自动络筒机捻接凸轮机构采用无刷直流电动机进行位置控制的方法.pdf

自动络筒机捻接凸轮机构采用无刷直流电动机进行位置控制的方法
    【技术领域】

    本发明涉及纺织机械电气控制领域，具体是指自动络筒机纱线捻接凸轮机构采用无刷直流电动机进行位置控制的方法背景技术

    目前在这个领域中纱线捻接凸轮机构的控制方式，大多采用两种形式，一种是用异步电动机控制方式，如德国赐来福公司的AC238型自动络筒机，这种方式位置检测需另外安装多极磁环和两个霍尔传感器，控制系统繁琐，而且控制精度差，响应慢。另一种是用步进电动机控制方式，如意大利萨维奥公司的ESPERO，这种方式过载能力差，无位置检测闭环控制能力，仅依靠机械限位开关单点定位。发明内容

    本发明的目的是要对上述现有技术作进一步改进，提供一种新的采用无刷直流电动机对自动络筒机纱线捻接凸轮机构进行位置控制的方法。

    本发明的目的是这样实现的：整个控制系统由纱线捻接凸轮机构的控制器控制无刷直流电动机转动，无刷直流电动机驱动齿轮减速箱，减速箱传动可正反转动的纱线捻接凸轮机构，所述凸轮机构上设置了一个机械零位传感器，该机械零位传感器的信号传递给上述凸轮机构地控制器，以此作为整个控制系统的基准点，所述控制器采集无刷直流电动机内部三个霍尔传感器发出的脉冲信号，并以此控制凸轮机构的位置。这样，利用无刷直流电动机中的三个霍尔传感器信号，可以精密测出凸轮机构转过的角度，通过上述控制器进行位置的精密控制，给无刷直流电动机中的三相线圈中的两相输入0.5～1A的直流电，可以产生足够的制动力矩，从而能够做到对凸轮机构具有很好的点动功能。在实际应用中，采用这种控制方法可使纱线捻接凸轮机构的控制精度≤±1°。

    本发明的优点是具有全程任意位置定位功能，定位精度高，运行平稳，过载能力强。附图说明

    附图是本发明的技术方案的框图。具体实施方式

    下面结合附图和具体实施方案对本发明作进一步详细的说明。本发明的作用原理是：纱线捻接凸轮机构的控制器控制无刷直流电动机转动，电动机驱动齿轮减速箱，减速箱传动凸轮机构，凸轮机构可以正反向转动。在凸轮机构上设置了一个机械零位传感器，该零位传感器信号传送给控制器，作为整个控制系统的基准点，当电动机转动时，凸轮机构也以一定的减速比缓慢转动，这时控制器采集无刷直流电动机内部的三个霍尔传感器发出的脉冲信号，无刷直流电动机采用3对极型，电动机转动1转，共能采样到9个脉冲，这样的检测精度足以满足凸轮机构从0°至360°之间的控制要求。同时在无刷直流电动机的三相线圈中，对其中两相输入1A的直流电，就能产生1.5N·m的制动力矩，可以使凸轮组在0°至360°之间任意位置快速制动，从而能够做到凸轮机构具有很好的点动功能，在实际应用中，采用这种新的技术方案，纱线捻接凸轮机构的控制精度达到了≤±1°。

    为实现本发明的作用原理，在机构方面作了如下改进。如附图所示，其中的控制器、齿轮减速箱、纱线捻接凸轮机构均为原现有技术的构成部分。控制器与齿轮减速箱之间增设的无刷直流电动机功率40W，额定转速1200r/min，电源电压DC36V，由于该电动机为三对极直流无刷电动机，所以由三个磁极位置霍尔传感器提供位置脉冲信号。因为齿轮减速箱减速比为1200/8.34＝143.9，而电动机每转一转三个霍尔传感器共发生9个脉冲，所以相当于凸轮机构转过0.83°/3≈0.28°。机械零位传感器包括安装在凸轮机构上、磁极化强度≥60mT的磁钢，以及安装在络筒机的中壳体墙板上的单极性霍尔传感器，该传感器的技术特征是电源Us＝6～24V，输出电压VOUT≤0.4V，输出电流IOUT＝20mV，响应速度≤2ns。当上述磁钢的磁性与所述单极性霍尔传感器信号对应时，整个纱线捻接控制循环系统处于零位。

    在通常情况下，如不包括捻接过程中的停顿和反转时间，则从0°～360°完成一次循环时间为7.2s。