述移床伺服电机驱动单元包括移床伺服IGBT功率驱动部分和移床伺服编码器接口，移床伺服编码器接口为移床伺服连接外部绝对编码通讯接口；开关电源的一组5V输出电源提供给移床伺服编码器接口；开关电源的15V输出电源连接IGBT功率驱动部分，CPU的AD模数转换接口通过电流传感器读取移床伺服电机相电流，CPU根据该值与当前控制所需相电流以及外部编码器反馈回来的位置数据，再通过FOC算法确定移床伺服电机的工作电流，再经CPU的三相PWM输出单元二输出对应的控制信号到IGBT智能功率驱动模块，驱动移床伺服电机；

所述卷布步进电机驱动单元包括控制电源、步进电机工作电源监视和双H桥驱动电路；开关电源的5V输出电源连接双H桥控制电路；CPU给出当前所需要的速度、转矩和方向信号到双H桥控制电路，由该电路通过双H桥驱动步进电机工作，电源监视单元负责监视当前步进电机是否工作正常，该电路反馈监视信号给CPU，由CPU来给出报警与保护信号；