連接的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、與電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊3連接的電機(jī)電流檢測電路、與電磁閥連接的電磁閥驅(qū)動(dòng)電路及與機(jī)頭定位器連接的機(jī)頭定位器接口電路。
[0048]參見圖6，本實(shí)用新型的電機(jī)電流檢測電路包括電阻R3，電阻R3的一端接智能功率模塊IRAMX10UP60A的12腳-14腳，電阻R3的另一端接三極管BC847的射極，三極管BC847的集電極接滑動(dòng)變阻器RPl的一端、電容R4的一端、電阻Cl的一端以及二極管D2的負(fù)極，電容R4的另一端、電阻Cl的另一端以及二極管D2的正極均接地；滑動(dòng)變阻器RPl的另一端接5V電源，三極管BC847的基極接電阻Rl的一端及電阻R2的一端，電阻Rl及R2的另一端分別接5V電源及地。智能功率模塊3可通過低壓側(cè)門級(jí)驅(qū)動(dòng)器邏輯輸入相(引腳12、13、14)和地之間的小采樣電阻DR19，即可返回與電機(jī)繞組電流成比例的電壓信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)處理后與控制器Α/D引腳相連，實(shí)現(xiàn)電機(jī)電流信號(hào)的采樣；由于采樣電流較大，一般為幾個(gè)安培，選擇小阻值的采樣電阻，把采樣信號(hào)經(jīng)放大電路的處理后再送給控制器。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了共基極放大電路來實(shí)現(xiàn)小電壓信號(hào)的放大。選擇芯片型號(hào)為三極管BC847，內(nèi)阻rbe= 300D，: β ~ 300-450，5V電壓供電，硬件電路原理圖如圖6所示。
[0049]參見圖7，腳踏板是平縫機(jī)伺服系統(tǒng)的外部輸入器件，它輸出與腳踏板工作狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的電壓信號(hào)，控制器根據(jù)不同的電壓值來判斷腳踏板當(dāng)前所處的狀態(tài)，并產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作。因?yàn)閐sPIC30F內(nèi)部集成了高精度的A/D轉(zhuǎn)換模塊，具有多種工作模式和多種觸發(fā)信號(hào)源，功能強(qiáng)大，故可把其采樣電壓于Α/D引腳直接相連。本實(shí)用新型主要討論平縫機(jī)電機(jī)伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，故對(duì)具體腳踏板的設(shè)計(jì)不做研宄，僅對(duì)腳踏板返回的模擬信號(hào)進(jìn)行處理，本實(shí)用新型的腳踏板接口電路包括一端與腳踏板連接的電阻R，電阻R的另一端接電阻Rl - 110的一端及電阻Rl - 115的一端，電阻R1-110的另一端接地，電阻Rl - 115的另一端接二極管ZDl -10的負(fù)極、電容Cl -5的一端以及微控制器DSPIC30F6010的Α/D轉(zhuǎn)換端，二極管ZDl - 10的正極、電容Cl - 5的另一端均接地；
[0050]本實(shí)用新型的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路包括光速光耦6N136，該光速光耦6N136的2腳通過電阻D - R接電源VCC，3腳通過限流電阻Rl_63、上拉電阻Rl_57及濾波電容Cl_50接微控制器DSPIC30F6010的PWM端；且2腳和3腳通過電阻D - Rl連接；光速光耦6N136的8腳接5V電源，7腳通過電阻D - R3接地，5腳接地，6腳與電機(jī)連接，且6腳和8腳之間通過電阻D_R2連接。
[0051]參見圖8，本實(shí)用新型的操作面板接口電路，用戶通過操作面板完成對(duì)平縫機(jī)工作狀態(tài)的設(shè)定。操作面板接收到用戶指令后，將該任務(wù)按照某種之前協(xié)商好的數(shù)據(jù)幀格式，按照RS232協(xié)議與電機(jī)伺服控制模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
[0052]圖9為電機(jī)編碼盤接口電路原理圖，包括與一級(jí)反相器及二級(jí)反相器，一級(jí)反相器的I腳接電容Cl -81的一端、二極管ZDl -6的負(fù)極以及電阻Rl -89的一端，電阻Rl -89的另一端接光電編碼器及電阻Rl -86的一端，電阻Rl -86的另一端接電源，二極管ZDl -6的正極以及電阻Rl - 89的另一端均接地；
[0053]一級(jí)反相器的輸出端接二級(jí)反相器的輸入端，二級(jí)反相器的輸出端接微控制器DSPIC30F6010。電機(jī)編碼盤輸出兩組信號(hào)即U、V、W和A、B、Z，用以提供電機(jī)轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速的實(shí)時(shí)信息。U、V、和W分別與DSC的三個(gè)輸入捕捉(IC)引腳相連，A、B和Z分別連接DSC正交編碼模塊的QEA引腳、QEB引腳和INDX引腳，DSC內(nèi)部計(jì)征的正交編碼脈沖電路將A、B序列脈沖四倍頻后送入相應(yīng)的計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)方向由A、B脈沖序列的相位差確定。這樣通過軟件定時(shí)讀取IC計(jì)數(shù)器的值即可計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，根據(jù)正交編碼脈沖可知電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置和轉(zhuǎn)向。
[0054]圖10和11為電機(jī)驅(qū)動(dòng)接口電路原理圖，dsPIC30F6010內(nèi)部集成了電機(jī)控制PWM模塊，可直接生成用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)的6路PWM波形，每個(gè)引腳的輸出及有效特性均可通過寄存器進(jìn)行設(shè)置。每路控制器的PWM輸出信號(hào)經(jīng)過上拉電阻、限流電阻和濾波電容后連接到光速光耦的輸入引腳，經(jīng)隔離后與智能功率模塊相連，實(shí)現(xiàn)對(duì)直流無刷電機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制。機(jī)驅(qū)動(dòng)電路包括光速光耦6N136，該光速光耦6N136的2腳通過電阻D - R接電源VCC，3腳通過限流電阻Rl_63、上拉電阻Rl_57及濾波電容Cl_50接微控制器DSPIC30F6010的PWM端；且2腳和3腳通過電阻D - Rl連接；
[0055]光速光耦6N136的8腳接5V電源，7腳通過電阻D -R3接地，5腳接地，6腳與電機(jī)連接，且6腳和8腳之間通過電阻D_R2連接。
[0056]參見圖12為本實(shí)用新型的電磁閥驅(qū)動(dòng)電路包括型號(hào)為IRF540的功率管MOSFET，該功率管MOSFET的G端依次通過電阻Rl -43與反相器的輸出端連接，反相器的輸入端與微控制器DSPIC30F6010的I/O端連接，且反相器的輸入端通過電阻Rl -47接電源，功率管MOSFET的G端接電阻Rl - 36，電阻Rl - 36與功率管MOSFET的S端接地，功率管MOSFET的D端接二極管Dl_15的正極，二極管Dl_15的負(fù)極接電阻Rl_32的一端及與電阻Rl_32并聯(lián)的三號(hào)壓敏電阻VAR3的一端，電阻Rl_32的另一端、三號(hào)壓敏電阻VAR3的另一端接電源，且功率管MOSFET的D端還與電磁閥連接，電磁閥接電源，設(shè)計(jì)四路24V電磁閥驅(qū)動(dòng)輸出電路，用來控制切線、掃線、倒縫和抬壓腳電磁閥，以完成相應(yīng)的動(dòng)作。驅(qū)動(dòng)電路使用大功率MOSFET管一一 IRF540。由于電磁閥吸合和關(guān)斷的過程中會(huì)造成過壓、過流以及電壓、電流變化沖擊等，我們?cè)O(shè)計(jì)了由電阻Rl_32、壓敏電阻VAR2、快恢復(fù)二極管Dl_15組成的緩沖電路進(jìn)行過壓保護(hù)，吸收電磁閥吸合瞬間產(chǎn)生的峰值電壓。緩沖電路又稱為吸收電路，是一種功率開關(guān)管保護(hù)電路，其作用是抑制電力電子器件在開通與關(guān)斷瞬間產(chǎn)生電壓/電流尖峰，減少功率管的開關(guān)損耗，并防止反偏置電壓造成的二次擊穿破壞。當(dāng)要求電磁閥吸合時(shí)，DSC給出低電平信號(hào)，經(jīng)反相器后開打MOSFET管，這時(shí)24V電源、電磁閥線圈和地線之間形成回路，從而控制了電磁閥的吸合。
[0057]參見圖13為本實(shí)用新型的機(jī)頭定位器接口電路，平縫機(jī)系統(tǒng)要完成自動(dòng)切線、掃線和自動(dòng)上下針位停機(jī)的動(dòng)作，要求能夠?qū)﹄姍C(jī)進(jìn)行高精度的位置控制。這就需要檢測出機(jī)針的具體位置，至少應(yīng)獲取上或下針位信息。為此，機(jī)頭定位器可以返回機(jī)針的位置信息。它以機(jī)針的某一位置為基準(zhǔn)，每返回一個(gè)脈沖信號(hào)。如圖13所示，把機(jī)頭定位器信號(hào)引入DSC的電平變化通知CN引腳，每經(jīng)過電平發(fā)生變化時(shí)，CN引腳通知dsPIC30F器件向處理器發(fā)出中斷請(qǐng)求，這樣，只需記錄中斷的個(gè)數(shù)即可以獲取機(jī)針的位置信息。機(jī)頭定位器接口電路包括電阻Rl -101、第一觸發(fā)器IC3A及第二觸發(fā)器IC3B ;電阻Rl -101的一端接微控制器DSPIC30F6010的CN端、電容Cl - 72的一端及電阻Rl - 100的一端，電容Cl - 72的另一端接地，電阻Rl - 100的另一端接電源，電阻Rl - 101的另一端接二極管ZDl - 14的負(fù)極、電容Cl-1l的一端以及第一觸發(fā)器IC3A的輸入引腳，第二觸發(fā)器IC3B的輸入引腳接第一觸發(fā)器IC3A的輸出引腳，第二觸發(fā)器IC3B的輸出引腳接機(jī)頭定位器；二極管ZDl -14的正極及電容Cl - 11的另一端均接地。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于工業(yè)平縫機(jī)的電機(jī)伺服控