CN201864899U

CN201864899U - 电脑横机织物牵拉机构

Info

Publication number: CN201864899U
Application number: CN 201020561528
Authority: CN
Inventors: 胡国军
Original assignee: Shaoxing University Yuanpei College
Current assignee: Shaoxing University Yuanpei College
Priority date: 2010-10-15
Filing date: 2010-10-15
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2020-10-15

Abstract

本实用新型主要公开了一种电脑横机织物牵拉机构，包括可编程逻辑器、步进电机驱动芯片、步进电机。可编程逻辑器的输出连接到步进电机驱动芯片的输入端。步进电机驱动芯片连接控制罗拉的步进电机。本实用新型可以通过控制脉冲个数来控制步进电机角位移量，从而达到准确定位的目的，同时通过控制脉冲频率来控制步进电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

Description

电脑横机织物牵拉机构

技术领域

本实用新型利用横机织物牵拉原理设计出一套基于电气控制的织物牵拉机构，用步进电机控制一体罗拉的张开和闭合、控制步进的速度去控制罗拉的牵拉力。

背景技术

目前，市场上罗拉基本由力矩电机控制，控制精度不高。并且罗拉离织物比较远，编织特殊衣物(比如V字领)时浪费纱线严重，所以设计出一套实用、控制精准的系统称为横机行业的迫切需要。

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种电脑横机织物牵拉机构，设计一个步进电机驱动器，利用控制脉冲个数来控制步进电机的角位移量，从而达到准确定位。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

电脑横机织物牵拉机构，包括可编程逻辑器、步进电机驱动芯片、步进电机；可编程逻辑器的输出连接到步进电机驱动芯片的输入端；步进电机驱动芯片连接控制罗拉的步进电机。

所述的可编程逻辑器为LCMX01200芯片，步进电机驱动芯片为THB6064H芯片。

所述LCMX01200芯片的时钟信号、使能信号和脉冲信号经过光电隔离，分别连接在THB6064H芯片的时钟输入端、使能信号端和脉冲信号端。

所述LCMX01200芯片的配置模式管脚M1、M2、M3连接三位拨码开关。

采用上述方案后，本实用新型由可编程逻辑器中的脉冲去控制步进电机的转动方向，从而精确控制罗拉的工作状态。当步进电机驱动芯片接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(及步进角)。通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的。同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

另外，步进电机驱动芯片配置模式可以由拨码开关进行选择，决定电机转动的细分状态，控制精度更高。

附图说明

图1是本实用新型较佳实施例中LCMX01200芯片电路图；

图2是本实用新型较佳实施例中THB6064H芯片电路图；

图3是本实用新型较佳实施例中THB6064H芯片内部结构框图；

图4是本实用新型较佳实施例中软件控制流程图。

具体实施方式

结合附图，对本实用新型做进一步详细说明。

本实施例中包括可编程逻辑器(选用LCMX01200芯片)、步进电机驱动芯片(选用THB6064H芯片)、步进电机(在附图中为标出)。

LCMX01200芯片的三类输出信号，分别是CLK_OUTO(时钟信号)、EN_OUTO(使能信号)、CW_OUTO(脉冲信号)经光耦隔离后，输出分别是MD_STPO、MD_EO、MD_DIRO，再连接到THB6064H芯片上。

THB6064H芯片是东芝公司生产的大功率、高细分两相混合式步进电机驱动专用芯片，通过单片机输出控制信号，即可设计出高性能、多细分、大电流的驱动电路。该芯片具有以下特点：

1、单芯片两相正弦细分步进电机驱动；

2、直接采用单脉冲和方向信号译码控制模式；

3、采用高耐压BiCD工艺，Ron＝0.4Ω；

4、可实现正反转控制；

5、通过4位选择8档细分控制(1/2，1/8，1/10，1/16，1/20，1/32，1/40，1/64)；

6、高输出耐压(VDss＝50V)；

7、高输出电流(Iout＝4.5A)；

8、HZIP25-P-1.27封装；

9、有输出监视管脚(DOWN/ALERT)；

10、有复位和使能管脚；

11、芯片内部有过热保护(TSD)和过流检测电路。

THB6064H芯片的配置模式管脚M1、M2和M3与拨码开关S1相连，用来决定步进电机的细分状态，具体可参见表1。MD_DIRO管脚与THB6064H芯片的CW/CWW管脚相连，用于控制步进电机转动方向。MD_STPO与THB6064H芯片的CLK管脚相连，用于控制时钟的频率，即可控制步进电机转动速率。MD_EO管脚与THB6064H芯片的EN管脚相连，用来控制THB6064H芯片输出有效。THB6064H芯片的OUT1A、OUT2A和OUT1B、OUT2B与步进电机相连，步进电机按二相双极性使用，四相按二相使用时可以提高步进电机的输出转矩。

表1拨码开关不同细分模式表

步进电机在低频工作时，会有振动大、噪声大的缺点。如果使用细分方式，就能很好的解决这个问题。步进电机的细分控制，从本质上讲是通过对步进电机励磁绕组中电流的控制，使步进电机内部的合成磁场为均匀的圆形旋转磁场，从而实现步进电机步距角的细分。一般情况下，合成磁场矢量的幅值决定了步进电机旋转力矩的大小，相邻两合成磁场矢量之间的夹角大小决定了步距角的大小。步进电机半步工作方式就蕴涵了细分的工作原理。

THB6064H芯片驱动原理：

配置管脚M1、M2和M3用来选择电机细分状态，根据输入的值不同可选择如表1中的八种细分模式。管脚PFD为衰减方式控制端，调节此端电压可以选择不同的衰减方式，从而获得更好的驱动效果，当3.5V＜VPFD＜VDD时，慢衰减方式；当1.1V＜VPFD＜3.1V时，为混合式衰减方式；当OV＜VPFD＜0.8V时，为快衰减方式。管脚Vref为电流设定端，调节此端电压即可设定驱动电流值：Io(100％)＝Vref×(1/3)×(1/Rs)(Rs为检测电阻)

管脚Down为半流锁定控制，电机锁定时降低功耗的功能。当CLK小于1.5Hz时，Down输出为0；当CLK大于1.5Hz时，Down输出为1； Down常态为1此时Vref电压由R1和R2分压决定形成设定电流，当启动半流锁定功能时，Down＝0，Rdown参与R1、R2分压，从而降低了Vref，也就减小了设定电流，Rdown的阻值决定电流下降的幅度。从而降低了Vref，也就减少了设定电流R1的阻值决定电流下降的幅度。即：改变锁定电阻Rdown的阻值，可获得不通的锁定电流值。

管脚ALERT为过流及过温保护输出端，正常状态下，ALERT＝1；当有过流或过温现象时，此端输出为0。管脚CLK为时钟脉冲输入端，-0.2V～VDD方波，脉冲频率最高100KHz，脉冲宽度最小4μS。管脚CW/CCW为电机正反转控制端，CW/CCW为0时，步进电机正转；CW/CCW为1时，步进电机反转。管脚RESET为上电复位端，为1时，THB6064H芯片工作。管脚EN为使能端，为0时，THB6064H芯片输出为0。功能如表2所示：

表2THB6064H芯片控制功能表

软件方面主要是步进电机的正反转，变速控制和电动机的锁定。在初始化程序中完成对LCMX01200芯片的各个寄存器窗口的选择、配置和系统初值的设定等等。

编程中通过对MD_DIRO口输出固定频率的控制脉冲序列，来控制步进电机的正转与反转。通过改变定时器的相应端口脉冲输出事件的触发时间来实现步进电机的变速控制。通过对端口配置固定电平信号使得电机A、B相绕组通入恒定不变得电流，以实现对步进电机的锁定。

为了实现对步进电机启停运转的精确控制，将推导出的符合步进电机矩频特性的指数型运行曲线量化后，存入E2PROM中。在系统运行过程中，通过调用当前速度所对应的状态延时时间，控制输出脉冲频率，确保步进电机的平滑运转。

系统中的主程序框图、步进电机转动控制程序框图如图4所示。

因THB6064H芯片集成度很高，外围电路极其简单，可靠性极高，LCMX01200芯片和THB6064H电机驱动芯片可以构成一个稳定的二相或多相步进电机控制系统，利用LCMX01200芯片输出口输出脉冲控制波形精确，可以很好的实现步进电动机步距控制。这种步进电机控制系统，成本低，控制方便，性能稳定。

Claims

1.电脑横机织物牵拉机构，其特征在于：包括可编程逻辑器、步进电机驱动芯片、步进电机；可编程逻辑器的输出连接到步进电机驱动芯片的输入端；步进电机驱动芯片连接控制罗拉的步进电机。

2.如权利要求1所述的电脑横机织物牵拉机构，其特征在于：所述的可编程逻辑器为LCMX01200芯片，步进电机驱动芯片为THB6064H芯片。

3.如权利要求1所述的电脑横机织物牵拉机构，其特征在于：所述LCMX01200芯片的时钟信号、使能信号和脉冲信号经过光电隔离，分别连接在THB6064H芯片的时钟输入端、使能信号端和脉冲信号端。

4.如权利要求1所述的电脑横机织物牵拉机构，其特征在于：所述LCMX01200芯片的配置模式管脚M1、M2、M3连接三位拨码开关。