CN112760849B - 一种刺绣机剪线控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电脑刺绣机技术领域，具体为一种刺绣机剪线控制方法及系统。一种刺绣机剪线控制方法，包括L1确定剪线原点位置，具体包括L11控制剪刀电机沿第一方向旋转至电流检测单元检测得到的剪刀电机的工作电流在预设范围内；L12控制剪刀电机沿第二方向旋转至第一预设角度以作为剪刀机构的剪线原点位置，所述第二方向与所述第一方向相反；L13记录所述剪线原点位置；L2根据所述剪线原点位置控制剪刀机构剪线。本申请的刺绣机剪线控制方法及系统，通过检测、判定剪刀电机电流的方式来辅助确定剪线原点位置，并直接通过嵌设在驱动器上的控制算法来控制剪线电机在预设角度、预设时间下转动，从而完成剪线原点位置确定操作和具体剪线操作。
Description
技术领域
本发明涉及电脑刺绣机技术领域，具体为一种刺绣机剪线控制方法及系统。
背景技术
刺绣机是一种由电脑等终端设备控制的刺绣机械设备，能够根据预定的程序，使用各种颜色的线，并自动在布料等物体上刺绣出预定的图形、商标等。在刺绣机工作过程中，当某一颜色的绣线刺绣工作完成需要更换一下颜色时或者某一部分图案刺绣完成需要开始下一区域的图案刺绣时，需要将绣线剪断，以保证绣线在下一次开始刺绣时能够正常使用。
其中，将绣线剪断的过程为剪线过程，剪线过程通常包括扣线、勾线和剪线三个部分，具体为刺绣机扣线叉扣线-剪线电机先开刀-主轴开始停止转动-勾线电机勾线到剪线位置-合刀剪线-扣线回位-勾线回位。现有技术中，在扣线、勾线后，需要将绣线直接拉至剪线位置，再由剪刀机构执行剪线操作。然而，在将绣线拉至剪线位置的过程中，绣线的张力急剧增大，极易造成断线，导致刺绣机工作停止，影响刺绣机的工作效率。
为此，申请号为CN201710059059.1的发明专利公开了一种刺绣机剪线过程的控制方法及系统，控制方法包括：控制剪刀电机驱动剪刀机构从剪线原点位置向行程最大位置运动；控制剪刀电机驱动剪刀机构携带绣线向停顿位置移动，并在剪刀机构到达停顿位置时，控制剪刀电机停止运动；当剪刀机构的停留时间达到第一阈值时，控制剪刀电机驱动剪刀机构继续向剪线原点位置移动。控制系统用于执行上述控制方法。通过控制剪刀电机驱动剪刀机构携带绣线朝向停顿位置移动，并控制剪刀电机停止运动，以使剪刀机构停留在停顿位置停留一定时的间，使得绣线能够适应当前的张力，在剪刀机构携带绣线由停顿位置继续朝向剪线原点位置移动的过程中，能够有效减少断线现象。
该专利中剪刀机构在原点以及行程最大位置处往返移动是通过安装感应器（如触发开关）来确定原点以及行程最大处位置的，否则将无法准确剪线。但是通过感应器来确定原点以及行程最大处位置存在以下缺陷：感应器需要准确安装，否则将无法准确确定原点以及行程最大处位置，使得剪线错误率高；零件成本增加；控制方法繁琐。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题，提出了一种剪线效果好、剪线效率高且成本低的刺绣机剪线控制方法及系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种刺绣机剪线控制方法，包括
L1确定剪线原点位置，具体包括
L11控制剪刀电机沿第一方向旋转至电流检测单元检测得到的剪刀电机的工作电流在预设范围内；
L12控制剪刀电机沿第二方向旋转至第一预设角度以作为剪刀机构的剪线原点位置，所述第二方向与所述第一方向相反；
L13记录所述剪线原点位置；
L2根据所述剪线原点位置控制剪刀机构剪线。
作为优选，所述L2具体包括
L21当剪刀机构在所述剪线原点位置的停留时间达到第一预设时间时，控制剪刀电机沿第二方向旋转至第二预设角度以使剪刀机构到达最大行程位置；
L22剪刀机构接收绣线；
L23当剪刀机构在所述最大行程位置的停留时间达到第二预设时间时，控制剪刀电机沿第一方向旋转至第三预设角度以使剪刀机构到达停顿位置；
L24当剪刀机构在所述停顿位置的停留时间达到第三预设时间时，控制剪刀电机沿第一方向旋转至剪刀机构到达剪线原点位置。
作为优选，在所述L1之前，将确定剪线原点位置的剪刀电机控制算法及剪刀机构剪线的剪刀电机控制算法嵌入到与所述剪刀电机连接的驱动器上。
作为优选，所述L11还包括，
L111通过人机控制端的电流判定单元将电流检测单元检测得到的电流值与电流阈值进行比较，当检测得到的电流值在电流阈值范围内时，则判定电机已转动至使剪刀机构合拢至极限；
L112当剪刀机构合拢至极限时，通过人机控制端的信号反馈单元给所述驱动器发送反馈信号。
作为优选，在所述L1之前，通过人机控制端的电流阈值设定单元设定电流阈值。
一种刺绣机剪线控制系统，包括剪线原点位置确定模块和剪刀机构剪线控制模块；所述剪线原点位置确定模块包括
电流检测单元，用于检测剪刀电机的工作电流；
第一控制单元，用于驱动剪刀电机沿第一方向旋转至电流检测单元检测得到的剪刀电机的工作电流在预设范围内；
第二控制单元，用于驱动剪刀电机沿第二方向旋转至第一预设角度以作为剪刀机构的剪线原点位置；
剪线原点位置记录单元，用于记录所述剪线原点位置。
作为优选，所述剪刀机构剪线控制模块包括
第三控制单元，用于当剪刀机构在所述剪线原点位置的停留时间达到第一预设时间时控制剪刀电机沿第二方向旋转至第二预设角度以使剪刀机构到达最大行程位置；
第四控制单元，用于当剪刀机构在所述最大行程位置的停留时间达到第二预设时间时控制剪刀电机沿第一方向旋转至第三预设角度以使剪刀机构到达停顿位置；
第五控制单元，用于当剪刀机构在所述停顿位置的停留时间达到第三预设时间时控制剪刀电机沿第一方向旋转至剪刀机构到达剪线原点位置。
作为优选，还包括
驱动器，用于设置所述第一控制单元、第二控制单元、第三控制单元、第四控制单元和第五控制单元，且与所述剪刀电机连接。
作为优选，还包括
人机控制端，用于设置所述剪线原点位置记录单元，且与所述驱动器及所述电流检测单元连接；
所述人机控制端还设有
电流判定单元，用于将电流检测单元检测得到的电流值与电流阈值进行比较，当检测得到的电流值在电流阈值范围内时，判定电机已转动至使剪刀机构合拢至极限；
信号反馈单元，用于当剪刀机构合拢至极限时给所述驱动器发送反馈信号。
作为优选，所述人机控制端还设有
电流阈值设定单元，用于设定电流阈值。
有益效果
本申请的刺绣机剪线控制方法及系统，通过检测、判定剪刀电机电流的方式来辅助确定剪线原点位置，并直接通过嵌设在驱动器上的控制算法来控制剪线电机在预设角度、预设时间下转动，从而完成剪线原点位置确定操作和具体剪线操作，具有剪线效果好，剪线准确率高，成本低等优点。
附图说明
图1为本申请确定剪线原点位置的流程原理图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1所示，一种刺绣机剪线控制方法，包括L1确定剪线原点位置和L2根据所述剪线原点位置控制剪刀机构剪线。
L1确定剪线原点位置，具体包括：
L11控制剪刀电机逆时针旋转至电流检测单元检测得到的剪刀电机电流值在预设范围内。电流检测单元用于对剪刀电机进行电流检测，当电流检测单元检测得到的电流值位于预设范围内时，剪刀电机正好转动至使剪刀机构合拢至极限，此时剪刀机构的第一剪刀半体和第二剪刀半体紧密合拢，便于下一步剪刀机构剪线原点位置的精确、高效定位。
L12控制剪刀电机顺时针旋转至第一预设角度以作为剪刀机构的剪线原点位置。剪刀机构的第一剪刀半体是不动的，第二剪刀半体通过剪刀电机驱动以相对第一剪刀半体顺时针旋转，当第二剪刀半体旋转至第一预设角度时，第一剪刀半体和第二剪刀半体正好处于能够有效把绣线剪断但合拢不是非常紧密的状态。第一预设角度可以根据历史实验数据获得，在第一预设角度下，剪刀机构的剪线效果最好，且第一预设角度已事先写入控制算法中。
L13记录所述剪线原点位置，便于后续剪线过程中，剪刀机构能够精确返回到剪线原点位置，从而提高剪线效果，降低刺绣机剪线的错误率。
在每一次剪刀机构执行具体剪线操作前，本申请都需要先重新确定一下剪线原点位置，以提高具体剪线操作的准确率和减线效果；另外，剪线原点位置是通过检测剪刀电机电流的方式确定的，不需要额外安装感应器，与通过感应器来确定剪线原点位置的方式相比，本申请方法获得的剪线原点位置更加精确，且成本更低。
L2根据所述剪线原点位置控制剪刀机构剪线，具体包括：
L21当剪刀机构在所述剪线原点位置的停留时间达到第一预设时间时，控制剪刀电机顺时针旋转至第二预设角度以使剪刀机构到达最大行程位置。剪刀机构的第一剪刀半体是不动的，第二剪刀半体在第一预设角度下继续通过剪刀电机驱动以相对第一剪刀半体顺时针旋转，当第二剪刀半体旋转至第二预设角度时，第一剪刀半体与第二剪刀半体正好相互张开在最佳状态以便于有效地接收绣线。第二预设角度可以根据历史实验数据获得，在第二预设角度下，剪刀机构接收绣线的效果最好，且第二预设角度已事先写入控制算法中。第一预设时间可根据实际需求设置，且第一预设时间已事先写入控制算法中。
L22剪刀机构接收绣线。接收绣线的方式可采用现有技术。
L23当剪刀机构在所述最大行程位置的停留时间达到第二预设时间时，控制剪刀电机逆时针旋转至第三预设角度以使剪刀机构到达停顿位置。第二剪刀半体在第二预设角度下停留第二预设时间，第二预设时间可根据实际需求设置，只需要保证有充足的时间接收绣线，且第二预设时间已事先写入控制算法中。等待达到第二预设时间后，剪刀机构的第一剪刀半体还是不动的，第二剪刀半体在第二预设角度下反向通过剪刀电机驱动以相对第一剪刀半体逆时针旋转，当第二剪刀半体旋转至第三预设角度时，第二剪刀半体停留一段时间。一方面可以使绣线能够适应当前的张力，减少断线现象；另一方面能够避免因直接快速剪线而导致绣线出现毛线的情况。第三预设角度可以根据历史实验数据获得，在第三预设角度下，绣线在剪线过程中出现断线、毛线的现象最少，且第三预设角度已事先写入控制算法中。
L24当剪刀机构在所述停顿位置的停留时间达到第三预设时间时，控制剪刀电机逆时针旋转至剪刀机构到达剪线原点位置。第二剪刀半体在第三预设角度下停留第三预设时间，第三预设时间可根据实际需求设置，只需要保证有充足的时间使绣线适应张力，且第三预设时间已事先写入控制算法中。等待达到第三预设时间后，剪刀机构的第一剪刀半体还是不动的，第二剪刀半体在第三预设角度下继续通过剪刀电机驱动以相对第一剪刀半体逆时针旋转，当第二剪刀半体旋转至剪线原点位置时，能够自动完成绣线的剪线操作，此时，一次剪线操作完成。
在所述L1之前，将确定剪线原点位置的剪刀电机控制算法及剪刀机构剪线的剪刀电机控制算法嵌入到与所述剪刀电机连接的驱动器上。驱动器与剪刀电机为一体式，控制算法直接嵌入到驱动器上来控制剪刀电机。例如，本申请直接通过控制算法来控制剪刀电机转动到第一预设角度或第二预设角度或第三预设角度，相比通过感应器来确定第一预设角度、第二预设角度、第三预设角度，本申请的方法其剪线路线更加精确，从而提高了剪线效率和剪线效果，且进一步降低了成本。
所述L11还包括，L111通过人机控制端的电流判定单元将电流检测单元检测得到的电流值与电流阈值进行比较，当检测得到的电流值在电流阈值范围内时，则判定电机已转动至使剪刀机构合拢至极限。电流检测单元包括电流互感器和电流变送器，电流互感器用于获取剪刀电机的工作电流，然后通过电流变送器发送给电流判定单元，电流判定单元用于根据剪刀电机的实时工作电流判定剪刀机构的第一剪刀半体与第二剪刀半体是否紧密合拢，即电机已转动至使剪刀机构合拢至极限。
L112当剪刀机构合拢至极限时，通过人机控制端的信号反馈单元给所述驱动器发送反馈信号，驱动器收到反馈信息后会控制第二剪刀半体开始转动。
在所述L1之前，还需要通过人机控制端的电流阈值设定单元人为设定电流阈值，电流阈值可结合实验数据确定。
本申请的刺绣机剪线控制方法，通过检测、判定剪刀电机电流的方式来辅助确定剪线原点位置，并直接通过嵌设在驱动器上的控制算法来控制剪线电机在预设角度、预设时间下转动，从而完成剪线原点位置确定操作和具体剪线操作，具有剪线效果好、剪线准确率高，成本低等优点。
一种刺绣机剪线控制系统，包括剪线原点位置确定模块，剪刀机构剪线控制模块，驱动器和人机控制端。
所述剪线原点位置确定模块包括电流检测单元，第一控制单元，第二控制单元和剪线原点位置记录单元。电流检测单元用于检测剪刀电机的电流，电流检测单元可以包括电流互感器和电流变送器，具体采集方式可采用现有技术。第一控制单元用于驱动剪刀电机逆时针旋转至电流检测单元检测得到的剪刀电机电流值在预设范围内。第二控制单元用于驱动剪刀电机顺时针旋转至第一预设角度以作为剪刀机构的剪线原点位置。剪线原点位置记录单元用于记录所述剪线原点位置，即记录剪刀电机在剪刀机构位于剪线原点位置时所处的转动位置。
所述剪刀机构剪线控制模块包括第三控制单元，第四控制单元和第五控制单元。第三控制单元用于当剪刀机构在所述剪线原点位置的停留时间达到第一预设时间时控制剪刀电机顺时针旋转至第二预设角度以使剪刀机构到达最大行程位置。第四控制单元用于当剪刀机构在所述最大行程位置的停留时间达到第二预设时间时控制剪刀电机逆时针旋转至第三预设角度以使剪刀机构到达停顿位置。第五控制单元用于当剪刀机构在所述停顿位置的停留时间达到第三预设时间时控制剪刀电机逆时针旋转至剪刀机构到达剪线原点位置。
驱动器用于设置所述第一控制单元、第二控制单元、第三控制单元、第四控制单元和第五控制单元，且与所述剪刀电机连接。第一控制单元、第二控制单元、第三控制单元、第四控制单元和第五控制单元均为嵌设在驱动器上的控制算法。驱动器以发送脉冲的形式驱动剪刀电机旋转。
人机控制端用于设置所述剪线原点位置记录单元，且与所述驱动器及所述电流检测单元连接。所述人机控制端还设有电流判定单元，信号反馈单元和电流阈值设定单元。电流判定单元用于将电流检测单元检测得到的电流值与电流阈值进行比较，当检测得到的电流值在电流阈值范围内时，判定电机已转动至使剪刀机构合拢至极限（即第一剪刀半体与第二剪刀半体紧密贴合）。信号反馈单元用于当剪刀机构合拢至极限时给所述驱动器发送反馈信号。电流阈值设定单元用于设定电流阈值，可以先对剪刀电机做实验，采集电机已转动至使剪刀机构合拢至极限时的工作电流数据，并根据足够量的电流实验数据确定合适的电流阈值，最后将该电流阈值通过电流阈值设定单元进行设定。
本申请的刺绣机剪线控制系统，通过检测、判定剪刀电机电流的方式来辅助确定剪线原点位置，并直接通过嵌设在驱动器上的控制算法来控制剪线电机在预设角度、预设时间下转动，从而完成剪线原点位置确定操作和具体剪线操作，具有剪线效果好、剪线准确率高，成本低等优点。
上面所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
Claims (10)
1.一种刺绣机剪线控制方法，其特征在于：包括
L1确定剪线原点位置，具体包括
L11控制剪刀电机沿第一方向旋转至电流检测单元检测得到的剪刀电机的工作电流在预设范围内；
L12控制剪刀电机沿第二方向旋转至第一预设角度以作为剪刀机构的剪线原点位置，所述第二方向与所述第一方向相反；
L13记录所述剪线原点位置；
L2根据所述剪线原点位置控制剪刀机构剪线。
2.根据权利要求1所述的一种刺绣机剪线控制方法，其特征在于：所述L2具体包括
L21当剪刀机构在所述剪线原点位置的停留时间达到第一预设时间时，控制剪刀电机沿第二方向旋转至第二预设角度以使剪刀机构到达最大行程位置；
L22剪刀机构接收绣线；
L23当剪刀机构在所述最大行程位置的停留时间达到第二预设时间时，控制剪刀电机沿第一方向旋转至第三预设角度以使剪刀机构到达停顿位置；
L24当剪刀机构在所述停顿位置的停留时间达到第三预设时间时，控制剪刀电机沿第一方向旋转至剪刀机构到达剪线原点位置。
3.根据权利要求2所述的一种刺绣机剪线控制方法，其特征在于：在所述L1之前，将确定剪线原点位置的剪刀电机控制算法及剪刀机构剪线的剪刀电机控制算法嵌入到与所述剪刀电机连接的驱动器上。
4.根据权利要求3所述的一种刺绣机剪线控制方法，其特征在于：所述L11还包括，
L111通过人机控制端的电流判定单元将电流检测单元检测得到的电流值与电流阈值进行比较，当检测得到的电流值在电流阈值范围内时，则判定电机已转动至使剪刀机构合拢至极限；
L112当剪刀机构合拢至极限时，通过人机控制端的信号反馈单元给所述驱动器发送反馈信号。
5.根据权利要求4所述的一种刺绣机剪线控制方法，其特征在于：在所述L1之前，通过人机控制端的电流阈值设定单元设定电流阈值。
6.一种刺绣机剪线控制系统，其特征在于：包括剪线原点位置确定模块和剪刀机构剪线控制模块；所述剪线原点位置确定模块包括
电流检测单元，用于检测剪刀电机的工作电流；
第一控制单元，用于驱动剪刀电机沿第一方向旋转至电流检测单元检测得到的剪刀电机的工作电流在预设范围内；
第二控制单元，用于驱动剪刀电机沿第二方向旋转至第一预设角度以作为剪刀机构的剪线原点位置；
剪线原点位置记录单元，用于记录所述剪线原点位置。
7.根据权利要求6所述的一种刺绣机剪线控制系统，其特征在于：所述剪刀机构剪线控制模块包括
第三控制单元，用于当剪刀机构在所述剪线原点位置的停留时间达到第一预设时间时控制剪刀电机沿第二方向旋转至第二预设角度以使剪刀机构到达最大行程位置；
第四控制单元，用于当剪刀机构在所述最大行程位置的停留时间达到第二预设时间时控制剪刀电机沿第一方向旋转至第三预设角度以使剪刀机构到达停顿位置；
第五控制单元，用于当剪刀机构在所述停顿位置的停留时间达到第三预设时间时控制剪刀电机沿第一方向旋转至剪刀机构到达剪线原点位置。
8.根据权利要求7所述的一种刺绣机剪线控制系统，其特征在于：还包括
驱动器，用于设置所述第一控制单元、第二控制单元、第三控制单元、第四控制单元和第五控制单元，且与所述剪刀电机连接。
9.根据权利要求8所述的一种刺绣机剪线控制系统，其特征在于：还包括
人机控制端，用于设置所述剪线原点位置记录单元，且与所述驱动器及所述电流检测单元连接；
所述人机控制端还设有
电流判定单元，用于将电流检测单元检测得到的电流值与电流阈值进行比较，当检测得到的电流值在电流阈值范围内时，判定电机已转动至使剪刀机构合拢至极限；
信号反馈单元，用于当剪刀机构合拢至极限时给所述驱动器发送反馈信号。
10.根据权利要求9所述的一种刺绣机剪线控制系统，其特征在于：所述人机控制端还设有
电流阈值设定单元，用于设定电流阈值。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A Thread Cutting Control Method and System for Embroidery Machines Effective date of registration: 20230816 Granted publication date: 20211026 Pledgee: Bank of China Limited Zhuji sub branch Pledgor: ZHEJIANG YUELONG SEWING EQUIPMENT Co.,Ltd. Registration number: Y2023980052344 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |