[发明专利]一种全自动电脑横机的导纱器运动控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及全自动电脑横机技术领域，尤其涉及一种全自动电脑横机的导纱器运动控制系统及方法。

背景技术

传统的导纱器运动控制系统是由纱嘴电磁铁和机头配合完成实现的，导纱器安装在纱嘴导轨上，纱嘴电磁铁安装在机头上，当机头运动到导纱器所在位置时打开纱嘴电磁铁，从而带动导纱器运动，当导纱器到达预定位置时，只需要闭合纱嘴电磁铁，就可以使导纱器留在该位置。因此这种导纱器运动控制系统的导纱器位置停放严重的依赖机头的运动和纱嘴电磁铁的开合。

当机头远离导纱器的时候，就不能改变导纱器的位置，必需要等到机头重新运动到导纱器停放位置时才能改变导纱器的位置，而且在导纱器停放的时候又没有一个很好的速度控制，导致导纱器被停放下来后依然会惯性的运动一段时间，从而偏离预定的位置。此外，纱嘴电磁铁本身的性能也不是很稳定，经常会损毁或被误操作，导致导纱器的位置停放不准确。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种精度高，可以实时控制导纱器移动与停放的全自动电脑横机的导纱器运动控制系统及方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种全自动电脑横机的导纱器运动控制系统，该系统包括：

上位机模块，用于生成伺服电机的控制命令和接收控制命令的执行结果；

人机交互模块，用于手动输入伺服电机的运行参数以及查看伺服电机的运行状态；

控制模块，用于接收上位机模块输出的控制命令、伺服电机反馈回来的编码信号以及人机交互模块输出的伺服电机运行参数，产生输出到功率模块的PWM信号，向上位机模块发送上位机模块命令处理后的执行结果，向人机交互模块发送伺服电机的运行状态；

功率模块，用于接收控制模块产生的PWM信号，并转换产生UVW三相信号到伺服电机；

伺服电机，接收并执行驱动命令，通过机械传动装置带动导纱器运动，并通过编码器发送编码信号。

作为优选，所述的机械传动装置包括主动轮、从动轮，从动轮与主动轮之间通过同步传送带相连接，主动轮与伺服电机的输出轴相连，导纱器绑在同步传送带上。采用上述结构，可以快速响应导纱器运动的控制命令。

作为优选，所述的控制模块包括DSP、FPGA、EEPROM与放大电路；DSP是数据处理的中心，用于实现与上位机模块的通信控制、接收伺服电机发送的编码信号、产生PWM信号、接收人机交互模块的输入数据并保存数据、监测电压反馈信号；FPGA，用于辅助DSP进行I/O端口扩展；EEPROM，用于存储数据；放大电路，用于放大功率模块反馈回来的电压并把放大的电压输入到DSP中。

作为优选，所述的功率模块包括多个相互独立的IPM模块，电压检测电路，整流电路，开关电源变换电路；整流电路，将市电或三相电整流变换成直流电；每个IPM模块对应控制一个伺服电机，它们根据控制模块输入的PWM信号，将整流得到的直流电转换成适合伺服电机工作的UVW三相信号；电压检测电路，用于检查市电或三相电、UVW三相信号的电压，及时提供报警并给予保护；开关电源变换电路，产生适合功率模块和控制模块运行的直流电压。

一种全自动电脑横机的导纱器运动控制方法，包括如下步骤：

一，通过人机交互模块，设置伺服电机的运行参数，并将其保存到控制模块中；

二，上位机模块向控制模块发送导纱器将要到达的位置；

三，控制模块接收到上位机模块传来的数据后，获知导纱器要到达的位置，然后根据原先保存的导纱器位置和伺服电机的运行参数，计算出导纱器位置的变化值及与其对应的编码信号的变化量；然后，控制模块根据伺服电机的编码信号的变化量输出PWM信号；

四，功率模块根据控制模块输出的PWM信号转换生成UVW三相信号，接着UVW三相信号控制伺服电机使其转动；

五，伺服电机的转动带动机械传动装置使导纱器移动，同时电机编码器不断的反馈编码信号到控制模块，当控制模块接收到的编码信号变化值达到设定值时，导纱器即到达了它要到达的位置，控制模块也就停止发送PWM信号，此时伺服电机被锁定，同时导纱器停止运动。

作为优选，所述的机械传动装置包括主动轮、从动轮，从动轮与主动轮之间通过同步传送带相连接，主动轮与伺服电机的输出轴相连，导纱器绑在同步传送带上。

采用了上述技术方案的本发明的原理及具有的优点是：