CN1442530A - 微处理器辅助缝纫机控制装置 - Google Patents

Abstract

微处理器辅助缝纫机控制装置可柔性用于控制缝纫机驱动马达以及其它电马达，这些电马达或者独立于旋转位置来控制或者根据旋转位置来控制。为此，各电马达配设一控制系统，该控制系统包括：开环控制单元，用于独立于旋转位置进行控制；闭环控制单元，用于根据旋转位置进行控制；以及选择单元。根据是通过基于旋转位置的闭环控制单元来控制还是通过独立于旋转位置的开环控制来控制电马达，选择单元控制使闭环控制单元或开环控制单元与电马达相连。

Description

微处理器辅助缝纫机控制装置

技术领域

本发明涉及一种微处理器辅助缝纫机控制装置。

背景技术

由DE3632046C2(对应于US4787326A)公开了一种普通类型的控制装置。所采用的基本控制装置结构包括计算机单元，该计算机单元有数据载体形式的存储器，在该存储器中储存了缝纫机控制程序。它控制一自动缝纫机，该自动缝纫机包括：工件(布料)夹持器，该工件夹持器可沿两坐标方向运动；以及缝纫头，该缝纫头可绕一个轴线旋转，并用于根据由程序给定的图案而在工件上进行缝合。还设有电马达，从而使工件夹持器运动和使缝纫头旋转；通过带相应的驱动器的功率输出单元以与缝纫机驱动马达相同的方式起动这些电马达以供给动力。

一控制装置根据缝纫机驱动马达的旋转位置对其进行控制和起动。以与缝纫机的驱动马达的位置协调的方式来起动装备有旋转位置传感器的电马达。

已知控制装置的缺点是它为特定情况的实际应用而设计。对于与旋转位置无关地起动的电马达，提供有简单的开路控制单元，没有旋转位置信号反馈；而包括旋转位置信号反馈的相应闭环控制单元使用于根据旋转位置进行控制的电马达。当要起动包括不同结构的附加电马达的不同类型缝纫装置时，必须形成专门适用的控制装置。这意味着非常复杂的开发和制造工作，相应需要很高制造成本，因为各个控制装置需要专门的设计，而这通常只进行少量制造。

发明内容

考虑到这些问题，本发明的目的是发展已知的缝纫机控制装置，从而不管连接的电马达的特定结构设计如何以及是否根据旋转位置来进行控制，它都能够通用。

该目的通过这种微处理器辅助缝纫机控制装置来实现，它包括

一计算机单元，该计算机单元具有用于储存缝纫机控制程序的存储器；以及一具有驱动器的功率输出单元，用于功率控制一可控缝纫机驱动马达和至少另一电马达；该缝纫机驱动马达由控制系统根据其旋转位置而通过闭环控制进行控制；以及该至少一个电马达以与缝纫机驱动马达的位置协调的方式进行控制；其中还有：一配属于电马达的控制系统，它包括一开环控制单元，用于独立于旋转位置而控制电马达；一闭环控制单元，用于根据旋转位置和根据布置在电马达上的旋转位置检测器的旋转位置信号来控制电马达；以及一配属于开环和闭环控制单元的选择单元，通过该选择单元，根据该电马达是由根据旋转位置的闭环控制来控制还是由独立于该旋转位置的开环控制来控制，控制使闭环控制单元或开环控制单元与电马达连接。

本发明的要点是配属于各个电马达的控制系统，它具有所需的全目的特征。该控制系统包括：开环控制单元，用于独立于旋转位置而起动电马达；以及闭环控制单元，用于根据旋转位置和根据由布置在电马达上的旋转位置检测器发射的旋转位置信号来控制电马达的起动。还设有配属于开环和闭环控制单元的选择单元，用于根据相连的电马达的结构设计而控制使开环或闭环控制单元与该马达进行连接。当电马达需要根据旋转位置来控制时，闭环控制单元通过电路与电马达相连，而当独立于旋转位置而控制时，通过选择单元使开环控制单元与电马达连接。

具有上述基本结构和用于相应多个电马达的一定数目的相同的控制单元，本发明的整个控制装置实际上能够适应电路中的电马达的控制要求。而且，通常根据旋转位置来控制实际缝纫机的用于针的运动的驱动马达。

在本发明的一个优选的实施例中，该选择单元是特别布置成逻辑OR部件形式的电路，从而形成计算机单元与开环控制单元或闭环控制单元之间的连接。

另外，设置多个相同设计的控制系统用于相应数目的电马达。

按照本发明的一个方面，用于缝纫机驱动马达和电马达的控制系统组合在一个信号处理器上。

按照本发明的又一个方面，信号处理器配设有一个自己的用于缝纫机驱动马达和电马达的控制程序的易失性存储器。

另外，控制装置的存储器包括常驻存储器和至少一个易失性存储器。

再有，计算机单元可以包括一个带有常驻存储器和一个逻辑单元的主处理器。

逻辑单元可以包括一个易失性存储器，该易失性存储器与信号处理器的易失性存储器组合，形成控制装置的易失性存储器。

按照本发明的再一个方面，逻辑单元和带有选择单元的信号处理器以主从控制的方式通过主处理器及其常驻存储器形成环路。

另外，整个控制结构可以集成在一板内。

附图的简要说明

通过下面对示例性实施例的说明并结合附图，将了解本发明的详细情况，附图中：

图1是缝纫机的示意透视图，带有以方框图表示的相配的控制装置。

具体实施例的描述

如图右侧所示的缝纫机1的大致轮廓由它下部的壳体形式的底座2表示，而省略了机器的所谓标准件和臂。一个轴3通常置于臂内，它可由一驱动马达4驱动。带有针6的、可垂直运动的针杆5的驱动通常从该轴3传递过来。

一个x-y台板7布置于底座2上面，该x-y台板7是可沿两个水平坐标方向(即x和y方向)运动的十字滑板。该x-y台板7为常规设计，例如由DE19807771A1(对应于US6095066)可知。该x-y台板7沿两个坐标方向的驱动通过电马达8、9来进行，马达8是x方向驱动器，而马达9是y方向驱动器。电马达8、9是位置控制马达，通常是步进马达或可调直流马达。马达8、9都是以根据旋转位置来控制的方式起动，因此，各马达都装备有旋转位置传感器10、11。在缝纫机驱动马达4上也通常布置有一该类型的旋转位置传感器12。

另一电马达13作为用于在x-y台板7上的支承板(未示出)的移动驱动器。该电马达13是可独立于旋转位置进行起动的步进马达。因此，该电马达13没有旋转位置传感器。

整体由20表示的微处理器辅助控制装置用于缝纫机1的工作控制。它有作为一个中心部件的计算机单元21，该计算机单元21包括一主处理器22和一非易失性常驻存储器(non-volatile，resident memory)23。这一所谓的快速存储器23永久性地储存整个缝纫机控制程序P，该缝纫机控制程序P包括多个程序单元，例如实际操作程序、相应的外围部件驱动(器)程序、维护功能的操作程序以及用于控制装置20的部件的其它程序单元P1和P2，以下还将详细介绍。

缝纫机1和控制装置20的操作通过控制面板24来进行，该控制面板配属于主处理器22，并包括显示器25和键盘26。用于控制面板24的操作和通信的相应接口部件和驱动器是市场上可购得的，为了清楚，在图中进行了省略。

控制装置20还包括的基本部件有：逻辑单元27、整体以28表示的信号处理器、以及用于起动马达4、8、9和13以供给动力的功率输出单元29。

逻辑单元27包括一易失性存储器30，该易失性存储器30通过线路31而从主处理器22安装整个控制程序P的程序单元P1。该程序单元P1包括例如用于起动马达4、8、9和13的相应电路操作的逻辑链接。

为了检测根据旋转位置而进行控制的马达4、8和9的当前位置和当前速度，旋转位置传感器10、11和12的信号通过线路组32而连接回到逻辑单元27。

信号处理器28用于产生用于马达4、8、9和13的操作的实际控制信号，马达4、8、9和13通过功率输出单元29的驱动器33、34、35、36起动以供给动力。

信号处理器28包括一个易失性存储器37，在起动缝纫机控制时，从主处理器22通过线路39使得该易失性存储器37中储存整个控制程序P的程序单元P2。该程序单元P2以下面所述的方式控制信号处理器的部件。

例如，对实际驱动马达4的控制系统38进行控制；根据旋转位置对马达4进行控制。旋转位置信号的反馈是通过介绍过的线路组32和逻辑单元27来进行的。

而且，信号处理器28装备有分别用于三个马达8、9和13的控制系统40.1、40.2、40.3。这些控制系统40的结构相同，因此下面只介绍第一控制系统40.1。它包括一个开环控制单元41.1，该开环控制单元41.1不管旋转位置如何都产生用于起动电马达8的相应信号。还集成有一个闭环控制单元42.1，该闭环控制单元42.1布置成平行于开环控制单元41.1，并用于根据旋转位置而起动相连的电马达-此时是电马达8。还有，借助于通过线路组32和逻辑单元27的反馈，获得旋转位置传感器10的信息，该逻辑单元27通过指令线44与信号处理器28相连。

最后，一个选择单元43.1配属于开环控制单元41.1和闭环控制单元42.1；它可以通过软件或硬件以OR部件形式实现，通过该选择单元43.1来控制开环控制单元41.1或闭环控制单元42.1与电马达8连接。配属于根据旋转位置进行控制的电马达8、9的两个控制系统40.1、40.2的选择单元43.1、43.2使闭环控制单元42.1、42.2起动，并负责根据旋转位置起动电马达。在控制系统40.3中，选择单元43.3起动开环控制单元41.3，以便通过相应的驱动器36而独立于旋转位置来控制电马达13。

选择单元43.1、43.2、43.3自身通过存储器部件37中的程序单元P2而受软件控制，并可选择地根据指令进行调节。

总地来说，控制装置20和缝纫机1的起动大致概括如下：当起动控制装置20且电源通过电源适配器(未示出)而供电时，主处理器22将储存在长驻存储器23中的程序单元P1装入逻辑单元27的存储器30中，并将程序单元P2装入信号处理器28的存储器37中。该存储器结构的优点是任何程序更新-例如当改变逻辑单元27中的逻辑链接时或调节信号处理器28的控制算法时-都可以通过改变长驻存储器23中的控制程序P而集中进行。

选择单元43.1、43.2、43.3通过存储器37中的程序单元P2而起动，因此，根据所述实施例，电马达8和9通过闭环控制单元42.1，42.2而由闭环控制电路接入闭环。电马达13在没有闭环控制电路，即没有旋转位置反馈的情况下通过开环控制单元41.3来起动。

与全部马达4、8、9和13的闭环和开环控制相关的指令也包含在程序单元P2中。

当信号处理器28工作时，主处理器22通过线路39而与信号处理器28进行通信，以便交换指令和/或控制数据。

如果在不同的缝纫机中，电马达9在没有马达旋转位置反馈的情况下独立于旋转位置进行工作时，在控制程序P中所要改变的只是发送给控制系统40.2的指令，使选择单元43.2起动开环控制单元41.2。其余的整个控制装置20可以在不改变任何硬件和软件的情况下使用。

优选是，控制装置20的整个控制结构在一单个板(未示出)上实现。

因此，本发明用于对不同类型的缝纫机进行柔性、可适配和可通用的控制，它能够根据各种应用来操作缝纫机，并根据其按照主从轴控制进行的旋转运动而起动电马达形式的其它轴。工作模式可由程序独立确定-无论有还是没有旋转位置反馈。

Claims (10)

1.一种微处理器辅助缝纫机控制装置，包括

一计算机单元(21)，该计算机单元(21)具有用于储存缝纫机控制程序的存储器(23，30，37)；以及

一具有驱动器(33-36)的功率输出单元(29)，用于功率控制一可控缝纫机驱动马达(4)和至少另一电马达(8、9、13)；

该缝纫机驱动马达(4)由控制系统(38)根据其旋转位置而通过闭环控制进行控制；以及

该至少一个电马达(8、9、13)以与缝纫机驱动马达(4)的位置协调的方式进行控制；

其特征在于：

一配属于电马达(8、9、13)的控制系统(40)，它包括

一开环控制单元(41.1、41.2、41.3)，用于独立于旋转位置而控制电马达(13)；

一闭环控制单元(42.1、42.2、42.3)，用于根据旋转位置和根据布置在电马达(8、9)上的旋转位置检测器(10、11)的旋转位置信号来控制电马达(8、9)；以及

一配属于开环和闭环控制单元(41.1、41.2、41.3、42.1、42.2、42.3)的选择单元(43.1、43.2、43.3)，通过该选择单元，根据该电马达(8、9、13)是由根据旋转位置的闭环控制来控制还是由独立于该旋转位置的开环控制来控制，控制使闭环控制单元(42.1、42.2、42.3)或开环控制单元(41.1、41.2、41.3)与电马达(8、9、13)连接。

2.根据权利要求1所述的缝纫机控制装置，其特征在于：该选择单元(43.1、43.2、43.3)是特别布置成逻辑OR部件形式的电路，从而形成计算机单元(21)与开环控制单元(41)或闭环控制单元(42)之间的连接。

3.根据权利要求1所述的缝纫机控制装置，其特征在于：设置多个相同设计的控制系统(40.1、40.2、40.3)用于相应数目的电马达(8、9、13)。

4.根据权利要求1所述的缝纫机控制装置，其特征在于：用于缝纫机驱动马达(4)和电马达(8、9、13)的控制系统(38、40)组合在一个信号处理器(28)上。

5.根据权利要求4所述的缝纫机控制装置，其特征在于：信号处理器(28)配设有一个自己的用于缝纫机驱动马达(4)和电马达(8、9、13)的控制程序(P2)的易失性存储器(37)。

6.根据权利要求1所述的缝纫机控制装置，其特征在于：控制装置(20)的存储器包括常驻存储器(23)和至少一个易失性存储器(30、37)。

7.根据权利要求6所述的缝纫机控制装置，其特征在于：计算机单元(21)包括一个带有常驻存储器(23)和一个逻辑单元(27)的主处理器(22)。

8.根据权利要求7所述的缝纫机控制装置，其特征在于：逻辑单元(27)包括一个易失性存储器(30)，该易失性存储器(30)与信号处理器(28)的易失性存储器(37)组合，形成控制装置的易失性存储器。

9.根据权利要求7所述的缝纫机控制装置，其特征在于：逻辑单元(27)和带有选择单元(43)的信号处理器(28)以主从控制的方式通过主处理器(22)及其常驻存储器(23)形成环路。

10.根据权利要求1所述的缝纫机控制装置，其特征在于：整个控制结构集成在一板内。