專利名稱：縫紉或刺繡機(jī)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)框架的控制方法及其控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬一種縫紉或刺繡機(jī)，具體涉及一種縫紉或刺繡機(jī)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng) 框架的控制器。
背景技術(shù)：
交流伺服電機(jī)具有位置控制精度高、速度輸出穩(wěn)定、速度響應(yīng)性能好、 過載能力強(qiáng)、運(yùn)行效率高等優(yōu)點(diǎn)，隨著縫紉機(jī)及刺繡機(jī)向高轉(zhuǎn)速、高品質(zhì)、 多頭數(shù)及靜音等方向的發(fā)展，人們已青睞使用交流伺服電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)縫紉/刺 繡機(jī)的框架。
但在各種運(yùn)動(dòng)控制中，交流伺服電機(jī)控制要取得最佳的控制效果，必須 調(diào)整伺服驅(qū)動(dòng)器的各種驅(qū)動(dòng)參數(shù)，使驅(qū)動(dòng)性能匹配運(yùn)動(dòng)器件的特性和運(yùn)動(dòng)要 求。而縫紉機(jī)及刺繡機(jī)的框架運(yùn)動(dòng)并不是一種模式的重復(fù)運(yùn)動(dòng)。在形成每一 針跡的框架運(yùn)動(dòng)中，框架運(yùn)動(dòng)的時(shí)間、軌跡和長(zhǎng)度等運(yùn)動(dòng)要求都是隨著主軸 轉(zhuǎn)速、花樣針跡數(shù)據(jù)的變化而改變的。要得到最佳的控制效果，最好對(duì)應(yīng)每 一運(yùn)動(dòng)要求都在運(yùn)動(dòng)前重新調(diào)整伺服驅(qū)動(dòng)器的各種驅(qū)動(dòng)參數(shù)，即實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)修 改伺服驅(qū)動(dòng)器的各種驅(qū)動(dòng)參數(shù)。
由于通用伺服驅(qū)動(dòng)器大都只能在工作前預(yù)存一組參數(shù)，在工作中無(wú)法再 調(diào)整參數(shù)，導(dǎo)致現(xiàn)有大部分使用通用伺服驅(qū)動(dòng)器的縫紉/刺繡的框架控制技 術(shù)中，只能是在機(jī)器使用之前，在伺服驅(qū)動(dòng)器上設(shè)定一組最優(yōu)參數(shù)，在其后 的工作中，伺服驅(qū)動(dòng)器就按這組參數(shù)設(shè)定的方式驅(qū)動(dòng)框架。使用這種方法， 在大部分的框架運(yùn)動(dòng)中，所使用的參數(shù)與該運(yùn)動(dòng)所要求的最佳參數(shù)都有較大 的出入，嚴(yán)重地限制了伺服驅(qū)動(dòng)優(yōu)良性能的發(fā)揮及控制質(zhì)量的提高。
也有極少數(shù)縫紉/刺繡機(jī)電腦控制器生產(chǎn)廠家意識(shí)到此限制，并對(duì)控制 方法進(jìn)行了改進(jìn)。其中最好的方法是在伺服驅(qū)動(dòng)器內(nèi)預(yù)先存儲(chǔ)少量參數(shù)，在 主控制器和伺服驅(qū)動(dòng)器間增加幾根控制線，并約定好控制線電平變化與使用哪些參數(shù)的關(guān)系。繡作時(shí)，主控制器根據(jù)需要確定相近參數(shù)并使用控制線通 知伺服驅(qū)動(dòng)器，伺服驅(qū)動(dòng)器根據(jù)控制線的電平變化，決定使用預(yù)先存儲(chǔ)的哪 些參數(shù)。這種方法比起只使用一組參數(shù)控制質(zhì)量己經(jīng)有了很大提高，但比起 主軸轉(zhuǎn)速、花樣針跡數(shù)據(jù)的各種變化的組合數(shù)量，可預(yù)先存儲(chǔ)、工作時(shí)調(diào)整 的參數(shù)則顯得太少。所以這種方法只是縫紉/刺繡機(jī)控制要求和傳統(tǒng)控制方 法間的一種折中選擇。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服上述不足，提供一種縫紉或刺繡機(jī)伺服 電機(jī)驅(qū)動(dòng)框架的控制方法及其控制裝置，采用本發(fā)明可以使工作中的縫紉/ 刺繡機(jī)在形成每一針跡的框架運(yùn)動(dòng)中，其運(yùn)動(dòng)要求隨著主軸轉(zhuǎn)速、花樣針跡 數(shù)據(jù)的變化而改變時(shí)，對(duì)應(yīng)每一運(yùn)動(dòng)要求都能在運(yùn)動(dòng)前重新調(diào)整伺服驅(qū)動(dòng)器 的各種驅(qū)動(dòng)參數(shù)，即實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)修改伺服驅(qū)動(dòng)器的各種驅(qū)動(dòng)參數(shù)，使該驅(qū)動(dòng)器 驅(qū)動(dòng)框架運(yùn)動(dòng)的方式總是在最佳參數(shù)下的動(dòng)框方式，進(jìn)一步提高縫紉/刺繡 品質(zhì)。
本發(fā)明方法包含下述內(nèi)容
在主控制器與框架伺服驅(qū)動(dòng)器間，在保持原有控制通路和控制方法的基
礎(chǔ)上，增加了高速通訊通路；
在工作過程中，主控制器根據(jù)當(dāng)前工作狀況計(jì)算出動(dòng)態(tài)控制參數(shù)； 主控制器通過高速通訊通道將動(dòng)態(tài)控制參數(shù)傳輸?shù)娇蚣芩欧?qū)動(dòng)器； 框架伺服驅(qū)動(dòng)器接收到主控制器發(fā)來(lái)的動(dòng)態(tài)控制參數(shù)后，用該參數(shù)替換
原有參數(shù)進(jìn)行動(dòng)框驅(qū)動(dòng)。
進(jìn)一步地，所述主控制器在工作過程中是根據(jù)當(dāng)前的主軸轉(zhuǎn)速花樣和針 跡數(shù)據(jù)計(jì)算出動(dòng)態(tài)控制參數(shù)。
本發(fā)明裝置為設(shè)有主控制器、框架伺服驅(qū)動(dòng)器，框架伺服驅(qū)動(dòng)器包括 X向框架伺服驅(qū)動(dòng)器和Y向框架伺服驅(qū)動(dòng)器，主控制器通過控制通道與框架伺服驅(qū)動(dòng)器連接，用于傳輸包含指令脈沖信號(hào)和監(jiān)測(cè)信號(hào)在內(nèi)的控制信號(hào)， 其特征在于所述的主控制器還通過高速通訊通道與框架伺服驅(qū)動(dòng)器連接， 用于進(jìn)行動(dòng)態(tài)參數(shù)傳輸。
本發(fā)明裝置的進(jìn)一步方案是所述的主控制器與框架伺服驅(qū)動(dòng)器為分體 結(jié)構(gòu)，主控制器和伺服驅(qū)動(dòng)器分別設(shè)有1/0控制接口，通過電纜連接構(gòu)成所 述的控制通道，主控制器和伺服驅(qū)動(dòng)器分別設(shè)有通訊接口，通過電纜或光纜 連接構(gòu)成所述動(dòng)態(tài)傳輸參數(shù)的高速通訊通道。
所述的高速通訊通道可以是能夠滿足該機(jī)器縫紉/刺繡速度要求的任意 一種通訊，如有線通訊或無(wú)線通訊，有線通訊可包括并行和串行，串行中又 分為非差分和差分，232、 485、 USB、 CAN、 LVDS、 LVPECL及許多新通訊標(biāo) 準(zhǔn)大都是差分的，光纖/光纜是非差分串行，連接方式可以是多種方法，如 主控制器與框架伺服驅(qū)動(dòng)器間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，或多點(diǎn)連接等；通訊內(nèi)容包括
動(dòng)態(tài)傳遞的參數(shù)外，還可以包括其它需要傳輸?shù)膬?nèi)容。
本發(fā)明主控制器可以利用動(dòng)態(tài)參數(shù)傳輸通道能夠進(jìn)行高速通訊的功能， 根據(jù)縫紉或繡作中的轉(zhuǎn)速、針跡數(shù)據(jù)等，實(shí)時(shí)修改伺服驅(qū)動(dòng)器參數(shù)，并實(shí)時(shí) 向?qū)?yīng)框架驅(qū)動(dòng)單元發(fā)送修改后的參數(shù)，從而大幅提高縫紉/刺繡品質(zhì)。
本發(fā)明在保持主控制器與伺服驅(qū)動(dòng)器間原有控制通路的基礎(chǔ)上，增加一 個(gè)高速通訊通路，主控制器可以在形成每一針跡的框架運(yùn)動(dòng)前，向伺服驅(qū)動(dòng) 器發(fā)送一組根據(jù)當(dāng)前工作狀況計(jì)算出的動(dòng)態(tài)控制參數(shù)，用于修改原有的參 數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)了主控制器對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器參數(shù)的實(shí)時(shí)、隨意的調(diào)整，當(dāng)主軸轉(zhuǎn) 速、花樣針跡數(shù)據(jù)變化時(shí)，伺服驅(qū)動(dòng)器參數(shù)也可以連續(xù)不間斷的平滑調(diào)整， 解決了縫紉/刺繡機(jī)控制要求與傳統(tǒng)控制方法間的矛盾，使該驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)框 架運(yùn)動(dòng)的方式總是在最佳參數(shù)下的動(dòng)框方式，從而可進(jìn)一步地提高控制質(zhì) 量，大幅提高縫紉/刺繡產(chǎn)品品質(zhì)。


圖1、本發(fā)明實(shí)施例方框示意圖
圖2、本發(fā)明實(shí)施例高速通訊通道電路圖
6圖3、本發(fā)明實(shí)施例主控器工作流程圖
圖4、本發(fā)明實(shí)施例框架伺服驅(qū)動(dòng)器工作流程圖
具體實(shí)施例方式
下面以一刺繡機(jī)控制器的實(shí)施例給予說明。
本例設(shè)有主控制器與框架伺服驅(qū)動(dòng)器為分離式柜體，主控制器和伺服驅(qū) 動(dòng)器分別設(shè)有1/0控制接口，通過電纜連接構(gòu)成所述的控制通道，用于傳輸 指令脈沖信號(hào)和監(jiān)測(cè)信號(hào)等控制信號(hào)，主控制器和伺服驅(qū)動(dòng)器分別設(shè)有通訊 接口，通過電纜或光纜連接構(gòu)成高速通訊通道，用于傳輸動(dòng)態(tài)控制參數(shù)數(shù) 據(jù)。
框架伺服驅(qū)動(dòng)器包括X向框架伺服驅(qū)動(dòng)器和Y向框架伺服驅(qū)動(dòng)器，X向 伺服驅(qū)動(dòng)器和Y向伺服驅(qū)動(dòng)器分別通過I/O控制接口和電纜與主控制器連 接，構(gòu)成控制通道，并分別設(shè)有高速通訊接插件，通過電纜(或光纜)與主 控制器連接，構(gòu)成高速通訊通道。
圖2是本例連接主控制器和框架伺服驅(qū)動(dòng)器的高速通訊通道的電路圖， 主控制器的微處理器及框架伺服驅(qū)動(dòng)器的微處理器分別設(shè)有串行通訊接口， 其輸入輸出信號(hào)為RXD485及TXD485，通過隔離電路，輸入輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為 RX及TX，與485通訊驅(qū)動(dòng)電路相連接，經(jīng)485通訊驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行轉(zhuǎn)換驅(qū) 動(dòng)，變?yōu)闈M足485通訊標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)A485及B485，連接到485通訊接口的插 接件上，主控制器的485通訊接口插接件與框架伺服驅(qū)動(dòng)器的485通訊接口 插接件之間通過電纜連接，構(gòu)成高速通訊通道，上述電路中隔離電路為使用 6N137光耦為核心的隔離電路，主要作用為使兩邊的電路不共地，減少通訊 部分對(duì)微處理器的干擾。485通訊驅(qū)動(dòng)電路使用的核心芯片為SN75LBC184。 插接件使用型號(hào)5054-06A 。
主控制器還連接有操作/顯示單元和其它機(jī)械執(zhí)行及檢測(cè)單元。
主控制器是整個(gè)控制器的核心，負(fù)責(zé)各種運(yùn)算處理并協(xié)調(diào)控制各個(gè)驅(qū)動(dòng)
部件。圖3是主控制器核心軟件流程圖，描述了主控制器的主要運(yùn)作流程系統(tǒng)上電后，首先進(jìn)行軟硬件系統(tǒng)初始化，建立初始工作環(huán)境，然后系 統(tǒng)進(jìn)入到不再退出的工作循環(huán)中。
在該循環(huán)中，有顯示處理部分當(dāng)循環(huán)中其它部分的處理改變了機(jī)器或 刺繡相關(guān)的數(shù)據(jù)或狀態(tài)，而需要顯示時(shí)，設(shè)置顯示標(biāo)志，顯示處理程序査到 該顯示標(biāo)志時(shí)，進(jìn)行顯示刷新；
在該循環(huán)中，還有按鍵處理部分控制流程根據(jù)鍵值和當(dāng)前各種機(jī)器狀 態(tài)標(biāo)志，進(jìn)入相應(yīng)的處理；
變換刺繡狀態(tài)是循環(huán)中的另一主要內(nèi)容，是或進(jìn)入刺繡狀態(tài)則需對(duì)當(dāng)前 針數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并進(jìn)行相應(yīng)控制，當(dāng)有狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)，也要進(jìn)行相應(yīng)處理。
在圖3中可以看到，涉及本發(fā)明技術(shù)方法的處理， 一部分是在初始化 內(nèi)，即對(duì)高速通訊口初始化，并下傳適合于非刺繡狀態(tài)下手動(dòng)移框用的伺服 驅(qū)動(dòng)參數(shù)；另一部分是在每個(gè)當(dāng)前針數(shù)據(jù)處理時(shí)，結(jié)合當(dāng)前轉(zhuǎn)速判斷出適合 于該針跡運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)器參數(shù)，并在框架動(dòng)作前下傳參數(shù)；還有一部分是當(dāng)退 出刺繡狀態(tài)后，還要下傳手動(dòng)移框用參數(shù)，以保證隨時(shí)手動(dòng)移框時(shí)，參數(shù)是 適合的。
圖4是一個(gè)框架伺服驅(qū)動(dòng)器的核心軟件流程圖，從圖中可以看到，框架 伺服驅(qū)動(dòng)器一般都自帶簡(jiǎn)單的按鍵和顯示，可用于設(shè)置和一些狀態(tài)提示，運(yùn) 作流程也是初始化后進(jìn)入工作循環(huán)，涉及本實(shí)施例的處理，有初始化時(shí)要對(duì) 與主控制器進(jìn)行高速通訊的通訊口進(jìn)行初始化；在每個(gè)工作循環(huán)中査看主控 制器是否向下發(fā)送了新的參數(shù)，是則替換舊的驅(qū)動(dòng)用參數(shù)， 一旦有驅(qū)動(dòng)信 號(hào)，則在此連續(xù)動(dòng)框過程中不再收取參數(shù)，至此次連續(xù)動(dòng)框完成，再返回按 鍵處理和收取參數(shù)的循環(huán)。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限 制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變 化與修飾，均仍屬本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、縫紉或刺繡機(jī)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)框架的控制方法，包含下述內(nèi)容在主控制器與伺服驅(qū)動(dòng)器間，在保持原有控制通路和控制方法的基礎(chǔ)上，增加了高速通訊通路；在工作過程中，主控制器根據(jù)當(dāng)前工作狀況計(jì)算出動(dòng)態(tài)控制參數(shù)；主控制器通過高速通訊通道將動(dòng)態(tài)控制參數(shù)傳輸?shù)剿欧?qū)動(dòng)器；框架伺服驅(qū)動(dòng)器接收到主控制器發(fā)來(lái)的動(dòng)態(tài)控制參數(shù)后，用該參數(shù)替換原有參數(shù)進(jìn)行動(dòng)框驅(qū)動(dòng)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的縫紉或刺繡機(jī)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)框架的控制方 法，其特征在于所述主控制器在工作過程中是根據(jù)當(dāng)前的主軸轉(zhuǎn)速和花樣 針跡數(shù)據(jù)計(jì)算出動(dòng)態(tài)控制參數(shù)。
3、 縫紉或刺繡機(jī)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)框架的控制裝置，設(shè)有主控制器、框架 伺服驅(qū)動(dòng)器，框架伺服驅(qū)動(dòng)器包括X向框架伺服驅(qū)動(dòng)器和Y向框架伺服驅(qū)動(dòng) 器，主控制器通過控制通道與框架伺服驅(qū)動(dòng)器連接，用于傳輸包含指令脈沖 信號(hào)和監(jiān)測(cè)信號(hào)在內(nèi)的控制信號(hào)，其特征在于所述的主控制器還通過高速 通訊通道與框架伺服驅(qū)動(dòng)器連接，用于進(jìn)行動(dòng)態(tài)參數(shù)傳輸。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的縫紉或刺繡機(jī)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)框架的控制裝 置，其特征在于連接主控制器與框架伺服驅(qū)動(dòng)器的高速通訊通道為并行/ 串行/差分通訊通道。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的縫紉或刺繡機(jī)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)框架的控制裝 置，其特征在于主控制器與框架伺服驅(qū)動(dòng)器通過高速通訊通道連接是點(diǎn)對(duì) 點(diǎn)連接或多點(diǎn)連接。
6、根據(jù)權(quán)利要求3所述的縫紉或刺繡機(jī)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)框架的控制裝置，其特征在于所述的主控制器與框架伺服驅(qū)動(dòng)器為分體結(jié)構(gòu)，主控制器 和伺服驅(qū)動(dòng)器分別設(shè)有V0控制接口，通過電纜連接構(gòu)成所述的控制通道， 主控制器和伺服驅(qū)動(dòng)器分別設(shè)有通訊接口 ，通過電纜或光纜連接構(gòu)成動(dòng)態(tài)傳 輸參數(shù)的高速通訊通道。
全文摘要
縫紉或刺繡機(jī)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)框架的控制方法及其控制裝置，設(shè)有主控制器、X向框架伺服驅(qū)動(dòng)器和Y向框架伺服驅(qū)動(dòng)器，主控制器通過控制通道與框架伺服驅(qū)動(dòng)器連接，用于根據(jù)電平變化傳輸指令脈沖信號(hào)和監(jiān)測(cè)信號(hào)，主控制器還通過動(dòng)態(tài)參數(shù)傳輸通訊通道與X向框架伺服驅(qū)動(dòng)器和Y向框架伺服驅(qū)動(dòng)器連接，用于進(jìn)行動(dòng)態(tài)參數(shù)傳輸，本發(fā)明主控制器可以利用動(dòng)態(tài)參數(shù)傳輸通道能夠進(jìn)行高速通訊的功能，根據(jù)縫紉或繡作中的轉(zhuǎn)速及針跡數(shù)據(jù)，確定出下次框架運(yùn)動(dòng)時(shí)伺服驅(qū)動(dòng)器的最優(yōu)參數(shù)，并實(shí)時(shí)向?qū)?yīng)框架驅(qū)動(dòng)器單元發(fā)送修改后的參數(shù)，使該驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)框架運(yùn)動(dòng)的方式總是在最佳參數(shù)下的動(dòng)框方式，從而進(jìn)一步提高控制質(zhì)量，并大幅提高縫紉/刺繡品質(zhì)。
文檔編號(hào)D05B69/28GK101634093SQ20081013500
公開日2010年1月27日 申請(qǐng)日期2008年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月25日
發(fā)明者健 劉, 游 周, 茹水強(qiáng), 趙玉嶺 申請(qǐng)人:北京興大豪科技開發(fā)有限公司