應用于工業縫紉機的數據采集系統及信號處理方法與流程

本發明涉及工業縫紉機領域，特別是涉及一種應用于工業縫紉機的數據采集系統及信號處理方法。

背景技術：

目前縫紉機系統性能測試主要依賴于示波器，通過示波器采集縫紉機編碼器電壓和電機電流信號，測試人員對信號進行系統性能指標分析，這種方法在測試大樣本數據時非常耗費時間，而且測試結果誤差大，系統的動態性能不能通過波形直接進行對比。隨著紡織業的發展，產品競爭越來越激烈，產品開發周期要求越來越短，這對產品系統性能測試、現場故障診斷和競爭對手產品測試提出了更高要求。

技術實現要素：

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種應用于工業縫紉機的數據采集系統及信號處理方法，用于解決現有技術中不能便捷快速的對縫紉機產品進行測試的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種應用于工業縫紉機的數據采集系統，包括：處理器；與所述處理器電連接的位置傳感器；與所述處理器電連接的縫紉機通訊接口；與所述處理器電連接的縫紉機腳踏信號接口；以及與所述處理器電連接的信號顯示設備。

于本發明一具體實施例中，所述位置傳感器包括設置于所述縫紉機的Hall位置傳感器以及光電編碼器。

于本發明一具體實施例中，所述信號顯示設備為電腦，所述處理器通過一串口轉換器與所述電腦電連接。

于本發明一具體實施例中，所述信號顯示設備為LCD顯示器。

于本發明一具體實施例中，所述信號顯示設備為示波器，所述處理器通過DAC轉化模塊與所述示波器電連接。

于本發明一具體實施例中，所述位置傳感器、所述縫紉機通訊接口、以及所述縫紉機腳踏信號接口依次通過一高阻抗芯片以及高速光電隔離芯片與所述處理器電連接。

于本發明一具體實施例中，所述處理器為一DSP芯片。

于本發明一具體實施例中，所述處理器通過所述縫紉機通訊接口獲取所述縫紉機的內部參數。

于本發明一具體實施例中，所述處理器通過所述縫紉機腳踏信號接口實時獲得對所述縫紉機的腳踏信號，且通過所述光電編碼器分析獲得所述縫紉機的電機轉速。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明還提供一種信號處理方法，應用于如上任一項所述的數據采集系統的處理器中，所述方法包括：獲取所述縫紉機腳踏信號接口傳輸的腳踏信號；獲取所述位置傳感器檢測的位置信號；獲取所述縫紉機通訊接口傳輸的縫紉機內部參數信息；根據所述腳踏信號以及所述位置信號分析獲得所述縫紉機的電機轉速；根據所述內部參數信息、腳踏信號、以及所述電機轉速計算獲得所述縫紉機的動態指標；將所述動態指標進行綜合分析，且將分析后的結果發送至信號顯示設備進行顯示。

如上所述，本發明的應用于工業縫紉機的數據采集系統及信號處理方法，獲取所述縫紉機腳踏信號接口傳輸的腳踏信號；獲取所述位置傳感器檢測的位置信號；獲取所述縫紉機通訊接口傳輸的縫紉機內部參數信息；根據所述腳踏信號以及所述位置信號分析獲得所述縫紉機的電機轉速；根據所述內部參數信息、腳踏信號、以及所述電機轉速計算獲得所述縫紉機的動態指標；將所述動態指標進行綜合分析，且將分析后的結果發送至信號顯示設備進行顯示。本發明可以快速便捷的對縫紉機的性能和工作狀態進行分析。

附圖說明

圖1顯示為本發明的應用于工業縫紉機的數據采集系統在一具體實施例中的組成示意圖。

圖2顯示為顯示為本發明的應用于工業縫紉機的數據采集系統在一具體實施例中的組成示意圖。

圖3顯示為本發明的信號處理方法在一具體實施例中的流程示意圖。

圖4顯示為本發明的一具體實施例中數據動態分析波形示意圖。

元件標號說明

10 數據采集系統

11 處理器

12 位置傳感器

13 縫紉機通訊接口

14 縫紉機腳踏信號接口

15 信號顯示設備

30 方法

31～36 步驟

具體實施方式

以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發明的精神下進行各種修飾或改變。需說明的是，在不沖突的情況下，以下實施例及實施例中的特征可以相互組合。

需要說明的是，以下實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發明的基本構想，遂圖示中僅顯示與本發明中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態也可能更為復雜。

為了使本發明之敘述更加詳盡與完備，可參照附圖及以下所述之各種實施例。但所提供之實施例并非用以限制本發明所涵蓋的范圍；步驟的描述亦非用以限制其執行之順序，任何由重新組合，所產生具有均等功效的裝置，皆為本發明所涵蓋的范圍。

于實施方式與申請專利范圍中，除非內文中對于冠詞有所特別限定，否則「一」與「該」可泛指單一個或復數個。將進一步理解的是，本文中所使用的「包含」、「包括」、「具有」及相似詞匯，指明其所記載的特征、區域、整數、步驟、操作、組件與/或組件，但不排除其所述或額外的其一個或多個其它特征、區域、整數、步驟、操作、組件、組件，與/或其中之群組。

關于本文中所使用的「網絡」泛指具有結構關系、組成關系、連接關系、通信關系、運算關系、或邏輯關系的實體元件或抽象元件的關系組合，不局限于實際的通信網絡。

請參閱圖1，顯示為本發明的應用于工業縫紉機的數據采集系統在一具體實施例中的組成示意圖。所述數據采集系統10包括：

處理器11；所述處理器11優選為一DSP芯片。

與所述處理器11電連接的位置傳感器12；

與所述處理器11電連接的縫紉機通訊接口13；

與所述處理器11電連接的縫紉機腳踏信號接口14；

以及與所述處理器11電連接的信號顯示設備15。

于本發明一具體實施例中，所述數據采集系統10的組成如圖2所示，所述處理器11為一DSP芯片。所述位置傳感器12包括設置于所述縫紉機的Hall位置傳感器以及光電編碼器。

于本發明一具體實施例中，所述信號顯示設備15為電腦，所述處理器11通過一串口轉換器與所述電腦電連接。其中，所述信號顯示設備15為LCD顯示器。優選的，所述信號顯示設備15為示波器，所述處理器11通過DAC轉化模塊與所述示波器電連接。優選的，所述DAC轉化模塊為4通道高精度DAC。

且如圖2所示，所述位置傳感器12、所述縫紉機通訊接口13、以及所述縫紉機腳踏信號接口14依次通過一高阻抗芯片以及高速光電隔離芯片與所述處理器11電連接。

于本具體實施例中，所述處理器11通過所述縫紉機通訊接口13獲取所述縫紉機的內部參數。

于本發明一具體實施例中，所述處理器11通過所述縫紉機腳踏信號接口14實時獲得對所述縫紉機的腳踏信號，且通過所述光電編碼器分析獲得所述縫紉機的電機轉速。

請參閱圖3，顯示為本發明的信號處理方法在一具體實施例中的流程示意圖。所述信號處理方法30應用于如圖1或2所示的數據采集系統的處理器10中，

所述方法30包括：

31：獲取所述縫紉機腳踏信號接口傳輸的腳踏信號；

32：獲取所述位置傳感器檢測的位置信號；

33：獲取所述縫紉機通訊接口傳輸的縫紉機內部參數信息；

34：根據所述腳踏信號以及所述位置信號分析獲得所述縫紉機的電機轉速；

35：根據所述內部參數信息、腳踏信號、以及所述電機轉速計算獲得所述縫紉機的動態指標；

36：將所述動態指標進行綜合分析，且將分析后的結果發送至信號顯示設備進行顯示。

如圖4所示，顯示為本發明一具體實施例中數據動態分析波形示意圖。通過DSP實時分析腳踏信號和速度反饋信號(光電編碼器反饋的信號)的數據，計算縫紉機啟動時間、超調量、穩態誤差、剎車時間等。縫紉機加速時間tr，從腳踏信號開始t1至速度反饋第1次達到穩態值t2作為加速時間；超調量σ％，通過計算全過程速度最大值Vmax與穩態值Vmin計算得到；穩態誤差ess，在穩定階段計算速度最大值Vsmax和最小值Vsmin的差值得到；剎車時間td，從腳踏松開開始t3至速度反饋為0時t4作為剎車時間，DSP自動計算完畢后，最后通過LCD顯示器顯示系統性能參數，測試人員直接讀取即可，很大程度提高了測試效率和測試準確度。計算公式如下：

加速時間：tr＝t1-t2

超調量：

穩態誤差：ess＝Vsmax-Vsmin

剎車時間：td＝t3-t4

本發明可以實時的采集工業縫紉系統編碼器和腳踏模擬信號，通過與縫紉機采取高阻抗光電隔離的方式進行通信，對縫紉機信號無任何影響，通過電腦虛擬示波器和DAC數據輸出，快速的分析出系統性能參數，不用測試人員再去測試編碼器脈沖信號得到系統性能指標參數，從而提高工作效率和測試精度；通過DSP與工業縫紉機通訊可以實時的監控縫紉機內部狀態參數，方便測試人員快速整定控制參數和解決系統故障問題；本發明還可以自動分析系統動態系能指標，并通過LCD顯示器進行顯示。所述數據采集系統10是一個綜合性的測試分析平臺，支持多種編碼器接口，可應用到工業縫紉機競品測試階段、研發階段、測試階段、售后維護階段，進而加快軟件開發、驗證、測試進度，對縫紉機各種數據驗證后也保證系統運行的可靠性。

綜上所述，本發明的應用于工業縫紉機的數據采集系統及信號處理方法，獲取所述縫紉機腳踏信號接口傳輸的腳踏信號；獲取所述位置傳感器檢測的位置信號；獲取所述縫紉機通訊接口傳輸的縫紉機內部參數信息；根據所述位置信號分析獲得所述縫紉機的電機轉速；根據所述內部參數信息、腳踏信號、以及所述電機轉速計算獲得所述縫紉機的動態指標；將所述動態指標進行綜合分析后的結果發送至信號顯示設備進行顯示。本發明可以快速便捷的對縫紉機的性能和工作狀態進行分析。所以，本發明有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。

上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用于限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利要求所涵蓋。