CN114016223B - 绣花机压脚控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种绣花机压脚控制方法，控制系统获取花版中当前针步长度L信息，控制绣框框架将要移动的距离等于当前针步长度，控制压脚电机驱动压脚运动到工作位置高度h，其中h＝(L‑r)*tan(A),其中A为绣线和布料平面形成的夹角，取值24°≤A≤85°，r为压脚孔半径。在刺绣过程中，每一针刺绣，压脚工作位置高度是跟据当前刺绣的针步长度来决定，比如小针步，压脚工作位置高度小，针步大一点，压脚工作位置高度相应加大，可以适当控制压脚运动噪音，保证绣品绣作质量。

Description

绣花机压脚控制方法

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方法。

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型。

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升降，压脚在提前预设的最高位置和压布位置之间升降，如中国实用新型申请CN202022272986.1、中国发明申请202110803305.6，绣花机压脚高度可以在缝制开始前或者在编辑花样程序时预先设定所需的中压脚高度值，来满足对不同布料厚度的缝纫工作，但提前手动预先设置中压脚高度过程比较繁琐；而且在缝制过程不能进行中压脚高度的调整，适应性不强。中国发明申请CN201210283700.7，根据布料厚度调整压脚工作高度，适应性仍然不强。

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方法。

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方法，控制系统获取花版中当前针步长度L(上一落针点到下一落针点长度)信息，控制绣框框架将要移动的距离等于当前针步长度，控制压脚电机驱动压脚运动到工作位置高度h，其中h＝(L-r)*tan(A),其中A为绣线4和布料平面形成的夹角，取值24°≤A≤85°，r为压脚孔半径。

进一步，当h>15mm时，取h＝15mm。

进一步，当h<1mm时，取h＝1mm。

进一步，当L<r时，取h＝1mm。

进一步，r取值最小1mm，最大4mm。

进一步，皮革、牛仔布设置电机电流控制压布力量小于等于1N。

进一步，中间夹有羽绒的布料、粗毛线布料设置电机电流控制压布力量大于等于1.5N。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

在刺绣过程中，每一针刺绣，压脚工作位置高度是跟据当前刺绣的针步长度来决定，比如小针步，压脚工作位置高度小，针步大一点，压脚工作位置高度相应加大。当刺绣小针步的时候，刺绣速度快，如果压脚工作位置高度小，不会对绣品质量产生影响，但是压脚运动距离变小，噪音变小，同时压脚电机摆动角度小，高速状态下，更容易控制启停时间的精度；当刺绣大针步的时候，主轴会相应变慢，压脚工作位置高度大，能保证绣品绣作质量。

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为绣花机压脚位置示意图。

图中序号标识：布料平面1、压脚2、压脚孔21、针杆3、针杆孔31、绣线4、夹角A

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。

绣花机通常包括控制系统、主轴、主轴电机、主轴编码器、针杆、压脚电机、压脚、弹簧夹线器，主轴编码器用于检测主轴的工作状态并且反馈至控制系统，压脚电机控制压脚上下运动，不再需要弹簧加压和复位。压脚和压脚电机对应有压脚工作位置、压脚最高位置和压脚最低位置，控制系统控制压脚电机驱动压脚运动到上述任意一个位置，一般把压脚最高位置设为原点位置，非工作时一般压脚都回到该位置，最低位置为压脚位于绣料上方的压布位，可以设置和调整压脚电机的最高位置、最低位置和工作位置，正常绣作过程中压脚向上运动到工作位置。控制系统实时检测主轴编码器的信号，并且根据主轴编码器的信号进行以下控制：当检测到主轴编码器离开初始位置并且开始发送脉冲信号，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的脉冲数量控制压脚下降的位置；当检测到主轴加速或者减速，控制压脚电机相应地加速或者减速；当检测到主轴转速不断下降，并且从第一阈值降至第二阈值时，控制压脚电机驱动压脚到达最高位置；当检测到锁头信号，通过压脚电机控制压脚停留在最高位置；当检测到补绣信号，通过压脚电机控制压脚停留在最高位置，直至检测到主轴开始降速，压脚从最高位置开始下降进行压布动作。压脚在工作过程中，控制系统根据脉冲数量控制压脚的位置，保证主轴带动的针杆与独立压脚运动基本同步，即针刺入布的附近角度，压脚压住布料，针杆离开布面后，压脚才上升。其中，控制系统主要完成数据输入输出、处理、解析、协调控制，并控制主轴电机、锁头电机、勾线锁头电机、线夹电磁铁，用于实现落针、锁头、补绣勾线、线夹和断检的功能。

参考图1中两张图所示，本实施例提供一种绣花机压脚控制方法，控制系统获取花版中当前针步长度L(上一落针点到下一落针点长度)信息，控制绣框框架将要移动的距离等于当前针步长度，控制压脚电机驱动压脚运动到工作位置高度h，其中h＝(L-r)*tan(A),其中A为绣线4和布料平面1形成夹角A，r为压脚孔半径。其中，当h>15mm时，取h＝15mm；当h<1mm时，取h＝1mm。为防止程序意外问题，当L<r时，取h＝1mm。其中A的取值，对于薄的布料取值大一些，最大值为85°，理想的取值不超过65°；对于厚的、结实的布料取值小一些，最小值为24°，理想的取值不小于45°。本实施例中，压脚孔半径r为1.5mm，如果夹角A设置53°，对于5.23毫米针步长度，压脚工作位置高度是5mm；对于9毫米针步长度，压脚工作位置高度是10mm；对于12.7mm针步长度，压脚工作位置高度是15毫米。压脚孔半径r最小值为1mm，最大值为4mm，压脚孔半径偏小可能导致撞针问题，过大可能无法按压绣线，最佳范围2～3mm。压脚孔半径r为1.5mm，夹角A分别取值为45°、65°时压脚工作位置高度和针步长度关系的举例见表1和表2。

表1(A＝45°)

L(mm)	1	2	5	9	12.7	17
							h(mm)	1	1	3.5	7.5	11.2	15

表2(A＝65°)

L(mm)	1	2	5	9	12.7	17
							h(mm)	1	1.1	7.5	15	15	15

压脚工作模式可以设置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，自动确定压脚的最低位置。设置压脚压布料的力量，可以根据压脚接触到布料的时候压脚的电流值确定，电流值越大，压布力量越大，结实布料例如皮革、牛仔布等可以设置电机电流控制压布力量小，例如1.0N；柔软并且厚的布料，比如中间夹有羽绒的布料、粗毛线布料等，可以设置电机电流控制压布力量大，例如1.5N。

图1中(b)所示一个绣花机压脚位置示意图，针杆3此时到了最高工作位置，压脚2也到了工作位置，绣线4一端连接布料，中间穿过压脚孔21以及针杆孔31，另一端通过弹簧夹线器(无图示)拉紧。此时，压脚孔21接触和按压绣线4，压脚2下面的绣线4和布料平面1形成夹角A，h＝(L-r)*tan(A)。压脚工作位置高度越大，为满足相同时间大行程(压脚工作位置和压脚最低位置之间的距离)要求，压脚电机的功率也就越大，压脚运动行程大，噪音也大；当行程过小时，可能与布料摩擦，不利于绣框移动。因此，当h>15mm时，取h＝15mm；当h<1mm时，取h＝1mm。L<r的异常情况，取h＝1mm。

图1中(a)所示另一个绣花机压脚位置示意图，针杆3此时到了最高工作位置，压脚2也到了工作位置，绣线4一端连接布料，中间穿过压脚孔21以及针杆孔31，另一端通过弹簧夹线器(无图示)拉紧。此时，压脚孔21并未接触和按压绣线4，设计时要尽量接触绣线以便针杆抽紧绣线，绣线4和布料平面1形成夹角A，仍然参照图1中(b)所示的按照压脚孔21接触和按压绣线4的计算方法，h＝(L-r)*tan(A)。

在刺绣过程中，每一针刺绣，压脚工作位置高度是跟据当前刺绣的针步长度来决定，比如小针步，压脚工作位置高度小，针步大一点，压脚工作位置高度相应加大。当刺绣小针步的时候，刺绣速度快，如果压脚工作位置高度小，不会对绣品质量产生影响，但是压脚运动距离变小，噪音变小，同时压脚电机摆动角度小，高速状态下，更容易控制启停时间的精度；当刺绣大针步的时候，主轴会相应变慢，压脚工作位置高度大，能保证绣品绣作质量。如果压脚工作位置高度小，针步很大，压脚接触到面线，使面线与布料夹角变小，此时面线高速从布料底面抽出，会使布料此处孔变大甚至布料破洞，影响刺绣品质量。本申请通过压脚工作位置高度和每一步的针步长度智能相关，做到调整的智能化，有效保证绣花质量和速度。

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 (9)

1.绣花机压脚控制方法，其特征在于，控制系统获取花版中当前针步长度L信息，控制绣框框架将要移动的距离等于当前针步长度，控制压脚电机驱动压脚运动到工作位置高度h，其中h＝(L-r)*tan(A),其中A为绣线和布料平面形成的夹角，取值24°≤A≤85°，r为压脚孔半径。

2.根据权利要求1所述的绣花机压脚控制方法，其特征在于，当压脚工作位置高度h>15mm时，取h＝15mm。

3.根据权利要求1所述的绣花机压脚控制方法，其特征在于，绣线和布料平面形成的夹角取值45°≤A≤65°。

4.根据权利要求1所述的绣花机压脚控制方法，其特征在于，当压脚工作位置高度h<1mm时，取h＝1mm。

5.根据权利要求1所述的绣花机压脚控制方法，其特征在于，当L<r时，取h＝1mm。

6.根据权利要求1所述的绣花机压脚控制方法，其特征在于，压脚孔半径取值1mm≤r≤4mm。

7.根据权利要求3所述的绣花机压脚控制方法，其特征在于，皮革、牛仔布设置压脚电机电流控制压布力量小于等于1N。

8.根据权利要求3所述的绣花机压脚控制方法，其特征在于，中间夹有羽绒的布料、粗毛线布料设置压脚电机电流控制压布力量大于等于1.5N。

9.根据权利要求6所述的绣花机压脚控制方法，其特征在于，压脚孔半径取值2mm≤r≤3mm。

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