CN102162177A - 带有针位安全检测传感器的套结机、控制方法及其感应片 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有针位安全检测传感器的套结机，包括套结机、针位感应片，所述套结机采用直驱电机作为动力，电机与套结机的主轴同轴安装并同步运行；套结机的主轴上依次设置编码器、针位感应片、固定件，固定件将编码器、针位感应片轴向固定于套结机的主轴上；针位感应片连接位置传感器；所述针位感应片的感应区覆盖感应片的一部分，感应区为半环形区域。本发明采用的针位感应结构采用边沿触发方法，能够有效检测针杆所处的位置，从而实现根据针杆的位置判断上电后第一次提针的安全动作方向。本发明还公开了一种带有针位安全检测传感器的套结机的控制方法，及一种针位安全检测传感器的针位感应片。

Description

带有针位安全检测传感器的套结机、控制方法及其感应片

技术领域

本发明涉及一种传感器，具体涉及一种套结机的针位安全检测传感器。本发明还涉及一种套结机的针位安全检测传感器的控制方法，及一种针位安全检测传感器的针位感应片。

背景技术

现有的套结机的针位安全检测传感器，其针位感应结构采用两个针位的霍尔感应，或者采用基于编码器和相对零点计数的数字针位。

采用两个针位的霍尔感应如图1所示，这种针位感应结构需要两个传感器，针位感应角度一般小于45度，而且无法感知机针偏离针位所处的绝对位置；这种针位感应结构与信号的对应关系如图2所示，针位感应结构与信号在针位置感应上存在盲区，开机上电不能判断针所处的绝对机械位置；

而另一种基于编码器计数的数字针位则采用软件计数方法实现，上电启动必须首先使电机旋转并找到零点，通过零点为基准的计数检测上、下针位的位置，这样造成每次上电时，电机必须先作某个方向旋转一定角度，有打断机针的不安全隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种带有针位安全检测传感器的套结机，它可以检测到针所处的绝对物理位置。

为解决上述技术问题，本发明带有针位安全检测传感器的套结机的技术解决方案为：

包括套结机、针位感应片，所述套结机采用直驱电机作为动力，电机与套结机的主轴同轴安装并同步运行；套结机的主轴上依次设置编码器、针位感应片、固定件，固定件将编码器、针位感应片轴向固定于套结机的主轴上；针位感应片连接位置传感器；所述针位感应片的感应区覆盖感应片的一部分，感应区为对应于上、下针位分割点角度为界的半环形区域。

所述编码器为套结机主轴直驱电机旋转编码器。所述编码器输出的信号为方波脉冲信号。

所述位置传感器是霍尔磁感应模式，或者是光电感应模式。

本发明还提供一种带有针位安全检测传感器的套结机的控制方法，其技术解决方案为，包括以下步骤：

第一步，上电启动系统，通过针位感应片对应的位置传感器检测针杆所处的实际位置；

第二步，按照针位感应片与信号的对应关系，采用针位信号的边沿检测法进行停车位置的判断；

所述针位信号的边沿检测法的判断方法是：当套结机按照正常的缝制方向运行时，针位信号会发生变化；在上下针位临界点的位置会发生针位信号的边沿触发，根据针位信号的变化关系，判断针位边界触发信号。

第三步，根据针位信号判断机针所处的绝对位置，当针位信号为上针位触发信号，判断为处于运转方向的上针位到下针位之间；当针位信号为下针位边界触发信号，判断为处于运转方向的下针位到上针位之间；

第四步，套结机电控系统根据检测到的机针所处的绝对位置，做出电机运转方向的选择，并进行上电后的第一次提针动作；

当针杆的位置处于按照运转方向的上针位到下针位之间，套结机电控系统做出反向提针的动作；当针杆的位置处于运转方向的下针位到上针位之间，套结机电控系统做出正向运转提针的动作；

第五步，当套结机通过上电启动找到针位，将上针位作为机械相位零点（即针位基准点），通过安装在同轴的编码器，输出脉冲信号和针位信号边沿检测跳变，实现0～360机械角度的计数作为相位；

套结机的运动过程中主轴机针上下运动，通过利用编码器和针位感应器输出的递加数值判断机针的准确位置；当主轴马达驱动的机针偏离送料板平面，电控系统启动步进电机移动送料板；而当机针运动靠近送料板平面，停止送料板移动，实现送料板的安全运动。

如果针位基准点不准，通过旋转针位感应片，手工调整套结机的针位基准点的机械角度，进行套结机的针位机械角度校正。

本发明还提供一种针位安全检测传感器的针位感应片，其技术解决方案为：

所述针位感应片的感应区覆盖感应片的一部分，感应区为对应于上、下针位分割点角度为界的半环形区域。

本发明可以达到的技术效果是：

本发明采用的针位感应结构采用边沿触发方法，能够有效检测针杆所处的绝对物理位置，从而实现根据针杆的位置判断上电后第一次提针的安全动作方向。

本发明利用感应片上针位边界实现编码器计数基准，从而得到套结机的主轴运转机械角度，并实现该机械角度为时序基础的套结机顺序控制动作。

本发明具有系统上电无需运转即可感知针位状态的特点，即断电后首次上电仍然能检测到针所处的绝对物理位置。

本发明能够简化针位传感器信号，单个输入信号检测接口即可检测机针的上针位、下针位位置。

本发明通过安装在同轴的编码器，输出脉冲信号和针位信号边沿检测跳变，实现0～360机械角度的计数作为相位；电控系统利用递加数值作为时序基础，利用该时序基础判断机针的准确位置，实现送料板运动与主轴机针上下运动的协调，防止机针运动和机针的冲撞，从而保证送料板运动的安全。

本发明能够实现套结机安全运动控制，并且能够实现夹线、抬压脚等动作的安全运动控制。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是现有技术采用两个针位的霍尔感应的针位感应结构的示意图；

图2是现有技术霍尔感应的针位感应结构与信号的对应关系；

图3是本发明套结机的针位安全检测传感器的针位感应片的示意图；

图4是本发明的针位感应片与信号的对应关系；

图5是本发明的编码器的示意图；

图6是本发明的编码器的输出信号的示意图；

图7是本发明带有针位安全检测传感器的套结机的示意图。

图中附图标记说明：

1为套结机，                          2为编码器，

3为针位感应片，                      4为固定件，

5为壳体。

具体实施方式

本发明带有针位安全检测传感器的套结机，套结机采用直驱电机作为动力，电机与套结机的主轴同轴安装并同步运行；针位安全检测传感器包括针位感应片3、编码器2，如图7所示，套结机1的主轴上依次设置编码器2、针位感应片3、固定件4，固定件4将编码器2、针位感应片3轴向固定于套结机1的主轴上；编码器2、针位感应片3外罩设有壳体5。

如图3所示，针位感应片3的感应区（图3中的黑色区域）覆盖感应片的一部分，感应区为半环形区域，半环形区域以对应于上、下针位分割点的角度为界；两个分界点，一个对应上针位，一个对应下针位；

编码器为套结机主轴直驱电机旋转编码器，编码器的信号输出如图6所示，所输出的信号为方波脉冲信号；

针位感应片3连接传感器；传感器为位置传感器，可以是霍尔磁感应模式，也可以是光电感应模式。

本发明带有针位安全检测传感器的套结机的控制方法，包括以下步骤：

第一步，上电启动系统；通过针位感应片3对应的位置传感器检测针杆所处的实际位置；

第二步，按照图4所示的针位感应片与信号的对应关系，采用针位信号的边沿检测法进行停车位置的判断；

针位信号的边沿检测法的判断方法是：

当套结机按照正常的缝制方向运行时，针位信号会发生变化；在上下针位临界点的位置会发生针位信号的边沿触发，根据针位信号的变化关系，判断针位边界触发信号；

例如，当针位信号从0→1变化，判断为上针位边界触发信号；当针位信号从1→0变化，判断为下针位边界触发信号；

也可以是，当针位信号从1→0变化，判断为上针位边界触发信号；当针位信号从0→1变化，判断为下针位边界触发信号。

第三步，根据针位信号判断机针所处的绝对位置，当针位信号为上针位触发信号，判断为处于运转方向的上针位到下针位之间；当针位信号为下针位边界触发信号，判断为处于运转方向的下针位到上针位之间；

第四步，套结机电控系统根据检测到的机针所处的绝对位置（区间U或者区间D），做出电机运转方向的选择，并进行上电后的第一次提针动作；

当针杆的位置处于按照运转方向的上针位到下针位之间，那么套结机电控系统将做出反向提针的动作；当针杆的位置处于运转方向的下针位到上针位之间，那么套结机电控系统将做出正向运转提针的动作，从而有效地防止上电寻找针位可能存在机针钉住套结机针板的风险；

第五步，当套结机通过上电启动找到针位，将上针位作为机械相位零点（即针位基准点），通过安装在同轴的编码器，输出脉冲信号和针位信号边沿检测跳变，实现0～360机械角度的计数作为相位；套结机的运动过程中主轴机针上下运动，通过利用编码器和针位感应器输出的递加数值判断机针的准确位置；当主轴马达驱动的机针偏离送料板平面，电控系统启动步进电机移动送料板；而当机针运动靠近送料板平面，停止送料板移动，实现送料板的安全运动。

本发明电控系统利用递加数值作为时序基础，利用该时序基础判断机针的准确位置，实现送料板运动与主轴机针上下运动的协调，防止机针运动和机针的冲撞，从而保证送料板运动的安全。

本发明能够实现套结机安全运动控制，并且能够实现夹线、抬压脚等动作的安全运动控制。

如果针位基准点不准，通过旋转针位感应片，手工调整套结机的针位基准点的机械角度，进行套结机的针位机械角度校正。

本发明的原理是：电机运转与缝纫机运转完全同轴，同样编码器与针位感应器也是完全同轴，那么针位区间可以采用配套编码器的信号输出信号（QEPA、QEPB正交信号），采用编码器计数器计数，实现针位角度区间的计算，这样也就是实现了原来针位信号具有上针位、下针位机械角度的区间范围的功能。

本发明适用于直驱型套结机。

Claims (8)

1.一种带有针位安全检测传感器的套结机，包括套结机、针位感应片，其特征在于：所述套结机采用直驱电机作为动力，电机与套结机的主轴同轴安装并同步运行；套结机的主轴上依次设置编码器、针位感应片、固定件，固定件将编码器、针位感应片轴向固定于套结机的主轴上；针位感应片连接位置传感器；所述针位感应片的感应区覆盖感应片的一部分，感应区为半环形区域。

2.根据权利要求1所述的带有针位安全检测传感器的套结机，其特征在于：所述编码器为套结机主轴直驱电机旋转编码器。

3.根据权利要求1或2所述的带有针位安全检测传感器的套结机，其特征在于：所述编码器输出的信号为方波脉冲信号。

4.根据权利要求1所述的带有针位安全检测传感器的套结机，其特征在于：所述位置传感器是霍尔磁感应模式，或者是光电感应模式。

5.一种权利要求1所述的带有针位安全检测传感器的套结机的控制方法，包括以下步骤：

第一步，上电启动系统，通过针位感应片对应的位置传感器检测针杆所处的实际位置； 

第二步，按照针位感应片与信号的对应关系，采用针位信号的边沿检测法进行停车位置的判断；

第三步，根据针位信号判断机针所处的绝对位置，当针位信号为上针位触发信号，判断为处于运转方向的上针位到下针位之间；当针位信号为下针位边界触发信号，判断为处于运转方向的下针位到上针位之间；

第四步，套结机电控系统根据检测到的机针所处的绝对位置，做出电机运转方向的选择，并进行上电后的第一次提针动作；

当针杆的位置处于按照运转方向的上针位到下针位之间，套结机电控系统做出反向提针的动作；当针杆的位置处于运转方向的下针位到上针位之间，套结机电控系统做出正向运转提针的动作；

第五步，当套结机通过上电启动找到针位，将上针位作为机械相位零点也即针位基准点，通过安装在同轴的编码器，输出脉冲信号和针位信号边沿检测跳变，实现0～360机械角度的计数作为相位；

套结机的运动过程中主轴机针上下运动，通过利用编码器和针位感应器输出的递加数值判断机针的准确位置；当主轴马达驱动的机针偏离送料板平面，电控系统启动步进电机移动送料板；而当机针运动靠近送料板平面，停止送料板移动，实现送料板的安全运动。

6.根据权利要求5所述的带有针位安全检测传感器的套结机的控制方法，其特征在于：所述第二步针位信号的边沿检测法的判断方法是：

当套结机按照正常的缝制方向运行时，针位信号会发生变化；在上下针位临界点的位置会发生针位信号的边沿触发，根据针位信号的变化关系，判断针位边界触发信号。

7.根据权利要求5所述的带有针位安全检测传感器的套结机的控制方法，其特征在于：所述第四步之后第五步之前，通过旋转针位感应片，手工调整套结机的针位基准点的机械角度，进行套结机的针位机械角度校正。

8.一种针位安全检测传感器的针位感应片，其特征在于：所述针位感应片的感应区覆盖感应片的一部分，感应区为半环形区域。

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