CN105603631B - 电脑横机的探针检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电脑横机的探针检测装置，包括探针电源模块，还包括探针的加速度检测装置，该加速度检测装置包括加速度检测传感器芯片、单片机，加速度检测传感器与单片机之间通过报警信号传输线路以及指示灯信号传输线路连接，单片机报警信号输出端通过三极管Q1与探针电源模块中的光耦U1连接，光耦U1输出端连接报警器，单片机指示灯信号输出端通过二极管D2导通指示灯LED。该探针检测装置可以提高报警准确性，排出因探针撞击纱嘴而造成的误报警情况，而且安装方便。

Description

电脑横机的探针检测装置

技术领域

本发明涉及编织机技术领域，尤其是一种用于检测电脑横机浮纱的探针检测装置。

背景技术

电脑横机是一种双针板舌针纬编织织机。它的三角装置犹如一组平面凸轮，织针的针脚可进入凸轮的槽道内，移动三角，迫使织针在针板的针槽内作有规律的升降运动，并通过针勾和针舌的动作，就能将纱线编织成针织物。织针在上升过程中，线圈逐步退出针勾，打开针舌，并退出针舌挂在针杆上；织针在下降过程中，针勾勾住新垫放的纱线，并将其牵拉弯曲成线圈，同时原有的线圈则脱出针勾，新线圈从旧线圈中穿过，与旧线圈串联起来，众多的织针织成的线圈串互相联结形成了针织物比如羊毛衫等。

电脑横机出现的机械故障，90%几率是在编织过程中产生浮纱。浮纱是在编织过程中出现拉力不足、针舌损坏、纱嘴安装太高、密度太紧太松、出带程序问题或断纱等原因而造成织物浮起，高出针板嘴口影响正常编织的现象。

电脑横机在编织过程中出现浮纱会织物以及机器均造成伤害。首先，细小的浮纱会直接影响织物表面美观导致织物（羊毛衫）报废这会对羊毛衫加工厂家造成极大损失；其次，出现浮纱没有及时发现，长期叠加的纱线带出钩针浮出针板机头后，高速撞击钩针，会大量损毁钩针甚至撞坏三角。故而，在电脑横机上安装检测器用于检测浮纱就显得尤为重要。

目前，市场上有两款探针检测器。

1、采用弹簧加钢珠定位，利用检测钢片检测浮纱现象，当检测钢片被撞偏离30度，内部开关短路报警停机。这款检测开关结构简单安装方便，电路连接两线直接串联机器专用端口就可以对安装人员电工技能要求门槛低不需要专业电工厂家自己可以安装。但是存在以下不足：如果正常工作中检测钢片碰撞到纱嘴出现撞歪之后不能自动复位，而且现有探针不附加外电路，仅利用检测钢片检测，不能很好的检测浮纱，而且容易碰撞到纱嘴而产生误报警，浮纱检测灵敏度极低；现有探针采用了微动开关的闭合来输出报警信号，由于微动开关从开启到闭合有一定的行程，从而出现检测钢片已经检测到浮纱，而微动开关还没有闭合，从而降低了浮纱检测灵敏度，仍会造成织物损坏，这款产品由于误报率80％以上已经被市场淘汰。

2、采用红外探针器，它的工作原理可参考申请号为CN201120261724.3《电脑横机探针系统》，该探针碰到纱嘴能自动回位，可以避开一部分纱嘴。但其缺陷是：电路及机械安装结构复杂误报率高，需要连接电脑横机主电路取光电编码器和机头运行信号这种非正常设计的连接经常会引起其它莫名其妙的报警，比如，私服器异常报警，读针错误报警提示,严重时烧毁主板。此外，该款探针器在安装时，需要在机头两边用钻头打孔打螺丝安装探针和红外发射器（电脑横机机头是整个横机机械最重要一部分，内部有上百条电路连线，在钻孔的时候稍有偏差将损坏机头）。而且，这款探针是在两条长条模件的上模件两边各装两个发射和两个接收开关，面对面中间相隔20CM，安装红外对射开关主要是检测纱嘴，纱嘴经过红外检测区域阻挡红外光单片机判断是纱嘴，这时候探针有撞针信号进来时不报警达到针对纱嘴引起的撞针不报警，避开了探针撞纱嘴引起误报警问题。但是这个只能排除小部分问题，如果浮纱刚好在纱嘴这个位置，那么红外探针就无法判断这时候是浮纱引起报警或是纱嘴引起报警，此时则容易出现没有输出停机信号造成撞针的现象。再者，电脑横机机头在工作时是左右往复运行 方式根据不同织物机头运行速度也不恒定，申请号为CN201120261724.3的这款探针为了保证高速和低速延时,时间没有偏差，需要与电脑横机主电路板上的光电编码器连接，传递信号来检测机头速度，保证纱嘴碰到探针时输出时间一致，这样才不会因为速度不一致引起误报警错误。然而，电脑横机主板上的光电编码器信号是很重要信号源，它在电脑横机上作为读针信号，电脑横机通过光电编码器传送过来信号来分辨机器上1000根织针的精确位置，电脑横机系统只有精确知道每根针位置才能控制机头提针来编织羊毛衫，由于CN201120261724.3这款探针在这个精密信号源上并联了原有的取信号电路使得机器在正常织物生产中经常出现“读针错误报警提示”或者干脆死机，甚至烧毁主板，导致很多客户维修困难、损失重。另外，目前就国内电脑横机生产厂家不低于100家 每家主板光电编码器信号接口插件不一致，就算插件一致管脚定位也不同，假如我们抛开光电编码器的设计严重缺陷，让安装人员要带100种不同接口板去现场也不合理，非常不易于安装。

基于以上问题我们公司进行市场调研和分析目前市场这两款电脑横机探针器存在以下主要缺陷：①弹簧加钢珠定位在电脑横机上形同虚设避不开纱嘴，撞击纱嘴就误报警增加工人劳动量引起工人不满客户基本不用。②红外探针器虽然能避开百分之九十纱嘴，减少碰到的误报率（还是有百分之十误报还是不能完全解决误报警），由于设计严重缺陷，其需要和电脑横机主板上光电编码器、方向检测电路、供电电源等连接，接线麻烦稍有接错将会烧毁主板风险使得客户不敢装。

本发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种电脑横机智能浮纱及撞针检测传感器，该探针检测传感器可以提高报警准确性，排出因探针撞击纱嘴而造成的误报警情况。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种电脑横机的探针检测装置，包括探针电源模块，其特征在于：还包括探针的加速度检测装置，该加速度检测装置包括加速度检测传感器芯片、单片机，加速度检测传感器与单片机之间通过报警信号传输线路以及指示灯信号传输线路连接，单片机报警信号输出端通过三极管Q1与探针电源模块中的光耦U1连接，光耦U1输出端连接报警器，单片机指示灯信号输出端通过二极管D2导通指示灯LED。

作为本发明的进一步设置，所述探针电源模块包括与电源正极连接的二极管D1，二极管D1经过限流稳压后通过滤波电容滤波处理，滤波电容输出端分别与加速度检测电路以及单片机连接。

作为本发明的进一步设置，所述光耦U1输出端与电脑横机探针报警输入端口连接。

采用上述方案，本发明的探针检测装置是在探针摆动杆的顶部嵌入加速度传感器芯片，在正常工作时通过检测探针底部撞击浮纱软材质和纱嘴铁材质的撞击力度（加速度力）来判断是浮纱还是纱嘴，减少误报警的概率。上述加速度传感器芯片采用的是西门子公司出品的加速度传感器芯片ADX255，我们使用XOUT、YOUT和ZOUT引脚上的电容CX、CY和CZ选择该加速计的带宽。根据应用选择合适的带宽，X轴和Y轴的带宽范围为0.5 Hz至1600 Hz，Z轴的带宽范围为0.5 Hz至550 Hz。通过测量XOUT和YOUT的输出电压轻松测出电脑横机机头在往复运动撞击到纱嘴或者浮纱时候的加速度力，ADX255将测到的加速度撞击力通过XOUT和YOUT输出成线性比例的电压，该信号电压输出至单片机后，当单片机输出的浮纱信号电压时，三极管导通报警电路，使得电脑横机报警，当单片机输出的电压信号大于浮纱信号电压时，此时三极管不导通，则起到避免误报警的作用。此外，本发明的电路结构是在原有的电脑横机的电源模块的基础上串联取电，为整体电路供电，而当机器正常工作时，则又要作为浮纱报警时的开关输出使用，在不改变原有安装结构的基础上，可以直接安装本探针检测装置，替换原有的机械方式安装的探针，可以避免重新打孔，避免对机头内部线路造成损害。由于本发明要在原有电路的光耦TLP521的输入端口上串联取电，当探针在正常工作时候整体电流不能大于光耦TLP521导通电流，查看TLP521的技术参数的它的最低导通电流大于5mA，为此，本发明设计的整体电路上的整体功耗低于5mA，故而选择低功耗的加速度传感器芯片ADX255（功耗为350uA），单片机则选用了美国德州仪器的MSP430F系列（功耗280uA）。

本发明具有以下有益效果：

1、这款探针检测装置外形小巧可以直接替换原有机械方式探针安装位置，不用在机头上重新打孔，安装更方便，同时可以避免因打孔造成机头内部线路短路烧毁电路；

2、由于电路供电选用串联原有的电源模块，使得此款探针器接线非常简单两根线直接接原有机械探针线上，普通电工或者使用厂家可以直接安装；

3、不需要和电脑横机主板相连任何信号线电源线等避免了由于和电脑横机信号线连接引起外围干扰使电脑横机死机，也避免了线太多接错线烧毁主板或电源的风险；

4、探针检测装置通过检测加速度传感器撞击物体的加速度力来判断是柔软的纱线还是坚硬的纱嘴使得探针器能轻松的百分百检测浮纱，避免误报警；

5、选用加速度力测量原理，我们可以检测到不是浮纱引起的撞针（没有浮纱探针器是检测不到撞针信号的）控制机头停车避免其他机械问题引起的撞针损毁勾针；

6、加速度测量机头可以有效的测量机头运行数据，这些数据可以作为参考值让厂家知道机头运行状态比如机械疲劳，机械磨损等数据可以提示厂家及早维护避免其造成更大损失。

下面结合附图对本发明作进一步描述。

附图说明

附图1为现有技术中探针电源模块；

附图2为本发明具体实施例电源模块；

附图3为本发明具体实施例整体电路图。

具体实施方式

本发明的具体实施例如图1-3所示是电脑横机的探针检测装置，包括探针电源模块，还包括探针的加速度检测装置，该加速度检测装置包括加速度传感器芯片ADX255、单片机MSP430F，电脑横机探针上的12V正电压经过二极管D1（起到极性保护作用，防止客户线接反烧毁电路）后流经电阻R1限流稳压至3.3V，并通过滤波电容C1、C2滤波后分别为加速度传感器芯片以及单片机提供电压。加速度传感器在探针撞击到纱嘴或浮纱时，根据其所受到的撞击力度大小输出与撞击力大小成正比的信号电压，该信号电压通过连接在加速度传感器芯片上的电容C3进行滤波平滑后由加速度传感器芯片的输出10脚（XOUT）以及输出12脚（YOUT）分别输出报警信号电压以及指示灯信号电压至单片机，单片机通过输入2脚接收报警信号电压，通过输入3脚接收指示灯信号电压，当该报警信号电压低于门限值（即与撞击纱嘴力度成正比的电压值）时，此时则浮纱报警信号电压，单片机通过输出62脚输出低电平通过三极管Q1导通光耦U1输入端，光耦U1输出端导通电脑横机探针报警输入端口，启动报警；单片机的 输出12脚经过负载电阻R2后与三极管连接，该输出12脚与输出指示灯信号的单片机输出13脚同步，当三极管Q1导通光耦U1的同时，当单片机通过输出13脚输出指示灯信号电压导通二级管D2后指示灯LED亮，起到浮纱报警时亮灯的提示功能。当单片机输出的浮纱信号电压时，三极管Q1导通报警输入端口，使得电脑横机报警，当单片机输出的电压信号大于浮纱信号电压即为纱嘴信号电压时，此时三极管不导通，则起到避免误报警的作用。

本发明不局限于上述具体实施方式，本领域一般技术人员根据本发明公开的内容，可以采用其他多种具体实施方式实施本发明的，或者凡是采用本发明的设计结构和思路，做简单变化或更改的，都落入本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种电脑横机的探针检测装置，包括探针电源模块，其特征在于：还包括探针的加速度检测装置，该加速度检测装置包括加速度检测传感器芯片、单片机，该加速度检测传感器芯片采用加速度传感器芯片ADX255，单片机采用单片机MSP430F，加速度检测传感器芯片具有XOUT引脚、YOUT引脚和ZOUT引脚，X轴和Y轴的带宽范围均为0.5 Hz～1600 Hz，Z轴的带宽范围为0.5 Hz～550 Hz，加速度传感器芯片与单片机之间通过报警信号传输线路以及指示灯信号传输线路连接，加速度检测传感器芯片按检测到的加速度撞击力的大小输出与撞击力呈线性比例的信号电压，该信号电压通过XOUT引脚和YOUT引脚分别输出报警信号电压以及指示灯信号电压至单片机，报警信号电压以及指示灯信号电压分别经单片机报警信号输出端和单片机指示灯信号输出端输出，单片机报警信号输出端通过三极管Q1与探针电源模块中的光耦U1连接，光耦U1输出端连接报警器，单片机指示灯信号输出端通过二极管D2导通指示灯LED。

2.根据权利要求1所述的电脑横机的探针检测装置，其特征在于：所述探针电源模块包括与电源正极连接的二极管D1，二极管D1经过限流稳压后通过滤波电容滤波处理，滤波电容输出端分别与加速度检测电路以及单片机连接。

3.根据权利要求1或2所述的电脑横机的探针检测装置，其特征在于：所述光耦U1输出端与电脑横机探针报警输入端口连接。