专利名称：电脑绣花机的自动补绣断线检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电脑绣花机断线检测技术，具体是一种电脑绣花机的自动补绣断线检测装置。
多头多针绣花机，主轴电机带动多个机头同时上下移动针杆以提高产量，又由于绣花机使用各种不同颜色的线，每个机头又含有多个针杆，每个针杆中的绣花针都被穿以不同颜色的线，同一个时间每个机头只有一个针杆对准针板孔，处于工作状态，其它针杆不工作，一般情况下，将机头按顺序编号，分别称为第一头、第二头……，将针杆也按顺序编号，分别称为一针位、二针位……，每个机头上针位的排列顺序都一样。
绣花机在工作过程中，根据情况，有些机头要刺绣，又有些机头不需要刺绣。需要刺绣的机头针杆随着主轴旋转上下移动，称为落杆；不需要刺绣的的机头针杆则停留在上面位置不动，称为不落杆。有两种方法可以控制不落杆，称作锁头，一种是机械锁，另一种是电子锁。电子锁是通过控制锁头电磁铁吸合实现锁头。
绣花机每个机头安装一块断线检测板，断线检测板功能的实质是控制相应的机头是否断线检测或是否锁头。正常刺绣过程中，刺绣的机头进行断线检测，锁头的机头不进行断线检测。在刺绣针步较大的情况下，主轴旋转一圈内完不成绣框移动。在完成移框动作之前，刺绣的机头也不能落杆，即全头锁头。
当某个机头发生断线情况时，断线检测扳会产生一个断线信号，主控制单元控制停车。由于断线检测滞后，用户需使绣框回退，对漏掉的针迹补绣。
补绣过程中，需补绣的机头落杆，并进行断线检测，其它机头锁头，不进行断线检测。
图1为一种传统断线检测板原理框图。主要由控制电路17、断线检测14、锁头驱动器15和三置开关16组成。断线检测板控制电路17控制断线检测14进行断线检测，或控制锁头驱动器15驱动锁头电磁铁锁头。针位译码板12将译码后的针位信号以总线方式连接到各个断线检测板，以选通刺绣中的针位进行断线检测。主控制单元13以总线方式与各个断线检测板相连接。三置开关16用于提供用户设定相应机头功能状态。正常刺绣时，三置开关16在上位，断线检测14检测到断线后，主控制单元13控制绣花机停车；补绣时，主控制单元13输出补绣信号，用户将需要补绣的机头三置开关16置于中位，实现补绣，补绣完成后用户再将三置开关16拨回上位；三置开关在下位为锁头，绣花机开车后，主控制单元13首先输出锁头电磁铁吸合信号，使电磁铁吸合，之后输出保持信号，保持电磁铁的吸合状态。
传统断线检测板缺点如下1、补绣过程中，需至少两次拨动开关。操作过程复杂，且由于经常拨动开关容易发生故障。
2、断线检测仅限于面线检测。有人做过一些改进，增加了底线检测，但主控制单元(13)分不清是面线或底线断线，而且无法分别控制面线断线检测或底线断线检测。
3、除了断线信号外，断线检测板不再有其它状态信号回馈给主控制单元(13)，所以必须在开车前将三置开关拨到下位，才能锁头，刺绣过程中拨到下位不能锁头。
发明内容
本实用新型的目在于提供一种具有自动补绣功能的断线检测装置，用于与自动绣花机主控装置配套，实现绣花过程中面线断线和底线断线的自动检测和自动补绣，提高绣花的效率和质量。
本实用新型电脑绣花机的自动补绣断线检测装置，包括面线断线检测电路、锁头驱动器以及三置开关，其特征在于还包括底线断线检测电路，它的输入端接底线感应器；接于主控单元总线的针位译码驱动电路，其若干输出分别连接到面线感应器和底线感应器的相应控制端；自动补绣状态寄存器，所述三置开关接在自动补绣状态寄存器控制端；锁头请求发生器，它的输出接锁头驱动器；以及，接主控制单元的控制电路，所述自动补绣状态寄存器、底线断线检测电路输出及三置开关分别接该控制电路的相应控制端。
本实用新型自动补绣断线检测板设置了面线断线检测电路和底线断线检测电路，在针位译码电路控制下，通过其面线感应器和底线感应器能够方便地检测到相应机头的断线情况，进而在主控制单元控制下完成断线的自动补绣操作。
底线感应器由n个针位的光电开关(GK1-GKn)和n个光栅轮组成，每一个光栅轮同轴安装在相应针位的面线过线轮的背面，正常绣花时旋转光栅轮通过光电开关产生一个连续的脉冲信号；当底线发生断线情况时，面线停止送线，面线过线轮停止旋转，则脉冲信号消失产生底线断线信号。通过面线送线的正常与否来检测底线是否出现断线，结构简单，电路工作可靠。
图3为其面线感应器和面线断线检测原理示意图；图4为其底线感应器安装位置示意图；图5为其底线感应器和底线断线检测原理示意图；图6为其实施例九针绣花机的检测板电路图。
面线断线检测24通过其输入端的面线感应器20检测面线断线情况。底线断线检测25通过其输入端的底线感应器21检测检测底线断线情况，在绣花线发生断线情况时产生断线信号。
锁头请求发生器根据用户的请求产生锁头请求信号，通过锁头驱动器26驱动锁头电磁铁22吸合，完成锁头功能。
针位译码驱动电路29，通过总线连接于主控单元212，其若干输出分别连接到面线感应器20和底线感应器21的相应控制端，用于选通刺绣中的针位进行断线检测。
自动补绣状态寄存器210，用于记忆补绣状态或非补绣状态，通过自复位三置开关能改变它的状态，上电时复位信号将它复位于非补绣状态。
控制电路28根据三置开关位置和自动补绣状态寄存器状态，按主控制单元指令产生相应的控制信号，控制该检测板锁头(即不落杆)、或进行断线检测、或完成断线针位的自动补绣操作。
自复式开关27是一个下位和中位可以锁定，上位自恢复到中位的三置乒乓开关，提供用户设定AA8板的工作状态。开关在下位为锁头状态，并且复位自动补绣状态寄存器210在非补绣状态，开关向上拨动一次，自动补绣状态寄存器210状态改变一次，开关停留在中位，维持自动补绣状态寄存器210状态。
自复式开关27在下位的机头锁头，不参加刺绣工作，其它机头在正常刺绣过程中进行断线检测。锁头请求发生器211在自复式开关27拨到下位时，产生一个锁头请求信号，主控制单元212实时响应从而完成实时控制。
绣花机的主控制单元212根据用户设定分别输出面线检测允许或底线检测允许信号分别控制是否检测。当主控制单元212允许信号有效时检测逻辑可检测到24产生一个面线断线信号或底线断线检测25产生一个底线断线信号。主控制单元212产生4位针位编码信号，由每块AA8板的针位译码器29译码选通刺绣中的针位进行断线检测。
实际刺绣过程中，用户有时需要隔头绣操作，最外侧的机头会移出绣框，使用传统绣花机的用户如果忘记机械锁头，绣花机会扎到绣框上。而AA8板提供了一种保护功能，控制电路28包含隔头保护逻辑。主控制单元212检测到隔头越界传感器213的越界信号后，产生隔头保护信号，控制电路28控制需保护的机头锁头。
另外，使用传统绣花机的用户，需要隔头绣操作时，还必须将X方向的限位开关移回原位，如果忘记移回，最外侧的机头同样会扎到绣框上。
使用本检测板的绣花机的面线断线和底线断线检测过程如下a)用户通过键盘设定面线断线检测或底线断线检测。
b)对面线断线检测时，主控制单元使面线检测允许信号有效，此时检测相应针位面线感应器等效开关闭合，表示发生面线断线情况，输出面线断线信号。
d)底线断线检测时，主控制单元使底线检测允许信号有效，这时检测来自底线检测板的电信号，如果检测到电平信号，表示发生底线断线情况，输出底线断信号。
当出现断线情况时，其自动补绣过程如下①、某机头断线发生时，产生一个断线信号，同时自动补绣状态寄存器210自动置位在补绣状态。
②、主控制单元212控制停车。
③、用户穿好线，并使绣框回退到断点。
④、拉杆开车，主控制单元212产生补绣信号。
⑤、发生断线的机头，由于自动补绣状态寄存器210已在补绣状态，所以控制电路28控制其机头落杆，并进行断线检测，而其它机头由于自动补绣状态寄存器210仅在非补绣状态，所以不落杆，不进行断线检测。
⑥、当补绣完成后，主控制单元212使补绣信号无效，同时产生复位信号，将自动补绣状态寄存器复位在非补绣状态。
⑦、绣花机恢复到正常刺绣过程中去。
自动补绣还可以采用如下的方式(1)、用户先发现了断线，用手向上拨动自复式开关27，自动补绣状态寄存器改变到补绣状态，同时输出状态信号。(2)、然后按照上述第一种补绣方法的②～⑦步骤进行即可。
锁头电磁铁的驱动方式电磁铁由释放状态变为吸合状态时，由于要克服静摩擦力，必须施加一恒定的电压才能保持足够的力量吸合。当其吸合后，如果继续施加这一恒定电压，电磁铁会因为发热而损坏，这时只要以脉冲方式施加电压就可以保持吸合状态。
传统的断线检测板，由于没有锁头请求发生器，不能反馈三置开关下位状态信号，主控制单元只在开车后输出一次锁头电磁铁吸合信号，之后输出电磁铁保持信号，所以不能实现实时锁头控制。
该实用新型实时锁头控制过程包括1、每次开车后，主控制单元212输出吸合信号，自复式开关27处于下位的AA8板锁头驱动器26驱动锁头电磁铁22吸合，然后主控制单元212输出保持信号。
2、主控制单元212实时监测锁头请求信号，当某一个机头自复式开关27随时拨到下位时，锁头请求发生器211产生锁头请求信号。
3、主控制单元212每次监测到锁头请求信号，便输出一次锁头电磁铁吸合信号，然后再输出保持信号。
图3所示是面线感应器和面线断线检测原理示意图。其中针位译码驱动电路29由一个译码器，和连接在译码器输出端的若干电子开关(Km1-Kmn)组成，每一个电子开关和相应针位的面线感应开关连接。针位译码驱动电路29选通刺绣中针位的电子开关，而其它电子开关断开。面线感应器等效为机械触点开关(K1-Kn)，只有刺绣中针位的面线感应器，例如针位1面线感应开关K1在主轴旋转的某角度范围应该是断开的。面线断线检测电路24在这个角度范围检查是否与信号地接通，如果接通，表示由断线发生。
图4所示是底线感应器安装位置示意图。
底线感应器安装在面线线道40的小旋钮41和大旋钮43之间。底线感应器的光栅轮同轴安装在过线轮42的背面，面线绕过线轮42一圈，正常绣作时，面线不断送线，过线轮42旋转。当底线发生断线情况时，面线停止送线，过线轮42停止旋转，光栅轮也停止旋转。该方法通过面线来感应底线。
图5所示是底线感应器和底线断线检测原理示意图。
底线感应器由n个针位的光电开关(GK1-GKn)和n个光栅轮(GL1-GLn)组成，每一个光栅轮同轴安装在相应针位的面线过线轮42的背面。针位译码驱动电路29由一个译码器和连接在译码器输出端的若干电子开关(Kd1-Kdn)组成，每一个电子开关和相应针位的光电开关连接。
针位译码驱动电路29选通刺绣中针位的电子开关，而其它电子开关断开，例如刺绣中针位1则选通电子开关Kd1。由于针位1光栅轮GL1与该针位1过线轮同轴，刺绣过程中应旋转。又由于电子开关Kd1接通了光电开关GK1的发光管，随着针位1光栅轮GL1的旋转，光电开关GK1输出连续不断的脉冲信号，当底线发生断线情况时，脉冲信号消失。底线断线检测25就是靠检测脉冲的有无来判断底线断线。
图6为其实施例九针绣花机的检测板电路图。其中，JP1是和主控制单元212的接口。JP2是和锁头电磁铁22的接口。JP3是和底线感应器21的接口。JP4和网络标号L10是和面线感应器20的接口。JP5是电源接口。
针位译码驱动电路29由一个译码器，和连接在译码器输出端的若干电子开关组成。网络标号A1、A2、A3、A4是针位编码输入信号，译码器采用74138电路，74138译码输出连接到9个电子开关(7407)。9个电子开关输出网络称号L1-L9分别连接到面线感应器20和底线感应器21。
网络标号L10是面线检测电路24输入信号。面线检测电路24采用光耦合器及反相整形电路等。
底线断线检测电路由两个单稳电路(74123)、反相器以及与门电路组成，输入信号通过反相器输入两个单稳电路，两个单稳电路的反相输出端分别连接于与门电路的两输入端。网络标号L11是底线断线检测25输入信号。由74123的两个单稳态触发器检测网络标号L11有无脉冲，如果无脉冲则两个单稳态触发器都输出高电平。
自动补绣状态寄存器210由D触发器U10B实现。当为补绣状态时，指示灯D1发光，状态信号输出有效。锁头请求发生器211由D触发器U10A实现。自复式开关是一个下位、中位可锁定，上位自恢复到中位的单刀三置乒乓开关，提供用户设定该板的工作状态。自复式开关S1公共端接地，下位端点接控制电路输入，上位端点接U10B时钟端的反相器的输入端。
控制电路28的输出点U9B的6脚接U10A的时钟端、面线检测电路的控制端以及。当U9B的6脚为低电平时不控制锁头，断线检测电路进行断线检测，当U9B的6脚位高电平时，控制锁头检测电路不进行断线检测；每当U9B的6脚由低电平变为高电平时，锁头请求发生器211产生锁头请求信号。
锁头电磁铁的吸合和保持，由网络标号锁头脉冲控制，当网络标号锁头脉冲为+12V电平信号时表示电磁铁吸合信号，为+12V脉冲信号时表示电磁铁保持信号。
本断线检测板适用于单针或多针，单头或多头各种类型的电脑绣花机。电脑绣花机每一个机头上安装一块AA8板，每一块AA8板与该机头面线感应器相连接，电控系统主控制单元之间以总线方式连接多个板。
权利要求1.一种电脑绣花机的自动补绣断线检测装置，包括面线断线检测电路、锁头驱动器以及三置开关，其特征在于还包括底线断线检测电路，它的输入端接底线感应器；接于主控单元总线的针位译码驱动电路，其若干输出分别连接到面线感应器和底线感应器的相应控制端；自动补绣状态寄存器，所述三置开关接在自动补绣状态寄存器控制端；锁头请求发生器，它的输出接锁头驱动器；以及，接主控制单元的控制电路，所述自动补绣状态寄存器、底线断线检测电路输出及三置开关分别接该控制电路的相应控制端。
2.根据权利要求1所述自动补绣断线检测装置，其特征在于所述针位译码驱动电路具有一个译码器，译码器的输出端连接若干电子开关。
3.根据权利要求1所述自动补绣断线检测装置，其特征在于所述底线感应器包括n个针位的光电开关(GK1-GKn)和n个光栅轮(GL1-GLn)，每一个光栅轮同轴安装在相应针位的面线过线轮的背面。
4.根据权利要求1所述自动补绣断线检测装置，其特征在于所述底线断线检测电路包括两个单稳电路、反相器以及与门电路，反相器输入端接输入信号，反相器的输出端接两个单稳电路的输入端，两个单稳电路的反相输出端分别连接与门电路的两输入端。
5.根据权利要求1所述自动补绣断线检测装置，其特征在于所述三置开关是自复式三位开关。
6.根据权利要求5所述自动补绣断线检测装置，其特征在于所述自复式三位开关采用单刀三置乒乓开关。
专利摘要一种电脑绣花机的自动补绣断线检测装置，包括面线断线检测、锁头驱动器及三置开关，其特征是包括底线断线检测电路，输入端接底线感应器；接于总线的针位译码驱动电路，其若干输出分别接面线、底线感应器的相应控制端；连接三置开关的自动补绣状态寄存器；锁头请求发生器；以及，接主控制单元的控制电路，所述自动补绣状态寄存器、底线断线检测电路输出及三置开关分别接该控制电路的相应控制端。其设有面线和底线断线检测电路，在针位译码电路控制下，通过面线、底线感应器能方便地检测到相应机头断线情况，进而由主控单元控制完成断线的自动补绣操作。
文档编号D05C13/00GK2552970SQ0222580
公开日2003年5月28日 申请日期2002年2月7日 优先权日2002年2月7日
发明者温跃年 申请人:深圳市盈瑞安电脑控制有限公司