微機控制高速平縫機兩個(gè)重要硬件系統的設計

2 機頭同步定位器與速度傳感器

微機控制縫紉機的一個(gè)重要指標是停機位置的準確度，這里包括上針位和下針位的停機，所以，縫紉機在這兩個(gè)位置必須各給出一個(gè)信號，單片機才可以通過(guò)檢測這兩個(gè)信號來(lái)控制電機停止。還有，如果要檢測縫紉機的轉速，可以通過(guò)機頭的速度傳感器來(lái)檢測，這樣，實(shí)際上機頭同時(shí)具有上述兩種功能。

上下針位信號的產(chǎn)生主要是依靠安裝在機頭上的兩塊極性相反的磁鐵（跟著(zhù)電機旋轉），對兩個(gè)相反安裝的開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器（固定）作用，即每塊磁鐵僅對應一個(gè)傳感器起作用。當機頭旋轉到上針位或下針位位置上時(shí)，相應的開(kāi)關(guān)霍爾傳感器因為磁場(chǎng)到達其跳變的閾值，而產(chǎn)生輸出跳變，也就是需要的開(kāi)關(guān)信號。速度檢測信號產(chǎn)生的基本原理是機頭內包含一個(gè)環(huán)形空心鐵環(huán)，其內環(huán)為一個(gè)均勻分布、互相咬合的24對齒槽，空心環(huán)內繞有線(xiàn)圈，則整個(gè)裝置相當于一個(gè)24對極的感應電機，能夠產(chǎn)生頻率為轉速24倍的輸出感生電動(dòng)勢。

開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器應用非常簡(jiǎn)單，僅按照典型接法即可。這里選用的是Allegro公司的U3144。外圍電路僅須連接一個(gè)輸入電阻與一個(gè)輸出上拉電阻。圖4為開(kāi)關(guān)霍爾傳感器的典型應用接法，圖5為該器件典型的動(dòng)作與釋放磁感應強度曲線(xiàn)圖。

圖4 開(kāi)關(guān)霍爾傳感器的典型應用接法

從圖5可以看到，該器件在Vo～B曲線(xiàn)上存在一個(gè)遲滯，提供一個(gè)有一定脈寬的信號。上、下針位信號對應的傳感器要互相相反地安裝，因為相應的磁鐵也是相反安裝，則每個(gè)傳感器在機頭旋轉一周僅動(dòng)作一次。

圖5 U314X動(dòng)作與釋放磁感應強度與溫度關(guān)系曲線(xiàn)圖

3 實(shí)驗結果和總結

本文所介紹的兩個(gè)硬件已經(jīng)應用在微機控制的高速平縫機中了，而且性能良好，工作穩定，能夠達到預先的要求。圖6為腳踏板控制器的輸出開(kāi)機信號和速度控制給定信號。圖7為上下針位的信號。

圖6 開(kāi)機信號和速度給定信號

圖7 上下針位信號