圆头锁眼机是一种特种工业缝纫设备,用于缝纫不同的扣眼。由于圆头锁眼机的系统结构复杂,电气器件多而控制繁杂,在市场上常见的圆头锁眼机主要是来源于德国、日本和美国等国外产品。控制器是圆头锁眼机的核心部分,因此有必要对其进行深入的研究。本文对圆头锁眼机的功能特征、系统结构、人机操作界面和伺服控制系统软硬件等问题进行了分析研究。通过对圆头锁眼机的特征和系统结构的分析,选择无刷直流电机作为系统的主轴电机,选择两相混合式步进电机作为圆头锁眼机的X、Y、Z轴方向的驱动电机,并详细的介绍了无刷直流电机和两相混合式步进电机的结构和工作原理。针对圆头锁眼机需要控制的电机和电磁阀等的电气器件多,需要反应速度快等要求,采用了两片ARM7芯片LPC2138作为伺服控制系统的核心部分,其中一个ARM芯片控制主轴电机和电磁阀,另外一个ARM芯片控制三个步进电机。本文采用了以三菱公司生产的智能功率模块PS21865为核心的无刷直流电机驱动电路,同时设计了步进电机驱动电路、电磁阀驱动电路及CPLD模块的逻辑电路等硬件,实现了一套简单、成本低、可靠、高效的圆头锁眼机控制器硬件系统。针对扣眼线迹形状的类型及参数比较多,通过对其公共特征进行分析,形成了一种有利于用户对扣眼形状参数设置及有利于系统对电气控制的参数集。系统软件在硬件的基础上设计了各个功能模块和驱动模块,满足了圆头锁眼机的技术要求。无刷直流电机速度环采用模糊-PI控制算法,保证了速度的稳定性；定位制动采用乓乓控制算法,保证了制动的快速性和定位的精确性。该控制器经过现场长时间运行测试,基本满足圆头锁眼机系统的各种指标,得到了很好的实际应用。