CN216514468U - 一种经编机电子送经系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种经编机电子送经系统，包括主轴编码器、送经主控制器、人机界面、第一至第N伺服电机、第一至第N伺服驱动器；人机界面以及第一至第N伺服驱动器分别与送经主控制器电连接，第一至第N伺服电机相应与第一至第N伺服驱动器电连接，其结构特点是：还包括用于对主轴编码器的输出信号进行滤波、隔离和放大处理的信号处理电路，信号处理电路的信号输入端与主轴编码器的信号输出端电连接，信号处理电路的信号输出端分别与送经主控制器以及第一至第N伺服驱动器电连接。本实用新型通过在现有主轴编码器与送经主控制器和各伺服驱动器之间的信号传输通道上加设信号处理电路，能明显提高系统带载能力以及抗干扰能力。

Description

一种经编机电子送经系统

技术领域

本实用新型涉及经编机技术领域，具体涉及一种经编机电子送经系统。

背景技术

随着经编机技术的不断发展，电子送经系统几乎已经成为所有经编机的标准电气自动化配置之一。通过电子送经系统，控制经编机盘头的旋转，实现纱线的恒张力控制，从而提高编织效率和胚布的品质。目前市面上常用的电子送经系统如图1所示：其主要由用于采集经编机主轴旋转信号的主轴编码器，用于电子送经系统主控的送经主控制器，用于显示和设置参数等人机交互的人机界面，分别与送经主控制器和主轴编码器电连接用于控制相应伺服电机的各伺服驱动器，以及用于执行送经动作的各伺服电机。工作时主轴编码器采集经编机主轴的旋转信号并转换为脉冲电信号发送给送经主控制器和各伺服驱动器，主控制器通过采样主轴编码器反馈的高速脉冲信号，计算主轴的位置、速度等数据，根据设定的送经工艺数据，计算各个送经单元的送经量、伺服的速度等数据并发送各伺服驱动器以控制相应伺服电机的跟踪速度，各伺服驱动器同时结合采样的主轴编码器信号控制伺服电机的转速，各伺服电机通过机械传动系统控制纱线的喂入量及控制纱线张力以达到织造工艺的送经要求。

现有经编机电子送经系统存在的主要问题有：其一，主轴编码器一般采用晶体管输出型编码器，其输出的驱动信号电流一般都＜50mA，而每个伺服驱动器的脉冲输入驱动信号电流都在16mA左右，导致了在轴数≥4轴时，现有主轴编码器的带载能力不足（即图1中的n最大可为4），而经编机根据机型的不同送经伺服轴数通常在3～10轴，并且随着经编产业的升级发展，对送经轴数的要求也越来越多，因此现有经编机电子送经系统带载能力不能有效满足实际需要；其二，由于经编机电子送经系统使用时工作环境恶劣，现有经编机电子送经系统中的主轴编码器发送给送经主控制器和各伺服驱动器的高速脉冲信号极易受到干扰，使得系统工作稳定性不高。

实用新型内容

本实用新型的目的是：针对现有技术中存在的问题，提供一种结构改进的经编机电子送经系统，其通过在主轴编码器与送经主控制器和各伺服驱动器之间的信号传输通道上加设信号处理电路，明显提高系统的带载能力以及抗干扰能力。

本实用新型的技术方案是：本实用新型的经编机电子送经系统，包括用于采集经编机主轴旋转信号的主轴编码器，用于系统主控的送经主控制器，用于人机交互的人机界面，用于控制纱线喂入量及纱线张力的第一至第N伺服电机，用于相应控制第一至第N伺服电机的第一至第N伺服驱动器，其中，N为不小于1的自然数，上述人机界面以及第一至第N伺服驱动器分别与送经主控制器电连接，第一至第N伺服电机相应与第一至第N伺服驱动器电连接，其结构特点是：还包括用于对主轴编码器的输出信号进行滤波、隔离和放大处理的信号处理电路，上述信号处理电路设有信号输入端和信号输出端，信号处理电路的信号输入端与主轴编码器的信号输出端电连接，信号处理电路的信号输出端分别与送经主控制器以及第一至第N伺服驱动器电连接。

进一步的方案是：上述信号处理电路包括电阻R1～R7共7只电阻、电容C1、光耦U1、反相器U2、MOS管Q1、MOS管Q2、二极管D1、发光二极管DS1以及自恢复保险丝F1；

发光二极管DS1的负极即为上述信号处理电路的信号输入端，发光二极管DS1的正极与电阻R2的一端电连接，电阻R2的另一端、电阻R1的一端、电容C1的一端以及光耦U1的阴极具有公共接点；光耦U1的阳极、电阻R1的另一端、电容C1的另一端具有公共接点，该公共接点外接第一24V直流电源；光耦U1的集电极、电阻R3的一端以及反相器U2的输入端具有公共接点，电阻R3的另一端外接DC5V电源；反相器U2的输出端与电阻R4的一端电连接，电阻R4的另一端与电阻R5的一端以及MOS管Q1的栅极具有公共接点，MOS管Q1的源极、电阻R5的另一端以及光耦U1的发射极均接地；MOS管Q1的漏极、电阻R6的一端、MOS管Q2的栅极以及二极管D1的负极具有公共接点；电阻R6的另一端与电阻R7的一端具有公共接点，该公共接点外接第二24V直流电源；电阻R7的另一端与MOS管Q2的漏极电连接；MOS管Q2的源极、二极管D1的正极以及自恢复保险丝F1的一端具有公共接点；自恢复保险丝F1的另一端即为上述的信号处理电路的信号输出端。

进一步的方案是：上述光耦U1为6N137型号的高速光电耦合器。

进一步的方案是：上述反相器U2为带施密特触发器的反相器。

进一步的方案是：上述MOS管Q1和MOS管Q2均为大电流N沟道功率MOS管。

本实用新型具有积极的效果：（1）本实用新型的经编机电子送经系统，其通过在主轴编码器与送经主控制器和各伺服驱动器之间的信号传输通道上加设信号处理电路，能够对主轴编码器输出的mA级电流信号放大至最大可达A（安培）级，使得本实用新型的经编机电子送经系统的带载能力显著提高，能够轻松适用于送经伺服轴数在10轴以上的经编机的送经控制需要，从而有效解决了现有技术的经编机电子送经系统普度存在的带载能力不足的技术问题。（2）本实用新型的经编机电子送经系统加设的信号处理电路中设有RC滤波模块、光耦隔离模块以及反相器，使得主轴编码器在输入送经主控制器和各伺服驱动器之前，已经过信号滤波、隔离和抗干扰处理，从而使得本实用新型的经编机电子送经系统较之现有技术抗干扰能力和工作稳定性均显著提高，能够有效适应恶劣使用环境。

附图说明

图1为现有技术的经编机电子送经系统电路结构示意框图；

图2为本实用新型的电路结构示意框图；

图3为图2中信号处理电路的一种具体实现方式的电原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

（实施例1）

见图2和图3，本实施例的经编机电子送经系统，其主要由用于采集经编机主轴旋转信号的主轴编码器、用于电子送经系统主控的送经主控制器、用于显示和设置参数等人机交互的人机界面、用于通过机械传动系统控制纱线喂入量及控制纱线张力的第一至第N伺服电机，用于相应控制第一至第N伺服电机的第一至第N伺服驱动器以及用于放大主轴编码器输出信号并对主轴编码器输出信号进行滤波、隔离及放大处理的信号处理电路组成。其中，N为不小于1的自然数。

信号处理电路设有的信号输入端与主轴编码器的信号输出端电连接，信号处理电路设有的信号输出端分别与送经主控制器以及第一至第N伺服驱动器电连接，人机界面以及第一至第N伺服驱动器分别与送经主控制器电连接，第一至第N伺服电机相应与第一至第N伺服驱动器电连接。

见图3，作为一种具体实施方式，信号处理电路主要由电阻R1～R7共7只电阻、电容C1、光耦U1、反相器U2、MOS管Q1、MOS管Q2、二极管D1、发光二极管DS1以及自恢复保险丝F1组成。本实施例中，光耦U1优选采用6N137型号的高速光电耦合器，其具有阳极（1脚）、阴极（2脚）、发射极（3脚）和集电极（4脚），反相器U2为带施密特触发器的反相器。MOS管Q1和MOS管Q2采用大电流N沟道功率MOS管。

发光二极管DS1的负极即为前述的信号处理电路的信号输入端，发光二极管DS1的正极与电阻R2的一端电连接，电阻R2的另一端、电阻R1的一端、电容C1的一端以及光耦U1的阴极具有公共接点；光耦U1的阳极、电阻R1的另一端、电容C1的另一端具有公共接点，该公共接点外接第一24V直流电源24V-Ⅰ；光耦U1的集电极、电阻R3的一端以及反相器U2的输入端（1脚）具有公共接点，电阻R3的另一端外接DC5V电源；反相器U2的输出端（2脚）与电阻R4的一端电连接，电阻R4的另一端与电阻R5的一端以及MOS管Q1的栅极具有公共接点，MOS管Q1的源极、电阻R5的另一端以及光耦U1的发射极均接地；MOS管Q1的漏极、电阻R6的一端、MOS管Q2的栅极以及二极管D1的负极具有公共接点；电阻R6的另一端与电阻R7的一端具有公共接点，该公共接点外接第二24V直流电源24V-Ⅱ；电阻R7的另一端与MOS管Q2的漏极电连接；MOS管Q2的源极、二极管D1的正极以及自恢复保险丝F1的一端具有公共接点；自恢复保险丝F1的另一端即为前述的信号处理电路的信号输出端。

前述信号处理电路中，发光二极管DS1用于信号处理电路的信号输入端的信号指示，当信号输入端输入信号为0V时，发光二极管DS1导通发光；当信号输入端输入信号为24V时，发光二极管DS1不发光。电阻R2为输入端的限流电阻。电阻R1与电容C1构成一个RC滤波电路，对信号输入端输入的信号中的干扰信号起滤波作用。光耦U1起着信号隔离的作用。电阻R3作为光耦U1输出端（即光耦U1的集电极）的上拉电阻。反相器U2起着信号反向及抗干扰的作用。电阻R4作为MOS管Q1的栅极限流电阻，电阻R5作为MOS管Q1的栅极下拉电阻，电阻R6作为MOS管Q1的漏极上拉电阻。电阻R7作为MOS管Q2的漏极上拉电阻。

前述信号处理电路的工作流程简述如下：

当信号处理电路的信号输入端输入的信号为0V时，光耦U1导通，输出低电平；经反相器U2反相后变为5V高电平；此时MOS管Q1导通，MOS管Q1的漏极为低电平；MOS管Q2处于截止状态，信号处理电路的信号输出端经自恢复保险丝F1和二极管D1吸收负载的电流。

当信号处理电路的信号输入端输入的信号为24V时，光耦U1截止，输出高电平，经反相器U2反相后变为低电平；此时MOS管Q1截止，MOS管Q1的漏极为高电平；MOS管Q2处于导通状态，信号处理电路经电阻R7、MOS管Q2和自恢复保险丝F1向负载提供驱动电流。

前述信号处理电路的优点在于：编码器只要为该电路的输入端提供驱动电流；保持输入输出的电位不变；输入输出经光耦隔离；具有滤波功能；MOS管Q1和Q2均采用允许通过的电流达到A（安培）级别的N沟道大功率MOS管，从编码器驱动能力的mA级别增大到A级别，从而实现大电流负载驱动。

以上实施例是对本实用新型的具体实施方式的说明，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变换和变化而得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应该归入本实用新型的专利保护范围。

Claims (5)

1.一种经编机电子送经系统，包括用于采集经编机主轴旋转信号的主轴编码器，用于系统主控的送经主控制器，用于人机交互的人机界面，用于控制纱线喂入量及纱线张力的第一至第N伺服电机，用于相应控制第一至第N伺服电机的第一至第N伺服驱动器，其中，N为不小于1的自然数，所述人机界面以及第一至第N伺服驱动器分别与送经主控制器电连接，第一至第N伺服电机相应与第一至第N伺服驱动器电连接，其特征在于：还包括用于对主轴编码器的输出信号进行滤波、隔离和放大处理的信号处理电路，所述信号处理电路设有信号输入端和信号输出端，信号处理电路的信号输入端与主轴编码器的信号输出端电连接，信号处理电路的信号输出端分别与送经主控制器以及第一至第N伺服驱动器电连接。

2.根据权利要求1所述的经编机电子送经系统，其特征在于：所述信号处理电路包括电阻R1～R7共7只电阻、电容C1、光耦U1、反相器U2、MOS管Q1、MOS管Q2、二极管D1、发光二极管DS1以及自恢复保险丝F1；

发光二极管DS1的负极即为所述信号处理电路的信号输入端，发光二极管DS1的正极与电阻R2的一端电连接，电阻R2的另一端、电阻R1的一端、电容C1的一端以及光耦U1的阴极具有公共接点；光耦U1的阳极、电阻R1的另一端、电容C1的另一端具有公共接点，该公共接点外接第一24V直流电源；光耦U1的集电极、电阻R3的一端以及反相器U2的输入端具有公共接点，电阻R3的另一端外接DC5V电源；反相器U2的输出端与电阻R4的一端电连接，电阻R4的另一端与电阻R5的一端以及MOS管Q1的栅极具有公共接点，MOS管Q1的源极、电阻R5的另一端以及光耦U1的发射极均接地；MOS管Q1的漏极、电阻R6的一端、MOS管Q2的栅极以及二极管D1的负极具有公共接点；电阻R6的另一端与电阻R7的一端具有公共接点，该公共接点外接第二24V直流电源；电阻R7的另一端与MOS管Q2的漏极电连接；MOS管Q2的源极、二极管D1的正极以及自恢复保险丝F1的一端具有公共接点；自恢复保险丝F1的另一端即为所述的信号处理电路的信号输出端。

3.根据权利要求2所述的经编机电子送经系统，其特征在于：所述光耦U1为6N137型号的高速光电耦合器。

4.根据权利要求2所述的经编机电子送经系统，其特征在于：所述反相器U2为带施密特触发器的反相器。

5.根据权利要求2所述的经编机电子送经系统，其特征在于：所述MOS管Q1和MOS管Q2均为大电流N沟道功率MOS管。

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