CN201891019U - 刺绣机的绣框控制驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种刺绣机的绣框控制驱动装置。该装置包括：实时获取驱动参数，并向伺服驱动器发送控制命令和所述驱动参数的控制器；根据所述控制命令和驱动参数，驱动刺绣机上的X轴伺服电机和Y轴伺服电机工作的所述伺服驱动器，所述伺服驱动器与控制器连接。本实用新型提供的绣框控制驱动装置可根据实时获取的驱动参数，驱动绣框运动，使得绣框的运动控制精度高，可有效提高绣框运动的准确性，提高刺绣机刺绣的质量，提高刺绣效率。

Description

刺绣机的绣框控制驱动装置

技术领域

本实用新型涉及刺绣机控制技术，尤其涉及一种刺绣机的绣框控制驱动装置。

背景技术

刺绣机是一种常见的刺绣装置，可以在布料上刺绣出各种形状的图案，得到了广泛应用。刺绣机形成线迹主要由以下4个基本动作组成，包括：刺料运动、挑线运动、钩线运动和送布运动，各运动分别由刺料机构、挑线机构、钩线机构和送布机构来实现，其中，刺料运动和挑线运动均是上下运动，钩线运动是旋转运动，刺料机构、挑线机构和钩线机构均不会在水平面上运动；送布运动是水平运动，是通过送布机构在水平面上的运动来实现，具体地，送布机构是利用绣框固定布料，并通过X轴电机和Y轴电机的驱动，带动绣框在水平面上运动，以形成布料运动，从而可与其它运动的针迹运动一起形成刺绣的线迹，因此，针迹形成过程中绣框的运动轨迹对于线迹的形成起着决定性作用，绣框运动的控制精度也就成为整个刺绣质量的关键。

刺绣机的控制系统主要包括主轴控制装置以及绣框控制驱动装置，其中，主轴控制装置用于控制刺绣机的主轴，即控制Z轴转动，实现绣针的上下进行针迹运动；绣框控制驱动装置用于控制刺绣机绣框的运动，该两个控制系统相互配合即可实现刺绣机的刺绣工作。传统刺绣机中，一般采用步进控制系统对绣框的运动进行控制，由于步进电机自身特性，例如矩频特性往往无法满足绣框在高频度的启、停控制，且绣框传动链中的弹性部件和高阻尼会使得绣框的运动模型高阶化和非线性，因此，利用步进电机控制系统控制绣框运动时，控制精度往往较低，且无法实现刺绣机主轴高速运动，也无法保证绣框在辅助收线时的运动曲线。

此外，现有技术中也有采用交流伺服电机控制系统对绣框运动进行控制，由于交流伺服电机具有位置控制精度高、速度输出稳定、速度响应性能好、过载能力强、运行效率高等优点，因此得到了人们的青睐。图1为现有刺绣机中绣框控制驱动装置的结构示意图。如图1所示，该控制装置包括：主控制器10、第一伺服驱动器20和第二伺服驱动器30，以及分别与第一伺服驱动器20和第二伺服驱动器30连接的X方向的伺服电机40和Y方向的伺服电机50，其中，第一伺服驱动器20和第二伺服驱动器30均采用通用的伺服驱动器，且第一伺服驱动器20和第二伺服驱动器30内预存有驱动参数。刺绣机工作过程中，主控制器10分别向第一伺服驱动器20和第二伺服驱动器30发送控制命令，第一伺服驱动器20和第二伺服驱动器30可根据该控制命令，以预存的驱动参数，控制X方向的伺服电机40和Y方向的伺服电机50运动，以带动绣框运动，与主轴的运动配合，形成刺绣中的线迹，实现刺绣工作。

由于刺绣机在刺绣过程中，绣框的运动并不是一种模式的重复运动，在主轴转动时每一针迹的绣框运动中，所要求的框架运动的时间、轨迹和长度等均会随着主轴转速、花样针迹数据的变化而变化，因此，要保证绣框的运动精度，需要对绣框的每一次运动中，确保伺服驱动器可具有较准确的驱动参数。

但是，现有采用交流伺服电机的绣框控制驱动装置中，伺服驱动器采用通用伺服驱动器，通用伺服驱动器仅能在工作前预存一组驱动参数，而在工作中无法再对驱动参数进行调整，因此，图1所示的绣框控制驱动装置中，通常是在伺服驱动器上预存一组最优的驱动参数，在刺绣机工作时，均是按照该预存的最优驱动参数驱动伺服电机带动绣框运动。可以看出，由于控制绣框运动的伺服驱动器的驱动参数仅为固定值，绣框的大部分运动中，伺服驱动器的驱动参数和绣框运动所实际需要的驱动参数之间，往往具有较大的出入，从而导致绣框运动的控制精度较差，与刺绣机的主轴控制下的针迹运动不匹配，导致刺绣的线迹质量较差，形成的线迹不平滑、连贯，导致刺绣质量较低；同时，由于伺服驱动器仅以一组驱动参数驱动绣框运动，为保证整个线迹的连贯性，伺服驱动器上设置的驱动参数通常是一个中间最优值，使得刺绣机的主轴无法工作在高速转动下工作，导致刺绣机平均运行速度较低，从而影响刺绣机的刺绣效率，提高了刺绣机的刺绣成本。

综上，现有刺绣机的绣框控制驱动装置中，伺服驱动器仅能依靠预存的一组最优参数对伺服电机进行驱动，使得绣框的控制精度较差，绣框的运动轨迹和实际所要求的轨迹具有较大的出入，无法保证刺绣的质量；同时，仅依靠一组驱动参数驱动绣框运动时，也无法满足刺绣机的主轴高速运行，使得整个刺绣机运行速度较低，降低了整个刺绣机的刺绣效率。

实用新型内容

本实用新型提供一种刺绣机的绣框控制驱动装置，可有效克服现有绣框控制驱动装置存在的缺陷，可有效提高绣框运动的控制精度，提高刺绣质量和刺绣效率。

本实用新型提供一种刺绣机的绣框控制驱动装置，包括：

实时获取驱动参数，并向伺服驱动器发送控制命令和所述驱动参数的控制器；

根据所述控制命令和驱动参数，驱动刺绣机上的X轴伺服电机和Y轴伺服电机工作的所述伺服驱动器，所述伺服驱动器与控制器连接。

上述的刺绣机的绣框控制驱动装置中，所述控制器和伺服驱动器上分别设置有通讯端口，所述控制器通过所述通讯端口将所述驱动参数传输至所述伺服驱动器。具体地，所述通讯端口为符合RS-485通讯协议的端口。

上述的刺绣机的绣框控制驱动装置中，所述伺服驱动器可包括：

接收所述控制器发送的控制命令和驱动参数的信号接收模块；

根据所述控制命令，以所述驱动参数驱动所述X轴伺服电机和/或所述Y轴伺服电机工作的驱动模块，所述驱动模块与所述信号接收模块连接。

进一步地，所述驱动模块可包括：

根据所述控制命令，控制第一驱动单元驱动所述X轴伺服电机工作，或控制第二驱动单元驱动所述Y轴伺服电机工作的控制单元，所述控制单元与所述信号接收模块连接；

在所述控制单元的控制下，以所述驱动参数驱动所述X轴伺服电机工作的所述第一驱动单元，所述第一驱动单元与所述控制单元连接；

在所述控制单元的控制下，以所述驱动参数驱动所述Y轴伺服电机工作的所述第二驱动单元，所述第二驱动单元与所述控制单元连接。

上述的刺绣机的绣框控制驱动装置中，所述控制器可包括：

根据实时获取的刺绣机的主轴转速和花样针迹数据，计算得到所述驱动参数的参数获取模块；

向所述伺服驱动器发送所述驱动参数和控制命令的信号发送模块，所述信号发送模块与所述参数获取模块连接。

此外，上述的刺绣机的绣框控制驱动装置还可包括：

手动设置驱动参数，并将设置的驱动参数传输至所述伺服驱动器的手动参数设置器，所述手动参数设置器与所述伺服驱动器连接。

本实用新型提供的刺绣机的绣框控制驱动装置，伺服驱动器可根据实时获取的驱动参数，驱动刺绣机绣框工作，使得绣框的运动准确、稳定，可有效提高绣框运动的控制精度，保证刺绣机的线迹质量，提高刺绣机的刺绣质量；同时，由于伺服驱动器可根据刺绣机的实际工作状况，以实时获得的驱动参数驱动绣框运动，通过实时调整伺服驱动器的驱动参数，可在刺绣机的主轴在高速转动下，实现绣框的精确控制，从而使绣框运动与主轴高速转动相匹配，从而可有效提高整个刺绣机的运行速度，提高了刺绣机刺绣的效率。本实用新型提供的刺绣机的绣框控制驱动装置结构简单，实现方便，可有效提高绣框运动的控制精度，提高刺绣机的刺绣质量。

附图说明

图1为现有刺绣机中绣框控制驱动装置的结构示意图；

图2为本实用新型刺绣机的绣框控制驱动装置实施例的结构示意图；

图3为本实用新型刺绣机的绣框控制驱动装置控制的原理示意图；

图4为本实用新型实施例中控制器的结构示意图；

图5为本实用新型实施例中伺服驱动器的结构示意图；

图6为本实用新型实施例中驱动模块的结构示意图；

图7为本实用新型实施例中伺服驱动器的具体电路实现示意图。

附图标记：

10-主控制器；    20-第一伺服驱动器； 1-控制器；

4-Y轴伺服电机；  50-Y方向的伺服电机；2-伺服驱动器；

21-信号接收模块；40-X方向的伺服电机；3-X轴伺服电机；

22-驱动模块；    30-第二伺服驱动器； 12-信号发送模块；

221-控制单元；   223-第二驱动单元；  222-第一驱动单元；

11-参数获取模块。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图2为本实用新型刺绣机的绣框控制驱动装置实施例的结构示意图；图3为本实用新型刺绣机的绣框控制驱动装置控制的原理示意图。如图2和图3所示，本实施例装置包括：控制器1和伺服驱动器2，其中，控制器1用于实时获取驱动参数，并向伺服驱动器2发送控制命令和实时获取的驱动参数；伺服驱动器2与控制器1连接，用于实时接收控制器1发送的控制命令和驱动参数，并根据接收的控制命令，控制并以获取的驱动参数驱动刺绣机上的X轴伺服电机3和Y轴伺服电机4工作，从而带动绣框上的X方向和Y方向运动机构运动，实现绣框的运动。可以看出，本实施例中，驱动绣框运动的伺服驱动器可从控制器获取实时得到的驱动参数，使得绣框的运动符合实际需要，可有效提高绣框运动的控制精度，提高刺绣机的刺绣质量。

本实施例中，控制器1可根据刺绣机的当前工作状态，实时获取绣框当前运动所需的驱动参数，并可将其实时传输至伺服驱动器2，使得伺服驱动器2可根据获取的驱动参数，驱动绣框的X轴伺服电机3和Y轴伺服电机4工作，带动绣框运动。由于伺服驱动器2驱动伺服电机工作时的驱动参数，是根据刺绣机当前工作状态下实时获取的，伺服驱动器2根据该实时获取的驱动参数，驱动X轴伺服电机3和Y轴伺服电机4带动绣框运动时，可具有较高的控制精度，使得绣框运动轨迹与绣框实际所需运动轨迹相同，从而提高绣框运动的控制精度。

本实施例中，如图2和图3所示，控制器1和伺服驱动器2上可分别设置有通讯端口，使得控制器1可通过该通讯端口将驱动参数传输至伺服驱动器2，以保证驱动参数传输的速度，保证数据传递的实时性。具体地，本实施例中的通讯端口采用符合RS-485通讯协议的端口，RS-485通讯端口具有高速通讯性能，因此，采用RS-485通讯端口进行通讯时，可有效将控制器1实时获取的驱动参数实时地传输至伺服驱动器2，以便伺服驱动器2可以该实时获取的驱动参数驱动绣框的精确运动，提高绣框运动的准确性。

本实施例中，如图2和3所示，伺服驱动器2驱动X轴伺服电机或Y轴伺服电机工作时，还可实时获取X轴伺服电机上的X方向编码器信号反馈信息，以及Y轴伺服电机上的Y方向编码器信号反馈信息，以便根据反馈信息对X轴伺服电机和Y轴伺服电机的驱动进行微调，以保证伺服电机工作精度。同时，由图3可以看出，伺服驱动器控制X轴伺服电机和Y轴伺服电机工作时，可带动绣框上的X方向传动的机构和Y方向传动的机构动作，从而使得绣框可在X、Y方向上运动，以与刺绣机的主轴转动时的针迹配合，形成刺绣的线迹。

本实施例中，如图2和图3所示，控制器1的控制命令可通过其上设置的I/O端口，传输至伺服驱动器2，以便伺服驱动器2根据该控制命令控制绣框上的X轴伺服电机3和Y轴伺服电机4工作，具体地，该控制器1可将包含指令脉冲信号和检测信号在内的控制命令，并通过I/O端口传输至伺服驱动器2。

本实施例中，如图3所示，还可设置有手动参数设置器，以便用户可通过手动操作设置伺服驱动器的驱动参数，且该手动参数设置器可将设置的驱动参数通过通讯端口传输至伺服驱动器，以提高伺服驱动器参数设置的灵活性，同时，也便于用户对刺绣机进行调试，提高绣框控制驱动装置的适用性。其中该手动参数设置器可为配套开发的调节装置，通过RS-485端口将设置的驱动参数传输至伺服驱动器。

本实施例中，由于伺服驱动器可根据实时获取的驱动参数，控制绣框运动，相对于现有通用伺服驱动器仅能依靠一组预存的驱动参数而言，可有效提高绣框运动的控制精度，可有效保证线迹形成的平滑度，提高绣框运动形成线迹的准确性。

图4为本实用新型实施例中控制器的结构示意图。本实施例中，控制器1可根据刺绣机的当前工作状态，具体地，可根据刺绣机的主轴转速以及花样针迹数据，实时计算得到绣框运动所需的驱动参数，由于绣框运动轨迹与主轴的转速和花样针迹数据密切相关，因此，伺服驱动器2根据该当前刺绣机的主轴转速和花样针迹数据实时计算得到的驱动参数，与绣框运动所需的实际驱动参数一致，因此，以该计算得到的驱动参数驱动绣框运动时，可有效保证绣框运动的准确性，使得绣框的运动轨迹满足实际需求，形成的刺绣的线迹也更加准确、平滑，具有较高的绣框运动控制精度。具体地，如图4所示，本实施例控制器1可包括：参数获取模块11和信号发送模块12，其中，参数获取模块11用于根据刺绣机当前状态下主轴转速以及花样针迹数据计算得到当前绣框运动所需的驱动参数；信号发送模块12与参数获取模块11连接，用于向伺服驱动器发送计算得到的驱动参数和控制命令。可以看出，本实施例的控制器中，参数获取模块11可实时计算得到控制绣框运动所需的驱动参数，并可通过信号发送模块12将计算得到的驱动参数和控制命令一起发送给伺服驱动器，使得伺服驱动器可根据该驱动参数控制绣框的运动，从而可有效提高绣框运动的控制精度。

本实施例中，当刺绣机的主轴转速、花样针迹数据变化时，控制器可根据刺绣机工作时主轴转速和花样针迹数据实时获取绣框运动所需的驱动参数，并可实时传递给伺服驱动器，使得伺服驱动器可根据动态获取的驱动参数，控制绣框运动，从而克服了现有通用伺服驱动器仅能依靠一组预存的驱动参数对绣框运动进行控制存在的缺陷，可有效提高绣框运动的控制精度，使得绣框运动更加平稳和准确，同时，由于伺服驱动器的驱动参数可实时调整，从而可有效满足刺绣机主轴高速运行的需要。

图5为本实用新型实施例中伺服驱动器的结构示意图；图6为本实用新型实施例中驱动模块的结构示意图。本实施例中，如图5所示，伺服驱动器2具体可包括信号接收模块21和驱动模块22，其中，信号接收模块21用于实时接收控制器发送的控制命令和驱动参数；驱动模块22与信号接收模块21连接，用于根据接收的控制命令，以接收到的驱动参数控制X轴伺服电机和/或Y轴伺服电机工作，具体地，当信号接收模块21接收到控制器发送的控制命令后，可根据该控制命令，确定需要控制的伺服电机，并以接收的驱动参数控制伺服电机带动绣框运动。

本实施例中，如图6所示，所述的驱动模块22具体可包括控制单元221、第一驱动单元222和第二驱动单元223，其中，第一驱动单元222和第二驱动单元223均与控制单元221连接，控制单元221用于根据从控制器接收到的控制命令，控制第一驱动单元222驱动X轴伺服电机工作，或控制第二驱动单元222驱动Y轴伺服电机工作；第一驱动单元222可在控制单元221的控制下，以从控制器接收到的驱动参数控制X轴伺服电机工作；第二驱动单元223可在控制单元221的控制下，以从控制器接收到的驱动参数驱动Y轴伺服电机工作。

图7为本实用新型实施例中伺服驱动器的具体电路实现示意图。本实施例中，所述的伺服驱动器具体可由两个通用伺服驱动器集合而成，不同的是，该集合而成的伺服驱动器不但可实现对X轴伺服电机和Y轴伺服电机的驱动，而且还可与控制器之间进行通讯，以实时接收控制器发送的驱动参数，从而使得伺服驱动器可以该驱动参数驱动X轴伺服电机和/或Y轴伺服电机工作，以提高绣框运动的控制精度，提高刺绣机的刺绣品质。具体地，如图7所示，本实施例中的伺服驱动器可由核心控制电路、电源板、X方向电机驱动模块、Y方向电机驱动模块以及其它的必要电路组成，该伺服驱动器可共用一块电源板，并可通过核心控制电路控制X方向电机的驱动模块和Y方向的驱动模块，驱动X轴伺服电机和Y轴伺服电机工作，从而可使得整个绣框控制驱动装置的工作电流更加平稳，节省了绣框控制驱动装置的空间，可有效降低绣框控制驱动装置的成本。本实施例中，图7所示的各电路和功能模块的具体实现可与现有通用伺服电机具有相同或类似的电路结构及连接关系，所不同的是，其中的核心控制电路不但可接收控制器发送来的控制命令，还可通过通讯端口接口接收控制器发送来的驱动参数，并可根据接收到的控制命令，分别控制X方向电机驱动模块和Y方向电机以接收到的驱动参数驱动相应的伺服电机工作。可以看出，相对于现有采用两个通用的伺服驱动器的驱动方式，本实施例的伺服驱动器可具有更好的集成度，可有效减少装置的体积，减少装置的占用空间，降低装置成本，且具有更好的控制效率。

本实施例中，通过实时获取的控制参数，使得伺服驱动器驱动绣框运行时，具有更好的控制精度，绣框运动柔和、稳定和准确，可有效与刺绣机的主轴转动形成的针迹配合，不但使得刺绣的线迹更加准确，提高刺绣的质量，而且也可有效避免绣框因运动不平稳而造成绣框使用寿命降低；同时，由于伺服驱动器可根据实时驱动参数对绣框运动进行控制，在刺绣机的主轴高速运转情况下，也可精确地控制绣框的运动，相对于传统刺绣机主轴转速750转/分的平均绣作效率，利用本实施例绣框控制驱动装置驱动绣框运动时，可满足主轴转速1200转/分时绣框运动的控制，使得刺绣机的主轴可以较高的平均转速工作，从而极大地提高了刺绣机的刺绣效率，降低刺绣成本。

综上，本实施例刺绣机的绣框控制驱动装置中，伺服驱动器可根据实时获取的驱动参数，驱动刺绣机绣框工作，使得绣框的运动准确、稳定，可有效提高绣框运动的控制精度，保证刺绣机的线迹质量，提高刺绣机的刺绣质量；同时，由于伺服驱动器可根据刺绣机的实际工作状况，以实时获得的驱动参数驱动绣框运动，通过实时调整伺服驱动器的驱动参数，可在刺绣机的主轴在高速转动下，实现绣框的精确控制，从而使绣框运动与主轴高速转动相匹配，从而可有效提高整个刺绣机的运行速度，提高了刺绣机刺绣的效率。本实施例刺绣机的绣框控制驱动装置结构简单，实现方便，可有效提高绣框运动的控制精度，提高刺绣机的刺绣质量。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种刺绣机的绣框控制驱动装置，其特征在于，包括：

实时获取驱动参数，并向伺服驱动器发送控制命令和所述驱动参数的控制器；

根据所述控制命令和驱动参数，驱动刺绣机上的X轴伺服电机和Y轴伺服电机工作的所述伺服驱动器，所述伺服驱动器与控制器连接。

2.根据权利要求1所述的刺绣机的绣框控制驱动装置，其特征在于，所述控制器和伺服驱动器上分别设置有通讯端口，所述控制器通过所述通讯端口将所述驱动参数传输至所述伺服驱动器。

3.根据权利要求2所述的刺绣机的绣框控制驱动装置，其特征在于，所述通讯端口为符合RS-485通讯协议的端口。

4.根据权利要求1～3任一所述的刺绣机的绣框控制驱动装置，其特征在于，所述伺服驱动器包括：

接收所述控制器发送的控制命令和驱动参数的信号接收模块；

根据所述控制命令，以所述驱动参数驱动所述X轴伺服电机和/或所述Y轴伺服电机工作的驱动模块，所述驱动模块与所述信号接收模块连接。

5.根据权利要求4所述的刺绣机的绣框控制驱动装置，其特征在于，所述驱动模块包括：

根据所述控制命令，控制第一驱动单元驱动所述X轴伺服电机工作，或控制第二驱动单元驱动所述Y轴伺服电机工作的控制单元，所述控制单元与所述信号接收模块连接；

在所述控制单元的控制下，以所述驱动参数驱动所述X轴伺服电机工作的所述第一驱动单元，所述第一驱动单元与所述控制单元连接； 

在所述控制单元的控制下，以所述驱动参数驱动所述Y轴伺服电机工作的所述第二驱动单元，所述第二驱动单元与所述控制单元连接。

6.根据权利要求1～3任一所述的刺绣机的绣框控制驱动装置，其特征在于，还包括：

手动设置驱动参数，并将设置的驱动参数传输至所述伺服驱动器的手动参数设置器，所述手动参数设置器与所述伺服驱动器连接。 

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