新型直驱式平缝机电脑控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种新型直驱式平缝机电脑控制系统，该系统包括主控制器、脚踏速度调节器、操作面板、电磁阀、电源模块、电机、电机驱动控制器、光电耦合隔离模块；其特征在于：主控制器由微处理器ＣＰＵ、通讯模块、电磁阀驱动模块、速度控制模块和电流控制模块组成，微处理器ＣＰＵ通过通讯模块电路实现与操作面板间的双向数据通讯，通过电磁阀驱动电路实现对缝纫机各个电磁阀的动作控制与保护，通过速度控制模块，电流控制模块实现对电机的变频控制；主控制器分别与脚踏速度调节器、操作面板、电磁阀、光电耦合隔离模块连接。电机驱动控制器由专用伺服驱动模块和电流检测模块组成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种控制工业平缝机运行的控制系统，具体涉及一种新型直驱式平缝机电脑 控制系统。二.
技术介绍
中国缝纫机工业经过建国近六十年，尤其是改革开放这些年来的发展，取得了举世瞩目 的成就，目前已经具备相当规模，产量居全球之首。但是，在提升缝纫机高科技水平的电脑 控制系统研究实现方面， 一直处于落后的状态。直至上世纪90年代末，我国企业才开始皮带 轮三自动平缝机电脑控制系统的研发。而在本世纪之初，日本为了继续保持产品技术领先地 位，推出电机与机壳一体化的直驱式无油化新型工业缝纫机，使工业缝纫机再上一个新台阶。 目前我国缝纫机生产企业也已认识到开发高质量、高附加值产品的重要性，开始开发、生产 直驱式电脑平缝机，并对其电脑控制器提出了新的要求。从2005年起，有十数家大中型缝纫 机企业及众多电机控制企业相继斥资研发直驱平缝机电脑控制系统，如标准、中捷、飞跃、 宝石、杰克等缝机制造厂、安徽精工，浙江韵升、卧龙，上海富山以及江苏南 通、张家港和广东汕头、东莞、深圳等多家电机控制企业。然而，由于缝纫机电脑控制系统 涵盖了伺服电机、自动控制、电力电子、缝制机械等多个领域的专业知识，门槛很高、迈入 困难，故至今能形成质量稳定、大批量生产的成功者为数极少，使直驱式电脑控制系统研究 一直保持为最近几年的热点。三.
技术实现思路
本专利技术的目的在于，基于当前的直驱平缝机控制系统的高可靠性和低成本要求，提供一 种新型直驱式平缝机电脑控制系统，本专利技术采用强、弱电之间的隔离耦合，防止强电对弱电 信号的窜扰，提高系统的可靠性；采用模块化设计思想，在硬件设计上，将与软件控制相关 功能放置在主控板上，与电机控制功能相关布放于电机驱动控制器上，与操作、显示相关布 放于面板上，与速度调节相关布放于脚踏控制板上，从而便于产品的生产、安装、维修、更 换；在软件设计上，采用功能化、模块化、层次化设计，可重用性强，使程序结构清晰，易 于编写、维护。本专利技术的实现方案 一种新型直驱式平缝机电脑控制系统，该系统包括主控制器1、脚 踏速度调节器2、操作面板3、电磁阔4、电源模块5、电机6、电机驱动控制器7、光电耦合 隔离模块8;其特征为所述的主控制器l由微处理器CPU、通讯模块A2、电磁阀驱动保护模块A6、速度控制模块A3和电流控制模块A4组成，微处理器CPU通过通讯模块电路A2实 现与操作面板3间的双向数据通讯，通过电磁阀驱动电路A6实现对缝纫机各个电磁阀的动作 控制与保护，通过速度控制模块A3和电流控制模块A4实现对电机6的变频控制；主控制器 l分别与脚踏速度调节器2、操作面板3、电磁阀4、光电耦合隔离模块8连接。所述电机驱动控制器7由专用伺服驱动模块B6和电流检测模块B4组成，专用伺服驱动 模块B6的输入端与主控制器1的电流控制模块A4通过光电耦合隔离模块8连接，输出经过 电流检测模块B4连接到电机6驱动输入端；电动机转轴同轴安装有位置传感器，其输出端与 主控制器1的速度控制模块A4的反馈采样端连接。所述电源模块5由滤波模块、整流模块、保护模块和开关电源模块组成。所述的操作面板3由按键、发光二极管、LCD、速度调节器、参数设置器组成；用于实现 缝纫模式选择、缝纫状态显示、按键状态提示、缝纫参数设置存储，并实现缝纫模式、参数、 故障信息与微处理器CPU的双向传输。上述的新型直驱式平缝机电脑控制系统，其中，所述的主控制器l由微处理器CPU、位 置脉冲信号四倍频鉴相电路A7、放大滤波电路A1、电流AD转换电路A8、操作面板通讯电路 A2、电磁阀驱动保护电路A6、 P丽信号处理电路A5组成。脚踏速度调节器2输出脚踏速度信 号，通过放大滤波电路Al连接到微处理器CPU;微处理器CPU通过操作面板通讯电路A2向 操作面板3发出控制信号;微控制器CPU通过电磁阀驱动保护电路A6来对电磁阀4进行控制。上述的新型直驱式平缝机电脑控制系统，其中，所述的电机驱动控制器7有为专用伺服 驱动模块B6提供的各种保护电路，包括低电源电压保护电路B1，短路保护电路B2，限流保 护电路B3，温度保护电路B5。低电源电压保护电路B1与电源模块5输出的15V电源和专用 伺服驱动模块B6连接；限流保护电路B3与专用伺服驱动模块B6和电流检测模块B4连接； 短路保护电路B2、温度保护电路B5与专用伺服驱动模块B6连接。电流检测模块B4的输入 端与专用伺服驱动模块B6的输出端连接，电流检测模块B4的输出端与电机6连接。上述的新型直驱式平缝机电脑控制系统，其中，所述的电源模块5为整个系统提供电源。 它的输入端与交流220V电压连接；其输出的24V电压与电磁阀4连接；5V电压与主控制器1 连接；15V电压和300V电压与电机驱动控制器7连接。上述的新型直驱式平缝机电脑控制系统，其中，所述的脚踏速度调节器2独立于主控制 器1和电机驱动控制器7，而安装在脚踏板的连接轴上。上述的新型直驱式平缝机电脑控制系统，其中，所述的光电耦合隔离模块8分别于主控 制器1和电机驱动控制器7连接，并将它们隔离。本专利技术与现有技术相比，具有以下的优点:51. 层次分明的软件程序架构及实现方式本专利技术的软件实现基于实时操作系统，将程序分成底层及逻辑层两大层次。底层核心控 制部分采用先进的算法实现，独立性强。逻辑层以模块化方式实现，从而使整体软件构架清 晰，鲁棒性好，维护更加方便。2. 可靠性的进一步提高。在硬件上，由于本专利技术采用了独特先进的隔离技术，使得整个系统抗干扰能力更强，可 靠性更高。另外，在电源部分和电机驱动部分，充分设计了各种保护电路及迅速散热结构， 使得控制系统更加可靠、安全。另外，在软件上，采用冗余设计技术、防死循环、多级复合 保护技术，使软件的稳定性更好。3. 操作面板更加易用方便本专利技术的操作面板采用独特设计，符合人体功能学。操作界面更加人性化、易操作化。 操作面板上有加速和减速快捷按钮，使操作者更加方便地控制缝纫速度。4. 关键缝纫技术指标的提升本专利技术的技术指标提升表现在以下几个方面低速时转速非常平稳；启动加速过程迅速， 无超调；停止过程无振荡，高速度精准位置停针；倒缝针数准确，针迹重合度很高；电源纹 波系数小，整体电路耗电低。四.附图说明图1是本专利技术新型直驱式平缝机电脑控制系统电路框图。 图2是本专利技术新型直驱式平缝机电脑控制系统主控制器电路框图。 图3是本专利技术新型直驱式平缝机电脑控制系统电机驱动控制器内部框图。 图4是本专利技术新型直驱式平缝机电脑控制系统供电电源电路框图。 图5是本专利技术新型直驱式平缝机电脑控制系统各电路板关系图。 图6是本专利技术新型直驱式平缝机电脑控制系统操作面板内部框图。 图7是本专利技术新型直驱式平缝机电脑控制系统电机驱动控制器基本原理图。 图8是本专利技术新型直驱式平缝机电脑控制系统电磁阀驱动电路图。 图9是本专利技术新型直驱式平缝机电脑控制系统开关电源原理图。 图10是本专利技术新型直驱式平缝机电脑控制系统基本工作流程图。6图11是本专利技术新型直驱式平缝机电脑控制系统操作面板主程序流程图。 图12是本专利技术新型直驱式平缝机电脑控制系统电机控制流程图。五.具体实施例方式请参见图1所示，请配合参见图5，本专利技术新型直驱式平缝机电脑控制系统，包括主控 制器l、脚踏速度调节器2、操作面板3、电磁阀4、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型直驱式平缝机电脑控制系统，该系统包括主控制器１、脚踏速度调节器２、操作面板３、电磁阀４、电源模块５、电机６、电机驱动控制器７、光电耦合隔离模块８；其特征在于：所述的主控制器１由微处理器ＣＰＵ、通讯模块Ａ２、电磁阀驱动模块Ａ６、速度控制模块Ａ３和电流控制模块Ａ４组成，微处理器ＣＰＵ通过通讯模块Ａ２电路实现与操作面板３间的双向数据通讯，通过电磁阀驱动电路Ａ６实现对缝纫机各个电磁阀的动作控制与保护，通过速度控制模块Ａ３，电流控制模块Ａ４实现对电机６的变频控制；主控制器１分别与脚踏速度调节器２、操作面板３、电磁阀４、光电耦合隔离模块８连接。　所述电机驱动控制器７由专用伺服驱动模块Ｂ６和电流检测模块Ｂ４组成，专用伺服驱动模块Ｂ６的输入端与主控制器１的电流控制模块Ａ４通过光电耦合隔离模块８连接，输出经过电流检 测模块Ｂ４连接到电机６驱动输入端；电动机转轴同轴安装有位置传感器，其输出端与主控制器１的速度控制模块Ａ３的反馈采样端连接。　所述电源模块５由滤波模块、整流模块、保护模块和开关电源模块组成。

【技术特征摘要】
1.一种新型直驱式平缝机电脑控制系统，该系统包括主控制器1、脚踏速度调节器2、操作面板3、电磁阀4、电源模块5、电机6、电机驱动控制器7、光电耦合隔离模块8；其特征在于所述的主控制器1由微处理器CPU、通讯模块A2、电磁阀驱动模块A6、速度控制模块A3和电流控制模块A4组成，微处理器CPU通过通讯模块A2电路实现与操作面板3间的双向数据通讯，通过电磁阀驱动电路A6实现对缝纫机各个电磁阀的动作控制与保护，通过速度控制模块A3，电流控制模块A4实现对电机6的变频控制；主控制器1分别与脚踏速度调节器2、操作面板3、电磁阀4、光电耦合隔离模块8连接。所述电机驱动控制器7由专用伺服驱动模块B6和电流检测模块B4组成，专用伺服驱动模块B6的输入端与主控制器1的电流控制模块A4通过光电耦合隔离模块8连接，输出经过电流检测模块B4连接到电机6驱动输入端；电动机转轴同轴安装有位置传感器，其输出端与主控制器1的速度控制模块A3的反馈采样端连接。所述电源模块5由滤波模块、整流模块、保护模块和开关电源模块组成。2. 如权利要求1所述的新型直驱式平缝机电脑控制系统，其特征在于，所述的操作面板3 由按键、发光二极管、LCD、速度调节器、参数设置器组成；用于实现缝纫模式选择、缝纫 状态显示、按键状态提示、缝纫参数设置存储，并实现缝纫模式、参数、故障信息与微处理 器CPU的双向传输。3. 如权利要求1所述的新型直驱式平缝机电脑控制系统，其特征在于，所述的主控制器 1由微处理器CPU、位置脉冲信号四倍频鉴相电路A7、放大滤波电路A1、电流AD转换电 路A8、操作面板通讯电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：帅梅，吕一松，张乐，左巍，张巍威，李鑫，
申请(专利权)人：北京天宇科创科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]