| 步進(jìn)電動機(jī)及其驅(qū)動器在電腦刺繡機(jī)上獲得了廣泛的運(yùn)用。電腦刺繡機(jī)是80年代國外紡織機(jī)械中的最新產(chǎn)品。它運(yùn)用微機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)刺繡整個過程的自動化，大大提高了刺繡產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。 電腦刺繡機(jī)是機(jī)電一體化的產(chǎn)品，主要由刺繡機(jī)身、電源系統(tǒng)、計算機(jī)系統(tǒng)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)、刺繡框、刺繡頭以及信號傳感器等部分組成，其刺繡動作過程為，由磁盤或紙帶機(jī)將花樣信號送入計算機(jī)，經(jīng)計算機(jī)處理后送入步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)和主軸控制系統(tǒng)，最后由動力系統(tǒng)帶動刺繡框、刺繡頭協(xié)調(diào)運(yùn)動，刺繡開始。 在刺繡過程中，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動繡框運(yùn)行是最重要的環(huán)節(jié)，它直接影響到繡品的質(zhì)量、刺繡效率和噪聲大小。 電腦刺繡機(jī)是使用微機(jī)對步進(jìn)電機(jī)的速度進(jìn)行控制，控制的實(shí)質(zhì)就是控制電機(jī)驅(qū)動負(fù)載時的運(yùn)行曲線，首要的是進(jìn)給脈沖時刻的計算，是一種軟件控制方法。通常的設(shè)計方法是使步進(jìn)電機(jī)按加速、勻速、減速的曲線運(yùn)行，離線計算出定時時間，把它們寫入內(nèi)存中，實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)速度控制軟件化。這種方法的缺點(diǎn)是計算機(jī)只能按照事先給定的速度曲線對步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制，無法按照刺繡工況的變化隨時修改速度曲線的參數(shù)，使步進(jìn)電機(jī)在合理的狀態(tài)下運(yùn)行。本文介紹一種適合在電腦刺繡機(jī)上使用的步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行曲線及其計算方法，實(shí)現(xiàn)了定時參數(shù)的在線計算。2實(shí)現(xiàn)的曲線及其參數(shù)的計算2．1實(shí)現(xiàn)的曲線(見附圖) 考察如下的正弦函數(shù)： 式中π=3．1415926，T為步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行時間。實(shí)現(xiàn)這種函數(shù)曲線的優(yōu)點(diǎn)為： a．由于曲線平滑，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動負(fù)載運(yùn)行平穩(wěn)、柔和、噪聲小。 b．滿足步進(jìn)電機(jī)慢起動、慢停止的特性。 c．有明確的數(shù)學(xué)表達(dá)式，易于在線計算和實(shí)現(xiàn)。 d．對于不同的刺繡工況，可通過改變參數(shù)A和T實(shí)現(xiàn)。2．2計算 假設(shè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動負(fù)載時的某工況為，在T時間內(nèi)需要步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行N步，電機(jī)的最高運(yùn)行頻率為FM，起始頻率和終了頻率都為零。運(yùn)行曲線為式(1)的f(t)，把T分為N份，即△T1，△T2，……，△TN，T=△T1+△T2+……+△TN。令： t1=△T1t2=△T1+△T2tN=T=△T1+△T2+……+△TN如附圖所示，令f(t)在t軸上半部所圍成的面積為N，f(t)與△T1, △T2,……△TN所圍成的面積都為1，即：參數(shù)A的確定A為步進(jìn)電機(jī)的實(shí)際最高運(yùn)行頻率，按式(2)可求出A的值。必須保證A應(yīng)小于給定的電機(jī)最高運(yùn)行頻率，否則會引起嚴(yán)重后果。2.2.2 參數(shù)t(i=1,2,……，N)的確定 按式（3）可得：由于t0=0,按式（5）可遞推出t1,t2,……，tN-1的值。△ T1=t1△ T2=t2-t1...△ TN=T-Tn-12.2.3進(jìn)給脈頻率fi(i=1,2,……，N)的計算fi=1/△Ti (i=1,2,……，N) (6)不難證明，fi為函數(shù)f(t)=Asin(π/T ·t) （ｔｉ－１≤ｔ≤ｔｉ）上的一點(diǎn)。3應(yīng)用舉例 在某電腦刺繡機(jī)產(chǎn)品上，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動繡框水平前后左右移動，脈沖當(dāng)量為0 .lmm，刺繡某針跡長度為4ram(相應(yīng)的脈沖數(shù)量為N=40)，給定的時間為30ms，步進(jìn)電機(jī)的起蛄和終了頻率都為零，計算各進(jìn)給脈沖的時間和相應(yīng)的運(yùn)行頻率。4結(jié)語 實(shí)現(xiàn)曲線是步進(jìn)電機(jī)平均建度的連線，在某一進(jìn)給脈沖間隔內(nèi)，它又是理想的正弦曲線某一時刻的速度，實(shí)現(xiàn)的精度是曲邊梯形和單位矩形面積之差的絕對值。這種方法實(shí)班的關(guān)鍵在于所使用的計算機(jī)要有三角函數(shù)的處理能力，且有較高的運(yùn)算速度，否則難以勝任高速刺繡。 |
