一种刺绣装置的制作方法

本申请涉及刺绣机控制技术领域，特别是一种刺绣装置。

背景技术：

在现有技术中，刺绣机的电控系统由供电电源和主控驱动系统构成，其中电控系统的供电电源和主控驱动系统是各自独立的，只有纯粹的电气连接，没有对电网电压状态进行有效的信息采集与监控。同时，供电电源以及主控驱动系统均需要单独的散热措施，导致刺绣机系统集成化程度低，结构繁杂。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案书：提供一种刺绣装置，该刺绣装置包括电控系统和整机装置，电控系统耦接整机装置，电控系统包括供电电源和主控驱动系统，供电电源与主控驱动系统集成于同一电路板上，供电电源耦接主控驱动系统。

本申请的有益效果是：区别于现有技术，本申请通过将供电电源与主控驱动系统集成于同一电路板上，实现刺绣装置的供电架构的简化，提高系统的集成度。同时，由供电电源直接向主控驱动系统供电，不需要多余的电源转换模块将供电电压转化为对应的工作电压，降低供电成本，减小设备的体积重量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请刺绣装置一实施例的电路示意图；

图2是图1中dc/dc隔离转换电路的电路示意图；

图3是图1中主控驱动系统的电路示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

为使本领域的技术人员更好地理解本申请的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对发明所提供的刺绣装置做进一步详细描述。

请参阅图1，图1是本申请刺绣装置一实施例的电路示意图。刺绣装置1包括电控系统10和整机装置20，电控系统10与整机装置20耦接。电控系统10包括供电电源11和主控驱动系统12，供电电源11和主控驱动系统12集成于同一电路板上，供电电源11耦接主控驱动系统12。

供电电源11包括整流滤波电路111、功率因数校正电路112以及dc/dc隔离转换电路113。整流滤波电路111耦接功率因数校正电路112和主控驱动系统12，功率因数校正电路112耦接dc/dc隔离转换电路113，dc/dc隔离转换电路113耦接主控驱动系统12。

本实施例刺绣装置1接入交流电，整流滤波电路111将交流电转换为直流电，直流电经功率因数校正电路112传输至dc/dc隔离转换电路113，dc/dc隔离转换电路113向功率因数校正电路112供电，控制功率因数校正电路112工作并向主控驱动系统12输出直流电，主控驱动系统12根据直流电工作，并向整机装置20输出控制信号，以控制整机装置20工作。

结合图1，参阅图2，图2是图1中dc/dc隔离转换电路的电路示意图。dc/dc隔离转换电路113包括第一驱控芯片1131、第一开关管q1、第二开关管q2、第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、第四电容c4、第五电容c5、第六电容c6、第七电容c7、第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3、第四二极管d4、第五二极管d5、第六二极管d6、电感l、变压器t、反馈电路1132、光电耦合器u和电阻r。

如图2所示，第一驱控芯片1131的第一端连接第一电容c1的一端，第一电容c1的另一端接地，第一驱控芯片1131的第二端连接第一开关管q1的第一端，第一开关管q1的第二端连接第二电容c2的一端，第一开关管q1的第三端连接第二开关管q2的第二端和电感l的一端，电感l的另一端连接变压器t的第一端，第二开关管q2的第一端连接第一驱控芯片1131的第三端，第一驱控芯片1131的第四端连接第二开关管q2的第三端和第三电容c3的一端，第三电容c3的一端接地，第三电容c3的另一端连接第二电容c2的另一端和变压器t的第二端，变压器t的第三端连接第一二极管d1的正极，变压器t的第四端连接第二二极管d2的正极，第一二极管d1的负极连接第二二极管d2的负极和第四电容c4的一端，变压器t的第五端连接第四电容c4的另一端、第五电容c5的一端、第三二极管d3的负极和第四二极管d4的负极，变压器t的第六端连接第三二极管d3的正极，变压器t的第七端连接第四二极管d4的正极，变压器t的第八端连接第五电容c5的另一端，第五电容c5的另一端接地，变压器t的第九端连接第五二极管d5的正极，第五二极管d5的负极连接第六电容c6的一端，变压器t的第十端连接第六电容c6的另一端，第六电容c6的另一端接地，第六二极管d6的负极连接第一驱控芯片1131的第五端，第六二极管d6的正极连接电阻r的一端，电阻r的另一端连接第一驱控芯片1131的第六端、第七电容c7的一端和光电耦合器u的第一端，第七电容c7的另一端连接光电耦合器u的第二端，第七电容c7的另一端接地，光电耦合器u的第三端连接反馈电路1132的第一端，光电耦合器u的第四端连接反馈电路1132的第二端。

功率因数校正电路112进一步包括第二驱控芯片1121，第二驱控芯片1121与第一驱控芯片1131耦接，第二驱控芯片1121用于控制功率因数校正电路112工作。第一驱控芯片1131与第二驱控芯片1121均为集驱动和控制为一体的芯片。其中，第一驱控芯片1131具有自启动功能。

刺绣装置1接入220v交流电，整流滤波电路111将交流电转换为直流电u0，直流电u0经功率因数校正电路112传输至dc/dc隔离转换电路113。第一驱控芯片1131接收直流电u0并向第一电容c1和第六电容c6输出恒流电压，当第一电容c1和第六电容c6的电压值超过预设值时，第一驱控芯片1131向第二驱控芯片1121输出供电电压，第二驱控芯片1121控制功率因数校正电路112开始工作。

当直流电u0大于第一驱控芯片1131的电压预设值时，第一驱控芯片1131输出控制信号至第一开关管q1和第二开关管q2，控制第一开关管q1和第二开关管q2导通，直流电u0经变压器t变压后输出第一电压u1、第二电压u2和第三电压u3。可选地，控制信号为两路互补的50％占空比的pwm信号。

第一电压u1和第二电压u2输出至主控驱动系统12，向主控驱动系统12供电，以使主控驱动系统12工作。可选地，第一电压u1为伺服电机母线电压。第三电压u3输出至第一驱控芯片1131，第三电压u3为第一驱控芯片1131以及第二驱控芯片1121供电，无需设置额外的辅助电源为第一驱控芯片1131以及第二驱控芯片1121供电。可选地，第一电压u2可为36v或48v，第二电压u2可为24v，第三电压u3可为16v。

现有技术中，伺服电机在刺绣装置中的工作状态是高速正反转，属于脉冲功率型工作特性，因此供电电源工作在完全空载和完全重载之间的高速宽范围切换。当伺服电机刹车时，由于电机的反电动势能量会回灌至母线，从而导致母线电压抬高。本实施例采用一种环路电流注入法防止因伺服母线电压太高和脉冲负载的双重影响而使得电路异常工作，如图2所示，反馈电路1132、光电耦合器u、电阻r、第六二极管d6、第七电容c7和第一驱控芯片1131形成环路。其中，反馈电路1132为光电耦合器u的原边，第七电容c7为光电耦合器u的副边的寄生电容，光电耦合器u的副边输出电压反馈信号llc_fb。

当供电电源11输出的第一电压u1被电机刹车反灌能量抬高时，第一电压u1高于基准电压，光电耦合器u的原边完全导通，进入饱和状态，同时光电耦合器u的副边也完全导通，此时llc_fb信号为零。由于光电耦合器u的副边的第七电容c7的影响，环路退出饱和状态需要一定的时间，若此时伺服电机开始动作，第一电压u1突然间需要输出很大的电流，将导致第一电压u1拉得过低，从而导致供电电源11环路振荡，工作异常。本实施例通过采用信号级的第六二极管d6和电阻r可在光电耦合器u饱和的状态下，注入电流信号，从而提高环路退出饱和状态的速度，在电机快速加减速运行下，保证了稳定的第一电压u1，提高电路的可靠性。其中，第六二极管d6可为齐纳二极管。

结合图1-2，参阅图3，图3是图1中主控驱动系统的电路示意图。如图3所示，主控驱动系统12包括主控单元121、辅助模块122、伺服模块123、输出模块124、驱动模块125、通讯模块126以及故障检测模块127。整机装置20包括绣框装置21、操作盒22、平台装置23和机头装置24，绣框装置21包括伺服编码器211。可选地，伺服模块123、输出模块124以及驱动模块125均为多路输出，可根据实际需求设置输出路数。

辅助模块122耦接主控单元121、伺服模块123、输出模块124、驱动模块125、通讯模块126、故障检测模块127、dc/dc隔离转换电路113、伺服编码器211以及操作盒22，主控单元121耦接故障检测模块127、通讯模块126和整流滤波电路111，伺服模块123耦接通讯模块126、dc/dc隔离转换电路113以及绣框装置21，故障检测模块127耦接dc/dc隔离转换电路113，输出模块124耦接通讯模块126、dc/dc隔离转换电路113以及平台装置23，驱动模块125耦接通讯模块126、dc/dc隔离转换电路113以及机头装置24。

主控驱动系统12接收第一电压u1和第二电压u2后，第一电压u1为辅助模块122供电，辅助模块122工作并输出第四电压u4至伺服编码器211、故障检测模块127和通讯模块126，输出第五电压u5至伺服模块123、输出模块124、驱动模块125和操作盒22，输出第六电压u6至主控单元121、伺服模块123、输出模块124和驱动模块125；第二电压u2为输出模块124和驱动模块125供电，各模块工作。可选地，第四电压u4为5v，第五电压u5为12v，第六电压u6为3.3v。

本实施例通过操作盒22的界面设置刺绣花型和运行参数后，向主控单元121输出指令，主控单元121根据指令与伺服模块123保持通讯，通过伺服模块123进一步控制绣框装置21移动，并向输出模块124和驱动模块125发送控制信号，控制平台装置23和机头装置24工作，实时完成设定的刺绣动作。

主控单元121通过实时监测供电电源11的输入过零信号in-zero和输入电压的采样信号vvsen，根据这两个信号确定供电电源11的工作状态。当发生输入掉电或者输入过压及欠压的异常情况时，主控单元121通过通讯模块126向操作盒22输出控制信号，操作盒22根据控制信号及时保存当前的刺绣运行数据并在界面显示故障提示；主控单元121通过通讯模块126以及伺服模块123向绣框装置21输出控制信号，绣框装置21根据控制信号保持锁定；主控单元121通过通讯模块126以及驱动模块125向机头装置24输出控制信号，机头装置24根据控制信号停止动作。

故障检测模块127通过实时监测第一电压u1和第二电压u2，根据这两个信号确定供电电源11的工作状态。当输出出现过流、过功率、欠压和过压等故障时，故障检测电路127通过报警信号向主控单元121汇报，实现故障报警功能。

本申请通过将供电电源11与主控驱动系统12集成于同一电路板上，实现刺绣装置1的供电架构的简化，提高系统的集成度。由供电电源11直接向主控驱动系统12供电，不需要多余的电源转换模块将供电电压转化为对应的工作电压，降低供电成本，减小设备的体积重量。同时，主控单元121和故障检测模块127实时监测刺绣装置1的工作状态，主控单元121统一对系统异常状况进行管理，以实现及时响应设备故障保护。

以上仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

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