9zip.ru Инструкции Вышивальный автомат "Лика-4". Электроника

Пульт управления
Управление работой всего вышивального автомата осуществляет микроконтроллер AT89S8252.
Микроконтроллер имеет встроенную память программ 8kB и перезаписываемую память EEPROM 2kB, встроенный последовательный порт, интерфейс SPI, 32 линии ввода/вывода, частота генератора 24Мгц.
Файлы вышивок хранятся во FLASH-памяти AT45DB081 емкостью 1Mb, с организацией 4096 страниц по 264 байт. FLASH соединена с микроконтроллером через интерфейс SPI. Запись файлов во FLASH происходит постранично, каждая страница имеет указатель на следующую страницу файла. Стирание удаляемых файлов не производится до полного заполнения памяти, тем самым на порядок снижается износ FLASH. Микросхема FLASH-памяти имеет также 2 буферных ОЗУ по 256 байт, которые используются во время работы автомата для запоминания последних 128 выполненных стежков.
EEPROM используется для размещения каталога записанных во FLASH-памяти файлов вышивки, учета свободных страниц FLASH, и другой информации, требующей оперативного сохранения при выключении питания (в т.ч. счетчиков, ведущих подсчет числа стежков, числа выполненных вышивок и числа включений питания).
Последовательный порт, через внешний коммутатор, обеспечивает связь с компьютером (во время загрузки файлов вышивок) и двумя драйверами шаговых двигателей (DRV-X, DRV-Y), размещенных в корпусе устройства перемещения пялец.
Связь с компьютером осуществляется в дуплексном режиме через формирователь интерфейса RS232 со скоростью 10473 бод.
Связь с драйверами шаговых двигателей осуществляется в симплексном режиме через интерфейс "токовая петля" со скоростью 20946 бод.
На пульте размещены 8 кнопок управления, соединенных с микроконтроллером через коммутатор.
Текстовый русифицированный ЖК дисплей с LED подсветкой имеет 2 строки по 20 символов. На дисплей выводится информация о режимах работы, подсказки, номер и название рисунка при выборе программы вышивания.
На контроллер поступают сигналы с датчика вала швейной машины:
- сигнал "SECTOR", определяющий фазу вала, при которой возможно перемещение пялец;
- сигнал "INT", определяющий текущую фазу и скорость вращения вала швейной машины.
На электропривод швейной машины выдаются сигналы:
- "START" - разрешение вращения вала;
- "U Speed" - уровень сигнала определяет скорость вращения, сигнал формируется ШИМ генератором микроконтроллера;
- "OBREZ" - вызывает выполнение цикла обрезки ниток на швейной машине.
Сигнал "OBRV" поступает с контактного датчика обрыва нити. Сигнал опрашивается во время фазы вала, соответствующей отклонению компенсационной пружины регулятора натяжения нитки. Если в этот момент датчик остался замкнутым, значит нитка оборвана - автомат возвращается на 4 стежка назад и делает одну дополнительную попытку прошить. Если повторно есть сигнал обрыва, автомат останавливается, выдавая соответствующие сообщения.
Пульт оснащен пьезодинамиком, выдающим тонированные звуковые сигналы при нажатии кнопок во время выбора режима работы.
Размер платы пульта 135x98мм.

Драйвер шагового двигателя
Драйвер обеспечивает управление двухобмоточными четырехфазными шаговыми двигателями в микрошаговом режиме. Напряжение питания - от 20В до 150В, выходной ток - до 2А, частота ШИМ - 40кГц, частота вращения - от 0 до 10000 шагов/сек.
Плата драйвера содержит микроконтроллер AT89C2051, интерфейс "токовая петля", синусно - косинусный микрошаговый генератор, два мостовых коммутатора напряжения, двойной компаратор.
Микроконтроллер работает на тактовой частоте 24Мгц, служит для управления движением ротора двигателя и для обеспечения связи с управляющим контроллером.
Управление движением ротора осуществляется путем двухполярной коммутации напряжения на обмотках двигателя (полный шаг ротора) и регулировкой тока в обмотках, для одной - по синусу, для другой - по косинусу (промежуточные микрошаги). Микрошаговый режим необходим для обеспечения плавности разгонов и торможений, снижения вибрации, уменьшения нагрузки на механику.
Коммутация и регулировка тока в обмотках двигателя осуществляется по мостовой схеме. Каждый мост собран на четырех MOSFET транзисторах (IRF630), затворы которых управляются двумя микросхемами IR2104S (драйвер полумоста). Каждый мост нагружен на низкоомный резистор, с которого снимается сигнал, пропорциональный току в соответствующей обмотке двигателя. При включении транзисторов моста, на обмотки двигателя подается напряжение питания, ток в обмотках линейно нарастает. Сигнал о токе в обмотке поступает на вход компаратора, где сравнивается с выходным сигналом микрошагового генератора. При превышении заданного уровня, транзисторы моста выключаются, переключая обмотку на обратное напряжение, что приводит к линейному падению тока. Включение моста происходит по сигналам фиксированной частоты 40 кГц.
Микрошаговый синусно-косинусный генератор состоит из цепочки резисторов, с которой снимается семь уровней напряжения, соответствующих значению синуса угла от 0 до 90°. Напряжения с цепочки резисторов подключены ко входам двух коммутаторов "8:1" так, что на выходах коммутаторов получаются два сигнала, сдвинутых по фазе на 90°. На восьмой вход каждого коммутатора подается напряжение с переменного резистора, который задает ток в обмотках двигателя на время стоянки.
Выходной разъем платы драйвера имеет дополнительные контакты для подключения двух оптических датчиков конечного положения перемещаемого объекта.
Программа работы драйвера содержит таблицу графика разгона-торможения двигателя длиной 96 микрошагов. Таблица соответствует ускорению в 4 м/с2 кареток УПП. Кроме того, параметры таблицы перемножаются на коэффициент ускорения, который обеспечивает возможность увеличения ускорения до величины 16 м/с2. Коэффициент ускорения задается управляющим контроллером, и может быть настроен индивидуально для каждой координаты. Таким же образом драйвер получает задание на перемещение своей каретки в виде трех-байтовой посылки, содержащей код команды, направление и длину перемещения в шагах (0.1мм). Сразу после приема данной команды, контроллер рассчитывает длину разгона, участок постоянной скорости, длину торможения и, далее, выдает серию управляющих сигналов для генерации микрошагов и коммутации мостов, обеспечивая тем самым вращение ротора шагового двигателя. По окончании заданного перемещения, выдается обратный сигнал на управляющий контроллер.
Размер платы драйвера 103x59x18 мм. Обе платы драйверов расположены в корпусе устройства перемещения пялец. Двигатель координаты "X" (M-X), установленный на подвижной направляющей, соединен с драйвером гибким кабелем.

Источник питания
Источник питания собран по схеме нерегулируемого полумостового преобразователя напряжения с бестрансформаторным входом. Имеет схему защиты от перегрузки.
Входное напряжение сети переменного тока поступает через фильтр на выпрямитель. На выходе выпрямителя подключен конденсатор, сглаживающий пульсации тока. Полученное постоянное напряжение 300В подается на полумостовой преобразователь. MOSFET транзисторы полумоста (IRFI730G) управляются высоковольтным драйвером IR2155, имеющим встроенный автогенератор. Частота работы преобразователя 70 кГц. К выходу полумоста, через конденсатор, подключена первичная обмотка силового трансформатора, имеющая 75 витков. Трансформатор имеет сердечник из феррита М2000НМ.
Выходное напряжение 100В, 1А снимается со вторичной обмотки трансформатора (50 витков) через мостовой высокочастотный выпрямитель и сглаживающий фильтр.
Выходное напряжение 18В, 3А формируется полумостовым выпрямителем, подключенным ко вторичной обмотке 2x9 витков.
Источник питания собран на плате размером 90x55 мм.
Источник питания находится в блоке питания, на котором расположены сетевой выключатель и предохранители. В блоке питания также выполнены кросс-соединения кабелей пульта, УПП и электропривода.

Понравилась статья? Товарищ Смирнов говорит: поделись с друзьями!