臺達伺服電機在繡花機上的應用

　　本文將針對目前最先進的計算機繡花機所用的伺服電機作深入分析，并結合臺達伺服的優良特性以及其在計算機繡花機上的實際運用，作詳細分析。

　　計算機繡花機是目前最先進的繡花機械，它能使傳統的手工繡花得到高速度、高效率的實現，并且還能實現手工繡花無法達到的“多層次、多功能、統一性和完美性”的要求，它是一種體現多種高新科技的機電產品。

　　以前我國繡花機的市場一直被日本機器壟斷，幾乎看不到國內生產的機器，但是隨著這幾年的發展，國產繡花機如沐春風，開始在市場上嶄露頭角。國產繡花機通過近年來的成長、發展，質量有很大的提高，性能穩定，又有很強的價格優勢，性價比優勢更為明顯。國產繡花機以前基本全部使用日系品牌伺服電機，現在臺達伺服憑借優異的性能和具有競爭力的價格打破日系品牌的壟斷進入繡花機行業，并與國內某計算機繡花機生產龍頭企業達成長期供貨協議。

圖一 毛巾繡機在調試中
　　繡花機系統主要構成

　　計算機控制系統：國內大部分為北京京大豪公司的系統。
　　移框系統：兩組步進電機帶動布框在水平面橫向和縱向移動，配合針頭上下繡出各種圖案。
主軸系統：主軸帶動針頭動作，使用普通電機加變頻器，滑差電機，伺服電機。

　　毛巾繡機工作原理

　　在此以單臺繡花機使用伺服電機數量較多的毛巾繡機為例，一般毛巾繡機使用三臺伺服電機:主軸，D軸，H軸。主軸始終向一個方向旋轉，通過機械凸輪機構帶動針頭上下動作，毛巾繡機一般針頭上下每分鐘500次以上，平繡機在每分鐘1000次以上。D軸用于調整針尖方向，保證針尖上用來勾線的豁口朝著針頭運動的方向（相對布框移動），針頭每上下一次就調整一次。H軸用于換色和饒線，利用一個定位銷自動在換色和饒線之間切換，饒線時該軸保證送線方向與針尖上豁口方向垂直便于勾線，針頭每上下一次就動作一次。

伺服相關參數設置

主軸:

P1-00=31，設定伺服接受脈沖命令的型式
P1-01=0，設定伺服控制模式為位置模式
P1-44=343，電子齒輪比分子
P1-45=17，電子齒輪比分母
P2-10=1，ServoON信號常ON

D軸:

P1-00=31，設定伺服接受脈沖命令的型式
P1-01=0，設定伺服控制模式為位置模式
P1-44=1000，電子齒輪比分子
P1-45=36，電子齒輪比分母

H軸:

P1-00=31，設定伺服接受脈沖命令的型式
P1-01=100，設定伺服控制模式為位置模式
P1-44=50，電子齒輪比分子
P1-45=36，電子齒輪比分母
P2-12=143，切換電子齒輪比，換色和饒線時需要切換電子齒輪比
P2-60=1000，第二電子齒輪比分子

圖二 臺達伺服增益參數調整軟件
相應的軟件設置

　　以上為基本參數設置，待各軸試運轉完成后，再根據各軸負載狀況和使用要求的不同調整相關增益，讓整個系統運行更加平穩順暢。

　　臺達伺服在調試過程中提供了非常便利的軟件（如上圖），利用伺服驅動器內置的自動慣量估測功能測出負載慣量比JL/Jm填入軟件中，再根據使用要求填入需要的響應頻寬B.W.，選擇匹配的馬達型號后，軟件可以計算出一套最匹配的增益參數，然后下載到驅動器。三個軸向中，主軸朝一個方向旋轉對伺服電機要求不是很高，增益可以調整的低一些。D軸和H軸要高速頻繁啟停，增益要調整的高一些。

　　臺達伺服的特點

　　臺達ASD系列以PM型AC伺服馬達為主力，控制回路采用高速數字信號處理器（DSP），可以高速、高精度地完成各種復雜控制的運算；再加上把現代控制理論的一些成果應用于交流伺服驅動系統。采用強健性控制技術，使得伺服馬達的低速特性更佳，增益自動調整，指令平滑功能的設計，軟件分析與監控，使得ASD系列交流伺服真正做到高性能，高響應，高精度，高可靠，5機一體的的設計思想，通訊功能的加強（RS-232/485/422），內涵位置控制器的設計，更加方便架構成本更低的控制方案。

五機一體
內含運動控制器
自動增益調整
內建RS-232/485/422
指令平滑
Robust控制

圖三 規格齊全的臺達伺服

小結

隨著國內繡花機生產企業生產能力的提升，繡花機市場的競爭將更加激烈。臺達伺服電機憑借極具競爭力的價格和優異的性能也必將更受各繡花機生產企業青睞，也將在紡織業開創新的局面。