专利名称：横机摇床横移运动的控制方法
技术领域：
本发明涉及针织机械数控技术领域，尤其涉及一种横机摇床横移运动的控制方法，使横机摇床高速横移、运动平稳化。
背景技术：
摇床的横移速度和定位精度直接影响着横机的工作性能。摇床横移运动平稳性差，会引起较大的振动，影响机械的使用寿命。前后针床相对位置出错不仅会使编织错乱， 还可能引起织针和机头成圈机构损坏。因此，摇床横移不仅要有较高的速度和平稳性以提高工作效率和降低机械振动，而且需要较高的定位精度以满足正确编织要求。发明内容
本发明的目的在于提供一种横机摇床横移运动的控制方法，通过位置闭环控制信息及S形调速控制信息，达到精确定位、高速、平稳运行的要求，解决现有技术存在的运行平稳性差、振动较厉害，影响使用寿命，且噪音大；针床相对位置出错、引起织针和机头成圈机构损坏等的问题。
本发明解决现有技术问题所采用的技术方案是横机摇床横移运动的控制方法， 其特征在于其步骤包括步骤一，在主控制层中设置位置闭环控制信息及S形调速控制信息；步骤二，主控制层将位置闭合控制信息及调速控制信息发送到伺服驱动器；步骤三，所述伺服驱动器驱动伺服电机工作，伺服电机带动摇床做横移运动、且控制摇床精确定位以及调速呈S形。根据摇床横移运动特性和控制要求，选取相应转矩的伺服电机，利用伺服驱动器的位置闭环控制算法，实现摇床运动的精确定位要求。利用S形调速控制信息，使伺服电机呈S形调速控制驱动摇床横机运动，实现摇床运动的高速、平稳要求。
作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明采用如下技术措施所述的S 形调速的参数为摇床移动的速度与位置。S形调速指使用微处理器内的PWM模块产生位置控制信号，通过改变PWM载波频率实现无极调速，通过设置PWM发生的脉冲数来实现定位控制。进而对摇床横移过程中速度与位置的关系进行控制。S形调速的关系式是根据摇床横移过程中速度与位置之间的关系算法得出。
还包括步骤四，所述伺服电机通过编码器反馈信号到伺服驱动器，伺服驱动器采集编码器反馈的信号、并根据采集到的信号控制伺服电机，构成位置环和速度环。伺服电机、编码器及伺服驱动器构成闭环控制方式。
所述的主控制层中设置PWM模块，所述的PWM模块发送调速和定位控制信息。
PWM模块具有无极调频功能，通过改变PWM脉冲频率实现无极调速，进而对摇床横移过程中速度与位置的关系进行控制，以达到减少机械振动，摇床横移定位精确的目的。
所述的PWM模块产生S形调速控制信号，所述的S形调速控制信号经过光耦隔离输出脉冲和频率信号，所述的脉冲和频率信号使伺服驱动器驱动伺服电机工作。这里的光耦为高速光耦，其速度为2兆-10兆。
本发明具有的突出的实质性特点利用位置闭环控制方式实现摇床横移运动的精确定位要求，并采用微处理器内PWM模块的无极调频和脉冲发生功能实现摇床S形调速控制和定位控制，以实现摇床横移运动控制精确、高速、平稳的性能要求。
图I是本发明的控制框图。
图2是本发明中PWM模块产生的对称PWM波形图。
图3是本发明中PWM模块输出驱动的原理图。
图4是本发明中摇床横移过程中的S型关系图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的说明。
实施例横机摇床横移运动的控制方法，其特征在于其步骤包括步骤一，在主控制层中设置位置闭环控制信息及S形调速控制信息；步骤二，主控制层将位置闭合控制信息及调速控制信息发送到伺服驱动器；步骤三，所述伺服驱动器驱动伺服电机工作，伺服电机带动摇床做横移运动、且控制摇床的调速呈S形。为了防止受到外界的干扰，该横机摇床横移运动的控制方法的优选方案中还包括步骤四，所述伺服电机通过编码器反馈信号到伺服驱动器，伺服驱动器采集编码器反馈的信号、并根据采集到的信号控制伺服电机，构成位置环和速度环。
其中，S形调速的参数为摇床移动的速度与位置。
进一步的，主控制层中设置PWM模块，通过改变PWM载波频率实现无极调速，通过设置PWM发生的脉冲数来实现定位控制。进而对摇床横移过程中速度与位置的关系进行控制。
具体来说，PWM模块产生S形调速控制信号，发送调速控制信息。S形调速控制信号经过光耦隔离输出脉冲和频率信号，脉冲和频率信号使伺服驱动器驱动伺服电机工作。
如图I所示，信号传递、电机驱动、伺服电机和摇床(即针床)组成了全自动横机摇床横移闭环控制系统。伺服驱动系统为闭环控制，交流电机驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样，内部构成位置环和速度环，一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象，控制性能更为可靠。针床横移是由伺服电机带动丝杆传动来实现的，因此针床的横移也是闭环控制。
如图2所示，所述的位置信号产生就是对称PWM信号的产生。根据PWM模块的功能可以改变PWM载波频率实现无极调速，设置PWM的脉冲发生数量实现定位控制。
如图3所示，为PWM模块输出驱动的原理图。通过微处理器内PWM模块的逻辑信号经过高速光耦隔离输出脉冲和频率信号。
如图4所示，所述的S形调速方式指位置与速度之间的关系。根据对摇床横移过程中速度与位置的关系进行控制，通过摇床横移过程中速度与位置之间关系的算法得出的速度与位置之间的S型关系。
权利要求
1.横机摇床横移运动的控制方法，其特征在于其步骤包括步骤一，在主控制层中设置位置闭环控制信息及S形调速控制信息；步骤二，主控制层将位置闭合控制信息及调速控制信息发送到伺服驱动器；步骤三，所述伺服驱动器驱动伺服电机工作，伺服电机带动摇床做横移运动、且控制摇床精确定位以及调速呈S形。
2.根据权利要求I所述的横机摇床横移运动的控制方法，其特征在于所述的S形调速的参数为摇床移动的速度与位置。
3.根据权利要求I所述的横机摇床横移运动的控制方法，其特征在于还包括步骤四，所述伺服电机通过编码器反馈信号到伺服驱动器，伺服驱动器采集编码器反馈的信号、并根据采集到的信号控制伺服电机，构成位置环和速度环。
4.根据权利要求I或2或3所述的横机摇床横移运动的控制方法，其特征在于所述的主控制层中设置PWM模块，所述的PWM模块发送定位调速控制信息。
5.根据权利要求4所述的横机摇床横移运动的控制方法，其特征在于所述的PWM模块产生S形调速控制信号，所述的S形调速控制信号经过高速光耦隔离输出脉冲和频率信号，所述的脉冲和频率信号使伺服驱动器驱动伺服电机工作。
6.根据权利要求4所述的横机摇床横移运动的控制方法，其特征在于通过改变PWM载波频率实现无极调速，控制PWM发生的脉冲数量实现精确定位，进而对摇床横移过程中速度与位置的关系进行控制。
全文摘要
本发明涉及一种横机摇床横移运动的控制方法，其特征在于其步骤包括步骤一，在主控制层中设置位置闭环控制信息及S形调速控制信息；步骤二，主控制层将位置闭合控制信息及调速控制信息发送到伺服驱动器；步骤三，所述伺服驱动器驱动伺服电机工作，伺服电机带动摇床做横移运动、且控制摇床精确定位以及调速呈S形。本发明具有的突出的实质性特点利用位置闭环控制方式实现摇床横移运动的精确定位要求，并采用微处理器内PWM模块的无极调频和脉冲发生功能实现摇床S形调速控制和定位控制，以实现摇床横移运动控制精确、高速、平稳的性能要求。
文档编号G05B19/19GK102926119SQ201210379368
公开日2013年2月13日 申请日期2012年9月29日 优先权日2012年9月29日
发明者张华 , 彭来湖, 史伟民, 胡旭东, 陈其斌 申请人:浙江理工大学