專利名稱:紡織設備及其度目控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種紡織設備及其度目控制系統(tǒng)。該紡織設備的度目控制系統(tǒng)包括：伺服驅動器，伺服電機和磁編碼器。其中，磁編碼器與伺服電機協(xié)同作用以輸出軸相對設置，從而感測所述伺服電機輸出軸的轉動而得到感測信號，磁編碼器與伺服驅動器連接，并將感測信號輸出到伺服驅動器，以驅動伺服電機轉動。本實用新型通過上述度目控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對度目的精確控制；節(jié)省設備安裝所需的空間資源和生產成本；簡化設備安裝工藝。
【專利說明】
紡織設備及其度目控制系統(tǒng)
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及紡織技術領域，特別是一種紡織設備及其度目控制系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]紡織設備如針織機等是用于編織布料的設備，其主要包括電源電路、操作盒、主控電路板、機頭、電機、驅動器以及安裝上述元件的機床。目前針織機進行針織控制是靠機頭在機床上的來回活動，并依靠機頭上的三角結構進行推針完成針織操作。在該三角結構中，安裝著控制編織成圈密度的度目三角，該度目三角是依靠度目電機通過傳動裝置進行控制的。
[0003]目前的度目電機普遍采用的是步進電機或無刷電機，外接有開關型光電傳感器和對應的傳感器的接收處理轉換電路。在機器正常工作狀態(tài)下，當度目電機轉動時，電機的軸上的擋板經(jīng)過設備上的光電傳感器，此時，傳感器會輸出一個零位傳感信號，零位傳感器信號經(jīng)過度目控制系統(tǒng)上的接收處理轉換電路的處理和轉換后得到零位信號，把此信號當作設備上的零位信號。
[0004]然而，現(xiàn)有的度目控制系統(tǒng)存在以下問題亟待解決:現(xiàn)有的步進電機的實現(xiàn)度目控制最高輸出轉速只有600RPM，定位精度為1.8° ;采用無刷電機實現(xiàn)度目控制最高輸出轉速為3000RPM，但只能實現(xiàn)粗劣定位，定位精度為15°。目前的帶光電編碼器的伺服電機最高輸出轉速為3000RPM，定位精度為0.09°，但電機體積大，價格昂貴;再加之外接的光電編碼器的安裝復雜，且需要在控制器上增加傳感器接收處理轉換電路，增加了設備安裝工藝的復雜度。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的在于提供一種紡織設備及其度目控制系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)度目的精確控制，降低生產成本，簡化設備安裝工藝。
[0006]為解決上述問題，本實用新型提供了一種紡織設備的度目控制系統(tǒng)，其中包括:
[0007]伺服驅動器，伺服電機和磁編碼器；
[0008]所述伺服驅動器連接所述磁編碼器，并用于驅動所述伺服電機以控制所述紡織設備的度目；
[0009]所述磁編碼器用于與所述伺服電機輸出軸相對設置，以感測所述伺服電機輸出軸的轉動而得到感測信號，并發(fā)送所述感測信號至所述伺服驅動器。
[0010]其中，所述磁編碼器是增量式磁編碼器，其包括磁編碼電路和霍爾傳感模擬電路；
[0011]所述磁編碼電路連接所述霍爾傳感模擬電路，用于感測所述伺服電機輸出軸的轉動而得到所述感測信號，并發(fā)送至所述伺服驅動器；
[0012]所述霍爾傳感模擬電路用于根據(jù)來自所述磁編碼電路獲取的所述伺服電機輸出軸轉動位置信息，模擬三個霍爾傳感器并輸出三路霍爾信號輸出至所述伺服驅動器。
[0013]其中，度目控制系統(tǒng)包括第一差分發(fā)送電路和第二差分發(fā)送電路；
[0014]所述第一差分發(fā)送電路連接于所述磁編碼電路與所述伺服驅動器之間，所述第二差分發(fā)送電路連接于所述霍爾傳感模擬電路與所述伺服驅動器之間。
[0015]其中，所述的度目控制系統(tǒng)包括:
[0016]電流輸出電路，用于輸出電流量不超過第一閾值的電流以驅動所述伺服電機運轉；
[0017]電路變化檢測電路，用于在所述電流輸出電路輸出電流時檢測所述伺服電機的轉速變化情況以及所述電流輸出的電流變化情況；
[0018]判斷電路，用于判斷所述轉速變化情況是否為電機轉速減速至第二閾值、所述電流變化情況是否為電流輸出增大到第三閾值；
[0019]編碼器值獲取電路，用于在判斷所述轉速變化情況是否為電機轉速減速至第二閾值、同時所述電流變化情況為電流輸出增大到第三閾值時，定義所述伺服電機當前的運作位置為設備零位，并且獲取所述設備零位對應的所述伺服電機當前輸出的編碼器值；
[0020]存儲電路，用于存儲所述獲取得到的所述設備零位對應的所述編碼器值。
[0021]其中所述伺服電機定義為連接度目控制器的伺服電機的轉動工作行程不超過一圈，所述第一閾值是使所述伺服電機無阻礙運轉的一個電流值;第二閾值是伺服電機運轉至目標位置時的一個電流值;第三閾值小于所述伺服電機的電流承載最大值。
[0022]本實用新型提供一種紡織設備，包括:
[0023]機頭、以及位于所述機頭上的度目、度目伺服電機、度目伺服驅動器以及磁編碼器；
[0024]所述度目伺服驅動器分別連接所述磁編碼器、度目伺服電機，并用于驅動所述度目伺服電機以控制所述度目；
[0025]所述磁編碼器與所述度目伺服電機輸出軸相對設置，以感測所述度目伺服電機輸出軸的轉動而得到感測信號，并發(fā)送至所述度目伺服驅動器。
[0026]其中，所述磁編碼器是增量式磁編碼器，其包括磁編碼電路和霍爾傳感模擬電路；
[0027]所述磁編碼電路連接所述霍爾傳感模擬電路，用于感測所述度目伺服電機輸出軸的轉動而得到所述感測信號，并發(fā)送至所述度目伺服驅動器；
[0028]所述霍爾傳感模擬電路用于根據(jù)來自所述磁編碼電路獲取的所述度目伺服電機輸出軸轉動位置信息，模擬三個霍爾傳感器并輸出三路霍爾信號輸出至所述度目伺服驅動器。
[0029]其中，所述的紡織設備，包括第一差分發(fā)送電路和第二差分發(fā)送電路；
[0030]所述第一差分發(fā)送電路連接于所述磁編碼電路與所述度目伺服驅動器之間，所述第二差分發(fā)送電路連接于所述霍爾傳感模擬電路與所述度目伺服驅動器之間。
[0031]其中，一種用于伺服系統(tǒng)的磁傳感器，包括:
[0032]所述磁編碼器包括基板、磁編碼電路以及通訊接口，所述磁編碼電路以及通訊接口設置于所述基板上，所述磁編碼電路連接所述通信接口，通過所述通信接口與伺服驅動器連接；
[0033]其中，所述磁編碼電路用于與伺服電機輸出軸相對設置，以感測所述伺服電機輸出軸的轉動而得到感測信號，并發(fā)送至所述伺服驅動器。
[0034]其中，所述磁編碼器是增量式磁編碼器，其進一步包括霍爾傳感模擬電路；
[0035]所述霍爾傳感模擬電路分別連接所述磁編碼電路和所述通訊接口，用于根據(jù)來自所述磁編碼電路獲取的所述伺服電機輸出軸轉動位置信息，模擬三個霍爾傳感器并輸出三路霍爾信號輸出至所述伺服驅動器。
[0036]本實用新型的有益效果是:現(xiàn)有技術中度目控制系統(tǒng)包括步進電機或無刷電機，外接光電傳感器以及對應的接收處理轉換電路;與現(xiàn)有技術不同，本實用新型提出一種新的紡織設備及其度目控制系統(tǒng)、度目控制裝置。其中度目控制系統(tǒng)采用伺服控制系統(tǒng)，包括伺服控制器，磁編碼器和伺服電機，伺服控制系統(tǒng)自帶的磁編碼器具有較高的定位精度和體積小的特點，且無需外接處理轉換電路，從而實現(xiàn)度目的精確定位控制，節(jié)省生產成本，并且簡化設備安裝工藝。
【附圖說明】

[0037]圖1是本實用新型紡織設備的度目控制系統(tǒng)第一實施例的結構示意圖；
[0038]圖2是本實用新型紡織設備的度目控制系統(tǒng)第二實施例中磁編碼器的工作機理的結構示意圖；
[0039]圖3是本實用新型度目控制系統(tǒng)第二實施例中增量式磁編碼器的結構示意圖；
[0040]圖4是本實用新型度目控制系統(tǒng)的第四實施例的第一應用例的結構示意圖。
[0041 ]圖5是本實用新型紡織設備的第一實施例的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0042]如圖1所示，本實用新型紡織設備的度目控制系統(tǒng)I的第一實施例包括:
[0043]伺服驅動器I，伺服電機3和磁編碼器2;
[0044]其中，伺服驅動器I連接磁編碼器2，并用于驅動伺服電機3以控制所述紡織設備的度目；磁編碼器2用于與伺服電機3輸出軸相對設置，以感測伺服電機3輸出軸的轉動而得到感測信號，并發(fā)送感測信號至伺服驅動器2。
[0045]在設備工作前，需要在電機尾部固定好磁鋼，磁編碼器芯片需要對齊磁鋼，并且保證磁鋼與磁編碼器芯片距離保持0.8MM?1.5MM之間便可使用。
[0046]在工作時，在開環(huán)控制的伺服電機3的基礎上，磁編碼器2接收相對的位置和速度信號周期性的電信號，再把這個電信號轉轉換成計數(shù)脈沖，用脈沖的個數(shù)表示位移的大小；然后，磁編碼器2將脈沖信號輸出給伺服驅動器I，伺服驅動器I對當前位置和目標位置信息，以及速度信號進行計算后，以驅動伺服電機3帶動驅動動作元件運行至目標位置，以實現(xiàn)對紡織設備的度目的精確控制。
[0047]本實用新型度目控制系統(tǒng)的第二實施例，是關于其中的磁編碼器的工作機理的演示;如圖2所示，其中的磁編碼器是增量式磁編碼器，其包括:磁編碼電路21和霍爾傳感模擬電路22。
[0048]其中磁編碼電路21用于與霍爾傳感模擬電路22連接，對變化的磁性材料的角度和位移進行測量；由于磁性材料角度或者位移的變化會引起一定電阻或者電壓的變化，產生電信號;霍爾傳感模擬電路22則會根據(jù)磁編碼電路21提供的電信號信息模擬三個霍爾傳感器并輸出三路霍爾信號，從而實現(xiàn)測量的目的。隨后將此模擬信號輸出至伺服驅動器以實現(xiàn)控制度目的操作。
[0049]本實用新型度目控制系統(tǒng)的第三實施例，是在第二實施例的基礎上，關于增量式磁編碼器輸出信號電路的結構示意;如圖3所示，增量式磁編碼器輸出信號電路包括第一差分發(fā)送電路33和第二差分發(fā)送電路34;
[0050]其中第一差分發(fā)送電路33連接于磁編碼電路31與伺服驅動器I之間，第二差分發(fā)送電路34連接于霍爾傳感模擬電路32與伺服驅動器I之間。
[0051]其中第一差分發(fā)送電路33輸出三組方形脈沖波A，B和Z相的六種狀態(tài)，A、B兩相波提供方向和速度信號，Z相提供基準定位信號;第二差分發(fā)送電路34輸出三組U、V和W磁極信號的六種狀態(tài)，用來給磁編碼器2的轉子作初始定位。第一差分發(fā)送電路33和第二差分發(fā)送電路34將信號輸出至伺服驅動器I，以驅動伺服電機3帶動動作元件運行。
[0052]本實用新型度目控制系統(tǒng)的第四實施例，是關于該度目控制系統(tǒng)中電路結構的具體實施例。該度目控制系統(tǒng)包括:電流輸出電路41，電路變化檢測電路42，判斷電路43，編碼器值獲取電路44和存儲電路45。
[0053]其中電流輸出電路41，用于輸出電流量不超過第一閾值的電流以驅動伺服電機3運轉；電路變化檢測電路42，用于在電流輸出電路41輸出電流時檢測伺服電機3的轉速變化情況以及電流輸出的電流變化情況;判斷電路43，用于判斷上述轉速變化情況是否為電機轉速減速至第二閾值、上述電流變化情況是否為電流輸出增大到第三閾值;編碼器值獲取電路44，用于在判斷為上述轉速變化情況為電機轉速減速至第二閾值、同時上述電流變化情況為電流輸出增大到第三閾值時，定義伺服電機3當前的運作位置為設備零位，并且獲取所述設備零位對應的所述伺服電機當前輸出的編碼器值;存儲電路45，用于存儲獲取得到的設備零位對應的編碼器值。
[0054]如圖4所示，該圖演示了度目控制系統(tǒng)的第四實施例的第一應用例，具體來說，是伺服電機進行零位設置的具體實施過程。其包括:伺服電機3，電流輸出電路41，電路變化檢測電路42，判斷電路43，編碼器值獲取電路44和存儲電路45。
[0055]其中電流輸出電路41向伺服電機3施加一個不超過第一閾值的電流使伺服電機3往一個方向轉動，當伺服電機3出現(xiàn)卡死不能轉動的情況時，此時轉動速度變?yōu)榱?，同時電路中電流增加至第三閾值，此時電路變化檢測電路42檢測到當前電機的轉動速度和電流，并由判斷電路43根據(jù)當前電機的轉動速度和電流來判斷電機的左右限位，此時編碼器值獲取電路44便可根據(jù)左右限位信息獲取電機的零位傳感器在設備上對應的位置，當前的編碼器值即為設備的零位;最后所獲取到的設備的零位存儲到存儲電路45中；當每次掉電時，當前的設備位置所對應的編碼器值都會存儲在存儲電路45中，上電后度目控制系統(tǒng)通過讀取存儲電路45獲取設備零位對應的編碼器值和上次掉電設備的位置所對應的編碼器值，即可實現(xiàn)度目控制系統(tǒng)高效快速定位功能。
[0056]本實用新型紡織設備的第一實施例，包括:機頭51、以及位于所述機頭上的度目52、度目伺服電機53、度目伺服驅動器54以及磁編碼器55。
[0057]如圖5所示，其中度目伺服驅動器54分別與磁編碼器55和度目伺服電機53相連接；當工作時，在開環(huán)控制的度目伺服電機53的基礎上，磁編碼器55接收相對的位置和速度信號周期性的電信號，再把這個電信號轉轉換成計數(shù)脈沖，用脈沖的個數(shù)表示位移的大小;然后，磁編碼器55將脈沖信號輸出給度目伺服驅動器5，度目伺服驅動器5對當前位置和目標位置信息，以及速度信號進行計算后，以驅動度目伺服電機53帶動驅動以及位于所述機頭上的度目52運行至目標位置，以實現(xiàn)對紡織設備的度目的精確控制。
[0058]本實用新型度目控制系統(tǒng)不僅應用于紡織設備上，在印刷，機械包裝和卷料系統(tǒng)等多個領域都可以應用。
[0059]本實用新型度目控制系統(tǒng)通過用伺服電機取代度目控制系統(tǒng)所使用的步進電機、無刷電機，并用伺服電機自帶的磁編碼器取代現(xiàn)有的光電傳感器;首先，本實用新型解決了現(xiàn)有電機定位精度差的問題，有效地提高了電機的定位精度;其次，現(xiàn)有的光電傳感器存在體積大，價格昂貴，本實用新型通過增量式磁編碼器的應用，不僅減小設備的空間占用面積，降低成本，而且還實現(xiàn)了零位定位的精度，可以定位到點上;最后，本實用新型不用外接傳感器和接收處理轉換電路，大大降低了設備安裝工藝的復雜度，降低了人力成本。
[0060]以上所述僅為本實用新型的實施方式，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內。
【主權項】
1.一種紡織設備的度目控制系統(tǒng)，其特征在于，包括: 伺服驅動器，伺服電機和磁編碼器； 所述伺服驅動器連接所述磁編碼器，并用于驅動所述伺服電機以控制所述紡織設備的度目； 所述磁編碼器用于與所述伺服電機輸出軸相對設置，以感測所述伺服電機輸出軸的轉動而得到感測信號，并發(fā)送所述感測信號至所述伺服驅動器。2.根據(jù)權利要求1所述的度目控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述磁編碼器是增量式磁編碼器，其包括磁編碼電路和霍爾傳感模擬電路； 所述磁編碼電路連接所述霍爾傳感模擬電路，用于感測所述伺服電機輸出軸的轉動而得到所述感測信號，并發(fā)送至所述伺服驅動器； 所述霍爾傳感模擬電路用于根據(jù)來自所述磁編碼電路獲取的所述伺服電機輸出軸轉動位置信息，模擬三個霍爾傳感器并輸出三路霍爾信號輸出至所述伺服驅動器。3.根據(jù)權利要求2所述的度目控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述增量式磁編碼器包括第一差分發(fā)送電路和第二差分發(fā)送電路； 所述第一差分發(fā)送電路連接于所述磁編碼電路與所述伺服驅動器之間，所述第二差分發(fā)送電路連接于所述霍爾傳感模擬電路與所述伺服驅動器之間。4.根據(jù)權利要求1至3任一項所述的度目控制系統(tǒng)，其特征在于，包括: 電流輸出電路，用于輸出電流量不超過第一閾值的電流以驅動所述伺服電機運轉； 電路變化檢測電路，用于在所述電流輸出電路輸出電流時檢測所述伺服電機的轉速變化情況以及所述電流輸出的電流變化情況； 判斷電路，用于判斷所述轉速變化情況是否為電機轉速減速至第二閾值、所述電流變化情況是否為電流輸出增大到第三閾值； 編碼器值獲取電路，用于在判斷所述轉速變化情況是否為電機轉速減速至第二閾值、同時所述電流變化情況為電流輸出增大到第三閾值時，定義所述伺服電機當前的運作位置為設備零位，并且獲取所述設備零位對應的所述伺服電機當前輸出的編碼器值； 存儲電路，用于存儲所述獲取得到的所述設備零位對應的所述編碼器值。5.根據(jù)權利要求4所述的度目控制系統(tǒng)，其特征在于，所述伺服電機定義為連接度目控制器的伺服電機的轉動工作行程不超過一圈，所述第一閾值是使所述伺服電機無阻礙運轉的一個電流值;第二閾值是伺服電機運轉至目標位置時的一個電流值;第三閾值小于所述伺服電機的電流承載最大值。6.一種紡織設備，其特征在于，包括: 機頭、以及位于所述機頭上的度目、度目伺服電機、度目伺服驅動器以及磁編碼器；所述度目伺服驅動器分別連接所述磁編碼器、度目伺服電機，并用于驅動所述度目伺服電機以控制所述度目； 所述磁編碼器與所述度目伺服電機輸出軸相對設置，以感測所述度目伺服電機輸出軸的轉動而得到感測信號，并發(fā)送至所述度目伺服驅動器。7.根據(jù)權利要求6所述的紡織設備，其特征在于， 所述磁編碼器是增量式磁編碼器，其包括磁編碼電路和霍爾傳感模擬電路； 所述磁編碼電路連接所述霍爾傳感模擬電路，用于感測所述度目伺服電機輸出軸的轉動而得到所述感測信號，并發(fā)送至所述度目伺服驅動器； 所述霍爾傳感模擬電路用于根據(jù)來自所述磁編碼電路獲取的所述度目伺服電機輸出軸轉動位置信息，模擬三個霍爾傳感器并輸出三路霍爾信號輸出至所述度目伺服驅動器。8.根據(jù)權利要求6所述的紡織設備，其特征在于， 包括第一差分發(fā)送電路和第二差分發(fā)送電路； 所述第一差分發(fā)送電路連接于所述磁編碼電路與所述度目伺服驅動器之間，所述第二差分發(fā)送電路連接于霍爾傳感模擬電路與所述度目伺服驅動器之間。
【文檔編號】D04B15/36GK205711214SQ201620130533
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年2月19日
【發(fā)明人】鄒耀堅, 張征
【申請人】福建睿能科技股份有限公司