[发明专利]高速缝制设备直驱智能伺服控制系统

权利要求书

1.一种高速缝制设备直驱智能伺服控制系统，其特征在于该系统包括电源输入电路(1)、电机驱动电路(2)、CPU控制模块(3)、伺服控制器部件(4)、人机界面电路(5)和过流制动电路(6)，所述电机驱动电路(2)由智能功率模块(2-1)和高速光耦(2-2)构成；CPU控制模块(3)集成了数字信号处理器(3-1)和可编程逻辑阵列(3-2)；伺服控制器部件(4)包括了直流伺服电机(4-1)、光电编码器(4-2)和同步器(4-3)，其中：

电源输入电路(1)，用于将220V的交流电压转化为300V的直流电压，供智能功率模块(2-1)使用；

电机驱动电路(2)，用于驱动直流伺服电机(4-1)；

CPU控制模块(3)，通过数字信号处理器(3-1)和可编程逻辑阵列(3-2)完成信号的接收、运算和指令的输出；

伺服控制器部件(4)中的光电编码器(4-2)用于感应电机输出轴的位置和速度，并直接传输给数字信号处理器(3-1)；同时，伺服控制器部件(4)中的同步器(4-3)用于感应上下针位，并传输给可编程逻辑阵列(3-2)；

人机界面电路(5)，用于完成命令的输入、显示以及与CPU控制模块(3)的通讯；

过流制动电路(6)，用于比较从电机驱动电路(2)输入的采样电压与开关电源(6-1)内部的设定电压，并将比较结果传输至CPU控制模块(3)，控制模块通过指令开启制动回路，进行制动放电。

2.根据权利要求1所述的高速缝制设备直驱智能伺服控制系统，其特征在于：所述电源输入电路(1)在桥式整流(1-1)的输出端接有两个容量为330uF/450V的电容C₁和C₂。

3.根据权利要求1所述的高速缝制设备直驱智能伺服控制系统，其特征在于：所述电机驱动电路(2)中的智能功率模块(2-1)型号为IRAMX16UP60A，其六个引脚H1N1、H1N2、H1N3、L1N1、L1N2、L1N3分别与六个高速光耦(2-2)连接，六个高速光耦的另一端与数字信号处理器(3-1)的输出端PWM1～PWM6相连；智能功率模块(2-1)的三相输出U、V、W连接至直流伺服电机(4-1)。

4.根据权利要求1所述的高速缝制设备直驱智能伺服控制系统，其特征在于：所述光电编码器(4-2)通过3个位置信号发生器产生Sa、Sb、Sc和一个速度信号发生器产生M-Speed，以得到直流伺服电机(4-1)转动特性，并经数据输出口Sa、Sb、Sc、A和B直接传输给数字信号处理器(3-1)进行运算处理；所述同步器(4-3)的两个针位信号输入口SYN_UP和SYN_DOWN接收来自直流伺服电机(4-1)的上下针位信号并传输给可编程逻辑阵列(3-2)。

5.根据权利要求4所述的高速缝制设备直驱智能伺服控制系统，其特征在于：用于感应3个位置信号和一个速度信号的光电编码器(4-2)和用于感应上下针位信号的霍尔传感器安装在同一个线路板上，并装置于直流伺服电机(4-1)的转轴(9)上。

6.根据权利要求1所述的高速缝制设备直驱智能伺服控制系统，其特征在于：所述过流制动电路(6)包括比较器IC₁和开关电源(6-1)，其中一个输入端IPMC经采样电阻Rt接智能功率模块(2-1)的IC驱动芯片，另一个输入端IPMS接开关电源(6-1)，比较器IC₁的输出端连接至可编程逻辑阵列(3-2)。

7.根据权利要求1所述的高速缝制设备直驱智能伺服控制系统，其特征在于：所述人机界面电路(5)包括RS485通讯模块(5-1)、单片机(5-2)以及键盘和显示器(5-3)，单片机(5-2)的一端与键盘和显示器(5-3)相连，用于操作和显示，另一端经RS485通讯模块(5-1)的RXD和TXD与可编程逻辑阵列(3-2)进行通讯。

8.根据权利要求1或5所述的高速缝制设备直驱智能伺服控制系统，其特征在于：所述直流伺服电机(4-1)的转轴(9)依次通过电机传动啮合机构(7)和机头传动机构(8)连接至缝纫机机头。