一体式全自动直驱罗拉车及其控制方法与流程

本发明涉及一种罗拉车，尤其涉及一种一体式全自动直驱罗拉车及其控制方法。

背景技术

罗拉车也称高台车，是制造各类鞋、包的核心设备。中国已成为全球最大的鞋、包的主要生产、出口国,再加上目前招工难的困境，使得广大鞋厂对于电脑罗拉车的加工制造设备有着广泛的需求。

目前制衣厂使用的罗拉车普遍是第一代以离合马达作为驱动、第二代以简易无刷直流电机进行控制，存在不节能、生产效率低、自动化程度低的缺陷。在高端市场以德国百福为代表的缝企，推出了马达下挂的同步带电脑罗拉车。通过集成各种缝制工艺的设置，实现自动化的功能，不仅大大降低工人熟练度要求，而且提升了缝制品质和生产效率。然而电机、电控、机头分开安装，制衣厂现场组装的形式，一方面存在能耗不必要的折损，同时还无法保证机器的开箱合格率、增加安装人员的维护费用。目前，推出了电机直接驱动的第四代产品，将电机安装在机头中直接驱动，简化了现场安装工作。但是仍然是半自动化的操作，需要人工进行抬压脚、倒缝等操作，因此设计一种全自动的直驱罗拉车是非常有必要的。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种一体式全自动直驱罗拉车及其控制方法，进行全自动的缝纫，提高了缝纫的效率、稳定性和缝纫品质。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种一体式全自动直驱罗拉车，包括罗拉车本体，所述罗拉车本体设置有主轴机构、抬压脚机构、针杆摆动机构、上滚轮离合机构和下倒缝机构，所述罗拉车本体侧面设置有电控箱，所述电控箱中设有mcu控制模块和电机驱动模块，所述mcu控制模块的输出连接并控制抬压脚机构、针杆摆动机构、上滚轮离合机构和下倒缝机构，所述针杆摆动机构通过摆动机针进行缝纫，所述下倒缝机构控制齿轮反向转动进行倒缝；所述主轴机构连接有伺服电机，所述mcu控制模块通过电机驱动模块控制伺服电机运行；所述电控箱连接有操作盒，所述操作盒中设有触摸屏，所述触摸屏设有语音播报功能；所述触摸屏输入控制命令和控制参数到mcu控制模块。

进一步的，所述伺服电机上固定有编码器，所述编码器与mcu控制模块输入连接，将检测到的伺服电机运行的角度值和速度值发送到mcu控制模块，所述伺服电机调速范围为200rpm～3000rpm。

进一步的，所述抬压脚机构设置于罗拉车的机体上，包括顶杆、抬压脚电磁铁、操纵顶柱、连杆、联动轴和压紧组件，所述抬压脚电磁铁与顶杆相连且驱动顶杆直线移动，所述连杆固定连接在操纵顶柱侧面，所述联动轴一端固定连接在操纵顶柱端部，所述联动轴另一端连接压紧组件，所述操纵顶柱设有能使连杆复位的连杆复位弹簧，所述连杆复位弹簧使连杆抵靠在顶杆端部，所述压紧组件连接有压脚杆；所述抬压脚电磁铁断电时，顶杆处于缩回状态，在连杆复位弹簧的弹力作用下连杆始终抵靠在顶杆上，压紧组件和压脚杆处于工作状态；所述抬压脚电磁铁通电时，在连杆复位弹簧的弹力作用下连杆抵靠在顶杆上，抬压脚电磁铁驱动顶杆带动连杆以操纵顶柱为基准旋转一定角度，操纵顶柱使得联动轴也随之旋转相应角度，从而带动与联动轴相连的压脚组件提升，压脚杆抬起。

进一步的，所述上滚轮离合机构包括杠杆件、杠杆安装座、压杆和上滚轮离合电磁铁，所述抬滚轮离合电磁铁与压杆相连且驱动压杆移动，所述杠杆件中部通过轴孔铰接在杠杆安装座上，所述杠杆件设有能使杠杆件复位的杠杆复位弹簧，所述杠杆复位弹簧使杠杆件的后端抵靠在压杆端部，所述杠杆件的前端与上滚轮相连接。

进一步的，所述电控箱连接有踏板，所述踏板上设有踏板传感器，所述踏板传感器采集踏板压力值转换为电压值传送到mcu控制模块，所述mcu控制模块根据电压值生成状态命令和调速速度值；所述状态命令包括运行、停止、抬压脚及剪线命令。

进一步的，还包括剪线机构和松线机构，所述剪线机构包括剪线电磁铁、剪线凸轮和剪刀，所述松线机构松动绷紧的线，然后剪线电磁铁吸合带动剪线凸轮，所述剪线凸轮带动剪刀执行剪线动作。

进一步的，所述电控箱中设有电磁兼容模块。

进一步的，还包括机头按键和衣车灯，所述机头按键包括倒缝按钮、补针按钮、暂停按钮和急停按钮。

本发明为解决上述技术问题而采用的另一技术方案是提供一种一体式全自动直驱罗拉车的控制方法，包括如下步骤：

s1：通过触摸屏设定自动缝纫工序，包括前加固动作、中间缝纫段数以及各段针数、后加固动作、剪线动作、压脚动作；设定起缝时低速缝纫针数；设定运行速度；

s2：通过踏板下达运行命令，开始运行，根据设定的起缝时低速缝纫针数开始缝纫，并倒缝完成前加固动作，然后进行中间缝纫，到后加固段时倒缝完成后加固动作；

s3：步骤s2中通过吸合倒缝电磁铁、针杆分离电磁铁和上滚轮离合电磁铁进行倒缝的动作；前后加固通过补偿电磁铁延时实现；

s4：步骤s2中进行中间缝纫时，中途停针则通过补针按钮进行补半针、补一针或连续补针，并将补针情况显示在触摸屏上同时进行语音播报；

s5：步骤s2中进行中间缝纫时，中途需要加固则按下暂停按钮，记录自动缝纫运行状态，再通过倒缝按钮进行倒缝加固，完成倒缝加固后回到暂停位置，取消暂停后继续自动缝纫；

s6：缝纫结束，通过吸合电磁铁带动剪线凸轮执行剪线动作，剪线时的主轴电机速度、剪线动作时机在触摸屏中进行参数调整；

s7：自动运行过程中，出现故障时，则按下急停按钮，并将警报信息显示在触摸屏上同时进行语音播报。

进一步的，上述步骤s7中故障包括系统过压、欠压、过流故障，主轴电机堵转、超速、反转故障，编码器信号故障，踏板传感器信号故障和存储故障。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的一体式全自动直驱罗拉车及其控制方法，具有以下优点：1、实现全自动控制提高了效率，降低了对工人操作熟练度的要求；2、电机、电控和机头的一体化设计，简化了结构，降低了安装难度，减少安装维护费用；3、以电磁铁为驱动元件，结构小巧，控制灵活，噪音小；4、引入触摸屏参与控制，设定控制参数简单方便，直观的显示工作状态和报警信息，简化了操作和维护工作。

附图说明

图1为本发明的一体式全自动直驱罗拉车架构图；

图2为本发明实施例中抬压脚机构结构示意图；

图3为本发明实施例中一体式全自动直驱罗拉车控制原理图。

图中：

1抬压脚电磁铁2顶杆3操纵顶柱

4联动轴5连杆

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

图1为本发明提供的一体式全自动直驱罗拉车架构图。

请参见图1，本发明提供的一体式全自动直驱罗拉车，包括罗拉车本体，所述罗拉车本体设置有主轴机构、抬压脚机构、针杆摆动机构、上滚轮离合机构和下倒缝机构，所述罗拉车本体侧面设置有电控箱，所述电控箱中设有mcu控制模块和电机驱动模块，所述mcu控制模块的输出连接并控制抬压脚机构、针杆摆动机构、上滚轮离合机构和下倒缝机构；所述针杆摆动机构、上滚轮离合机构和下倒缝机构配合实现倒缝；所述主轴机构连接有伺服电机，所述mcu控制模块通过电机驱动模块控制伺服电机运行；所述伺服电机上固定有编码器，所述编码器与mcu控制模块输入连接，将检测到的伺服电机运行的角度值和速度值发送到mcu控制模块，所述伺服电机调速范围为200rpm～3000rpm；下倒缝机构由下下倒缝电磁铁驱动，在正逆缝切换时主轴电机做短暂停顿，以使倒缝电磁铁吸合释放时送料机构能够及时到位。

本发明提供的一体式全自动直驱罗拉车，所述电控箱连接有操作盒，所述操作盒中设有触摸屏，所述触摸屏设有语音播报功能；所述触摸屏输入控制命令和控制参数到mcu控制模块。通过触摸屏可以自设定缝纫工序，包括前加固动作、中间缝纫段数和各段针数、后加固动作、剪线动作、压脚动作。踩下踏板可执行设定动作，用于固定的缝纫工序控制。定针缝中间各段的针数设定可通过示教模式自动完成，运行缝纫，会自动存储缝纫的针数，完成缝纫动作的记忆功能，下次运行执行已记忆的工序。起缝时可以加入设定针数的低速缝纫，以降低缝纫飞线的概率，提高缝纫稳定性。设有计件数功能，缝纫时，根据剪线的次数计算缝纫的总件数，满足对缝纫计件和效率估算的需求。设有底线计数功能，根据缝纫的针数，计算剩余的底线估算值，并界面提醒更换底线。

请参见图2，抬压脚机构包括顶杆2、抬压脚电磁铁1、操纵顶柱3、连杆5、联动轴4和压紧组件，所述抬压脚电磁铁1与顶杆2相连且驱动顶杆2直线移动，所述连杆5固定连接在操纵顶柱3侧面，所述联动轴4一端固定连接在操纵顶柱3端部，所述联动轴4另一端连接压紧组件，所述操纵顶柱3设有能使连杆5复位的连杆复位弹簧，所述连杆复位弹簧使连杆5抵靠在顶杆2端部，所述压紧组件连接有压脚杆；所述抬压脚电磁铁1断电时，顶杆2处于缩回状态，在连杆复位弹簧的弹力作用下连杆5始终抵靠在顶杆2上，压紧组件和压脚杆处于工作状态；所述抬压脚电磁铁1通电时，在连杆复位弹簧的弹力作用下连杆5抵靠在顶杆2上，抬压脚电磁铁1驱动顶杆2带动连杆5以操纵顶柱3为基准旋转一定角度，操纵顶柱3使得联动轴4也随之旋转相应角度，从而带动与联动轴4相连的压脚组件提升，压脚杆抬起。

本发明提供的一体式全自动直驱罗拉车，上滚轮离合机构包括杠杆件、杠杆安装座、压杆和上滚轮离合电磁铁，所述抬滚轮离合电磁铁与压杆相连且驱动压杆移动，所述杠杆件中部通过轴孔铰接在杠杆安装座上，所述杠杆件设有能使杠杆件复位的杠杆复位弹簧，所述杠杆复位弹簧使杠杆件的后端抵靠在压杆端部，所述杠杆件的前端与上滚轮相连接。

本发明提供的一体式全自动直驱罗拉车，所述电控箱连接有踏板，所述踏板上设有踏板传感器，所述踏板传感器采集踏板压力值转换为电压值传送到mcu控制模块，所述mcu控制模块根据电压值生成状态命令和调速速度值；所述状态命令包括运行、停止、抬压脚及剪线命令。调速踏板采用全模拟信号，运行、加速、调速等档位脚感参数可调，可满足不同缝纫操作工的操作习惯和定制要求，模拟踏板经过长时间的使用，连接部件会有一定的磨损，从而影响踏板的脚感。通过零位自整定功能，可以补偿初始零位变化带来的影响。

本发明提供的一体式全自动直驱罗拉车，还设有剪线机构和松线机构，所述剪线机构包括剪线电磁铁、剪线凸轮和剪刀，所述松线机构松动绷紧的线，然后剪线电磁铁吸合带动剪线凸轮，所述剪线凸轮带动剪刀执行剪线动作，缝制物料时，缝纫线的线头会绷紧，切斜时容易把针上的线切断，这样要重新穿线。松线机构就是在切线前把绷紧的线松动，这样就不会把针头上的线也切掉，不用重新穿线。剪线后，主轴电机反转一定角度，使机针高度更高，防止厚料缝纫时移除缝料时拉弯机针。还包括机头按键和衣车灯，所述机头按键包括倒缝按钮、补针按钮、暂停按钮和急停按钮。

请参见图3，控制系统的电控箱中设有电磁兼容模块和整流滤波模块，电磁兼容模块确保系统内部的电路正常工作，互不干扰；降低电子系统对外的电磁能量辐射，使系统产生的电磁干扰强度低于特定的限定值；减少外界电磁能量对电子系统的影响.提高系统自身的抗电磁干扰能力；整流滤波模块将交流电转换为直流电，给系统提供稳定的直流电源。主要控制过程：踏板传感器采集踏板压力值转换为电压值传送到mcu控制模块，mcu控制模块根据电压值生成状态命令和调速速度值；mcu控制模块的控制抬压脚机构、针杆摆动机构、上滚轮离合机构和下倒缝机构，同时mcu控制模块通过电机驱动模块控制伺服电机运行；抬压脚机构、针杆摆动机构、上滚轮离合机构和下倒缝机构配合主轴伺服电机完成缝纫工作，所述伺服电机将检测到的伺服电机运行的角度值和速度值发送到mcu控制模块，实现速度、位置的闭环控制。

本发明提供的一体式全自动直驱罗拉车的控制方法，包括如下步骤：

s1：通过触摸屏设定自动缝纫工序，包括前加固动作、中间缝纫段数以及各段针数、后加固动作、剪线动作、压脚动作；设定起缝时低速缝纫针数；设定运行速度；

s2：通过踏板下达运行命令，开始运行，根据设定的起缝时低速缝纫针数开始缝纫，并倒缝完成前加固动作，然后进行中间缝纫，到后加固段时倒缝完成后加固动作；

s3：步骤s2中通过吸合倒缝电磁铁、针杆分离电磁铁和上滚轮离合电磁铁进行倒缝的动作；前后加固通过补偿电磁铁延时实现；

s4：步骤s2中进行中间缝纫时，中途停针则通过补针按钮进行补半针、补一针或连续补针，并将补针情况显示在触摸屏上同时进行语音播报；

s5：步骤s2中进行中间缝纫时，中途需要加固则按下暂停按钮，记录自动缝纫运行状态，再通过倒缝按钮进行倒缝加固，完成倒缝加固后回到暂停位置，取消暂停后继续自动缝纫；

s6：缝纫结束，通过吸合电磁铁带动剪线凸轮执行剪线动作，剪线时的主轴电机速度、剪线动作时机在触摸屏中进行参数调整；

s7：自动运行过程中，出现故障时，则按下急停按钮，并将警报信息显示在触摸屏上同时进行语音播报。

上述步骤s7中故障包括系统过压、欠压、过流故障，主轴电机堵转、超速、反转故障，编码器信号故障，踏板传感器信号故障和存储故障。

综上所述，本发明提供的一体式全自动直驱罗拉车，具有以下优点：1、实现全自动控制提高了效率，降低了对工人操作熟练度的要求；2、电机、电控和机头的一体化设计，简化了结构，降低了安装难度，减少安装维护费用；3、以电磁铁为驱动元件，结构小巧，控制灵活，噪音小；4、引入触摸屏参与控制，设定控制参数简单方便，直观的显示工作状态和报警信息，简化了操作和维护工作。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。