CN1069936C - 控制涉及织针中心间的预定距离的导纱杆水平运动的方法 - Google Patents

Abstract

一种控制与针织机(1)上织针中心之间的预定距离有关的导纱杆(3)水平运动的方法，通过该方法能够对所述针织机的导纱杆进行有计划的调节。为遵守工作循环，借助于装入中心控制单元(7)以及微处理器单元(9)的存储器内的与每台步进电机(10)有关的程序，根据与涉及运行速度，步数探测和织针之间距离的值有关的容许值和参数参照表，通过比较给出导纱杆运动的已限定了加速度和/(或)减速度和角速度的单一结果的位置值。

Description

控制涉及织针中心间的预定距离的导纱杆水平运动的方法

本发明涉及一种控制导纱杆水平运动的方法，导纱杆的水平运动与针织机织针中心之间的预定距离有关。本发明的方法包括采用一组步进电动机，各台步进电动机可操作地与每根导纱杆相连，用于传递往复运动并使导纱杆具有可调的动程；以及使用一个中心控制单元控制由上述步进电机执行的工作循环。

根据工作循环可预定由针织机完成的、目的在于编织任何完美图案的一整套运动。

众所周知，在高速针织机，如钩编织带机上编织产品的成形是依靠不同的编织元件的配合，诸如织针，导纱针，导纬管即导纱管的同步往复运动完成的，用这种方式使通过导纱管引入的纬纱与通过导纱针并可操作地由织针引入的经纱交织在一起。导纱管成一行或多行并排地平行排列，每个导纱管由一根与其相对应的导纱杆支撑并由导纱杆传递所需要的往复运动，使得导纱管在每一个工作动程交替地沿有选择地跨越一根或多根织针的给定的轨迹运动。

为此，导纱杆相对的两端和一对升降板接合，升降板同时又由一作垂直运动的机械连杆驱动作摇摆运动。此外，每一根导纱杆的运动又是给予杆本身的另一个机械连杆运动，因此，与杆相对应的作水平摆动的导纱管结合上述垂直运动使得导纱管按一个曲线轨迹运动跨越织针。通过改变每根导纱杆每次水平动程的幅度大小可使导纱管在每个编织线圈形成时有选择地跨越一根或多根织针，以便在编织物上给出所希望的图案或曲线的编织点。

在最普通的针织机里，各根导纱杆的往复运动是通过被称为“格里德链”(“Glieder Chains”)的装置帮助而获得的。该装置包括多个形状适宜的凸轮元件，这些凸轮在一个环形线上一个接一个地连在一起。安装在转动的合适的驱动带轮上的格里德链的凸轮元件作用于相应的与各个导纱杆相连的凸轮从动件，根据每次与凸轮从动件所连接的凸轮元件的升降成正比的幅度，使导纱杆作水平运动。

申请人最新设计出一种代替上述格里德链的装置，该装置利用一组电动的步进马达，每一步进马达与导纱杆中的每一根可操作地相连接。步进电机的运转选择由一个可编程的电子控制箱控制，根据与由针织机编织的物品所要求的图案或曲线相适应的工作循环，编制成的有关电机自身控制的任何程序都能被很容易地装入电子控制箱。实质上，装入电子控制箱的程序包括所有的在相应马达的命令下，由每根导纱杆在每一编织工步执行的有关动程范围的信息。为了使控制箱能控制每台步进电机在导纱杆运行了一个预定量的准确瞬时停止，每台步进电机的输出轴上装有一个板状零件，该板状零件上设有相互隔开一定距离的光学基准，该距离与织针中心之间的距离相对应。光学探测器与控制箱连在一起并且当光学基准通过一预定的阅读点时与每个电机探测器相连接。因此，控制箱自己就能判断由于每一导纱杆的运动而使导纱管跳过的针数，以便在恰当的时刻使所述导纱杆停止水平运动。

在没有机械干预的情况下，为了保证导纱杆停在适当的能使导纱管插入两织针之间的位置，每台步进电机还装有一个中断机构，每当针织机的动力供应中断时用于调停，以便在针织机完全停止之前，在由导纱杆不可避免地带来惯性的垂直动程上确保相应的导纱杆在没有机械干涉的情况下停在适当的能使导纱管插入两织针之间的位置上。每个中断机构都包括一个与相对应的电机输出轴连在一起的扇形齿轮，这个扇形齿轮的齿间隔开的距离量与织针中心之间的距离相对应。在机器的通常运转期间，扇形齿轮由一个配合楔形零件接合，该楔形零件由一个电磁铁保持，抵抗一个弹簧的弹力。在电流不足时，电磁铁释放的结果造成配合楔形零件嵌入扇形齿轮的两相邻齿之间，并将导纱杆锁在适于避免导纱管和织针之间产生机械干涉的位置。

和使用格里德链比较，尽管使用带有运动装置的步进电机标志着一个重要的技术进步，但是仍可证明，以不同的见解可对上述运动装置进行改进。

例如，可以发现在对由单一导纱杆执行的动程的控制中，对光学基准从阅读点前面通过的探测不能完全满足所要求的可靠性和准确性。事实上，首先在机器高速运转，而工作质量要求非常高，也就是织针中心之间的距离减得非常小的时候，很难使导纱杆停在一个足够准确的位置以避免导纱管与织针之间的机械干涉。此外，不管什么原因，在一根或多根导纱杆需要承受不由电子控制箱控制的临时偏移的情况下，对导纱杆位置的控制将被永久地削弱直到操作者介入并重新设置整个运动装置为止。由于电子控制箱只能对光学基准从阅读点前通过进行计数，实际上不具有完成相对于步进电机输出轴的角度位置对导纱杆的实际位置进行任何精确监测的可能性。尤其是，由于振动和其它原因，可能发生在阅读点前面停下的光学基准稍微后移，尔后再次到达阅读点的情况。对此，电子控制箱将理解为导纱杆移动了一个等于两织针中心之间距离的位移量，而事实是导纱杆实际上没有移动。

还要指出，在上述装置中，为了在机器高速运转时减小产生机械干涉的危险，步进电机以一个预定的恒速运转，该速度必须与电机所能达到的最高速度相对应。结果是与导纱杆相连的机械零件受到很大的应力作用，甚至在上述导纱杆不得不运行一个有限的位移，由此相应的电机作减速运转，以避免在编织元件之间产生机械干涉的危险的情况下也是如此。

还应认识到，每当针织机准备进行精细加工或线圈的密度与前次不同时，都要更换带有光学基准的板状零件。

每当改变加工精度时，还必须更换上述中断机构的扇形齿轮。此外，上述扇形齿轮的存在使得装置作为一个整体非常复杂。

本发明的主要目的是在工作循环的任何步位和在紧急情况或突然停车的情况下，通过提供一种控制与针织机织针中心之间的预定距离有关的导纱杆水平运动的方法来解决上述缺陷。

在下面的描述中，上述的和更进一步的目的将变得更加明显。如在权利要求1和后面的从属权项中所限定的那样，这些目的是通过一种控制导纱杆水平运动的方法而实现的，所述导纱杆的水平运动与针织机织针中心之间的预定距离有关联。

在下文中，通过非限定性举例的方法，借助于附图给出了本发明。通过对一种控制与针织机织针中心之间的预定距离有关联的导纱杆水平运动的方法的优选实施例的详细描述，将更全面地理解本发明的进一步的特点及优点。在附图中，唯一的图(图1)是一台装有步进电机的针织机的局部示意图。按照本发明，步进电机由中心控制单元控制，并且每台步进电机与相应的带有一个控制程序语言的微处理器单元相连接。

参照图1，针织机内用于使导纱杆作水平运动的装置总体用参考标号1表示。装置1联接在针织机上，更具体地说，联接在一台钩编织带机2上，并且对一根或多根导纱杆3起作用(图中仅表示出了一根)，以使导纱杆往复运动。

导纱杆3以大家熟知的方式带有一组导纱管(图中未表示出)，每个导纱管引入各自的纬纱(图中未表示出)，导纱杆3由至少两块升降板4(图中仅表示出了一块)可操作地支撑，板4与导纱杆3在与导纱杆本身的纵向延伸方向相一致的水平方向上可滑动地接合。

每块升降板4在垂直方向上由一对与针织机的针床6连接在一起的导向杆5可滑动引导，同时，一个安装在针织机针床上的由连接的曲柄摇杆组件组成的连杆机构以大家熟知的传统方式带动升降板沿导向杆作往复运动。

通过装置1传递给导纱杆3的垂直摆动和水平摆动的合成运动使得接合的导纱管依照一条横跨一根或多根织针(图中未表示出)的基本上弯曲的轨道作往复运动。

装置1带有一组驱动杆8，每根驱动杆的一端8a与一根导纱杆3的端部可操作地相连，而另一端8b则与一台电动的步进电机10相连。步进电机10由支架10a支撑，固定在与针床6做成一体的支承框架11上。

每台步进电机10以大家熟知的本身具有的方式根据具有一给定角宽度的连续的步进角驱动各自的输出轴12旋转。

每台步进电机10的输出轴12通过一中间的机械连杆机构13与一根驱动杆8相连，用于随驱动轴的转动将水平运动传递给相应的导纱杆3。这个中间连杆机构最好包括一个由键连接在输出轴12上的曲柄14，该曲柄14还和一个与驱动杆8相连的连接杆15可操作地接合。

每根连接杆15和相应的驱动杆8之间的相互连接是通过一个呈杆16形式的连接元件来实现的。杆16可以在固定于框架11的导向支座17上沿平行于导纱杆3的运动方向的水平方向可滑动地导向。

仍然参照附图，标号9表示与一中心控制单元7通过电路相连的一组微型处理器单元，装有一NEC78K系列微处理器，并配有一外部键操作控制面板(图中未表示出)。

微处理器单元9在与中间连杆机构13相对的另一侧与输出轴12共轴地装在每台电机10上。该微处理器单元9是设有一个NEC75x系列微处理器的印刷电路板，本身带有电编程只读存储器(EPROMs)和电可擦可编程只读存储器(EEPROMs)，通过连接器在电路中将其和一个独立编码器连在一起，该编码器完成对各个步进电机步位的探测并发送一个10位信号(根据用于独立编码器中的格雷编码)到相应的微处理器单元9。微处理器单元9借助于处理算法翻译这个信号。

上述的每一个微处理器单元9还带有整体接口电路，通过485串行线和中心控制单元7连在一起；通过隔光元件和相应的步进电机连在一起。

很显然，每个微处理器单元9还设有从电源提供相应动力的一个动力电路。

在动力电路中还设有电容器(图中未表示出)，它们在正常运行期间充电，由此产生可以加以采用的电能储存。

因此，由每个微处理器单元9的编码器完成对和其连在一起的每一步进电机10的输出轴12的角度位置进行的探测。

这能使每台步进电机10标出参考零位。

为此，在传送给最终使用者之前的产品测试期间，为了标出每台电机10的参考零位，借助于各自的编码器，通过对相应的输出轴的角位置的探测，使每台针织机上的每根导纱杆都到达一预定的位置。

简言之，每台电机10都给出了表示各自参考零位的角度。然后，这个参考零位以与位置相关的信号的形式送到各自的微处理器单元9，由单元9翻译并把它储存在自己的EEPROM中。

微处理器单元9和中心控制单元7分别都设有用汇编语言编写的控制程序语言。在这个程序语言中逻辑地列出了编码参数的参照表，如针织机的运转速度，每一电机在导纱杆的各动程必须相应地执行的角度步数(步进角)，织针(编织密度)中心之间的距离值，传给各台步进电机的输出轴的角速度，加速度，减速度以及容许值和与设置的工作循环有关的执行顺序。

还设有一个由个人计算机构成的遥控单元(图中未表示出)，设计好的工作循环以用改进的BASIC语言编写的程序的形式预先输入其中，再由此输送到单元7。

就所描述的实施例而言，这个输送是由一个用于遥控装置的红外线系统完成的。这个遥控装置借助于RS232串行线从个人计算机提取所需的工作循环情况，将其储存在带有一缓冲记存的随机存取存储器(RAM)中，并通过一个装在所述单元7上的红外线传感器将其传送给单元7。

需要指出，上文及现在提到的在每个微处理器单元9中的编码器为独立形式，通过已知的10位格雷编码，能够360°计数，并能够单一地标出每一步进电机10的输出轴12的位置，这对所描述的实施例而言，完整的一圈360°分成800步。

由上述原因可知，每台电机的一步的精确度数为0.45，即27′。

当操作者决定完成一系列的工作时，他必须通过遥控装置从遥控地(个人计算机)提取所需工作循环或工作循环系列，并通过遥控装置将从个人计算机提取的程序部分输出。

此时，针织机已准备好执行储存在它的中心控制单元7内的工作循环或工作循环系列。

针织机开始工作，由此所有的步进电机10转到各自的工作初始位置。该初始位置与由各个独立编码器探测到的角度位置一致，与所设计的线圈密度有关。

简言之，每台步进电机10将处在其自己的零位。这个零位由通过独立编码器探测的一定角度确定并与一机械零位相对应，对所有的电机而言，机械零位是同一个位置。

在每个微处理器单元9的EEPROM中列出并从中心控制单元7发出的是一系列角度位置的容许值，在这个容许值内，每台步进电机必须使它的输出轴在相应导纱杆动程的终点停止。以数值形式指示上述角度位置的容许限度并且以控制程序语言的相应算法为基础进行处理的这个容许值能对每台步进电机10执行的步骤作连续的控制，以便使其输出轴12在每个动程的终点不越位。容许限度在设计阶段预先输入系统。

另外，根据本方法，对应于导纱杆的每一动程在所选定的工作循环中能够定义一系列的边界(极限)参数，诸如针织机的工作速度，每台电机10必须执行的角度步骤，以及线圈的密度值。这些边界参数列在参数参照表内，以相应的算法为基础，在所述控制程序语言中相互逻辑相关。

为了在所选的工作循环的每一瞬时确定各个电机10的单一结果的位置值，致使在导纱杆动程的终点，导纱管在织针之间的插入能在设计阶段限定的容许限度内，本方法还提供了根据上述边界参数决定的每台步进电机输出轴的角速度，加速度和减速度值的编程和相互比较方法。

上述内容的目的在于获得对针织机实际有效的控制而不涉及太重要的机械应力和导纱管与织针之间的干涉。

上述方法通过一组以程序语言的形式储存在中心控制单元7和微处理器单元9的储存器内的控制程序具体实施。

更具体地，上述程序作为步进电机10的控制程序均被放置在中心控制单元7的存储器中，而作为参数参照表和容许值的控制程序均被放置在每个微处理器单元9的存储器中。

在当时用不到的工作循环或工作循环系列都存入远距离的个人计算机的硬盘里。

相反地，当时要使用的工作循环或工作循环系列放置在中心控制单元7的电可编程只读存储器(EPROM)中。

很有利的是，甚至在主电源突然断电的情况下，每台步进电机10仍能用在上述电容器内储存的能量延时停止并执行一个最少的步数，使得相应的导纱杆在其导纱管与在相邻两织针间限定的空间对准时停止。

尤其是，在电力供应中断的情况下，在执行了剩余的步数后，一个可使步进电机停止的程序自动开启。执行剩余步数时运行的角速度，加速度或减速度完全取决于当时的边界参数值。

此外，所提供的程序选择能给轴编号，这意味着可对每根轴给出一个顺序编号。

本发明达到了预期的目的。

事实上，根据操作者的选择，为满足每台机器对全部可执行程序的需要，借助于放置在远距离PC机，中心单元7和微处理器单元9内的这些软件程序，通过调节与织针中心之间的距离有关的导纱杆的运动，逐步地控制适宜于针织机的任何工作循环的自动化都是切实可行的，不再受机械连杆和电磁驱动机构的束缚。

明显地，不背离由附加的权利要求限定的本发明的目的地给出其它的参数和修正电路也是可能的。

Claims (14)

1．一种用于控制与针织机织针中心之间的预定距离有关的导纱杆(3)的水平运动的一种方法，包括一组步进电机(10)的应用，每一台电机与每根导纱杆(3)可操作地连在一起，用于把具有可变宽度动程的往复运动传递给所述导纱杆；以及对由上述步进电机(10)执行的工作循环进行控制的中心控制单元(7)的应用，该方法的特征在于，下列的程序步骤是在微处理器单元(9)和上述中心控制单元(7)的相互作用下执行的，微处理器单元(9)通过一动力电路与电源连接并与上述步进电机(10)的每一台相关联：

a)将一系列角度位置的容许值列表，在这些容许值内，每台步进电机(10)必须在传给相对应的导纱杆(3)的每一动程的终点使它的输出轴(12)停止；

b)定义一系列边界参数，把它们列成参数表，标出针织机的运行速度，相对应于导纱杆(3)的每一动程，每一步进电机必须运行的角度步数以及上述织针中心之间的距离值；

c)根据上述边界参数，将各台步进电机的角速度，加速度和减速度的值编程输给各台步进电机(10)的输出轴(12)。

2．根据权利要求1所述的一种方法，其特征在于，在步骤(a)中准备好一组有关角度位置的容许限度的数值，适当地列表，并使这组数值相互具有逻辑关系，以便使每台步进电机(10)的输出轴(12)为遵守所选择的工作循环，根据步数进行运动，而不超越在设计阶段限定的所述限度。

3．根据权利要求1所述的一种方法，其特征在于，在步骤(b)和步骤(c)中，边界参数相互具有逻辑关系，以便使这些参数与每台步进电机(10)的输出轴(12)的角速度，加速度和减速度的值相联系，从而用一定步数确定步进电机轴的位置，该一定步数是根据由在上述参数值之间进行的比较处理而得到的且每次依据瞬时的上述边界参数的速度、加速度和减速度来单一地限定的。

4．根据权利要求3所述的一种方法，其特征在于，由于电力不足的结果，每台步进电机(10)在运行一些剩余步数后停止，其角速度，加速度和接下来的减速度都依据该瞬时的边界参数值而定。

5．根据权利要求3所述的一种方法，其特征在于，由于电力不足的结果，每台步进电机(10)在运行了一些剩余的步数后停止，其角速度和减速度都依据该瞬时的边界参数值而定。

6．根据权利要求4所述的一种方法，其特征在于，上述剩余步数最低，从而相应的导纱杆(3)可能布置相应的导纱管，以便使每个相应的导纱管插在两个连续的织针之间。

7．根据权利要求4所述的一种方法，其特征在于，上述剩余步数是通过将在正常运行时由动力电路中的电容器储存的能量供给上述步进电机(10)而实现的。

8．根据权利要求1所述的一种方法，其特征在于，程序步骤被编程储存在装于中心控制单元(7)上的电可编程只读存储器(EPROMs)中。

9．根据权利要求1所述的一种方法，其特征在于，一系列涉及a)点的容许值，涉及b)点的边界参数和涉及c)点的值列成程序表储存在步进电机(10)的微处理器单元(9)的可编程只读存储器(PROMs)中。

10．根据权利要求1所述的一种方法，其特征在于，对由每台步进电机(10)所执行步数的探测是由一个与每台步进电机联系的独立编码器完成的。

11．根据权利要求10所述的一种方法，其特征在于，对由每台步进电机(10)所执行步数的探测是由一个使用格雷编码的独立编码器完成的。

12．根据权利要求10所述的一种方法，其特征在于，对由每台步进电机(10)所执行步数的探测是由一个10位独立编码器完成的。

13．根据权利要求1所述的一种方法，其特征在于，每个工作循环是通过一个红外遥控装置传输给针织机(1)的。

14．根据权利要求13所述的一种方法，其特征在于，每台针织机(1)上装有一个红外线接收器，用于接收来自红外遥控装置的工作循环信号。