专利名称：一种全电脑横机的起底板控制系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种全电脑横机，特别涉及一种全电脑横机的起底板控制系统及方法。
背景技术：
传统使用平衡铁块的起底板控制系统组成为:是以力矩电机为动力的传动轮1、滑轮2、皮带3、平衡铁块4及起底板5等几个部件组成，
图1就表示了这种控制系统的原理，即这个系统用安装一块与起底板5等重的平衡铁块4的方法，根据力学原理来消除起底板在工作时因起底板自身重力对布片所产生的拉力，这样一来力矩电机输出力矩转换到皮带上所产生的拉力就是起底板对布片的拉力。上述控制方式的优点:在控制力矩电机进行拉布时，不用考虑起底板重力问题，控制方法简单。但上述控制方式也存在有缺点:1，安装平衡铁块带来成本增加；2，平衡铁块会在机器上占用很大的一个空间；3，起底板的拉力输出值线性差。
发明内容
本发明克服了上述现有技术中存在的不足，提供了一种无平衡铁块，节约成本、空间，提高起底板控制精度的控制系统及方法。本发明的技术方案是这样实现的:—种全电脑横机的起底板控制系统，包括上位机，用以设定各种参数并控制整个系统运转；驱动器，用以接收上位机的控制指令并传递工作电压及旋转方向至力矩电机；力矩电机，用以输出力矩至传动装置；传动装置，用以连接起底板并根据力矩电机的输出力矩对起底板的升降进行控制；起底板，用以连接布片并为布片起底时提供拉力；本系统中，传动装置对起底板的拉力=起底板重力-布片设定拉力。作为优选，所述的传动装置包括第一传动轮、第二传动轮、第三传动轮、第四传动轮、第一滑轮、第二滑轮，第一传动轮与第一滑轮之间通过第一皮带相连，第二传动轮与第二滑轮之间通过第二皮带相连，第一传动轮、第二传动轮、第四传动轮之间通过传动轴相连，第四传动轮与第三传动轮之间通过链条传动，第三传动轮与力矩电机的输出轴相连；起底板的两端分别绑在第一皮带、第二皮带上。一种全电脑横机的起底板的控制方法，包括下述步骤:上位机从记忆芯片中读取起底板重力，并根据布片设定拉力，通过内置算法自动计算得出力矩电机旋转方向及工作电压，并发送命令给驱动器，由驱动器向力矩电机输出相应的电压值及旋转方向，力矩电机执行命令输出力矩给传动装置，得出:传动装置对起底板的拉力=起底板重力-布片设定拉力。作为优选，所述的传动装置包括第一传动轮、第二传动轮、第三传动轮、第四传动轮、第一滑轮、第二滑轮，第一传动轮与第一滑轮之间通过第一皮带相连，第二传动轮与第二滑轮之间通过第二皮带相连，第一传动轮、第二传动轮、第四传动轮之间通过传动轴相连，第四传动轮与第三传动轮之间通过链条传动，第三传动轮与力矩电机的输出轴相连；起底板的两端分别绑在第一皮带、第二皮带上。作为优选，上位机对力矩电机的具体控制过程是这样的:已知:力矩电机的内部减速比为K ；第一滑轮、第二滑轮的半径为Rl、R2 ;第一传动轮、第二传动轮、第三传动轮、第四传动轮的半径分别为rl、r2、r3、r4 ；其中，Rl=R2=rl=r2=r4 ；起底板质量为Μ;力矩电机的传动效率为L ;力矩电机工作电压为U，U=tX Dm|+b ;Dm为力矩电机转子输出力矩；力矩电机在零转速时输出力矩与电压的关系在数轴上近似表现为一条直线，从力矩电机生产厂家提供的力矩电机给定电压、转速、输出力矩图上得出两个在零转速时给定电压与输出力矩的对应关系点，并通过这两个关系点分别对应的U和Dm值和公式U=t X I Dm | +b，得出参数t和b的值；求当布片设定拉力为F时，所需的力矩电机输出电压及旋转方向；
解:设起底板的两端绑定在第一皮带、第二皮带靠外侧的这根皮带上，设以拉布方向为正方向，即与起底板重力方向相同，此时力矩电机的转动方向为逆时针旋转；根据传动原理:力矩电机经过内部减速后的输出力矩Do=KXDm,即Do为力矩电机输出轴的输出力矩；力矩电机在经过一级传动后在传动轴上的输出力矩Dt=DoX (r4/r3)；因为Rl=R2=rl=r2=r4，第一滑轮与第二滑轮可视为一个滑轮，第一皮带与第二皮带可视为一个皮带；所以滑轮对皮带的输出力矩Dp=Dt=Do X (r4/r3)；所以皮带对起底板的拉力Fp=Dp/Rl=DoX (r4/r3)/Rl，Fp亦为传动装置对起底板的拉力；布片设定拉力F=MXg-Fp=MXg-DoX (r4/r3) /Rl=MX g- {KXDmX (r4/r3) /Rl }；计算得出力矩电机转子输出力矩
权利要求
1.种全电脑横机的起底板控制系统，其特征是:包括上位机，用以设定各种参数并控制整个系统运转；驱动器，用以接收上位机的控制指令并传递工作电压及旋转方向至力矩电机；力矩电机，用以输出力矩至传动装置；传动装置，用以连接起底板并根据力矩电机的输出力矩对起底板的升降进行控制；起底板，用以连接布片并为布片起底时提供拉力；本系统中，传动装置对起底板的拉力=起底板重力-布片设定拉力。
2.据权利要求1所述的一种全电脑横机的起底板控制系统，其特征是:所述的传动装置包括第一传动轮、第二传动轮、第三传动轮、第四传动轮、第一滑轮、第二滑轮，第一传动轮与第一滑轮之间通过第一皮带相连，第二传动轮与第二滑轮之间通过第二皮带相连，第一传动轮、第二传动轮、第四传动轮之间通过传动轴相连，第四传动轮与第三传动轮之间通过链条传动，第三传动轮与力矩电机的输出轴相连；起底板的两端分别绑在第一皮带、第二皮带上。
3.种全电脑横机的起底板的控制方法，其特征是:上位机从记忆芯片中读取起底板重力，并根据布片设定拉力，通过内置算法自动计算得出力矩电机旋转方向及工作电压，并发送命令给驱动器，由驱动器向力矩电机输出相应的电压值及旋转方向，力矩电机执行命令输出力矩给传动装置，得出:传动装置对起底板的拉力=起底板重力-布片设定拉力。
4.据权利要求3所述的一种全电脑横机的起底板的控制方法，其特征是:所述的传动装置包括第一传动轮、第二传动轮、第三传动轮、第四传动轮、第一滑轮、第二滑轮，第一传动轮与第一滑轮之间通过第一皮带相连，第二传动轮与第二滑轮之间通过第二皮带相连，第一传动轮、第二传动轮、第四传动轮之间通过传动轴相连，第四传动轮与第三传动轮之间通过链条传动，第三传动轮与力矩电机的输出轴相连；起底板的两端分别绑在第一皮带、第二皮带上。
5.据权利要求4所述的一种全电脑横机的起底板的控制方法，其特征是: 上位机对力矩电机的具体控制过程是这样的: 已知: 力矩电机的内部减速比为K; 第一滑轮、第二滑轮的半径为R1、R2 ; 第一传动轮、第二传动轮、第三传动轮、第四传动轮的半径分别为rl、r2、r3、r4 ;其中，Rl=R2=rl=r2=r4 ； 起底板质量为M ； 力矩电机的传动效率为L ； 力矩电机工作电压为U，U=tX Dm|+b ;Dm为力矩电机转子输出力矩；力矩电机在零转速时输出力矩与电压的关系在数轴上近似表现为一条直线，从力矩电机生产厂家提供的力矩电机给定电压、转速、输出力矩图上得出两个在零转速时给定电压与输出力矩的对应关系点，并通过这两个关系点分别对应的U和Dm值和公式U=tX |Dm|+b，得出参数t和b的值； 求当布片设定拉力为F时，所需的力矩电机输出电压及旋转方向； 解: 设起底板的两端绑定在第一皮带、第二皮带靠外侧的这根皮带上，设以拉布方向为正方向，即与起底板重力方向相同， 此时力矩电机的转动方向为逆时针旋转；根据传动原理: 力矩电机经过内部减速后的输出力矩Do=KXDm,即Do为力矩电机输出轴的输出力矩； 力矩电机在经过一级传动后在传动轴上的输出力矩Dt=DoX (r4/r3)； 因为Rl=R2=rl=r2=r4，第一滑轮与第二滑轮可视为一个滑轮，第一皮带与第二皮带可视为一个皮带； 所以滑轮对皮带的输出力矩Dp=Dt=DoX (r4/r3)； 所以皮带对起底板的拉力Fp=Dp/Rl=DoX (r4/r3)/Rl，Fp亦为传动装置对起底板的拉力； 布片设定拉力 F=MXg-Fp=MXg-DoX (r4/r3) /Rl=MX g- {KX DmX (r4/r3) /Rl }； 计算得出力矩电机转子输出力矩.当Dm值大于零时，力矩电机为顺时针方向旋转，Dm值为负时，力矩电机为逆时针方向旋转； 再根据Dm的值计算出力矩电机输出电压
全文摘要
本发明公开了一种全电脑横机的起底板控制系统及方法，控制系统包括上位机，驱动器，力矩电机，传动装置及起底板；上位机从记忆芯片中读取起底板重力，并根据布片设定拉力，通过内置算法自动计算得出力矩电机旋转方向及工作电压，并发送命令给驱动器，由驱动器向力矩电机输出相应的电压值及旋转方向，力矩电机执行命令输出力矩给传动装置，得出传动装置对起底板的拉力=起底板重力-布片设定拉力。本发明由于未使用平衡铁块，是采用力矩电机直接控制起底板升降，所以节约了空间与成本，回避了当前力矩控制方案下小力矩输出，保证了起底板对布片拉力的线性输出。
文档编号D04B15/90GK103088538SQ201310013759
公开日2013年5月8日 申请日期2013年1月14日 优先权日2013年1月14日
发明者张晓英 申请人:杭州鼎炬科技有限公司