专利名称：一种镶钻机的控制系统及控制方法
技术领域：
本发明属于绣花机、纺织行业，特别涉及在电脑镶钻机的控制系统及控制方法。
背景技术：
超声波镶钻机是利用超声波主机输出超声压电信号，经压电换能器将超声压电信号转换成机械能，再推动加工件在粘贴表面高速磨擦，エ件磨擦产生的热量迅速熔化其接触面的胶料，使其合ニ为一，从而达到粘贴的目的。因粘贴配件与粘接面直接熔合，故粘贴结构十分牢固，不易脱开。中国专利200910228174. 2公开了 ー种电脑绣花机的自动镶钻机，包括绣花机机架、镶钻机机头、送布机构，镶钻机机头前端在送布机构上安装有水平的绣框支臂，该绣框 支臂内安装有绣框，其中在机架内安装有电控箱及外置式驱动器，该电控箱通过外置式驱动器控制安装在机架上的Y向电机及X向电机，Y向电机及X向电机均分别安装驱动一直线导轨，该直线导轨前端安装绣框支臂。现有的镶钻机动作主要包括吸珠气缸动作，摆动气缸动作，笔式气缸动作，转盘转动。具体动作执行为当按下启动按钮后，首先电控箱内的主板会根据操作箱所选择的色序来发信号给驱动板使得切換到当前钻盘，然后主板会通过驱动板发镶钻信号给镶钻控制板，表明开始正式工作，镶钻控制板发信号给真空电磁阀和钻盘电机，电机带动钻石旋转的同时吸嘴开始工作，一旦吸到钻石，真空压カ计中的压カ会升高(因为吸嘴被钻石堵住了)，压カ计会反馈给控制板ー个信号，控制板就会控制钻盘电机停止转动，并发信号给摆动电磁阀，摆动电磁阀工作带动笔式气缸到与水平面垂直的位置后，其中笔式气缸的动作需要零位传感器来判断，零位传感器的作用是检测笔式气缸的位置，笔式气缸的位置是靠摆动气缸控制的，当真空吸嘴吸到钻时，摆动气缸会带动笔式气缸连同吸嘴摆动到与水平方向成九十度的位置，当零位传感器检测到笔式气缸时，就说明零位气缸已经到达了正确位置，这时，传感器会给镶钻机控制板发信号，控制板就会控制升降电磁阀工作，来控制笔式气缸下降直至与布料接触，同时真空电磁阀停止工作，电磁振荡器开始工作，钻被真空吸嘴压在布面上约一秒钟时间后钻被镶在了布面上，在镶下ー颗钻之前主板会发信号给X、Y电机驱动器，使得绣框按照打版时的针迹向下一颗钻的位置移动ー下为下一次的动作做准备。然后笔式气缸复位，继而摆动气缸使真空吸嘴重新摆动至储珠盘并再次控制储珠盘转动并进行真空吸珠，整个过程需要两侧感测组件对位置的判断，且ー个镶钻的过程被分解为数个停顿的依次动作，导致镶钻效率较低，且依赖感测组件对位置判断，容易发生误判，导致镶钻错误或者莫名错误产生。同时吸嘴在工作中经常将碎钻吸入，需要停机清理，影响镶钻进程，降低镶钻效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能不依赖感测组件对位置判断，能在完成吸珠后自动按时间间隔进行镶钻控制且能气动清除吸嘴异物的一种控制系统和控制方法。为了实现上述目的，本发明的技术方案如下一种镶钻机的控制系统，包括显示与控制单元，X、Y相电机驱动及信号传递单元、镶钻机动作控制単元和超声波产生控制単元，其中所述的显示与控制单元可以进行花样输入、显示，參数设定，其与所述的Χ、γ相电机驱动及信号传递单元相可控连接，Χ、γ相电机驱动及信号传递单元可以控制绣框的前后左右移动，同时X、Y相电机驱动及信号传递单元也将镶钻动作完成信息反馈给显示和控制单元，所述的镶钻机动作控制单元与X、Y相电机驱动及信号传递单元相可控连接且具有控制镶钻机气缸动作执行的功能，同时镶钻机动作控制単元可控制超声波产生控制単元启动或者停止超声波的产生。其中，所述的镶钻机动作単元可控制气缸动作包括笔式气缸动作、换色气缸动作、摆动气缸动作、吸嘴吹气清理动作、吸气气缸动作。 一种镶钻机控制系统的控制方法，包括以下步骤I)镶钻机开启并启动定珠；2)吸嘴抽真空进行吸珠同时钻盘电机带动钻石旋转，3)吸嘴吸到钻石，控制板控制摆动气缸动作并计时，4)经过预定时间tl后控制板控制笔式气缸下降；5)经过预定时间t3后镶钻动作控制单元控制超声波产生单元启动进行镶钻；6)停止超声波继和吸气后，经过预定时间的冷却，镶钻机动作控制単元控制笔式气缸将吸嘴向上升起并计吋，同时控制绣框移位；7)经过预定时间t4后镶钻机动作控制単元控制摆动气缸回到吸珠的工作位置，然后进行步骤2直至镶钻全部完成。其还包括换色步骤，利用汽缸的自动换色，可以实现镶钻机的不间断动作，提高绣品质量，加快镶钻整体速度，提高产品竞争カ。所述的预定时间tl使得吸嘴不会与储珠盘发生干涉且在笔式气缸将钻送至布料吋，摆动气缸已经使得吸嘴摆动到了与水平面垂直的角度，预定时间t3使得笔式气缸刚好将钻垂直送至布料上，预定时间t4使得吸嘴在回摆过程中不与储珠盘发生干渉，该时间的设定视不同的镶钻机规格和摆动汽缸、笔式气缸行程而略有不同，在具体使用中需要针对不同机型进行调试，在出厂的产品中一般是预置设置。在步骤3后经过预定时间t2后控制钻盘电机停止，所述的预定时间t2使得储珠盘刚好转过ー个储珠槽的间距，将储珠盘停止在下一个吸珠位，即可有效降低下次吸珠的等待时间，提闻键钻效率。优选地，其还包括吹气清除步骤显示与控制单元按手动输入的控制信号发出吹气清除信号并传递给X、Y相电机驱动及信号传递单元，X、Y相电机驱动及信号传递单元把信号传递给镶钻机动作控制単元，镶钻机动作控制単元则控制摆动气缸动是吸嘴脱离储珠盘，镶钻机动作控制单元控制吸嘴与高压气泵相连通，在确认异物排出后，控制显示与控制单元发出停止吹气清除信号给X、Y相电机驱动及信号传递单元，X、Y相电机驱动及信号传递单元继而把信号传递给镶钻机动作控制単元，镶钻机动作控制单元则停止吸嘴与高压气泵连接并控制摆动气缸回到吸珠位置。优选地,镶钻机动作控制单元控制摆动气缸动摆动经过预定时间后,镶钻机动作控制单元控制吸嘴与高压气泵相连通。优选地，其还包括吸珠故障报警步骤在镶钻机动作控制单元启动吸珠后会计时，若预定时间后吸嘴仍未能成功吸珠，则镶钻机动作控制单元停止吸珠动作并将信息反馈给X、Y相电机驱动及信号传递单元，X、Y相电机驱动及信号传递单元停止发出定珠信号，并进而停止信息传递至显示与控制单元，由其进行对操作人员的错误提示或报警，优选地，所述的预定时间为8-12s。本发明的镶钻机控制方法，利用预定的时间间隔控制摆动汽缸和笔式气缸动作，对于气缸则借助电磁阀和限位装置结构，避免传感器的过多使用，整机成本下降，稳定性提高，且大大节省了等待时间，将摆动过程和升降过程相叠加，提高了镶钻效率，同时增加了吹气清除功能，简单控制即可清除被吸入吸嘴内部的杂物，清洁迅速操作简单，提高了机器性能。同时增加吸珠故障报警功能，其可有效避免长时间吸嘴不成造成的机器效率低下，及
时报警提示操作者，避免长时间的空等。
图I为本发明控制系统结构示意图；图2为本发明的控制方法流程图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的结构进行详细说明。如图I所示，本发明镶钻机的控制系统包括显示与控制单元1，X、Y相电机驱动及信号传递单元2、镶钻机动作控制単元3和超声波产生控制単元4，其中所述的显示与控制単元I可以进行花样输入、显示，參数设定等操作，其与所述的X、Y相电机驱动及信号传递単元2相可控连接，即所述的显示与控制单元I可以将输入的花样、參数等信息传递给X、Y相电机驱动及信号传递单元2以供其控制绣框的前后左右移动，同时X、Y相电机驱动及信号传递单元2也将镶钻动作完成信息反馈给显示和控制单元I,以获取下一个镶钻动作位置和顔色等信息。所述的镶钻机动作控制单元3具有控制镶钻机动作执行的功能，其可控制包括笔式气缸动作、换色气缸动作、摆动气缸动作、吸嘴吹气动作、吸气气缸动作；超声波产生控制単元4具有产生超声波的功能，其能产生超声波以完成镶钻动作。所述控制过程为在显示与控制单元I上设定各參数后将数据传递至X、Y相电机驱动及信号传递单元2，X、Y相电机驱动及信号传递单元2启动镶钻动作信号，并把信号传递给镶钻机动作控制单元3，镶钻机动作控制単元3接收到此信号并执行镶钻相应动作在将钻定位到布料上之后启动超声波产生控制単元4，其产生超声波进行超声镶钻，镶钻机动作控制单元3执行完成输出完成信号并把执行完成信号反馈给X、Y相电机驱动及信号传递単元2，X、Y相电机驱动及信号传递单元2接收到此信号完成并把完成信号传递给显示与控制单元I，显示与控制单元I读取并显示显示ー针花样并传递给，同时Χ、γ相电机驱动及信号传递单元2以进行移框操作并发下ー钉珠信号给镶钻机动作控制単元3，如此反复直到花样绣完。其中，在显示和控制单元中可以进行自动和手动两种定珠模式的选择，手动定珠和自动定珠控制过程基本相同，只是自动定珠在一次定珠完成后其会自动读取下一定珠信息，而手动定珠则是一次定珠完成后等待下一定珠信息。下面将以自动定珠过程为例进行详细描述。图2所示为本发明的镶钻方法流程图，本发明的镶钻动作包括吸珠气缸动作，摆动气缸动作，笔式气缸动作，转盘转动，当按下启动按钮后，首先根据显示与控制单元的设定，由X、Y相电机驱动及信号传递单元2控制镶钻机动作控制单元3来发信号使得切換到当前储珠盘，然后X、Y相电机驱动及信号传递单元2发送启动信号，表明开始正式工作(步骤10、20)，镶钻控制板发信号给真空电磁阀和钻盘电机，电机带动钻石旋转的同时吸嘴开始工作，一旦吸到钻石，真空压カ计中的压カ会升高(因为吸嘴被钻石堵住了)，压カ计会反馈给控制板ー个信号，镶钻机动作控制単元3控制摆动电磁阀使摆动气缸动作并计时(步骤30、40、50)，经过时间tl后镶钻机动作控制単元3发信号给升降电磁阀，来控制笔式气缸下降(步骤60)，当经过时间t2后其控制控制钻盘电机停止转动(步骤300)，其中，tl的设置则满足两个条件，首先笔式气缸的升降动作使得吸嘴在摆动的同时有个向下的动作，应该避免吸嘴与储珠盘边缘可能发生的干渉，ニ则要使得在笔式气缸到达最大行程即 与布料接触吋，摆动气缸已经使得吸嘴摆动到了与水平面垂直的角度，通过调节摆动气缸和笔式气缸的行程即可实现上述之目的，而t2的时间设置使得储珠盘刚好转过ー个储珠槽的距离，即使得储珠盘转到紧邻被吸走的钻的下ー个储柱槽，使该储珠槽位于真空吸嘴工作位置处，当下次吸嘴在摆动气缸动作下回到吸珠动作时，其恰好就在真空吸嘴下方。在控制笔式气缸下降的同时，其开始重新计时，经过时间t3后镶钻机动作控制単元3控制超声波产生单元4工作，电磁振荡器开始工作，钻被真空吸嘴压在布面上并启动超声波加热预定时间，然后控制超声波停止加热真空吸嘴停止吸气以使钻镶在了布面上，然后进行冷却(步骤70、80、90)，经过预定时间的冷却后控制笔式气缸上升并计时(步骤100)，同时发出镶钻完成信号给X、Y相电机驱动及信号传递单元2，Χ、Υ相电机驱动及信号传递单元2将完成信息反馈给显示与控制单元I并读取下一镶钻信息，X、Y相电机驱动及信号传递单元2控制绣框向下一颗钻的位置移动ー下为下一次的动作做准备。笔式气缸向上升起经过时间t4后X、Y相电机驱动及信号传递单元2控制摆动气缸回到吸珠的工作位置(步骤110)以进行下ー个吸珠动作，吸嘴被抽成真空的同时储珠盘开始转动，以进行下一个镶钻循环。在吸珠过程中，为避免真空吸嘴吸珠时吸珠不成功而持续等待造成生产エ序收到影响，在吸珠过程中还有ー个吸珠等待时间的判断，即，在镶钻机动作控制単元3启动吸珠后会计时，若超过IOs吸嘴仍未能成功吸珠，则镶钻机动作控制単元3停止吸珠动作并将信息反馈给X、Y相电机驱动及信号传递单元2，X、Y相电机驱动及信号传递单元2停止发出定珠信号，并进而停止信息传递至显示与控制单元1，由其进行对操作人员的错误提示或报警(步骤200)。进ー步地，本发明的镶钻机还包括吹气清除步骤，以避免在吸气时吸入碎钻等杂物引起堵塞，显示与控制单元I按程序或者手动输入的控制信号发出吹气清除信号并传递给X、Y相电机驱动及信号传递单元2，X、Y相电机驱动及信号传递单元2把信号传递给镶钻机动作控制单元3，镶钻机动作控制単元3则控制摆动气缸动作使其脱离储珠盘位置以避免吹气时将储珠盘上的钻吹乱，摆动汽缸摆动到预定位置或者预定时间后，镶钻机动作控制单元3控制吸嘴与高压气泵相连通，高压气体自吸嘴中喷出以将吸入其中的杂物或碎钻排出。当显示与控制单元I发出停止吹气清除信号给Χ、Υ相电机驱动及信号传递单元2，X、Y相电机驱动及信号传递单元2继而把信号传递给镶钻机动作控制単元3，镶钻机动作控制単元3则停止吸嘴与高压气泵连接并控制摆动气缸回到吸珠位置。本发明的镶钻机，利用时间来控制镶钻动作，对于气缸则借助电磁阀和限位装置结构，避免传感器的过多使用，整机成本下降，稳定性提高，且大大节省了等待时间，将摆动过程和升降过程相叠加，提高了镶钻效率。同时增加了吹气清除功能，简单控制即可清除被吸入吸嘴内部的杂物，清洁迅速操作简单，提高了机器性能。由以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术 人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种镶钻机的控制系统，其特征在于包括显示与控制单元，X、Y相电机驱动及信号传递单元、镶钻机动作控制单元和超声波产生控制单元，其中所述的显示与控制单元可以进行花样输入、显示，参数设定，其与所述的X、Y相电机驱动及信号传递单元相可控连接，X、Y相电机驱动及信号传递单元可以控制绣框的前后左右移动，同时X、Y相电机驱动及信号传递单元也将镶钻动作完成信息反馈给显示和控制单元，所述的镶钻机动作控制单元与X、Y相电机驱动及信号传递单元相可控连接且具有控制镶钻机气缸动作执行的功能，同时镶钻机动作控制单元可控制超声波产生控制单元启动或者停止超声波的产生。
2.如权利要求I所述的镶钻机的控制系统，其特征在于所述的镶钻机动作单元可控制气缸动作包括笔式气缸动作、换色气缸动作、摆动气缸动作、吸嘴吹起清理动作、吸气气缸动作。
3.—种如权利要求I所述的镶钻机控制系统的控制方法，其特征在于包括以下步骤 1)键钻机开启并启动定珠； 2)吸嘴抽真空进行吸珠同时钻盘电机带动钻石旋转， 3)吸嘴吸到钻石，控制板控制摆动气缸动作并计时， 4)经过预定时间tl后控制板控制笔式气缸下降； 5)经过预定时间t3后镶钻动作控制单元控制超声波产生单元启动进行镶钻； 6)停止超声波继和吸气后，经过预定时间的冷却，控制板控制笔式气缸将吸嘴向上升起并计时，同时控制绣框移位； 7)经过预定时间t4后控制板控制摆动气缸回到吸珠的工作位置，然后进行步骤2直至镶钻全部完成。
4.如权利要求3所述的镶钻机的控制方法，其特征在于其还包括换色步骤。
5.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于所述的预定时间tl使得吸嘴不会与储珠盘发生干涉且在笔式气缸将钻送至布料时，摆动气缸已经使得吸嘴摆动到了与水平面垂直的角度，预定时间t3使得笔式气缸刚好将钻垂直送至布料上，预定时间t4使得吸嘴在回摆过程中不与储珠盘发生干涉。
6.如权利要求3-5任一项所述的控制方法，其特征在于在步骤3后经过预定时间t2后控制钻盘电机停止，所述的预定时间t2使得储珠盘刚好转过一个储珠槽的间距。
7.如权利要求3-5任一项所述的控制方法，其特征在于其还包括吹气清除步骤显示与控制单元按手动输入的控制信号发出吹气清除信号并传递给X、Y相电机驱动及信号传递单元，X、Y相电机驱动及信号传递单元把信号传递给镶钻机动作控制单元，镶钻机动作控制单元则控制摆动气缸动是吸嘴脱离储珠盘，镶钻机动作控制单元控制吸嘴与高压气泵相连通，在确认异物排出后，控制显示与控制单元发出停止吹气清除信号给X、Y相电机驱动及信号传递单元，X、Y相电机驱动及信号传递单元继而把信号传递给镶钻机动作控制单元，镶钻机动作控制单元则停止吸嘴与高压气泵连接并控制摆动气缸回到吸珠位置。
8.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于镶钻机动作控制单元控制摆动气缸动摆动经过预定时间后，镶钻机动作控制单元控制吸嘴与高压气泵相连通。
9.如权利要求3-5任一项所述的控制方法，其特征在于其还包括吸珠故障报警步骤在镶钻机动作控制单元启动吸珠后会计时，若预定时间后吸嘴仍未能成功吸珠，则镶钻机动作控制单元停止吸珠动作并将信息反馈给X、Y相电机驱动及信号传递单元，X、Y相电机驱动及信号传递单元停止发出定珠信号，并进而停止信息传递至显示与控制单元，由其进行对操作人员的错误提示或报警。
10.如权利要求9所述的控制方法，其特征在于所述的预定时间为8-12s。
全文摘要
本发明公开了一种镶钻机的控制系统，包括显示与控制单元，X、Y相电机驱动及信号传递单元、镶钻机动作控制单元和超声波产生控制单元，同时还公开了该镶钻机控制系统的控制方法。本发明的控制系统及镶钻机控制方法，利用预定的时间间隔控制摆动汽缸和笔式气缸动作，对于气缸则借助电磁阀和限位装置结构，避免传感器的过多使用，整机成本下降，稳定性提高，且大大节省了等待时间，将摆动过程和升降过程相叠加，提高了镶钻效率，增加了吹气清除功能，简单控制即可清除被吸入吸嘴内部的杂物，清洁迅速操作简单，提高了机器性能。同时增加吸珠故障报警功能，其可有效避免长时间吸嘴不成造成的机器效率低下，及时报警提示操作者，避免长时间的空等。
文档编号D05C13/00GK102851894SQ20111018273
公开日2013年1月2日 申请日期2011年6月30日 优先权日2011年6月30日
发明者宗国新 申请人:天津宝盈电脑机械有限公司