[发明专利]一种用于剑杆织机的嵌入式选纬控制器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于剑杆织机选纬控制技术领域，具体涉及一种用于剑杆织机的嵌入式选纬控制器。

背景技术

随着我国纺织工业的水平提高和产品出口的增长，无梭织机的需求量与日俱增。从国外无梭织机技术发展看，在机电一体化、速度、选择等技术上，都发生了巨大变化，而国产设备与国外相比还有很大差距，改善、发展和提高国内无梭织机的性能是迫在眉睫的事情。无梭织机中最重要的机种之一是剑杆织机，而选纬装置是剑杆织机的关键组成部分。一般剑杆织机的选纬工作通过步进电机来完成，那么设计一种能够应用于剑杆织机的拥有高精度、高稳定性的步进电机的控制器就显得尤为重要。现有的步进电机控制器有的采用可控制编程器(PLC)进行控制，成本较高，并且需要专业人员进行操作维护，还有一些步进电机控制器只能驱动一个步进电机，若用在剑杆织机上则需要多个这种控制器，既增加了复杂性，也造成了资金浪费。因此需要发明一款具有安全、稳定、高效、开发性好、低成本的步进电机选纬控制器。

申请号为201320531731.X的中国专利公开了一种步进电机的驱动系统，其中处理器为单片机，单片机通过IO口驱动步进电机驱动电路中的电机驱动芯片进而控制步进电机转轴的正反转并为该芯片提供时钟信号，步进电机驱动电路中的电机驱动芯片为THB7128芯片。单片机的输入信号采用两路P817光耦合器进行隔离，在一定程度上能满足对输入信号的保护作用，达到隔离现场干扰的作用，但随着近几年织机更新换代速度地加快，在产品的出产率和产品质量上提出了更高地要求，这就要求织机在运行稳定性和运行速度(信号传输速率是影响因素之一)上需要进一步提高，已有的驱动系统的信号传输速率已不能满足需求。

在《剑杆织机的选纬装置分析与设计》(张莉美.剑杆织机的选纬装置分析与设计[D].上海交通大学,2010.)中提到的剑杆织机选纬控制器选用ALTERA公司的型号为EP1K50QC208-3的可编程逻辑芯片控制，进行模块化设计，增加了编程的工作量，且灵活性差，如需改变系统运动形式，需重新设计与加工，周期较长，且费用较高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明要解决的实际技术问题是，提供一种用于剑杆织机的嵌入式选纬控制器，该控制器以RAM stm8s003F芯片为核心，通过电源转换模块将24V电源电压转化为3.3V电源电压，为控制器提供恒定的电源电压，为实现对输入信号的保护和抗干扰，选用TLP290-4高速光耦合控制模块把干扰源和易受干扰的部分隔离开来，保持信号联系，同时，选用两个高性能的安硅电容实现对电路的保护作用。此外，为满足控制器在实际设备中的应用，本发明以两个A3986芯片分别控制两个步进电机共同工作，从而提高了对剑杆织机选纬装置上的步进电机的控制效率。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是：提供一种用于剑杆织机的嵌入式选纬控制器，其特征在于该控制器包括微处理器、电源转换模块、第一步进电机驱动模块、第二步进电机驱动模块、高速光耦合控制模块和电路保护模块，所述微处理器、电源转换模块、第一步进电机驱动模块、第二步进电机驱动模块、高速光耦合控制模块和电路保护模块均集成在一块电路板上；所述微处理器设有SWIM接口；所述电源转换模块与外部24V直流电源连接，将外部24V直流电源转为3.3V的直流电源，为整个控制器供电；所述微处理器的输入端通过UART与高速光耦合控制模块连接；微处理器的输出端分别与第一步进电机驱动模块和第二步进电机驱动模块的输入端连接；所述第一步进电机驱动模块和第二步进电机驱动模块均包括全桥电路和A3986芯片，分别外接选纬装置的第一步进电机和第二步进电机，两个步进电机驱动模块同时驱动两个步进电机，能实现两个步进电机同步或异步运行；

所述高速光耦合控制模块选用四路高速光耦合器接收剑杆织机主控制系统的输出信号，收剑杆织机主控制系统输出的高低电平输出信号为步进电机驱动模块所需的脉冲和方向信号，通过该信号来对步进电机转向和速度的进行相应控制；在全桥电路与A3986芯片的LSS1引脚相连接的地方接不大于0.05欧姆的采样电阻，采样电阻与接地端连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)具有两路步进电机驱动模块可驱动两个独立的步进电机。本发明通过A3986芯片实现对步进电机的驱动，每一路采用两个全桥实现步进电动机的速度和方向的控制，进一步实现对选纬盘的速度和方向的控制，此外，在全桥电路与A3986芯片的LSS1引脚相连接的地方加一接近0欧姆的电阻实现与接地端的连接，实现对外接干扰信号的抵抗，进一步提高步进电机的运行精度和稳定性；