WEIDE交流伺服在电脑横机机上面的应用

交流伺服系统在电脑横机中的应用引言目前国内电脑横机行业里单（双）系统都是配套两套交流伺服，主伺服用于机头驱动系统，摇床伺服用于针床移位系统。电脑横机市场需求越来越大，伺服做为一个主要精密传动配套部件将会迎来一个广阔巨大市场空间。一、软件数据流图：电脑横机控制数据流程图中我们可以清楚看到数据电脑横机加工过程中流向。下面对数据流程图做些说明：1、花型准备系统衣片样品所需组织图案，衣片参数，比如编织密度，衣片宽度，衣片长度，编织速度，编织系统等等，生成衣片编织控制代码。2、花型文件编译器对操作人员输入花型文件进行编译，输入有误不符合花型文件定义语法，显示编译结果，返回。3、花型文件解释器是对编译文件进行解释，把它转化成直接可以用于控制数据，并把这些数据一定数据结构进行存储、管理。4、控制器取出第三步骤处理获数据控制运动控制卡和数字I/O卡。5、中断检测是对中断源做一定周期检测，监测到有信号，马上产生一个中断信号，通知主程序处理中断。6、数字I/O卡用获弱电信号控制强电信号，直接控制电脑横机本体。7、运动控制卡运动通道用获弱电信号控制强电信号，直接控制电脑横机本体。8、数据反馈与显示把衣片信息，加工信息操作界面反馈给操作人员。9、横机本体受控状态下编织衣片。二、横机基本构架图：电脑横机控制系统基本以工控机为中心，外围设备如键盘、鼠标以及外设存储器等，键盘作用是手工输入花型编织文件代码。控制软件提供用户一个友好操作界面，鼠标作用是操作界面按钮或菜单。外设存储器包括软驱或优盘。运动控制卡是一张基于ISA插槽控制卡，插工控机扩展板上。该运动控制卡具有十六位数字I/O口，所有输入输出信号都有光电隔离保护开关。该卡具有三个运动通道，可以实现三轴联动，脉冲频率范围为1-16KPPS（脉冲每秒）。运动控制卡外接光耦隔离电路板，大部分外接信号该电路板、运动控制卡和工控PC机进行通讯。电脑横机还有大量数字信号需要处理。硬件系统用了一张基于PCI插槽数字I/O卡，该数字I/O卡具有192位输入输出通道，分为子卡和母卡两张。该卡用于控制如下电脑横机运动部件：选针器、集圈压板、移圈压板、三角、中断信号输入等。WEIDE伺服应用于横机上的型号和具体信号接线图和参数设置：机头驱动系统：1．电脑横机工作时是主伺服马达拖动横机机头做往复运动实行编织。我们伺服配套使用电脑横机厂家机头驱动采用伺服和同步齿形带驱动，机头可以自动调节行程。一般伺服到机头有两级减速传动（65：45：25），高低速运行时要求伺服马达机头平稳，无抖动和振动噪音，机头换向也就是伺服马达正反转交替时要平滑无明显打顿强烈抖动现象。目前选用WEIDE-B/1500RPM1.57KW交流伺服。2．一般机头高速运行到1.2M/S伺服转速725RPM左右。负载保持45%左右，两头换向时负载变化到60-80%之间。正常机头运行速度0.75M/S到1M/S之间。负载变化28%-50%之间。伺服速度425RPM—550RPM之间。同步带传动设计：a.啮合齿数同步带与小带轮啮合齿数应≥6,若机构允许,可增大中心距,或带轮直径不变情况下,采用小节距,但应受力允许情况下。b.同步带宽度、节距和节线长同步带宽度确定,其计算公式复杂,实际设计中往往采用计算其圆周力,再参照许用圆周力有关机械设计手册中查出相应带宽和节距,一般取5.08。确定节距和带宽后,初定中心距计算带节线长度,再按标准选择,若不符合,可对中心距进行调整。c.电脑横机机头传动机构同步带齿形一般选用圆弧形,也有选用梯形,但何种齿形均要满足带轮上一个圆与带节线相切,并实行纯滚动,第二是带轮上相邻两齿对应点此圆弧上距离等于同步带节距。为确保带与带轮啮合时良好性能,设计时,应正确选定带轮轮齿齿形角,日本小山富夫等试验以及我厂实际试制过程中发现,当齿形角为20°～25°时,轮齿与带齿干涉量较小,且齿形角偏差为±1°左右。针床移位系统：针床横移机构针织横机是生产毛衫主要设备,而毛衣花色品种及织物结构变化,取决于三角机构变换和排针外,针床横移起了重要作用。利用针床横移可编织斜纹、绞花、空花、移圈等复杂结构织物。传统手摇横机上,针床横移机构通常采用螺旋线凸轮,转动一定角度后,用一插销定位来实现。但电脑横机中,手动操作显然无法到应用,,机器本身结构特点以及移圈功能自动实现对针床横移准确性、平稳性、可靠性和机电一体化方面提出了更高要求,,新型电脑横机中,针床横移一般采用伺服或步进电机———滚珠丝杆螺母副传动来实现。摇床马达与滚珠丝杆用同步齿形带联结，同步带轮减速比一般为24：15。编织中需要针床横移时要求伺服马达快速响应，一般选用速度为3000RPM，750W伺服马达。摇床马达选定：横移机构中,首先应选择电机,可空间力受力分析计算出对丝杆转矩,其计算公式如下:M=KFRWsinαcosβ×918η1η2×1000（N1m）式中:K———安全系数,一般取112～114;F——摩擦系数;R——丝杆法面半径;W——针板质量α——机座半角;β——螺旋角;η1——同步带传动效率;η2——丝杆螺母副传动效率;M——转矩。转矩大小确定电机功率,以此选定所需马达规格,步进需初定步进角,目前国内大多厂家生产步进电机步进角为019°P118°。滚珠丝杆螺母副传动滚珠丝杆螺母副传动具有较高传动精度和传动效率,现代新型电脑横机中,一般都采用这一传动方式。其工作原理是:由控制系统位移情况发出电脉冲信号,经电机后端光电编码器进行信号反馈,同步带轮及丝杆螺母副传动,拉动针床进行左右移动。其工作原理,列出针床横移量计算公式:A（横移量）=α360×i×Tα———电机转角,α=脉冲数×步距角;i———传动比,即i=主动轮齿数/被动轮齿数;T———丝杆螺距。针床横移量一般为床位移动一般设有1/4，1/2，3/4，一段及0—2英寸之间，任何位置都能一次性移动控制，以及个别针位微小修正等功能。以上参数选定情况下,应校对其误差值,使其误差尽量小,否则将影响横移精度,应重新对上述参数进行修正。总结：采用WEIDE交流伺服总体实现对针床横移准确性、平稳性、可靠性和机电一体化方面提出了更高要求、大大提升了生产效率以及节省更多的人力物力。应用市场范围：以华南地区为主主要分布于广州、深圳、东莞等地