缝纫或刺绣机伺服电机驱动框架的控制方法及其控制装置 【技术领域】
本发明属一种缝纫或刺绣机，具体涉及一种缝纫或刺绣机伺服电机驱动框架的控制器。
背景技术
交流伺服电机具有位置控制精度高、速度输出稳定、速度响应性能好、过载能力强、运行效率高等优点，随着缝纫机及刺绣机向高转速、高品质、多头数及静音等方向的发展，人们已青睐使用交流伺服电机来驱动缝纫/刺绣机的框架。
但在各种运动控制中，交流伺服电机控制要取得最佳的控制效果，必须调整伺服驱动器的各种驱动参数，使驱动性能匹配运动器件的特性和运动要求。而缝纫机及刺绣机的框架运动并不是一种模式的重复运动。在形成每一针迹的框架运动中，框架运动的时间、轨迹和长度等运动要求都是随着主轴转速、花样针迹数据的变化而改变的。要得到最佳的控制效果，最好对应每一运动要求都在运动前重新调整伺服驱动器的各种驱动参数，即实时动态修改伺服驱动器的各种驱动参数。
由于通用伺服驱动器大都只能在工作前预存一组参数，在工作中无法再调整参数，导致现有大部分使用通用伺服驱动器的缝纫/刺绣的框架控制技术中，只能是在机器使用之前，在伺服驱动器上设定一组最优参数，在其后的工作中，伺服驱动器就按这组参数设定的方式驱动框架。使用这种方法，在大部分的框架运动中，所使用的参数与该运动所要求的最佳参数都有较大的出入，严重地限制了伺服驱动优良性能的发挥及控制质量的提高。
也有极少数缝纫/刺绣机电脑控制器生产厂家意识到此限制，并对控制方法进行了改进。其中最好的方法是在伺服驱动器内预先存储少量参数，在主控制器和伺服驱动器间增加几根控制线，并约定好控制线电平变化与使用哪些参数的关系。绣作时，主控制器根据需要确定相近参数并使用控制线通知伺服驱动器，伺服驱动器根据控制线的电平变化，决定使用预先存储的哪些参数。这种方法比起只使用一组参数控制质量已经有了很大提高，但比起主轴转速、花样针迹数据的各种变化的组合数量，可预先存储、工作时调整的参数则显得太少。所以这种方法只是缝纫/刺绣机控制要求和传统控制方法间的一种折中选择。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题是克服上述不足，提供一种缝纫或刺绣机伺服电机驱动框架的控制方法及其控制装置，采用本发明可以使工作中的缝纫/刺绣机在形成每一针迹的框架运动中，其运动要求随着主轴转速、花样针迹数据的变化而改变时，对应每一运动要求都能在运动前重新调整伺服驱动器的各种驱动参数，即实时动态修改伺服驱动器的各种驱动参数，使该驱动器驱动框架运动的方式总是在最佳参数下的动框方式，进一步提高缝纫/刺绣品质。
本发明方法包含下述内容：
在主控制器与框架伺服驱动器间，在保持原有控制通路和控制方法的基础上，增加了高速通讯通路；
在工作过程中，主控制器根据当前工作状况计算出动态控制参数；
主控制器通过高速通讯通道将动态控制参数传输到框架伺服驱动器；
框架伺服驱动器接收到主控制器发来的动态控制参数后，用该参数替换原有参数进行动框驱动。
进一步地，所述主控制器在工作过程中是根据当前的主轴转速花样和针迹数据计算出动态控制参数。
本发明装置为：设有主控制器、框架伺服驱动器，框架伺服驱动器包括X向框架伺服驱动器和Y向框架伺服驱动器，主控制器通过控制通道与框架伺服驱动器连接，用于传输包含指令脉冲信号和监测信号在内的控制信号，其特征在于：所述的主控制器还通过高速通讯通道与框架伺服驱动器连接，用于进行动态参数传输。
本发明装置的进一步方案是：所述的主控制器与框架伺服驱动器为分体结构，主控制器和伺服驱动器分别设有I/O控制接口，通过电缆连接构成所述的控制通道，主控制器和伺服驱动器分别设有通讯接口，通过电缆或光缆连接构成所述动态传输参数的高速通讯通道。
所述的高速通讯通道可以是能够满足该机器缝纫/刺绣速度要求的任意一种通讯，如有线通讯或无线通讯，有线通讯可包括并行和串行，串行中又分为非差分和差分，232、485、USB、CAN、LVDS、LVPECL及许多新通讯标准大都是差分的，光纤/光缆是非差分串行，连接方式可以是多种方法，如主控制器与框架伺服驱动器间的点对点连接，或多点连接等；通讯内容包括动态传递的参数外，还可以包括其它需要传输的内容。
本发明主控制器可以利用动态参数传输通道能够进行高速通讯的功能，根据缝纫或绣作中地转速、针迹数据等，实时修改伺服驱动器参数，并实时向对应框架驱动单元发送修改后的参数，从而大幅提高缝纫/刺绣品质。
本发明在保持主控制器与伺服驱动器间原有控制通路的基础上，增加一个高速通讯通路，主控制器可以在形成每一针迹的框架运动前，向伺服驱动器发送一组根据当前工作状况计算出的动态控制参数，用于修改原有的参数，从而实现了主控制器对伺服驱动器参数的实时、随意的调整，当主轴转速、花样针迹数据变化时，伺服驱动器参数也可以连续不间断的平滑调整，解决了缝纫/刺绣机控制要求与传统控制方法间的矛盾，使该驱动器驱动框架运动的方式总是在最佳参数下的动框方式，从而可进一步地提高控制质量，大幅提高缝纫/刺绣产品品质。
【附图说明】
图1、本发明实施例方框示意图
图2、本发明实施例高速通讯通道电路图
图3、本发明实施例主控器工作流程图
图4、本发明实施例框架伺服驱动器工作流程图
【具体实施方式】
下面以一刺绣机控制器的实施例给予说明。
本例设有主控制器与框架伺服驱动器为分离式柜体，主控制器和伺服驱动器分别设有I/O控制接口，通过电缆连接构成所述的控制通道，用于传输指令脉冲信号和监测信号等控制信号，主控制器和伺服驱动器分别设有通讯接口，通过电缆或光缆连接构成高速通讯通道，用于传输动态控制参数数据。
框架伺服驱动器包括X向框架伺服驱动器和Y向框架伺服驱动器，X向伺服驱动器和Y向伺服驱动器分别通过I/O控制接口和电缆与主控制器连接，构成控制通道，并分别设有高速通讯接插件，通过电缆(或光缆)与主控制器连接，构成高速通讯通道。
图2是本例连接主控制器和框架伺服驱动器的高速通讯通道的电路图，主控制器的微处理器及框架伺服驱动器的微处理器分别设有串行通讯接口，其输入输出信号为RXD485及TXD485，通过隔离电路，输入输出信号转换为RX及TX，与485通讯驱动电路相连接，经485通讯驱动电路进行转换驱动，变为满足485通讯标准的信号A485及B485，连接到485通讯接口的插接件上，主控制器的485通讯接口插接件与框架伺服驱动器的485通讯接口插接件之间通过电缆连接，构成高速通讯通道，上述电路中隔离电路为使用6N137光耦为核心的隔离电路，主要作用为使两边的电路不共地，减少通讯部分对微处理器的干扰。485通讯驱动电路使用的核心芯片为SN75LBC184。插接件使用型号5054-06A。
主控制器还连接有操作/显示单元和其它机械执行及检测单元。
主控制器是整个控制器的核心，负责各种运算处理并协调控制各个驱动部件。图3是主控制器核心软件流程图，描述了主控制器的主要运作流程：
系统上电后，首先进行软硬件系统初始化，建立初始工作环境，然后系统进入到不再退出的工作循环中。
在该循环中，有显示处理部分：当循环中其它部分的处理改变了机器或刺绣相关的数据或状态，而需要显示时，设置显示标志，显示处理程序查到该显示标志时，进行显示刷新；
在该循环中，还有按键处理部分：控制流程根据键值和当前各种机器状态标志，进入相应的处理；
变换刺绣状态是循环中的另一主要内容，是或进入刺绣状态则需对当前针数据进行处理并进行相应控制，当有状态转换时，也要进行相应处理。
在图3中可以看到，涉及本发明技术方法的处理，一部分是在初始化内，即对高速通讯口初始化，并下传适合于非刺绣状态下手动移框用的伺服驱动参数；另一部分是在每个当前针数据处理时，结合当前转速判断出适合于该针迹运动的驱动器参数，并在框架动作前下传参数；还有一部分是当退出刺绣状态后，还要下传手动移框用参数，以保证随时手动移框时，参数是适合的。
图4是一个框架伺服驱动器的核心软件流程图，从图中可以看到，框架伺服驱动器一般都自带简单的按键和显示，可用于设置和一些状态提示，运作流程也是初始化后进入工作循环，涉及本实施例的处理，有初始化时要对与主控制器进行高速通讯的通讯口进行初始化；在每个工作循环中查看主控制器是否向下发送了新的参数，是则替换旧的驱动用参数，一旦有驱动信号，则在此连续动框过程中不再收取参数，至此次连续动框完成，再返回按键处理和收取参数的循环。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的保护范围。