CN110409065B - 一种工业缝纫机控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种工业缝纫机控制系统及方法，属于可编程控制的工业缝纫机技术领域，系统包括：输入模块，控制模块，执行模块；方法包括：步骤S1，将面料装夹于模板上，并将模板与X轴送料结构和Y轴送料结构固定连接；步骤S2，识别模块对模板上的标识信息进行识别；步骤S3，控制模块根据识别结果调用存储模块中对应的预设控制指令；步骤S4，根据预设控制指令和操作指令控制缝纫操作；上述技术方案的有益效果是：使得工业缝纫机可根据缝纫方向旋转机针和梭床到最佳的缝纫方向，缝纫过程中能够保证线迹的一致，在缝纫重复直线段的过程中工业缝纫机就不要跑空行程了，大大提高了工业缝纫机缝制的品质和工作效率。

Description

一种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技术领域，尤其涉及一种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、线迹的美观要求也越来越高，这就对缝制设备的缝纫品质提出了更高的要求。

目前电脑控制基于平面缝纫的工业缝纫机可以在平面任意方向缝纫，由于工业缝纫机缝纫机械原理所限，缝料缝纫的最优方向是垂直于机针出线和梭床轴向的负方向，相当于工业平缝缝纫机的正常缝制方向，而基于平面缝纫的工业缝纫机在平面上缝纫时未作线迹优化处理，在缝纫多边型、圆和自由曲线时线迹不一致，如羽绒衣上的重复平行直线缝纫时为了保证线迹一致，从横轴负方向为起点缝纫，第一条线缝纫完后空行回到下一条线的负方向起点，再继续重复缝纫，这样不仅大大降低的缝纫机的工作效率，而且对于多边型、圆和自由曲线缝纫就没有办法保证线迹一致了。现有的工业缝纫机控制系统中，通常需要通过人工根据不同的缝纫需求去逐个输入操作指令，来控制工业缝纫机开启不同的缝纫操作流程，这也将大大降低工业缝纫机的缝纫的工作效率。

发明内容

根据现有技术中存在的上述问题，现提供一种工业缝纫机控制系统及方法，该技术方案通过设置机针旋转和梭床旋转机构以及相应的控制模块，从而使得具有机针和梭床旋转功能的工业缝纫机可根据缝纫方向旋转机针和梭床到最佳的缝纫方向，这样就使得工业缝纫机在缝纫多边型、圆型和自由曲线的过程中能够保证线迹的一致，在缝纫重复直线段的过程中工业缝纫机就不要跑空行程了，大大提高了工业缝纫机缝制的品质和工作效率，同时通过在工业缝纫机的模板上设置标识信息，使得控制系统能够根据标识信息自动选择预设的控制指令，实现了全自动缝纫的过程，进一步提高了工业缝纫机的缝制效率。

上述技术方案具体包括：

一种工业缝纫机控制系统，应用于X-Y平面图案的自动缝制，其中包括：

输入模块，用于输入操作指令；

控制模块，连接所述输入模块，用于根据所述操作指令生成对应的第一控制指令；

执行模块，连接所述控制模块，用于根据所述控制指令控制所述工业缝纫机的运行，所述执行模块具体包括：

主轴电机单元，连接所述工业缝纫机中的针杆和送布牙，通过驱动所述针杆从而带动与所述针杆连接的机针做往复运动，同时所述主轴电机单元驱动所述送布牙进行送布；

第一送料电机单元，连接所述工业缝纫机中的X轴送料机构，用于驱动所述X轴送料机构做横向运动；

第二送料电机单元，连接所述工业缝纫机中的Y轴送料机构，用于驱动所述Y轴送料机构做纵向运动；

第一旋转电机单元，连接所述工业缝纫机中的机针旋转机构，用于驱动所述机针旋转机构做第一旋转运动；

第二旋转电机单元，连接所述工业缝纫机中的梭床旋转机构，用于驱动所述梭床旋转机构做第二旋转运动；

压脚剪线电机单元，连接所述工业缝纫机中的压脚机构和剪线机构，用于驱动所述压脚机构移动，同时驱动所述剪线机构进行剪线操作；

夹线电机单元，连接所述工业缝纫机中的夹线机构，用于驱动所述夹线机构进行夹线操作。

优选地，其中，所述控制系统还包括：

第一采集模块，连接所述控制模块，用于实时采集所述执行模块的第一工作状态信息，并将采集结果反馈至所述控制模块；

所述第一实时工作状态信息包括电机旋转角度信息和电机旋转速度信息。

优选地，其中，所述控制系统还包括：

第二采集模块，连接所述控制模块，用于实时采集所述工业缝纫机的第二工作状态信息，并将采集结果反馈至所述控制模块，所述控制模块根据所述第二工作状态信息，实现对所述执行模块的闭环回路控制；

第一存储模块，连接所述第二采集模块，用于存储所述第二工作状态信息；

显示模块，连接所述第二采集模块，用于显示所述第二工作状态信息。

优选地，其中，所述第二采集模块包括：

第一采集单元，用于采集所述主轴电机单元的主轴基准信号；

第二采集单元，用于采集所述X轴送料机构的X轴机械原点位置信号；

第三采集单元，用于采集所述Y轴送料机构的Y轴机械原点位置信号；

第四采集单元，用于采集所述机针旋转机构的旋转轴机械原点位置信号；

第五采集单元，用于采集所述梭床旋转机构的旋转轴机械原点位置信号；

第六采集单元，用于采集所述压脚剪线电机单元电机码盘零点信号；

第七采集单元，用于采集所述夹线机构的线张力信号。

优选地，其中，所述控制系统还包括：

第二存储模块，连接所述控制模块，用于存储对应预设图案的预设控制指令；

所述控制模块根据所述预设控制指令自动控制所述执行模块缝纫出所述预设图案。

优选地，其中，所述控制系统还包括：

识别模块，连接所述控制模块，所述识别模块用于识别外部的标识信息，并将所述标识信息发送至所述控制模块；

所述控制模块根据所述标识信息调用所述预设控制指令。

优选地，其中，所述控制系统还包括：

报警模块，连接所述控制模块，用于发出警示信息。

一种工业缝纫机控制方法，应用于设置有如上所述的工业缝纫机控制系统的工业缝纫机，其中，所述工业缝纫机包括至少一个模板，所述模板连接所述X轴送料机构和所述Y轴送料机构，所述模板上设置有对应的所述标识信息；

所述控制方法具体包括：

步骤S1，将面料装夹于所述模板上，并将所述模板与所述X轴送料结构和所述Y轴送料结构固定连接；

步骤S2，所述识别模块对所述模板上的所述标识信息进行识别，并将识别结果发送至所述控制模块；

步骤S3，所述控制模块根据所述识别结果调用所述存储模块中对应的所述预设控制指令；

步骤S4，根据所述预设控制指令和所述输入模块输入的操作指令控制所述工业缝纫机进行缝纫操作。

优选地，其中，所述标识信息为二维码。

上述技术方案的有益效果在于：通过设置机针旋转和梭床旋转机构以及相应的控制模块，从而使得具有机针和梭床旋转功能的工业缝纫机可根据缝纫方向旋转机针和梭床到最佳的缝纫方向，这样就使得工业缝纫机在缝纫多边型、圆型和自由曲线的过程中能够保证线迹的一致，在缝纫重复直线段的过程中工业缝纫机就不要跑空行程了，大大提高了工业缝纫机缝制的品质和工作效率，同时通过在工业缝纫机的模板上设置标识信息，使得控制系统能够根据标识信息自动选择预设的控制指令，实现了全自动缝纫的过程，进一步提高了工业缝纫机的缝制效率。

附图说明

图1是本发明的较佳实施例中，一种工业缝纫机控制系统结构示意图；

图2是本发明的较佳实施例中，于图1的基础上，执行模块内部结构示意图；

图3是本发明的较佳实施例中，于图1的基础上，第二采集模块内部结构示意图；

图4是本发明的较佳实施例中，一种工业缝纫机控制方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

一种工业缝纫机控制系统，应用于X-Y平面图案的自动缝制，如图1所示，其中包括：

输入模块1，用于输入操作指令；

控制模块2，连接输入模块1，用于根据操作指令生成对应的第一控制指令；

执行模块3，连接控制模块2，用于根据控制指令控制工业缝纫机的运行，如图2所示，执行模块3具体包括：

主轴电机单元30，连接工业缝纫机中的针杆和送布牙，通过驱动针杆从而带动与针杆连接的机针做往复运动，同时主轴电机单元30驱动送布牙进行送布；

在本发明的一个具体实施例中，主轴电机单元30由750W交流伺服电机形成，主轴电机单元30的旋转轴与工业缝纫机的主轴直接相连，主轴电机单元30的旋转运动带动工业缝纫机的针杆做上下运动，主轴电机单元30每旋转一圈，带动工业缝纫机的针杆做一次上下运动；

第一送料电机单元31，连接工业缝纫机中的X轴送料机构，用于驱动X轴送料机构做横向运动；

在本发明的一个具体实施例中，第一送料电机单元31由86mm闭环步进电机形成，送料电机的旋转轴与工业缝纫机X轴送料机构直接相连，通过送料电机的旋转运动带动工业缝纫机的X轴送料机构左右运动。

第二送料电机单元32，连接工业缝纫机中的Y轴送料机构，用于驱动Y轴送料机构做纵向运动；

在本发明的一个具体实施例中，第二送料电机单元32由86mm闭环步进电机形成，送料电机的旋转轴与工业缝纫机的Y轴送料机构直接相连，通过送料电机的旋转运动带动工业缝纫机的Y轴送料机构上下运动。

第一旋转电机单元33，连接工业缝纫机中的机针旋转机构，用于驱动机针旋转机构做第一旋转运动；

在本发明的一个具体实施例中，第一旋转电机单元33由42mm闭环步进电机形成，第一旋转电机单元33的旋转轴与工业缝纫机的机针旋转机构直接相连，通过第一旋转电机单元33的旋转运动带动工业缝纫机的机针旋转机构作±180度旋转运动。

第二旋转电机单元34，连接工业缝纫机中的梭床旋转机构，用于驱动梭床旋转机构做第二旋转运动；

在本发明的一个具体实施例中，第二旋转电机单元34由42mm闭环步进电机形成，电机的旋转轴与工业缝纫机的梭床旋转机构直接相连，通过电机的旋转运动带动工业缝纫机的梭床旋转机构作±180度旋转运动。

压脚剪线电机单元35，连接工业缝纫机中的压脚机构和剪线机构，用于驱动压脚机构移动，同时驱动剪线机构进行剪线操作；

在本发明的一个具体实施例中，压脚剪线电机单元35由60mm闭环步进电机形成，电机的旋转轴与工业缝纫机的压脚和剪线机构直接相连，通过电机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。

夹线电机单元36，连接工业缝纫机中的夹线机构，用于驱动夹线机构进行夹线操作。

在本发明的一个具体实施例中，夹线电机单元36由32mm开环步进电机形成，电机的旋转轴与工业缝纫机的夹线机构的控制端直接相连，通过电机的旋转运动带动工业缝纫机的夹线机构实施夹线操作。

在本发明的另一具体实施例中，输入模块1用于为用户提供人机交互的功能，用户通过输入模块1输入操作指令，操作指令具体包括：自动运行指令，用于控制工业缝纫机进行自动实时缝制加工操作；手动操作指令，用户通过手动操作指令控制工业缝纫机进行实时调试和/或检修操作；运行设置指令，用于控制工业缝纫机进行实施参数设置和/或修改操作；运行测试指令，用于对工业缝纫机进行实施测试操作。控制模块2对操作指令进行处理后生成相应的控制信号，控制执行模块3执行相应的动作。

在上述具体实施例中，控制系统通过开关电源进行供电，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。

在本发明的一个具体实施例中，控制模块2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均由该芯片进行处理。

在本发明的一个具体实施例中，输入模块1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2相连。

在本发明的较佳实施例中，控制系统还包括：

第一采集模块4，连接控制模块2，用于实时采集执行模块3的第一工作状态信息，并将采集结果反馈至控制模块2；

第一实时工作状态信息包括电机旋转角度信息和电机旋转速度信息。

在本发明的较佳实施例中，控制系统还包括：

第二采集模块5，连接控制模块2，用于实时采集工业缝纫机的第二工作状态信息，并将采集结果反馈至控制模块2，控制模块2根据第二工作状态信息，实现对执行模块3的闭环回路控制；

第一存储模块6，连接第二采集模块5，用于存储第二工作状态信息；

在本发明的一个具体实施例中，第一存储模块6采用一256MB的Flash存储器。

显示模块7，连接第二采集模块5，用于显示第二工作状态信息。

在本发明的较佳实施例中，如图3所示，第二采集模块5包括：

第一采集单元50，用于采集主轴电机单元30的主轴基准信号；

在本发明的一个具体实施例中，于主轴电机单元30上设置一第一采集单元50，在主轴电机单元30进行旋转运动时，第一采集单元50采集工业缝纫机主轴基准传感器信号并输出至送至控制模块2，实现控制模块2对主轴电机单元30在旋转过程中的多个角度的功能控制要求；

第二采集单元51，用于采集X轴送料机构的X轴机械原点位置信号；

在本发明的一个具体实施例中，于X轴送料机构左右运动范围的中间点位置设置一个传感器，以第二采集单元51采集的X轴机械原点位置信号发送至控制模块2，实现对第一送料电机31的旋转速度和角度的闭环回路控制，提高缝纫的准确度的同时，保证缝制的效率；

第三采集单元52，用于采集Y轴送料机构的Y轴机械原点位置信号；

在本发明的一个具体实施例中，于Y轴送料机构上下运动范围的中间点位置设置一个传感器，以第三采集单元52采集的Y轴机械原点位置信号发送至控制模块2，实现对第二送料电机单元32的旋转速度和角度的闭环回路控制，提高缝纫的准确度的同时，保证缝制的效率；

第四采集单元53，用于采集机针旋转机构的旋转轴机械原点位置信号；

在本发明的一个具体实施例中，于机针旋转机构在±180度范围的中间点设置一个位置传感器，以第四采集单元53采集的机针旋转轴机械原点位置信号发送至控制模块2，实现对第一旋转电机33的旋转速度和角度的闭环回路控制，保证位置和时间同步；

第五采集单元54，用于采集梭床旋转机构的旋转轴机械原点位置信号；

在本发明的一个具体实施例中，于梭床旋转机构在±180度范围的中间点设置一个位置传感器，以第五采集单元54采集的梭床旋转轴机械原点位置信号发送至控制模块2，实现对第二旋转电机单元34的旋转速度和角度的闭环回路控制，保证位置和时间同步；

第六采集单元55，用于采集压脚剪线电机单元电机码盘零点信号；

在本发明的一个具体实施例中，于压脚机构的起点位置设置一第六采集单元55，并将采集到的压脚和剪线电机码盘零点检测信号发送至控制模块2，实现对压脚剪线电机35的闭环回路控制；

第七采集单元56，用于采集夹线机构的线张力信号。

在本发明的一个具体实施例中，于夹线机构的前后运动起点位置设置一第七采集单元56，并将采集到的线张力传感器检测信号发送至控制模块2，实现对夹线机构的闭环回路控制。

在本发明的较佳实施例中，控制系统还包括：

第二存储模块8，连接控制模块2，用于存储对应预设图案的预设控制指令；

控制模块2根据预设控制指令自动控制执行模块3缝纫出预设图案。

在本发明的较佳实施例中，控制系统还包括：

识别模块9，连接控制模块2，识别模块用于识别外部的标识信息，并将标识信息发送至控制模块2；

控制模块2根据标识信息调用预设控制指令。

在本发明的较佳实施例中，控制系统还包括：

报警模块10，连接控制模块2，用于发出警示信息。

一种工业缝纫机控制方法，应用于设置有如上所述的工业缝纫机控制系统的工业缝纫机，如图4所示，其中工业缝纫机包括至少一个模板，模板连接X轴送料机构和Y轴送料机构，模板上设置有对应的标识信息；

控制方法具体包括：

步骤S1，将面料装夹于模板上，并将模板与X轴送料结构和Y轴送料结构固定连接；

步骤S2，识别模块对模板上的标识信息进行识别，并将识别结果发送至控制模块；

步骤S3，控制模块根据识别结果调用存储模块中对应的预设控制指令；

步骤S4，根据预设控制指令和输入模块输入的操作指令控制工业缝纫机进行缝纫操作。

在本发明的较佳实施例中，标识信息为二维码。

上述技术方案的有益效果在于：

通过设置机针旋转和梭床旋转机构以及相应的控制模块，从而使得具有机针和梭床旋转功能的工业缝纫机可根据缝纫方向旋转机针和梭床到最佳的缝纫方向，这样就使得工业缝纫机在缝纫多边型、圆型和自由曲线的过程中能够保证线迹的一致，在缝纫重复直线段的过程中工业缝纫机就不要跑空行程了，大大提高了工业缝纫机缝制的品质和工作效率，同时通过在工业缝纫机的模板上设置标识信息，使得控制系统能够根据标识信息自动选择预设的控制指令，实现了全自动缝纫的过程，进一步提高了工业缝纫机的缝制效率。

以上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发明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 (8)

1.一种工业缝纫机控制系统，应用于X-Y平面图案的自动缝制，其特征在于，包括：

输入模块，用于输入操作指令；

控制模块，连接所述输入模块，用于根据所述操作指令生成对应的第一控制指令；

执行模块，连接所述控制模块，用于根据所述控制指令控制所述工业缝纫机的运行，所述执行模块具体包括：

主轴电机单元，连接所述工业缝纫机中的针杆和送布牙，通过驱动所述针杆从而带动与所述针杆连接的机针做往复运动，同时所述主轴电机单元驱动所述送布牙进行送布；

第一送料电机单元，连接所述工业缝纫机中的X轴送料机构，用于驱动所述X轴送料机构做横向运动；

第二送料电机单元，连接所述工业缝纫机中的Y轴送料机构，用于驱动所述Y轴送料机构做纵向运动；

第一旋转电机单元，连接所述工业缝纫机中的机针旋转机构，用于驱动所述机针旋转机构做第一旋转运动；

第二旋转电机单元，连接所述工业缝纫机中的梭床旋转机构，用于驱动所述梭床旋转机构做第二旋转运动；

压脚剪线电机单元，连接所述工业缝纫机中的压脚机构和剪线机构，用于驱动所述压脚机构移动，同时驱动所述剪线机构进行剪线操作；

夹线电机单元，连接所述工业缝纫机中的夹线机构，用于驱动所述夹线机构进行夹线操作；

所述控制系统还包括：

第二采集模块，连接所述控制模块，用于实时采集所述工业缝纫机的第二工作状态信息，并将采集结果反馈至所述控制模块，所述控制模块根据所述第二工作状态信息，实现对所述执行模块的闭环回路控制；

第一存储模块，连接所述第二采集模块，用于存储所述第二工作状态信息；

显示模块，连接所述第二采集模块，用于显示所述第二工作状态信息；

所述第二采集模块包括一第四采集单元，用于采集所述机针旋转机构的旋转轴机械原点位置信号；

于所述机针旋转机构在±180度范围的中间点设置所述第四采集单元，采集的机针旋转轴机械原点位置信号并发送至所述控制模块，用于对所述第一旋转电机的旋转速度和角度进行闭环回路控制，以保证位置和时间同步；

所述第二采集模块包括一第五采集单元，用于采集所述梭床旋转机构的旋转轴机械原点位置信号；

于所述梭床旋转机构在±180度范围的中间点设置所述第五采集单元，采集的梭床旋转轴机械原点位置信号发送至所述控制模块，用于对第二旋转电机单元的旋转速度和角度进行闭环回路控制，以保证位置和时间同步。

2.根据权利要求1所述的工业缝纫机控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括：

第一采集模块，连接所述控制模块，用于实时采集所述执行模块的第一工作状态信息，并将采集结果反馈至所述控制模块；

所述第一工作状态信息包括电机旋转角度信息和电机旋转速度信息。

3.根据权利要求1所述的工业缝纫机控制系统，其特征在于，所述第二采集模块包括：

第一采集单元，用于采集所述主轴电机单元的主轴基准信号；

第二采集单元，用于采集所述X轴送料机构的X轴机械原点位置信号；

第三采集单元，用于采集所述Y轴送料机构的Y轴机械原点位置信号；

第六采集单元，用于采集所述压脚剪线电机单元电机码盘零点信号；

第七采集单元，用于采集所述夹线机构的线张力信号。

4.根据权利要求1所述的工业缝纫机控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括：

第二存储模块，连接所述控制模块，用于存储对应预设图案的预设控制指令；

所述控制模块根据所述预设控制指令自动控制所述执行模块缝纫出所述预设图案。

5.根据权利要求4所述的工业缝纫机控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括：

识别模块，连接所述控制模块，所述识别模块用于识别外部的标识信息，并将所述标识信息发送至所述控制模块；

所述控制模块根据所述标识信息调用所述预设控制指令。

6.根据权利要求1所述的工业缝纫机控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括：

报警模块，连接所述控制模块，用于发出警示信息。

7.一种工业缝纫机控制方法，应用于设置有如权利要求5所述的工业缝纫机控制系统的工业缝纫机，其特征在于，所述工业缝纫机包括至少一个模板，所述模板连接所述X轴送料机构和所述Y轴送料机构，所述模板上设置有对应的所述标识信息；

所述控制方法具体包括：

步骤S1，将面料装夹于所述模板上，并将所述模板与所述X轴送料机构和所述Y轴送料机构固定连接；

步骤S2，所述识别模块对所述模板上的所述标识信息进行识别，并将识别结果发送至所述控制模块；

步骤S3，所述控制模块根据所述识别结果调用所述存储模块中对应的所述预设控制指令；

步骤S4，根据所述预设控制指令和所述输入模块输入的操作指令控制所述工业缝纫机进行缝纫操作。

8.根据权利要求7所述的工业缝纫机控制方法，其特征在于，所述标识信息为二维码。

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