CN104731008B - 一种嵌入式电子贾卡梳 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种嵌入式电子贾卡梳，配套经编机用于生产提花织物，包括MCU、花型数据存储器、同步传感器、贾卡驱动电路、升压电路、通信接口以及贾卡导纱针块。当根据工艺要求经编机需安装多个嵌入式电子贾卡梳时，上位工控机通过通信接口采用菊花链式通信方式逐次向嵌入式电子贾卡梳传输花型数据，并保存于各自的花型数据存储器中。每个嵌入式电子贾卡梳以MCU为核心部件，利用花型数据存储器、同步传感器、贾卡驱动电路、升压电路等部件驱动贾卡导纱针块实现经编贾卡提花。在经编机运行时，本发明设计的嵌入式电子贾卡梳可以脱离上位工控机且无需额外接入高压电源独立工作。

Description

一种嵌入式电子贾卡梳
技术领域
本发明属于纺织机械装备控制领域，特别是一种面向经编机提花控制的嵌入式电子贾卡梳。
背景技术
贾卡是经编生产中一种重要的提花方法。当前，经编机的贾卡控制方式从早期的机械式已经发展为压电陶瓷式。压电贾卡控制系统可以通过压电效应精确地控制每根压电陶瓷贾卡针的左右偏移动作实现贾卡提花，通常多个压电陶瓷贾卡针构成一把贾卡梳。传统的压电贾卡控制系统一般由PLC控制器、通信中继板、压电驱动板、贾卡梳等多个分离的电子板卡组成。由于经编车间生产环境恶劣，结构复杂的多板卡级联形式的传统贾卡控制系统存在可靠性低、检修困难等固有缺陷，限制了经编贾卡提花控制技术的大规模、产业化发展。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种嵌入式电子贾卡梳，只需供电就可高可靠工作的新一代产品。其主要目的在于克服现有多板卡级联形式的贾卡控制系统存在的结构复杂、可靠性低以及检修困难等固有缺陷，是一个高度集成、具有高可靠性、功能完备、自成一体、满足恶劣工业现场环境的新一代嵌入式集成控制系统。
为实现上述目的，本发明采用以下方案实现：一种嵌入式电子贾卡梳,包括贾卡梳，其特征在于：所述贾卡梳内集成有MCU、花型数据存储器、同步传感器、贾卡驱动电路、升压电路以及第一通信接口；所述MCU通过通信接口将上位工控机中由经编CAD软件生成的花型工艺文件下载到花型数据存储器；同步传感器检测经编机的运行状态产生实时同步信号，用于该嵌入式电子贾卡梳与经编机保持同步工作；根据所述实时同步信号，MCU将花型工艺文件中当前步贾卡针偏移数据输出到贾卡驱动电路，贾卡驱动电路将接收到的贾卡针偏移数据直接转换成高压驱动信号，从而驱动贾卡导纱针块，其中高压电源由所述升压电路提供。
在本发明一实施例中，所述经编机设置有多个嵌入式电子贾卡梳，采用菊花链式通信方式依次连接全部嵌入式电子贾卡梳，逐次传输花型数据。
在本发明一实施例中，所述贾卡梳内还集成有第二通信接口，该第二通信接口用于和下一把嵌入式电子贾卡梳通信；该菊花链式通信方式具体为：上位工控机中的CAD软件生成的花型工艺文件首先通过第一通信接口传输到第一把嵌入式电子贾卡梳，再由第一把嵌入式电子贾卡梳通过第二通信接口传输到第二把嵌入式电子贾卡梳，即每把嵌入式电子贾卡梳只能够接收上一把嵌入式电子贾卡梳发送的花型工艺文件、只能够向下一把嵌入式电子贾卡梳发送花型工艺文件，以此类推直至最后一把嵌入式电子贾卡梳。
在本发明一实施例中，所述嵌入式电子贾卡梳采用全双工的工作模式，在每把嵌入式电子贾卡梳接收到上一把嵌入式电子贾卡梳发送的花型工艺文件后，会发回一个校验码表示确认成功接收到花型工艺文件，否则会发出故障警报。
在本发明一实施例中，在上位工控机向经编机上安装的所有嵌入式电子贾卡梳下载完工艺文件后，由于不同的嵌入式电子贾卡梳中所需的工艺文件不同，所述MCU根据工艺文件动态地给嵌入式电子贾卡梳分配一个随机数，加上所在菊花链中的位置信息，组成一个唯一的ID号，以利快速定位嵌入式电子贾卡梳。
在本发明一实施例中，所述MCU采用8位AVR微处理器Atmega16 。
本发明一实施例中，所述的贾卡导纱针块为16针贾卡导纱针块。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
（1）集成度高：不同于普通贾卡梳，本发明所述的嵌入式电子贾卡梳将传统的贾卡控制系统的功能集成于内部，大大提高了可靠性；
（2）直接升压电路：嵌入式电子贾卡梳集成升压电路，无需额外敷设大量繁琐的用于驱动压电陶瓷贾卡针的高压电源电缆，有效减少施工周期、材料成本和维护费用；
（3）先进的分布式控制架构：将经编机贾卡提花控制功能分散到能够独立脱机运行各个嵌入式电子贾卡梳，使得硬件系统结构积木化，结构简单，维护方便，可靠性高。
附图说明
图1是嵌入式电子贾卡梳的原理框图。图中：嵌入式电子贾卡梳-1、MCU（微控制器）-2、花型数据存储器-3、同步传感器-4、贾卡驱动电路-5、及升压电路-6、第一通信接口-7、第二通信接口-8、贾卡导纱针块-9、上位工控机-10、经编机-11以及低压工作电源（+5V）-12。
图2是菊花链式多嵌入式贾卡梳通信方式原理框图。
图3是升压和驱动电路原理框图。图中：功率放大电路-13、升压变压器-14、低压串口-高压并口转换器（HV507）-15。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。
如图1所示，本实施例提供一种嵌入式电子贾卡梳-1，其是一个嵌入式集成控制系统：将MCU（微控制器）-2、花型数据存储器-3、同步传感器-4、贾卡驱动电路-5、升压电路-6、第一通信接口-7、第二通讯接口-8集成于嵌入式电子贾卡梳-1的头部，驱动贾卡导纱针块-9；该嵌入式电子贾卡梳-1可不依赖于上位工控机-10和额外的高压驱动电源而独立工作。
请继续参见图1，本实施例中，该经编机贾卡系统是一个分布式控制系统，每把嵌入式电子贾卡梳（子系统）都能够脱机独立工作，MCU-2采用高性能、低功耗的8位AVR微处理器Atmega16 ；该MCU-2是嵌入式电子贾卡梳的核心部件，Atmega16内部含有少量的存储空间，不足时可通过花型数据存储器-3扩展，该芯片采用具有高可靠性、高速/高耐久性数据读写、低功耗、抗辐射等优点的非易失性FRAM芯片（FM24C512，512K容量），提高嵌入式电子贾卡梳在恶劣工业环境的可靠性；该MCU能够通过第一通信接口-7将上位工控机-10中由经编CAD软件生成的花型工艺文件下载到花型数据存储器-3（EEROM）；同步传感器-4能够检测经编机-11的运行状态产生同步信号，用于嵌入式电子贾卡梳-1与经编机-11保持同步工作；根据实时同步信号，MCU-2将花型工艺文件中当前步贾卡针偏移数据输出到贾卡驱动电路-5，贾卡驱动电路-5将接收到的贾卡针偏移数据直接转换成高压（+200V）驱动信号，从而驱动贾卡导纱针块-9，其中高压（+200V）电源由升压电路-6提供。贾卡驱动电路-5和升压电路-6的基本原理如图3所示。
本发明提出的嵌入式电子贾卡梳-1集成有同步传感器-4，该同步传感器-4可以为工控系统中常用的接近开关，根据其提供的同步信号，嵌入式电子贾卡梳-1能够自动、智能地与经编机保持同步运行，在从上位工控机-10（或在线下）接收并存储花型数据文件后，即可脱离上位工控机-10独立运行，是一个高度集成、功能完备、自成一体的嵌入式集成控制系统。
此外，本发明根据嵌入式电子贾卡梳-1驱动导纱针的输出功率较低的特性，将升压电路-6集成于嵌入式电子贾卡梳-1内部，使得在提供嵌入式电子贾卡梳-1的低压工作电源（+5V）-12的情况下，为贾卡驱动电路-5提供高压（+200V）电源，避免为嵌入式电子贾卡梳-1额外敷设高压（+200V）供电电缆，进一步提高了嵌入式电子贾卡梳-1的集成度和功能完整性。
请参见图2，本发明一实施例中，经编机可安装有多个该嵌入式电子贾卡梳，可采用菊花链式通信方式依次连接全部嵌入式电子贾卡梳，逐次传输花型数据。菊花链式通信方式解决多嵌入式电子贾卡梳通信问题方案，可进一步描述为：每把嵌入式电子贾卡梳-1拥有第一通信接口-7、第二通信接口-8：通信接口-7用于和上位工控机-10通信，第二通信接口-8用于和下一把嵌入式电子贾卡梳通信。上位工控机-10中的CAD软件生成的花型工艺文件首先通过第一通信接口-7传输到第一把嵌入式电子贾卡梳，再由第一把嵌入式电子贾卡梳通过第二通信接口-8传输到第二把嵌入式电子贾卡梳，即每把嵌入式电子贾卡梳只能够接收上一把嵌入式电子贾卡梳发送的花型工艺文件、只能够向下一把嵌入式电子贾卡梳发送花型工艺文件，以此类推直至最后一把嵌入式电子贾卡梳；
值得一提的是，本实施例中，该嵌入式电子贾卡梳采用全双工的工作模式，在每把嵌入式电子贾卡梳接收到上一把嵌入式电子贾卡梳发送的花型工艺文件后，会发回一个校验码表示确认成功接收到花型工艺文件，否则会发出故障警报，有效提高了嵌入式电子贾卡梳接收花型数据的可靠性和故障检测能力。
在上位工控机-10向经编机-11上安装的所有嵌入式电子贾卡梳下载完工艺文件后，由于不同的嵌入式电子贾卡梳中所需的工艺文件不同，MCU-2根据工艺文件动态地给嵌入式电子贾卡梳-1分配一个随机数，加上所在菊花链中的位置信息，组成一个唯一的ID号，进一步提供了快速定位嵌入式电子贾卡梳的方法和手段。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (3)

1.一种嵌入式电子贾卡梳,包括贾卡梳，其特征在于：所述贾卡梳内集成有MCU、花型数据存储器、同步传感器、贾卡驱动电路、升压电路以及第一通信接口；所述MCU通过通信接口将上位工控机中由经编CAD软件生成的花型工艺文件下载到花型数据存储器；同步传感器检测经编机的运行状态产生实时同步信号，用于该嵌入式电子贾卡梳与经编机保持同步工作；根据所述实时同步信号，MCU将花型工艺文件中当前步贾卡针偏移数据输出到贾卡驱动电路，贾卡驱动电路将接收到的贾卡针偏移数据直接转换成高压驱动信号，从而驱动贾卡导纱针块，其中高压电源由所述升压电路提供；
其中，所述经编机设置有多个嵌入式电子贾卡梳，采用菊花链式通信方式依次连接全部嵌入式电子贾卡梳，逐次传输花型数据；
其中，所述贾卡梳内还集成有第二通信接口，该第二通信接口用于和下一把嵌入式电子贾卡梳通信；该菊花链式通信方式具体为：上位工控机中的CAD软件生成的花型工艺文件首先通过第一通信接口传输到第一把嵌入式电子贾卡梳，再由第一把嵌入式电子贾卡梳通过第二通信接口传输到第二把嵌入式电子贾卡梳，即每把嵌入式电子贾卡梳只能够接收上一把嵌入式电子贾卡梳发送的花型工艺文件、只能够向下一把嵌入式电子贾卡梳发送花型工艺文件，以此类推直至最后一把嵌入式电子贾卡梳；
其中，所述嵌入式电子贾卡梳采用全双工的工作模式，在每把嵌入式电子贾卡梳接收到上一把嵌入式电子贾卡梳发送的花型工艺文件后，会发回一个校验码表示确认成功接收到花型工艺文件，否则会发出故障警报；
其中，在上位工控机向经编机上安装的所有嵌入式电子贾卡梳下载完工艺文件后，由于不同的嵌入式电子贾卡梳中所需的工艺文件不同，所述MCU根据工艺文件动态地给嵌入式电子贾卡梳分配一个随机数，加上所在菊花链中的位置信息，组成一个唯一的ID号，以利快速定位嵌入式电子贾卡梳。
2.根据权利要求1所述的一种嵌入式电子贾卡梳，其特征在于：所述MCU采用8位AVR微处理器Atmega16。
3.根据权利要求1所述的一种嵌入式电子贾卡梳，其特征在于：所述的贾卡导纱针块为16针贾卡导纱针块。
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