工业缝纫机伺服控制关键技术研究.pdf

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1、仪器仪表／检测／监控现代制造工程（ＭｏｄｅｒｎＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）２０１４年第１０期倡工业缝纫机伺服控制关键技术研究１，２１１，２贲礼进，陈继永，浦振托（１南通纺织职业技术学院，南通２２６００７；２江苏省风光互补发电工程技术研究开发中心，南通２２６００７）摘要：以直流无刷电动机为控制对象，采用电流环、速度环和位置环三闭环控制策略，对工业缝纫机的快速制动特性、精确定位特性进行研究，并完成了软、硬件系统设计。为保证控制的实时性，同时也为了降低成本，主控制部分采用ＰＩＣ１６Ｆ９１４芯片的单片机完成伺服控制功能信号的采集，采用ＰＩＣ

2、１６Ｆ７３芯片的单片机完成按键命令输入、设置和状态显示等功能，两单片机间进行数据通讯。试验结果表明，控制系统满足了缝纫机要求，系统动态性能得到了保证。关键词：永磁直流电动机；伺服控制；工业缝纫机中图分类号：ＴＰ２３；ＴＭ３４１文献标志码：Ａ文章编号：１６７１—３１３３（２０１４）１０—０１２３—０７Electricbicyclesolarchargingcontrolsystemdesign１，２１１，２ＢｅｎＬｉｊｉｎ，ＣｈｅｎＪｉｙｏｎｇ，ＰｕＺｈｅｎｔｕｏ（１ＮａｎｔｏｎｇＴｅｘｔｉｌｅＶｏｃａｔｉｏｎａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏｌｌｅｇｅ，Ｎａｎ

3、ｔｏｎｇ２２６００７，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ；２ＪｉａｎｇｓｕＰｒｏｖｉｎｃｅＳｃｅｎｅｒｙＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＰｏｗｅｒＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒ，Ｎａｎｔｏｎｇ２２６００７，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ）Abstract：ＴｈｅｂｒｕｓｈｌｅｓｓＤＣｍｏｔｏｒａｓｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｏｂｊｅｃｔ，ｕｓｉｎｇｔｈｒｅｅｌｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｏｆｃｕｒｒｅｎｔｌｏｏｐ，ｓｐｅｅｄｌｏｏｐａｎｄｐｏｓｉｔｉｏｎｌｏｏｐ．Ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｆａｓｔｂ

4、ｒａｋｉｎｇａｎｄａｃｃｕｒａｔｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇａｂｏｕｔｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｓｅｗｉｎｇ-ｍａｃｈｉｎｅｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ，ａｎｄｃｏｍｐｌｅｔｅｄｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｈａｒｄｗａｒｅａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅｓｙｓｔｅｍ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｎｓｕｒｅｔｈｅｒｅａｌ-ｔｉｍｅｃｏｎｔｒｏｌ，ｂｕｔａｌｓｏｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｃｏｓｔ，ｔｈｅｍａｉｎｃｏｎｔｒｏｌｐａｒｔａｄｏｐｔｓＰＩＣ１６Ｆ９１４ｃｈｉｐ，ｃｏｍｐｌｅｔｅｔｈｅｓｅｒｖｏｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｓｉｇｎａｌａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ，ａｎｄｕｓｉｎｇｔｈｅＰＩＣ１６Ｆ７３ｃｈｉ

5、ｐｃｏｍｐｌｅｔｅｄｂｕｔｔｏｎｃｏｍ-ｍａｎｄｉｎｐｕｔ，ｆｕｎｃｔｉｏｎｓｅｔ，ｓｔａｔｅｄｉｓｐｌａｙ，ｔｈｅｄａｔａｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｔｗｏＭｉｃｒｏＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ（ＭＣＵ）．Ｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ，ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｔｏｓａｔｉｓｆｙｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｓｅｗｉｎｇｍａｃｈｉｎｅ，ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｄｙｎａｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｓｇｕａｒａｎｔｅｅｄ．Keywords：ｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔＤＣｍｏｔｏｒ；ｓｅｒｖｏｃｏｎｔｒｏｌ；ｉｎｄｕｓｔ

6、ｒｉａｌｓｅｗｉｎｇｍａｃｈｉｎｅ［１-４］具体表现在以下几个方面。０引言１）无刷直流电动机驱动电流为方波，输出转矩／具有伺服控制功能的工业缝纫机，具备自动上下体积比较高，与永磁电动机相比，相同条件下输出的停针位、自动切线、自动倒缝和自动定针缝等功能，因转矩大１５％，可更好地适应厚布多层缝制的需要。而可以最大限度地提高劳动效率，深受服装企业２）无刷直流电动机结构相对简单、制造成本欢迎。较低。近年来缝纫机伺服系统已经普遍采用永磁伺服３）对于永磁同步电动机，控制系统需要高分辨率电动机，包括永磁直流无刷电动机及永磁同步电动的位置传感器，成本比较高。对于缝纫机这

7、类调速精机。对于永磁直流无刷电动机，则利用电子换向器取度要求不高的使用场合，选用无刷直流电动机更代了传统的机械电刷和机械换向装置，使得永磁直流经济。无刷电动机既具有直流电动机的良好调速性能，同时４）产生驱动直流无刷电动机的方波电压和电流又具有交流电动机的运行可靠、结构简单和维护方便比产生驱动永磁同步电动机的正弦波电压和电流，控等一系列优点。与永磁同步电动机相比，利用永磁无制要简单得多，控制器成本低。刷直流电动机构建缝纫机伺服控制系统性价比更高，因此，在满足缝纫机控制要求的前提下，无刷直倡国家科技创新资助项目（０９Ｃ２６２１３２０３７９８）；江苏省科技创新

8、资助项目（ＢＣ２００８１０３）１２３２０１４年第１０期现代制造工程（Ｍｏｄｅｒｎ