微機控制高速平縫機兩個重要硬件系統(tǒng)的設(shè)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重要指標(biāo)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，縫紉機在這兩個位置必須各給出一個信號，單片機才可以通過檢測這兩個信號來控制電機停止。還有，如果要檢測縫紉機的轉(zhuǎn)速，可以通過機頭的速度傳感器來檢測，這樣，實際上機頭同時具有上述兩種功能。

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（跟著電機旋轉(zhuǎn)），對兩個相反安裝的開關(guān)型霍爾傳感器（固定）作用，即每塊磁鐵僅對應(yīng)一個傳感器起作用。當(dāng)機頭旋轉(zhuǎn)到上針位或下針位位置上時，相應(yīng)的開關(guān)霍爾傳感器因為磁場到達其跳變的閾值，而產(chǎn)生輸出跳變，也就是需要的開關(guān)信號。速度檢測信號產(chǎn)生的基本原理是機頭內(nèi)包含一個環(huán)形空心鐵環(huán)，其內(nèi)環(huán)為一個均勻分布、互相咬合的24對齒槽，空心環(huán)內(nèi)繞有線圈，則整個裝置相當(dāng)于一個24對極的感應(yīng)電機，能夠產(chǎn)生頻率為轉(zhuǎn)速24倍的輸出感生電動勢。

開關(guān)型霍爾傳感器應(yīng)用非常簡單，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輸入電阻與一個輸出上拉電阻。圖4為開關(guān)霍爾傳感器的典型應(yīng)用接法，圖5為該器件典型的動作與釋放磁感應(yīng)強度曲線圖。

圖4 開關(guān)霍爾傳感器的典型應(yīng)用接法

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

圖5 U314X動作與釋放磁感應(yīng)強度與溫度關(guān)系曲線圖

3 實驗結(jié)果和總結(jié)

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

圖6 開機信號和速度給定信號

圖7 上下針位信號