一种剑杆织机直线电机选色控制电路的制作方法

1.本实用新型直线电机控制技术领域，尤其是一种剑杆织机直线电机选色控制电路。


背景技术：

2.在现有的剑杆织机控制方案中，采用一个单片机控制一路电机的模式，所需成本高；而织机的选色，最少8路，多则12路，对成本控制不利；且现有的控制方案中位置反馈信号并不经过滤波，抗干扰性差。
3.在中国专利文献上公开的“一种纺织机械电机控制系统及控制方法”，其公开号为cn111865147a，涉及一种纺织机械电机控制系统及控制方法，包括电机控制模块、多个电机，所述电机控制模块包括：电机分组控制单元，所述电机分组控制单元将所述多个电机进行分组形成一个或多个电机组；电机分时控制单元，所述电机分时控制单元用于标准时间片的建立，且控制所述一个或多个电机组的电机分别分入特定的时间片组，所述时间片组是持续连贯的时间片；电机调速控制单元，所述电机调速控制单元用于在所述特定的时间片内根据电机控制单元所需要的电机速度调节该特定时间片内的电机组中的一个或多个电机转速至设定转速。但是公开号为cn111865147a的中国专利并未涉及具体的电路结构，实用性差。


技术实现要素：

4.本实用新型解决了现有的剑杆织机采用一个单片机控制一路电机的控制模式导致成本高的问题，提出一种剑杆织机直线电机选色控制电路，由一个控制芯片对若干个直线电机进行控制，节省大量成本；并且在电机的位置反馈信号进行二阶滤波处理，有效过滤干扰信号。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种剑杆织机直线电机选色控制电路，包括电机通道选择模块，所述电机通道选择模块连接有控制芯片电路，所述控制芯片电路分别连接有dac峰值设置模块和若干个二阶滤波电路，所述dac峰值设置模块连接有若干个h桥驱动电路，若干个h桥驱动电路分别连接有若干个直线电机，若干个二阶滤波电路连接于若干个直线电机。
6.本实用新型中，控制芯片电路能够控制多路的直线电机，对于一路的直线电机，控制芯片分别通过两个支路对直线电机进行控制，其一通过dac峰值设置模块以及h桥驱动电路；其二直接通过h桥驱动电路，在电流超过设定值时，能够自动断开输出；直线电机工作电流控制采用pwm和峰值限制，可以提高控制速度和减少电流限制保护时间；位置反馈信号在进入控制芯片电路之前经过二阶滤波处理，有效过滤干扰信号。
7.作为优选，所述二阶滤波电路包括放大器u9d，所述放大器u9d的正极输入端分别连接有电阻r65和电容c37，所述电容c37的另一端接地，所述电阻r65的另一端连接有电阻r61和电容c41，所述电阻r61的另一端分别连接有电阻r53和电阻r58，所述电阻r53的另一
端通过接口j6连接有直线电机，所述电阻r58的另一端接地，所述电容c41的另一端连接有放大器u9d的输出端，所述放大器u9d的输出端连接有放大器u9d的负极输入端和电阻r93，所述电阻r93的另一端连接有控制芯片电路和限压单元d8，所述限压单元d8的两端分别连接电源端vdd3.3和接地。
8.本实用新型中，每个直线电机分别对应有一个二阶滤波电路，每个二阶滤波电路的结构相同，电机内部的位置传感器输出位置反馈信号，该位置反馈信号在进入控制芯片电路之前需要进行二阶有源滤波处理，截至频率在10k，能够有效过滤大部分变频和伺服的辐射信号，同时增加信号的驱动能力。
9.作为优选，所述h桥驱动电路包括h桥驱动芯片u11，所述h桥驱动芯片u11的第一输入引脚通过电阻r101连接控制芯片电路，所述h桥驱动芯片u11的第二输入引脚通过电阻r100连接控制芯片电路，所述h桥驱动芯片u11的电机输出电流设置引脚连接dac峰值设置模块，所述h桥驱动芯片u11的第一输出引脚和第二输出引脚均连接接口j9，所述接口j9连接直线电机。
10.本实用新型中，设置多个h桥驱动电路，每个h桥驱动电路连接有相应的直线电机，通过h桥驱动电路能够控制直线电机线圈的电流方向，而控制芯片电路利用pwm信号能够调节电流大小。
11.作为优选，所述dac峰值设置模块包括峰值设置芯片u4，所述峰值设置芯片u4的若干个输出引脚分别通过电阻连接若干个h桥驱动电路。
12.本实用新型中，dac峰值设置模块能够起到良好的保护作用。
13.作为优选，所述电机通道选择模块包括光耦组件u5，所述光耦组件u5包括若干个光耦，所述光耦的发射极正极分别连接有电容c26和接口j5，所述电容c26的另一端分别连接有光耦的发射极负极和电阻r33，所述电阻r33的另一端连接接口j5，所述光耦的接收端c极分别连接有电阻r42和控制芯片电路，所述光耦的接收端e极接地，所述电阻r42的另一端连接电源端vdd3.3。
14.本实用新型中，电机通道选择模块中，光耦组件u5设置有多个光耦，每个光耦分别对应着相应的直线电机，用于相应直线电机的触发。
15.作为优选，所述控制芯片电路包括控制芯片，所述控制芯片采用的型号为gd32f303vct6。
16.本实用新型中，控制芯片能够输出16路pwm信号，8路模拟量的采集，控制芯片通过spi引脚控制dac峰值设置模块中的峰值设置芯片u4输出8路独立模拟电压来设定峰值保护电压。
17.作为优选，所述控制芯片电路还连接有电源模块，所述电源模块用于将供电电压转化为控制芯片电路所需电压。
18.本实用新型中，电源模块能够为控制芯片电路以及其他电路进行供电。
19.作为优选，所述控制芯片电路还连接有串行通讯模块，所述串行通讯模块包括串行通讯芯片u2，所述串行通讯芯片u2的接收数据引脚和发送数据引脚分别连接于控制芯片电路。
20.本实用新型中，串行通讯模块用于信号的传输，外部触发控制信号能够通过串行通讯模块来控制直线电机是否动作。
21.作为优选，所述控制芯片电路还连接有用于直线电机运动指示的电机运动指示模块和板卡状态指示模块。
22.本实用新型中，电机运动指示模块以及板卡状态指示模块均具备有指示功能，方便查看直线电机的状态。
23.本实用新型的有益效果是：本实用新型的一种剑杆织机直线电机选色控制电路，由一个控制芯片对若干个直线电机进行控制，节省大量成本；并且在电机的位置反馈信号进行二阶滤波处理，有效过滤干扰信号。
附图说明
24.图1是本实用新型一种剑杆织机直线电机选色控制电路的整体示意图；
25.图2是本实用新型一种剑杆织机直线电机选色控制电路的控制芯片电路示意图；
26.图3是本实用新型一种剑杆织机直线电机选色控制电路的dac峰值设置模块示意图；
27.图4是本实用新型一种剑杆织机直线电机选色控制电路的二阶滤波电路示意图；
28.图5是本实用新型一种剑杆织机直线电机选色控制电路的电机通道选择模块示意图；
29.图6是本实用新型一种剑杆织机直线电机选色控制电路的h桥驱动电路示意图；
30.图7是本实用新型一种剑杆织机直线电机选色控制电路的串行通讯模块示意图；
31.图8是本实用新型一种剑杆织机直线电机选色控制电路的电源模块示意图；
32.图9是本实用新型一种剑杆织机直线电机选色控制电路的电机运动指示模块和板卡状态指示模块示意图。
具体实施方式
33.实施例：
34.本实施例提出一种剑杆织机直线电机选色控制电路，参考图1，包括电机通道选择模块、控制芯片电路、dac峰值设置模块、若干个二阶滤波电路、若干个h桥驱动电路、若干个直线电机，电机通道选择模块与控制芯片电路连接，控制芯片电路与dac峰值设置模块和若干个二阶滤波电路分别连接，dac峰值设置模块与若干个h桥驱动电路分别连接，若干个h桥驱动电路与若干个直线电机分别连接，若干个二阶滤波电路与若干个直线电机分别连接。
35.参考图4，对于其中一个二阶滤波电路，包括放大器u9d，放大器u9d的正极输入端分别连接有电阻r65和电容c37，电容c37的另一端接地，电阻r65的另一端连接有电阻r61和电容c41，电阻r61的另一端分别连接有电阻r53和电阻r58，电阻r53的另一端通过接口j6连接有直线电机，电阻r58的另一端接地，电容c41的另一端连接有放大器u9d的输出端，放大器u9d的输出端连接有放大器u9d的负极输入端和电阻r93，电阻r93的另一端连接有控制芯片电路和限压单元d8，限压单元d8的两端分别连接电源端vdd3.3和接地。对于限压单元d8，由两个二极管反向连接并且封装而成，其中一个二极管的正极接地，另一个二极管的负极连接电源端vdd3.3，本实施例中，共有八个二阶滤波电路，分别以第一二阶滤波电路至第八二阶滤波电路进行区别表示。
36.参考图6，h桥驱动电路包括h桥驱动芯片u11，所述h桥驱动芯片u11的第一输入引
脚通过电阻r101连接控制芯片电路，所述h桥驱动芯片u11的第二输入引脚通过电阻r100连接控制芯片电路，所述h桥驱动芯片u11的电机输出电流设置引脚连接dac峰值设置模块，所述h桥驱动芯片u11的第一输出引脚和第二输出引脚均连接接口j9，所述接口j9连接直线电机。具体的，单个接口j9连接两个，一路h桥驱动芯片u11与接口j9的第一端口和第二端口连接，另一路h桥驱动芯片u12与接口j9的第三端口和第四端口连接，h桥驱动芯片u11与h桥驱动芯片u12、u13、u14、u15、u16、u17、u18相同；本实施例中，h桥驱动电路共有8个，以第一h桥驱动电路至第八h桥驱动电路进行区别表示，h桥驱动芯片u11的型号采用tb67h450fng，具体电路连接结构参考图6。
37.参考图3，dac峰值设置模块包括峰值设置芯片u4，峰值设置芯片u4的若干个输出引脚分别通过电阻连接若干个h桥驱动电路。具体的，峰值设置芯片u4通过spi通讯与控制芯片电路的spi通讯引脚连接，峰值设置芯片u4的同步引脚与控制芯片电路的第51引脚连接；峰值设置芯片u4的电源引脚连接电源端vdd3.3，峰值设置芯片u4的接地引脚接地，峰值设置芯片u4设置有八个输出引脚，在串联一个电阻后，与h桥驱动电路的基准电压引脚连接，具体的电路连接结构参考图3。
38.参考图5，电机通道选择模块包括光耦组件u5，光耦组件u5包括若干个光耦，光耦的发射极正极分别连接有电容c26和接口j5，电容c26的另一端分别连接有光耦的发射极负极和电阻r33，电阻r33的另一端连接接口j5，光耦的接收端c极分别连接有电阻r42和控制芯片电路，光耦的接收端e极接地，电阻r42的另一端连接电源端vdd3.3。具体的，上述为单个光耦的电路连接，多个光耦的电路连接参考图5。
39.控制芯片电路包括控制芯片，控制芯片采用的型号为gd32f303vct6。对于控制芯片的各个引脚，可参考图2。
40.参考图8，控制芯片电路还连接有电源模块，电源模块用于将供电电压转化为控制芯片电路所需电压。电源模块包括电源芯片u1，电源芯片u1的输入引脚分别连接电阻r7、电容c9、电容c5和二极管d2的负极，电源芯片u1的使能引脚连接电阻r7的另一端，电容c9和电容c5的另一端接地，二极管d2的正极连接电源端+24vp、熔断器f1以及二极管d1的负极连接，二极管d1的正极接地，熔断器f1的另一端连接接口j2，接口j2为供电侧；电源芯片u1的自升压脚连接有电容c15，电容c15的另一端连接电源芯片u1的输出引脚和二极管d5的负极，二极管d5的正极接地，电容c15的另一端还连接电感l1，电感l1的另一端连接电阻r9、电容c17、电容c18、电容c81、电容c20以及芯片u8的输入引脚，电感l1的另一端还连接电源端vdd5v，电阻r9的另一端连接电阻r10的一端，电阻r10的另一端接地，电容c17的另一端连接电源芯片u1的输出电压反馈引脚，电容c18、电容c81以及电容c20的另一端接地，芯片u8的接地引脚接地，芯片u8的输出引脚连接电源端vdd3.3、电容c30以及电容c32，电容c30以及电容c32的另一端接地。
41.控制芯片电路还连接有串行通讯模块，串行通讯模块包括串行通讯芯片u2，串行通讯芯片u2的接收数据引脚和发送数据引脚分别连接于控制芯片电路。具体的，串行通讯芯片u2的can发送引脚和can接收引脚与控制芯片电路连接，串行通讯芯片u2的canh引脚和canl引脚与接口j1连接，具体的电路参考图7。
42.参考图9，控制芯片电路还连接有用于直线电机运动指示的电机运动指示模块和板卡状态指示模块。板卡状态指示模块包括电阻r17和电阻r18，电阻r18和电阻r17的一端
分别连接控制芯片电路，电阻r18的另一端连接发光二极管d9的负极，发光二极管d9的正极连接电源端vdd3.3和发光二极管d10的正极，发光二极管d10的负极连接电阻r18。电机运动指示模块包括发光二极管d12、发光二极管d13、发光二极管d14、发光二极管d15、发光二极管d16、发光二极管d17、发光二极管d18，发光二极管d12、发光二极管d13、发光二极管d14、发光二极管d15、发光二极管d16、发光二极管d17、发光二极管d18分别与一个电阻串联后连接电源端vdd3.3，发光二极管d12、发光二极管d13、发光二极管d14、发光二极管d15、发光二极管d16、发光二极管d17、发光二极管d18的另一端连接控制芯片电路。
43.本实用新型中，控制芯片电路能够控制多路的直线电机，对于一路的直线电机，控制芯片分别通过两个支路对直线电机进行控制，其一通过dac峰值设置模块以及h桥驱动电路；其二直接通过h桥驱动电路，在电流超过设定值时，能够自动断开输出；直线电机工作电流控制采用pwm和峰值限制，可以提高控制速度和减少电流限制保护时间；位置反馈信号在进入控制芯片电路之前经过二阶滤波处理，有效过滤干扰信号。
44.本实用新型中，每个直线电机分别对应有一个二阶滤波电路，每个二阶滤波电路的结构相同，电机内部的位置传感器输出位置反馈信号，该位置反馈信号在进入控制芯片电路之前需要进行二阶有源滤波处理，截至频率在10k，能够有效过滤大部分变频和伺服的辐射信号，同时增加信号的驱动能力。
45.本实用新型中，设置多个h桥驱动电路，每个h桥驱动电路连接有相应的直线电机，通过h桥驱动电路能够控制直线电机线圈的电流方向，而控制芯片电路利用pwm信号能够调节电流大小。
46.本实用新型中，dac峰值设置模块能够起到良好的保护作用。
47.本实用新型中，电机通道选择模块中，光耦组件u5设置有多个光耦，每个光耦分别对应着相应的直线电机，用于相应直线电机的触发。
48.本实用新型中，控制芯片能够输出16路pwm信号，8路模拟量的采集，控制芯片通过spi引脚控制dac峰值设置模块中的峰值设置芯片u4输出8路独立模拟电压来设定峰值保护电压。
49.本实用新型中，串行通讯模块用于信号的传输，外部触发控制信号能够通过串行通讯模块来控制直线电机是否动作。
50.本实用新型中，电机运动指示模块以及板卡状态指示模块均具备有指示功能，方便查看直线电机的状态。
51.本实用新型由一个控制芯片对若干个直线电机进行控制，节省大量成本；并且在电机的位置反馈信号进行二阶滤波处理，有效过滤干扰信号；此外，本实用新型的电路集中于同一块选色控制板上，集中程度高；直线电机工作电流控制采用pwm和峰值限制，可以提高控制速度和减少电流限制保护时间。
52.上述实施例是对本实用新型的进一步阐述和说明，以便于理解，并不是对本实用新型的任何限制，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。