CN114753072A - 一种刺绣机绣框断电保护控制方法、系统及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种刺绣机绣框断电保护控制方法，方法具体包括：获取绣框于断电位置的相对坐标，并通过电机编码器获取绣框于断电位置的电机轴位置；刺绣机上电后，重新将绣框定位至断电位置时，执行以下步骤S1‑S2；S1、控制绣框移动至相对坐标的粗略误差带，粗略误差带为传感器对绣框定位的误差范围；S2、根据电机编码器的信号，控制绣框的电机轴转动至电机轴位置，使绣框进一步移动至相对坐标的精确误差带，精确误差带小于且内含于粗略误差带。本发明的方法在断电后能够对断电时的位置进行精确找回，且不需要高精度的定位传感器，仅对电机附加编码器，制造成本低廉、结构简单易于维护。

Description

一种刺绣机绣框断电保护控制方法、系统及装置

技术领域

本发明属于纺织机械技术领域，具体涉及一种刺绣机绣框断电保护控制方法、系统及装置。

背景技术

刺绣机在工作过程中通过移动绣框改变刺绣的位置。工作过程半途可能会因为断电或安全原因紧急停机，而恢复开机以后，为了保证先前的刺绣工作能够得到接续、不浪费工时和物料，需要让绣框回到停机前一刻的位置接续刺绣工作。可刺绣机停机时，无法保证绣框不因人为或其他因素发生被动的位移，如果不在开机后重新对绣框进行定位、并令其移动至停机时的位置，贸然直接继续刺绣工作很可能导致加工错位，破坏整个产品。

现有的刺绣机一般是使用两个方向交叉布置的传感器绣框进行定位，并在绣框的运动边界处设置传感器作为原点的定位。但传感器的定位能力存在毫米级的误差，每次对绣框的位置定位均不相同，在定位存在误差的前提下，绣框回到原点时存在误差，而重新开机后的刺绣位置很可能会偏离停机前的暂停位置。

综上所述，需要一种能够在断电后令绣框回到断电点时定位精确的方法和刺绣机设备。

发明内容

基于现有技术中存在的上述缺点和不足，本发明的目的之一是至少解决现有技术中存在的上述问题之一或多个，换言之，本发明的目的之一是提供满足前述需求之一或多个的一种刺绣机绣框断电保护控制方法、系统及装置。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种刺绣机绣框断电保护控制方法，方法具体包括：

获取绣框于断电位置的相对坐标，并通过电机编码器获取绣框于断电位置的电机轴位置；

刺绣机上电后，重新将绣框定位至断电位置时，执行以下步骤S1-S2；

S1、控制绣框移动至相对坐标的粗略误差带，粗略误差带为传感器对绣框定位的误差范围；

S2、根据电机编码器的信号，控制绣框的电机轴转动至电机轴位置，使绣框进一步移动至相对坐标的精确误差带，精确误差带小于且内含于粗略误差带。

作为优选方案，步骤S1之前还包括步骤S0：

步骤S1之前还包括步骤S0：

S0、判断绣框是否已经处于粗略误差带，若是，跳过步骤S1，执行步骤S2。

作为优选方案，方法还包括：

刺绣机上电后，首先将绣框移动至原点，移动至原点后再重新将绣框定位至断电位置。

作为进一步优选的方案，方法还包括：

步骤S1中，当传感器检测绣框位于相对坐标的粗略误差带时，判断绣框移动完成。

作为优选方案，相对坐标的精确误差带为相对坐标周围0.02mm。

另一方面，本发明还提供一种刺绣机绣框断电保护控制系统，应用如上述任一项的方法，系统包括传感器、编码器、记录模块、驱动模块；

传感器用于检测绣框的位置；

编码器用于获取绣框的电机轴位置；

记录模块用于记录相对坐标和电机轴位置；

驱动模块用于驱动绣框的电机轴转动指定角度。

作为优选方案，记录模块在刺绣机断电后记录绣框于断电位置的相对坐标，并根据编码器的信号进行电机轴位置的记录，驱动模块在刺绣机上电后驱动绣框至相对坐标的粗略误差带，然后驱动绣框进一步移动至相对坐标的精确误差带。

另一方面，本发明还提供一种具有断电保护的刺绣机，包括如上述的系统和用于控制系统的控制器，编码器配置于绣框的电机；记录模块和驱动模块被配置于控制器，控制器控制记录模块记录相对坐标和电机轴位置，并控制驱动模块驱动绣框移动。

本发明与现有技术相比，有益效果是：

本发明的方法、系统及设备在断电后能够对断电时的位置进行精确找回；

本发明的设备不需要高精度的定位传感器，仅对电机附加编码器，制造成本低廉、结构简单易于维护。

具体实施方式

实施例：本实施例提供一种刺绣机绣框断电保护控制方法的具体实现方式：

在刺绣机工作过程中，其绣框的当前加工位置也即相对坐标，随工艺流程进行而在刺绣机系统内时刻变换。当刺绣机断电后，通过调取系统中当前绣框的相对坐标，即可获得断电时绣框的位置。

在断电后需要对绣框进行找回，使其回到断电时的位置，由于传感器对绣框的定位存在误差，当传感器检测到绣框已移动到断电位置时，实际上绣框只是移动到了其相对坐标附近一个小于传感器检测误差的范围。因此通过传感器来定位移动绣框的话，只能保证其移动至相对坐标附近的一个粗略误差带，而无法使绣框以更高的精度回归断电前的位置，也就不能满足高精度的加工要求。

本方法除调取相对坐标得到断电时绣框的位置之外，还通过传感器对绣框的位置进行检测，并使用编码器检测绣框电机的电机轴位置。

上述传感器一般使用光耦传感器形式的接近开关，但在某些实现中，也可使用不限于接触式传感器、电磁式位置传感器、位移传感器等任何形式能够实现定位的位置传感器。编码器同样可不限制选用增量型或绝对值型编码器等形式，能实现对电机的轴位置进行检测这一功能即可。

其中电机轴位置通过编码器在电机轴转动时产生相应的信号，并根据该信号检测得到电机轴的位置。对于电机轴位置的检测时机，其可以在运行时使用编码器即时获取并持续更新，也可以仅在关键节点，如断电、上电或停机时获取一次。

在使用上述实现能够获取断电前绣框相对坐标、检测绣框位置和电机轴位置的前提下，在每次断电时，获取并记录绣框的当前所处的相对坐标，并获取并记录绣框当前处于该相对坐标时的电机轴位置。

利用上述记录，将上电重启机之后的绣框找回过程分为两个步骤进行，首先进行步骤S1、通过传感器的定位使绣框尽量移动到该相对坐标，由于传感器的定位误差，这一粗略移动实际是使绣框移动到相对坐标附近的一个粗略误差带。粗略误差带的范围应设定为传感器对绣框定位的误差范围，在一般情况下，当传感器检测到绣框位于相对坐标时，则代表绣框已移动到该粗略误差带中。

在S1已将绣框移动到相对坐标附近后，再执行步骤S2，通过电机轴位置对绣框位置影响的高精度特点进一步减小定位误差。根据电机编码器的信号，控制绣框的电机使其电机轴转动，直到编码器检测到电机轴已经转动至与断电位置相对应的电机轴位置，从而进一步微调绣框的定位，使其精确移动至相对坐标的精确误差带。上述方法利用编码器对电机轴角度的高精度检测，使绣框的定位不受传感器精度限制，而是利用编码器的高精度定位向相对坐标移动，从而将绣框找回的误差精度缩小到精确误差带的范围。

更进一步的，若刺绣机断电过程中绣框只进行了极小的位移，则无需进行S1的移动，只需要进行一定微调校准即可。因此本实施例还提供一种改进的方法，在步骤S1之前还包括S0、判断绣框是否已经处于相对坐标的粗略误差带，若是，则跳过步骤S1的移动，直接执行步骤S2，控制绣框的电机轴位置校准。

精确误差带小于且内含于粗略误差带，一般的，精确误差带的范围为电机轴的转动误差所对应的绣框范围，更具体的，本实施例中精确误差带范围可以设定为相对坐标周围0.02mm。

另外，某些编码器仅为单圈形式，其所检测的电机若转动超过一周，则会在不同的绣框位置获得相同的电机轴位置读数，因此本实施例在此对粗略误差带的范围做进一步限定，将电机轴转动一周所对应的绣框位移设置为粗略误差带的宽度。在绣框第一步移动的过程中，传感器对绣框位置的检测误差限制为小于上述粗略误差带。上述改进的方法避免误差超过编码器一圈时由于重复读数导致的定位错误。

为了在上述方法的基础上使绣框在停机后的位置回调更加精确，本实施例的方法还进一步包括：在刺绣机开电后，首先将绣框移动至原点，移动至原点后再重新将绣框定位至所述断电位置。

另一方面，本实施例还提供一种刺绣机绣框断电保护控制系统，用于应用上述的方法，具体的，该系统至少包括传感器、编码器、记录模块和驱动模块。

其中传感器设于刺绣机上，并一般直接包含于刺绣机之中，用于检测绣框在其移动路径上的位置。编码器安装于驱动绣框的电机之中，被配置为能够检测电机的电机轴位置。记录模块和驱动模块以硬件或软件形式被配置于刺绣机的电控系统中，记录模块与传感器和编码器通信连接，用于实现上述方法中相对坐标、电机轴位置的记录。驱动模块与传感器、编码器、记录模块通信连接，并与电机电性连接，用于根据记录模块所记录的数据驱动电机进行相应转动以进行步骤S1的移动，并对照传感器和编码器对绣框位置及电机轴角度的检测使电机轴根据上述步骤S2转动至指定的电机轴位置。

作为一种改进，本实施例将记录模块特别配置为具有额外的供电，从而在刺绣机断电后仍能对断电后绣框的相对坐标和电机轴角度进行记录，避免突发断电导致的数据未采集或丢失。

在另一方面，本发明还提供一种具有断电保护的刺绣机，在刺绣机中包含了如上所述的系统和用于控制绣框电机及传感器的控制器。编码器设于绣框的电机之上，用于获取绣框的电机轴位置。记录模块和驱动模块以软件形式被配置于控制器中，或以能实现上述方法的硬件形式额外附加于控制器上，控制器对记录模块施行控制，以记录绣框位置和电机轴角度，并通过对驱动模块的控制驱动绣框移动。

应当说明的是，上述实施例仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种刺绣机绣框断电保护控制方法，其特征在于，所述方法具体包括：

获取绣框于断电位置的相对坐标，并通过电机编码器获取绣框于所述断电位置的电机轴位置；

刺绣机上电后，重新将绣框定位至所述断电位置时，执行以下步骤S1-S2；

S1、控制所述绣框移动至所述相对坐标的粗略误差带，所述粗略误差带为传感器对绣框定位的误差范围；

S2、根据电机编码器的信号，控制绣框的电机轴转动至所述电机轴位置，使所述绣框进一步移动至所述相对坐标的精确误差带，所述精确误差带小于且内含于所述粗略误差带。

2.如权利要求1所述的一种刺绣机绣框断电保护控制方法，其特征在于，所述步骤S1之前还包括步骤S0：

S0、判断所述绣框是否已经处于所述粗略误差带，若是，跳过所述步骤S1，执行所述步骤S2。

3.如权利要求1所述的一种刺绣机绣框断电保护控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

刺绣机上电后，首先将绣框移动至原点，移动至所述原点后再重新将绣框定位至所述断电位置。

4.如权利要求1所述的一种刺绣机绣框断电保护控制方法，其特征在于,步骤S1中，当传感器检测所述绣框位于所述相对坐标的粗略误差带时，判断所述绣框移动完成。

5.如权利要求1所述的一种刺绣机绣框断电保护控制方法，其特征在于，所述相对坐标的精确误差带为所述相对坐标周围0.02mm。

6.一种刺绣机绣框断电保护控制系统，应用如权利要求1-5所述的方法，其特征在于，所述系统包括传感器、编码器、记录模块、驱动模块；

所述传感器用于检测绣框的位置；

所述编码器用于获取绣框的电机轴位置；

所述记录模块用于记录所述相对坐标和所述电机轴位置；

所述驱动模块用于驱动绣框的电机轴转动指定角度。

7.一种如权利要求6所述的刺绣机绣框断电保护控制系统，其特征在于，所述记录模块在刺绣机断电后记录绣框于断电位置的相对坐标，并根据所述编码器的信号进行所述电机轴位置的记录，所述驱动模块在刺绣机上电后驱动所述绣框至所述相对坐标的粗略误差带，然后驱动所述绣框进一步移动至所述相对坐标的精确误差带。

8.一种具有断电保护的刺绣机，包括如权利要求6-7任一项所述的系统和用于控制所述系统的控制器，其特征在于：

所述编码器配置于绣框的电机；所述记录模块和所述驱动模块被配置于所述控制器，所述控制器控制所述记录模块记录所述相对坐标和所述电机轴位置，并控制所述驱动模块驱动所述绣框移动。