花樣縫紉機(jī)的智能控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種花樣縫紉機(jī)的智能控制系統(tǒng)，含軟件、硬件和結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，包括電控箱，硬件含主軸控制子系統(tǒng)和控制針桿、勾線、挑線、送料及壓腳機(jī)構(gòu)子系統(tǒng)，主軸控制子系統(tǒng)設(shè)位置閉環(huán)控制運(yùn)動(dòng)控制模塊和主軸系統(tǒng)故障處理及使能控制模塊；針桿、勾線及挑線機(jī)構(gòu)由交流伺服電機(jī)控制，送料機(jī)構(gòu)由XY電機(jī)控制，挑線和壓腳機(jī)構(gòu)由步進(jìn)電機(jī)控制；硬件系統(tǒng)核心由DSP+ARM雙核系統(tǒng)構(gòu)成，含底層控制平臺(tái)和上層人機(jī)界面，底層控制平臺(tái)用TMS320F2812+LC5512兩塊主處理芯片實(shí)時(shí)控制，交流伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)多軸聯(lián)動(dòng)。本發(fā)明DSP+ARM雙核系統(tǒng)系統(tǒng)運(yùn)行效率高、七吋觸摸屏采用真彩圖形顯示操作面板直觀簡(jiǎn)潔，系統(tǒng)硬件框架通用性強(qiáng)。
【專利說(shuō)明】花樣縫紉機(jī)的智能控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種縫紉設(shè)備的控制系統(tǒng)，尤其是關(guān)于花樣縫紉機(jī)的智能電子控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]花樣縫紉機(jī)是最常見(jiàn)的特種縫紉機(jī)，應(yīng)用極為普遍，如手袋、制鞋、箱包、皮具，尤其是服裝企業(yè)都廣為應(yīng)用，甚至在家庭裝飾業(yè)如窗簾、墻布及家具廠中也多有應(yīng)用，電子花樣縫紉機(jī)能在操作工人或設(shè)計(jì)人員根據(jù)預(yù)先繪制的花樣并選擇相應(yīng)的花樣之后將之高速、高效地實(shí)現(xiàn)復(fù)制，這是傳統(tǒng)的手工縫制所無(wú)法比擬的。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外出現(xiàn)了許多種類的電子花樣縫紉機(jī)產(chǎn)品，但是現(xiàn)有這些電子花樣縫紉機(jī)的電控系統(tǒng)基本上是由單片機(jī)外加電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制板組成，其所實(shí)現(xiàn)的功能也較為簡(jiǎn)單，它的控制電路由兩塊單片機(jī)集成電路板組成，其中一塊單片機(jī)集成電路板用于控制Z軸和X軸、Y軸的電機(jī),還有一塊單片機(jī)集成電路板為主控板，可以傳輸控制指令給電機(jī)驅(qū)動(dòng)板，作為整個(gè)系統(tǒng)的“大腦”從總體上控制整個(gè)系統(tǒng)。這種控制系統(tǒng)雖然具有較為成熟的技術(shù)，但是它相對(duì)于現(xiàn)在的科技水平來(lái)說(shuō)，存在功能簡(jiǎn)單、人機(jī)界面較難操作、處理速度慢和分辨率不夠高等缺點(diǎn)，而且它的外部存儲(chǔ)設(shè)備多為軟盤(pán)，這種存儲(chǔ)方式及存儲(chǔ)容量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)今社會(huì)的需求，且穩(wěn)定性差，攜帶不方便。
[0003]花樣縫紉機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)繁雜，由于要縫制的花樣千變?nèi)f化，要實(shí)現(xiàn)這些眾多的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的聯(lián)動(dòng)以縫制奇妙的花樣，單純依靠機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)已經(jīng)不可能達(dá)到要求。
[0004]花樣縫紉機(jī)的最新改進(jìn)方案例如中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?01210115255.3，名稱為“一種基于ARM的嵌入式電子花樣機(jī)控制系統(tǒng)”的發(fā)明專利申請(qǐng)，公開(kāi)了一種電子花樣機(jī)控制系統(tǒng)，它的整個(gè)控制器結(jié)構(gòu)分為兩個(gè)部分:核心控制板和機(jī)電控制板。核心控制板主要負(fù)責(zé)花樣的生產(chǎn)、顯示、驗(yàn)證、存儲(chǔ)、修改、發(fā)送和人機(jī)交互等任務(wù)，采用32位馮諾依曼結(jié)構(gòu)的ARM9微處理器S3C2416芯片；機(jī)電控制板主要負(fù)責(zé)花樣接收、數(shù)據(jù)暫存、電機(jī)控制和外部信號(hào)接收等任務(wù)，采用32位ARM7微處理器LPC2214芯片。該電子花樣縫紉機(jī)控制系統(tǒng)，克服了以前的花樣縫紉機(jī)控制電路用兩塊單片機(jī)集成電路板組成所存在的不足，改為采用兩塊ARM芯片分別作為主從控制芯片，與原有技術(shù)相比，該控制系統(tǒng)可算是處理能力有所提高、花樣存儲(chǔ)量也較大，但是ARM是一種通用微處理器電子芯片，需要較多的外設(shè)，運(yùn)算速度也較慢，影響控制速度，而且其運(yùn)算精度也很有限，滿足不了社會(huì)發(fā)展對(duì)花樣縫紉機(jī)的更精細(xì)更高速更靈活的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的花樣縫紉機(jī)控制系統(tǒng)采用ARM微處理器外設(shè)多、運(yùn)算速度較慢、運(yùn)算精度較低的缺陷，提供一種采用數(shù)字化的微處理器，運(yùn)算速度更快、運(yùn)算精度更高、抗干擾能力更強(qiáng)、設(shè)計(jì)和繡出的花樣更細(xì)膩優(yōu)美、系統(tǒng)控制更人性化的花樣縫紉機(jī)控制系統(tǒng)。[0006]本發(fā)明的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的:一種花樣縫紉機(jī)的智能控制系統(tǒng)，包括軟件系統(tǒng)、硬件系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)系統(tǒng)包括電控箱，硬件系統(tǒng)包括主軸控制子系統(tǒng)和控制針桿機(jī)構(gòu)、勾線機(jī)構(gòu)、挑線機(jī)構(gòu)、送料機(jī)構(gòu)及壓腳機(jī)構(gòu)的子系統(tǒng)，主軸控制子系統(tǒng)設(shè)有位置閉環(huán)控制的運(yùn)動(dòng)控制模塊和主軸系統(tǒng)故障處理及使能控制模塊；針桿機(jī)構(gòu)、勾線機(jī)構(gòu)和挑線機(jī)構(gòu)通過(guò)交流伺服電機(jī)控制動(dòng)作，送料機(jī)構(gòu)通過(guò)兩臺(tái)步進(jìn)電機(jī)構(gòu)成的XY電機(jī)控制動(dòng)作，挑線機(jī)構(gòu)和壓腳機(jī)構(gòu)各由一臺(tái)步進(jìn)電機(jī)控制動(dòng)作；硬件系統(tǒng)的核心由DSP+ARM雙核系統(tǒng)構(gòu)成，包括底層控制平臺(tái)和上層人機(jī)界面，底層控制平臺(tái)通過(guò)TMS320F2812+LC5512兩塊主處理芯片實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制，包括交流伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)的多軸聯(lián)動(dòng)控制，上層人機(jī)界面通過(guò)ARM處理器實(shí)現(xiàn)界面操作、數(shù)據(jù)編輯以及指令的下發(fā)，底層控制平臺(tái)和上層人機(jī)界面之間通過(guò)RS232進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。
[0007]DSP是一種數(shù)字信號(hào)處理器，芯片內(nèi)包括有控制單元、運(yùn)算單元、各種寄存器以及一定數(shù)量的存儲(chǔ)單元，其程序和數(shù)據(jù)空間分開(kāi)，可以同時(shí)訪問(wèn)指令和數(shù)據(jù)，具有快速的中斷處理和硬件I/O支持，支持流水線操作，使取指、譯碼和執(zhí)行等操作可以重疊執(zhí)行，數(shù)字運(yùn)算傳輸信噪比高，避免失真，大大提高了花樣的設(shè)計(jì)和加工質(zhì)量，并且易于實(shí)現(xiàn)信號(hào)的存儲(chǔ)和人機(jī)交互編程，其實(shí)時(shí)運(yùn)行速度可達(dá)每秒數(shù)以千萬(wàn)條的復(fù)雜指令程序，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)通用微處理器；ARM的優(yōu)勢(shì)在于它在應(yīng)用程序控制方面，其具有多I/O 口，能夠擴(kuò)展外設(shè)，可以很好的切換工作模式，DSP的優(yōu)勢(shì)在于處理數(shù)字信號(hào)的能力；所以上層人機(jī)界面使用ARM處理器實(shí)現(xiàn)界面操作以及數(shù)據(jù)編輯、指令的下發(fā)等，可發(fā)揮ARM的優(yōu)勢(shì)，底層控制平臺(tái)使用DSP處理器，發(fā)揮其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力、極高的運(yùn)行速度，特別擅長(zhǎng)電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)的控制算法的優(yōu)勢(shì)，DSP和ARM兩者優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，更顯優(yōu)異效果，使花樣加工更加細(xì)膩優(yōu)美精彩，可以說(shuō)是達(dá)到花樣設(shè)計(jì)只有想不到?jīng)]有做不到的效果，并且大幅提高加工速度，最高縫制速度達(dá)到2800RPM。
[0008]優(yōu)選方案，位置閉環(huán)控制的運(yùn)動(dòng)控制模塊由定時(shí)中斷服務(wù)程序調(diào)用，位置閉環(huán)控制的運(yùn)動(dòng)控制模塊包括過(guò)程控制模塊，通過(guò)過(guò)程控制模塊設(shè)置控制參數(shù)，控制參數(shù)輸出至主軸驅(qū)動(dòng)模塊；主軸系統(tǒng)故障處理及使能控制是由主軸控制模塊反饋參數(shù)至過(guò)程控制模塊，再由過(guò)程控制模塊通過(guò)軟件設(shè)置參數(shù)并通過(guò)主軸控制模塊輸出對(duì)主軸系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)行控制，同時(shí)將主軸系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的信息反饋至主軸控制模塊，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)診斷。
[0009]優(yōu)選方案，電控箱中連接有主軸交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、X軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、Y軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)器及剪線電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，電控箱的左、右側(cè)壁部位分別連接有DSP主控板和接口板，以及電源和風(fēng)扇。
[0010]優(yōu)選方案，智能控制系統(tǒng)的外部接口包括在電控箱的一側(cè)連接有手控盒和機(jī)頭轉(zhuǎn)接板，通過(guò)機(jī)頭轉(zhuǎn)接板連接有急停開(kāi)關(guān)、中壓腳電機(jī)傳感器、剪線電機(jī)傳感器、X軸電機(jī)傳感器、Y軸電機(jī)傳感器、前抓線電機(jī)傳感器及后抓線電機(jī)傳感器；在電控箱的另一側(cè)電連接有主軸電機(jī)、X軸電機(jī)、Y軸電機(jī)、剪線電機(jī)、中壓腳電機(jī)、抓線電機(jī)、抬壓腳氣缸、線張力電磁鐵及掃線電磁鐵；在電控箱的下側(cè)電連接有雙踏板。
[0011]優(yōu)選方案，智能控制系統(tǒng)設(shè)有開(kāi)機(jī)復(fù)位程序，具體時(shí)序?yàn)?，開(kāi)機(jī)后，自動(dòng)進(jìn)行機(jī)頭翻轉(zhuǎn)檢測(cè)，如果檢測(cè)判斷是，顯示出錯(cuò)，如果檢測(cè)判斷否，進(jìn)一步地分別進(jìn)行主軸電機(jī)歸零、中壓腳電機(jī)歸零、剪線電機(jī)歸零、抓線電機(jī)歸零、X軸電機(jī)歸零、Y軸電機(jī)歸零檢測(cè)，全部檢測(cè)正常則開(kāi)機(jī)自檢完成，如果有任意一項(xiàng)檢測(cè)為不正常，則顯示出錯(cuò)。[0012]優(yōu)選方案，手控盒設(shè)有7吋觸摸屏，手控盒的一側(cè)設(shè)有USB接口。觸摸屏用于人機(jī)交互會(huì)話，可實(shí)時(shí)設(shè)計(jì)、調(diào)試花樣和控制設(shè)備。設(shè)置通用的高速USB接口，可以快速的通過(guò)U盤(pán)等USB設(shè)備來(lái)進(jìn)行花樣的轉(zhuǎn)換和互拷，并可通過(guò)U盤(pán)進(jìn)行程序的升級(jí)，非常方便快捷。
[0013]優(yōu)選方案，設(shè)有實(shí)現(xiàn)輔助動(dòng)作兼容功能的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括大壓腳機(jī)構(gòu)、松線機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)方式為電磁鐵、氣缸或步進(jìn)電機(jī)，多種驅(qū)動(dòng)方式可以任意組合搭配應(yīng)用。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:
[0015]1、智能控制系統(tǒng)的核心由DSP+ARM雙核系統(tǒng)構(gòu)成，分別應(yīng)用于底層控制平臺(tái)和上層人機(jī)界面，采用雙核處理技術(shù)可以有效的提高整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的效率及系統(tǒng)的穩(wěn)定性能；
[0016]2、設(shè)置七吋觸摸屏，真彩圖形顯示，操作面板直觀簡(jiǎn)潔，操作簡(jiǎn)單易學(xué)，客戶操作方便簡(jiǎn)潔，大大縮短了操作工的培訓(xùn)周期，簡(jiǎn)化了操作難度；
[0017]3、通用的高速USB接口，支持USB數(shù)據(jù)通訊，可以快速的通過(guò)U盤(pán)等USB設(shè)備來(lái)進(jìn)行花樣的轉(zhuǎn)換和互拷，可通過(guò)U盤(pán)進(jìn)行程序的升級(jí)，非常方便快捷；
[0018]4、系統(tǒng)硬件框架通用性更強(qiáng)，針對(duì)不同的衍生機(jī)型，可以做到保持硬件框架基本不變，大大減少了新品研發(fā)的重復(fù)性，很好的提升了產(chǎn)品的穩(wěn)定性，既有利于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化；
[0019]5、最高縫制速度達(dá)到2800RPM，縫制高效，極大的提高了終端客戶縫制效率，降低工作強(qiáng)度；
[0020]6、由于輔助動(dòng)作種類繁多，專門(mén)設(shè)計(jì)了輔助動(dòng)作兼容功能，不僅有中壓腳、剪線、抓線機(jī)構(gòu)，還設(shè)置有大壓腳、松線機(jī)構(gòu)，并涵蓋了業(yè)界所有的驅(qū)動(dòng)方式:電磁鐵、氣缸或步進(jìn)電機(jī)，可以任意組合搭配使用。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是本發(fā)明一種實(shí)施例的硬件系統(tǒng)基本框架示意圖；
[0022]圖2是實(shí)施例的主軸系統(tǒng)故障處理及使能控制框圖；
[0023]圖3是實(shí)施例系統(tǒng)外部接口示意圖；
[0024]圖4是實(shí)施例的電控箱基本布局規(guī)劃圖；
[0025]圖5是開(kāi)機(jī)復(fù)位時(shí)序框圖。
[0026]圖中，電控箱I ;手控盒11 ;USB接口 111 ;觸摸屏112 ;機(jī)頭轉(zhuǎn)接板12 ;急停開(kāi)關(guān)13 ;中壓腳電機(jī)傳感器141 ;剪線電機(jī)傳感器142 ;X軸電機(jī)傳感器143 ；Y軸電機(jī)傳感器144 ;前抓線電機(jī)傳感器145 ;后抓線電機(jī)傳感器146 ;風(fēng)扇15 ;電源16 ;電源插座17 ;主軸系統(tǒng)故障處理及使能控制模塊2 ;過(guò)程控制模塊21 ;主軸控制模塊22 ;主軸系統(tǒng)23 ;交流伺服電機(jī)31 ;主軸交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器311 ;步進(jìn)電機(jī)32 ;Χ軸電機(jī)321 ;Χ軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)器3211 ;Υ軸電機(jī)322 ;Υ軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)器3221 ;剪線電機(jī)323 ;中壓腳電機(jī)324 ;抓線電機(jī)325 ；抬壓腳氣缸41 ;線張力電磁鐵42 ;掃線電磁鐵43 ;雙踏板5 ;主控板6 ;接口板7。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0028]實(shí)施例:如圖1所示，一種花樣縫紉機(jī)的智能控制系統(tǒng)，包括軟件系統(tǒng)、硬件系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)系統(tǒng)包括電控箱1，硬件系統(tǒng)包括主軸控制子系統(tǒng)和控制針桿機(jī)構(gòu)、勾線機(jī)構(gòu)、挑線機(jī)構(gòu)、送料機(jī)構(gòu)及壓腳機(jī)構(gòu)的子系統(tǒng)，主軸控制子系統(tǒng)設(shè)有位置閉環(huán)控制的運(yùn)動(dòng)控制模塊和主軸系統(tǒng)故障處理及使能控制模塊2 ;針桿機(jī)構(gòu)、勾線機(jī)構(gòu)和挑線機(jī)構(gòu)通過(guò)交流伺服電機(jī)控制動(dòng)作，送料機(jī)構(gòu)通過(guò)兩臺(tái)步進(jìn)電機(jī)構(gòu)成的XY電機(jī)控制動(dòng)作，挑線機(jī)構(gòu)和壓腳機(jī)構(gòu)各由一臺(tái)步進(jìn)電機(jī)控制動(dòng)作；硬件系統(tǒng)的核心由DSP+ARM雙核系統(tǒng)構(gòu)成，包括底層控制平臺(tái)和上層人機(jī)界面，底層控制平臺(tái)通過(guò)TMS320F2812+LC5512兩塊主處理芯片實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制，包括交流伺服電機(jī)31和步進(jìn)電機(jī)32的多軸聯(lián)動(dòng)控制，上層人機(jī)界面通過(guò)ARM處理器實(shí)現(xiàn)界面操作、數(shù)據(jù)編輯以及指令的下發(fā)，底層控制平臺(tái)和上層人機(jī)界面之間通過(guò)RS232進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。圖1中的符號(hào)Usb指通串線；MiniUsb指接口 ；TF卡為快閃存儲(chǔ)器卡。
[0029]位置閉環(huán)控制的運(yùn)動(dòng)控制模塊由定時(shí)中斷服務(wù)程序調(diào)用，位置閉環(huán)控制的運(yùn)動(dòng)控制模塊包括過(guò)程控制模塊21，通過(guò)過(guò)程控制模塊21設(shè)置控制參數(shù)，控制參數(shù)輸出至主軸驅(qū)動(dòng)模塊；主軸系統(tǒng)故障處理及使能控制是由主軸控制模塊22反饋參數(shù)至過(guò)程控制模塊21，再由過(guò)程控制模塊21通過(guò)軟件設(shè)置參數(shù)并通過(guò)主軸控制模塊22輸出對(duì)主軸系統(tǒng)23的運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)行控制，同時(shí)將主軸系統(tǒng)23運(yùn)轉(zhuǎn)的信息反饋至主軸控制模塊22，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)診斷，如圖2所示。
[0030]智能控制系統(tǒng)的外部接口包括在電控箱I的一側(cè)連接有手控盒11和機(jī)頭轉(zhuǎn)接板12，通過(guò)機(jī)頭轉(zhuǎn)接板12連接有急停開(kāi)關(guān)13、中壓腳電機(jī)傳感器141、剪線電機(jī)傳感器142、X軸電機(jī)傳感器143、Y軸電機(jī)傳感器144、前抓線電機(jī)傳感器145及后抓線電機(jī)傳感器146 ；在電控箱I的另一側(cè)電連接有主軸電機(jī)、X軸電機(jī)321、Y軸電機(jī)322、剪線電機(jī)323、中壓腳電機(jī)324、抓線電機(jī)325、抬壓腳氣缸41、線張力電磁鐵42及掃線電磁鐵43 ;在電控箱I的下側(cè)電連接有雙踏板5，這里的主軸電機(jī)即上文所述的交流伺服電機(jī)31，電控箱的一側(cè)設(shè)置有電源插座17，如圖3所示。
[0031]DSP是一種數(shù)字信號(hào)處理器，芯片內(nèi)包括有控制單元、運(yùn)算單元、各種寄存器以及一定數(shù)量的存儲(chǔ)單元，其程序和數(shù)據(jù)空間分開(kāi)，可以同時(shí)訪問(wèn)指令和數(shù)據(jù)，具有快速的中斷處理和硬件I/O支持，支持流水線操作，使取指、譯碼和執(zhí)行等操作可以重疊執(zhí)行，通過(guò)數(shù)字運(yùn)算傳輸信噪比高，避免失真，大大提高了花樣的設(shè)計(jì)和加工質(zhì)量，并且易于實(shí)現(xiàn)信號(hào)的存儲(chǔ)和人機(jī)交互編程，其實(shí)時(shí)運(yùn)行速度可達(dá)每秒數(shù)以千萬(wàn)條的復(fù)雜指令程序，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)通用微處理器；ARM的優(yōu)勢(shì)在于它在應(yīng)用程序控制方面，其具有多I/O 口，能夠擴(kuò)展外設(shè)，可以很好的切換工作模式，DSP的優(yōu)勢(shì)在于處理數(shù)字信號(hào)的能力；所以上層人機(jī)界面使用ARM處理器實(shí)現(xiàn)界面操作以及數(shù)據(jù)編輯、指令的下發(fā)等，可發(fā)揮ARM的優(yōu)勢(shì)，底層控制平臺(tái)使用DSP處理器，發(fā)揮其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和高的運(yùn)行速度、擅長(zhǎng)電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)的控制算法的優(yōu)勢(shì)，兩者優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，更顯優(yōu)異效果，使花樣加工更加細(xì)膩優(yōu)美精彩，并且大幅提高加工速度。
[0032]電控箱I中連接有主軸交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器311、X軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)器3211、Y軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)器3221及剪線電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，電控箱I的左、右側(cè)壁部位分別連接有DSP主控板6和接口板7、風(fēng)扇15及電源16。通過(guò)交流伺服電機(jī)31控制針桿機(jī)構(gòu)、挑線機(jī)構(gòu)、勾線機(jī)構(gòu)進(jìn)行刺料動(dòng)作、挑線動(dòng)作及勾線動(dòng)作，通過(guò)兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)控制送料機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，通過(guò)輔助電機(jī)、電磁閥、電磁鐵進(jìn)行抬壓腳、松線、剪線、撥線等輔助動(dòng)作控制，從而完成整個(gè)花樣的縫制動(dòng)作控制。最高縫制速度達(dá)到2800RPM，縫制高效；縫框范圍廣泛:130X60、150X70、150X100、220X110,300X200等，縫跡長(zhǎng)度0.1mm至12.7mm，最小分辨率0.05mm ;可以在選擇縫制圖案時(shí)，獨(dú)立的放大、縮小X軸或/和Y軸，比例為從1%到400%，分辨率0.1%。
[0033]主軸的交流伺服電機(jī)31為直驅(qū)方式，X軸電機(jī)321由齒輪傳動(dòng)，Y軸電機(jī)322由齒輪齒條傳動(dòng)，中壓腳電機(jī)324由齒輪傳動(dòng)，抓線電機(jī)325和剪線電機(jī)323各通過(guò)連桿傳動(dòng)，如圖4所示。
[0034]智能控制系統(tǒng)設(shè)有開(kāi)機(jī)復(fù)位程序，具體時(shí)序?yàn)?，開(kāi)機(jī)后，自動(dòng)進(jìn)行機(jī)頭翻轉(zhuǎn)檢測(cè)，如果檢測(cè)判斷是，顯示出錯(cuò)，如果檢測(cè)判斷否，進(jìn)一步地分別進(jìn)行主軸電機(jī)歸零、中壓腳電機(jī)歸零、剪線電機(jī)歸零、抓線電機(jī)歸零、X軸電機(jī)歸零、Y軸電機(jī)歸零檢測(cè)，全部檢測(cè)正常則開(kāi)機(jī)自檢完成，如果有任意一項(xiàng)檢測(cè)為不正常，則顯示出錯(cuò)。各電機(jī)檢測(cè)動(dòng)作順序?yàn)?主軸—中壓腳一剪線一抓線一X軸一Y軸。各電機(jī)找零遵循重復(fù)找零原則，即無(wú)論電機(jī)初始位置在零位的任一方向，其最終停止位都是從傳感器無(wú)效區(qū)運(yùn)動(dòng)到有效去，然后停止。這樣可以保證零位的一致性，如圖5所示。
[0035]手控盒11設(shè)有7吋觸摸屏112，手控盒的一側(cè)設(shè)有USB接口 111，觸摸屏用于人機(jī)交互會(huì)話，可實(shí)時(shí)設(shè)計(jì)、調(diào)試花樣和控制設(shè)備。設(shè)置通用的高速USB接口，可以快速的通過(guò)U盤(pán)等USB設(shè)備來(lái)進(jìn)行花樣的轉(zhuǎn)換和互拷，并可通過(guò)U盤(pán)進(jìn)行程序的升級(jí)，非常方便快捷。
[0036]本花樣縫紉機(jī)具備的主要功能包括:
[0037]1.縫紉機(jī)通用動(dòng)作參數(shù)的U參數(shù)設(shè)置；
[0038]2.通過(guò)數(shù)據(jù)輸入畫(huà)面花樣選擇按鈕選擇待縫制的花樣以及刪除花樣；
[0039]3.主機(jī)輸入模塊通過(guò)選擇功能列表中的功能可新建花樣，修改花樣，主機(jī)輸入標(biāo)準(zhǔn)界面可讀入和保存花樣；
[0040]4.組合縫或單一縫；
[0041]5.中壓腳高度調(diào)整；
[0042]6.縫制時(shí)，單步向前/向后移框；
[0043]7.單獨(dú)控制壓腳抬起/放下；
[0044]8.縫制計(jì)數(shù)器；
[0045]9.斷線檢測(cè)；
[0046]10.異常報(bào)警；
[0047]11.輸入/輸出測(cè)試；
[0048]12.步進(jìn)電機(jī)測(cè)試；
[0049]13.主軸測(cè)試。
[0050]本智能控制系統(tǒng)設(shè)有實(shí)現(xiàn)輔助動(dòng)作兼容功能的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括大壓腳機(jī)構(gòu)和松線機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)方式為電磁鐵、氣缸或步進(jìn)電機(jī)，多種驅(qū)動(dòng)方式可以任意組合搭配應(yīng)用。
[0051]本發(fā)明花樣縫紉機(jī)的智能控制系統(tǒng)，具有DSP+ARM雙核系統(tǒng)有效提高系統(tǒng)運(yùn)行效率及穩(wěn)定性能、設(shè)置七吋觸摸屏采用真彩圖形顯示操作面板直觀簡(jiǎn)潔，設(shè)USB接口通過(guò)U盤(pán)進(jìn)行花樣轉(zhuǎn)換互拷及程序升級(jí)，系統(tǒng)硬件框架通用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員如果對(duì)上述
【發(fā)明內(nèi)容】
作簡(jiǎn)單的修改或替換，這樣的改變不能認(rèn)為是脫離本發(fā)明的范圍，所有這樣對(duì)所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的修改將包括在本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種花樣縫紉機(jī)的智能控制系統(tǒng)，包括軟件系統(tǒng)、硬件系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，其特征是，結(jié)構(gòu)系統(tǒng)包括電控箱，硬件系統(tǒng)包括主軸控制子系統(tǒng)和控制針桿機(jī)構(gòu)、勾線機(jī)構(gòu)、挑線機(jī)構(gòu)、送料機(jī)構(gòu)及壓腳機(jī)構(gòu)的子系統(tǒng)，主軸控制子系統(tǒng)設(shè)有位置閉環(huán)控制的運(yùn)動(dòng)控制模塊和主軸系統(tǒng)故障處理及使能控制模塊；針桿機(jī)構(gòu)、勾線機(jī)構(gòu)和挑線機(jī)構(gòu)通過(guò)交流伺服電機(jī)控制動(dòng)作，送料機(jī)構(gòu)通過(guò)兩臺(tái)步進(jìn)電機(jī)構(gòu)成的XY電機(jī)控制動(dòng)作，挑線機(jī)構(gòu)和壓腳機(jī)構(gòu)各由一臺(tái)步進(jìn)電機(jī)控制動(dòng)作；硬件系統(tǒng)的核心由DSP+ARM雙核系統(tǒng)構(gòu)成，包括底層控制平臺(tái)和上層人機(jī)界面，底層控制平臺(tái)通過(guò)TMS320F2812+LC5512兩塊主處理芯片實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制，包括交流伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)的多軸聯(lián)動(dòng)控制，上層人機(jī)界面通過(guò)ARM處理器實(shí)現(xiàn)界面操作、數(shù)據(jù)編輯以及指令的下發(fā)，底層控制平臺(tái)和上層人機(jī)界面之間通過(guò)RS232進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。
2.根據(jù)權(quán)利要I所述的花樣縫紉機(jī)的智能控制系統(tǒng)，其特征是，位置閉環(huán)控制的運(yùn)動(dòng)控制模塊由定時(shí)中斷服務(wù)程序調(diào)用，位置閉環(huán)控制的運(yùn)動(dòng)控制模塊包括過(guò)程控制模塊，通過(guò)過(guò)程控制模塊設(shè)置控制參數(shù)，控制參數(shù)輸出至主軸驅(qū)動(dòng)模塊；主軸系統(tǒng)故障處理及使能控制是由主軸控制模塊反饋參數(shù)至過(guò)程控制模塊，再由過(guò)程控制模塊通過(guò)軟件設(shè)置參數(shù)并通過(guò)主軸控制模塊輸出對(duì)主軸系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)行控制，同時(shí)將主軸系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的信息反饋至主軸控制模塊，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)診斷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的花樣縫紉機(jī)的智能控制系統(tǒng)，其特征是，電控箱中連接有主軸交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、X軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、Y軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)器及剪線電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，電控箱的左、右側(cè)壁部位分別連接有DSP主控板和接口板，以及電源和風(fēng)扇。
4.根據(jù)權(quán)利要3所述的花樣縫紉機(jī)的智能控制系統(tǒng)，其特征是，智能控制系統(tǒng)的外部接口包括在電控箱的一側(cè)連接有手控盒和機(jī)頭轉(zhuǎn)接板，通過(guò)機(jī)頭轉(zhuǎn)接板連接有急停開(kāi)關(guān)、中壓腳電機(jī)傳感器、剪線電機(jī)傳感器、X軸電機(jī)傳感器、Y軸電機(jī)傳感器、前抓線電機(jī)傳感器及后抓線電機(jī)傳感器；在電控箱的另一側(cè)電連接有主軸電機(jī)、X軸電機(jī)、Y軸電機(jī)、剪線電機(jī)、中壓腳電機(jī)、抓線電機(jī)、抬壓腳氣缸、線張力電磁鐵及掃線電磁鐵；在電控箱的下側(cè)電連接有雙踏板。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的花樣縫紉機(jī)的智能控制系統(tǒng)，其特征是，智能控制系統(tǒng)設(shè)有開(kāi)機(jī)復(fù)位程序，具體時(shí)序?yàn)?，開(kāi)機(jī)后，自動(dòng)進(jìn)行機(jī)頭翻轉(zhuǎn)檢測(cè)，如果檢測(cè)判斷是，顯示出錯(cuò)，如果檢測(cè)判斷否，進(jìn)一步地分別進(jìn)行主軸電機(jī)歸零、中壓腳電機(jī)歸零、剪線電機(jī)歸零、抓線電機(jī)歸零、X軸電機(jī)歸零、Y軸電機(jī)歸零檢測(cè)，全部檢測(cè)正常則開(kāi)機(jī)自檢完成，如果有任意一項(xiàng)檢測(cè)為不正常，則顯示出錯(cuò)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的花樣縫紉機(jī)的智能控制系統(tǒng)，其特征是，手控盒設(shè)有7吋觸摸屏，手控盒的一側(cè)設(shè)有USB接口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的花樣縫紉機(jī)的智能控制系統(tǒng)，其特征是，設(shè)有實(shí)現(xiàn)輔助動(dòng)作兼容功能的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括大壓腳機(jī)構(gòu)、松線機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)方式為電磁鐵、氣缸或步進(jìn)電機(jī)，多種驅(qū)動(dòng)方式可以任意組合搭配應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】D05B19/02GK103510279SQ201310493848
【公開(kāi)日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年10月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月18日
【發(fā)明者】曾俊濤, 楊騰 申請(qǐng)人:浙江滬龍電機(jī)有限公司