CN103541158A - 一种圆扣眼锁眼机面线张力检测控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种圆扣眼锁眼机面线张力检测控制方法及装置。面线张力检测控制方法包括步骤：设定面线张力最小值A和最大值B；工作过程中，检测传感器检测线张力C；将张力C信号经运放放大后，通过模数转化电路，将其转换为数字信号D，并发送给中央处理器；中央处理器将D与A、B比较，如果检测张力小于或等于设定范围，则增大增益调整使能，减小差分输入使能，从而使D值增大，如果检测张力大于或等于设定范围，减小增益调整使能，增大差分输入使能，从而使D值减小，否则原有状态，继续工作。实现该方法的装置包含面线检测及张力线性变换模块，信号放大模块，模拟信号转换为数字信号的模数变换模块，张力信号处理模块，张力比较模块，张力调整模块。

Description

一种圆扣眼锁眼机面线张力检测控制方法及装置

技术领域

本发明属于工业缝纫机领域，具体涉及一种圆扣眼锁眼机面线张力检测控制方法。

本发明还涉及一种圆扣眼锁眼机面线张力检测控制的装置，包括面线检测及张力线性变换模块，信号放大模块，模拟信号转换为数字信号的模数变换模块，张力信号处理模块，张力比较模块，张力调整模块。

背景技术

圆扣眼锁眼机又名凤眼机，是一种专用于缝锁各种中厚料的针织、棉布、呢绒等服装纽孔的工业缝纫机，是夹克和西服等服装加工中的关键设备之一，被誉为缝纫机之王。

有关圆扣眼锁眼机的相关技术在国家专利200610121525、200620141852、200610129016、200710167024、201110113233中已被披露。但是在这些现有技术中并没有涉及圆扣眼锁眼机面线张力检测控制方法，因此如何控制圆扣眼锁眼机面线张力检测控制方法，则是现有技术中有待解决的问题。

发明内容

本发明针对现有技术中存在面线张力不均匀，造成针迹效果不理想，有时断线的问题，提供一种圆扣眼锁眼机面线张力检测控制方法。

本发明的一种圆扣眼锁眼机面线张力检测控制方法，包括如下步骤：

（1）设定面线张力最小值A和最大值B；

（2）检测传感器检测线张力C；

（3）将张力C信号经运放放大后，通过模数转化电路，将其转换为数字信号D，并发送给中央处理器；

（4）中央处理器将判断D是否大于A；

（5）如果步骤（4）判断结果为否，则执行后续步骤（6）；

     如果步骤（4）判断结果为是，则执行后续步骤（7）；

（6）增大增益调整使能，减小差分输入使能，从而使D值增大，然后返回执行（4）；

（7）中央处理器将判断D是否小于B；

（8）如果步骤（7）判断结果为否，则执行后续步骤（9）；

     如果步骤（7）判断结果为是，则执行后续步骤（10）；

（9）减小增益调整使能，增大差分输入使能，从而使D值减小，然后返回执行（4）；

（10）保持增益调整使能和差分输入使能，继续工作。

本发明的圆扣眼锁眼机面线张力检测控制方法的装置，设备包括面线检测及张力线性变换模块、信号放大模块、模数变换模块、张力信号处理模块、张力比较模块、张力调整模块；面线检测及张力线性变换模块、信号放大模块、模拟信号转换为数字信号的模数变换模块、张力信号处理模块、张力比较模块依次连接；张力信号处理模块、张力调整模块、面线检测及张力线性变换模块依次连接。

面线检测及张力线性变换模块中面线检测用于检测面线张力，由霍尔传感器检测面线张力值，并将其转换为模拟电压输出；张力线性变换采用非线性—线性组合电路，将霍尔传感器输出模拟电压转换为与面线张力大小对应线性变换模拟电压的大小，并滤除干扰信号。面线检测及张力线性变换模块通过印制板内铜皮与信号放大模块连接。

信号放大模块实现把张力输入模拟电压信号放大到足够大，只放大信号的幅度，不改变信号的波形（频率）。由于张力线性变换模拟电压信号比较小，容易受到干扰，因此信号必须放大来增强抵抗抗干扰能力。信号放大模块通过印制板内铜皮与模数变换模块连接。

模数转换模块亦称模拟-数字转换（ADC），是将连续的模拟信号通过离散采样转换为数字信号。模数转换包括采样、保持、量化及编码四个过程。模拟信号具有直观容易实现的优点，但其在保密性和抗干扰能力方面存在巨大的缺陷，数字信号在传输过程中具有良好的保密性能，抗干扰能力强。模数转换模块通过一个连接器将该数字信号发送给张力信号处理器。

张力信号处理器主要由数字信号处理器（DSP）和现场可编程门阵列（FPGA）组成。DSP接收张力信号，并根据张力比较模块比较结果，启动张力调整控制算法，完成张力大小控制；FPGA主要完成张力调整控制算法中乘法和除法运算，以硬件资源换取时间。

张力比较模块通过DSP通用IO口与DSP和FPGA连接，其主要作用是协助DSP完成张力大小的判断。

张力调整模块通过FPGA通用IO口与DSP和FPGA连接，其主要作用是根据DSP对面线张力处理结果，调整面线张力大小，从而实现面线张力的控制。

面线张力最小值A和最大值B的确定一般按如下规则设置：如果布料越厚，面线张力最小值A和最大值B就应该越大；电机运转速度越快，面线张力最小值A和最大值B就应该相应增小；布料越软，面线张力最小值A和最大值B越小；面线与机械间的摩擦力越大，面线张力最小值A和最大值B越小。

采用本发明圆扣眼锁眼机面线张力检测控制方法，能够解决缝纫过程中面线张力不均匀，容易引起针迹效果不理想，有时断线，缝纫过程经常停顿不连贯，加工布料浪费的问题，提高了工作效率。

面线张力最小值A和最大值B的大小随本发明的设备不同而变换。

附图说明

图1是表示圆扣眼锁眼机面线张力检测控制结构示意图；

图2是表示本发明圆扣眼锁眼机面线张力检测控制方法的流程图。

具体实施方式

本发明将结合实施例参照附图进行详细说明，以便对本发明的目的，特征及优点进行更深入的理解。

如图1所示，圆扣眼锁眼机面线张力检测控制系统包含面线检测及张力线性变换模块101，信号放大模块102，模拟信号转换为数字信号的模数变换模块103，张力信号处理模块104，张力比较模块105，张力调整模块106。面线检测及张力线性变换模块101、信号放大模块102、模拟信号转换为数字信号的模数变换模块103、张力信号处理模块104、张力比较模块105依次连接；张力信号处理模块104、张力调整模块106、面线检测及张力线性变换模块101依次连接。

面线检测及张力线性变换模块101中面线检测用于检测面线张力，由霍尔传感器检测面线张力值，并将其转换为模拟电压输出；张力线性变换采用非线性—线性组合电路，将霍尔传感器输出模拟电压转换为与面线张力大小对应线性变换模拟电压的大小，并滤除干扰信号。面线检测及张力线性变换模块101通过印制板内铜皮与信号放大模块102连接。

面线检测及张力线性变换模块101中面线检测采用霍尔传感器检测面线张力实际值，面线张力越大，霍尔传感器检测杆变形越大，从而霍尔传感器输出电流越大；面线张力越小，霍尔传感器检测杆变形越小，从而霍尔传感器输出电流越小。由于霍尔传感器检测杆变形与霍尔传感器输出电流是非线性变化，因此需要通过非线性-线性变换电路将检测到的面线张力大小转换为对应线性变换电流的大小，然后滤波，滤除干扰信号。

将滤波后信号发送大信号放大器2，将信号放大到可以处理的信号。模数转换3将连续的模拟量通过取样转换成离散的数字量，将可处理的模拟信号转换为数字信号，信号数字化是对原始信号进行数字近似。模数转换包括采样、量化和编码三个过程。采样是信号在时间上的离散化，按照一定的时间间隔在模拟信号上逐点采取瞬时值；量化是将连续幅度的抽样信号转换成离散时间、离散幅度的数字信号；编码是将量化后的信号编码成二进制代码输出。

编码后二进制代码传输给中央处理器4。中央处理器4接收到信号后，通过张力比较电路5将信号与预设定的最小值和最大值进行比较，并将比较结果反馈给中央处理器4。中央处理器4根据反馈信号，计算出相应张力调整大小，并发出张力调整指令给张力调整电路6。张力调整电路6接收到指令后，对面线张力进行调整，然后张力检测1重新对调整后张力进行检测。

如图2所示，步骤21为圆扣眼锁眼机系统处在正常工作状态。步骤22为系统设置面线张力的最大值B和最小值A，面线张力的最大值B和最小值A根据工作对象、工作环境、工作状态的不同而变化，一般需要多次实测后，保存在存储系统芯片中。步骤24为正常工作状态下，判断检测到得面线张力值是否大于面线张力设置最小值A，如果判断结果为是，表示检测张力满足最小值要求，则执行步骤25；如果判断结果为否，表示检测张力不满足最小值要求，需要增大面线张力，则执行步骤23。步骤23表示检测到得面线张力小于设定的最小值，需要增大面线张力，此时需要增大增益调整使能，减小差分输入使能，从而使D值增大，然后判断D与A的大小关系。步骤25表示面线张力检测值满足最小值要求，此时需要判断检测到得面线张力值是否满足最大值要求，如果判断结果为否，表示检测的张力大于或等于设定最大值，不满足最大值要求，此时需要减小面线张力，以来满足面线张力要求，则执行步骤26；如果判断结果为是，表示检测到的面线张力小于设定最大值，满足面线张力范围要求，则执行步骤27。步骤26表示检测到得面线张力大于或等于设定的最大值，需要减小面线张力，此时需要减小增益调整使能，增大差分输入使能，从而使D值减小，然后再次判断D与A的大小关系。步骤27表示检测到的面线张力值介于设定最小值A与最大值B之间，属于正常面线张力拨动范围，不需要调整面线张力大小，继续保持原有大小工作。步骤28判断缝纫工作是否完成，如果判断为否，则执行步骤24，继续判断面线张力是否在设定范围内，如果在设定范围内，继续工作，如果超出设定范围，则重复上述过程，调整面线张力大小；如果判断结果为是，表示缝纫工作完成。

在图2中，步骤22面线张力最大值B和最小值A的设定根据工作对象、工作环境、工作状态的不同而变化。一般而言，面线张力最大值B和最小值A的大小随布料的厚度、布料的材料、电机运转的速度、面线与机械间的摩擦力等因素不同而变化。如果布料越厚，面线张力最小值A和最大值B就应该越大；布料越薄，面线张力最小值A和最大值B就应该越小。电机运转速度越快，面线张力最小值A和最大值B就应该越小；电机运转速度越慢，面线张力最小值A和最大值B就应该越大。布料越厚，电机的运转速度相应变慢，面线张力越大。布料越软，面线张力最小值A和最大值B越小，否则容易损坏布料；布料越硬，面线张力最小值A和最大值B越大，否则容易造成线迹不美观。面线与机械间的摩擦力越大，面线张力最小值A和最大值B越小；面线与机械间的摩擦力小，面线张力最小值A和最大值B可适当增大。面线张力最小值A和最大值B的值需要经过多次此测试，把测试结果保存在微控制器内置存储器中。

在图2中，步骤24面线张力D的大小，是面线张力检测传感器检测到的实际面线张力大小C，经过滤波器滤除干扰信号后，通过运算放大器放大，在经过模数转换而得到的数值。D值的大小是一个相对值，随之硬件检测电路的变化而不同。D值与面线张力检测传感器的灵敏度以及输出范围、滤波器铝板效果以及是否造成有效信号失真、放大器的放大倍数等因素有关。

Claims (3)

1.一种圆扣眼锁眼机面线张力检测控制方法，该方法包括如下步骤：

（1）设定面线张力最小值A和最大值B；

（2）检测传感器检测线张力C；

（3）将张力C信号经运放放大后，通过模数转化电路，将其转换为数字信号D，并发送给中央处理器；

（4）中央处理器将判断D是否大于A；

（5）如果步骤（4）判断结果为否，则执行后续步骤（6）；

     如果步骤（4）判断结果为是，则执行后续步骤（7）；

（6）增大增益调整使能，减小差分输入使能，从而使D值增大，然后执行（4）；

（7）中央处理器将判断D是否小于B；

（8）如果步骤（7）判断结果为否，则执行后续步骤（9）；

     如果步骤（7）判断结果为是，则执行后续步骤（10）；

（9）减小增益调整使能，增大差分输入使能，从而使D值减小，然后执行（4）；

（10）保持增益调整使能和差分输入使能，继续工作。

2.根据权利要求1所述的圆扣眼锁眼机面线张力检测控制方法，其特征在于：所述的设定面线张力最小值A和最大值B随布料的厚度、布料的材料、电机运转的速度、面线与机械间的摩擦力因素不同而变化。

3.一种用于实现权利要求1所述圆扣眼锁眼机面线张力检测控制方法的装置，包括面线检测及张力线性变换模块（101），信号放大模块（102），模拟信号转换为数字信号的模数变换模块（103），张力信号处理模块（104），张力比较模块（105），张力调整模块（106）；面线检测及张力线性变换模块（101）、信号放大模块（102）、模拟信号转换为数字信号的模数变换模块（103）、张力信号处理模块（104）、张力比较模块（105）依次连接；张力信号处理模块（104）、张力调整模块（106）、面线检测及张力线性变换模块（101）依次连接。

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