CN109468769A - 机头控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种机头控制系统，该系统包括：主板；至少一个机头板，所述机头板通过第一通讯总线连接所述主板；至少一个功能板，所述功能板通过第二通讯总线连接所述机头板。本申请的第一通讯总线连接主板和机头板，第二通讯总线连接机头板和功能板。通过将主板与机头板之间利用第一通讯总线连接，并将机头板与功能板通过第二通讯总线连接的方式，大大减少了主通讯回路的节点，可以很方便的进行机头板和功能板的扩展与移除，而无需对主通讯回路的布线进行任何的改动，并且能够简化布线、减少故障点，方便维护以及降低成本。

Description

机头控制系统

技术领域

本申请涉及电脑刺绣领域，特别是涉及机头控制系统。

背景技术

我国是纺织和制衣的大国，工业电脑刺绣机行业一直是整个纺织与服装领域的重要一环。随着劳动力成本的增加和对特种刺绣功能要求的提高，超多头刺绣机已经成为电脑刺绣机未来的发展趋势。目前，国内针对超多头刺绣机的特点而专门进行的电控系统研发刚刚展开不久，特别是在多个机头分布式控制以及如何扩展多种绣花的技术领域，并没有非常完善的解决方案，尚需进一步的研究。

绣花机的机头板是指每个机头上用以检测绣线断线及报警的一种功能板，在目前的多头绣花机中，是必不可少的一种功能板。除了机头板外，绣花机为了实现各种各样的绣花功能，还需要在绣花机机头上加装各种特种绣装置(包括但不限于：金片绣装置、绳绣装置、小毛巾绣装置、珠绣装置)。为了控制这些绣花装置需要安装对应的功能板进行控制，为了以下的描述方便，我们统称这些功能板和机头板为外围板。

当前绣花机的主控和外围板之间的通讯方式大体分为两种架构，第一种为独立的两条通讯线路，机头板之间采用一条单独的通讯线路连接，除机头板之外的其他外围板采用另一条单独的通讯线路连接，这种通讯一般出现在较老的机型上。

第二种架构方式为目前主流的新型通讯方式，该架构通过一条串口通讯线路连接所有的外围板，每个与通讯线路连接的外围板都会作为一个独立的通讯节点加入到通讯网络中。

但是，随着绣花机的发展，超多头绣花机逐渐占据主流，60到90个机头的绣花机已成常态，一些较为前沿的绣花机甚至已经出现一百头以上的情况，而且由于需要实现各种绣花的功能，还需要每个机头上加装各种绣花装置，因此，绣花机的主板与外围板之间组成的整个通讯网络中的节点数会达到几百个。然而当前连接机头板与主板之间的通讯总线因自身通讯能力限制，对能够连接并传输信息的节点数有限制，无法满足通讯网络的通讯需求。而且通讯总线上连接的节点数越多，提高整体通讯网络稳定性的难度就越大，对布线的要求也会越高，成本也会相应增加。

另外，在以上的两种通讯方式中，除机头板之外的其他外围板还需要知道对应机头板的工作状态，所以它们和各自的机头板之间还需要进行连线，增加了连线的复杂性，而实际上，我们需要尽可能的简化布线，以减少故障点、方便以后的维护及以后的功能扩展。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是提供一种机头控制系统，能够简化布线、减少故障点，方便维护、降低成本和便于功能扩展。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种机头控制系统，包括：主板；至少一个机头板，所述机头板通过第一通讯总线连接所述主板，至少一个功能板，所述功能板通过第二通讯总线连接所述机头板。

其中，所述主板控制绣花机执行绣花操作，所述绣花操作包括所述绣花机主轴、X轴、Y轴三轴运动的控制以及勾剪扣、换色动作的控制中的任一种。

其中，所述主板与所述机头板通信连接，至少一个机头上上安装有至少一个第一工作元件，所述第一工作元件与所述功能板连接，所述机头板与所述功能板通信连接。

其中，所述第一通讯总线是采用CAN、LIN、UART任一通讯接口的第一工业现场总线，所述第一工业现场总线包括FF总线、ProfiBus总线、CC-Link总线、Lonworks总线、HART总线、WorldFIP总线、ControlNet/DeviceNet总线、INTERBUS总线、CAN总线以及自定义协议总线中的任一种。

其中，所述第二通讯总线是采用CAN、LIN、UART任一通讯接口的第二工业现场总线，所述第二工业现场总线包括所述第一工业现场总线包括FF总线、ProfiBus总线、CC-Link总线、Lonworks总线、HART总线、WorldFIP总线、ControlNet/DeviceNet总线、INTERBUS总线、CAN总线以及自定义协议总线中的任一种。

其中，所述机头板根据需要控制锁头执行机构进行锁头操作，并将所述机头板对应的所述机头状态通过所述第二通讯总线发送给所述功能板。

其中，在所述机头工作时，所述机头板检测绣线是否断线，若是，则将绣线断线信息发送给所述主板进行处理。

其中，所述机头板还通过所述第一通讯总线获取所述主板的控制命令，并通过所述第二通讯总线将所述控制命令转发给所述功能板。

其中，所述机头板通过所述第二通讯总线接收所述功能板发送的报警信息，并通过所述第一通讯总线将所述报警信息转发给所述主板，所述主板根据所述机头板的编号确定发送所述报警信息的所述功能板。

其中，所述主板通过所述第一通讯总线为所述机头板编号，所述功能板与其所连接的所述机头板共享同一个所述编号。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请提出一种机头控制系统，包括主板、机头板以及功能板，第一通讯总线连接主板和机头板，第二通讯总线连接机头板和功能板。通过将主板与机头板之间利用第一通讯总线连接，并将机头板与功能板通过第二通讯总线连接的方式，大大减少了主通讯回路的节点，可以很方便的进行机头板和功能板的扩展与移除，而无需对主通讯回路的布线进行任何的改动，并且能够简化布线、减少故障点，方便维护以及降低成本。

附图说明

图1是本申请机头控制系统第一实施例结构示意图；

图2是本申请机头控制系统第二实施例结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本申请保护的范围。

在实际应用中，存在机头不装任何装置，也就是机头板没有连接一块功能板的情况，此时，机头控制系统只有主网络，没有从网络，但具备了随时增加从网络的能力。

下面结合说明书附图对本申请实施例作进一步详细描述。附图中各器件的种类和数量不反映真实情况，目的只是说明本申请内容。

具体地，请参阅图1，图1是本申请机头控制系统第一实施例结构示意图。

在本实施例中，机头控制系统用于控制绣花机工作，在其他实施例中，机头控制系统还可用于控制多头钻孔机、多头攻丝机、多头拉丝机以及其他需要同时控制多个子设备工作的装置，在此不做限定。

本申请的机头控制系统包括主板101和至少一个机头板102，机头板102与主板101之间通过第一通讯总线103连接。每个机头板102视为主板101与第一通讯总线103构成的网络的一个节点，通过第一通讯总线103实现主板101与机头板102之间的通信连接。并且为了便于对机头控制系统进行扩展，每个机头板102上设有可与功能板等可扩展的外部部件连接的接口。

在本实施例中，主板101通过第一通讯总线103对主网络中的每一个机头板102进行编号。机头控制系统中的每个机头(未图示)上设置有一个机头板102，主板101根据机头板102的编号通过第一通讯总线103向对应的机头板102发送控制信息。

在本实施例中，第一通讯总线103为采用CAN接口的第一工业现场总线，该第一工业现场总线为CAN总线。

在其他实施例中，第一通讯总线103还可以为采用CAN、LIN、UART以及其他接口的第一工业现场总线，相应的第一工业现场总线包括FF总线、ProfiBus总线、CC-Link总线、Lonworks总线、HART总线、WorldFIP总线、ControlNet/DeviceNet总线、INTERBUS总线、CAN总线以及自定义协议总线中的任一种。

在本实施例中，主板101与机头板102之间可以通过串行端口的方式通信，还可以通过并行端口的方式通信，在此不做限定。

在本实施例中，主板101直接控制主网络中的绣花机执行基本绣花操作，其中，执行的基本绣花操作包括控制绣花机机头的主轴、X轴以及Y轴运动，以及控制绣花机机头执行勾剪扣、换色以及其他基本绣花操作中的至少一种。在其他实施例中，主板101也可以通过第一通讯总线103控制绣花机执行绣花操作，在此不做赘述。

在本实施例中，机头板102通过第一通讯总线103接收主板101的控制指令，并根据该指令改变与机头板102连接的机头的状态，例如机头板102根据主板101的指令控制机头上的锁头执行机构进行锁头操作，使机头处于不工作状态。还可以根据主板101的指令控制机头处于工作状态。

在本实施例中，在机头工作时，机头上的机头板102检测机头上的绣线是否断线，并在绣线为断线状态时，将该断线信息通过第一通讯总线103发送给主板101进行处理。

有益效果：区别于现有技术的情况，本申请提出一种机头控制系统，包括主板、机头板，第一通讯总线连接主板和机头板。通过将主板与机头板之间利用第一通讯总线连接，并将机头板视为主板与第一通讯总线形成的网络中的一个节点，本申请的机头控制系统可以很方便的进行机头板的扩展与移除，并且可以自由添加外部部件而无需对主通讯回路的布线进行任何的改动，并且能够简化布线、减少故障点，方便维护以及降低成本。

请参阅图2，图2是本申请机头控制系统第二实施例结构示意图。

本申请的机头控制系统包括两层通讯网络，该两层通讯网络包括主网络和从网络。其中，主板201与各个机头板203之间形成主网络，机头板203与该机头板203连接的各功能板204之间形成从网络。每个从网络中的机头板203既是主网络中的一个节点，也是各从网络的主站，从网络中的其他功能板204通过该主站获取和发送信息。

在本实施例中，主网络中的主板201通过第一通讯总线202连接主网络中的其他机头板203，第一通讯总线202为满足CAN总线协议的CAN总线。

在本实施例中，主板201直接控制主网络中的绣花机执行基本绣花操作，其中，执行的基本绣花操作包括控制绣花机机头的主轴、X轴以及Y轴运动，以及控制绣花机机头执行勾剪扣、换色以及其他基本绣花操作中的至少一种。在其他实施例中，主板201也可以通过第一通讯总线202控制绣花机执行绣花操作，在此不做赘述。

在其他实施例中，第一通讯总线202还可以为采用CAN、LIN、UART等通讯接口的第一工业现场总线，相应的第一工业现场总线包括FF总线、ProfiBus总线、CC-Link总线、Lonworks总线、HART总线、WorldFIP总线、ControlNet/DeviceNet总线、INTERBUS总线、CAN总线以及自定义协议总线中的任一种，只需主板201能够在主网络中能够通过该总线与主网络中的至少一个机头板203通讯即可，在此不做限定。

在本实施例中，主板201与机头板203之间可以通过串行端口的方式通信，还可以通过并行端口的方式通信，在此不做限定。

在本实施例中，主网络中的机头板203数量可根据主板201与机头板203之间连接的第一通讯总线202的信号传输效率以及能够承受的节点数量进行设计，只需主板201能够通过第一通讯总线202控制主网络中的所有机头板203即可，在此不做限定。

通过主网络中的第一通讯总线202，主板201实现与机头板203的通讯连接，该通讯连接包括将控制指令发送给机头板203从网络和接收从网络反馈的故障信息。

在本实施例中，从网络包括机头板203和至少一个功能板204，功能板204与机头板203通过第二通讯总线205连接，其中，机头控制系统中的至少一个机头上安装有至少一个第一工作元件，每个第一工作元件与对应的功能板204连接，每一机头板203与功能板204通信连接。

在其他实施例中，机头控制系统中的机头上也可以不设置第一工作元件，机头板203和功能板204的数量可以根据用户需求自由设定，在此不做赘述。

在本实施例中，第一工作元件设置在机头上，第一工作元件为绣花装置，其中，绣花装置包括亮片绣、绳绣、小毛巾绣以及珠绣装置等中的一种或多种。相应的，与绣花装置对应的功能板204包括亮片绣板、绳绣板、小毛巾绣板以及珠绣板等中的一种或多种。

在绣花机工作时，主板201根据需要执行的绣花操作，确定需要控制的绣花装置以及该绣花装置所在的从网络信息，将发送给绣花装置的控制命令通过第一通讯总线202发送给从网络的机头板203，进而机头板203通过第二通讯总线205把该控制命令转发给与需要控制的绣花装置连接的功能板204，从而通过该功能板204控制机头上的绣花装置执行相应的绣花操作。

其中，主板201除了发出控制命令，还对机头板203和各种功能板204返回的故障信息进行处理。通过主板201、机头板203以及功能板204的协同合作，绣花机完成各种绣花操作。

在本实施例中，机头板203与从网络中的功能板204之间通过第二通讯总线205连接，因每个机头上能够设置的绣花装置数量有限，因此，每个机头板203连接的功能板204数量小于主板201连接的机头板203数量，出于成本考虑，第二通讯总线205为采用半双工工作方式的RS485总线。

在其他实施例中，第二通讯总线205还可以是采用CAN、LIN、UART等通讯接口的第二工业现场总线，相应的第二工业现场总线包括FF总线、ProfiBus总线、CC-Link总线、Lonworks总线、HART总线、WorldFIP总线、ControlNet/DeviceNet总线、INTERBUS总线、CAN总线以及自定义协议总线中的任一种，在此不做限定。

在本实施例中，机头板203与功能板204之间可以通过串行端口的方式通信，还可以通过并行端口的方式通信，在此不做限定。

设置在机头上的机头板203根据需要控制锁头执行机构进行锁头，并将机头板203对应的机头状态通过第二通讯总线205发送给功能板204。其中，机头状态包含三种情况：正常、锁头以及补绣。正常状态指该机头正常工作的状态，锁头指该机头不工作的状态，补绣指该机头处于工作状态，绣花机上的其他机头不处于工作状态。

机头板203检测绣花机执行绣花操作时使用的绣线是否断线，若断线，则报警，并把该信息反馈给主板201，主板201接收该报警信息后，执行停机等操作以保护绣花机和产品。

另外，在机头控制系统中，作为主网络与从网络的连接点，机头板203接收主板201的指令，将该指令转发给与该指令对应的功能板204，并且通过第二通讯总线205接收从网络中的功能板204传输的需要返回给主板201的故障信息，将该故障信息发送给主板201。

通过利用机头板203作为主板201和功能板204之间的中继点的方式，将主板201与功能板204分别设置在不同的通讯网络中，简化了通讯架构。通过该架构，每个机头无论增加多少种绣花装置，都可视为主网络的一个节点，从而大大减少了主网络的节点数，增强了整个通讯系统的稳定性。整个通讯架构结构非常清晰，走线大大简化。同时，由于主网络总节点数是固定的，并不会随着绣花装置的增加而增加，主网络可实现通过第一通讯总线202为各个机头板203自动编号，节省了人工设置机头编号的繁琐。且因为机头板203与该机头板203连接的功能板204从主网络中同一个节点与主板201通讯，因此，每个从网络中的功能板204与该功能板204连接的被编号的机头板203共享同一个主网络节点的编号，避免了不同机头上的同一种绣花装置的同一种功能板204的重复编号。

通过上述编号方式，在机头板203通过第二通讯总线205接收功能板204发送的报警信息，并通过第一通讯总线202将机头报警信息转发给主板201时，主板201可以根据机头板203的编号迅速确定发送报警信息的功能板204，从而确定出现问题的机头，发出对应的控制指令。

在本实施例中，主板201为具有CAN总线接口的单片机，从网络中的功能板204为具有RS485总线接口的单片机，机头板203为同时具有CAN总线接口与RS485总线接口单片机。

在其他实施例中，主板201、机头板203以及功能板204还可以根据主网络与从网络中使用的第一通讯总线202和第二通讯总线205类型使用具有相应接口的单片机，在此不做限定。

有益效果：区别于现有技术的情况，本申请提出一种机头控制系统，包括主板、机头板以及功能板，第一通讯总线连接主板和机头板，第二通讯总线连接机头板和功能板。通过将主板与机头板之间利用第一通讯总线连接，并将机头板与功能板通过第二通讯总线连接的方式，大大减少了主通讯回路的节点，可以很方便的进行机头板和功能板的扩展与移除，而无需对主通讯回路的布线进行任何的改动，并且能够简化布线、减少故障点，方便维护以及降低成本。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种机头控制系统，其特征在于，所述机头控制系统包括：

主板；

至少一个机头板，所述机头板通过第一通讯总线连接所述主板；

至少一个功能板，所述功能板通过第二通讯总线连接所述机头板。

2.根据权利要求1所述的机头控制系统，其特征在于，所述主板控制绣花机执行基本绣花操作，所述基本绣花操作包括所述绣花机主轴、X轴、Y轴三轴运动的控制以及勾剪扣、换色动作的控制中的任一种。

3.根据权利要求1所述的机头控制系统，其特征在于，所述主板与所述机头板通信连接，至少一个机头上上安装有至少一个第一工作元件，所述第一工作元件与所述功能板连接，所述机头板与所述功能板通信连接。

4.根据权利要求1所述的机头控制系统，其特征在于，所述第一通讯总线是采用CAN、LIN、UART任一通讯接口的第一工业现场总线，所述第一工业现场总线包括FF总线、ProfiBus总线、CC-Link总线、Lonworks总线、HART总线、WorldFIP总线、ControlNet/DeviceNet总线、INTERBUS总线、CAN总线以及自定义协议总线中的任一种。

5.根据权利要求1所述的机头控制系统，其特征在于，所述第二通讯总线是采用CAN、LIN、UART任一通讯接口的第二工业现场总线，所述第二工业现场总线包括FF总线、ProfiBus总线、CC-Link总线、Lonworks总线、HART总线、WorldFIP总线、ControlNet/DeviceNet总线、INTERBUS总线、CAN总线以及自定义协议总线中的任一种。

6.根据权利要求1所述的机头控制系统，其特征在于，所述机头板控制锁头执行机构进行锁头操作，并将所述机头板对应的所述机头状态通过所述第二通讯总线发送给所述功能板。

7.根据权利要求1所述的机头控制系统，其特征在于，在所述机头工作时，所述机头板检测绣线是否断线，若是，则将绣线断线信息发送给所述主板进行处理。

8.根据权利要求1所述的机头控制系统，其特征在于，所述机头板还通过所述第一通讯总线获取所述主板的控制命令，并通过所述第二通讯总线将所述控制命令转发给所述功能板。

9.根据权利要求1所述的机头控制系统，其特征在于，所述机头板通过所述第二通讯总线接收所述功能板发送的报警信息，并通过所述第一通讯总线将所述报警信息转发给所述主板，所述主板根据所述机头板的编号确定发送所述报警信息的所述功能板。

10.根据权利要求9所述的机头控制系统，其特征在于，所述主板通过所述第一通讯总线为所述机头板编号，所述功能板与其所连接的所述机头板共享同一个所述编号。