CN113388974B - 一种刺绣机压脚控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及绣花机技术领域，公开了一种绣花机压脚控制系统，包括控制器、主轴编码器、压脚电机控制板和压脚电机，所述控制器分别与主轴编码器、压脚电机控制板和主控系统连接，所述压脚电机控制板与压脚电机、机头控制板连接。所述主轴编码器用于检测主轴的工作状态和位置，并且将信号发送至控制器；所述控制器用于将主轴编码器的信号发送至主控系统和压脚电机控制板，以及断开主控系统获取的主轴编码器信号使绣花机停止工作。本发明所述绣花机压脚控制系统与主控系统相互独立，通过获取主轴编码器的信号、锁头信号和补绣信号自动判断绣花机的工作状态，根据上述信号以及绣花机的工作状态能够准确控制压脚与针杆同步运动，并且还能够主动断开主轴编码器信号使绣花机停止工作，保证绣花机的设备安全。

Description

一种刺绣机压脚控制系统

技术领域

本发明涉及绣花机技术领域，具体地，公开了一种绣花机压脚控制系统。

背景技术

绣花机又称为刺绣机，为近代先进的刺绣机械，它能使传统的手工绣花得到高速度、高效率的实现，并且还能实现手工绣花无法达到的"多层次、多功能、统一性和完美性"的要求。它是一种体现多种高新科技的机电产品。随着电脑刺绣取代手工刺绣，绣花机也将成为刺绣行业的主要机种。

绣花机在工作过程中，动力装置通过传动机构带动针杆上下移动实现刺绣。为了压紧面料，针杆架上还设有与每根针杆配套的压脚，压脚在针杆的带动下跟随针杆运行。现有的绣花机在压脚驱动结构的设计上，经历了从传统的压脚、针杆一体驱动的方式到压脚、针杆分开驱动的方式的转变，因为压脚独立驱动的方式更能满足当下刺绣需要，可以单独调节压脚初始高度，对不同布料适应性好，消除原一体式所用主轴负载过大的问题

目前压脚独立驱动的方式是通过单独的电机直接控制压脚，压脚在提前预设的最高位置和压布位置之间升降，由于带动针杆移动的主轴转速不断变化，压脚难以与主轴完全统一，压脚在升降时产生偏差，导致压脚的精度较低，因此，有必要提供一种绣花机压脚控制系统，保证压脚与针杆同步运动。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种绣花机压脚控制系统。

本发明目的通过以下技术方案实现：

提供一种绣花机压脚控制系统，所述绣花机包括主控系统、主电机、主轴、机头和机头控制板，所述主控系统控制主电机驱动主轴运转，所述机头控制板控制锁头和补绣。

所述压脚控制系统与主控系统相互独立，所述压脚控制系统包括控制器、主轴编码器、压脚电机控制板和压脚电机，所述控制器分别与主轴编码器、压脚电机控制板和主控系统连接，所述压脚电机控制板与压脚电机、机头控制板连接；其中，所述主轴编码器用于检测主轴的工作状态和位置，并且将信号发送至控制器；所述控制器用于将主轴编码器的信号发送至主控系统和压脚电机控制板，以及断开主控系统获取的主轴编码器信号使绣花机停止工作；所述压脚电机控制板用于获取机头控制板的锁头信号和补绣信号，并且根据主轴编码器的信号、锁头信号和补绣信号判断绣花机的工作状态，控制压脚电机驱动压脚在最高位置和最低位置之间移动。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明所述绣花机压脚控制系统与主控系统相互独立，通过获取主轴编码器的信号、锁头信号和补绣信号自动判断绣花机的工作状态，根据上述信号以及绣花机的工作状态能够准确控制压脚与针杆同步运动，并且还能够主动断开主轴编码器信号使绣花机停止工作，保证绣花机的设备安全。

本发明的其它有益效果将在后续具体实施例中详细说明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为绣花机压脚控制系统的结构示意图。

其中，1-控制器、2-主轴编码器、3-压脚电机控制板、4-压脚电机、101-主控系统、102-主电机、103-主轴、104-机头、105-机头控制板。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

参考图1所示，绣花机通常包括主控系统101、主电机102、主轴103、机头104和机头控制板105。主控系统101主要完成数据输入输出、处理、解析、协调控制，并直接控制主电机102以及协调机头控制板104的工作，机头控制板105通常包括锁头电机、勾线锁头电机、线夹电磁铁(图中未示意)，用于实现锁头、补绣勾线、线夹和断检的功能。

其中，对于针杆一体驱动的方式，压脚套设在针杆上，与针杆同时运行，针杆通过主轴驱动，该方式的优点是能保证压脚与针杆同步，缺点是随着机头多头数量越多，主轴负载过大；另一种是采用针杆分开驱动的方式(独立压脚驱动)，即压脚与针杆各自配置独立驱动机构，压脚在提前预设的最高位置和压布位置之间升降，由于带动针杆移动的主轴转速不断变化，压脚难以与主轴完全统一，压脚在升降时产生偏差，导致压脚的精度较低。

继续参考图1所示，针对针杆分开驱动的方式，本实施例提供一种绣花机压脚控制系统，所述压脚控制系统与主控系统相互独立，所述压脚控制系统包括控制器1、主轴编码器2、压脚电机控制板3和压脚电机4，控制器1分别与主轴编码器2、压脚电机控制板3和主控系统101连接，压脚电机控制板3与压脚电机4、机头控制板105连接；其中，主轴编码器2用于检测主轴103的工作状态和位置，并且将信号发送至控制器1；控制器1用于将主轴编码器的信号发送至主控系统101和压脚电机控制板3，以及断开主控系统101获取的主轴编码器信号使绣花机停止工作；压脚电机控制板3用于获取机头控制板105的锁头信号和补绣信号，并且根据主轴编码器的信号、锁头信号和补绣信号判断绣花机的工作状态，控制压脚电机4驱动压脚在最高位置和最低位置之间移动。

其中，压脚电机4为一体电机，所述一体电机设有驱动电机的驱动电路板，所述驱动电路板与压脚电机控制板3连接。采用一体电机只需要输入电源和通讯信号就可以控制电机运行。

其中，所述主轴编码器的信号包括：主轴编码器的零点位置信号和主轴编码器运转发出的脉冲信号。

在上述方案中，所述绣花机压脚控制系统与主控系统相互独立，通过获取主轴编码器的信号、锁头信号和补绣信号自动判断绣花机的工作状态，根据上述信号以及绣花机的工作状态能够准确控制压脚与针杆同步运动，并且还能够主动断开主轴编码器信号使绣花机停止工作，保证绣花机的设备安全。

对于主轴编码器的信号处理，当主轴编码器离开零点位置并且开始发送脉冲信号，此时能够判断主轴103开始运行，绣花机启动刺绣。相应地，压脚电机控制板3控制压脚电机4驱动压脚从最高位置开始下降进行压布动作，并且根据主轴编码器运转发出的脉冲信号控制压脚下降的位置。

绣花机工作过程中，当主轴103加速或者减速，压脚电机控制板3控制压脚电机4相应地加速或者减速；当主轴103转速不断下降，并且从第一阈值降至第二阈值时，压脚电机控制板3控制压脚电机4驱动压脚到达最高位置，并停止运行。

其中，主轴编码器2离开零点位置是通过主轴编码器的零点位置信号获取，主轴编码器加速、减速以及转速值是通过主轴编码器运转发出的脉冲信号获取。

在上述方案中，第一阈值、第二阈值根据实际情况设置，例如主轴编码器2检测到主轴103不断降速，并且下降到第一阈值200转/分以下，有逐渐下降到静止趋势，则当主轴103速度到达低于第二阈值100转/分的那圈，主轴103到达0度时，控制压脚也跟随到达最高点，静止不动，这个时候编码器的脉冲计算，此时主轴转速低于80转/分。

对于锁头信号的处理，当检测到机头控制板105的锁头信号，压脚电机控制板3通过压脚电机4控制压脚停留在最高位置。

对于补绣信号的处理，当检测到机头控制板105的补绣信号，压脚电机控制板3通过压脚电机4控制压脚继续压布工作，非补绣机头的压脚停留在最高位置，直至检测到主轴103开始降速同时补绣转正绣，压脚从最高位置开始下降进行压布动作。

对于主轴电机的故障信息处理，如果绣花机正常工作，控制器1实时转送主轴编码器信号至绣花机的主控系统101，如果压脚电机报错，控制器1立即断开发送给绣花机的主控系统101的主轴编码器信号，使绣花机停止工作。

另外，压脚电机4分别设有压脚原点位置、压脚最高位置和压脚最低位置，压脚电机控制板3通过外部输入信号来控制压脚电机4运动到上述任意一个位置，通过上述方案，可以实现人工调节压脚电机4的位置。如果人工将压脚设置到非零点位置，控制器1立即断开发送给绣花机的主控系统101的主轴编码器信号。

相应地，压脚电机控制板3也可以设置和调整压脚电机4的工作最高点和工作最低点。例如可以设置压脚工作模式为自适应模式或者按设置位置工作模式，其中自适应模式可以跟据电机电流情况检测压脚是否接触到布料，自动确定压脚的工作最低点。

本系统在每次启动时，均会自动检测压脚电机、主电机等所有电机是否在零位。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种绣花机压脚控制系统，所述绣花机包括主控系统、主电机、主轴、机头和机头控制板，所述主控系统控制主电机驱动主轴运转，所述机头控制板控制锁头和补绣；

其特征在于，所述压脚控制系统与主控系统相互独立，所述压脚控制系统包括控制器、主轴编码器、压脚电机控制板和压脚电机，所述控制器分别与主轴编码器、压脚电机控制板和主控系统连接，所述压脚电机控制板与压脚电机、机头控制板连接；其中，所述主轴编码器用于检测主轴的工作状态和位置，并且将信号发送至控制器；所述控制器用于将主轴编码器的信号发送至主控系统和压脚电机控制板，以及断开主控系统获取的主轴编码器信号使绣花机停止工作；所述压脚电机控制板用于获取机头控制板的锁头信号和补绣信号，并且根据主轴编码器的信号、锁头信号和补绣信号判断绣花机的工作状态，控制压脚电机驱动压脚在最高位置和最低位置之间移动；

所述主轴编码器的信号包括：主轴编码器的零点位置信号和主轴编码器运转发出的脉冲信号，所述压脚电机控制板根据主轴编码器的信号对压脚电机的控制如下：

当主轴编码器离开零点位置并且开始发送脉冲信号，压脚电机控制板控制压脚电机驱动压脚从最高位置开始下降进行压布动作，并且根据主轴编码器运转发出的脉冲信号控制压脚下降的位置；当主轴加速或者减速，压脚电机控制板控制压脚电机相应地加速或者减速；当主轴转速不断下降，并且从第一阈值降至第二阈值时，压脚电机控制板控制压脚电机驱动压脚到达最高位置，并停止运行；其中，主轴编码器离开零点位置是通过主轴编码器的零点位置信号获取，主轴编码器加速、减速以及转速值是通过主轴编码器运转发出的脉冲信号获取。

2.根据权利要求1所述绣花机压脚控制系统，其特征在于，所述压脚电机为一体电机，所述一体电机设有驱动电机的驱动电路板，所述驱动电路板与压脚电机控制板连接。

3.根据权利要求1所述绣花机压脚控制系统，其特征在于，所述第一阈值为200转/分，所述第二阈值为100转/分。

4.根据权利要求1所述绣花机压脚控制系统，其特征在于，所述压脚电机控制板根据锁头信号对压脚电机控制如下：当检测到机头控制板的锁头信号，所述压脚电机控制板通过压脚电机控制压脚停留在最高位置。

5.根据权利要求1所述绣花机压脚控制系统，其特征在于，所述压脚电机控制板根据补绣信号对压脚电机控制如下：当检测到机头控制板的补绣信号，所述压脚电机控制板通过压脚电机控制压脚继续压布工作，非补绣机头的压脚停留在最高位置，直至检测到主轴开始降速同时补绣转正绣，压脚从最高位置开始下降进行压布动作。

6.根据权利要求1所述绣花机压脚控制系统，其特征在于，所述控制器断开主控系统获取的主轴编码器信号情况如下：检测到压脚电机报错，控制器立即断开主控系统获取的主轴编码器信号，使绣花机停止工作。

7.根据权利要求1所述绣花机压脚控制系统，其特征在于，所述压脚电机分别设有压脚原点位置、压脚最高位置和压脚最低位置，所述压脚电机控制板通过外部输入信号控制压脚电机运动到上述任意一个位置。

8.根据权利要求7所述绣花机压脚控制系统，其特征在于，所述压脚电机控制板能够设置以及调整压脚最高位置、压脚最低位置。

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