CN202227068U - 横织机伺服驱动器和横织机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种横织机伺服驱动器和横织机，横织机伺服驱动器包括电源模块和冷却模块，还包括用于根据来自与所述横织机伺服驱动器连接的上位机的主轴控制信号控制与所述横织机伺服驱动器连接的主轴伺服电机的主轴控制模块；用于根据来自所述上位机的摇床控制信号控制与所述横织机伺服驱动器连接的摇床伺服电机的摇床控制模块；用于检测所述主轴伺服电机、摇床伺服电机、主轴控制模块、摇床控制模块、电源模块和所述冷却模块的工作状态并将检测的结果发送至所述上位机的检测模块；电源模块分别与主轴、摇床控制模块、检测模块和冷却模块连接。本实用新型提供的横织机伺服驱动器和横织机，通过复用电源模块和冷却模块，提高了横织机的集成度。

Description

横织机伺服驱动器和横织机

技术领域

本实用新型涉及横织机领域，特别涉及一种横织机伺服驱动器和横织机。

背景技术

横织机是工业领域当中用于编制各种针织品的机械设备，并且横织机是高度机电一体化的产品，其主要包括主轴、摇床、上位机和驱动设备，其中主轴主要包括主轴伺服电机和主轴传动机构，摇床主要包括摇床伺服电机和摇床传动机构。横织机的编织原理主要是先由上位机处理编织花样并生成相应的控制命令发送至驱动设备，然后由驱动设备根据所述控制命令控制主轴进行送线运动以及控制摇床进行选针和形成线套等运动，从而完成编制产品。

图1为现有技术中横织机的控制系统的结构示意图，从图1中可知，对于横织机的驱动设备，现有技术通常都是针对主轴和摇床分别配置独立的主轴伺服驱动器和摇床伺服驱动器，由上位机分别向主轴伺服驱动器和摇床伺服驱动器发送控制命令从而驱动主轴和摇床。

但是，主轴伺服驱动器和摇床伺服驱动器分别包括独立的控制模块、检测模块、电源模块、冷却模块和人机交互模块。而主轴和摇床在运动过程中是属于典型的分时复用，也就是说当主轴运动时摇床处于停止的状态，反之亦然。因此在现有技术中，主轴伺服驱动器和摇床伺服驱动器的独立配置方案不仅资源重叠造成浪费，而且集成度低、成本高。

实用新型内容

本实用新型提供一种横织机伺服驱动器和横织机，用于提高横织机的集成度，并降低成本。

一方面，本实用新型提供一种横织机伺服驱动器，包括电源模块和冷却模块，还包括：

用于根据来自与所述横织机伺服驱动器连接的上位机的主轴控制信号控制与所述横织机伺服驱动器连接的主轴伺服电机的主轴控制模块；

用于根据来自所述上位机的摇床控制信号控制与所述横织机伺服驱动器连接的摇床伺服电机的摇床控制模块；

和

用于检测所述主轴伺服电机、摇床伺服电机、主轴控制模块、摇床控制模块、电源模块和所述冷却模块的工作状态并将检测的结果发送至所述上位机的检测模块；

其中，所述电源模块分别与所述主轴控制模块、摇床控制模块、检测模块、电源模块和所述冷却模块连接。

如上所述的横织机伺服驱动器，所述检测模块包括：

用于检测所述主轴伺服电机和摇床伺服电机的编码器反馈信号的第一检测单元；

用于检测所述主轴控制模块、摇床控制模块、电源模块和所述冷却模块的电流、电压、负载和温度的第二检测单元；

用于将所述第一检测单元和第二检测单元的检测结果信号发送至所述上位机的检测结果发送单元，该检测结果发送单元分别与所述第一检测单元和第二检测单元连接。

如上所述的横织机伺服驱动器，其还包括：

用于接收来自所述上位机的动态参数选择信号并将该动态参数选择信号发送至所述主轴控制模块和摇床控制模块的通讯模块，该通讯模块分别与所述主轴控制模块、摇床控制模块和检测模块连接。

如上所述的横织机伺服驱动器，所述通讯模块包括：

用于接收来自所述上位机的动态参数选择信号的第一接收单元；

用于将所述动态参数选择信号发送至所述主轴控制模块和摇床控制模块的第一发送单元，该第一发送单元与所述第一接收单元连接；

用于接收来自所述检测模块的检测结果信号的第二接收单元；

用于将所述检测结果信号发送至所述上位机的第二发送单元，该第二发送单元与所述第二接收单元连接。

如上所述的横织机伺服驱动器，所述主轴控制模块包括：

用于根据来自所述上位机的主轴控制信号控制所述主轴伺服电机的启停、方向和速度的第一控制单元；

用于根据来自所述通讯模块的动态参数选择信号选择所述主轴伺服电机的位置环、速度环和电流环的动态参数的第二控制单元。

如上所述的横织机伺服驱动器，所述摇床控制模块包括：

用于根据来自所述上位机的摇床控制信号控制所述摇床伺服电机的启停、方向和速度的第三控制单元；

用于根据来自所述通讯模块的动态参数选择信号选择所述摇床伺服电机的位置环、速度环和电流环的动态参数的第四控制单元。

如上所述的横织机伺服驱动器，所述通讯模块与所述上位机之间通过RS485接口或者CAN总线连接。

如上所述的横织机伺服驱动器，其还包括：

用于供人工控制所述主轴控制模块、摇床控制模块和检测模块的人机交互模块，该人机交互模块分别与所述主轴控制模块、摇床控制模块、检测模块和所述电源模块连接。

另一方面，本实用新型还提供一种横织机，包括上位机、主轴伺服电机、主轴传动机构以及摇床伺服电机、摇床传动机构，还包括如上所述的横织机伺服驱动器，其中，所述横织机伺服驱动器分别与所述上位机、主轴伺服电机、摇床伺服电机连接，所述主轴伺服电机与所述主轴传动机构连接，所述摇床伺服电机与所述摇床传动机构连接。

由上述技术方案可知，本实用新型提供的横织机伺服驱动器和横织机，通过复用电源模块、冷却模块和人机交互模块，并且在同一个伺服驱动器中同时实现对主轴和摇床的控制功能，不仅能够满足横织机的控制需求，还能优化控制方式，进一步提高产品的集成度，降低成本，避免了不必要的设计重叠和资源浪费。

附图说明

图1为现有技术中横织机的控制系统的结构示意图；

图2为本实用新型的横织机伺服驱动器1的第一实施例；

图3为本实用新型横织机伺服驱动器1的第一实施例中检测模块12的结构示意图；

图4为本实用新型的横织机伺服驱动器1的第二实施例；

图5为本实用新型横织机伺服驱动器1的第二实施例中通讯模块15的结构示意图；

图6为本实用新型横织机伺服驱动器1的第二实施例中主轴控制模块10的结构示意图；

图7为本实用新型横织机伺服驱动器的第二实施例中摇床控制模块11的结构示意图；

图8为本实用新型的横织机的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，在附图或说明书中，相似或相同的元件皆使用相同的附图标记。

首先参考图2，图2为本实用新型的横织机伺服驱动器1的第一实施例。如图2所示，横织机伺服驱动器1包括主轴控制模块10、摇床控制模块11、检测模块12、电源模块13和冷却模块14。电源模块13分别与主轴控制模块10、摇床控制模块11、检测模块12和冷却模块14连接，检测模块12还与主轴控制模块10、摇床控制模块11和冷却模块14连接。

其中，主轴控制模块10用于根据来自与横织机伺服驱动器1连接的上位机的主轴控制信号控制与横织机伺服驱动器1连接的主轴伺服电机。摇床控制模块11用于根据来自所述上位机的摇床控制信号控制与横织机伺服驱动器1连接的摇床伺服电机。在本实施例中，所述主轴控制信号和摇床控制信号分别包括控制主轴伺服电机和摇床伺服电机的启停、方向和速度的信号。检测模块12用于检测所述主轴伺服电机、摇床伺服电机、主轴控制模块10、摇床控制模块11、电源模块13和冷却模块14的工作状态并将检测的结果发送至所述上位机。有关检测模块12的详细内容将在后面结合图3进行阐述。电源模块13用于为横织机伺服驱动器1中的各个模块供电。冷却模块14用于散热。在本实施例中，冷却模块14例如包括散热器或风扇等。

本实用新型的横织机伺服驱动器可以同时实现对主轴伺服电机和摇床伺服电机的控制，只需一个横织机伺服驱动器就可以满足对横织机的控制需求。并且本实用新型的横织机伺服驱动器只具有一个电源模块和一个冷却模块，从而避免了现有技术中由资源配置重叠而造成的浪费。

图3为本实用新型横织机伺服驱动器1的第一实施例中检测模块12的结构示意图。如图3所示，检测模块12包括第一检测单元120、第二检测单元121和检测结果发送单元122，其中，第一检测单元120用于检测所述主轴伺服电机和摇床伺服电机的编码器反馈信号。第二检测单元121用于检测主轴控制模块10、摇床控制模块11、电源模块13和冷却模块14的电流、电压、负载和温度。检测结果发送单元122与第一检测单元120和第二检测单元121连接，用于将第一检测单元120和第二检测单元121的检测结果信号发送至所述上位机。

通过上述检测单元12，业务人员可以通过上位机及时获取到横织机运转的状态，并当横织机出错时及时对其做出适当的调整。

此外，在本实施例中，所述横织机伺服驱动器还可以包括用于供人工控制所述主轴控制模块、摇床控制模块、检测模块的人机交互模块(图中未画出)，其分别与所述主轴控制模块、摇床控制模块、检测模块、电源模块连接。业务人员可以直接在横织机伺服驱动器上对所述主轴控制模块、摇床控制模块和检测模块进行控制，也可以通过与所述横织机伺服驱动器连接的手操器进行控制。

图4为本实用新型的横织机伺服驱动器1的第二实施例。在本实施例中，横织机伺服驱动器1除了包括在所述第一实施例中描述的全部模块之外，还包括通讯模块15，其分别与主轴控制模块10、摇床控制模块11和检测模块12连接，用于接收来自所述上位机的动态参数选择信号并将该动态参数选择信号发送至主轴控制模块10和摇床控制模块11。

具体地，如图5所示，通讯模块15包括：

第一接收单元150，用于接收来自所述上位机的动态参数选择信号。

第一发送单元151，其与第一接收单元150连接，用于将所述动态参数选择信号发送至主轴控制模块10和摇床控制模块11。

第二接收单元，152，用于接收来自检测模块12的检测结果信号。

第二发送单元153，与第二接收单元152连接，用于将所述检测结果信号发送至所述上位机。

在本实施例中，通讯模块15与所述上位机之间通过RS485接口或者CAN总线连接。

接下来详细描述本实施例中的主轴控制模块10和摇床控制模块11。

首先如图6所示，主轴控制模块10包括第一控制单元100和第二控制单元101。第一控制单元100用于根据来自所述上位机的主轴控制信号控制所述主轴伺服电机的启停、方向和速度。第二控制单元101用于根据来自通讯模块15的动态参数选择信号选择所述主轴伺服电机的位置环、速度环和电流环的动态参数。

图7为本实用新型横织机伺服驱动器的第二实施例中的摇床控制模块11的结构示意图。如图7所示，摇床控制模块11包括第三控制单元110和第四控制单元111。第三控制单元110用于根据来自所述上位机的摇床控制信号控制所述摇床伺服电机的启停、方向和速度。第四控制单元111用于根据来自通讯模块15的动态参数选择信号选择所述摇床伺服电机的位置环、速度环和电流环的动态参数。

此处需要说明的是，由于横织机的运动并不是一种模式的重复运动，其运动的时间和长度等要求都是随着上位机给定的变化而改变。而且主轴和摇床属于典型的分时复用，即当主轴动作时，摇床不动，反之亦然。所以要得到最佳的控制效果，最好对应每一次运动都在运动前重新调整横织机伺服驱动器的各种驱动参数。因此，通过通讯模块15可以从上位机实时接收其根据待织图案解码得到的动态参数选择信号，并由主轴控制模块10和摇床控制模块11分别根据该动态参数选择信号选择位置环、速度环和电流环的适当动态参数进行控制，从而能够提高横织机的运动精度，使针织产品更加美观。

同样，在本实施例中，所述横织机伺服驱动器也可以包括上述在第一实施例中描述的人机交互模块(图中未画出)。与第一实施例不同的是，业务人员除了可以直接在横织机伺服驱动器上进行控制或通过与横织机伺服驱动器连接的手操器进行控制之外，还可以在上位机上进行控制，上位机可以通过所述通讯模块将业务人员人工设定的控制信息发送至所述主轴控制模块、摇床控制模块、检测模块，此外，还可以使手操器与上位机连接，由业务人员直接通过手操器进行控制，从而更加方便业务人员的使用，便于操作。

图8为本实用新型的横织机的结构示意图。如图8所示，本实用新型的横织机包括横织机伺服驱动器1、上位机2、主轴伺服电机3、主轴传动结构4、摇床伺服电机5和摇床传动机构6。其中，横织机伺服驱动器1分别与上位机2、主轴伺服电机3和摇床伺服电机5连接，主轴伺服电机3与主轴传动机构4连接，摇床伺服电机5与摇床传动机构6连接。

横织机在工作时，首先由业务人员将待织花样输入上位机，上位机2对其进行解码，得到横织机伺服驱动器1可以识别的主轴控制信号和摇床控制信号，并将他们分别发送至横织机伺服驱动器1中的主轴控制模块10和摇床控制模块11，然后主轴控制模块10和摇床控制模块11分别根据所述控制信号对主轴伺服电机3和摇床伺服电机5进行控制，继而控制主轴传动机构4和摇床传动机构6进行针织操作。

此外，在横织机运行过程中，上位机2还可以根据当前的针织状态解码得出横织机伺服驱动器1的动态参数，并将其通过通讯模块15发送至横织机伺服驱动器1的主轴控制模块10和摇床控制模块11，从而实现对主轴和摇床的实时控制功能，提高主轴和摇床控制的柔、稳和准特性。

综上所述，本实用新型提供的横织机伺服驱动器和横织机，通过复用电源模块、冷却模块和人机交互模块，并且在同一个伺服驱动器中同时实现对主轴和摇床的控制功能，不仅能够满足横织机的控制需求，还能优化控制方式，进一步提高产品的集成度，降低成本，避免不必要的设计重叠和资源浪费，减少横织机的故障率，延长横织机的整机使用寿命并提高产品的品质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种横织机伺服驱动器，其特征在于，包括电源模块和冷却模块，还包括：

用于根据来自与所述横织机伺服驱动器连接的上位机的主轴控制信号控制与所述横织机伺服驱动器连接的主轴伺服电机的主轴控制模块；

用于根据来自所述上位机的摇床控制信号控制与所述横织机伺服驱动器连接的摇床伺服电机的摇床控制模块；

和

用于检测所述主轴伺服电机、摇床伺服电机、主轴控制模块、摇床控制模块、电源模块和所述冷却模块的工作状态并将检测的结果发送至所述上位机的检测模块；

其中，所述电源模块分别与所述主轴控制模块、摇床控制模块、检测模块和所述冷却模块连接。

2.根据权利要求1所述的横织机伺服驱动器，其特征在于，所述检测模块包括：

用于检测所述主轴伺服电机和摇床伺服电机的编码器反馈信号的第一检测单元；

用于检测所述主轴控制模块、摇床控制模块、电源模块和所述冷却模块的电流、电压、负载和温度的第二检测单元；

用于将所述第一检测单元和第二检测单元的检测结果信号发送至所述上位机的检测结果发送单元，该检测结果发送单元分别与所述第一检测单元和第二检测单元连接。

3.根据权利要求1所述的横织机伺服驱动器，其特征在于，所述横织机伺服驱动器还包括：

用于接收来自所述上位机的动态参数选择信号并将该动态参数选择信号发送至所述主轴控制模块和摇床控制模块的通讯模块，该通讯模块分别与所述主轴控制模块、摇床控制模块和检测模块连接。

4.根据权利要求3所述的横织机伺服驱动器，其特征在于，所述通讯模块包括：

用于接收来自所述上位机的动态参数选择信号的第一接收单元；

用于将所述动态参数选择信号发送至所述主轴控制模块和摇床控制模块的第一发送单元，该第一发送单元与所述第一接收单元连接；

用于接收来自所述检测模块的检测结果信号的第二接收单元；

用于将所述检测结果信号发送至所述上位机的第二发送单元，该第二发送单元与所述第二接收单元连接。

5.根据权利要求3所述的横织机伺服驱动器，其特征在于，所述主轴控制模块包括：

用于根据来自所述上位机的主轴控制信号控制所述主轴伺服电机的启停、方向和速度的第一控制单元；

用于根据来自所述通讯模块的动态参数选择信号选择所述主轴伺服电机的位置环、速度环和电流环的动态参数的第二控制单元。

6.根据权利要求3或5所述的横织机伺服驱动器，其特征在于，所述摇床控制模块包括：

用于根据来自所述上位机的摇床控制信号控制所述摇床伺服电机的启停、方向和速度的第三控制单元；

用于根据来自所述通讯模块的动态参数选择信号选择所述摇床伺服电机的位置环、速度环和电流环的动态参数的第四控制单元。

7.根据权利要求3所述的横织机伺服驱动器，其特征在于，所述通讯模块与所述上位机之间通过RS485接口或CAN总线连接。

8.根据权利要求1所述的横织机伺服驱动器，其特征在于，所述横织机伺服驱动器还包括：

用于供人工控制所述主轴控制模块、摇床控制模块和检测模块的人机交互模块，该人机交互模块分别与所述主轴控制模块、摇床控制模块、检测模块和所述电源模块连接。

9.一种横织机，包括上位机、主轴伺服电机、主轴传动机构以及摇床伺服电机、摇床传动机构，其特征在于，所述横织机还包括如权利要求1-8中任一项所述的横织机伺服驱动器，其中，所述横织机伺服驱动器分别与所述上位机、主轴伺服电机、摇床伺服电机连接，所述主轴伺服电机与所述主轴传动机构连接，所述摇床伺服电机与所述摇床传动机构连接。

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