CN103792884A

CN103792884A - 地毯打样机数控系统的设计

Info

Publication number: CN103792884A
Application number: CN201210426288.XA
Authority: CN
Inventors: 王兆森; 戴惠良; 孟晶
Original assignee: Rizhao Beier Machinery Co Ltd
Current assignee: Rizhao Beier Machinery Co Ltd
Priority date: 2012-10-31
Filing date: 2012-10-31
Publication date: 2014-05-14

Abstract

.地毯打样机数控系统，包括伺服控制系统和控制软件，其特征在于，还包括以太网通讯单元以及气动系统，所述控制软件安装在PC机中，所述以太网通讯单元将传递控制软件发送的命令，控制伺服控制系统运动和气动系统运行，同时将伺服控制系统的运动参数发回至控制软件中，实现监控功能。

Description

地毯打样机数控系统的设计

技术领域

本发明属于纺织机械领域。

技术背景

近年来，机制地毯业发展迅猛，每年增长量在20%左右，地毯的需求量与日俱增。市场对地毯质量、花色等方面也有了更高的要求，需要不断推陈出新。地毯设计师们完成设计之后首先需要根据用户要求对地毯进行打样，才决定是否投入生产。传统的地毯打样机或在生产机器上放样准备时间很长，生产效率很低，造成大量劳力与纱线原料的浪费，无法满足瞬时万变的市场需求。

发明内容

为解决生产线上打样时间长，耽误生产进度，缺乏灵活性的问题，难以满足市场需求。本发明提供一种数控地毯打样机。

本发明的数控地毯打样机伺服控制系统，结构简单，实现５个电机协调运转，快速的地毯自动放样。操作简单，可靠性高。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种伺服控制系统，包括上位机ＰＣ，人机界面，６轴运动控制卡，运动控制卡配套信号接口板，４个伺服电机驱动器，４个伺服电机，步进电机驱动器，步进电机，接近开关，气动设备，样机机头以及底板。

所述的人机界面安装在上位机ＰＣ中，所述的运动控制卡通过工业网线与上位机ＰＣ相连接。所述的４个伺服电机驱动器以及步进电机驱动器通过ＤＢ１５插座接到运动控制卡信号接口板运动－反馈接口。所述的４个伺服电机和步进电机分别连接到４个伺服电机驱动器和步进电机驱动器上。所述的接近开关信号连接在运动控制卡信号接口ＤＢ３７Ｉ／Ｏ接口。所述的样机机头包括夹绒机构，割绒机构，针刺机构，线库。夹绒机构由鸟嘴以及导向器组成；割绒机构由割刀组成；针刺机构由插针组成；线库用于储存纱线。所述夹绒与割绒由伺服电机１带动，通过机械结构的设计保证了夹绒与割绒精确的时序配合。所述针刺机构伺服电机２带动，通过调节电机转速调整针刺深度，从而制造出不同绒高的地毯样品。所述纱架由步进电机带动。所述底板安装在样机架上，底板Ｘ，Ｙ轴运动分别由伺服电机３、4带动。

本发明的系统软件的工作流程包括下列步骤：

数控地毯打样机控制系统加电后首先装配数据和模块，并配置运动控制卡以及相连的各种设备。加载或者设计地毯图案并进行初始化参数设置，软件设置完成后，进行系统校正，验证各运动部件是否回到初始位置，收到传感器信号之后，校正结束，进入正式打样状态。

软件通过人机界面调度整个系统的运行：依据用户的操作，读取软件信号，并选择相应的功能模块进行对应的操作；运动控制卡根据上位机软件指令对交流伺服电机、步进电机和气动系统实施控制，并对地毯打样机的各种状态进行在线实时监控。

打样图案通过调用标准图案或者用户通过图案设计模块进行设计。软件内部对打样图案进行自动计算，转化成打样数据，以文件形式保存在系统的存储器中；用户可对打样图案进行复制、删除、修改、组合；

用户设置好图案之后，先要调用参数设置模块设置或修改参数；然后调用手动操作模块进行系统校正；最后进行自动打样；系统运行期间如发生错误，则在上位机显示报警信息；

电脑控制单元是本发明的核心部分，由PC机、运动控制卡和信号接口板组成，它负责系统软件的运行，实现参数输入、文件管理、5轴联合运动控制、8路带光电隔离的开关量信号输入与输出。

PC机用于运行上位机控制软件以及运行过程中生成的各种数据文件的存储。PC机通过工业网线与运动控制卡连接，通过以太网进行数据的传输。

运动控制卡主要完成5轴的协调运动。它拥有8点通用数字输出口和8点数字通用输入口。运动控制卡的核心部件是一个68331微处理器，由它及周围的接口电路芯片实现了5轴运动控制、开关量输入和输出控制功能。

伺服驱动单元由交流伺服驱动器和步进电机，以及与它们相连的电机组成，是整个系统的执行单元。打样机机头部分运动由两个伺服电机带动，电机旋转一周完成一个绒织循环。底板X 、Y方向运动由两个伺服电机带动滚珠丝杠完成运动。在X 、Y轴运动的起始位置安装2个接近开关，作为机械原点位置的知识。电机旋转运动同时将位置信号反馈至运动控制卡，实现闭环控制。

系统供电单元为整个控制系统提供电源，由开关电源、变压器及整流板组成。系统输入电源为220V，交流220V电源供给开关电源、变压器、交流伺服驱动器，作为它们的输入。其中一个开关电源输出-12V-+12VDC电压给运动卡供电，另外一个开关电源提供24V电源为伺服电机驱动器供电。

本发明设计的控制软件采用VB6.0和Galil程序混合编程，程序结构简单，可靠性高。

本发明设计的数控地毯小样织机可以实现最多20种颜色的地毯小样自动打样。人机界面友好、操作方便。本发明设计的系统采用模块化单元结构，各单元内部相对独立，集成化程度高，结构简单，便于调试。

附图说明

图1 为本发明的数控地毯小样机控制系统总体机构示意框图

图2为为本发明的数控地毯小样机控制系统原理图

图3为本发明的数控地毯小样机控制系统软件流程图

图4为本发明的数控地毯小样机控制系统运动时序图

具体实施方式

下面结合具体实施实例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定范围。

如图1所示，本发明的事实方式涉及一种数控地毯打样机，包括ＰＣ机1、运动控制卡2、运动-反馈接口3、I/O信号接口4、伺服电机驱动器5-8、步进电机驱动器9、传感器开关10、气动系统11、伺服电机12-15、步进电机16。所述的伺服电机12 控制底板的X轴方向运动，所述的伺服电机13控制底板Y轴方向运动，所述的伺服电机14控制机头各部分的协调运动，所述的伺服电机15 控制绒织深度，所述的步进电机16控制线库的旋转，所述的传感器开关10保证各运动部件能运动到指定位置，所述的气动系统11控制鸟嘴的张开和闭合以及保持运动台面的清洁。

实施例1

（1）硬件检查：系统上电，检查传感器信号是否正常，运动控制卡正确连接。

（2）参数设置：加载标准图形文件，设置板号，包括底板尺寸参数：X轴孔数，Y轴孔数。设置颜色条，根据该颜色在纱架中的位置设置色条编号，并设定绒织高度：可以设置指定绒高，任意绒高或最大绒高。

（3）系统校正回零：进入状态设置菜单，通过手动操作模式将个运动部件移动到零点位置，等到传感器信号变成绿色即表示回零完成。设置鸟嘴打开与闭合时间，先设置每秒1个循环，进行单针循环。单针加工成功后设置没面2个循环，继续测试，测试通过之后可再加快速度到每秒3个循环。

（4）绒织开始：根据需求设置不同的绒织速度，开始绒织。

Claims

1.地毯打样机数控系统，包括伺服控制系统和控制软件，其特征在于，还包括以太网通讯单元以及气动系统，所述控制软件安装在PC机中，所述以太网通讯单元将传递控制软件发送的命令，控制伺服控制系统运动和气动系统运行，同时将伺服控制系统的运动参数发回至控制软件中，实现监控功能。

2.根据权利要求书1所述的伺服控制系统，其特征在于，还包括了Galil运动控制卡，对4个伺服电机，1个步进电机进行控制，所述Gaili运动控制卡有ＤＢ１５插座接到运动控制卡信号接口板运动－反馈接口和ＤＢ３７Ｉ／Ｏ接口，所述I/O接口处理伺服电机编码器反馈信号和传感器信号。

3.根据权利要求书1所述的伺服控制系统，其特征在于，还包括了4个伺服电机和1个步进电机，接近开关，所述的４个伺服电机驱动器以及步进电机驱动器通过ＤＢ１５插座接到运动控制卡信号接口板运动－反馈接口，所述的４个伺服电机和步进电机分别连接到４个伺服电机驱动器和步进电机驱动器上，4. 所述的接近开关信号连接在运动控制卡信号接口ＤＢ３７Ｉ／Ｏ接口。

4.根据权利要求书1所述的控制软件，其特征在于，包括了上位机软件刚和下位机软件，所述上位机软件基于VB6.0，主要实现人机交互，对图像进行量化处理，还包括对图案的设计，运动参数的设置以及运动校正，所述下位机软件基于Galil软件实现对运动轨迹的控制。

5.根据权利要求书1所述的控制系统，其特征在于，包括了运动时序的设计，保证多轴运动的精确性，并可以通过所述控制软件对时序进行设置与更改。