CN110499574B - 一种电子横移控制器及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及经编器械领域，特别涉及一种电子横移控制器及控制方法。电子横移控制器包括：CPU板、运动控制板和控制器外壳；CPU通过Ethernet模块通信连接上位机，CPU用于：接收上位机发送的配置参数；CPU通信连接运动控制模块；运动控制模块通过伺服控制接口连接横移伺服驱动器，运动控制模块用于：输出模拟量信号闭环控制横移伺服驱动器进而控制横移伺服电机按照工艺数据转动；输入输出接口用于：检测横移系统电源状态和横移机构限位开关检测信号。以上装置，与传统的脉冲控制方式的电子横移控制器相比，拥有响应速度快、控制精度高等优点，且相对于采用总线控制的电子横移控制器，本申请的整个电子横移控制器成本低很多。
Description
技术领域
本发明涉及经编器械领域，特别涉及一种电子横移控制器及控制方法。
背景技术
经编机是一种把平行排列的经纱编织成为经编针织物的针织机。经编机主要由编织机构、梳栉横移机构、送经机构、牵拉卷取机构和传动机构组成。其中梳栉横移机构的作用在于使梳栉在成圈过程中按照针织物组织的要求横移，将经纱垫于针上，以便织成具有一定组织结构的针织物。
就目前而言，梳栉横移机构一般包括机械梳栉横移机构和电子梳栉横移机构。机械梳栉横移机构主要使用链块和花盘，主轴通过传动机构驱动链块或花盘转动，链块或花盘驱动顶杆沿着其轨迹做横向运动，从而实现梳栉的横移运动。目前，市面上的电子梳栉横移机构已经普遍采用伺服电机+滚珠丝杠结构，该种结构控制简单，安装及维护都比较方便。
就目前而言，国内外经编机行业的自动化水平有了飞速发展，电子信息技术在经编机生产上有了广泛的应用。市面上的电子横移控制器主要分为脉冲控制和总线控制。
脉冲控制方式由横移控制器根据工艺参数发送脉冲给伺服驱动器，从而控制横移电机进行设定的动作，采用这种方式虽然控制结构简单，成本低，但是伺服驱动器需要先计算脉冲个数再内部轨迹规划控制电机动作，响应速度慢，而且会存在丢失脉冲的情况从而影响运行精度。
总线控制方式是控制器通过通讯总线(如EtherCAT、CANopen等)和横移伺服电机通信来实现横移运动，该种方式将运动轨迹规划放在控制器上完成，直接给伺服驱动器发送运动参数，控制结构简单，响应速度较快，但控制器和伺服驱动器需带有相应的通讯总线功能，甚至系统需要增加通信模块，成本较高。
发明内容
为此，需要提供一种电子横移控制器，用以解决现有技术中脉冲控制方式横移控制器响应速度慢，横移精度不高的问题。同时解决总线控制方式需要专用总线、成本高的问题。具体技术方案如下：
一种电子横移控制器，包括：CPU板、运动控制板和控制器外壳；所述CPU板包括：CPU、Ethernet模块、电源模块、SRAM存储器、Flash存储器、FRAM存储器、RS485模块和编码器接口；所述运动控制板包括：运动控制模块、伺服控制接口和输入输出接口；所述CPU通过所述Ethernet模块通信连接上位机，所述CPU用于：接收上位机发送的配置参数；所述CPU分别通信连接所述SRAM存储器、所述Flash存储器、所述FRAM存储器、所述RS485模块和所述编码器接口；所述SRAM存储器用于：存储横移运行过程数据；所述Flash存储器用于：存储横移工艺数据；所述FRAM存储器用于：实时存储横移状态数据；所述RS485模块用于：同其它扩展电路板通信；所述编码器接口用于：采集经编机主轴编码器值；所述CPU通信连接所述运动控制模块；所述运动控制模块通过所述伺服控制接口连接横移伺服驱动器，所述运动控制模块用于：输出模拟量信号闭环控制横移伺服驱动器进而控制横移伺服电机按照工艺数据转动；所述输入输出接口用于：检测横移系统电源状态和横移机构限位开关检测信号。
进一步的，还包括：手轮接口；所述手轮接口连接所述运动控制模块；所述手轮接口用于：用于在手动调横移梳栉时接收电子手轮信号。
进一步的，所述伺服控制接口、输入输出接口和手轮接口内设置有光耦隔离电路。
进一步的，所述Ethernet模块为含有百兆以太网接口。
进一步的，所述运动控制模块内设置有UP/DOWN计数器和28bit比较器。
进一步的，所述CPU通过FSMC总线控制所述运动控制模块。
进一步的，所述CPU板内设置有32位ARM嵌入式处理器。
为解决上述技术问题，还提供了一种电子横移控制器的控制方法，具体技术方案如下：
一种电子横移控制器的控制方法，包括步骤：CPU接收编码器值；通过内部比较设置的横移移针角度，判断所述横移移针是否达到移针位置，若所述横移移针达到移针位置，则CPU计算出当前位置的移针方向、移针量和移针速度曲线，并通过FSMC总线发送运动指令给运动控制模块；运动控制模块接收到运动指令后，通过伺服控制接口将对应的脉冲信号传输给横移伺服驱动器，驱动横移梳栉完成指定的移针动作。
进一步的，还包括步骤：CPU检测电源是否断开，若CPU检测到电源断开，则在经编机主轴停止时保存当前电子横移的运行参数及状态，并在重新上电时保持原有断电前参数及状态继续运行。
本发明的有益效果是：在本申请中，所述CPU通信连接所述运动控制模块，且CPU通过Ethernet模块接收上位机发送的配置参数，进而发出对应的控制指令给运动控制模块，所述运动控制模块通过所述伺服控制接口连接横移伺服驱动器，所述运动控制模块还用于：输出模拟量信号闭环控制横移伺服驱动器进而控制横移伺服电机按照工艺数据转动，与传统的脉冲控制方式的电子横移控制器相比，拥有响应速度快、控制精度高等优点，且相对于采用总线控制的电子横移控制器，本申请的整个电子横移控制器成本低很多。
附图说明
图1为具体实施方式所述一种电子横移控制器的示意图；
图2为具体实施方式所述一种电子横移控制器的模块示意图；
图3为具体实施方式所述一种电子横移控制器与上位机连接的示意图；
图4为具体实施方式所述一种电子横移控制器包括手轮接口的模块示意图；
图5为具体实施方式所述一种电子横移控制器的控制方法的流程图。
附图标记说明：
10、CPU板，
20、运动控制板，
30、控制器外壳，
11、CPU，
12、Ethernet模块，
13、电源模块，
14、SRAM存储器，
15、Flash存储器，
16、FRAM存储器，
17、RS485模块，
18、编码器接口，
21、运动控制模块，
22、伺服控制接口，
23、输入输出接口，
24、手轮接口。
具体实施方式
为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。
请参阅图1至图4，在本实施方式中，一种电子横移控制器的具体实施方式如下：
一种电子横移控制器，包括：CPU板10、运动控制板20和控制器外壳30；所述CPU板10包括：CPU11、Ethernet模块12、电源模块13、SRAM存储器14、Flash存储器15、FRAM存储器16、RS485模块17和编码器接口18；所述运动控制板20包括：运动控制模块21、伺服控制接口22和输入输出接口23；所述CPU11通过所述Ethernet模块12通信连接上位机，所述CPU11用于：接收上位机发送的配置参数；所述CPU11分别通信连接所述SRAM存储器14、所述Flash存储器15、所述FRAM存储器16、所述RS485模块17和所述编码器接口18；所述SRAM存储器14用于：存储横移运行过程数据；所述Flash存储器15用于：存储横移工艺数据；所述FRAM存储器16用于：实时存储横移状态数据；所述RS485模块17用于：同其它扩展电路板通信；所述编码器接口18用于：采集经编机主轴编码器值；所述CPU11通信连接所述运动控制模块21；所述运动控制模块21通过所述伺服控制接口22连接横移伺服驱动器，所述运动控制模块21用于：输出模拟量信号闭环控制横移伺服驱动器进而控制横移伺服电机按照工艺数据转动；所述输入输出接口23用于：检测横移系统电源状态和横移机构限位开关检测信号。
具体实施方式可如下：
通过伺服控制接口22与横移伺服驱动器连接，横移伺服驱动器驱动的横移伺服电机通过滚珠丝杠将转动运动转换成横移梳栉的直线运动。
如图3所示，Ethernet模块12通过网线与上位机连接，通过上位机配置横移控制器的运行参数、工艺参数、系统参数，控制手动移针、移动横列等操作。电子横移控制器将运行参数实时反馈给所述上位机，所述上位机将相关数据显示到电脑一体机上。
操作人员通过所述上位机正确配置运行参数及工艺参数后，开启经编机。经编机运行时，安装在主轴上的绝对值编码器通过连接所述编码器接口18将主轴位置反馈给所述电子横移控制器。所述CPU11接收到编码器值之后，通过内部比较设置的横移移针角度，实时判断是否到达移针位置，当到达移针位置时，所述CPU11内部计算出当前位置的移针方向、移针量、移针速度曲线，通过FSMC总线发送运动指令给所述运动控制模块21。所述运动控制模块21接收到运动指令后，通过伺服控制接口22将对应的脉冲信号传输给横移伺服驱动器，驱动横移梳栉完成指定的移针动作。
在本申请中，所述CPU11通信连接所述运动控制模块21，且CPU11通过Ethernet模块12接收上位机发送的配置参数，进而发出对应的控制指令给运动控制模块21，所述运动控制模块21通过所述伺服控制接口22连接横移伺服驱动器，所述运动控制模块21还用于：输出模拟量信号闭环控制横移伺服驱动器进而控制横移伺服电机按照工艺数据转动，与传统的脉冲控制方式的电子横移控制器相比，拥有响应速度快、控制精度高等优点，且相对于采用总线控制的电子横移控制器，本申请的整个电子横移控制器成本低很多。
进一步的，请参阅图4，在本实施方式中，还包括：手轮接口24；所述手轮接口24连接所述运动控制模块21；所述手轮接口24用于：用于在手动调横移梳栉时接收电子手轮信号。通过手轮接口24可实现手动移针动作，具体可如下：通过上位机操作实现手动移针动作，调节横移梳栉的位置精度。所述上位机上选择手动移针功能后，通过旋动连接在所述手轮接口24上的电子手摇轮实时调整横移梳栉的位置。
进一步的，在本实施方式中，所述伺服控制接口22、输入输出接口23和手轮接口24内设置有光耦隔离电路。具有较高的抗干扰能力。
进一步的，在本实施方式中，所述Ethernet模块12为含有百兆以太网接口。可通过Ethernet模块12与上位机进行通信，该上位机运行在电脑一体机系统上，负责发送配置参数给CPU11，同时接收并显示CPU11反馈的运行数据。
进一步的，在本实施方式中，所述运动控制模块21内设置有UP/DOWN计数器和28bit比较器。其中运动控制模块21内部还集成圆弧插补、直线插补等算法，且其最高输出频率达6.5Mpps，可实现动作中的速度及目标位置变更。
进一步的，在本实施方式中，所述CPU11通过FSMC总线控制所述运动控制模块21。通过该方式控制方便，响应快速。
进一步的，在本实施方式中，所述CPU板10内设置有32位ARM嵌入式处理器。
进一步的，在本实施方式中，所述输入输出接口23用于检测横移系统电源状态、横移机构限位开关等检测信号，以及输出横移控制器准备状态等信号给送经控制器或其它相关控制器。具体可如下：所述输入输出接口23上连接电源检测信号，所述CPU11检测到电源断开时，会在经编机主轴停止时保存当前电子横移的运行参数及状态，在重新上电时可保持原有断电前参数及状态继续运行。
请参阅图5，在本实施方式中，一种电子横移控制器的控制方法可应用在上述所提及的一种电子横移控制器上，其具体实施方式如下：
步骤S501：CPU接收编码器值。
步骤S502：通过内部比较设置的横移移针角度，判断所述横移移针是否达到移针位置，若所述横移移针达到移针位置，则CPU计算出当前位置的移针方向、移针量和移针速度曲线，并通过FSMC总线发送运动指令给运动控制模块。
步骤S503：运动控制模块接收到运动指令后，通过伺服控制接口将对应的脉冲信号传输给横移伺服驱动器，驱动横移梳栉完成指定的移针动作。
通过以上方法，与传统的脉冲控制方式的电子横移控制器相比，拥有响应速度快、控制精度高等优点。
进一步的，还包括步骤：CPU检测电源是否断开，若CPU检测到电源断开，则在经编机主轴停止时保存当前电子横移的运行参数及状态，并在重新上电时保持原有断电前参数及状态继续运行。
需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围之内。
Claims (6)
1.一种电子横移控制器，其特征在于，包括：CPU板、运动控制板和控制器外壳；
所述CPU板包括：CPU、Ethernet模块、电源模块、SRAM存储器、Flash存储器、FRAM存储器、RS485模块和编码器接口；
所述运动控制板包括：运动控制模块、伺服控制接口和输入输出接口；
所述CPU通过所述Ethernet模块通信连接上位机，所述CPU用于：接收上位机发送的配置参数；
所述CPU分别通信连接所述SRAM存储器、所述Flash存储器、所述FRAM存储器、所述RS485模块和所述编码器接口；
所述SRAM存储器用于：存储横移运行过程数据；
所述Flash存储器用于：存储横移工艺数据；
所述FRAM存储器用于：实时存储横移状态数据；
所述RS485模块用于：同其它扩展电路板通信；
所述编码器接口用于：采集经编机主轴编码器值；
所述CPU通信连接所述运动控制模块；
所述运动控制模块通过所述伺服控制接口连接横移伺服驱动器，所述运动控制模块用于：输出模拟量信号闭环控制横移伺服驱动器进而控制横移伺服电机按照工艺数据转动；
所述输入输出接口用于：检测横移系统电源状态和横移机构限位开关检测信号；
所述伺服控制接口、输入输出接口和手轮接口内设置有光耦隔离电路。
2.根据权利要求1所述的一种电子横移控制器，其特征在于，还包括：手轮接口；
所述手轮接口连接所述运动控制模块；
所述手轮接口用于：用于在手动调横移梳栉时接收电子手轮信号。
3.根据权利要求1所述的一种电子横移控制器，其特征在于，所述Ethernet模块为含有百兆以太网接口。
4.根据权利要求1所述的一种电子横移控制器，其特征在于，所述运动控制模块内设置有UP/DOWN计数器和28bit比较器。
5.根据权利要求1所述的一种电子横移控制器，其特征在于，所述CPU通过FSMC总线控制所述运动控制模块。
6.根据权利要求1所述的一种电子横移控制器，其特征在于，所述CPU板内设置有32位ARM嵌入式处理器。
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