[发明专利]电子花样机高速运动的控制方法

说明书

技术领域

本发明属于数控技术领域领域，具体的涉及一种电子花样机高速运动的控制方法。

背景技术

电子花样机是箱包、鞋帽等生产过程中不可缺少的重要缝制设备，鉴于高速运动的情况，它采用的三轴协调运动控制方法直接影响此类电子花样机的性能指标。

在公开号为CN 1794561 A的专利中公开了一种电子花样机电机运动控制方法。它虽然实现了主轴电机的连续运行，但是由于花样的主轴速度随着针迹的不同都在变化，所以这样就很难实现电子花样机的高速平稳运行，同时也会因速度的变化带来机器的抖动等不良现象。另外，在步距小于0.33mm时的缝制速度可达3000针/分的技术指标没有实用意义。

在2006年中国科技杂志《武汉科技学院学报》的《富怡牌电脑绣花机工作原理》中讲述了一种半互斥的三轴协调控制方法。它同样采用类似的方法，在保持主轴伺服电机匀速运行的情况下，检测其主轴电机的角度，进一步控制绣框电机X轴和Y轴的运动。但是它是一体式的控制方式，没有将运算处理和控制相分离，使得控制系统不能实现运算和控制的并序运行，从而减缓了系统的速度，也降低了机器的性能。同时，800针/分的缝制速度，也不能很好地适应高速电子花样机运动的需求。

在公开号为CN 101519831A公开了一种电脑花样缝纫机运动控制方法，它虽然能够实现电子花样机的运动控制，也弥补了之前专利中所讲的不能高速平稳运行的不足，但是在连贯性的处理上，依然没有解决，过冲等现象会时有发生。

发明内容

1. 本发明所要解决的技术问题。

为了，也弥补了之前专利中所讲的不能高速平稳运行的不足，但是在连贯性的处理上，依然没有解决，过冲等现象会时有发生

2. 本发明解决上述问题的技术方案。

所以，鉴于之前电子花样机存在的各种不足，缝制速度低、高速运行不平稳等，本发明设计了一种全新的电子花样机高速运动控制方法，具体内容如下：

在主轴伺服系统匀速转动的情况下，电子花样机控制系统通过实时监测主轴伺服电机的转动角度，进一步控制X轴和Y轴的步进电机运动。

对于控制系统中所涉及到的主轴伺服电机速度和X轴、Y轴步进电机速度，本控制系统利用ARM9的良好高速运算性能，通过步距和用户设置的主轴速度，在考虑连贯性的原则下，首先确定全部针迹的主轴伺服速度，然后验证各个主轴速度所对应的X轴、Y轴步进电机频率，在确保合适的情况下，将主轴伺服电机的速度和X轴、Y轴的步进增量ΔX、ΔY通过串口线下送到ARM7，进而随后控制主轴电机和X轴、Y轴电机的运动。

ARM7控制系统在每针步进电机频率确定的情况下，通过速度优化，使X/Y轴步进电机不仅能够平稳运行，而且还能够进行加减速运动，实现步进电机的变速控制，达到最大程度的平稳运行。

另外，在主轴速度的计算上，我们从整体出来，鉴于连贯性的原则，设计了五步加速、四步减速等多个环节，使得主轴速度能够平稳性过渡，防止过冲等减缓机器性能的现象发生。

从双处理器方案的设计中可以看出，充分利用各个处理器的特点，使运算处理和控制分开，各司其职，达到了良好的控制效果。

本发明所涉及到的运动控制方法，是在开发电子花样机嵌入式控制平台的基础上设计和实现的。该控制系统由两部分组成：以S3C2410为核心的ARM9花样处理器和以ARM7TDMI为核心的机械控制处理器，它们之间以串口RS485连接。ARM9具有极高的集成度，并且根据系统的需要，涵盖了几乎全部的基本资源，像USB、Flash、RAM等；ARM7主要用于控制花样机的机械部分，包括绣花、绣框移动以及剪线等。

ARM9控制器运算处理功能大，它不仅包含各种控制单元，比如人机界面单元、参数的设置单元、花样的编辑及修改单元等，而且还有相应的功能模块，并将每一针以X方向和Y方向增量的形式表示并存储起来，通过串口线传送到ARM7控制单元。

ARM7主要完成主轴、X轴、Y轴的三轴协调控制。它通过串口RS485与ARM9相连，将花样的控制数据传递下来；对于主轴、X轴、Y轴的控制，主要是通过与之相连的功能部件，分别与主轴驱动器、X轴驱动器、Y轴驱动器相连，进而控制它们的运动动作。ARM7的运动控制采用未知检测协同运动的控制方法，它首先确保主轴伺服电机的匀速运动，然后有主轴编码器检测主轴运转的角度，依据X轴、Y轴的对应增量ΔX、ΔY给它们设置相应的脉冲，从而促使X轴、Y轴的步进电机运动，达到协调控制的目的。

3. 本发明解决上述问题的产生的有益效果。