基于工业平缝机的电机伺服控制系统的制作方法_2

文档序号:9016775阅读:来源:国知局
且电感PTl的3脚与电感PT2的4脚均通过滤波电容C2接地,电感PT2的3脚与滤波电容C4的另一端及输出端负极连接。
[0023]所述的开关电源模块采用电流型PWM控制集成芯片SG3525实现半桥式开关电源控制电路。
[0024]所述的电机采用直流无刷电机。
[0025]与现有技术相比,本实用新型具有以下有益效果:本实用新型将交流电源经过交流滤波电路整流变成直流电,提供电机运转所需的电源并通过开关电源模块提供系统工作所需的系统电源,直流无刷电机由电机驱动模块驱动,它集成了三相IGBT逆变器及其驱动与保护电路,电机的转速和转子位置信号由安装在电机机轴上的光电编码器获得。电机通过机械传动系统带动机针作往返运动,为使针头能在缝纫机停转后停在操作者要求的位置(即上/下针位)上并且能准确执行自动切线、自动扫线的任务,在带动机针运动的机械转轴上安装机头定位器,以便在电机运转过程中获取到针头的位置信息,整个伺服系统的控制电路以DSC为核心,它可以完成直流无刷电机传感器信号的采集和处理,实现电机在正弦波电流驱动方式下工作以及平滑调速,并控制其它机构配合电机动作共同完成缝纫工作,本实用新型结构简单,能够完成工业平缝机高速、高效以及复杂缝纫任务。
【附图说明】
[0026]图1是本实用新型的工业平缝机电机伺服控制系统硬件框图;
[0027]图2是本实用新型的交流电源输入滤波电路原理图;
[0028]图3是本实用新型基于SG3525的半桥式开关电源原理图;
[0029]图4是本实用新型直流无刷电机驱动模块电路原理图;
[0030]图5是本实用新型控制电路系统结构框图;
[0031]图6是本实用新型直流无刷电机电流检测电路原理图;
[0032]图7是本实用新型脚踏板信号输入接口电路;
[0033]图8是本实用新型的本实用新型的操作面板接口电路原理图;
[0034]图9是本实用新型的电机编码盘接口电路原理图;
[0035]图10是本实用新型的电机驱动接口电路原理图一;
[0036]图11是本实用新型的电机驱动接口电路原理图二 ;
[0037]图12是本实用新型的电磁阀驱动电路原理图;
[0038]图13是本实用新型的机头定位器接口电路原理图;
[0039]其中,1、交流滤波电路;2、开关电源模块;3、电机驱动模块;4、控制电路;5、脚踏板;6、电磁阀;7、操作面板;8、电机;9、机头定位器。
【具体实施方式】
[0040]以下结合附图对本实用新型做进一步详细说明:
[0041]参见图1,本实用新型包括与交流电源连接的交流滤波电路1,交流滤波电路I通过电机驱动模块3与电机8连接,电机8通过机械传动系统与机头连接,在机头上固定有机针,在电机8的机轴上安装有光电编码器,交流滤波电路I的输出端通过开关电源模块2与控制电路4连接;控制电路4的输出分别与操作面板7,脚踏板5,用于带动平缝机切线、扫线、倒缝和抬压脚的电磁阀6连接,并且通过电机驱动模块3与电机8连接,控制电路4的输入通过机头定位器9与机头连接、通过光电编码器与电机8连接。
[0042]参见图2,本实用新型的交流滤波电路I交流滤波电路I包括一号保险丝F1、二号保险丝F2、一号压敏电阻VAR1、二号压敏电阻VAR2、放电管SK1、电感PTl以及电感PT2 ; —号保险丝Fl及二号保险丝F2的一端分别与220V、50HZ的交流电源的零线和火线连接,一号保险丝Fl的另一端与电容Cl的一端、一号压敏电阻VARl的一端及电感PTl的I脚连接,电感PTl的2脚与电感PT2的I脚相连,且电感PTl的2脚与电感PT2的I脚通过滤波电容C3接地,电感PT2的2脚与滤波电容C4的一端及输出端正极连接,一号压敏电阻VARl的一端依次通过二号压敏电阻VAR2及放电Kl接地;二号保险丝F2的另一端与电容Cl的另一端、一号压敏电阻VARl的另一端及电感PTl的4脚连接,电感PTl的3脚接电感PT2的4脚,且电感PTl的3脚与电感PT2的4脚均通过滤波电容C2接地,电感PT2的3脚与滤波电容C4的另一端及输出端负极连接。
[0043]参见图3,本实用新型的开关电源模块2采用电流型PWM控制集成芯片SG3525实现半桥式开关电源控制电路的设计,SG3525是一种性能优良、功能齐全和通用性强的单片集成PWM控制芯片,可以工作在主从模式,也可以与外部时钟同步,最高振荡频率为500KHZ,死区时间可调,内置软启动电路、关断电路和欠压锁定电路,由双通道源电流/吸收电流给出驱动电路;
[0044]如图3所示,SG3525内置了 5.1V精密基准电源,在误差放大器共模输入电压范围内,无须外接分压电组,振荡器充电时间有电阻RT和电容CT决定,放电时间由RD和CT决定。振荡器的输出分为两路,其中一路以锯齿波的形式连接至PWM比较器的同向输入端,PWM比较器的反向输入端接误差放大器的输出。基准电压通常是接在误差放大器的同相输入端上。误差放大器的输出与锯齿波电压在PWM比较器中进行比较,输出一个随误差放大器输出电压大小变化而宽度变化的方波脉冲。当系统输出电压因输入电压的升高或负载的变化而升高时,误差放大器的输出将减小,这将导致PWM比较器输出为正的时间变长,PWM锁存器输出高电平的时间也变长,因此输出晶体管的导通时间将最终变短,从而使输出电压回落到额定值,实现了稳态,反之亦然,锯齿波的作用是加入死区时间,保证后端驱动的MOS管不同时导通,OUTA, OUTB最终输出相位相差180°为的PWM波。
[0045]参见图4,本实用新型的电机驱动模块3采用智能功率模块IRAMX10UP60A,该智能功率模块IRAMX10UP60A的I脚、3脚、5脚分别接电容D -CUD -C2、D -C3的一端,2脚与电容D - Cl的另一端接电机的W相,4脚与电容D -C2的另一端接电机的V相,6脚与电容D -C3的另一端接电机的U相,智能功率模块IRAMX10UP60A的10脚通过直流电容C4接地,智能功率模块IRAMX10UP60A的12脚-14脚均通过采样电阻D_R19接地;电机电流检测电路包括电阻R3,电阻R3的一端接智能功率模块IRAMX10UP60A的12脚-14脚,电阻R3的另一端接三极管BC847的射极,三极管BC847的集电极接滑动变阻器RPl的一端、电容R4的一端、电阻Cl的一端以及二极管D2的负极,电容R4的另一端、电阻Cl的另一端以及二极管D2的正极均接地;滑动变阻器RPl的另一端接5V电源,三极管BC847的基极接电阻Rl的一端及电阻R2的一端,电阻Rl及R2的另一端分别接5V电源及地,直流无刷电机的驱动模块电路原理图如图4所示。选用国际整流器公司的智能功率模块IRAMX10UP60A,内置温度监视、过温/过流保护、具短路能力的IGBTs和欠压锁定功能,提供了高水平的保护和故障安全工作功能。同时,该模块还集成了为高压侧驱动器所需的自举二极管,以及为驱动内部电路的单极性电源。简化了模块的使用,并且大大降低了成本;
[0046]图4中的三极管2N70,在输入为高时,Ql导通,IR16A工作在正常状态;输入为低时,Itrip为高电平,芯片锁死不工作,稳压二极管D-DSl的型号为1N4728电压为3.3V,过温时电压为3.3V ;
[0047]参见图5,本实用新型的控制电路4以微控制器dsPIC30F6010为核心,该微控制器DSPIC30F6010内集成有与脚踏板连接的脚踏板接口电路、与操作面板连接的操作面板接口电路、与光电编码器连接的电机编码盘接口电路、与电机驱动模块3
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