CN102071519A - 喷水织机数控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明主要公开了喷水织机数控系统，主要包括单片机；接触器模块，接收单片机的控制信号，通过控制接触器的启闭，控制喷水织机主轴电机和吸湿电机的工作状态；光电探纬模块，包括检测纬线状态的光电探头，纬线信号通过放大电路输入到单片机的计数器门控端；编码器模块，采集安装在喷水织机主轴上的编码器信号，将处理过后的编码信号一路输送到单片机中，另一路输送到喷水织机电子送经电子卷取系统；储纬器模块，传输单片机中储纬信号给储纬器上；转向阀、夹丝器输出模块，将单片机中转向信号和夹丝信号分别输送到转向阀和夹丝器上。本发明通过数字技术协调喷水织机主轴、引纬、储纬的整体工作，自动化技术高，信息反馈丰富。
Description
技术领域
本发明涉及喷水织机领域，特别是与喷水织机数控系统有关。
背景技术
喷水织机依靠具有一定压力的水流，即依靠一定射流和纤维之间的摩擦力，携带纬丝穿过梭口，使得经纬交织成织物。喷水引纬对纬纱的摩擦牵引力比喷气引纬大，扩散性小，适应表面光滑的合成纤维、玻璃纤维等长丝引纬的需要。
喷水织机的机械设备技术在20世纪8、90年代日趋成熟，传统喷水织机中所具备的开口装置、引纬装置、储纬器、主轴系统都比较完善，各个部件相互独立，没有电气连接关系。而织机织物的质量好坏，很大因素决定于各部件的相互配合，传统的机械设备缺少一个数控系统，织造过程进行整体控制。
本发明人凭借对喷水织机以及数控技术的多年研究经验，潜心开发出一套喷水织机数控系统，本案由此产生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种喷水织机数控系统，通过数字技术协调喷水织机主轴、引纬、储纬的整体工作，自动化技术高，信息反馈丰富。
为实现上述目的，本发明的解决方案为：
喷水织机数控系统，主要包括
单片机，是整个系统的中央处理器，连接以下部件；
接触器模块，与单片机相连，接收单片机的控制信号，通过控制接触器的启闭，控制喷水织机主轴电机和吸湿电机的工作状态；
光电探纬模块，包括检测纬线状态的光电探头，安装在喷丝口附近，光电探头的信号通过放大电路输入到单片机的计数器门控端；
编码器模块，采集安装在喷水织机主轴上的编码器信号，将处理过后的编码信号一路输送到单片机中，另一路输送到喷水织机电子送经电子卷取系统；
储纬器模块，连接单片机和储纬器，传输单片机中储纬信号给储纬器上；
转向阀、夹丝器输出模块，连接在单片机上，将单片机中转向信号和夹丝信号分别输送到转向阀和夹丝器上。
所述的光电探纬模块的具体电路包括包括光电探头、信号处理电路；光电探头安装在喷水织机上检测纬纱信号，光电探头通过接口将纬纱信号连接到信号处理电路中，信号处理电路将处理过的纬纱信号输送到单片机内部进行数据有效截取。
所述的单片机连接有刹车控制模块，连接单片机的输出端，将刹车信号输送到喷水织机主轴的刹车片上。
所述的刹车控制模块具体电路包括连接在刹车片接线端上的PWM电路、高电压导通电路、低电压导通电路；所述的PWM电路输入端连接单片机；高电压导通电路和低电压导通电路的控制信号端连接单片机中断输出端。
所述的喷水织机数控系统配有终端设备，通过输入输出模块连接在单片机上，显示系统运行状态以及设置内部参数。
所述的喷水织机数控系统具有按钮输入模块，采集预备按钮、正转按钮、反转按钮、停止按钮、刹车拨码开关的信号，并将该信号传送到单片机。
所述的喷水织机数控系统具有外部信号输入模块，采集织物废边纱、绞边纱、左耳边线、右耳边线的断开状态信号，以及主轴电机、刹车、吸湿电机过热状态信号，并传送到单片机中。
所述的废边纱、绞边纱、左耳边线、右耳边线上搭放金属细丝，金属丝细配有感应块，纱线断开，金属细丝落下碰触感应块，产生纱线断开信号；所述主轴电机、刹车、吸湿电机过热状态信号通过热敏元件采集，形成过热信号。
所述的喷水织机数控系统配有电源模块，连接在单片机的供电端。
所述的单片机连接有四色警示灯，喷水织机工作状态以及外部信号状态加以显示。
采用上述方案后，本发明可以将喷水织机的主轴运转和纬线的工作密切配合，主轴通过编码器正交编码信号和索引信号一路经光藕隔离输入到单片机中，另一路经光藕隔离输出给电子送经电子卷取系统。单片机经过细分计算得到喷水织机当前的角度。运行时，单片机根据当前的角度与夹丝器、转向阀、电磁针的动作角度相比较，准确地控制这些部件的协调动作。光电探头的纬纱信号通过放大电路输入到单片机的计数器门控端，在门控端的电平和控制软件的双重作用下，完成相应动作。
本发明中采用光电探纬来检测纬纱的工作状态，在喷水织机的主轴一定转动范围内进行检测，不影响检测的效率，同时降低了纬纱信号错误的可能性，提高工作效率，节省检测供电能源。
本发明中的刹车信号经过电路处理可以产生高低两种电压，高电压用于瞬时制动，而低电压用于保持制动，这样进一步节能供电能源，控制灵活。
另外，本发明中的信息反馈丰富，时刻检测织物废边纱、绞边纱、左耳边线、右耳边线的状态，一有断开现象立即产生相应信号给单片机，单片机作出警示或者停机处理。同时配合终端设备，信息反馈全面，参数设置灵活，按钮操作方便。
说明书附图
图1是本发明较佳实施例的结构示意图；
图2是本发明较佳实施例中光电探纬模块电路图；
图3是本发明较佳实施例中刹车模块电路图；
图4是本发明较佳实施例中刹车模块的接线端B0输入脉冲示意图；
图5是本发明较佳实施例中刹车模块的接线端B输入脉冲示意图；
图6是本发明较佳实施例中刹车模块的接线端B1输入脉冲示意图。
具体实施方式
结合附图，对本发明较佳实施例做进一步详细说明。
喷水织机数控系统包括单片机1、接触器模块2、光电探纬模块3、编码器模块4、转向阀、夹丝器输出模块5、储纬器模块6、刹车控制模块8、终端设备9、按钮输入模块10、电源模块11、外部信号输入模块12、四色警示灯13。
单片机1是整个系统的中央处理器，对各类输入、输出数字信号进行处理。本实施例中单片机1选用DSPIC30F5015(高性能16位数字信号控制器器)芯片。
接触器模块2，主要连接接触器和单片机1的I/O端口，接触器上的连接线连接在喷水织机主轴电机和吸湿电机，单片机1中产生电机运转信号时，接触器通电产生电流，吸合开关，给喷水织机主轴电机和吸湿电机上电，使其工作。
光电探纬模块3主要是检测纬线的工作情况。在喷水织机技术中，纬线的检测十分重要，直接影响织物最终的成品率。所以本实施例中设立光电探纬模块3。
如图2所示，光电探纬模块3主要包括光电探头(图中未画出)、信号放大电路31、信号矫正电路32。
光电探头是电子技术领域中已有的成熟电子产品，将其固定安装在喷水织机上，探头部分靠近纬纱经过的位置，用于检测纬纱信号。光电探头通过接口CN9将纬纱信号连接到放大电路31和信号矫正电路32进行处理。
放大电路31是将接口CN9上的信号经过差分比较以及三极管二级放大，送入信号矫正电路32中。信号矫正电路32主要是通过与非门的组合，将信号调整成单片机所需的数字信号，并且通过WEFT S1端口输送到单片机1内部。
单片机1将处理过的纬纱信号进行有效截取。截取的依据可以根据喷水织机主轴转动角度信号来选取，即下述的编码器41信号，比如主轴转动角度为0～90°时，纬纱工作，所以单片机就截取主轴转动角度为0～90°时的纬纱信号，这就相当于设置一个检测“窗口”，将落入该“窗口”中的数据进行提取。这样可以避免其他错误信号的干扰，提高纬线检测的精度。
另外，在信号矫正电路32上连接有发光二极管DLED1，有纬纱信号时，发光二极管DLED1阴极拉低，点亮发光二极管DLED1。
同时在信号矫正电路32的输出端设置成测试端口，方便调试。
本发明中光电探纬就是根据喷水织机主轴的转动角度来设计探纬工作窗口，不但精确检测引纬工作状态，同时避免了干扰信号的误取，光电探头31不需要持续工作，有效节能。
编码器模块4是采集安装在喷水织机主轴上的编码器41的主轴转动角度信号，将编码器41上的角度信号经光藕隔离输入到单片机1中，单片机1可以时刻掌握喷水织机主轴运转状态。同时由于要保证喷水织机的整体工作协调，编码器模块4的角度信号另一路经光藕隔离输出给电子送经电子卷取系统7上。
转向阀、夹丝器输出模块5连接在单片机1和转向阀51、夹丝器52，将单片机1中转向信号传送到转向阀51，控制喷水阀转动，选取喷水方向，选择其中一路喷嘴喷水。单片机1中夹丝信号传送到夹丝器52上，控制夹丝器52夹住纬纱。
储纬器模块6是连接单片机1和多个储纬器61，主要是将单片机1中储纬信号传输到储纬器61上，控制储纬器61的工作。
刹车控制模块8连接单片机1，连接单片机1的输出端，将单片机1中的刹车信号输送到喷水织机主轴的刹车片81上。
刹车控制模块8的电路主要包括PWM电路81、高电压导通电路82、低电压导通电路83。
PWM(脉冲宽度调制)电路81是电子技术领域中使用较为广泛，主要是利用微处理器中的数字输出对模拟电路的控制。本发明中PWM电路81由+125V直流高电压供电，PWM电路81输入脉冲端PWM B0连接单片机上的脉冲输出端。通过PWM电路81的调制接入刹车片接线端84中的B0端。PWM电路81本身的电路结构为电子技术中的成熟技术，这里不做赘述。B0端的脉冲波形如图3所示，前400u S是峰值为+125V的高电压，后面的波形是占空比为12/200的低电压脉冲波形，峰值也是+125V。
高电压导通电路82是采用MOS管构成的导通电路，其输入端BRAKE连接单片机的高电压中断输出端。高电压导通电路82的输出端连接在刹车片接线端84中的B端。当单片机中产生高电压中断控制信号，则MOS管BQ1导通，在B端形成一个持续高电压，如图4所示，与B0端波形结合，不改变B0端波形，使得PWM电路1中的调制脉冲通过，实现高电压瞬间制动。
低电压导通电路83也是采用MOS管构成的导通电路，但是导通状态不同。低电压导通电路83输入端BRAKE1连接单片机的低电压中断输出端。当单片机中产生高电压中断控制信号，则MOS管BQ2导通，在B1端形成如图5所示的波形，这样将PWM电路81中的调制脉冲高电压拉低，而低电压脉冲部分保持高电压，这样只允许低电压脉冲通过，实现低电压保持制动。
终端设备9是一个显示屏和按键构成，作为单片机1的输入输出设备，单片机1中的信息以文字形式显示在终端设备9中。以及通过按键向单片机1内输入设置的参数。
另外，本实施例中配有按钮输入模块10，设立预备按钮、正转按钮、反转按钮、停止按钮、刹车拨码开关，按钮输入模块10采集各个按钮的信号，将按钮信号反馈到单片机1中。单片机1接收到预备按钮信号，单片机1产生储纬信号，通过储纬器模块6传送到储纬器61上，这是预启动，在喷水织机主轴转动前先进行预储纬。单片机1接收到正转按钮信号，单片机1产生正转信号，通过接触器模块2加以电机正转信号。反转按钮则控制电机反转。停止按钮控制单片机1产生停止信号，断开接触器上电流，电机工作停止。刹车按钮是产生刹车信号，单片机1根据刹车信号控制刹车控制模块8工作。
电源模块11是系统的供电模块，给单片机1提供相应的供电电压。
喷水织机数控系统具有外部信号输入模块12，本实施例中外部信号采集是织物的废边纱、绞边纱、左耳边线、右耳边线的状态信号。该信号的采集是通过在相应纱线上搭放金属细丝，金属丝细配有感应块。金属丝细由于纱线的抵靠，处于抬起状态，一旦上述任何一根纱线断开，金属细丝落下碰触感应块，产生纱线断开的电信号，该电信号传送到单片机1中，单片机1产生停止指令，接触器模块2断开电机电源，喷水织机工作停止。
四色警示灯13连接单片机1上的报警输出端口，四色灯主要是红黄蓝绿四种颜色的灯，通过单片机1内程序设置，故障报警的形式如下表：
| 工作状态及故障 | 四色警示灯13状态 |
| 停机 | 红灯亮 |
| 定长停机 | 绿灯亮 |
| 正常开机(光探关) | 蓝灯亮 |
| 正常开机(光探开) | 蓝灯闪 |
| 进入诊断模式 | 绿、黄同时闪 |
| 刹车、风机、主机过热 | 红、蓝同时闪 |
| 夹丝器、转向阀过流 | 红、黄依次闪 |
| 喷水织机主机不转 | 红、蓝亮 |
| 左、右耳边丝 | 红灯、黄灯亮 |
| 绞边、废边丝 | 红灯亮、黄灯闪 |
本发明将喷水织机的主轴运转和纬线的工作密切配合，主轴通过编码器正交编码信号和索引信号一路经光藕隔离输入到单片机1中，另一路经光藕隔离输出给电子送经电子卷取系统。单片机1经过细分计算得到喷水织机当前的角度。运行时，单片机1根据当前的角度与夹丝器、转向阀、电磁针的动作角度相比较，准确地控制这些部件的协调动作。光电探头的纬纱信号通过放大电路输入到单片机1的计数器门控端，在门控端的电平和控制软件的双重作用下，完成相应动作。
Claims (10)
1.喷水织机数控系统，其特征在于：主要包括
单片机，是整个系统的中央处理器，连接以下部件；
接触器模块，与单片机相连，接收单片机的控制信号，通过控制接触器的启闭，控制喷水织机主轴电机和吸湿电机的工作状态；
光电探纬模块，包括检测纬线状态的光电探头，安装在喷丝口附近，光电探头的信号通过放大电路输入到单片机的计数器门控端；
编码器模块，采集安装在喷水织机主轴上的编码器信号，将处理过后的编码信号一路输送到单片机中，另一路输送到喷水织机电子送经电子卷取系统；
储纬器模块，连接单片机和储纬器，传输单片机中储纬信号给储纬器上；
转向阀、夹丝器输出模块，连接在单片机上，将单片机中转向信号和夹丝信号分别输送到转向阀和夹丝器上。
2.如权利要求1所述的喷水织机数控系统，其特征在于：所述的光电探纬模块包括光电探头、信号处理电路；光电探头安装在喷水织机上检测纬纱信号，光电探头通过接口将纬纱信号连接到信号处理电路中，信号处理电路将处理过的纬纱信号输送到单片机内部进行数据有效截取。
3.如权利要求1所述的喷水织机数控系统，其特征在于：所述的单片机连接有刹车控制模块，连接单片机的输出端，将刹车信号输送到喷水织机主轴的刹车片上。
4.如权利要求3所述的喷水织机数控系统，其特征在于：所述的刹车控制模块包括连接在刹车片接线端上的PWM电路、高电压导通电路、低电压导通电路；所述的PWM电路输入端连接单片机；高电压导通电路和低电压导通电路的控制信号端连接单片机中断输出端。
5.如权利要求1所述的喷水织机数控系统，其特征在于：所述的喷水织机数控系统配有终端设备，通过输入输出模块连接在单片机上，显示系统运行状态以及设置内部参数。
6.如权利要求1所述的喷水织机数控系统，其特征在于：所述的喷水织机数控系统具有按钮输入模块，采集预备按钮、正转按钮、反转按钮、停止按钮、刹车拨码开关的信号，并将该信号传送到单片机。
7.如权利要求1所述的喷水织机数控系统，其特征在于：所述的喷水织机数控系统具有外部信号输入模块，采集织物废边纱、绞边纱、左耳边线、右耳边线的断开状态信号，以及主轴电机、刹车、吸湿电机过热状态信号，并传送到单片机中。
8.如权利要求1所述的喷水织机数控系统，其特征在于：所述的废边纱、绞边纱、左耳边线、右耳边线上搭放金属细丝，金属丝细配有感应块，纱线断开，金属细丝落下碰触感应块，产生纱线断开信号；所述主轴电机、刹车、吸湿电机过热状态信号通过热敏元件采集，形成过热信号。
9.如权利要求1所述的喷水织机数控系统，其特征在于：所述的喷水织机数控系统配有电源模块，连接在单片机的供电端。
10.如权利要求1所述的喷水织机数控系统，其特征在于：所述的单片机连接有四色警示灯，喷水织机工作状态以及外部信号状态加以显示。
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