一种缝纫机控制电路及其控制系统技术方案

一种缝纫机控制电路及其控制系统，它主要是解决现有传统罗拉车只有一个主轴电机，靠机械来带动针杆上下以及针杆摆动、定位不准确，无法满足更加复杂的工艺要求等问题，不能满足复杂的工艺要求。其技术方案要点是：包括开关电源单元、主轴电机模块单元、步进电机模块单元、控制单元、外部输入信号单元和缝纫机控制电路，所述电机执行单元包括伺服电机驱动、步进电机驱动和低压步进电机驱动，所述控制单元包括RAM主控系统和MOS开关控制系统，所述开关电源单元通过缝纫机控制电路连接伺服电机驱动、步进电机驱动、低压步进驱动、RAM主控系统和MOS开关控制系统。和MOS开关控制系统。和MOS开关控制系统。

【技术实现步骤摘要】
一种缝纫机控制电路及其控制系统


[0001]本技术涉及一种缝纫机控制电路及其控制系统，特别是一种多轴电机工作的缝纫机控制电路及其控制系统。

技术介绍

[0002]罗拉车是制鞋行业中一种常见的缝纫机，又称工业缝纫机。它是电气一体化的一种缝纫机。它能够自动剪线，自动抬压脚，上下滚轮电机同步进行送料，减少布料损坏量，缝制顺畅。主轴电机带动针杆上下，与摆针电机同时动作，带动针杆来回进行摆动，相比传统缝纫机，其定位更加准确。能够适应各种皮质布匹的缝制，能够很好的满足市场需求。其以外形美观时尚，机身小巧，安置方便而著称。

技术实现思路

[0003]本技术的目的是提供一种布局合理、电压转换稳定的缝纫机控制电路及其操作简单、定位准确的控制系统。
[0004]本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0005]本技术的电路板主要包括驱动部分与控制部分。
[0006]本技术包括输入保护，浪涌电流抑制电路，浪涌电压抑制电路，整流电路，软启动电路，缓冲电路。将市电交流电压AC220V通过输入保护，浪涌电流抑制电路，浪涌电压抑制电路，整流电路，软启动电路，保护电路，整流成为直流电压DC311V，进而输入到变压器TR1，转换为DC20V电压，与DC30V电压，其中DC20V电压经过两路LDO电路，将电压降为DC5V与DC15V。所述DC30V与DC20V开关电源包括电压反馈电路，电流反馈电路，保护电路，尖峰电压吸收电路。
[0007]本技术的电源输入电路包括保护电路、浪涌电流抑制电路、浪涌电压抑制电路、EMI滤波电路和整流电路，所述浪涌电压抑制电路包括至少一个压敏电阻VS1、压敏电阻VS2、压敏电阻VS3，压敏电阻VS1与压敏电阻VS3并联，压敏电阻VS1与压敏电阻VS2并联，用来抑制电路中产生的浪涌电压；所述保护电路包括至少一个保险丝F1，保险丝F1与压敏电阻VS3串联，当后级电路发生过电流或者过电压时将后级电路断开，以免发生电路板损坏，所述浪涌电流抑制电路包括至少一个热敏电阻TC1，所述热敏电阻TC1与浪涌电压抑制电路串联，受温度系数的影响，电阻值随温度的升高呈阶跃性的增高，用来抑制电路中产生的浪涌电流；火线L、零线N上串联保险丝F1，零线N与大地PE之间接压敏电阻VS1，VS2，防雷管RA1，火线L、零线N之间接压敏电阻VS3。
[0008]本技术的还包括软启动电路、交流电检测电路和母线电压检测电路，所述软启动电路包括至少一个继电器JK1，二极管D1，电阻R1，减少启动电流对电网的影响程度；交流电检测电路包括至少一个光耦OP2，电容C31，二极管D6；母线电压检测电路包括至少一个二极管D23和至少一个阻值为100K，精度为1％的电阻R31，R34，R35。
[0009]本技术的EMI滤波电路包括共模电感L1、电容C2、电容C4、电容C13，所述共模
电感L1串联电容C13，共模电感L1串联电容C2与电容C4并联的电路，共同组成噪声抑制电路，用来抑制电路中产生的共模干扰和差模干扰，Y电容C4，C2，与共模电感L1用来抑制电路中的共模干扰；电容C13与共模电感L1用来抑制电路中的差模干扰。所述整流电路包括至少一个整流桥D5，滤波电容包括电容EC3与EC12，整流桥D5串联在EMI滤波电路之后，将市电输入端AC220V整流成为交流DC311V。
[0010]本技术还包括开关电源单元、主轴电机模块单元、步进电机模块单元、控制单元、外部输入信号单元和缝纫机控制电路，所述步进电机模块单元包括伺服电机驱动、步进电机驱动和低压步进驱动，所述控制单元包括RAM主控系统和MOS开关控制系统，所述开关电源单元通过缝纫机控制电路连接伺服电机驱动、步进电机驱动、低压步进驱动、RAM主控系统和MOS开关控制系统。
[0011]本技术的开关电源单元包括电源管理芯片U1，电压基准芯片U10、三端稳压芯片L7815、开关管MN1、变压器TR1、电感L2、LDO芯片U22、LDO芯片U23、LDO芯片U24、LDO芯片U26、肖特基二极管D11、光耦OP1、PNP管T1、二极管D2、二极管D9、二极管D7、电阻R26、电阻R24、电阻R29、电容E15、电容C18，所述光耦OP1、电压基准芯片U10、PNP管T1和二极管D2组成电压反馈电路，对开关电源转换出来的DC30V反馈到电源管理芯片U1，开关电源管理芯片控制开关管MN1的PWM进行开启与关断；电流反馈电路主要是通过4个1Ω精度为1％的电阻进行采样，进而反馈到开关电源管理芯片。所述电阻R26、R24、电容C18和二极管D4串联组合成缓冲电路；所述二极管D9、二极管D7、电容E15和电阻R29组成尖峰电压吸收电路,主要用来吸收开关管上电瞬间产生的尖峰电压；变压器TR1的12脚所产生的+H20V经过三端稳压芯片L7815将电压降为15V，经过三端稳压芯片L7805降为5V，变压器TR1的9脚经过肖特基二极管D11的整流产生DC30V的电压。通过间距为4.2mm的CN9插座给控制板进行供电。
[0012]本技术的主轴电机模块单元包括主轴电机编码器接口、主控接口、主轴电机控制MCU和主轴电机驱动模块；所述主轴电机采用闭环步进电机进行控制，包括编码器线与动力线，编码器接口通过间距为2.54mm的CN4插座将采集到的信息通过若干光耦的隔离传送到主轴电机控制MCU；主轴电机控制MCU所采用的主控芯片为GD32F103C8T6，供电采用开关电源产生的+5V经过三端稳压芯片AMS1117
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3.3U14的降压，将5V电压降为3.3V给MCU进行供电；主控接口包括至少一个芯片U18、芯片U21、芯片U9以及光耦OP9，将一路差分信号转为两路单端信号；主轴电机驱动模块主要由6只IGBT进行驱动，即为T3、T4、T7、T9、T11和T12；6只0.02Ω的低阻值采样电阻对U相V相W相进行信息采集，运算放大器U15将采集到的U相V相W相的信息进行放大，进而将信息传送到主控MCU。
[0013]本技术的主轴电机驱动芯片U3采用GD32F103C8T6，采用六只IGBT管分别控制主轴电机的U相，V相，W相。U相，V相，W相采用上下管模式进行开通与关断，U相上管开通，V相下管开通，V相上管开通，W相下管开通以此循环，控制主轴电机进行正反转。驱动板上有主轴电机编码器接口，主轴电机动力接口，主轴电机采用闭环控制，从根本上解决传统电机丢步的问题，有效降低电机发热量，缩减电机加速相应的时间，其功能是用来带动针杆进行上下。步进电机驱动芯片U13采用GD32E103C8T6，带动针杆进行摆动，控制针孔间距。
[0014]本技术的步进电机模块单元包括主控接口、步进编码器接口、步进电机控制MCU和步进电机驱动模块；所述步进电机控制MCU的主控芯片包括至少一个GD32E103C8，供电采用开关电源产生的+5V经过三端稳压芯片AMS1117
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3.3U7的降压，将5V电压降为3.3V电
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种缝纫机控制电路，其特征在于：包括至少一个电源输入电路和至少一个变压器TR1，将交流电压AC220V通过滤波整流电路成为直流电压DC311V，进而输入到变压器TR1，转换为DC20V电压与DC30V电压，所述DC20V电压经过两路LDO电路，将电压降为DC5V与DC15V。2.根据权利要求1所述的缝纫机控制电路，其特征是：所述电源输入电路包括保护电路、浪涌电流抑制电路、浪涌电压抑制电路、EMI滤波电路和整流电路，所述浪涌电压抑制电路包括至少一个压敏电阻VS1、压敏电阻VS2、压敏电阻VS3，压敏电阻VS1与压敏电阻VS3并联，压敏电阻VS1与压敏电阻VS2并联；所述保护电路包括至少一个保险丝F1，保险丝F1与压敏电阻VS3串联，所述浪涌电流抑制电路包括至少一个热敏电阻TC1，所述热敏电阻TC1与浪涌电压抑制电路串联。3.根据权利要求2所述的缝纫机控制电路，其特征是：所述EMI滤波电路包括共模电感L1、电容C2、电容C4、电容C13，所述共模电感L1串联电容C13，共模电感L1串联电容C2与电容C4并联的电路；所述整流电路包括至少一个整流桥D5，整流桥D5串联在EMI滤波电路之后，将市电输入端AC220V整流成为交流DC311V。4.一种缝纫机控制系统，其特征在于：包括开关电源单元、主轴电机模块单元、步进电机模块单元、控制单元、外部输入信号单元和缝纫机控制电路，所述步进电机模块单元包括伺服电机驱动、步进电机驱动和低压步进驱动，所述控制单元包括RAM主控系统和MOS开关控制系统，所述开关电源单元通过缝纫机控制电路连接伺服电机驱动、步进电机驱动、低压步进驱动、RAM主控系统和MOS开关控制系统。5.根据权利要求4所述的缝纫机控制系统，其特征是：所述开关电源单元包括电源管理芯片U1，电压基准芯片U10、三端稳压芯片L7815、开关管MN1、变压器TR1、电感L2、LDO芯片U22、LDO芯片U23、LDO芯片U24、LDO芯片U26、肖特基二极管D11、光耦OP1、PNP管T1、二极管D2、二极管D9、二极管D7、二极管D4、电阻R26、电阻R24、电阻R29、电容E15、电容C18，所述光耦OP1、电压基准芯片U10、PNP管T1和二极管D2组成电压反馈电路，对开关电源转换出来的DC30V反馈到电源管理芯片U1，开关电源管理芯片控制开关管MN1的PWM进行开启与关断；所述电阻R26、R24、电容C18和二极管D4串联组合成缓冲电路；所述二极管D9、二极管D7、电容E15和电阻R29组成尖峰电压吸收电路；变压器TR1的12脚所产生的+H20V经过三端稳压芯片L7815将电压降为15V，经过三端稳压芯片L7805降为5V，变压器TR1的9脚经过肖特基二极管D11的整流产生AC30V的电压。6.根据权利要求4所述的缝纫机控制系统，其特征是：所述主轴电机模块单元包括主轴电机编码器接口、主控接口、主轴电机控制MCU和主轴电机驱动模块；所述主轴电机采用闭环步进电机进行控制，包括编码器线与动力线，编码器接口通过间距为2.54mm的CN4插座将采集到的信...

【专利技术属性】
技术研发人员：马建华，高原，
申请(专利权)人：武汉远旭智能技术有限公司，
类型：新型
国别省市：