CN202090148U - 具备起底板控制功能的横机电脑控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及纺织机械领域，旨在提供一种具备起底板控制功能的横机电脑控制系统。该系统包括与主控制模块相连的显示器模块、伺服控制系统、罗拉系统、机头控制模块、剪刀夹刀控制模块和电源模块；该系统还包括与主控制模块相连的起底驱动器，以及用于控制驱动起底板升降动作的起底电机。由于起底驱动器采用模拟控制方式控制起底力矩精度，其控制信号是模拟信号(0～10V)，对该信号的最小识别电压为50mV，可控精度达到200级。因而有效的细分了控制力矩精度，达到在牵拉衣片时力矩大小更能适合不同的衣片，从而提高加工质量。通过采用起底专用电源供电，使其供给起底力矩的供电电压稳定在一定范围内，不会因外界输入电源的波动而变化。

Description

具备起底板控制功能的横机电脑控制系统

技术领域

本实用新型涉及纺织机械领域，特别涉及一种具备起底板控制功能的横机电脑控制系统。

背景技术

中国的针织行业有世界工厂之称，据保守估计目前国内有全自动电脑横机10万余台，而手摇横机数量在百万台之上。近几年随着史无前例的用工荒的到来，不少针织企业面临着严重的工人短缺。在这种形势下，可以说国内对电脑横机的需求才刚刚开始，在今后相当长的时期内将会保持稳定增长的态势。

在针织横机的编织过程中，为保证编织产品的质量，须给编织物一个牵引力，使编织物能均匀下拉，确保编织物平整，一致性强。从一开始的铁杆罗拉，到目前正在广泛使用的皮罗拉，都是为了实现这一功能。但是这些牵引方式都存在一个问题，电脑横机上的沉降片功能虽然能够起到下压线圈的功能，但是从开始编织到牵拉装置对布片起作用的过程中，机器消耗了一定的纱线才能使布片的拉力均匀，才能开始正常的编织，这样不仅浪费了时间，也浪费了纱线，而且编织下来的布片是连在一起的，对织物的缝合和后处理不便。为解决这一问题，起底板牵拉技术应运而生。

起底板牵拉技术是在横机编织衣片开始的时候能够给布片一个稳定的牵拉力，当加工的衣片长度达到罗拉能够卷动衣片时，起底板就可以退出牵拉。那么引入起底板技术的优势是明显的，提高了起底编织的效率，节约了纱线。

随着针织横机电脑的发展，越来越多的客户提出带起底功能的需求，这个功能一方面使衣片能快速起底，提高针织企业的生产率；另一方面能够节省纱线，降低企业的生产成本，发展前景非常广阔。目前，国外同类产品技术已经比较成熟，但价格非常昂贵，而由于国内此行业内的技术人员还未完全攻克相关难题，带起底型电脑横机还有多方面技术不成熟，在起底力矩控制的稳定性及精确度上存在很大缺陷。此外，目前市场上都直接采用AC220V供电。因市电存在电网波动大，输出幅值不稳定等现象，它导致输出给起底的供电电压不稳定，波动频繁，从而使起底力矩控制不稳定，起底力矩的控制精度不够高。因此会大大降低编织效率，降低织布质量。

要对起底板控制，必须有一套驱动硬件去控制起底板的驱动电机，该电机为力矩电机。要对力距电机进行精确的力矩和位置控制一直是难点。目前市场上多数为无起底控制功能的普通型横机。即便是已有的带起底控制功能的横机，在起底力矩控制上都采用数字PWM力矩控制方式，起底力矩的控制精度远远不够，导致织物的打底效率很低，编织质量也受到了很大的影响，从而降低了生产力，降低了产品质量。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种具备起底板控制功能的横机电脑控制系统。

为解决技术问题，本实用新型的解决方案是：

提供一种具备起底板控制功能的横机电脑控制系统，包括与主控制模块相连的显示器模块、伺服控制系统、罗拉系统、机头控制模块、剪刀夹刀控制模块和电源模块；该系统还包括与主控制模块相连的起底驱动器，以及用于控制驱动起底板升降动作的起底电机；该起底驱动器包括：电源接口；与主控制模块电连接的复合针控制信号接口、与起底驱动相关的模拟信号接口和控制信号接口；功率驱动模块，与电源接口及模拟信号接口相连，用于对模拟信号放大、隔离、移相后，经可控硅驱动电路模块输出为起底力矩控制信号并传递至控制电路模块；控制电路模块，与控制信号接口和功率驱动模块相连，用于将起底力矩控制信号与来自控制信号接口的起底电机运转模式控制信号组合为起底电机控制信号并输出至起底电机；可控硅复合针控制模块，与复合针控制信号接口相连，用于将复合针控制信号隔离、移相后，经可控硅复合针控制电路模块输出为复合针电机控制信号并传递至复合针电机。

起底电机运转模式包括正转、反转和不转三种模式。来自控制信号接口的起底电机运转模式控制信号与来自模拟信号接口的模拟信号是同步的。

作为一种改进，所述起底驱动器的功率驱动模块包括：依次连接的信号放大电路模块、隔离电路模块、移相电路模块和可控硅驱动电路模块，还包括同步电路模块与相位检测电路模块；电源接口、同步电路模块、相位检测电路模块和移相电路模块依次连接，信号放大电路模块与模拟信号接口连接。

作为一种改进，所述起底驱动器的可控硅复合针控制模块包括：依次连接的隔离电路模块、移相电路模块和可控硅复合针控制电路模块，隔离电路模块与复合针控制信号接口相连。

作为一种改进，所述电源模块包括相连的UPS电源与电源组，其中UPS电源与外部输入电源相连，电源组具备多个不同电压等级的电源接口且与主控制模块相连。

作为一种改进，该系统还包括一个分别与电源模块和起底驱动器相接的起底专用电源，起底专用电源中设置DC/AC转换电路。

作为一种改进，所述主控制模块包括两片通过I/O口或CAN方式实现通信的控制芯片CPU，其中一个为主控制芯片，另一个为从控制芯片；其中，主控制芯片分别与显示器模块、伺服控制系统、罗拉系统、机头控制模块相连，从控制芯片与起底驱动器和剪刀夹刀控制模块相连。

作为一种改进，所述显示器模块是一个人机输入输出控制模块，包括显示屏、USB接口和按键。

本实用新型中，所述控制电路模块、功率驱动模块中的信号放大电路模块、隔离电路模块、移相电路模块、可控硅驱动电路模块、同步电路模块与相位检测电路模块，可控硅复合针控制模块中的隔离电路模块、移相电路模块和可控硅复合针控制电路模块，均为常见的电路模块。所述主控制模块、显示器模块、伺服控制系统、罗拉系统、机头控制模块、剪刀夹刀控制模块和电源模块等均存在多种现有的实现方式，本领域技术人员在了解本实用新型目的、各电路模块所实现的功能之后，根据其掌握的基本电学与控制技术理论和技能，能够以各种方式轻易再现。因此，本实用新型对各电路模块的具体实现方式不再赘述。

本实用新型的有益效果在于，

由于起底驱动器采用模拟控制方式控制起底力矩精度，其控制信号是模拟信号(0～10V)，对该信号的最小识别电压为50mV，可控精度达到200级。因而有效的细分了控制力矩精度，达到在牵拉衣片时力矩大小更能适合不同的衣片，从而提高加工质量。通过采用起底专用电源供电，使其供给起底力矩的供电电压稳定在一定范围内，不会因外界输入电源的波动而变化。

附图说明

图1是本实用新型的技术原理流程图。

图2是主控制模块的功能控制分布图。

图3是起底驱动器的技术原理流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述。

本实用新型中的横机电脑控制系统，包括与主控制模块相连的显示器模块、伺服控制系统、罗拉系统、机头控制模块、剪刀夹刀控制模块和电源模块。

主控制模块是横机电脑控制系统的核心模块，包括两片通过I/O口或CAN方式实现通信的CPU，其中一个为主控制芯片CPU1，另一个为从控制芯片CPU2；其中，主控制芯片CPU1分别与显示器模块、伺服控制系统、罗拉系统、机头控制模块相连并实现控制，从控制芯片CPU2与起底驱动器和剪刀夹刀控制模块相连并实现控制。两片CPU系工业级ARM芯片，可集成在同一电子控制板上。通过I/O口或CAN方式进行通信，极大地减少了通讯时间，提高了产品通讯的稳定性和高效性。

显示器模块是一个人机输入输出控制模块，包括显示屏、USB接口和按键等。通过显示器模块能够根据针织机械运行要求设置各种参数，并将设置参数信息反馈给主控制模块；还能通过显示器模块的USB接口将针织机械各参数输出至U盘进行参数备份；显示屏用于显示主控制模块要求的各种针织机械参数设置及运行信息。

机头控制模块能与主控制模块相互通讯，对针织横机机头运行时进行编织动作控制。

电源模块包括相连的UPS电源与电源组，其中UPS电源与外部输入电源相连，电源组具备多个不同电压等级的电源接口且与主控制模块相连。

起底驱动器，用于控制驱动起底板升降动作的起底电机；该起底驱动器包括：电源接口，以及与主控制模块电连接的复合针控制信号接口、与起底驱动相关的模拟信号接口和控制信号接口；功率驱动模块，与电源接口及模拟信号接口相连，用于对模拟信号放大、隔离、移相后，经可控硅驱动电路模块输出为起底力矩控制信号并传递至控制电路模块；控制电路模块，与控制信号接口和功率驱动模块相连，用于将起底力矩控制信号与来自控制信号接口的起底电机运转模式控制信号组合为起底电机控制信号并输出至起底电机；可控硅复合针控制模块，与复合针控制信号接口相连，用于将复合针控制信号隔离、移相后，经可控硅复合针控制电路模块输出为复合针电机控制信号并传递至复合针电机。

所述起底驱动器的功率驱动模块包括：依次连接的信号放大电路模块、隔离电路模块、移相电路模块和可控硅驱动电路模块，还包括同步电路模块与相位检测电路模块；电源接口、同步电路模块、相位检测电路模块和移相电路模块依次连接，信号放大电路模块与模拟信号接口连接。

所述起底驱动器的可控硅复合针控制模块包括：依次连接的隔离电路模块、移相电路模块和可控硅复合针控制电路模块，隔离电路模块与复合针控制信号接口相连。

横机电脑控制系统还包括一个分别与电源模块和起底驱动器相接的起底专用电源，起底专用电源中设置DC/AC转换电路。

本实用新型的运行方式为：

首先，市电输入后经UPS电源给主控制模块供电，起底专用电源通过DC/AC转换电路将稳定的电压输出给起底驱动器。然后主控制模块输出相关信号给各个功能控制模块，对针织机械进行控制；各个具体输出方式如下：

(1)主控制模块输出显示信号给显示器模块，由显示器模块显示针织机械的相关参数；当有参数需要设置输入输出时，显示器模块传送信息给主控制模块，并实现输入输出操作；

(2)主控制模块输出机头控制信号给机头控制模块，机头控制模块对针织机械机头进行控制，并将机头运行状态反馈给主控制模块；

(3)主控制模块输出复合针控制信号、与起底力矩控制相关的模拟信号和控制信号给起底驱动器，以便对起底力矩进行精确控制。

(4)主控制模块输出伺服控制信号给伺服控制系统，对伺服控制系统进行控制。

(5)主控制模块输出剪刀夹刀控制信号，对剪刀夹刀的运行进行控制。

以上各种信号输出控制由主控制模块进行综合调控，并根据针织机械的实际需要进行信号发送及控制。

关于起底驱动器的控制实现为：

横机电脑控制系统根据针织横机的操作者设定的起底电机运转参数，生成与起底驱动相关的模拟信号(0～10V)和控制信号(电平信号)。

在起底板对衣片进行牵拉时，必须由复合针以勾针的形式拉住衣片，在退出牵拉时，收起复合针。所以必须对复合针进行开合控制以达到拉布或不拉布的功能。因为起底板的动作过程中必须有复合针拉布动作的配合，所以起底驱动器必须包含复合针的开合控制。复合针电机有正转、反转两种方式，具体选择根据针织横机操作者的设定而定。复合针的开合控制中，复合针的出针、收针方式及动作时间是由编织所用的花版文件设定(花版文件是编织衣片时用来设置针织横机编织动作和花样的文件，此由用户根据需要通过专用制版软件设计而成)，横机电脑控制系统自花版文件中获取复合针的开合控制参数，并结合转动方向的设定，生成复合针控制信号(电平信号)。

起底驱动器的实现方法，包括以下步骤：

起底驱动器通过复合针控制信号接口、模拟信号接口和控制信号接口接收来自横机电脑控制系统的复合针控制信号、模拟信号和起底电机运转模式控制信号；

功率驱动模块对模拟信号进行放大、隔离、移相后，经可控硅驱动电路模块输出为起底力矩控制信号并传递至控制电路模块，控制电路模块将起底力矩控制信号与起底电机运转模式控制信号组合为起底电机控制信号并输出至起底电机；起底电机根据起底电机控制信号提供的参数执行动作，操控起底板对衣片的牵拉动作；

可控硅复合针控制模块将复合针控制信号隔离、移相后，经可控硅复合针控制电路模块输出为复合针电机控制信号并传递至复合针电机，复合针电机根据复合针电机控制信号提供的参数执行动作，使复合针的转动及开合控制与起底板的牵拉动作相配合。

Claims (7)

1.具备起底板控制功能的横机电脑控制系统，包括与主控制模块相连的显示器模块、伺服控制系统、罗拉系统、机头控制模块、剪刀夹刀控制模块和电源模块，其特征在于，该系统还包括与主控制模块相连的起底驱动器，以及用于控制驱动起底板升降动作的起底电机；

该起底驱动器包括：电源接口；与主控制模块电连接的复合针控制信号接口、与起底驱动相关的模拟信号接口和控制信号接口；功率驱动模块，与电源接口及模拟信号接口相连，用于对模拟信号放大、隔离、移相后，经可控硅驱动电路模块输出为起底力矩控制信号并传递至控制电路模块；控制电路模块，与控制信号接口和功率驱动模块相连，用于将起底力矩控制信号与来自控制信号接口的起底电机运转模式控制信号组合为起底电机控制信号并输出至起底电机；可控硅复合针控制模块，与复合针控制信号接口相连，用于将复合针控制信号隔离、移相后，经可控硅复合针控制电路模块输出为复合针电机控制信号并传递至复合针电机。

2.根据权利要求1所述的横机电脑控制系统，其特征在于，所述起底驱动器的功率驱动模块包括：依次连接的信号放大电路模块、隔离电路模块、移相电路模块和可控硅驱动电路模块，还包括同步电路模块与相位检测电路模块；电源接口、同步电路模块、相位检测电路模块和移相电路模块依次连接，信号放大电路模块与模拟信号接口连接。

3.根据权利要求1所述的横机电脑控制系统，其特征在于，所述起底驱动器的可控硅复合针控制模块包括：依次连接的隔离电路模块、移相电路模块和可控硅复合针控制电路模块，隔离电路模块与复合针控制信号接口相连。

4.根据权利要求1所述的横机电脑控制系统，其特征在于，所述电源模块包括相连的UPS电源与电源组，其中UPS电源与外部输入电源相连，电源组具备多个不同电压等级的电源接口且与主控制模块相连。

5.根据权利要求1所述的横机电脑控制系统，其特征在于，该系统还包括一个分别与电源模块和起底驱动器相接的起底专用电源，起底专用电源中设置DC/AC转换电路。

6.根据权利要求1所述的横机电脑控制系统，其特征在于，所述主控制模块包括两片通过I/O口或CAN方式实现通信的CPU，其中一个为主控制芯片，另一个为从控制芯片；其中，主控制芯片分别与显示器模块、伺服控制系统、罗拉系统、机头控制模块相连，从控制芯片分别与起底驱动器和剪刀夹刀控制模块相连。

7.根据权利要求1所述的横机电脑控制系统，其特征在于，所述显示器模块是一个人机输入输出控制模块，包括显示屏、USB接口和按键。

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