Mekanisme bar traverse adalah salah satu dari lima mekanisme dasar mesin rajut lungsin. Performa aksinya secara langsung menentukan keberhasilan atau kegagalan proses rajutan loop dan kualitas produk. Efek mewah, kinerja, dan tingkat produk rajut lungsin, serta polanya Ruang kreatif penelitian dan pengembangan memiliki pengaruh penting. Penerapan lintasan elektronik sesuai dengan persyaratan persaingan pasar saat ini dari batch kecil baru yang dipersonalisasi, produk rajutan warp siklus pendek multi-variasi yang disesuaikan, dan memberikan kemudahan dan fleksibilitas yang tinggi untuk operasi rajutan lungsin. Saat ini, perusahaan rajut lungsin asing telah mengembangkan berbagai produk lintasan elektronik yang cocok untuk model yang berbeda, tetapi harganya relatif mahal.Oleh karena itu, mereka telah mengembangkan sistem lintasan elektronik yang hemat biaya yang cocok untuk perusahaan rajutan lusi domestik dengan biaya rendah dan kinerja yang stabil. Ini memiliki makna yang sangat luas. Artikel ini menggabungkan dan memanfaatkan karakteristik dan keunggulan mikrokontroler tertanam dan chip kontrol gerak khusus untuk merancang sistem lintasan elektronik mesin rajut warp tertanam.
1 Rencana desain keseluruhan sistem
Gerakan lintasan batang mesin rajut warp memiliki karakteristik akselerasi besar mulai dan berhenti, pemosisian presisi tinggi dan timbal balik frekuensi tinggi, sehingga sistem yang dirancang harus memenuhi persyaratan gerakan yang stabil, pemosisian yang akurat, dan respons cepat. Perancangan sistem mengadopsi arsitektur tiga lapis untuk perencanaan, yaitu: lapisan manajemen gerak, lapisan kendali gerak, dan lapisan eksekusi gerak Gambar 1 adalah diagram blok struktur sistem secara keseluruhan. Lapisan manajemen gerak menggunakan komputer industri sebagai dukungan manajemen sistem, dan dilengkapi dengan perangkat lunak komputer atas tertulis atau dikonfigurasi untuk berinteraksi langsung dengan pengguna operasi ke atas, dan ke bawah untuk berkomunikasi dengan lapisan kontrol gerak melalui jaringan komunikasi. Lapisan kontrol gerak, sebagai inti dari kontrol sistem, tugas utamanya adalah menyelesaikan kontrol gerak waktu nyata dari mekanisme penggerak servo multi-sumbu, berkomunikasi dengan komputer host, mendapatkan dan menyimpan data proses, parameter sistem, melakukan kontrol komputer host atau umpan balik pemantauan komputer host Tunggu. Lapisan eksekusi gerak terutama mencakup aktuator servo listrik yang terdiri dari penggerak servo, motor servo, dan silinder listrik, dan mekanisme transmisi mekanis yang terdiri dari batang pemandu benang, penjepit dan pegas tegangan.
2 Desain manajemen olahraga
Penggunaan komputer industri sebagai pendukung manajemen sistem memiliki keunggulan operasi yang stabil dan kemampuan pemrosesan data yang kuat. Artikel ini menggunakan Beijing Kunlun Tongtai MCGSE untuk mengembangkan konfigurasi perangkat lunak komputer bagian atas sistem, dan menggunakan protokol Modbus TCP untuk berkomunikasi dengan lapisan kontrol gerak. Antarmuka utama dari perangkat lunak komputer host yang dirancang ditunjukkan pada Gambar 2, dan antarmuka internal lainnya dikembangkan dan dirancang sesuai dengan persyaratan fungsional.
3 Desain lapisan kontrol gerak
Teknologi utama yang terlibat dalam sistem traverse elektronik mesin rajut lungsin adalah teknologi kontrol gerak.Teknologi kontrol gerak adalah melodi otomatisasi industri manufaktur dan teknologi kunci untuk mempromosikan revolusi industri baru. Dengan perkembangan berkelanjutan dari teknologi mikroelektronika, kontrol gerak berdasarkan sistem tertanam meningkat. Dalam makalah ini, menggabungkan karakteristik dan keunggulan mikrokontroler tertanam STM32 dan chip kontrol gerak khusus PCL6045BL, satu set pengontrol lintasan elektronik tertanam untuk mesin rajut lungsin dirancang untuk memenuhi fungsi kontrol yang kompleks dan kontrol gerak kecepatan tinggi dan presisi tinggi dari sistem. Persyaratan, dengan mempertimbangkan biaya dan struktur sistem.
3.1 Desain perangkat keras pengontrol gerak
Struktur perangkat keras pengontrol gerak terutama mencakup dua bagian: papan kendali utama STM32 dan papan kendali gerak PCL6045BL. Kedua papan berkomunikasi melalui bus STM32 FSMC (Pengontrol Memori Statis Fleksibel). Struktur keseluruhan dari perangkat keras sistem ditunjukkan pada Gambar 3. . Diantaranya, main control chip STM32F103ZET6 merupakan mikrokontroler 32 bit berbasis core ARM Cortex-M3 yang diproduksi oleh ST. Frekuensi utama dapat mencapai 72 MHz, dan memiliki banyak keunggulan seperti performa tinggi, biaya rendah, dan stabilitas. Chip kontrol gerak PCL6045BL adalah chip kontrol gerak khusus yang kuat yang dirancang oleh perusahaan NPM di Jepang. Ini adalah sirkuit terpadu berskala besar CMOS, yang khusus digunakan untuk menyediakan pulsa osilasi berkecepatan tinggi yang diperlukan untuk menggerakkan motor loncatan atau motor servo. Fungsi output pulsa semacam ini dapat mengontrol hingga 4 sumbu gerak, mengadopsi mode bus untuk menerima perintah MCU, dan pada saat yang sama memberikan status kerja PCL ke MCU, sehingga MCU dapat mewujudkan beberapa kontrol gerak melalui perintah sederhana. Desain cerdas ini Konsep tersebut mengurangi beban MCU dengan sangat baik. Mesin rajut lungsin jarum ganda adalah untuk meningkatkan kemampuan perubahan pola, jumlah batang umumnya antara 4 dan 8, sehingga sistem menggunakan dua pengontrol gerak untuk menyelesaikan kontrol sistem eksekusi servo, dan dua pengontrol diubah melalui sakelar , Gunakan protokol Modbus TCP untuk berkomunikasi dengan komputer host.
3.2 Desain perangkat lunak pengontrol gerak
Desain perangkat lunak pengontrol terutama mencakup tiga bagian: program driver pengontrol gerak PCL6045BL dan desain program fungsi kontrol gerak, desain komunikasi Modbus TCP dan desain program utama sistem.
3.2.1 Pengendalian PCL6045BL
PCL6045BL mengkonfigurasi mode antarmuka dengan STM32 sebagai antarmuka H816-bit dengan menarik terminal IF0 tinggi dan terminal IF1 rendah. STM32 menggerakkan PCL6045BL melalui bus FSMC, dan memperlakukan PCL6045BL sebagai SRAM 16-bit untuk dikontrol. Mode kerja FSMC dikonfigurasi sebagai Mode A. Karena chip antarmuka SRAM dan Ethernet yang diperluas secara eksternal DM9000A dan PCL6045BL semuanya dipasang pada bus FSMC, mereka menggunakan pemilihan chip yang berbeda untuk membedakannya. SRAM dihubungkan ke FSMC_NE3, dan FSMC_NE2 digunakan dengan FSMC_A19 dan FSMC_A20 untuk keluaran dekode alamat melalui 74HC138, dan DM9000A dihubungkan ke Terminal keluaran Y2 # 74HC138, PCL6045BL terhubung ke terminal keluaran Y4 #. Dengan cara ini, alamat dasar yang sesuai dapat dihitung sebagai 0x64100006 (Catatan: DM9000 menggunakan FSMC_A2 sebagai baris perintah dan data) dan 0x64200000, lalu setiap sumbu Alamat register internal ditentukan oleh baris alamat A1 dan A2 (Catatan: A0 di-ground), dan kisaran alamat sumbu dipilih oleh terminal input A3 dan A4, sehingga kisaran pemetaan alamat kontrol dari setiap sumbu adalah: sumbu X = alamat dasar, sumbu Y = basis Alamat + 0x10, sumbu Z = alamat dasar + 0x20, sumbu U = alamat dasar + 0x30. Akses STM32 ke PCL6045BL sebenarnya adalah operasi pada register. Gambar 4 (a) dan (b) masing-masing menunjukkan operasi baca dan tulis STM32 dari diagram alir register PCL6045BL.
Setelah menerapkan operasi baca dan tulis dasar, Anda dapat menggunakan fungsi operasi baca dan tulis dasar ini untuk menulis API kontrol gerakan yang diperlukan. Di sini hanya pengenalan singkat tentang mode gerakan panjang tetap relatif (yaitu tambahan) yang digunakan dalam aplikasi utama. Pertama, tulis perintah gerak panjang tetap relatif ke register mode gerak PRMD, lalu konfigurasikan register terkait kecepatan gerak, lalu tulis offset gerak ke register jarak gerak PRMV, dan terakhir tulis perintah mulai dan tunggu sampai selesai.
3.2.2 Komunikasi Modbus TCP
Protokol komunikasi Modbus adalah standar industri untuk protokol komunikasi di bidang industri. Ini adalah bahasa universal yang diterapkan pada pengontrol elektronik. Melalui protokol ini, komunikasi antara pengontrol dan pengontrol, dan antara pengontrol dan perangkat lain melalui jaringan dapat direalisasikan. Modbus master-slave atau arsitektur CS (Client / Server) memenuhi persyaratan deterministik. Saat ini, sebagian besar jaringan di dunia menggunakan TCP / IP. Dengan menggunakan protokol Modbus pada lapisan aplikasi, bingkai informasi Modbus tertanam di TCP Pada segmen data frame, pertukaran data Ethernet industri dapat direalisasikan, memiliki kinerja biaya tinggi dan merupakan solusi yang sangat baik. Perangkat lunak pengontrol mentransplantasikan LWIP ke platform untuk mewujudkan tumpukan protokol TCP / IP yang tertanam, dan menyematkan bingkai Modbus ke dalam bingkai TCP pada lapisan aplikasi komunikasi untuk mewujudkan protokol TCP Modbus yang tertanam secara sederhana dan andal. Dalam sistem yang dirancang, pengontrol gerak bertindak sebagai server (Server), dan komputer atas bertindak sebagai klien (Klien) untuk membangun koneksi komunikasi dengan dua pengontrol melalui sakelar. Proses perancangan server Modbus pada sisi pengontrol ditunjukkan pada Gambar 5.
3.2.3 Program utama sistem
Setelah sistem diinisialisasi setelah dinyalakan, baca parameter pola penting seperti tinggi pola, baris saat ini, dll., Hidupkan sisi server, tunggu komputer atas untuk membuat sambungan komunikasi jaringan, dan terima data proses pola atau informasi modifikasi parameter dari komputer atas. Kemudian selama pengoperasian mesin rajut lungsin, akuisisi real-time dari enkoder nilai absolut spindel untuk mendapatkan informasi posisi spindel, sesuai dengan informasi posisi spindel dan baris saat ini, dapatkan dan hitung perintah penggerak lintasan yang sesuai, dan kirimkan ke penggerak servo ketika sudut lintasan mencapai. Pada gilirannya, motor servo menggerakkan silinder listrik untuk menggerakkan batang pemandu benang untuk menyelesaikan gerakan horizontal peletakan benang. Diagram alir program utama sistem ditunjukkan pada Gambar 6.
4 Desain lapisan eksekusi gerak
Sebagai hasil akhir, lapisan eksekusi gerakan memiliki pengaruh penting pada keakuratan sistem, lapisan ini terutama digunakan untuk pemilihan beberapa perangkat dalam proses desain. Motor servo yang dipilih adalah motor servo AC MSMF082L1U2M AC inersia rendah dari Panasonic, dengan daya keluaran terukur 750 W, kecepatan pengenal 3.000 rpm, dan torsi maksimum 2,39 N · m. Driver servo yang dipilih adalah driver komunikasi tujuan umum seri MINAS A6 MCDLN35SG Panasonic, yang mengadopsi mode kontrol posisi, yang memiliki keunggulan kontrol sederhana dan pemosisian yang tepat. Silinder listrik servo adalah silinder listrik servo BKB060 dari Changzhou Bokong Automation Technology Co., Ltd., dengan stroke 60 mm dan ujung 10 mm, dengan akurasi transmisi tinggi, pemasangan mudah, dan masa pakai yang lama.
5 Hasil pengujian
Sistem ini mengambil tempat tidur jarum ganda RD7-EL-138-E22 mesin rajut lusi Raschel (jarak jahitan 1.155mm) yang diproduksi oleh perusahaan sebagai objek praktis. Diagram fisik platform sistem ditunjukkan pada Gambar 7, dan gerakan lateral batang yang diukur dimulai Sudut ditunjukkan pada Tabel 1, nilai aktual yang sesuai dengan pembuat enkode absolut 8-bit digunakan sebagai pengganti nilai sudut aktual. Menurut persyaratan proses pola, sisir yang digunakan adalah GB3 ~ GB7. Artikel ini menggunakan GB5 sebagai objek uji utama, dan nilai digital yang sesuai dari benang peletakan kerajinan ditunjukkan pada Tabel 2. Gambar 8 adalah data putaran tunggal absolut (yaitu posisi) diagram bentuk gelombang dari sistem servo GB5 yang diukur dengan perangkat lunak uji servo PANATERM Panasonic di bawah kondisi pengoperasian kecepatan spindel 300 putaran / menit. Angka yang ditandai pada gambar adalah dukungan proses yang sesuai Digital. Hasil pengujian dan aplikasi lapangan menunjukkan bahwa sistem memiliki pemosisian lateral yang akurat, kecepatan respons tinggi, operasi yang stabil, kualitas kain yang baik, dan memenuhi persyaratan produksi normal.
6. Kesimpulan
Makalah ini menggunakan arsitektur tiga tingkat untuk menyelesaikan desain sistem, dengan fokus pada desain perangkat lunak dan perangkat keras dari modul utama lapisan kontrol gerakan, dan sepenuhnya memanfaatkan karakteristik dan keunggulan mikroprosesor tertanam dan chip kontrol gerak khusus untuk mencapai operasi sistem yang stabil dan andal. Ini telah berhasil diverifikasi dalam aplikasi lapangan yang sebenarnya, dan dapat memenuhi kapasitas produksi 800 kursus per menit dari mesin rajut lusi Raschel bar jarum ganda.
referensi
Zheng Baoping. Penelitian tentang gerakan horizontal batang mesin rajut lungsin kecepatan tinggi berdasarkan kontrol motor yang berputar. Wuxi: Universitas Jiangnan, 2012.
Huang Li. Desain optimal sistem lintasan elektronik untuk mesin rajut lungsin berkecepatan tinggi Wuxi: Universitas Jiangnan, 2014.
Xia Fenglin Penelitian tentang sistem lintasan elektronik rajut lungsin berdasarkan kontrol servo linier Wuxi: Jiangnan University, 2010.
Zhang Qi. Penelitian tentang sistem lintasan elektronik mesin rajut lungsin dengan respons dinamis tinggi. Wuxi: Jiangnan University, 2013.
Jiang Weihua Penerapan PC + servo drive dalam kecepatan tinggi dan sistem gerak presisi tinggi Mekatronika, 2006, 12 (3): 81-83.
Li Ning.Pengembangan dan penerapan prosesor STM32 berdasarkan MDK. Beijing: Beihang University Press, 2008.
Xu Hailin, Hui Jing. Desain pengontrol gerak empat sumbu berbasis ARM dan PCL6045BL. Journal of Clothing, 2014, 13 (2): 132-136.
Xu Zhongyan. Desain Pengontrol Gerakan Tertanam Berdasarkan ARM dan PCL6045B. Chongqing: Universitas Chongqing, 2010.
Xu Fengliang, Wang Yihuai. Desain dan Implementasi Embedded Modbus / TCP Gateway. Electronic Technology Application, 2010, 36 (3): 104-106.
Zhang Yinan. Penelitian dan Implementasi Modbus Tertanam / Protokol TCP. Hangzhou: Universitas Zhejiang, 2008.
informasi penulis:
Guo Weijun, Zhang Guoqing, Sun Yize
(Sekolah Teknik Mesin, Universitas Donghua, Shanghai 201620)
- Tiguan Huiang cocok satu sama lain, dengan torsi puncak hingga 500 N · m, Highlander hanya bisa sujud
- Science and Technology Evening News: vivo meluncurkan sub-merek baru iQOO Redmi Note7 untuk memecahkan satu juta penjualan
- Konferensi Pers 7 September | Dr. Min Chu bergabung dengan SPIT, dan proses konferensi DUI secara resmi dibuka (dengan tautan pendaftaran)
- `` Industry Hotspot '' UMC menghabiskan 6,1 miliar yuan untuk memperluas kapasitas produksi sebesar 8,12 inci
- Daftar TOP5 pasar ponsel pintar Tiongkok pada tahun 2018 dirilis: Huawei memenangkan kejuaraan, dan peringkat Apple terakhir
- "Mommy Duck" memasuki dunia, ratusan suara kopi besar mendukung "animasi domestik melawan Hollywood"
- Tur Proyek UtamaJalan Tol Kaizhou-Yunyang mulai dibangun hari ini, dan perjalanan dari kota utama ke Longgang akan menghemat 1 jam