一種工業縫紉機數字控制系統及控制方法
【專利摘要】本發明公開了一種無停針傳感器的工業縫紉機數字控制系統，該裝置使用在工業縫紉機領域，主要由控制單元，操作面板，腳踏板傳感器，驅動電機和安裝在驅動電機內部的編碼器組成，可以實現對工業縫紉機的數字化全自動控制，系統取消了停針傳感器及其停針磁鋼片等結構，停針位置角度通過操作面板的參數進行設定和調整，減少了工業縫紉機生產和調試過程中需要反復調整停針傳感器結構的問題，提高了設備生產和維護的效率，進一步提高了工業縫紉機數字控制系統的自動化水平。
【專利說明】一種工業縫紉機數字控制系統及控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種工業縫紉機領域，具體涉及一種工業縫紉機數字控制系統及控制方法。
【背景技術】
[0002]隨著服裝加工工藝要求和縫制機械制造水平的提高，帶有數字控制系統的工業縫紉機(如高速平縫機、包縫機、繃縫機和特種厚料工業縫紉機等)應用越來越廣泛，如圖1所示，目前這些工業縫紉機數字控制系統中為實現全自動控制，首先需要具備停針功能，傳統停針功能大多通過停針傳感器I來實現其停針位置的控制，停針傳感器I檢測機頭的上下停針位置，工業縫紉機直驅驅動電機的后罩內設置有停針傳感器I的信號電路模塊，在工業縫紉機的手輪3內側安裝有固定磁體塊的塑料片2或鋁支架2，通過調整這些塑料片2或鋁支架2的位置使得該位置對應上機頭的實際上下停針位置，隨著停針傳感器I的信號電平發生變化，并將這些信號輸入到工業縫紉機主控制器的信號輸入端，主控制器就能夠控制驅動電機的停止到正確的位置上，但是無論這種停針位置傳感器1、磁感應、光電感應檢測技術，在工業縫紉機出廠調試和設備使用現場進行針位置調節的時候，都需要熟練工人來進行操作，而且即使熟練工人來安裝和調試，也都需要反復拆卸縫紉機手輪，造成工業縫紉機生產和維修效率比較低，影響生產加工的效率。
【發明內容】
[0003]為解決上述問題，本發明提出了一種無停針傳感器的工業縫紉機數字控制系統及控制方法。
[0004]一種工業縫紉機數字控制系統，包括工業縫紉機本體，所述工業縫紉機本體上設置一縫紉機手輪，還包括
[0005]第一傳感器組，固定設置于所述工業縫紉機本體的腳踏上，用以獲取操所述腳踏上的動作信號；并形成一檢測信號輸出；
[0006]驅動電機，分別直接連接所述工業縫紉機本體的主傳動軸及所述縫紉機手輪，用以驅動所述主傳動軸以及所述縫紉機手輪；
[0007]編碼器，連接所述驅動電機，用于將所述驅動電機轉子旋轉360度位移量轉化成與之相匹配的第一脈沖信號輸出，以及
[0008]將所述驅動電機的轉子從初始位置旋轉至機械零位的位移量轉化為與之相匹配的第二脈沖信號輸出；
[0009]控制單元，分別連接所述第一傳感器組、所述驅動電機、所述操作面板以及所述編碼器，分別接收所述第一傳感器組、所述編碼器、所述操作面板輸出的所述檢測信號、所述第一脈沖信號、所述第二脈沖信號、所述停針位置角度，并形成一控制信號輸出至所述驅動電機。
[0010]操作面板，連接所述控制單元，用于設置所述工業縫紉機的停針位置角度；[0011 ] 優選地，所述驅動電機設置于所述工業縫紉機本體的機頭內部。
[0012]優選地，所述驅動電機為直驅電機，所述直驅電機的前軸伸端連接所述主傳動軸，所述直驅電機的后軸伸端連接所述縫紉機手輪。
[0013]優選地，所述停針位置角度包括上停針位置角度和下停針位置角度。
[0014]優選地，所述第一傳感器組包括腳踏板傳感器，用以捕捉使用者施加于所述腳踏的施壓位置信號及壓力信息。
[0015]優選地，所述主傳動軸用于驅動一機針沿垂直方向做上下反復運動。
[0016]一種工業縫紉機數字控制方法，包括上述權利任一項所述的工業縫紉機數字控制系統，還包括以下步驟:
[0017]步驟1、將所述驅動電機轉子初始位置角度信號設置為停針位置角度參考信號；
[0018]步驟2、通過一預定的計算方法，計算所述停針位置角度信號與所述驅動電機轉子初始位置角度信號之間的角度偏差，
[0019]步驟3、設置所述停針位置角度信號。
[0020]優選地，所述上停針位置的計算方法為:
[0021]Δ Θ = (360/N)*n
[0022]其中，Λ Θ為停針位置角度與電機轉子位置信號之間的角度偏差；
[0023]N為所述驅動電機轉子旋轉360°，所述編碼器輸出的第一脈沖信號數量；
[0024]η為所述驅動電機轉子從初始位置旋轉至機械零位過程中，所述編碼器輸出的第二脈沖信號數量。
[0025]與現有技術相比，本發明具有以下優點:由于采用了上述技術方案，即在傳統工業縫紉機數字控制系統基礎上取消了停針位置傳感器，驅動電機通過編碼器將驅動電機轉子動作信號轉化為第一脈沖信號和第二脈沖信號實時反饋至控制單元，控制單元結合讀取操作面板設置的停針位置角度控制驅動電機的工作，當需要停針時，控制單元控制控制驅動電機轉子停在相應的停針位置角度上，系統取消了停針傳感器及其停針磁鋼片等結構，停針位置角度通過操作面板的參數進行設定和調整，減少了工業縫紉機生產和調試過程中需要反復調整停針傳感器結構的問題，提高了設備生產和維護的效率，進一步提高了工業縫紉機數字控制系統的自動化水平。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]下面結合附圖和實施方式對本發明作進一步的詳細說明:
[0027]圖1為現有的工業縫紉機數字控制系統組成示意圖；
[0028]圖2為本發明工業縫紉機數字控制系統組成示意圖；
[0029]圖3為本發明一種【具體實施方式】的波形圖。
【具體實施方式】
:
[0030]如圖2所示，一種工業縫紉機數字控制系統，包括工業縫紉機本體，工業縫紉機本體上設置一縫紉機手輪，還包括
[0031]第一傳感器組，固定設置于工業縫紉機本體的腳踏上，用以獲取操腳踏上的動作信號；并形成一檢測信號輸出；
[0032]驅動電機，分別直接連接工業縫紉機本體的主傳動軸及縫紉機手輪，用以驅動主傳動軸以及縫紉機手輪；
[0033]編碼器，連接驅動電機，用于將驅動電機轉子旋轉360度位移量轉化成與之相匹配的第一脈沖信號輸出，以及
[0034]將驅動電機的轉子從初始位置旋轉至機械零位的位移量轉化為與之相匹配的第二脈沖信號輸出；
[0035]操作面板，連接控制單元，用于設置工業縫紉機的停針位置角度；可以實現對參數的設置，縫制模式和各種縫紉參數的設定，以及故障報警，縫制狀態實施顯示。
[0036]控制單元，分別連接第一傳感器組、驅動電機、操作面板以及編碼器，分別接收第一傳感器組、編碼器、操作面板輸出的檢測信號、第一脈沖信號、第二脈沖信號、停針位置角度，并形成一控制信號輸出至驅動電機。控制單元用于驅動控制縫紉機主軸、連接與操作面板的通訊控制，以及工業縫紉機各縫紉動作的驅動控制，并可以根據編碼器輸出的第一脈沖信號和第二脈沖信號對驅動電機轉速和轉子停止位置進行控制。主傳動軸用于驅動一機針沿垂直方向做上下反復運動。
[0037]本發明的工作原理為:第一傳感器組獲取操腳踏上的動作信號；并形成一檢測信號輸出；編碼器，將驅動電機轉子旋轉360度位移量轉化成與之相匹配的第一脈沖信號輸出，以及將驅動電機的轉子從初始位置旋轉至機械零位的位移量轉化為與之相匹配的第二脈沖信號輸出；操作面板，根據停針位置角度與電機轉子位置信號之間的角度偏差設置工業縫紉機的停針位置角度；控制單元根據第一傳感器組、編碼器、操作面板輸出的檢測信號、第一脈沖信號、第二脈沖信號、停針位置角度形成一控制信號輸出至驅動電機，驅動電機根據控制單元的控制信號驅動主傳動軸以及縫紉機手輪。
[0038]由于采用了上述技術方案，即在傳統工業縫紉機數字控制系統基礎上取消了停針位置傳感器，驅動電機通過編碼器將驅動電機轉子動作信號轉化為第一脈沖信號和第二脈沖信號實時反饋至控制單元，控制單元結合讀取操作面板設置的停針位置角度控制驅動電機的工作，當需要停針時，控制單元控制控制驅動電機轉子停在相應的停針位置角度，減少了工業縫紉機生產和調試過程中需要反復調整停針傳感器結構的問題，提高了設備生產和維護的效率，進一步提高了工業縫紉機數字控制系統的自動化水平。
[0039]作為進一步優選實施方案，驅動電機設置于工業縫紉機本體的機頭內部。進一步地，驅動電機為直驅電機，直驅電機的前軸伸端連接主傳動軸，直驅電機的后軸伸端連接縫紉機手輪。控制單元通過控制直驅電機來實現對工業縫紉機本體的驅動。
[0040]作為進一步優選實施方案，停針位置角度包括上停針位置角度和下停針位置角度。在縫制中停針位置角度設置為下停針位置角度，在縫制完成后，停針位置角度設置為上停針位置角度。
[0041]作為進一步優選實施方案，第一傳感器組包括腳踏板傳感器，用以捕捉使用者施加于腳踏的施壓位置信號及壓力信息。腳踏板傳感器采集操作者腳踏動作信號，操作者通過腳部對腳踏板傳感器施的動作驅動縫紉動作作:前踩腳踏板傳感器用于控制縫紉速度，后踩腳踏板傳感器用于實現剪線操作和壓腳抬升，踩踏動作通過腳踏板傳感器將檢測信號發送給控制單元。
[0042]同時提供過一種工業縫紉機數字控制方法，包括上述任一項的工業縫紉機數字控制系統，還包括以下步驟:
[0043]步驟1、將驅動電機轉子初始位置角度信號設置為停針位置角度參考信號；
[0044]步驟2、通過一預定的計算方法，計算停針位置角度信號與驅動電機轉子初始位置角度信號之間的角度偏差，
[0045]步驟3、設置停針位置角度信號。
[0046]如圖3所示，作為進一步優選實施方案，上停針位置的計算方法為:
[0047]Δ Θ = (360/N)*n
[0048]其中，Λ Θ為上停針位置角度與電機轉子位置信號之間的角度偏差；N為驅動電機旋轉360°，編碼器輸出的第一脈沖信號數量；η為驅動電機從初始位置旋轉至機械零位過程中，編碼器輸出的第二脈沖信號數量。
[0049]在工業縫紉過程中，停針位置角度包括上停針位置角度和下停針位置角度，確定了其中任意一個停針位置角度之后，則可以同時確定另外一個停針位置角度。例如確定上停針位置角度，由于下停針位置角度對于裝配好的工業縫紉機和上停針位置角度存在固定的角度差，下停針位置角度可以通過上停針位置角度加上這兩者之間的角度差直接計算獲得。
[0050]以上僅為本發明較佳的實施例，并非因此限制本發明的實施方式及保護范圍，對于本領域技術人員而言，應當能夠意識到凡運用本發明說明書及圖示內容所作出的等同替換和顯而易見的變化所得到的方案，均應當包含在本發明的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種工業縫紉機數字控制系統，包括工業縫紉機本體，所述工業縫紉機本體上設置一縫紉機手輪，其特征在于:還包括 第一傳感器組，固定設置于所述工業縫紉機本體的腳踏上，用以獲取操所述腳踏上的動作信號；并形成一檢測信號輸出； 驅動電機，分別直接連接所述工業縫紉機本體的主傳動軸及所述縫紉機手輪，用以驅動所述主傳動軸以及所述縫紉機手輪； 編碼器，連接所述驅動電機，用于將所述驅動電機的轉子旋轉360°位移量轉化成與之相匹配的第一脈沖信號輸出，以及 將所述轉子從初始位置旋轉至機械零位的位移量轉化為與之相匹配的第二脈沖信號輸出； 一控制單元，分別連接所述第一傳感器組、所述驅動電機、所述操作面板以及所述編碼器，分別接收所述檢測信號、所述第一脈沖信號、所述第二脈沖信號、所述停針位置角度，并形成一控制信號輸出至所述驅動電機。 操作面板，連接所述控制單元，用于設置所述工業縫紉機本體的停針位置角度。
2.根據權利要求1所述的工業縫紉機數字控制系統，其特征在于，所述驅動電機設置于所述工業縫紉機本體的機頭內部。
3.根據權利要求1所述的工業縫紉機數字控制系統，其特征在于，所述驅動電機為直驅電機，所述直驅電機的前軸伸端連接所述主傳動軸，所述直驅電機的后軸伸端連接所述縫紉機手輪。
4.根據權利要求1所述的工業縫紉機數字控制系統，其特征在于，所述停針位置角度包括上停針位置角度和下停針位置角度。
5.根據權利要求1所述的工業縫紉機數字控制系統，其特征在于，所述第一傳感器組包括腳踏板傳感器，用以捕捉使用者施加于所述腳踏的施壓位置信號信息。
6.根據權利要求1所述的工業縫紉機數字控制系統，其特征在于，所述主傳動軸用于驅動一機針沿垂直方向做上下反復運動。
7.一種工業縫紉機數字控制方法，其特征在于，包括權利I?6任一項所述的工業縫紉機數字控制系統，還包括以下步驟: 步驟1、將所述驅動電機的所述轉子初始位置角度信號設置為停針位置角度參考信號; 步驟2、通過一預定的計算方法，計算所述停針位置角度信號與所述驅動電機的所述轉子初始位置角度信號之間的角度偏差， 步驟3、設置所述停針位置角度信號。
8.根據權利要求7所述的工業縫紉機數字控制方法，其特征在于，所述預定的計算方法為:
Δ Θ = (360/N)*n 其中，Λ Θ為上停針位置與電機轉子位置信號之間的角度偏差； N為所述驅動電機轉子旋轉360°，所述編碼器輸出的第一脈沖信號數量；η為所述驅動電機的所述轉子從初始位置旋轉至機械零位過程中，所述編碼器輸出的第二脈沖信號數量。
9.根據權利要求7所述的工業縫紉機數字控制方法，其特征在于，所述停針位置角度信號包括上停針位置角度和下停針位置角度。
10.根據權利要求7所述的工業縫紉機數字控制方法，其特征在于，所述上停針位置角度和所述下停針位置角度之間間隔一個固定位置角度。
【文檔編號】D05B69/10GK104294481SQ201410495035
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月24日 優先權日:2014年9月24日
【發明者】秦倉法, 劉峙飛, 王嘉寧, 朱蘭斌 申請人:上海鮑麥克斯電子科技有限公司