CN110029458B - 刺绣机断线检测方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了刺绣机断线检测方法和系统，方法包括：S10：分别采集过线轮上间隔一预设距离的转动信息并转化为第一脉冲信号和第二脉冲信号后传输，第一脉冲信号与第二脉冲信号之间呈正交关系；S20：接收并分析第一脉冲信号和第二脉冲信号；当接收到第一脉冲信号和第二脉冲信号的先后顺序发生变化时，判断过线轮反转，输出异常信号；当未接收到第一脉冲信号和/或第二脉冲信号时，判断过线轮停转，输出异常信号；当第一脉冲信号和/或第二脉冲信号的频率低于当前转速下对应脉冲频率的差值超过一标准差值时，输出异常信号。本发明断线检测准确率高、精度高，制作简单且成本低。

Description

刺绣机断线检测方法和系统

技术领域

本发明涉及断线检测技术领域，尤其涉及一种刺绣机断线检测方法和系统。

背景技术

刺绣机在工作过程中，需要对底线、面线进行实时检测，如果底线或面线出现断线或是无线等特殊情况，继续绣做会影响产品质量，需要通过检测装置及时将断线信息反馈到机器的主控制系统，使机器报错停车，方便操作者进行后续相关操作，其中面线是否断线的检测相对成熟，准确性较高，检测底线是否断线则相对困难，准确性不高。

目前，刺绣机上使用的底线断线检测方式多样，有的通过底线带动金属连杆运动，接近开关检测金属连杆是否连续运动，来判断底线是否存在；有的通过先检测面线是否断线来间接辅助判断底线，例如通过挑线弹簧的挑线状态辅助判断；还有的如公告号为CN200971421Y的专利文献公开的“一种电脑绣花机断线检测装置”，其过线轮座紧扣在夹线座面板上，过线轮安装轴穿过过线轮座中间孔，过线轮紧固在过线轮安装轴上，在过线轮安装轴的另一端紧固光栅片并保持光栅片与过线轮安装轴轴线垂直；导轨紧固在夹线座面板上，将光耦组件紧固在光栅安装滑块上，光栅安装滑块插入导轨槽内并能自由地沿导轨来回滑动，光耦限定杆无间隙地插入光栅安装滑块上的槽口内并固定在机架上；绣线自夹线片出来后经过线钩外绕滚套至过线轮，再经过线钉至下夹线片。上述方案主要就是应用轮式光耦检测断线，具有较高的灵敏度。而实际运用过程中发现，底线断线后，光栅片不只有停止转动这一状态，当刺绣材料为厚布粗线时，底线断了以后光栅片还会出现来回摆动的工况，光耦组件依旧会有信号，此时上述方案的光栅片模块无法正常报警，再辅助以挑线弹簧的信号通断检测的情况下也会存在一定失误，因此检测的准确性和精度有待提高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种断线检测准确率高、精度高，制作简单且成本低的刺绣机断线检测方法和系统。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

刺绣机断线检测方法，所述方法包括以下步骤：

S10：分别采集过线轮上间隔一预设距离的转动信息并转化为第一脉冲信号和第二脉冲信号后传输，所述第一脉冲信号与所述第二脉冲信号之间呈正交关系；

S20：接收并分析所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号；当接收到所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号的先后顺序发生变化时，判断过线轮反转，输出异常信号；当未接收到所述第一脉冲信号和/或所述第二脉冲信号时，判断过线轮停转，输出异常信号；当第一脉冲信号和/或所述第二脉冲信号的频率低于当前转速下对应脉冲频率的差值超过一标准差值时，输出异常信号。

上述方案中，通过两路脉冲信号的实时采集获取，能够监测出过线轮的正反转工况，有利于提高断线检测准确率和精度，有利于多种情况故障的实时监测，且不需要利用挑线弹簧辅助断线检测，有利于取消原有的挑线弹簧电控方面的元器件，降低成本，节省空间。

作为本发明的优选，所述步骤S10和所述步骤S20之间还包括以下步骤：

S11：将所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号整合以后进行四倍频处理。脉冲信号四倍频后，再被分析处理，可更快地判断出断线，发出异常通知，提高了断线检测的灵敏度。

作为本发明的优选，所述步骤S10之前还包括：

S01：获取刺绣机当前工作的针位信息，判断是否给相应设备上电用以执行步骤S10。有利于节省系统的综合用电能耗，减少设备的长期运转，有利于延长使用寿命。

作为本发明的优选，所述步骤S20之后还包括以下步骤：

S30：接收所述异常信号并发出异常报警通知。有利于人员及时知晓故障和排除故障。

作为本发明的优选，所述步骤S20包括：

当接收到所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号的先后顺序发生变化时，判断过线轮反转，输出反转信号；当未接收到所述第一脉冲信号和/或所述第二脉冲信号时，判断过线轮停转，输出停转信号；当第一脉冲信号和/或所述第二脉冲信号的频率低于当前转速下对应脉冲频率的差值超过一标准差值时，输出低速信号；

所述步骤S20之后还包括以下步骤：

S30：接收所述反转信号并发出过线轮反转的报警通知；接收所述停转信号并发出过线轮停转的报警通知；接收所述低速信号并发出过线轮低速的报警通知。有利于对故障情况进行区分，使得相关人员可更加有目的进行设备维修，加快维修进度，提高产量。

刺绣机断线检测系统，所述系统包括：

采集模块，用于分别采集过线轮上间隔一预设距离的转动信息并转化为第一脉冲信号和第二脉冲信号后传输，所述第一脉冲信号与所述第二脉冲信号之间呈正交关系；

分析模块，用于接收并分析所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号；当接收到所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号的先后顺序发生变化时，判断过线轮反转，输出异常信号；当未接收到所述第一脉冲信号和/或所述第二脉冲信号时，判断过线轮停转，输出异常信号；当第一脉冲信号和/或所述第二脉冲信号的频率低于当前转速下对应脉冲频率的差值超过一标准差值时，输出异常信号。

作为本发明的优选，所述系统还包括：倍频模块，用于将所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号整合以后进行四倍频处理。

作为本发明的优选，所述系统还包括：上电控制模块，用于获取刺绣机当前工作的针位信息，判断是否给相应采集模块上电用以分别采集过线轮上间隔一预设距离的转动信息并转化为第一脉冲信号和第二脉冲信号后传输。

作为本发明的优选，所述采集模块包括一个连接在过线轮安装轴端部的光栅片、一个能够发射单束不可见光的不可见光发射器和两个与所述不可见光发射器相配合的光接收器，一个所述不可见光发射器和两个所述光接收器相配合用于采集所述光栅片上间隔一预设距离的转动信息并转化为第一脉冲信号和第二脉冲信号后传输；所述第一脉冲信号与所述第二脉冲信号之间呈正交关系。

作为本发明的优选，所述系统还包括：报警通知模块，用于接收所述异常信号并发出异常报警通知。

采用上述技术方案后，本发明的有益效果是：断线检测准确率高、精度高，制作简单且成本低，使用寿命长，故障报警及时，故障维修有据可依，维修效率高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术的技术方案，附图如下：

图1为本发明实施例1提供的刺绣机断线检测方法流程图；

图2为本发明实施例2提供的刺绣机断线检测方法流程图；

图3为本发明实施例4优选的刺绣机断线检测系统框图。

具体实施方式

现有的底面线断线检测方法中仅能通过光栅片的转动与否以及挑线弹簧的信号通断来帮助检测、判断断线情况，然实际运用中，底线断线后，光栅片不只有停止转动这一状态；当刺绣材料为厚布粗线时，底线断了以后光栅片还会出现来回摆动的工况，此时光栅片模块无法正常报警，且挑线弹簧的信号通断检测也不明显，因此存在不能准确断线报警的技术缺陷。

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种刺绣机断线检测方法，所述方法包括以下步骤：

S10：分别采集过线轮上间隔一预设距离的转动信息并转化为第一脉冲信号和第二脉冲信号后传输，所述第一脉冲信号与所述第二脉冲信号之间呈正交关系；过线轮为刺绣机机头夹线器面板上的零部件，绣线自夹线片出来后经过线钩外绕滚套至过线轮，再经过线钉至下夹线片。

本步骤中，可通过在夹线器面板背部每个过线轮安装轴的轴端设置一光栅片，光栅片开设有多个光栅孔，优选为50个，对应每个光栅片间隔设置两个光耦组件，使得光栅片跟随过线轮转动时，先后被两个光耦组件所检测到，进而形成第一脉冲信号和第二脉冲信号，需要注意的是，光耦组件的发光间距和光缝的宽度需进过严格调制，以使得最终获得的第一脉冲信号和第二脉冲信号能够呈现正交关系，即第一脉冲信号和第二脉冲信号的相位差为90度，有利于提高抗干扰能力和断线异常检测的灵敏度，光耦组件的其他详细配置可参考现有技术；除此之外，也可通过在夹线器面板背部每个过线轮安装轴的轴端设置一N、S极间隔呈圆周放射排列的磁环，对应每个光栅片间隔设置两个磁感应单元，磁环跟随过线轮转动时，N、S极交替变化，同样可帮助用于分析过线轮转动情况；

S20：接收并分析所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号；当接收到所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号的先后顺序发生变化时，判断过线轮反转，输出异常信号；当未接收到所述第一脉冲信号和/或所述第二脉冲信号时，判断过线轮停转，输出异常信号；当第一脉冲信号和/或所述第二脉冲信号的频率低于当前转速下对应脉冲频率的差值超过一标准差值时，输出异常信号。

本步骤中，利用信号处理器，来分析第一脉冲信号和第二脉冲信号，信号处理器可只用于在接收到所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号的先后顺序发生变化时，判断过线轮反转，输出异常信号，需要注意的是，可根据两个光耦组件设置的位置和光栅片正常运转时旋转的方向，将正常情况下应该先获得第一脉冲信号还是第二脉冲信号的评判标准，存入信号处理器中，进而排除反转变为正转导致的异常误报；

信号处理器也可增加用于在未接收到所述第一脉冲信号和/或所述第二脉冲信号时，判断过线轮停转，输出异常信号；以及在第一脉冲信号和/或所述第二脉冲信号的频率低于当前转速下对应脉冲频率的差值超过一标准差值时，输出异常信号的功能，其中标准差值为预先通过程序设定在信号处理器中。

上述方案中，通过两路脉冲信号的实时采集获取，不仅能够监测出过线轮的正反转工况，还能够监测转速的快慢，有利于提高断线检测准确率和精度，有利于多种情况故障的实时监测，且不需要利用挑线弹簧辅助断线检测，有利于取消原有的挑线弹簧电控方面的元器件，降低成本，节省空间。

实施例2

如图2所示，本实施例与实施例1的区别在于，所述步骤S10和所述步骤S20之间还包括以下步骤：

S11：将所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号整合以后进行四倍频处理。即执行步骤S20之前，先将脉冲信号进行整合、四倍频，信号处理器接收并分析四倍频后产生的加、减计数信号；脉冲信号进行四倍频甚至更多后，可提高反应能力，帮助更快速地判断出断线，发出异常通知，提高了断线检测的灵敏度。

作为优选，所述步骤S10之前还包括：

S01：获取刺绣机当前工作的针位信息，判断是否给相应设备上电用以执行步骤S10，参照实施例1中所述，该相应设备即为的光耦组件；具体地，可从刺绣机现有的控制系统中获取正在工作的针位信息，对正在工作的针位对应的光耦组件进行供电，而其他不工作的针位对应的光耦组件不供电，供电的光耦组件可执行步骤S10所述的方法。有利于节省系统的综合用电能耗，减少光耦组件的长期运转，避免光耦组件间不必要的信号干扰，有利于延长其使用寿命。

所述步骤S20之后还包括以下步骤：

S30：接收所述异常信号并发出异常报警通知。有利于人员及时知晓故障和排除故障。

实施例3

本实施例与实施例1的区别在于，本实施例中所述步骤S20包括：

当接收到所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号的先后顺序发生变化时，判断过线轮反转，输出反转信号；当未接收到所述第一脉冲信号和/或所述第二脉冲信号时，判断过线轮停转，输出停转信号；当第一脉冲信号和/或所述第二脉冲信号的频率低于当前转速下对应脉冲频率的差值超过一标准差值时，输出低速信号；

所述步骤S20之后还包括以下步骤：

S30：接收所述反转信号并发出过线轮反转的报警通知；接收所述停转信号并发出过线轮停转的报警通知；接收所述低速信号并发出过线轮低速的报警通知。上述设计，有利于对故障情况进行区分，使得相关人员可更加有目的进行设备维修，加快维修进度，提高产量。

实施例4

如图3所示，本实施例提供一种刺绣机断线检测系统，用于实现上述实施例所述的方法，以期实现断线检测准确率高、精度高、灵敏度高，制作简单且成本低，使用寿命长，故障报警及时，故障维修有据可依，维修效率高，对现有夹线器改造影响小的优良特性，所述系统包括：

采集模块100，用于分别采集过线轮上间隔一预设距离的转动信息并转化为第一脉冲信号和第二脉冲信号后传输，所述第一脉冲信号与所述第二脉冲信号之间呈正交关系；

分析模块200，用于接收并分析所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号；当接收到所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号的先后顺序发生变化时，判断过线轮反转，输出异常信号；当未接收到所述第一脉冲信号和/或所述第二脉冲信号时，判断过线轮停转，输出异常信号；当第一脉冲信号和/或所述第二脉冲信号的频率低于当前转速下对应脉冲频率的差值超过一标准差值时，输出异常信号。具体地，还可设置分析模块200，在判断过线轮反转时输出反转信号，判断过线轮停转时输出停转信号，判断过线轮低速时输出低速信号。

优选地，所述系统还包括：倍频模块300，用于将所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号整合以后进行四倍频处理。有利于提高反应能力，更快速地判断出断线，发出异常通知，提高了断线检测的灵敏度。

所述系统还包括：上电控制模块400，用于获取刺绣机当前工作的针位信息，判断是否给相应采集模块100上电用以分别采集过线轮上间隔一预设距离的转动信息并转化为第一脉冲信号和第二脉冲信号后传输。具体地，可从刺绣机现有的控制系统中获取正在工作的针位信息，对正在工作的针位对应的光耦组件进行供电，而其他不工作的针位对应的光耦组件不供电，有利于节省系统的综合用电能耗，减少采集模块100的长期运转，避免采集模块100（例如光耦组件）间不必要的信号干扰，有利于延长其使用寿命。

所述采集模块100包括一个连接在过线轮安装轴端部的光栅片、一个能够发射单束不可见光的不可见光发射器110和两个与所述不可见光发射器110相配合的光接收器120，一个所述不可见光发射器110和两个所述光接收器120相配合用于采集所述光栅片上间隔一预设距离的转动信息并转化为第一脉冲信号和第二脉冲信号后传输，获得的所述第一脉冲信号与所述第二脉冲信号之间呈正交关系，不可见光发射器110发射光束的宽度尽量大以便确保两个所述光接收器120接收光束的光路传播距离相同，当然将不可见光发射器110发射光束从单束替换为两束平行光亦可；一具体实施方式设置时，不可见光发射器110设于一光栅片的一侧，两个所述光接收器120设于光栅片的另一侧与不可见光发射器110相对设置，两个所述光接收器120呈上下排列，两个所述光接收器120的光缝在水平方向呈间隔一预设距离设置，光缝的长度延伸方向为上下方向（竖直方向），光栅片随过线轮转动而转动时，会间断式的切割不可见光发射器110发射的不可见光，两个所述光接收器120的光缝也会先后间断式接收到光束，导致两个所述光接收器120先后产生有时高电平有时低电平的脉冲信号，分析这两个脉冲信号的具体参数，即可帮助分析过线轮的运行情况，进而判断断线与否以及其他异常，需要强调的是，经过调试发现，当两个所述光接收器120的光缝的宽度小于光栅片的光栅孔宽度，两个所述光接收器120的光缝之间的中心间距约为光栅孔宽度的二分之一时，可得到较好的呈正交关系的第一脉冲信号和第二脉冲信号。

所述系统还包括：报警通知模块500，用于接收所述异常信号并发出异常报警通知。具体地，根据异常的不同，报警通知模块500会发出过线轮反、过线轮停转以及过线轮低速等的报警通知。有利于对故障情况进行区分，使得相关人员可更加有目的进行设备维修，加快维修进度，提高产量。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.刺绣机断线检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S10：分别采集过线轮上间隔一预设距离的转动信息并转化为第一脉冲信号和第二脉冲信号后传输，所述第一脉冲信号与所述第二脉冲信号之间呈正交关系；

S20：接收并分析所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号；当接收到所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号的先后顺序发生变化时，判断过线轮反转，输出异常信号；当未接收到所述第一脉冲信号和/或所述第二脉冲信号时，判断过线轮停转，输出异常信号；当第一脉冲信号和/或所述第二脉冲信号的频率低于当前转速下对应脉冲频率的差值超过一标准差值时，输出异常信号；

所述步骤S10之前还包括：S01：获取刺绣机当前工作的针位信息，判断是否给相应设备上电用以执行步骤S10。

2.根据权利要求1所述的刺绣机断线检测方法，其特征在于，所述步骤S10和所述步骤S20之间还包括以下步骤：

S11：将所述第一脉冲信号和第二脉冲信号整合以后进行四倍频处理。

3.根据权利要求1所述的刺绣机断线检测方法，其特征在于，所述步骤S20之后还包括以下步骤：

S30：接收所述异常信号并发出异常报警通知。

4.根据权利要求1所述的刺绣机断线检测方法，其特征在于，所述步骤S20包括：

当接收到所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号的先后顺序发生变化时，判断过线轮反转，输出反转信号；当未接收到所述第一脉冲信号和/或所述第二脉冲信号时，判断过线轮停转，输出停转信号；当第一脉冲信号和/或所述第二脉冲信号的频率低于当前转速下对应脉冲频率的差值超过一标准差值时，输出低速信号；

所述步骤S20之后还包括以下步骤：

S30：接收所述反转信号并发出过线轮反转的报警通知；接收所述停转信号并发出过线轮停转的报警通知；接收所述低速信号并发出过线轮低速的报警通知。

5.刺绣机断线检测系统，其特征在于，所述系统包括：

采集模块，用于分别采集过线轮上间隔一预设距离的转动信息并转化为第一脉冲信号和第二脉冲信号后传输，所述第一脉冲信号与所述第二脉冲信号之间呈正交关系；

分析模块，用于接收并分析所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号；当接收到所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号的先后顺序发生变化时，判断过线轮反转，输出异常信号；当未接收到所述第一脉冲信号和/或所述第二脉冲信号时，判断过线轮停转，输出异常信号；当第一脉冲信号和/或所述第二脉冲信号的频率低于当前转速下对应脉冲频率的差值超过一标准差值时，输出异常信号；

上电控制模块，用于获取刺绣机当前工作的针位信息，判断是否给相应采集模块上电用以分别采集过线轮上间隔一预设距离的转动信息并转化为第一脉冲信号和第二脉冲信号后传输。

6.根据权利要求5所述的刺绣机断线检测系统，其特征在于，所述系统还包括：倍频模块，用于将所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号整合以后进行四倍频处理。

7.根据权利要求5所述的刺绣机断线检测系统，其特征在于，所述采集模块包括一个连接在过线轮安装轴端部的光栅片、一个能够发射单束不可见光的不可见光发射器和两个与所述不可见光发射器相配合的光接收器，一个所述不可见光发射器和两个所述光接收器相配合用于采集所述光栅片上间隔一预设距离的转动信息并转化为第一脉冲信号和第二脉冲信号后传输；所述第一脉冲信号与所述第二脉冲信号之间呈正交关系。

8.根据权利要求5所述的刺绣机断线检测系统，其特征在于，所述系统还包括：报警通知模块，用于接收所述异常信号并发出异常报警通知。

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