一种应用于工业缝纫机的多轴同步控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种应用于工业缝纫机的多轴同步控制系统，属于电机控制技术技术领域，解决了主从单片机接收编码器信号不同步在工业缝纫机应用上的弊端，其技术方案要点是包括主单片机、从单片机，主单片机和从单片机通过SPI通信协议进行数据通信，所述主单片机连接主轴伺服电机、旋梭伺服电机，主单片机和从单片机之间还通过12位并口通讯进行数据通信，所述主单片机连接主轴伺服电机、旋梭伺服电机，主轴伺服电机的编码器信号只给主单片机，主单片机接收到主轴伺服电机的编码器信号后，计算出主轴伺服电机的绝对位置，同时通过并行线进行数据传送至从单片机，达到了高精度同步驱动的效果。的效果。的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于工业缝纫机的多轴同步控制系统


[0001]本专利技术涉及电机控制
，特别地，涉及一种应用于工业缝纫机的多轴同步控制系统。

技术介绍

[0002]随着技术发展，多电机同步控制系统在工业缝纫、特种缝制设备上的应用会更加广泛。但控制系统中单片机能同时驱动的电机个数有限，需要多个单片机协同工作。一般由主单片机驱动主轴伺服电机，从单片机驱动其他伺服电机，而其他单片机控制的电机能实现和主轴伺服电机同步的前提是和主单片机同步获取主轴伺服电机的位置。
[0003]现有技术方案一般由主单片机驱动主轴伺服电机，其他单片机控制另外几个电机，为实现其他几个电机和主轴伺服电机同步，把主轴伺服电机的编码器信号分别接到主从两个单片机，两个单片机可同时采样主轴编码器信号，计算电机位置，实现多电机与主轴伺服电机同步。此方案如图1所示，此方案存在以下缺点：
[0004]1、光电编码器输出的A、B、Z脉冲信号容易收到干扰，导致丢脉冲等情况发生，影响同步效果。
[0005]2、光电编码器是增量式编码器，需要电机在旋转时过零点才能确定电机的绝对机械位置，而且存在零点累计误差，两个单片机计算出的主轴电机位置信息极易存在偏差。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于针对现有技术的不足之处，至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题，提供一种应用于工业缝纫机的多轴同步控制系统，具有能够获取准确的绝对位置信息，实现高精度同步工作的优势。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：<br/>[0008]一种应用于工业缝纫机的多轴同步控制系统，包括主单片机、从单片机，主单片机和从单片机之间使用SPI通信协议进行数据交换，主单片机和从单片机之间还通过多位并口通讯进行数据通信，所述主单片机连接主轴伺服电机、旋梭伺服电机，主轴伺服电机的编码器信号只给主单片机，主单片机接收到主轴伺服电机的编码器信号后，计算出主轴伺服电机的绝对位置，同时通过并行线进行传送至从单片机。
[0009]优选的，所述主单片机可扩展连接步进电机驱动单元、电磁铁控制单元、显示屏、以及脚踏调速装置；从单片机驱动两个伺服电机和一个步进电机。
[0010]优选的，包括同步控制方法：
[0011]所述主单片机从调速器接收到启动信号后，驱动主轴电机转动，同时通过编码器读取到主轴电机的相对位置信号；主单片机根据读取的相对位置信号，结合原点信息，计算出主轴电机此时的绝对位置，通过查表得到第二个伺服电机和第一个步进电机的目标位置信号，直接驱动第二个伺服电机和第一个步进电机；同时读取第二个伺服电机和第一个步进电机的编码器信号作为反馈信号与目标位置信号比较；主单片机计算出的绝对位置信
息，通过多位并口通信下发给从单片机，从单片机通过并口收到主轴伺服电机的绝对位置信息，通过查表得到第三个伺服电机、第四个伺服电机和第二个步进电机的目标位置，驱动这三个电机转动，从单片机读取第三个伺服电机、第四个伺服电机和第二个步进电机的编码器信号作为反馈信号与目标位置进行比较，控制此三个电机运行。
[0012]优选的，主单片机实时读取主轴伺服电机的编码器信号，每个PWM周期完成一个同步控制过程。
[0013]优选的，多位并口采用12位并口传输主轴伺服电机绝对位置信息。
[0014]优选的，所述主轴伺服电机采用光电编码器或绝对式编码器，绝对式编码器读取主轴伺服电机的绝对位置信息，所述绝对式编码器为电感式编码器。
[0015]优选的，所述电感式编码器包括定子和转子，二者均为扁平环形从而形成中空结构，所述中空结构供轴、滑环、光纤和电缆通过。
[0016]优选的，所述定子中设置有供电电路和角度信号处理电路，上电后定子即可输出转子相对于定子位置的真绝对值角度数值，定子接受直流电源，并在定子与转子之间形成一个低功率交流电的电磁场，所述电磁场随着转子的转动而变化，定子检测所述电磁场，并以输出旋转角度。
[0017]优选的，所述电感式编码器的转子与定子之间插入金属屏蔽层，金属屏蔽层包括使用无磁性的不锈钢，铝、钢、铜或黄铜次之，厚度需小于1.6mm。
[0018]相比于
技术介绍
，本专利技术技术效果主要体现在以下方面：
[0019]1、主轴伺服电机的编码器信号只给主单片机，减少编码器脉冲信号在PCB上长引线引入干扰。主单片机接收到主轴伺服电机的编码器信号后，计算出主轴伺服电机的绝对位置，相比现有控制系统，从单片机无需接收编码器信号进行重复计算，节省了资源。主从单片机之间有一个12位并口，专门用于传输主轴伺服电机的绝对位置信号。除此以外主单片机还负责接收调速器信号、数字量模拟量信号、驱动电磁铁，同时和面板进行通讯。5个电机与主轴伺服电机保持绝对同步，高精度跟随主轴电机进行动作，
[0020]2、感应式编码器不需要联轴器，无需精密机械安装，而且无需轴承，编码器通常不受外来异物的影响，可满足IP67防护等级。
[0021]3、磁编码器为非接触式的测量，其可以达到很多其它编码器不能达到的效果。如高抗震能力、耐污浊、装配要求低、高转速等，甚至可以做到完全防水、以及酸碱溶液里正常工作。磁编码器现已在更多领域，如交通装备、水下环境、无人机、生物医疗等对环境、体积有要求的场所，磁编码器最小可以做到小于10mm的直径，且能达到其它编码器这个尺寸远不能及的分辨率。
附图说明
[0022]图1为
技术介绍
中结构原理图；
[0023]图2为实施例中结构原理示意图。
具体实施方式
[0024]以下结合附图，对本专利技术的具体实施方式作进一步详述，以使本专利技术技术方案更易于理解和掌握。
[0025]实施例：
[0026]一种应用于工业缝纫机的多轴同步控制系统，参考图2所示，包括主单片机、从单片机，主单片机和从单片机之间使用SPI通信协议进行数据交换，主单片机和从单片机之间还通过多位并口通讯进行数据通信，主单片机连接主轴伺服电机、旋梭伺服电机。旋梭伺服电机就是第二个伺服电机，在附图中示意为伺服电机2。
[0027]主轴伺服电机的编码器信号只给主单片机，主单片机接收到主轴伺服电机的编码器信号后，计算出主轴伺服电机的绝对位置，同时通过并行线进行传送至从单片机。
[0028]具体的，主单片机可扩展连接步进电机驱动单元、电磁铁控制单元、显示屏、以及脚踏调速装置；从单片机驱动两个伺服电机和一个步进电机。在图2中可以连接第一个步进电机，即步进电机1。结合附图2中框图解释为：在从单片机上，第三个伺服电机为伺服电机3，第四个伺服电机为伺服电机4，第二个步进电机为步进电机2。
[0029]通过RS485通信协议连接显示屏，可以控制电磁铁。可以接收模拟量、数字量的输入，可以接收脚踏调速的信号输入。增加12个IO实现并口通讯。主单片机通过采样到的主轴伺服电机编码器信号，计算出主轴电机的绝对位置，计算出角度，通过并口发送给从单片机。从单片机通过并口即时获取主轴的角度信息。本系统中主轴电机编码器是720线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于工业缝纫机的多轴同步控制系统，包括主单片机、从单片机，主单片机和从单片机之间使用SPI通信协议进行数据交换，其特征是：主单片机和从单片机之间还通过多位并口通讯进行数据通信，所述主单片机连接主轴伺服电机、旋梭伺服电机，主轴伺服电机的编码器信号只给主单片机，主单片机接收到主轴伺服电机的编码器信号后，计算出主轴伺服电机的绝对位置，同时通过并行线进行传送至从单片机。2.根据权利要求1所述的一种应用于工业缝纫机的多轴同步控制系统，其特征是：所述主单片机可扩展连接步进电机驱动单元、电磁铁控制单元、显示屏、以及脚踏调速装置；从单片机驱动两个伺服电机和一个步进电机。3.根据权利要求2所述的一种应用于工业缝纫机的多轴同步控制系统，其特征是：包括同步控制方法：所述主单片机从调速器接收到启动信号后，驱动主轴电机转动，同时通过编码器读取到主轴电机的相对位置信号；主单片机根据读取的相对位置信号，结合原点信息，计算出主轴电机此时的绝对位置，通过查表得到第二个伺服电机和第一个步进电机的目标位置信号，直接驱动第二个伺服电机和第一个步进电机；同时读取第二个伺服电机和第一个步进电机的编码器信号作为反馈信号与目标位置信号比较；主单片机计算出的绝对位置信息，通过多位并口通信下发给从单片机，从单片机通过并口收到主轴伺服电机的绝对位置信息，通过查表得到第三个伺服电机、第四个伺服电机和第二个步进电机的目标位置，驱动这三个电机转动；从单片机读取第三个伺服电机、第四个伺服电机和第二个步进电机的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈阳，王亚军，于文明，
申请(专利权)人：浙江众邦机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：