CN104911830B - 一种缝纫机送料控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种缝纫机送料控制系统及其控制方法，所述缝纫机送料控制系统包括：一个送料驱动装置，一个变速区设置模块，一个变速区采样点设置模块，两个分别设置在所述起点变速区与终点变速区的位置检测模块，两个分别设置在所述起点变速区与终点变速区的时间采样模块，一个速度计算模块，一个速度控制模块。由于本发明所提供的缝纫机送料控制系统上述的各功能模块，使得使用直流电机作为送料驱动装置成为可能，可以达到的降低成本的目的。同时可以通过变速区采样点设置模块对采样点多少的设置来调节控制精度的高低，从而可以根据实际的需求来调节整个控制系统的控制精度，达到成本与控制精度的相互平衡。本发明还提供一种缝纫机送料控制系统的控制方法。

Description

一种缝纫机送料控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种缝纫机的控制设备，特别是一种缝纫机送料控制系统及其控制方法。

背景技术

现有的工业缝纫机用的驱动电机一般是采用交流异步电动机或伺服电机。在使用中，交流异步电动机存在着如下缺点：1，效率低，耗电高，体积在，重量重；2、电机始终处于通电状态，即使缝纫机不在运行，电机仍在转动；3、起动转矩小，起动时间无法进一步缩短；4、速度控制不便，调速困难；5、必须采用机械摩擦抽动，其制动器体积大，可靠性差。与交流异步电动机相比，采用伺服电机搭配编码器实现闭环控制，优点在于控制精度高，运转平稳，但是成本高，然而并不是所有的送料都需要高的控制精度，因此寻找一种在控制精度与成本之间相互平衡的送料控制系统成为工业缝纫机的需要。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种缝纫机送料控制系统及其控制方法，以满足上述需求。

一种缝纫机送料控制系统，其包括：

一个送料驱动装置，用于将布料从起点传送到终点，以及再从该终点空载返回到所述起点；

一个变速区设置模块，用于在所述起点设置一段起点变速区，并在所述终点设置一段终点变速区；

一个变速区采样点设置模块，用于分别在所述起点变速区与终点变速区设置多个采样点；

两个分别设置在所述起点变速区与终点变速区的位置检测模块，该位置检测模块分别用于检测所述送料驱动装置在起点变速区时，该起点变速区的各采样点到所述起点的距离，以及用于检测所述送料驱动装置在终点变速区时，该终点变速区的各采样点到所述终点的距离；

两个分别设置在所述起点变速区与终点变速区的时间采样模块，该采样模块用于采集所述送料驱动装置处于所述起点变速区与终点变速区时各采样点与起点或终点之间的时间差；

一个速度计算模块，用于接收来自所述位置检测模块与时间采样模块的数据，并计算任意两个相邻采样点之间的布料传送的平均速度；

一个速度控制模块，用于接收来自所述速度计算模块所计算得到的平均速度，并根据该平均速度控制所述送料驱动装置的工作状态。

进一步地，所述位置检测模块的检测距离大于或等于所述起点变速区及终点变速区的距离。

进一步地，在所述起点变速区与终点变速区之间，所述速度控制模块控制所述送料驱动装置匀速运动。

进一步地，在送料行程中，所述速度控制模块控制所述送料驱动装置在起点变速区从起点以0的速度加速到其最大速度。

进一步地，在送料行程中，所述速度控制模块控制所述送料驱动装置在终点变速区从其最大速度减速到0并到达所述终点。

进一步地，在空载行程中，所述速度控制模块控制所述送料驱动装置在终点变速区从终点以0的速度加速到其最大速度。

进一步地，在空载行程中，所述速度控制模块控制所述送料驱动装置在起点变速区从其最大速度减速到0并到达所述起点。

进一步地，所述送料驱动装置包括一个直流电机。

进一步地，所述位置检测模块包括一个直线位移传感器。

一种缝纫机送料控制系统的控制方法，其包括如下步骤：

提供一个送料驱动装置以将布料从起点传送到终点，以及再从该终点空载返回到所述起点；

提供一个变速区设置模块以在所述起点设置一段起点变速区，并在所述终点设置一段终点变速区；

提供一个变速区采样点设置模块以分别在所述起点变速区与终点变速区设置多个采样点；

提供两个分别设置在所述起点变速区与终点变速区的位置检测模块以分别用于检测所述送料驱动装置在起点变速区时，该起点变速区的各采样点到所述起点的距离，以及用于检测所述送料驱动装置在终点变速区时，该终点变速区的各采样点到所述终点的距离；

提供两个分别设置在所述起点变速区与终点变速区的时间采样模块以采集所述送料驱动装置处于所述起点变速区与终点变速区时各采样点与起点或终点之间的时间差；

提供一个速度计算模块以接收来自所述位置检测模块与时间采样模块的数据，并计算任意两个相邻采样点之间的布料传送的平均速度；

提供一个速度控制模块以接收来自所述速度计算模块所计算得到的平均速度，并根据该平均速度控制所述送料驱动装置的工作状态。

与现有技术相比，由于本发明所提供的缝纫机送料控制系统具有所述的送料驱动装置，变速区设置模块，变速区采样点设置模块，位置检测模块，时间采样模块，速度计算模块，以及速度控制模块，使得使用直流电机作为送料驱动装置成为可能，而直流电机相对于通常使用的伺服电机价格更便宜，从而可以达到的降低成本的目的。同时可以通过变速区采样点设置模块对采样点多少的设置来调节控制精度的高低，从而可以根据实际的需求来调节整个控制系统的控制精度，达到成本与控制精度的相互平衡。

附图说明

以下结合附图描述本发明的实施例，其中：

图1为本发明提供的一种缝纫机送料控制系统的原理框图。

图2为图1的缝纫机送料控制系统所执行的送料线路示意图。

图3为图2的送料线路中一段变速区的采样示意图。

图4为图1的缝纫机送料控制系统的控制方法的流程图。

具体实施方式

以下基于附图对本发明的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅作为实施例，并不用于限定本发明的保护范围。

请参阅图1，其为本发明提供的缝纫机送料控制系统100的原理框图。所述缝纫机送料控制系统100包括一个送料驱动装置10，一个变速区设置模块11，一个变速区采样点设置模块12，两个位置检测模块13，两个分别设置在所述起点变速区与终点变速区的时间采样模块14，一个速度计算模块15，以及一个速度控制模块16。可以想到的是，一个缝纫机包括一切作为现有技术的其他功能模块，如支撑模块，缝制功能模块，上线功能模块等等，由于这些为现有技术，在此，不再详述。上述的各功能模块，即包括送料驱动装置10，变速区设置模块11，变速区采样点设置模块12，位置检测模块13，分别设置在所述起点变速区与终点变速区的时间采样模块14，速度计算模块15，以及速度控制模块16之间都电性连接，以传输数据与指令，完成所述缝纫机送料控制系统100的功能。需要说明的是，所述缝纫机还包括中央处理单元，存储单元，以完成数据的处理如计算，分配，统计与存储等功能，而这些皆为本领域所习知的技术。

所述送料驱动装置10可以包括一个直流电机。该直流电机的型号，输出功率，以及转速等参数可以根据实际的需要而选用。该直流电机因为其原理简单，相比起伺服电机，其价格将更低，因此有助于降低整个缝纫机的价格，当然，如果不考虑价格，伺服电机也可以使用。可以想到的是该送料驱动装置还可能包括设置在该直流电机上的传送皮带、导线、控制组件等。该送料驱动装置10与速度控制模块16电性连接，以接收来自该速度控制模块16的指令，从而通过控制组件控制该送料驱动装置10的输出参数，如速度，起动时间，以及停止时间等。还需要进一步说明的是，所述送料驱动装置10上还设置有一些传感发射装置，以便于下述的位置检测模块13，及时间采样模块14采集数据。

所述变速区设置模块11是由用户根据实际情况将参数输入到该缝纫机送料控制系统100中。如图2所示，A′B′是整个行程的距离，而A′为布料输送的起点，B′为布料输送的终点。可以想到的是这些参数，即A′B′，A′，以及B′皆为用户根据实际情况输入到缝纫机中的一些参数。在缝纫机的整个行程中，其包括A′到B′的送料行程，即起点到终点的送料行程，还包括B′到A′的空载行程，即终点到起点的返回行程，从而可以往复将布料送到缝纫机中缝制。可以想到的是在起点A′及终点B′，其速度皆应为0，即应是停止的状态，以加载布料和卸载布料。那从起点A′运行到终点B′，必然将有一段是加速阶段，还有一段是减速阶段，因此，所述变速区设置模块11将整个行程距离分为三段。在送料行程中，分A′A，AB，以及BB′，其中A′A为加速区，AB为匀速区，BB′为减速区。同理，在空载行程中，则为B′B，BA，以及AA′，其中B′B为加速区，BA为匀速区，以及AA′为减速区。在本实施例中，为了简单起见，所述A′A及AA′统称为起点变速区，BB′及B′B统称为终点变速区。该起点变速区A′A设置在所述起点A′，终点变速区B′B设置在终点B′。至少所述起点变速区及终点变速区的距离长短则根据所述位置检测模块13所能检测到的距离来设定，但所述起点变速区及终点变速区的距离一定是小于或等于所述位置检测模块13所能检测到的距离，否则将检测不到数据，将造成该缝纫机送料控制系统100的送料事故。

所述变速区采样点设置模块12用于由用户根据实际情况如所述起点变速区及终点变速区的距离长短分别在所述起点变速区与终点变速区设置多个采样点。采样点的设置实际上就是将所述起点变速区与终点变速区分为N段，其中N大于1，则在所述起点变速区与终点变速区中共有N+1个采样点。另外，由于起点与终点的速度为0，其是一个特殊的采样点，而根据采样检测原理，该起点或终点可以称之为标定点或参照点，即在所述送料驱动装置10的运行过程中的一些数据，如运行时间，运行距离皆应以该标定点或参照点作为参照进行计算。为了说明本发明的工作原理，图3对终点变速区B′B进行了采样点的设置，即将该终点变速区B′B分为N段，得到N+1个采样点即b₀、b₁、b₂、……b_n。

所述位置检测模块13具有两个，分别设置在所述起点变速区与终点变速区中，以检测所述送料驱动装置10通过各采样点时各采样点到标定点的距离。所述位置检测模块13可以为直线位置检测传感器。而该直线位置检测传感器的参数如功率，检测距离等的选用根据实际情况而定。当所述送料驱动装置10位于所述起点变速区时，则位于该起点变速区的位置检测模块13用于检测该起点变速区的各采样点到所述起点的距离。当所述送料驱动装置10位于所述终点变速区时，则位于该终点变速区的另一个位置检测模块13检测该终点变速区的各采样点到所述终点的距离。结合图3以终点变速区为例，Sb_i(i＝0、1、2、……、N-1、N)为某一个采样点到终点的距离，则两个相邻的采样点b_i+1、b_i之间的距离即为Sb_i+1-Sb_i。从而可以得到任意一个采样点的相对位置以及两个采样点之间的距离。该位置检测模块13所检测到的数据皆应传输到存储单元中以备使用。

所述时间采样模块14也具有两个，也分别设置所述起点变速区与终点变速区中，以检测所述送料驱动装置10通过各采样点时各采样点与标定点之间的时间差。所述时间采样模块14可以由所述直线位置检测传感器执行，也可以单独的时间传感器来执行，其为本领域技术人员所习知的技术，在此不再赘述。同样结合图以终点变速区为例，Tb_i(i＝0、1、2、……、N-1、N)为某一个采样点到终点之间的时间差，则两个相邻的采样点b_i+1、b_i之间的时间差即为Tb_i+1-Tb_i。从而可以得到任意一个采样点的相对时间以及两个采样点之间的时间差。该时间采样模块14所检测到的数据也皆应传输到存储单元中以备使用。

所述速度计算模块15接收来自所述位置检测模块13与时间采样模块14的数据，并计算任意两个相邻采样点b_i+1、b_i之间的布料传送的平均速度。该平均速度的计算公式为：

Vb_i＝(Sb_i+1-Sb_i)/(Tb_i+1-Tb_i)，其中i＝0、1、2、……、N-1、N。

上述的速度计算公式为本领域技术人员所习知的公式，无须多做解释。可以理解的是，如果采样点足够的多，Vb_i将越接近第i点的即时速度。因此，用户可以根据实际的需求，如控制精度来设置采样点的个数来控制Vb_i接近第i点的即时速度的程度，从而可以达到控制该缝纫机送料控制系统100的控制精度。

所述速度控制模块16接收来自所述速度计算模块15所计算得到的平均速度，并根据该平均速度控制所述送料驱动装置10在所述起点或终点的速度为0。所述速度控制模块16可以为所述中央处理单元的一个功能，该中央处理单元可以CPU或者是可编程控制器等，其接收来自速度计算模块15的反馈，并通过该反馈又去控制所述送料驱动装置10的工作状态，如加速、减速，匀速、或者是停止，从而形成一个闭环控制。具体地，在所述起点变速区与终点变速区之间，所述速度控制模块16控制所述送料驱动装置10匀速运动。在送料行程中，所述速度控制模块16控制所述送料驱动装置10在起点变速区从起点以0的速度加速到其最大速度。在送料行程中，所述速度控制模块控制16所述送料驱动装置10在终点变速区从其最大速度减速到0并到达所述终点。在空载行程中，所述速度控制模块16控制所述送料驱动装置10在终点变速区从终点以0的速度加速到其最大速度。在空载行程中，所述速度控制模块16控制所述送料驱动装置10在起点变速区从其最大速度减速到0并到达所述起点。

如图4所示，其为所述的缝纫机送料控制系统的控制方法的流程图。所述缝纫机送料控制系统的控制方法包括如下步骤：

S101：提供一个送料驱动装置10以将布料从起点传送到终点，以及再从该终点空载返回到所述起点；

S102：提供一个变速区设置模块11以在所述起点设置一段起点变速区，并在所述终点设置一段终点变速区；

S103：提供一个变速区采样点设置模块12以分别在所述起点变速区与终点变速区设置多个采样点；

S104：提供两个分别设置在所述起点变速区与终点变速区的位置检测模块13以分别用于检测当所述送料驱动装置10在起点变速区时，该起点变速区的各采样点到所述起点的距离，以及当所述送料驱动装置10在终点变速区时，该终点变速区的各采样点到所述终点的距离；

S105：提供两个分别设置在所述起点变速区与终点变速区的时间采样模块14以采集所述送料驱动装置10处于所述起点变速区与终点变速区时各采样点与起点或终点之间的时间差；

S106：提供一个速度计算模块15以接收来自所述位置检测模块13与时间采样模块14的数据，并计算任意两个相邻采样点之间的布料传送的平均速度；

S107：提供一个速度控制模块16以接收来自所述速度计算模块所计算得到的平均速度，并根据该平均速度控制所述送料驱动装置10的工作状态。

通过上述步骤的多个循环，则可以将整块布料全部送入缝纫机中进行缝制，完成布料的输送任务。

与现有技术相比，由于本发明所提供的缝纫机送料控制系统100具有所述的送料驱动装置10，变速区设置模块11，变速区采样点设置模块12，位置检测模块13，时间采样模块14，速度计算模块15，以及速度控制模块16，使得使用直流电机作为送料驱动装置10成为可能，而直流电机相对于通常使用的伺服电机价格更便宜，从而可以达到的降低成本的目的。同时可以通过变速区采样点设置模块12对采样点多少的设置来调节控制精度的高低，从而可以根据实际的需求来调节整个控制系统的控制精度，达到成本与控制精度的相互平衡。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则的内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种缝纫机送料控制系统，其特征在于，所述缝纫机送料控制系统包括：

一个送料驱动装置，用于将布料从起点传送到终点，以及再从该终点空载返回到所述起点；

一个变速区设置模块，用于在所述起点设置一段起点变速区，并在所述终点设置一段终点变速区；

一个变速区采样点设置模块，用于分别在所述起点变速区与终点变速区设置多个采样点；

两个分别设置在所述起点变速区与终点变速区的位置检测模块，该位置检测模块分别用于检测所述送料驱动装置在起点变速区时，该起点变速区的各采样点到所述起点的距离，以及用于检测所述送料驱动装置在终点变速区时，该终点变速区的各采样点到所述终点的距离；

两个分别设置在所述起点变速区与终点变速区的时间采样模块，该采样模块用于采集所述送料驱动装置处于所述起点变速区与终点变速区时各采样点与起点或终点之间的时间差；

一个速度计算模块，用于接收来自所述位置检测模块与时间采样模块的数据，并计算任意两个相邻采样点之间的布料传送的平均速度；

一个速度控制模块，用于接收来自所述速度计算模块所计算得到的平均速度，并根据该平均速度控制所述送料驱动装置的工作状态。

2.如权利要求1所述的缝纫机送料控制系统，其特征在于：所述位置检测模块的检测距离大于或等于所述起点变速区及终点变速区的距离。

3.如权利要求1所述的缝纫机送料控制系统，其特征在于：在所述起点变速区与终点变速区之间，所述速度控制模块控制所述送料驱动装置匀速运动。

4.如权利要求1所述的缝纫机送料控制系统，其特征在于：在送料行程中，所述速度控制模块控制所述送料驱动装置在起点变速区从起点以0的速度加速到其最大速度。

5.如权利要求1所述的缝纫机送料控制系统，其特征在于：在送料行程中，所述速度控制模块控制所述送料驱动装置在终点变速区从其最大速度减速到0并到达所述终点。

6.如权利要求1所述的缝纫机送料控制系统，其特征在于：在空载行程中，所述速度控制模块控制所述送料驱动装置在终点变速区从终点以0的速度加速到其最大速度。

7.如权利要求1所述的缝纫机送料控制系统，其特征在于：在空载行程中，所述速度控制模块控制所述送料驱动装置在起点变速区从其最大速度减速到0并到达所述起点。

8.如权利要求1所述的缝纫机送料控制系统，其特征在于：所述送料驱动装置包括一个直流电机。

9.如权利要求1所述的缝纫机送料控制系统，其特征在于：所述位置检测模块包括一个直线位移传感器。

10.一种缝纫机送料控制系统的控制方法，其包括如下步骤：

提供一个送料驱动装置以将布料从起点传送到终点，以及再从该终点空载返回到所述起点；

提供一个变速区设置模块以在所述起点设置一段起点变速区，并在所述终点设置一段终点变速区；

提供一个变速区采样点设置模块以分别在所述起点变速区与终点变速区设置多个采样点；

提供两个分别设置在所述起点变速区与终点变速区的位置检测模块以分别用于检测所述送料驱动装置在起点变速区时，该起点变速区的各采样点到所述起点的距离，以及用于检测所述送料驱动装置在终点变速区时，该终点变速区的各采样点到所述终点的距离；

提供两个分别设置在所述起点变速区与终点变速区的时间采样模块以采集所述送料驱动装置处于所述起点变速区与终点变速区时各采样点与起点或终点之间的时间差；

提供一个速度计算模块以接收来自所述位置检测模块与时间采样模块的数据，并计算任意两个相邻采样点之间的布料传送的平均速度；

提供一个速度控制模块以接收来自所述速度计算模块所计算得到的平均速度，并根据该平均速度控制所述送料驱动装置的工作状态。