CN109868576A - 一种辅助送料的工业缝纫机控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种辅助送料的工业缝纫机控制系统及方法，涉及可编程控制的工业缝纫机技术领域，包括人机交互模块、控制模块、驱动模块和执行设备，控制模块，连接人机交互模块，用于将操作者通过人机交互模块输入的操作指令进行处理并生成相应的控制信号；驱动模块分别连接控制模块以及执行设备，用于接收控制模块输出的控制信号，并将控制信号进行放大处理后输出至执行设备执行；还包括存储模块，连接控制模块，用于存储预先生成的缝纫程序以及执行设备的工作状态信息。本发明控制系统适用性强，且缝纫过程中不需要缝纫操作工配合辅助送料，节约人力成本的同时有效提升生产效率，并且使缝制产品的品质和一致性得到充分保证。

Description

一种辅助送料的工业缝纫机控制系统及方法

技术领域

本发明涉及可编程控制的工业缝纫机领域，尤其涉及一种辅助送料的工业缝纫机控制系统及方法。

背景技术

工业缝纫机是服装加工的缝纫设备，用于将各类服装缝料加工成成衣，随着人们生活水平的不断提高，对所购买商品的品质、外观，以及缝线复杂度、美观度的要求也越来越高，这就要求缝制工人具有较高的技术水平。

目前电脑控制的平缝工业缝纫机需要与缝纫操作工合作完成缝纫作业，平缝工业缝纫机在缝纫时需要人工配合送料来完成缝纫过程，而平面直线条的高质量缝纫，对缝纫工的操作技术有专业要求，要保证生产效率和产品品质一致，缝纫操作工要随缝纫机的缝纫过程进行辅助送料，每台缝纫机都必须配备一个缝纫操作工进行操作，缝纫操作工在工业化生产环境中的劳动强度很大，且需具备一定的熟练操作能力，在缝纫过程中若出现误操作，将影响缝料的缝制质量，且降低了工业缝纫机的运行效率。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种辅助送料的工业缝纫机控制系统，适用于平面直线自动缝制作业，具体包括人机交互模块、控制模块、驱动模块和执行设备；

所述控制模块，连接所述人机交互模块，用于将操作者通过所述人机交互模块输入的操作指令进行处理并生成相应的控制信号；

所述驱动模块分别连接所述控制模块以及所述执行设备，用于接收所述控制模块输出的所述控制信号，并将所述控制信号进行放大处理后输出至所述执行设备执行；

所述驱动模块包括：

主轴电机，连接所述执行设备中的针杆和送布牙，用于驱动所述针杆带动机针做上下运动，以及驱动所述送布牙做送布运动；

送料电机，连接所述执行设备中的送料机构，用于驱动所述送料机构沿水平方向运动；

压脚和剪线电机，连接所述执行设备中的压脚和剪线机构，用于驱动所述压脚沿竖直方向运动，以及驱动所述剪线机构进行剪线操作；

夹线电机，连接所述执行设备中的夹线机构，用于驱动所述夹线机构实施夹线操作；

所述系统还包括存储模块，连接所述控制模块，用于存储预先生成的缝纫程序以及所述执行设备的工作状态信息。

优选的，所述操作指令包括：

自动运行指令，所述控制模块对所述自动运行指令进行处理并生成相应的控制信号，控制所述工业缝纫机自行实时缝制加工操作；

手动操作指令，所述控制模块对所述手动操作指令进行处理并生成相应的控制信号，控制所述工业缝纫机供所述操作者实时调试和/或检修操作；

运行设置指令，所述控制模块对所述运行设置指令进行处理并生成相应的控制信号，控制所述工业缝纫机供所述操作者实施参数设置和/或修改操作；

运行测试指令，所述控制模块对所述运行测试指令进行处理并生成相应的控制信号，控制所述工业缝纫机供所述操作者实施测试操作。

优选的，所述人机交互模块包括触摸显示屏，所述人机交互模块还用于显示所述执行设备的工作状态信息。

优选的，还包括报警模块，连接所述控制模块，用于提供警示信息。

优选的，还包括检测模块，所述检测模块分别连接所述控制模块和所述执行设备，用于检测所述执行设备的工作状态信息，并形成检测信号反馈至所述控制模块。

优选的，所述检测信号包括：

主轴电机转角检测信号，通过检测所述主轴电机于旋转运动状态下的转角速度信号得到；

送料电机转角检测信号，通过检测所述送料电机于旋转运动状态下手握转角速度信号得到；

压脚和剪线电机转角检测信号，通过检测所述压脚和剪线电机于旋转运动状态下的转角速度信号得到；

线张力传感器检测信号，通过检测所述夹线电机于旋转运动状态下的线张力传感器信号得到。

优选的，所述检测模块为16路带光隔离开关量输入信号采集模块。

优选的，所述16路带光隔离开关量输入信号采集模块包括至少四个采集单元和一个接收单元。

一种辅助送料的工业缝纫机控制方法，应用于上述的控制系统，所述工业缝纫机包括一机头，于所述机头下端设置一辅助送料模块；

所述辅助送料模块包括所述送料机构，所述送料机构连接一模板，并在连接处于所述送料机构上设置一识别装置；以及

在所述连接处于所述模板上设置一二维码，所述二维码中包含缝纫面料的物料信息；

所述控制方法具体包括以下步骤：

步骤S1，将缝纫面料装夹在所述模板上，并将所述模板连接至所述送料机构；

步骤S2，所述送料机构上的所述识别装置进行读取操作，并将读取结果发送至所述控制模块；

步骤S3，所述控制模块根据所述读取结果调用所述存储模块中预先存储的对应缝纫程序，并接收通过所述人机交互模块输入的所述自动运行指令，处理生成相应的控制信号；

步骤S4，所述驱动模块将所述控制信号进行放大处理，并输出至所述执行设备，进行自动缝制过程。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：

1)控制系统采用模块单元化的结构，各单元内部相对独立，自称体系，集成化程度高，结构简单，适用于现有的工业缝纫机中，灵活配置相应部件构成系统；

2)缝纫过程中不需要缝纫操作工配合辅助送料，使得一个缝纫操作工可同时操作多台缝纫机，节约人力成本的同时有效提升生产效率，并且使缝制产品的品质和一致性得到充分保证。

附图说明

图1为本发明的较佳的实施例中，一种辅助送料的工业缝纫机控制系统的结构示意图；

图2为本发明的较佳的实施例中，一种辅助送料的工业缝纫机控制方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本发明并不限定于该实施方式，只要符合本发明的主旨，则其他实施方式也可以属于本发明的范畴。

本发明的较佳的实施例中，基于现有技术中存在的上述问题，现提供一种辅助送料的工业缝纫机控制系统，适用于平面直线自动缝制作业，如图1所示，具体包括控制模块1、驱动模块2、执行设备3和人机交互模块4；

控制模块1，连接人机交互模块4，用于将操作者通过人机交互模块4输入的操作指令进行处理并生成相应的控制信号；

驱动模块2分别连接控制模块1以及执行设备3，用于接收控制模块1输出的控制信号，并将控制信号进行放大处理后输出至执行设备3执行；

驱动模块2包括：

主轴电机21，连接执行设备3中的针杆和送布牙31，用于驱动针杆带动机针做上下运动，以及驱动送布牙做送布运动；

送料电机22，连接执行设备3中的送料机构32，用于驱动送料机构32沿水平方向运动；

压脚和剪线电机23，连接执行设备3中的压脚和剪线机构33，用于驱动压脚沿竖直方向运动，以及驱动剪线机构进行剪线操作；

夹线电机24，连接执行设备3中的夹线机构34，用于驱动夹线机构34实施夹线操作；

系统还包括存储模块5，连接控制模块1，用于存储预先生成的缝纫程序以及执行设备3的工作状态信息。

具体地，本实施例中，控制系统采用开关电源进行供电，开关电源可以提供5V直流电、12V直流电、24V直流电以及90V直流电。

本实施例中，存储模块5由256MB的Flash存储器形成，控制模块1由可编程ARM芯片形成。其中，控制模块1包括计算单元和运动控制单元；计算单元用于对操作指令进行处理，将操作指令转化成与之相匹配的缝纫数据输出；

运动控制单元可控制面线张力、压脚的高度、针距，同时可根据人机交互模块4输出的操作指令，对缝纫面料的图案做平移、比例缩放以及镜像等操作；

运动控制单元还可以用于实现人机交互模块4的屏幕显示、按键输入、文件管理、运动方式的控制以及采集信息的处理；

其中，运动控制单元主要由FPGA现场可编程门阵列形成，且FPGA现场可编程门阵列的芯片型号为Actel A3p400，其中，工业缝纫机所需的所有控制信号、输入信号和输出信号均由该芯片进行处理。

进一步地，本实施例中，主轴电机21由750W交流伺服电机形成，主轴电机21的旋转轴与工业缝纫机的主轴直接相连，主轴电机21的旋转运动带动工业缝纫机的机针做上下运动，主轴电机21每旋转一圈，带动工业缝纫机的机针做一次上下运动；

送料电机22由60mm闭环步进电机形成，送料电机22的旋转轴与工业缝纫机的送料机构32直接相连，通过送料电机22的旋转运动带动工业缝纫机的送料机构32左右运动。

压脚和剪线电机23由60mm闭环步进电机形成，压脚和剪线电机23的旋转轴与工业缝纫机的压脚和剪线机构33直接相连，通过压脚和剪线电机23的旋转运动带动工业缝纫机的压脚机构做升降运动，以及带动剪线机构进行剪线操作。

夹线电机24由32mm开环步进电机形成，夹线电机24的旋转轴与工业缝纫机的夹线机构34的控制端直接相连，通过夹线电机24的旋转运动带动工业缝纫机的夹线机构34实施夹线操作。

本发明的较佳的实施例中，操作指令包括：

自动运行指令，控制模块1对自动运行指令进行处理并生成相应的控制信号，控制工业缝纫机自行实时缝制加工操作；

手动操作指令，控制模块1对手动操作指令进行处理并生成相应的控制信号，控制工业缝纫机供操作者实时调试和/或检修操作；

运行设置指令，控制模块1对运行设置指令进行处理并生成相应的控制信号，控制工业缝纫机供操作者实施参数设置和/或修改操作；

运行测试指令，控制模块1对运行测试指令进行处理并生成相应的控制信号，控制工业缝纫机供操作者实施测试操作。

本发明的较佳的实施例中，人机交互模块4包括触摸显示屏，人机交互模块4还用于显示执行设备3的工作状态信息。

具体地，本实施例中，人机交互模块4为带有触摸显示屏的触摸屏显示装置，触摸屏显示装置固定设置于工业缝纫机的机座上，主要由带触摸屏功能的彩色液晶显示器构成；彩色液晶显示器通过标准的TTL控制线与控制模块1中的计算单元相连，通过运动控制单元控制彩色液晶显示器的图形及字符显示。

人机交互模块4可以显示操作者输入的图案或者文字信息，还可以显示执行设备5的运行状态；人机交互模块4采用触摸屏显示装置，使得操作过程更加方便。

本发明的较佳的实施例中，还包括报警模块7，连接控制模块1，用于提供警示信息。

本发明的较佳的实施例中，还包括检测模块6，检测模块6分别连接控制模块1和执行设备3，用于检测执行设备3的工作状态信息，并形成检测信号反馈至控制模块1。

本发明的较佳的实施例中，检测信号包括：

主轴电机转角检测信号，通过检测主轴电机21于旋转运动状态下的转角速度信号得到；

送料电机转角检测信号，通过检测送料电机22于旋转运动状态下手握转角速度信号得到；

压脚和剪线电机转角检测信号，通过检测压脚和剪线电机23于旋转运动状态下的转角速度信号得到；

线张力传感器检测信号，通过检测夹线电机24于旋转运动状态下的线张力传感器信号得到。

具体地，本实施例中，控制模块1通过主轴电机21反馈的主轴电机转角检测信号，控制工业缝纫机机针的上停针位置和下停针位置，无需在工业缝纫机的机针上另外安装定位传感器。

本发明的较佳的实施例中，检测模块6为16路带光隔离开关量输入信号采集模块。

本发明的较佳的实施例中，16路带光隔离开关量输入信号采集模块包括至少四个采集单元和一个接收单元。

具体地，本实施例中，接收单元用于接收采集单元采集的数据并输出至控制模块1，采用至少4个采集单元使得数据采集更为全面。

进一步地，于主轴电机21上设置一第一采集单元，在主轴电机21进行旋转运动时，第一采集单元采集主轴电机转角检测信号并输出至接收单元，接收单元将采集到的主轴电机转角检测信号发送至控制模块1，实现对主轴电机21的闭环控制，使得主轴电机21的旋转速度按照预定的旋转速度动作；

进一步地，于送料机构32左右运动范围的中间点位置设置一第二采集单元，以第二采集单元采集的第一个送料电机转角检测信号作为送料机构32的机械原点位置信号，接收单元将采集到的送料电机转角检测信号发送至控制模块1，实现对送料电机22的闭环回路控制，使得送料电机22的旋转速度按照预定的旋转速度动作，提高缝纫的准确度的同时，保证缝制的效率；

进一步地，于压脚机构的起点位置设置一第三采集单元，接收单元将采集到的压脚和剪线电机转角检测信号发送至控制模块1，实现对压脚和剪线电机23的闭环回路控制；

进一步地，于夹线机构34的前后运动起点位置设置一第四采集单元，接收单元将采集到的线张力传感器检测信号发送至控制模块，实现对夹线机构的闭环回路控制。

一种辅助送料的工业缝纫机控制方法，应用于上述的控制系统，工业缝纫机包括一机头，于机头下端设置一辅助送料模块；

辅助送料模块包括送料机构，送料机构连接一模板，并在连接处于送料机构上设置一识别装置；以及

在连接处于模板上设置一二维码，二维码中包含缝纫面料的物料信息；

如图2所示，控制方法具体包括以下步骤：

步骤S1，将缝纫面料装夹在模板上，并将模板连接至送料机构；

步骤S2，送料机构上的识别装置进行读取操作，并将读取结果发送至控制模块；

步骤S3，控制模块根据读取结果调用存储模块中预先存储的对应缝纫程序，并接收通过人机交互模块输入的自动运行指令，处理生成相应的控制信号；

步骤S4，驱动模块将控制信号进行放大处理，并输出至执行设备，进行自动缝制过程。

具体地，本实施例中，送料机构包括夹板驱动齿轮、压轮，以及夹板压紧气缸，上述模板由数控机床根据预先生成的CAD图纸进行制作。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种辅助送料的工业缝纫机控制系统，适用于平面直线自动缝制作业，其特征在于，具体包括人机交互模块、控制模块、驱动模块和执行设备；

所述控制模块，连接所述人机交互模块，用于将操作者通过所述人机交互模块输入的操作指令进行处理并生成相应的控制信号；

所述驱动模块分别连接所述控制模块以及所述执行设备，用于接收所述控制模块输出的所述控制信号，并将所述控制信号进行放大处理后输出至所述执行设备执行；

所述驱动模块包括：

主轴电机，连接所述执行设备中的针杆和送布牙，用于驱动所述针杆带动机针做上下运动，以及驱动所述送布牙做送布运动；

送料电机，连接所述执行设备中的送料机构，用于驱动所述送料机构沿水平方向运动；

压脚和剪线电机，连接所述执行设备中的压脚和剪线机构，用于驱动所述压脚沿竖直方向运动，以及驱动所述剪线机构进行剪线操作；

夹线电机，连接所述执行设备中的夹线机构，用于驱动所述夹线机构实施夹线操作；

所述系统还包括存储模块，连接所述控制模块，用于存储预先生成的缝纫程序以及所述执行设备的工作状态信息。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述操作指令包括：

自动运行指令，所述控制模块对所述自动运行指令进行处理并生成相应的控制信号，控制所述工业缝纫机自行实时缝制加工操作；

手动操作指令，所述控制模块对所述手动操作指令进行处理并生成相应的控制信号，控制所述工业缝纫机供所述操作者实时调试和/或检修操作；

运行设置指令，所述控制模块对所述运行设置指令进行处理并生成相应的控制信号，控制所述工业缝纫机供所述操作者实施参数设置和/或修改操作；

运行测试指令，所述控制模块对所述运行测试指令进行处理并生成相应的控制信号，控制所述工业缝纫机供所述操作者实施测试操作。

3.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述人机交互模块包括触摸显示屏，所述人机交互模块还用于显示所述执行设备的工作状态信息。

4.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，还包括报警模块，连接所述控制模块，用于提供警示信息。

5.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，还包括检测模块，所述检测模块分别连接所述控制模块和所述执行设备，用于检测所述执行设备的工作状态信息，并形成检测信号反馈至所述控制模块。

6.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，所述检测信号包括：

主轴电机转角检测信号，通过检测所述主轴电机于旋转运动状态下的转角速度信号得到；

送料电机转角检测信号，通过检测所述送料电机于旋转运动状态下手握转角速度信号得到；

压脚和剪线电机转角检测信号，通过检测所述压脚和剪线电机于旋转运动状态下的转角速度信号得到；

线张力传感器检测信号，通过检测所述夹线电机于旋转运动状态下的线张力传感器信号得到。

7.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，所述检测模块为16路带光隔离开关量输入信号采集模块。

8.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于，所述16路带光隔离开关量输入信号采集模块包括至少四个采集单元和一个接收单元。

9.一种辅助送料的工业缝纫机控制方法，应用于如权利要求1-8所述的控制系统，其特征在于，所述工业缝纫机包括一机头，于所述机头下端设置一辅助送料模块；

所述辅助送料模块包括所述送料机构，所述送料机构连接一模板，并在连接处于所述送料机构上设置一识别装置；以及

在所述连接处于所述模板上设置一二维码，所述二维码中包含缝纫面料的物料信息；

所述控制方法具体包括以下步骤：

步骤S1，将缝纫面料装夹在所述模板上，并将所述模板连接至所述送料机构；

步骤S2，所述送料机构上的所述识别装置进行读取操作，并将读取结果发送至所述控制模块；

步骤S3，所述控制模块根据所述读取结果调用所述存储模块中预先存储的对应缝纫程序，并接收通过所述人机交互模块输入的所述自动运行指令，处理生成相应的控制信号；

步骤S4，所述驱动模块将所述控制信号进行放大处理，并输出至所述执行设备，进行自动缝制过程。