交流永磁同步伺服电机在工业缝纫机中的应用

《交流永磁同步伺服电机在工业缝纫机中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、交流永磁同步伺服电机在工业缝纫机中的应用

2、第1随着制衣工业的规模化发展,工业缝纫机发展迅猛,每年生产工业用缝纫机在几百万台,主要机型有单针、双针平缝机、包缝机、套结机、钉扣机、锁眼机、曲折缝、绷缝机、封包机和绣花机[3]。从现有的情况,除绣花机外,其它种类的缝纫机仍然属于机械类产品为主,这已远远不能满足规模化发展的制衣业的要求。为了提高缝制效率和质量,都希望缝纫机具备自动剪线、自动松线、自动返缝、自动拨线和自动抬压脚等功能,而传统的工业缝纫机,主轴驱动大多采用离合器电机,其它功能都靠机械配合或人工完成,存在效率低,体积大,调速范围窄,位置控制难,造成缝纫机的功能单一,自动化程度低。为此,80

3、年代开始,国外开始研究工业缝纫机用交流伺服电动机系统。在此基础上完成其它自动功能。1986年以来,德国的杜克普/阿德勒(DURKOOP/ALDER)、日本的重机(JUKI)、日本的三菱(MITSUBISHI)、日本的兄弟(BROTHER)等均已推出了其相应产品,将交流伺服电动机运用到各类工业缝纫机中,实现了工业缝纫机的电子化,并以每年12%的递增速度替代原有的离合器电机等传统电机。我国目前也有多家单位正在研究机电一体化、数字化工业缝纫机,还处于样机试制和小批量生产阶段,在2003年的工业缝纫机展览会上,高档工业缝纫机仍是国外或独资、合资产品唱主角,随着服装加工企业的规模化经营,服装产品的档次

4、提升,加工企业对缝纫机的需求多样化,国内企业正在加大力度研制开发,在2004年的工业缝纫机展览会上会有更多的数字化产品。1电气控制系统缝纫机电气系统包括控制器、驱动器、电机和电磁铁,如图1所示。图1缝纫机电气系统控制器又称为模式盒控制缝纫机完成不同的线迹,它的功能随缝纫机的种类不同而不同,主要分为两类,一类是控制单台电机即主驱动电机的运动,借助电磁铁完成其它的辅助功能,如拨线、剪线、松线、前后加固、抬压脚,对应的缝纫机有单针、双针平缝机、包缝机、绷缝机、封包机。另一类则控制多台电机的协调动作,如绣花机、套结机、钉扣机、锁眼机,还有控制针杆复合运动的曲折缝缝纫机。虽然这些控制器功能各异,但硬件

5、构成却基本相同。主要由操输入参数的旋钮、按键,显示工作参数的数码管、液晶显示器,对操作命令、传感器信号、执行机构(电机、电磁铁)进行运算、判断、控制的微控制器组成。硬件通用性强,软件则随不同的缝纫机而异。驱动器是电气系统的核心,它将控制信号转变成执行机构的驱动信号,起着桥梁的作用。同样也由硬件和软件构成。硬件除了微控制器及其它集成电路外,还有功率器件构成,软件则取决于不同种类的电机。与控制器类似,驱动器的硬件具有可移植性,相同功率的不同种类的电机可兼用。用于缝纫机的电机主要有感应电机、步进电机和永磁同步伺服电机。功率范围从400）的发展,难度大大降低。从缝纫机的性能要求和市场发展方向来看,永

6、磁同步伺服电机及驱动器起着至关重要的作用,是电气系统中技术难度最高的部分,是开发缝纫机电气系统的突破口,它的成功开发可将其技术演化到其它种类的电机和驱动器上,起到事半功倍的效果。3开发实例上工集团近来分别开发了平缝机和套结机两种电气系统,两种系统的控制器框图分别如图2和图3所示。图2平缝机控制器(1)平缝机图2中,DSP接收键盘输入的命令,如缝纫模式、辅助功能。脚踏板位置决定缝纫速度及剪线、抬压脚等功能,信号由4位数字编码形成。针杆位置传感器为安装在伺服电机轴端的编码器,DSP对编码器的A、B、Z脉冲计数,决定上、下针位，并在特定位置触发相应电磁铁动作。DSP输出脉冲和电平信号控制伺服电机驱

7、动器，脉冲个数控制针杆的位置，脉冲频率决定针杆的速度，电平信号控制针杆的旋转方向。(2)套结机图3与图2不同的是需要控制X、Y方向的步进电机驱动器,步进电机的控制信号与伺服电机驱动器相同,控制器根据伺服电机的位置和速度控制步进电机的起停。X、Y方向的传感器决定缝纫不同花样时套结机的机械原点。图3套结机控制器