基于WinCE的高速工業(yè)繡花機(jī)運動控制的研究與應(yīng)用.pdf

1、高速工業(yè)繡花機(jī)在刺繡時，主軸電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)以及其它模塊的協(xié)調(diào)運作是繡花機(jī)運動控制系統(tǒng)研究的重點和難點。為滿足工業(yè)繡花機(jī)在1200n/min的高速工作狀態(tài)的強實時性、精度、刺繡品質(zhì)等方面要求，本課題重點研究了一種基于ARM9+WindowsCE5.0+CPLD軟硬件平臺的高速工業(yè)繡花機(jī)運動控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方案。 在硬件設(shè)計部分，詳細(xì)分析了高速工業(yè)繡花機(jī)運動控制部分的工作原理，明確了系統(tǒng)功能需求，對系統(tǒng)各模塊進(jìn)行了設(shè)計，并對I/O資源

2、和中斷資源進(jìn)行了合理的分配。硬件中擴(kuò)展了CPLD模塊的設(shè)計，解決了系統(tǒng)定時器和計數(shù)器不足的問題。在主軸模塊部分，為提高主軸電機(jī)刺繡速度和響應(yīng)速度，采用伺服電機(jī)作為主軸電機(jī)，分析了伺服驅(qū)動器的特性，對伺服驅(qū)動器采用速度控制方式驅(qū)動，在系統(tǒng)中設(shè)計了AD模塊，為伺服驅(qū)動器提供模擬電壓控制信號，并結(jié)合CPLD的計數(shù)器單元，完成了主軸模塊光電編碼器返回值計數(shù)部分的硬件設(shè)計。同時結(jié)合CPLD的定時器單元，完成了步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動電路設(shè)計。另外根據(jù)系統(tǒng)的

3、功能需求，對換色部分、拉桿限位部分和針位板部分進(jìn)行了硬件設(shè)計。 在驅(qū)動設(shè)計部分，分析了WindowsCE操作系統(tǒng)的特性和工作機(jī)制，采用WindowsCE多線程機(jī)制和中斷處理的方法來滿足繡花機(jī)的強實時要求。本文在深入探討WindowsCE驅(qū)動程序設(shè)計要點和適用范圍的基礎(chǔ)上，重點研究了主軸電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)的協(xié)作要求，采用流驅(qū)動設(shè)計方法對主軸伺服電機(jī)和移框步進(jìn)電機(jī)設(shè)備驅(qū)動程序進(jìn)行了設(shè)計，實現(xiàn)了主軸電機(jī)正常刺繡、100°精確停車、位置檢測

4、、速度設(shè)置等功能，實現(xiàn)了步進(jìn)電機(jī)正常刺繡移框和手動移框等功能，并對驅(qū)動程序協(xié)作做了測試，取得了較好的效果。 在應(yīng)用軟件設(shè)計部分，采用模塊化和對象化的設(shè)計方法，對系統(tǒng)功能軟件進(jìn)行了規(guī)劃，結(jié)合各模塊的信號需求，完成了正常刺繡、剪線、斷線檢測和換色等功能軟件設(shè)計。 最后，為滿足高速工業(yè)繡花機(jī)內(nèi)部花樣文件格式的需求，設(shè)計了一款新型繡花機(jī)內(nèi)部花樣文件BSB花樣文件格式，在全面剖析了BSB花樣文件格式結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，重點研究了BSB格