專利名稱：工業(yè)縫紉機(jī)的上下停針控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)縫紉機(jī)領(lǐng)域，具體地說，涉及工業(yè)縫紉機(jī)的上下停針控制方法。
背景技術(shù)：
目前在市場上銷售的工業(yè)縫紉機(jī)，一般都具有上下停針功能，要實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，機(jī)內(nèi)電腦控制系統(tǒng)根據(jù)裝在伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子上的位置編碼器來檢測電機(jī)旋轉(zhuǎn)的實(shí)際位置。
一般地，在電機(jī)上使用的位置傳感器有三種第一種是利用旋轉(zhuǎn)變壓器來拾取位置信號，這種方法是利用旋轉(zhuǎn)變壓器輸出兩相正交波形，能輸出轉(zhuǎn)子的絕對位置，但其解碼電路與機(jī)構(gòu)復(fù)雜、體積大、造價(jià)高；第二種是使用磁編碼器，依靠磁極變化檢測位置，目前尚處于研究階段，且分辨率較低，一般使用比較少；第三種是目前廣泛使用的，利用由一對光電對管和一編碼盤構(gòu)成的光電編碼器來取得位置信號，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是電路簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便，但其缺點(diǎn)是這種電機(jī)專用光電編碼器較為昂貴，其價(jià)格占伺服電機(jī)本體的比例較高。
電腦控制工業(yè)縫紉機(jī)的光電編碼器在電機(jī)控制系統(tǒng)中有二個(gè)作用一是檢測電機(jī)定子與轉(zhuǎn)子的相對位置，二是檢測電機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度。
一般地，工業(yè)縫紉機(jī)的調(diào)速范圍從150轉(zhuǎn)/分～6000轉(zhuǎn)/分，目前公知的上下停針與速度檢測的原理是通過光電編碼器實(shí)現(xiàn)的在電機(jī)轉(zhuǎn)子軸上固連一沿周邊均布有多個(gè)徑向窄縫的編碼盤，將一對光電編碼對管分別設(shè)置在該編碼盤的上下兩側(cè)并對準(zhǔn)窄縫，由電機(jī)控制器從該光電編碼對管得到正交的A/B兩路信號，再通過數(shù)字信號處理器(DSP)或微程序控制器(MCU)的正交編碼接口(QEI)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，從而得到電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子和定子的相對位置，將這個(gè)相對位置與上下停針信號傳感器相互配合，從而實(shí)現(xiàn)精確的上下停針功能。
另一方面，在現(xiàn)有的工業(yè)縫紉機(jī)中一般設(shè)置有三個(gè)電信號相位互成120°的換向信號開關(guān)(常見的為反射式光電開關(guān)或霍爾開關(guān))，其主要作用是通過對電機(jī)轉(zhuǎn)子換向信號的測量或位置信號的測量，由電機(jī)控制器驅(qū)動轉(zhuǎn)子正常旋轉(zhuǎn)。但是，在現(xiàn)有技術(shù)中，也有通過合理的編程控制，利用這三個(gè)換向信號開關(guān)，也能測量出電機(jī)的轉(zhuǎn)速，但其測量精度略低，特別是在電機(jī)處于低速狀態(tài)時(shí)，其速度測量精度最低，也不能測量電機(jī)轉(zhuǎn)子的精確位置，而且所需要的DSP或MCU開銷更大，因而不能直接用來對上下停針的控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種新的工業(yè)縫紉機(jī)的上下停針控制方法，通過運(yùn)用這種控制方法，可以大大降低光電編碼器的響應(yīng)速度要求，從而降低整個(gè)伺服電機(jī)的制造成本。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為該工業(yè)縫紉機(jī)的上下停針控制方法包括以下步驟①在電機(jī)啟動開始，先利用光電編碼器測量電機(jī)的轉(zhuǎn)速；②當(dāng)利用光電編碼器測量到電機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速大于臨界速度時(shí)，轉(zhuǎn)由利用三個(gè)換向信號開關(guān)接替對電機(jī)轉(zhuǎn)速的測量；③當(dāng)利用三個(gè)換向信號開關(guān)所測量到的電機(jī)轉(zhuǎn)速大于臨界速度時(shí)，維持其測速狀態(tài)；④當(dāng)利用三個(gè)換向信號開關(guān)所測量到的電機(jī)轉(zhuǎn)速小于或等于臨界速度時(shí)，轉(zhuǎn)由光電編碼器接替對電機(jī)轉(zhuǎn)速的測量，同時(shí)開始測量轉(zhuǎn)子和定子的相對位置，并與上下停針信號傳感器相互配合工作控制上下停針；其中，臨界速度的取值范圍為50轉(zhuǎn)/分≤臨界速度≤光電編碼器的最高響應(yīng)速度；由于目前市場上廉價(jià)的機(jī)械式鼠標(biāo)用光電器就有2000轉(zhuǎn)/分的最高響應(yīng)速度，因此為了在低速狀態(tài)下提高測量精度，同時(shí)也為了降低在低速狀態(tài)利用三個(gè)換向信號開關(guān)測量時(shí)所需要的DSP或MCU開銷，所述的臨界速度以170轉(zhuǎn)/份～200轉(zhuǎn)/份為佳。
本發(fā)明方法利用工業(yè)縫紉機(jī)在上下停針時(shí)必定先處于低速狀態(tài)的原理，利用現(xiàn)有的換向信號開關(guān)進(jìn)行測速，使光電編碼器只在電機(jī)轉(zhuǎn)速在臨界速度以下時(shí)才進(jìn)行測量，從而大大降低了光電編碼器的響應(yīng)速度要求，目前市場上廉價(jià)的機(jī)械式鼠標(biāo)用光電器即能滿足要求，從而降低整個(gè)伺服電機(jī)的制造成本。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的立體分解示意2為圖1所示部件裝配后的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
如圖1、圖2所示，為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，一中央具有容電機(jī)轉(zhuǎn)子軸1穿過的電路板2上設(shè)置有接收二極管31、發(fā)射二極管32以及三個(gè)換向信號開關(guān)4，該三個(gè)換向信號開關(guān)4可以采用反射式光電開關(guān)或霍爾開關(guān)，在電機(jī)轉(zhuǎn)子軸1的末端通過螺釘5固連一沿周邊均布有多個(gè)徑向窄縫33a的編碼盤33，并將該編碼盤33的邊緣插入在所述的光電對管31、32之間，使發(fā)射二極管32發(fā)出的光能穿過編碼盤33的窄縫33a，如此，接收二極管31、發(fā)射二極管32和編碼盤33構(gòu)成一個(gè)光電編碼器；在電機(jī)啟動開始，先利用光電編碼器測量電機(jī)的轉(zhuǎn)速；當(dāng)利用光電編碼器測量到電機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速大于臨界速度時(shí)，轉(zhuǎn)由利用三個(gè)換向信號開關(guān)4接替對電機(jī)轉(zhuǎn)速的測量；當(dāng)利用三個(gè)換向信號開關(guān)4所測量到的電機(jī)轉(zhuǎn)速大于臨界速度時(shí)，維持其測速狀態(tài)；當(dāng)利用三個(gè)換向信號開關(guān)4所測量到的電機(jī)轉(zhuǎn)速小于或等于臨界速度時(shí)，轉(zhuǎn)由光電編碼器接替對電機(jī)轉(zhuǎn)速的測量，同時(shí)開始測量轉(zhuǎn)子和定子的相對位置，具體方法可以采用現(xiàn)有技術(shù)，即電機(jī)控制器從該光電編碼器得到正交的A/B兩路信號，再通過數(shù)字信號處理器(DSP)或微程序控制器(MCU)的正交編碼接口(QEI)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，從而得到電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子和定子的相對位置，將這個(gè)相對位置與上下停針信號傳感器相互配合，從而實(shí)現(xiàn)精確的上下停針功能。
其中，臨界速度的取值范圍為50轉(zhuǎn)/分≤臨界速度≤光電編碼器的最高響應(yīng)速度，以170轉(zhuǎn)/分～200轉(zhuǎn)/分為佳。
權(quán)利要求
1.一種工業(yè)縫紉機(jī)的上下停針控制方法，其特征在于包括以下步驟①在電機(jī)啟動開始，先利用光電編碼器測量電機(jī)的轉(zhuǎn)速；②當(dāng)利用光電編碼器測量到電機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速大于臨界速度時(shí)，轉(zhuǎn)由利用三個(gè)換向信號開關(guān)接替對電機(jī)轉(zhuǎn)速的測量；③當(dāng)利用三個(gè)換向信號開關(guān)所測量到的電機(jī)轉(zhuǎn)速大于臨界速度時(shí)，維持其測速狀態(tài)；④當(dāng)利用三個(gè)換向信號開關(guān)所測量到的電機(jī)轉(zhuǎn)速小于或等于臨界速度時(shí)，轉(zhuǎn)由光電編碼器接替對電機(jī)轉(zhuǎn)速的測量，同時(shí)開始測量轉(zhuǎn)子和定子的相對位置，并與上下停針信號傳感器相互配合工作控制上下停針；其中，臨界速度的取值范圍為50轉(zhuǎn)/分≤臨界速度≤光電編碼器的最高響應(yīng)速度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)縫紉機(jī)的上下停針控制方法，其特征在于所述的臨界速度的取值范圍為170轉(zhuǎn)/分～200轉(zhuǎn)/分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的工業(yè)縫紉機(jī)的上下停針控制方法，其特征在于所述的換向信號開關(guān)為反射式光電開關(guān)或霍爾開關(guān)。
全文摘要
一種工業(yè)縫紉機(jī)的上下停針控制方法，其特征在于包括以下步驟①在電機(jī)啟動開始，先利用光電編碼器測量電機(jī)的轉(zhuǎn)速；②當(dāng)利用光電編碼器測量到電機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速大于臨界速度時(shí)，轉(zhuǎn)由利用三個(gè)換向信號開關(guān)接替對電機(jī)轉(zhuǎn)速的測量；③當(dāng)利用三個(gè)換向信號開關(guān)所測量到的電機(jī)轉(zhuǎn)速大于臨界速度時(shí)，維持其測速狀態(tài)；④當(dāng)利用三個(gè)換向信號開關(guān)所測量到的電機(jī)轉(zhuǎn)速小于或等于臨界速度時(shí)，轉(zhuǎn)由光電編碼器接替對電機(jī)轉(zhuǎn)速的測量，同時(shí)開始測量轉(zhuǎn)子和定子的相對位置，并與上下停針信號傳感器相互配合工作控制上下停針；其中，臨界速度的取值范圍為50轉(zhuǎn)/分≤臨界速度≤光電編碼器的最高響應(yīng)速度。本發(fā)明方法使光電編碼器只在電機(jī)轉(zhuǎn)速在臨界速度以下時(shí)才進(jìn)行測量，大大降低了光電編碼器的響應(yīng)速度要求，從而降低了制造成本。
文檔編號D05B69/26GK1730765SQ200510060639
公開日2006年2月8日 申請日期2005年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月2日
發(fā)明者竺韻德, 陳阿三, 虞文偉 申請人:寧波韻升股份有限公司, 寧波韻升高新技術(shù)研究院