摘要：本文提出了一種基于DSP TMS320LF2406的工業(yè)縫紉機(jī)伺服控制系統(tǒng)方案，重點(diǎn)介紹了工業(yè)縫紉機(jī)控制系統(tǒng)的控制器、驅(qū)動(dòng)器、編碼器、機(jī)頭同步信號(hào)定位器的設(shè)計(jì)，并給出了系統(tǒng)框圖及典型應(yīng)用電路。實(shí)踐證明該方案在縫紉機(jī)針位控制的快速性與準(zhǔn)確性及系統(tǒng)的可靠性方面取得了令人滿意的控制效果。
引言
傳統(tǒng)的工業(yè)縫紉機(jī)，主軸驅(qū)動(dòng)大多采用離合器電機(jī)，縫制過程中的動(dòng)作都靠機(jī)械和人工配合完成，存在效率低、體積大、調(diào)速范圍窄、位置控制難、自動(dòng)化程度低。另一方面，傳統(tǒng)的工業(yè)縫紉機(jī)，由于主軸驅(qū)動(dòng)靠離合器電機(jī)，通電后不管機(jī)器是否正處于縫制狀態(tài)，電機(jī)都一直在高速運(yùn)轉(zhuǎn)耗電，不能實(shí)現(xiàn)有縫制動(dòng)作時(shí)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)，沒有縫制動(dòng)作時(shí)機(jī)器停止，從而造成了大量電能浪費(fèi)。
近年來德國的杜克普(DURKOOP)，日本的重機(jī)(JUKI)，日本的兄弟(BROTHER)等國外公司，相繼推出了縫紉機(jī)電腦控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了縫制動(dòng)作的自動(dòng)化，大大提高了工作效率，降低了能耗，深受市場歡迎，但其價(jià)格一直居高不下，國內(nèi)一般企業(yè)很難承受。為此開發(fā)低能耗、高可靠性，能實(shí)現(xiàn)較寬的調(diào)速范圍、精確快速的位置控制并且價(jià)格低廉的高速工業(yè)縫紉機(jī)控制系統(tǒng)，替代進(jìn)口，將會(huì)具有很好的市場前景。
系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成的是整體電控縫紉機(jī)的總體技術(shù)方案，它是完成電控縫紉機(jī)設(shè)計(jì)的最關(guān)鍵的一個(gè)步驟，該電控系統(tǒng)主要包括控制器、驅(qū)動(dòng)器、電機(jī)、編碼器、傳感器、電磁鐵等幾個(gè)部分，系統(tǒng)框圖如圖1所示：
圖1 工業(yè)縫紉機(jī)控制系統(tǒng)框圖
1．控制器的設(shè)計(jì)[1-8]
圖1的控制器作為工業(yè)縫紉機(jī)控制系統(tǒng)的核心，一方面產(chǎn)生伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，送給驅(qū)動(dòng)器控制縫紉機(jī)完成定針位，并完成各種不同線跡的控制功能，另一方面產(chǎn)生開關(guān)信號(hào)給功率開關(guān)電路，完成縫紉機(jī)的剪線、撥線、前后加固、抬壓腳等動(dòng)作?？刂破鞯膭?dòng)作需要電機(jī)編碼器信號(hào)、機(jī)頭同步信號(hào)、腳踏板加減信號(hào)、電機(jī)電流傳感器信號(hào)等信號(hào)的參與運(yùn)算，以協(xié)調(diào)整個(gè)機(jī)器完成相應(yīng)動(dòng)作。該控制器的硬件系統(tǒng)如圖2所示：
圖2 控制器硬件系統(tǒng)原理圖
如圖2，該控制器的主體核心采用U4 TMS320F2406 DSP進(jìn)行程序編程，以實(shí)現(xiàn)對永磁同步電機(jī)實(shí)行磁場定向控制。對永磁同步電機(jī)實(shí)行磁場定向控制的原理框圖如圖3：
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