CN114606664A - 一种缝纫机传动机构的故障预警方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种缝纫机传动机构的故障预警方法，包括以下步骤：获取缝纫机驱动电机的转速信息；通过驱动电机的转速信息获取驱动凸轮的标准工作曲线；在驱动凸轮处安装转动检测装置，用于检测驱动凸轮的转动状态，生成驱动凸轮的动态工作曲线；将驱动凸轮的标准工作曲线与动态工作曲线进行对比，判断缝纫机的传动机构是否会出现故障；本发明通过获取电机的转速信息，基于电机的转角对应的驱动凸轮的状态，进而获取驱动凸轮的标准工作曲线，进而实现驱动机构的故障检测，有效保障缝纫机在工作过程中的安全，提高缝纫机的使用寿命，提高缝纫机的工作效率，降低装置成本以及人工维修成本。
Description
技术领域
本发明涉及缝纫机技术领域，尤其涉及一种缝纫机传动机构的故障预警方法。
背景技术
缝纫机（Sewing machine）是用一根或多根缝纫线，在缝料上形成一种或多种线迹，使一层或多层缝料交织或缝合起来的机器，缝纫机能缝制棉、麻、丝、毛、人造纤维等织物和皮革、塑料、纸张等制品，缝出的线迹整齐美观、平整牢固，缝纫速度快、使用简便。
随着纺织业的发展、自动控制技术的提高，缝纫业对自动化设备的需求也越来越高，这对缝纫设备的自动化控制水平提出了更高的要求。工业缝纫机是缝纫业的典型自动化设备，其主要适用于缝纫工厂或其他大量生产缝制产品的工业部门，例如各种被子、睡袋、窗帘的缝制工厂等。
而缝纫机在使用过程中一旦出现机器故障，容易导致缝线缠线等，降低缝纫机的工作效率，同时浪费大量的人力资源进行缝纫机的维修工作，提高人力成本，需要对缝纫机的传动机构进行有效故障预警，减少缝纫机在工作过程的故障发生。
例如，中国专利CN202010197004.9公开了一种缝纫平台、缝纫机和缝纫机数据管理系统。利用缝纫机控制系统根据接收到的待缝制面料的预设参数调节缝制机构的运行参数，调整控制模块和缝纫机控制系统电性连接，调整控制模块用以接收运行参数，并控制调整机构根据运行参数对缝制机构进行调节；调整机构和缝制机构相连，调整机构用以根据运行参数对缝制机构进行调节；但是没有进行缝纫机工作过程的传动机构的有效故障预警，无法保障缝纫机的工作正常运行。
发明内容
本发明主要解决现有的技术中无法有效进行缝纫机的传动机构故障预警的问题；提供一种缝纫机传动机构的故障预警方法，通过对驱动传动机构动作的驱动机构进行检测，有效实现缝纫机的传动机构的故障预警，保障缝纫机正常工作。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种缝纫机传动机构的故障预警方法，包括以下步骤：
获取缝纫机驱动电机的转速信息；
通过驱动电机的转速信息获取驱动凸轮的标准工作曲线；
在驱动凸轮处安装转动检测装置，用于检测驱动凸轮的转动状态，生成驱动凸轮的动态工作曲线；
将驱动凸轮的标准工作曲线与动态工作曲线进行对比，判断缝纫机的传动机构是否会出现故障。
通过获取电机的转速信息，基于电机的转角对应的驱动凸轮的状态，进而获取驱动凸轮的标准工作曲线，进而实现驱动机构的故障检测，而在缝纫机中，传动机构由驱动机构带动运动，传动机构的故障往往是驱动机构产生故障引起的，因此，通过驱动机构的故障检测，在驱动机构出现驱动曲线变化时，实现传动机构的故障预警，有效保障缝纫机在工作过程中的安全，提高缝纫机的使用寿命，提高缝纫机的工作效率，降低装置成本以及人工维修成本。
作为优选，所述的驱动电机的转速信息通过安装在电机上的角位移编码器进行检测获得。直观快速的获取驱动电机的转速信息。
作为优选，所述的驱动凸轮包括等径机构和变径机构，等径机构与变径机构上均设置有用于卡接转轴的通孔，等径机构和变径机构的周长不同，通过获取等径机构的周长、变径机构的周长以及驱动电机的转速信息计算得到驱动凸轮的标准工作曲线。
通过等径机构和变径机构实现一个电机带动不同的传动机构工作，更好的进行机构布局，减小缝纫机体积，降低电机成本。
作为优选，所述的转动检测装置包括等径检测模块和变径检测模块；所述等径检测模块用于检测等径机构的等径转动速度，安装在等径机构处，与处理模块连接；所述变径检测模块用于检测变径机构的变径转动信号，安装在变径机构处，与处理模块连接；处理模块连接有计时模块，结合等级检测模块传递的等径转动速度、变径检测模块传递的变径转动信号以及计时模块的计时信号生成动态工作曲线。
采用等径检测模块和变径检测模块分别进行信号检测，使得生成的动态工作曲线准确度更高。
作为优选，所述的等径检测模块包括安装在等径机构上的第一永磁铁和第二永磁铁，第一永磁铁和第二永磁铁间隔一定距离固定安装在等径机构上，在驱动凸轮转动范围外固定设置有霍尔元件，所述霍尔元件用于检测第一永磁铁和第二永磁铁的脉冲信号，所述元件与处理模块连接。
第一永磁铁和第二永磁铁随着驱动凸轮的转动而转动，霍尔元件间歇性检测到第一永磁铁和第二永磁铁的脉冲信号，根据先后脉冲信号的时间以及已知的第一永磁铁和第二永磁铁的安装位置，计算驱动凸轮的等径机构的转动速度。
作为优选，所述的变径检测模块包括电极板贴片和电容极板，所述电极板贴片沿变径机构的圆周固定安装，所述电容极板安装在驱动凸轮转动范围外的壳体内壁上，所述电极板贴片和电容极板构成检测电容，所述检测电容与处理模块连接。
通过检测电容的电容值的变化曲线，即可得到变径机构的转动曲线，检测结果直观且准确。
作为优选，所述的霍尔元件为线性霍尔传感器。更好的进行脉冲信号的检测。
作为优选，所述的第一永磁铁和第二永磁铁产生的磁场强度不同。更好的进行脉冲信号的识别。
本发明的有益效果是：（1）通过获取电机的转速信息，基于电机的转角对应的驱动凸轮的状态，进而获取驱动凸轮的标准工作曲线，进而实现驱动机构的故障检测，有效保障缝纫机在工作过程中的安全，提高缝纫机的使用寿命，提高缝纫机的工作效率，降低装置成本以及人工维修成本；（2）通过霍尔元件、第一永磁铁和第二永磁铁组成的等径检测模块进行等径机构的转速检测，准确度高；（3）通过电极板贴片和电容极板组成的检测电容进行变径机构的转动检测，更加直观准确。
附图说明
图1是本发明实施例的方法流程图。
图2是本发明实施例的驱动凸轮的结构示意图。
图3是本发明实施例的驱动电机的转角分盘示意图。
图4是本发明实施例的驱动凸轮的动作时序图。
图中1、壳体，2、驱动凸轮，3、等径机构，4、变径机构，5、电极板贴片，6、电容极板，7、霍尔元件，8、第一永磁铁，9、第二永磁铁。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，通过下述实施例并结合附图，对本发明实施例中的技术方案的进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定发明。
实施例：一种缝纫机传动机构的故障预警方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1：获取缝纫机驱动电机的转速信息；缝纫机的驱动凸轮针对不同的传动机构分为调牙驱动件、剪线驱动件和抬压脚驱动件，其与传动机构的连接关系为：调牙驱动件连接调牙连杆，调牙连杆上设有避让槽，调牙驱动件与调牙连杆上的避让槽滑动连接，调牙驱动件抵接到避让槽端部带动调牙传动机构动作；剪线驱动件上设有剪线凸轮面，剪线凸轮面抵接到剪线传动机构上带动剪线传动机构动作；抬压脚驱动件上设有抬压脚凸轮面，抬压脚凸轮面抵接到抬压脚传动机构上带动抬压脚传动机构动作，当驱动电机驱动剪线传动机构动作时以及驱动电机驱动抬压脚传动机构动作时，驱动电机与调牙传动机构之间的传动失效，调牙驱动件和抬压脚驱动件合为一个整体件，其具体的结构示意图本发明不进行多余展示；如图3所示，驱动电机的转速信息通过安装在电机上的角位移编码器进行检测获得，驱动电机的电机轴在转动一圈360度的范围内，驱动电机的电机轴的转角具有下述几个功能区：调牙区W1，0～t1；剪线区W2，t2～t4；剪线复位区W3，t4～t6；剪线后抬压脚区W4，t5～t7；单独抬压脚区W5，t8～t10；t7和t10为驱动电机的同一个转角；沿驱动电机的电机轴的顺时针转动方向，0＜t1＜t2＜t4＜t5＜t6＜t7＜t8，当驱动电机的转轴处于某一工作区而相应的机械部位未产生动作时，产生传动故障预警，或者，当驱动电机的转轴未处于某一工作区时而相应的机械部位产生该动作，产生传动故障预警。
S2：通过驱动电机的转速信息获取驱动凸轮2的标准工作曲线，如图4所示；驱动凸轮包括等径机构3和变径机构4，等径机构与变径机构上均设置有用于卡接转轴的通孔，等径机构和变径机构的周长不同，通过获取等径机构的周长、变径机构的周长以及驱动电机的转速信息计算得到驱动凸轮的标准工作曲线。
S3：在驱动凸轮处安装转动检测装置，用于检测驱动凸轮的转动状态，生成驱动凸轮的动态工作曲线；如图2所示，其中，转动检测装置包括等径检测模块和变径检测模块；等径检测模块用于检测等径机构的等径转动速度，安装在等径机构处，与处理模块连接；变径检测模块用于检测变径机构的变径转动信号，安装在变径机构处，与处理模块连接；处理模块连接有计时模块，结合等级检测模块传递的等径转动速度、变径检测模块传递的变径转动信号以及计时模块的计时信号生成动态工作曲线。
等径检测模块包括安装在等径机构上的第一永磁铁8和第二永磁铁9，第一永磁铁和第二永磁铁间隔一定距离固定安装在等径机构上，在驱动凸轮转动范围外固定设置有霍尔元件，霍尔元件用于检测第一永磁铁和第二永磁铁的脉冲信号，元件与处理模块连接，霍尔元件7为线性霍尔传感器，第一永磁铁和第二永磁铁产生的磁场强度不同。
变径检测模块包括电极板贴片5和电容极板6，电极板贴片沿变径机构的圆周固定安装，电容极板安装在驱动凸轮转动范围外的壳体1内壁上，电极板贴片和电容极板构成检测电容，检测电容与处理模块连接。
本申请设置的壳体是为了安装电容极板以及霍尔传感器，不影响驱动凸轮的转动以及缝纫机内其余机械部位的运转，壳体为圆形或椭圆形或弧形的橡胶材料，也可以是金属材料，检测电容以及霍尔传感器通过引线连接到处理模块，处理模块采用现有的可进行程序编程的单片机，本发明还设置显示模块与单片机连接，用于显示单片机处理数据后显示的驱动凸轮的动态工作曲线以及传动机构的故障预警信息。
本发明还设置有不同颜色的提示灯，缝纫机处理正常工作状态时，通过绿灯进行提示，缝纫机的驱动凸轮产生运转曲线变化时，通过黄灯进行传动机构的故障预警，传动机构产生故障后，通过红灯进行故障报警，其中，绿灯、黄灯以及红灯均为不同颜色的发光二极管。
本发明的等径检测模块的工作原理为：第一永磁铁和第二永磁铁随着驱动凸轮的转动而转动，霍尔元件间歇性检测到第一永磁铁和第二永磁铁的脉冲信号，根据先后脉冲信号的时间以及已知的第一永磁铁和第二永磁铁的安装位置，计算驱动凸轮的等径机构的转动速度，继而得到等径机构的运动曲线。
变径模块的工作原理为：变径机构转动时，根据电容的计算公式，检测电容的电容值不断产生变化，将电容极板对应设置在变径机构的工作区段内，与变径机构的工作区段相对应，当电容值为零时，变径机构工作曲线为零，使得检测电容的变化值与变径机构的运动曲线匹配对应，通过检测电容的变化值绘制变径机构的转动曲线，将等径机构和运动曲线与变径机构的转动曲线进行拼接，得到整体的驱动凸轮的动态工作曲线。
S4：将驱动凸轮的标准工作曲线与动态工作曲线进行对比，判断缝纫机的传动机构是否会出现故障。通过在显示模块上进行直观对比以及单片机内部程序进行直接对比，实现缝纫机的传动机构的故障预警，保证缝纫机的工作安全稳定的进行，提高工作效率，延长缝纫机的使用寿命。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (8)
1.一种缝纫机传动机构的故障预警方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取缝纫机驱动电机的转速信息；
通过驱动电机的转速信息获取驱动凸轮的标准工作曲线；
在驱动凸轮处安装转动检测装置，用于检测驱动凸轮的转动状态，生成驱动凸轮的动态工作曲线；
将驱动凸轮的标准工作曲线与动态工作曲线进行对比，判断缝纫机的传动机构是否会出现故障。
2.根据权利要求1所述的一种缝纫机传动机构的故障预警方法，其特征在于，
所述驱动电机的转速信息通过安装在电机上的角位移编码器进行检测获得。
3.根据权利要求1所述的一种缝纫机传动机构的故障预警方法，其特征在于，
所述驱动凸轮包括等径机构和变径机构，等径机构与变径机构上均设置有用于卡接转轴的通孔，等径机构和变径机构的周长不同，通过获取等径机构的周长、变径机构的周长以及驱动电机的转速信息计算得到驱动凸轮的标准工作曲线。
4.根据权利要求3所述的一种缝纫机传动机构的故障预警方法，其特征在于，
所述转动检测装置包括等径检测模块和变径检测模块；
所述等径检测模块用于检测等径机构的等径转动速度，安装在等径机构处，与处理模块连接；
所述变径检测模块用于检测变径机构的变径转动信号，安装在变径机构处，与处理模块连接；
处理模块连接有计时模块，结合等级检测模块传递的等径转动速度、变径检测模块传递的变径转动信号以及计时模块的计时信号生成动态工作曲线。
5.根据权利要求4所述的一种缝纫机传动机构的故障预警方法，其特征在于，
所述等径检测模块包括安装在等径机构上的第一永磁铁和第二永磁铁，第一永磁铁和第二永磁铁间隔一定距离固定安装在等径机构上，在驱动凸轮转动范围外固定设置有霍尔元件，所述霍尔元件用于检测第一永磁铁和第二永磁铁的脉冲信号，所述元件与处理模块连接。
6.根据权利要求4或5所述的一种缝纫机传动机构的故障预警方法，其特征在于，
所述变径检测模块包括电极板贴片和电容极板，所述电极板贴片沿变径机构的圆周固定安装，所述电容极板安装在驱动凸轮转动范围外的壳体内壁上，所述电极板贴片和电容极板构成检测电容，所述检测电容与处理模块连接。
7.根据权利要求5所述的一种缝纫机传动机构的故障预警方法，其特征在于，
所述霍尔元件为线性霍尔传感器。
8.根据权利要求5所述的一种缝纫机传动机构的故障预警方法，其特征在于，
所述第一永磁铁和第二永磁铁产生的磁场强度不同。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220610 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |