專利名稱：繞線機(jī)及繞線機(jī)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種繞線機(jī)及繞線機(jī)控制器。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著機(jī)械電子工業(yè)的飛速發(fā)展，中小型及微型線圈已進(jìn)入各個(gè)領(lǐng)域，品種繁多的繞線機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。傳統(tǒng)繞線機(jī)是通過(guò)繞線機(jī)控制器輸出0-10V的模擬電壓來(lái)控制變頻器進(jìn)而通過(guò)三相交流電機(jī)來(lái)控制繞線軸的繞線速度，同時(shí)通過(guò)專用步進(jìn)驅(qū)動(dòng)芯片來(lái)控制排線軸的排線方向及速度。通過(guò)模擬電壓來(lái)控制繞線軸繞線速度的方法的缺點(diǎn)是變頻器干擾大，經(jīng)常干擾繞線機(jī)控制器的模擬信號(hào)，導(dǎo)致控制器信號(hào)輸出不穩(wěn)定，而且這種繞線機(jī)控制器的體積大，成本高，同時(shí)整個(gè)控制器對(duì)器件性能及各個(gè)功能模塊要求高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為了解決當(dāng)前繞線機(jī)控制器所存在的控制器運(yùn)行不穩(wěn)定的問(wèn)題而設(shè)計(jì)了一種新型的繞線機(jī)控制器。本實(shí)用新型提供了一種繞線機(jī)控制器，其包括人機(jī)顯示模塊，CPU控制模塊，電源模塊及電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。電源模塊為繞線機(jī)控制器提供電源，人機(jī)顯示模塊用于設(shè)定繞線參數(shù)和顯示CPU 控制模塊反饋的繞線信息，CPU控制模塊接收繞線參數(shù)并根據(jù)繞線參數(shù)控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和外部IO接口模塊的輸入輸出狀態(tài)，并向人機(jī)顯示模塊反饋繞線信息，外部IO接口模塊用于連接控制器以外的設(shè)備，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊包括步進(jìn)驅(qū)動(dòng)單元及剎車信號(hào)單元，其中步進(jìn)驅(qū)動(dòng)單元用于驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)從而控制繞線機(jī)排線軸的運(yùn)行，剎車信號(hào)單元用于控制無(wú)刷電機(jī)剎車器準(zhǔn)確停止。本實(shí)用新型所提供的繞線機(jī)控制器中電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊還包括無(wú)刷驅(qū)動(dòng)單元，該無(wú)刷驅(qū)動(dòng)單元與CPU控制模塊相連，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)無(wú)刷電機(jī)并控制繞線機(jī)繞線軸的運(yùn)行；在一個(gè)具體實(shí)施例中，我們把電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊中的無(wú)刷驅(qū)動(dòng)單元、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)單元及剎車信號(hào)單元集成在同一塊PCB板上，集成的方法可以是當(dāng)前最嚴(yán)格的器件布局和PCB走線.在一個(gè)具體實(shí)施例中，我們?cè)跓o(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元的電路內(nèi)部增加一個(gè)獨(dú)立的單片機(jī)，該單片機(jī)與無(wú)刷驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)電路相連并產(chǎn)生用于實(shí)現(xiàn)無(wú)刷電機(jī)角度閉環(huán)控制的控制信號(hào)；在一個(gè)具體實(shí)施例中，我們又在繞線機(jī)控制器的電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的無(wú)刷驅(qū)動(dòng)單元內(nèi)增加了無(wú)刷濾波單元，該無(wú)刷濾波單元用于阻止無(wú)刷驅(qū)動(dòng)單元在啟動(dòng)和停止瞬間所產(chǎn)生的干擾噪聲對(duì)控制器的干擾，該無(wú)刷濾波單元位于電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊中無(wú)刷驅(qū)動(dòng)單元電路的電源輸入端；同時(shí)進(jìn)一步的，我們可以把無(wú)刷濾波單元與無(wú)刷驅(qū)動(dòng)單元、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)單元及剎車信號(hào)單兀集成到同一 PCB板上；在一個(gè)具體實(shí)施例中，我們?cè)诶@線機(jī)控制器內(nèi)增加了散熱風(fēng)扇，該散熱風(fēng)扇與繞線機(jī)控制器的電源模塊及電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊相鄰，來(lái)解決電源模塊及電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的散熱問(wèn)題；同時(shí)，我們也設(shè)計(jì)了一種新型的繞線機(jī)來(lái)配合使用本實(shí)用新型提供的繞線機(jī)控制器，這種新型的繞線機(jī)操作簡(jiǎn)便，只需連接好相應(yīng)的電線，在繞線機(jī)控制器的控制面板輸入繞線參數(shù)或調(diào)用之前存儲(chǔ)的繞線參數(shù)即可運(yùn)行。實(shí)施本實(shí)用新型可以解決當(dāng)前繞線機(jī)控制器通過(guò)模擬電壓來(lái)控制繞線機(jī)繞線軸的繞線速度所帶來(lái)的控制器運(yùn)行不穩(wěn)定的問(wèn)題。

[0015]圖[0016]圖[0017]圖[0018]圖[0019]圖
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖的方式對(duì)本實(shí)用新型做出進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。首先對(duì)本實(shí)用新型所提供的繞線機(jī)控制器的結(jié)構(gòu)做出詳細(xì)說(shuō)明從圖I中可以看出本實(shí)用新型提供的控制器包括人機(jī)顯示模塊、CPU控制模塊、外部IO接口模塊、電源模塊及電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊等5個(gè)模塊。各個(gè)功能模塊的具體構(gòu)成單元人機(jī)顯示模塊由控制按鍵單元和數(shù)碼管單元組成，CPU控制模塊由CPLD控制單元、EEPROM存儲(chǔ)單元、人機(jī)顯示驅(qū)動(dòng)單元、外部IO接口單元、RS485接口單元、掉電保護(hù)單元、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路單元組成，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊包括無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元、剎車信號(hào)單元，外部IO接口模塊提供了豐富的接口，電源模塊主要由市電電壓轉(zhuǎn)換單元組成。各功能模塊的作用如下電源模塊為控制器提供穩(wěn)定的電源，人機(jī)顯示模塊用于設(shè)定繞線參數(shù)和顯示CPU 控制模塊反饋的繞線信息，CPU控制模塊接收繞線參數(shù)并根據(jù)繞線參數(shù)控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和外部IO接口模塊的運(yùn)行并向人機(jī)顯示模塊反饋繞線信息，外部IO接口模塊用于連接控制器以外的設(shè)備，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的步進(jìn)驅(qū)動(dòng)單元用于驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)從而控制繞線機(jī)排線軸的運(yùn)行、剎車信號(hào)單元用于控制繞線機(jī)剎車器的運(yùn)行、無(wú)刷驅(qū)動(dòng)單元用于驅(qū)動(dòng)無(wú)刷電機(jī)并控制繞線機(jī)繞線軸的運(yùn)行下面結(jié)合圖2說(shuō)明本實(shí)用新型繞線機(jī)控制器的具體實(shí)施方式
一如圖2所示，我們?cè)?b>具體實(shí)施方式
一中，把電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊中的無(wú)刷驅(qū)動(dòng)單元、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)單元及剎車信號(hào)單元集成在同一塊PCB板上，實(shí)現(xiàn)了用無(wú)刷驅(qū)動(dòng)技術(shù)來(lái)替代現(xiàn)有繞線機(jī)控制器中的變頻控制技術(shù)。在本具體實(shí)施方式
一中把無(wú)刷驅(qū)動(dòng)單元、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)單元及剎車信號(hào)單元集成在同一塊PCB板上的做法只是進(jìn)一步減少了繞線機(jī)控制器的安裝面積及復(fù)雜度。因此，如果沒有把無(wú)刷驅(qū)動(dòng)單元、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)單元及剎車信號(hào)單元集成在同一塊PCB板上仍然起到用先進(jìn)的無(wú)刷驅(qū)動(dòng)技術(shù)代替當(dāng)前變頻控制技術(shù)的效果。下面結(jié)合圖3說(shuō)明本實(shí)用新型繞線機(jī)控制器的具體實(shí)施方式
二 從圖3所示的結(jié)構(gòu)示意圖中可以看出，我們?cè)陔姍C(jī)驅(qū)動(dòng)模塊中的無(wú)刷驅(qū)動(dòng)單元內(nèi)設(shè)置了一個(gè)獨(dú)立的單片機(jī)結(jié)構(gòu)。由于本繞線機(jī)控制器的特點(diǎn)，將把無(wú)刷驅(qū)動(dòng)單元、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)單元及剎車信號(hào)單元集成在同一塊PCB板上，實(shí)現(xiàn)了用無(wú)刷驅(qū)動(dòng)技術(shù)來(lái)替代變頻控制技術(shù)的效果。無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)置一個(gè)獨(dú)立的單片機(jī)，用來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)刷電機(jī)的角度閉環(huán)控制，從伺服驅(qū)動(dòng)的意義上講，是一個(gè)簡(jiǎn)易的伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)。這種驅(qū)動(dòng)技術(shù)解決了現(xiàn)有變頻驅(qū)動(dòng)技術(shù)中存在的三相電機(jī)轉(zhuǎn)速慢、扭力小等缺點(diǎn)。通過(guò)實(shí)際測(cè)試，本實(shí)用新型驅(qū)動(dòng)的無(wú)刷電機(jī)轉(zhuǎn)速可到6000r/min,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了現(xiàn)有變頻驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速(1500r/min),同時(shí)由于本實(shí)施方式的無(wú)刷電機(jī)不需要通過(guò)機(jī)械機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換來(lái)提高主軸轉(zhuǎn)速，從而大大提高繞線機(jī)的實(shí)際生產(chǎn)效率。下面結(jié)合圖4說(shuō)明本實(shí)用新型繞線機(jī)控制器的具體實(shí)施方式
三從圖4所示的結(jié)構(gòu)示意圖中可以看出，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊還包括無(wú)刷濾波單元。本實(shí)施方式中的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的控制信號(hào)是CPU控制模塊給定的數(shù)字信號(hào)，并通過(guò)光耦隔離， 徹底解決了傳統(tǒng)模擬信號(hào)易受干擾的缺點(diǎn)，將無(wú)刷驅(qū)動(dòng)單元和步進(jìn)驅(qū)動(dòng)單元集成在一塊 PCB板上，使繞線機(jī)控制器的控制信號(hào)不易受干擾。但是由于無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)在啟動(dòng)和停止瞬間，會(huì)產(chǎn)生干擾噪聲，所以本實(shí)施方式在電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊中驅(qū)動(dòng)電路的電源輸入端添加了特制的專用無(wú)刷濾波單元，為電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊提供純凈的電源，并且阻止干擾噪聲通過(guò)繞線機(jī)控制器的電源串?dāng)_到CPU控制模塊，從而提高繞線機(jī)控制器運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性。在本實(shí)施方式三中沒有把無(wú)刷濾波單元與無(wú)刷驅(qū)動(dòng)單元及步進(jìn)驅(qū)動(dòng)單元集成到同一 PCB板上，我們可以在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，把無(wú)刷濾波單元與無(wú)刷驅(qū)動(dòng)單元及步進(jìn)驅(qū)動(dòng)單元集成到同一 PCB板上，這樣可以進(jìn)一步降低繞線機(jī)控制器的安裝面積，提供控制器運(yùn)行的穩(wěn)定性。在本實(shí)施例的基礎(chǔ)上，我們可以在繞線機(jī)控制器內(nèi)增加一個(gè)散熱風(fēng)扇，來(lái)解決控制器內(nèi)部電源模塊和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的散熱問(wèn)題，進(jìn)而為繞線機(jī)控制器系統(tǒng)的運(yùn)行提供了良好的條件。下面結(jié)合圖5說(shuō)明本實(shí)用新型提供的繞線機(jī)控制器在繞線機(jī)中的運(yùn)用在圖5給出的示意圖中，可以看到使用本實(shí)用新型提供的繞線機(jī)控制器的繞線機(jī)操作更簡(jiǎn)便，只需連接好相應(yīng)的電線，通過(guò)人機(jī)控制模塊的控制按鍵單元輸入繞線機(jī)所需要的繞線參數(shù)或調(diào)用之前存儲(chǔ)的參數(shù)，即可運(yùn)行。另外，由于本實(shí)用新型繞線機(jī)控制器的集成度高，節(jié)約了材料成本。與當(dāng)前繞線機(jī)控制器使用變頻器的方案相比，成本減少了 30%—40 %，減少了客戶機(jī)器安裝面積，使客戶裝配及調(diào)機(jī)效率提高了 30 %。以上所述，僅是本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
而已，并非對(duì)本實(shí)用新型做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施方式所做的任意簡(jiǎn)單修改、等同變化或修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種繞線機(jī)控制器,包括電源模塊、人機(jī)顯模塊、CPU控制模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊；所述電源模塊為控制器提供電源；所述人機(jī)顯示模塊用于設(shè)定繞線參數(shù)和顯示CPU控制模塊反饋的繞線信息；所述CPU控制模塊接收所述繞線參數(shù)并根據(jù)繞線參數(shù)控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊運(yùn)行，并向人機(jī)顯示模塊反饋繞線信息；所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊包括步進(jìn)驅(qū)動(dòng)單元及剎車信號(hào)單元，所述步進(jìn)驅(qū)動(dòng)單元用于驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)從而控制繞線機(jī)排線軸的運(yùn)行，所述剎車信號(hào)單元用于控制無(wú)刷電機(jī)剎車器的準(zhǔn)確停止，其特征在于，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊還包括無(wú)刷驅(qū)動(dòng)單元，所述無(wú)刷驅(qū)動(dòng)單元與所述CPU控制模塊相連，所述無(wú)刷驅(qū)動(dòng)單元產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)無(wú)刷電機(jī)運(yùn)行。
2.如權(quán)利要求I所述的繞線機(jī)控制器，其特征在于，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊中的所述無(wú)刷驅(qū)動(dòng)單元、所述步進(jìn)驅(qū)動(dòng)單元及所述剎車信號(hào)單元集成在同一塊PCB板上。
3.如權(quán)利要求I或2所述的繞線機(jī)控制器，其特征在于，所述無(wú)刷驅(qū)動(dòng)單元內(nèi)置單片機(jī)，所述單片機(jī)與所述無(wú)刷驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)電路相連并產(chǎn)生用于實(shí)現(xiàn)無(wú)刷電機(jī)角度閉環(huán)控制的控制信號(hào)。
4.如權(quán)利要求I或2任一項(xiàng)所述的繞線機(jī)控制器，其特征在于，所述無(wú)刷驅(qū)動(dòng)單元還包括無(wú)刷濾波單元，所述無(wú)刷濾波單元位于所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊中所述無(wú)刷驅(qū)動(dòng)單元電路的電源輸入端，用于阻止所述無(wú)刷驅(qū)動(dòng)單元在啟動(dòng)和停止瞬間所產(chǎn)生的干擾噪聲對(duì)所述CPU控制模塊的干擾。
5.如權(quán)利要求3所述的繞線機(jī)控制器，其特征在于，所述無(wú)刷驅(qū)動(dòng)單元還包括無(wú)刷濾波單元，所述無(wú)刷濾波單元位于所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊中所述無(wú)刷驅(qū)動(dòng)單元電路的電源輸入端，用于阻止所述無(wú)刷驅(qū)動(dòng)單元在啟動(dòng)和停止瞬間所產(chǎn)生的干擾噪聲對(duì)所述CPU控制模塊的干擾。
6.如權(quán)利要求4所述的繞線機(jī)控制器，其特征在于，所述無(wú)刷濾波單元與所述無(wú)刷驅(qū)動(dòng)單元集成到同一 PCB板上。
7.如權(quán)利要求5所述的繞線機(jī)控制器，其特征在于，所述無(wú)刷濾波單元與所述無(wú)刷驅(qū)動(dòng)單元集成到同一 PCB板上。
8.如權(quán)利要求4所述的繞線機(jī)控制器，其特征在于，所述繞線機(jī)控制器還含有至少一個(gè)散熱風(fēng)扇，所述散熱風(fēng)扇與所述電源模塊和所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊相鄰。
9.如權(quán)利要求5所述的繞線機(jī)控制器，其特征在于，所述繞線機(jī)控制器還含有至少一個(gè)散熱風(fēng)扇，所述散熱風(fēng)扇與所述電源模塊和所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊相鄰。
10.一種繞線機(jī)，包括繞線軸、剎車器及排線軸，所述繞線軸的運(yùn)行由無(wú)刷電機(jī)控制，所述排線軸的運(yùn)行由步進(jìn)電機(jī)控制，其特征在于，所述繞線機(jī)還包含權(quán)利要求I至9任一項(xiàng)所述的繞線機(jī)控制器；無(wú)刷電機(jī)與繞線機(jī)控制器中電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的無(wú)刷驅(qū)動(dòng)單元連接，剎車器與剎車信號(hào)單元連接，步進(jìn)電機(jī)與步進(jìn)驅(qū)動(dòng)單元連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種繞線機(jī)及繞線機(jī)控制器，旨在提供一種新型的繞線機(jī)控制器來(lái)解決當(dāng)前繞線機(jī)控制器所存在的系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定等技術(shù)問(wèn)題。本實(shí)用新型針對(duì)繞線機(jī)控制器的電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊做出了改進(jìn)在電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊內(nèi)增加無(wú)刷驅(qū)動(dòng)單元，實(shí)現(xiàn)了用無(wú)刷驅(qū)動(dòng)技術(shù)來(lái)替代現(xiàn)有繞線機(jī)控制器中的變頻控制技術(shù)。實(shí)施本實(shí)用新型可以很好的解決當(dāng)前繞線機(jī)控制器通過(guò)模擬電壓來(lái)控制繞線機(jī)繞線軸的繞線速度所帶來(lái)的控制器運(yùn)行不穩(wěn)定的問(wèn)題。
文檔編號(hào)G05B19/042GK202351641SQ201120522898
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2011年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月14日
發(fā)明者余孝偉, 羅繼合 申請(qǐng)人:深圳市雷信數(shù)控系統(tǒng)有限公司