CN103995488A - 一种内衣机提花闭环控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内衣机提花闭环控制系统及控制方法，包括集成Cortex-M3内核的现场可编程门阵列的单芯片和执行机构单元；所述的集成Cortex-M3内核的现场可编程门阵列的单芯片包括实时控制单元和人机交互单元；所述的实时控制单元分别与执行机构单元、人机交互单元相连；所述的执行机构包括步进电机、气阀、选针器、正交编码器、传感器，且所述的实时控制单元分别与步进电机、气阀相连，所述的实时控制单元与选针器相连，所述的实时控制单元通过线路并经光耦隔离后分别与正交编码器、传感器相连；所述的实时控制单元还通过线路并经光耦隔离后与变频驱动控制电路相连。本发明提高内衣机编织效率，满足对高档面料的编织要求。

Description

一种内衣机提花闭环控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及一种内衣机提花闭环控制系统及控制方法，属于针织机械数控技术领域。

背景技术

    内衣机广泛用于针织行业，目前内衣机控制系统都已开环控制为主，控制系统发送命令给选针器，而选针器没有任何反馈给控制系统。所以控制系统无法知道当前选针器是够动作到位，只能靠人工检查布匹来判断选针器是否动作到位。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种内衣机提花闭环控制系统及控制方法。本发明克服了现有开环控制系统判断选针器好坏难，不容易发现刀片错误等缺点，提高内衣机编织效率，满足对高档面料的编织要求。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

    一种内衣机提花闭环控制系统，包括集成Cortex-M3内核的现场可编程门阵列的单芯片（FPGA)和执行机构单元，其中所述的集成Cortex-M3内核的现场可编程门阵列的单芯片包括实时控制单元和人机交互单元；所述的实时控制单元分别与执行机构单元、人机交互单元相连；所述的执行机构单元包括步进电机、气阀、选针器、正交编码器、传感器，且所述的实时控制单元通过CAN总线分别与步进电机、气阀相连，所述的实时控制单元通过RS485总线并经高速隔离后与选针器相连，所述的实时控制单元通过线路并经光耦隔离后分别与正交编码器、传感器相连，所述的实时控制单元还通过线路并经光耦隔离后与变频驱动控制电路相连。

    所述的传感器包括圈零位传感器、断纱传感器、储纬断纱传感器、漏针传感器；所述的实时控制单元通过线路并经光耦隔离后分别与正交编码器、圈零位传感器、断纱传感器、储纬断纱传感器、漏针传感器、变频驱动控制电路相连。

所述的变频驱动控制电路通过线路与针筒相连。

所述的人机交互单元包括USB串口总线、双倍速率同步动态随机存储器、LVDS总线接口、Flash存储器、以太网交换机；且所述的实时控制单元通过FPGA内部线路分别与USB串口总线、双倍速率同步动态随机存储器(DDR)、RS644总线接口(LVDS)、Flash存储器、以太网交换机相连；所述的RS644总线接口还通过线路与液晶显示器相连。

所述的选针器为带反馈的压电陶瓷选针器。

一种内衣机提花闭环控制系统的控制方法，包括如下步骤：

1）由液晶显示器显示并通过操作将花型文件通过USB串口总线的接口或以太网交换机导入集成Cortex-M3内核的现场可编程门阵列的单芯片的实时控制单元内，并通过实时控制单元解析成相应的编织文件，存于Flash存储器中；

2）按下内衣机启动按钮，实时控制单元控制所有变频器输出，驱动内衣机针筒转动，固定在针筒上的正交编码器读取当前针位脉冲。

3）根据步骤1）解析成的相应编织文件和步骤2）中的针位脉冲，实时控制单元通过RS485总线把数据送到选针器中，每个选针器执行相应的动作； 

4）根据步骤1）解析成的相应编织文件和步骤2）中的针位脉冲，实时控制单元通过CAN总线把数据送到步进电机中，每个步进电机执行相应的动作。

5）根据步骤1）解析成的相应编织文件和步骤2）中的针位脉冲，实时控制单元通过CAN总线把数据送到气阀中，每个气阀执行相应的动作。

6）所述的执行机构单元所对应的各执行器根据收到的数据完成相应的动作。

7）当选针器检测到有错误时，通过RS485总线发送错误信息到实时控制单元，实时控制单元执行相应的处理和显示，从而形成闭环控制系统。

8）当有断纱，漏针时，通过安装的断纱传感器，漏针传感器把传感信号送到实时控制单元，实时控制单元进行停机报警处理。

9）重复第二、三、四、五、六、七、八步操作，直至完成整个内衣提花工序。

本发明的有益效果为：本发明实现了内衣机控制系统的闭环控制，并且采用总线的方式连接各个执行器，使得内衣机的布线得到简化，并且控制系统可以实时了解当前选针器的状态，这为编织高档面料提供了一种有效的控制方式，克服了现有开环控制系统判断选针器好坏难，不容易发现刀片错误等缺点，避免了纱线浪费、提高内衣机编织效率，满足对高档面料的编织要求。

附图说明

    图1是本发明的结构示意图。

 

具体实施方式

实施例1

    如图1所示的一种内衣机提花闭环控制系统,包括集成Cortex-M3内核的现场可编程门阵列的单芯片（FPGA)和与其相连的执行机构单元2，其中所述的集成Cortex-M3内核的现场可编程门阵列的单芯片包括实时控制单元1和人机交互单元；所述的实时控制单元1分别与执行机构单元2、人机交互单元相连；人机交互单元用来监控内衣机编织时的参数，花型文件的输入输出，以及各种编织参数的设置，并且其视频信号用LVDS输出；所述的执行机构单元2包括步进电机3、气阀4、选针器5、正交编码器6、传感器，且所述的实时控制单元1通过CAN总线分别与步进电机3、气阀4相连，所述的实时控制单元1通过RS485总线并经高速隔离后与选针器5相连，本实施例所述闭环控制系统是基于带反馈的压电陶瓷选针器5，压电陶瓷选针器5装有振动传感器，用来采集刀片振动信号，所述的实时控制单元1通过线路并经光耦隔离后分别与正交编码器6、传感器相连；所述的实时控制单元1还通过线路并经光耦隔离后与变频驱动控制电路11相连。所述的传感器包括圈零位传感器7、断纱传感器8、储纬断纱传感器9、漏针传感器10；所述的实时控制单元1通过线路并经光耦隔离后分别与正交编码器6、圈零位传感器7、断纱传感器8、储纬断纱传感器9、漏针传感器10、变频驱动控制电路11相连，所述的变频驱动控制电路11通过线路与针筒18相连，用来驱动针筒18转动。所述的人机交互单元包括USB串口总线12、双倍速率同步动态随机存储器13、LVDS总线接口14、Flash存储器 15、以太网交换机16；且所述的实时控制单元1通过FPGA内部线路分别与USB串口总线12、双倍速率同步动态随机存储器(DDR)13、RS644总线接口(LVDS)14、Flash存储器15、以太网交换机16相连；所述的RS644总线接口13还通过线路与液晶显示器17相连。

一种内衣机提花闭环控制系统的控制方法，包括如下步骤：

1）由液晶显示器17显示并通过操作将花型文件通过USB串口总线12的接口或以太网交换机16导入集成Cortex-M3内核的现场可编程门阵列的单芯片的实时控制单元1内，并通过实时控制单元1解析成相应的编织文件，存于Flash存储器 中；

2）按下内衣机启动按钮，实时控制单元1控制所有变频器输出，驱动内衣机针筒18转动，固定在针筒18上的正交编码器6读取当前针位脉冲。

3）根据步骤1）解析成的相应编织文件和步骤2）中的针位脉冲，实时控制单元1通过RS485总线把数据送到选针器5中，每个选针器5执行相应的动作； 

4）根据步骤1）解析成的相应编织文件和步骤2）中的针位脉冲，实时控制单元1通过CAN总线把数据送到步进电机3中，每个步进电机3执行相应的动作。

5）根据步骤1）解析成的相应编织文件和步骤2）中的针位脉冲，实时控制单元1通过CAN总线把数据送到气阀4中，每个气阀4执行相应的动作。

6）所述的执行机构单元2所对应的各执行器根据收到的数据完成相应的动作。

7）当选针器5检测到有错误时，通过RS485总线发送错误信息到实时控制单元1，实时控制单元1执行相应的处理和显示，从而形成闭环控制系统。

8）当有断纱，漏针时，通过安装的断纱传感器8，漏针传感器10把传感信号送到实时控制单元1，实时控制单元1进行停机报警处理。

9）重复第二、三、四、五、六、七、八步操作，直至完成整个内衣提花工序。

本实施例实现了内衣机控制系统的闭环控制，并且采用总线的方式连接各个执行器，使得内衣机的布线得到简化，并且控制系统可以实时了解当前选针器的状态，这为编织高档面料提供了一种有效的控制方式，克服了现有开环控制系统判断选针器好坏难，不容易发现刀片错误等缺点，避免了纱线浪费、提高内衣机编织效率，满足对高档面料的编织要求。

Claims (6)

1.    一种内衣机提花闭环控制系统，其特征在于：包括集成Cortex-M3内核的现场可编程门阵列的单芯片和执行机构单元（2）其中所述的集成Cortex-M3内核的现场可编程门阵列的单芯片包括实时控制单元（1）和人机交互单元；所述的实时控制单元（1）分别与执行机构单元（2）、人机交互单元相连；所述的执行机构单元（2）包括步进电机（3）、气阀（4）、选针器（5）、正交编码器（6）、传感器，且所述的实时控制单元（1）通过CAN总线分别与步进电机（3）、气阀（4）相连，所述的实时控制单元（1）通过RS485总线并经高速隔离后与选针器（5）相连，所述的实时控制单元（1）通过线路并经光耦隔离后分别与正交编码器（6）、传感器相连；所述的实时控制单元（1）还通过线路并经光耦隔离后与变频驱动控制电路（11）相连。

2.    如权利要求1所述的一种内衣机提花闭环控制系统，其特征在于：所述的传感器包括圈零位传感器（7）、断纱传感器（8）、储纬断纱传感器（9）、漏针传感器（10）；所述的实时控制单元（1）通过线路并经光耦隔离后分别与正交编码器（6）、圈零位传感器（7）、断纱传感器（8）、储纬断纱传感器（9）、漏针传感器（10）、变频驱动控制电路（11）相连。

3.如权利要求1或2所述的一种内衣机提花闭环控制系统，其特征在于：所述的变频驱动控制电路（11）通过线路与针筒（18）相连。

4.如权利要求1所述的一种内衣机提花闭环控制系统，其特征在于：所述的人机交互单元包括USB串口总线（12）、双倍速率同步动态随机存储器（13）、LVDS总线接口（14）、Flash存储器（15）、以太网交换机（16）；且所述的实时控制单元（1）通过FPGA内部线路分别与USB串口总线（12）、双倍速率同步动态随机存储器（13）、RS644总线接口（14）、Flash存储器（15）、以太网交换机（16）相连；所述的RS644总线接口（13）还通过线路与液晶显示器（17）相连。

5.如权利要求1所述的一种内衣机提花闭环控制系统，其特征在于：所述的选针器（5）为带反馈的压电陶瓷选针器。

6.一种内衣机提花闭环控制系统的控制方法，其特征在于包括如下步骤：

1）由液晶显示器（17）显示并通过操作将花型文件通过USB串口总线（12)的接口或以太网交换机(16)导入集成Cortex-M3内核的现场可编程门阵列的单芯片的实时控制单元（1）内，并通过实时控制单元（1）解析成相应的编织文件，存于Flash存储器(15)中；

2）按下内衣机启动按钮，实时控制单元（1）控制所有变频器输出，驱动内衣机针筒（18）转动，固定在针筒（18）上的正交编码器（6）读取当前针位脉冲；

3）根据步骤1）解析成的相应编织文件和步骤2）中的针位脉冲，实时控制单元（1）通过RS485总线把数据送到选针器（5）中，每个选针器（5）执行相应的动作； 

4）根据步骤1）解析成的相应编织文件和步骤2）中的针位脉冲，实时控制单元（1）通过CAN总线把数据送到步进电机（3）中，每个步进电机（3）执行相应的动作；

5）根据步骤1）解析成的相应编织文件和步骤2）中的针位脉冲，实时控制单元（1）通过CAN总线把数据送到气阀（4）中，每个气阀（4）执行相应的动作；

6）所述的执行机构单元（2）所对应的各执行器根据收到的数据完成相应的动作；

7）当选针器（5）检测到有错误时，通过RS485总线发送错误信息到实时控制单元（1），实时控制单元（1）执行相应的处理和显示，从而形成闭环控制系统；

8）当有断纱，漏针时，通过安装的断纱传感器（8），漏针传感器（10）把传感信号送到实时控制单元（1），实时控制单元（1）进行停机报警处理；

9）重复第二、三、四、五、六、七、八步操作，直至完成整个内衣提花工序。