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珠边机是用于装饰缝的特种缝纫机之一,主要对西装、大衣、职业装、衬衫等进行装饰性地缝制。由于珠边机的结构及其控制过程复杂且精度高,目前在市场上性能较好的珠边机主要来自于国外产商。珠边机作为机电一体化设备,控制器是其核心的部分,有必要对其进行深入研究。本文对珠边机的系统组成、功能及控制特点、控制器的软硬件设计等问题进行了分析与研究。详细地介绍了珠边机主轴电机即无刷直流电机的基本原理和控制方法、珠边机的摆件电机即两相混合式步进电机的基本原理和控制方法。分析了无刷直流电机的软启动的方法和步进电机的加减速定位过程,应用了一种改进型的H_PWM_L_ON调制方式使得调速性能更好,根据珠边机的功能特点和性能指标要求,对其速度的调节技术采用基于模糊PI控制理论的双闭环控制,并提出了珠边机制动过程中采用的分段模糊PI控制理论使得定位更加精确。控制器硬件采用了ARM+CPLD的体系结构。ARM芯片采用LPC1768,其内核为Cortex-M3, CPLD采用性价比较高的LC4032V。LPC1768控制无刷直流电机和步进电机,CPLD则用来进行无刷直流电机的换相过程和外围按键的管理等。由于换相过程是比较频繁的,将换相过程独立地由CPLD完成,提高了珠边机的工作效率。因珠边机的控制过程大部分是在中断中完成的,使用Cortex-M3内核的CPU能快速地响应中断,减少中断的等待时间,提高中断执行的效率,进而提高珠边机的控制精度。选用智能功率模块PS21965驱动无刷直流电机,采用步进电机驱动器YKA2304ME驱动步进电机。从珠边机线迹的产生原理出发,完成了控制器的软件设计。主要包括系统主控程序,模糊PI调速模块、分段模糊PI制动模块、步进电机的加减速定位模块和人机交互模块等等。实现了基于CPLD的改进型PWM调制方式,能保证珠边机起动和调速反应快、制动距离短且定位精确高。该控制器经过现场长时间的运行测试,满足了珠边机控制系统的各种指标,在工业上得到了很好的应用。