专利名称：袜头缝合机的控制系统以及具有该控制系统的袜头缝合机的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种用来缝合袜头的机械，特别涉及的是这种机械的控制 系统。
背景技术：
传统的袜子缝头机输送袜子的方式是一千多枚小针作圓周运动进入修边及 缝头，其圓盘上的小针脆弱容易磨损，运转速度慢，生产效率低。为了能够解 决该问题，便有人发明了一种工作效率高的袜子缝头机。查中国专利数据库，
其中一种名称为《直线式袜子缝头机》，公告号为CN200952072 Y的实用新型 专利，公开了如下内容"直线式袜子缝头机，包括有导架、下层输送链条装置、 下层链条传动箱、修边装置、三针缝纫机头箱、主马达、机身平台、电器箱、 上层输送链条装置、步进马达，其特征在于电器箱内置电器元件，机身平台 通过转轴安装于电器箱上，机身平台上装有导架，导架的底部安装上层输送链 条装置，步进马达装在导架上并与上层输送链条装置连接，主马达和下层链条 传动箱均安装在机身平台上，下层链条传动箱通过链轮与下层输送链条装置连 接，并由安装在机身平台上的步进马达连接传动，修边装置和三针缝纫机头箱 依次安装在导架后方的机身平台，下层输送链条装置位于修边装置和三针缝纫 机头箱的下放。"。这种结构的袜头缝合机，其很大程度上提高了生产效率；但 是由于袜头两端由于纤维物的弹性作用，会进行收缩，造成袜头中间高两端底 的形状。上述的直线袜子缝头机，只能对袜头进行直线缝合，直线缝合后的袜 子穿着是不舒服的，由于不能对收缩后的袜头进行曲线缝合，这就使缝制的袜头不平整，并且还会由于直线的缝合出现袜头两端缝制不到位而导致的漏缝现 象，因而使缝合后的袜子出现次品。同时由于上述的直线袜子缝头机，由于其 控制系统的不完善，不能控制相应电机的转速，导致袜头缝合线的密度不够均 匀，尤其是在机器开始启动时缝合处和机器停止时缝合处出现严重的不均匀现 象，使得袜头缝制后出现质量问题。
发明内容
鉴于背景技术存在的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种能够精确 各电机的转速，使得袜头的缝合线变得均匀美观的袜头缝合机的控制系统。
为此，本发明是采取如下技术方案来解决上述技术问题的 一种袜头缝合 机的控制系统，包括电源供电部分、电机驱动部分、微机控制部分和信号检测 部分，其特征在于所述的电机驱动部分有进料装置电机驱动电路、第一缝合装 置电机驱动电路、第二缝合装置电机驱动电路、输送装置电机驱动电路、缝合 装置升降电机驱动电路，各电机驱动电路和所述各装置上的电机对应连接，微 机控制部分包括触摸屏或键盘、液晶显示器和微电脑，所述的各电机驱动电路、 触摸屏或键盘、液晶显示器以及所述的信号检测部分均与所述微电脑电连接； 所述的各电机驱动电路每块电路板连接对应的电机，每块电路板上都安装电连 接插件，这些电路板通过该连接插件与所述的微电脑电连接；所述的电机驱动 电路板接插在底板电路板上；进一步地，所述的各电机驱动电路板通是过所述 底板电路板上的电连接插件与对应的电机相连接。所述的检测部分包括有袜头 传感器、断纱传感器、缝合装置的高度传感器，这些传感器通过接插件接插在 所述的底板上电路板，并与所述的微机控制部分电连接；与所述进料装置电机 驱动电路、第一缝合装置电机驱动电路、第二缝合装置电机驱动电路、输送装 置电机驱动电路对应连接的电机为直流无刷电机，所述缝合装置升降电机为步动电路或伺服电机驱动电路，所述直流无刷电机采用闭环控制，将直流无刷电 机转动的角度信号反馈到微处理器，再由所述微处理器控制直流无刷电机的转 动角度，因而更能精确控制电机的转动角度，上述的微处理器可以直接用所述
的微电脑，也可以在各电路板上另外设置一个微处理器；上述的高度传感器采 用线性霍尔元件，与该线性霍尔元件连接的电路为压控振荡电路或A/D转换电 路。
一种具有上述控制系统的袜头缝合机，其特征在于它包括进料装置、裁剪 装置、第一缝合装置、第二缝合装置、输送装置、废料回收装置和机架，所述 进料装置、裁剪装置、输送装置、缝合装置均安装在所述机架上，所述废料回 收装置的收料口对准所述裁剪装置的裁剪口 。
本发明中，采用微机控制部分控制各电机的驱动电路，使得袜头缝合机的 各个电机能够独立工作，而可以通过微机控制部分单独控制某个电机的转速， 其控制非常精确，使袜头的缝合线均匀平整，尤其是在袜头缝合机开始启动时 和停止时，袜头的缝合线也显得非常均匀；其各个电机的转速都可以通过微机 控制部分的触摸屏或者键盘的输入来设定，具有控制方便的优点。同时，其电 机驱动电路板通过接插件连接，或者再通过底板电路板来连接，具有接插快速 方便，并便于检修安装特点；其中有些电机采用直流无刷电机，能够使得电机 的温升减少、寿命增长，并采用闭环控制，更能精确控制电机的转动角度，使 得袜头的缝合线精度进一步地提高，减少了袜头生产的次品率。
下面再结合附图进一步描述本发明的有关细节。 图1为本发明袜头缝合机整机结构图；图2为第二缝合装置上设置升降电机的结构图3为电路板插在底板电路板上的结构图4为微电脑外围电路图5为直流无刷电机驱动电路图6为步进电机驱动电路图7为检测部分电路图。
图l-3中，标记l为进料装置；2为支架；3为第一缝合装置；4为第二缝 合装置；5为液晶显示器；6为升降电机；7为底板电路板；8为电路板；9为按 钮；IO为螺杆；ll为滑块；12为废料回收装置；13为电连接插件。
图4中，IC0为微电脑,采用AT89C52单片机,IC1为与门电路,IC2E、 IC2F 为反向器，CLOCK为时钟电路，ICP0W为三端稳压器件，IC3为触摸屏电路，R4 为复位电阻，C5为滤波电容，D2、 D3为降压二极管，为IC3提供约3. 4V电源， ICK2为数据储存器件，IC2为三线译码器，Cl和R26组成复位电路，C4、 C2为 晶振，P5连接触摸屏，P2连接液晶显示器，R3、 R7组成液晶显示器对比度调节， P6连接至底板电路板的接插件，P7为排阻，IC0单片机第14脚和第15脚与图 5中的IC5C和IC5F连接。
图5中，Nl、 N2、 N3、 Nll、 N22、 N23为直流电^/L绕组驱动功率管，也可采 用场效应管，MT1为直流无刷电机控制专用芯片，型号为MC33035， Dl、 D5、 D6、 D7、 D8、 D9续流二极管，R8、 R9、 RIO、 R2、 R5、 R6为偏置限流电阻，Rl为电 流取样电阻，R13、 R14组成分压电路同C6组成电流^f又样电路，Rll、 C3决定驱 动电路的斩波频率，R13和E1同P觀脉冲连接决定MT1上第ll脚的电平高低， 该电平决定电路电流大小。IC4为单片机，采用89C2051型号，R15和E5组成 单片机复位电路，C7为晶振，R16为N4偏置电阻，N4为NPN三极管，ICP02为三端稳压器件，P8为接插件，接插于底板电路板上，单片机根据外部信号CLK 的脉冲个数，控制直流无刷电机的转动，每个脉沖对应直流电机转动15度，由 直流电机转轴上反馈的信号控制MT1的工作，实现严格控制电机的速度、角度， MT1采用MC33035型号，具体工作原理参阅该集成电路资料。
图6中，Dll、 D12、 DIO、 D4为续流二极管，MT2为步进电机驱动专用集成 电路，采用TA8435H型号，具体工作原理参阅该集成电路资料；R17、 R18为电 路取样电阻，C8决定MT2电路斩波频率的高低，ICP03为三端稳压器件，P9为 该电路板接插件，接插于底板电路板上。
图7中，N5、 N6为线性霍尔元件，ICP04为三端稳压器件，IC5A、 IC5B、 C9、 Cll、 R19、 R20组成振荡电路，R21、 R19、 R20的连接点电位的高低决定振 荡频率，C9、 Cll的大小与振荡频率有关，由IC5C緩冲输出。IC5D、 IC5E、 CIO、 C12、 R22、 R23组成振荡电路；R24、 R22、 R23的连接点电位的高低决定振荡频 率，CIO、 C12的大小与振荡频率有关，由IC5F緩冲输出。图2中的ICO检测该 振荡频率的周期，P3、 Pl为排阻，INPUT1、 INPUT2为信号检测部分信号输入 集成电路，OUTPUT为信号输出集成电路，该输出信号连接步进电机驱动电路， 采用A/D转换电路的，将线性霍尔元件的信号脚连接到微电脑的A/D引脚上， P10为接插件，接插于底板电路板上。
接插在底板的电路板上的电路板有电源供电部分电路板，图5的直流无 刷电机驱动电路板，图6的步进电机驱动电路板，图7的检测部分电路板，各 种电机的连接线，检测部分各种传感器件的连接线，底板电路板根据接插在上 面各电路板的连接情况进行电路布线，安装对应对插的接插件。
具体实施例方式
如图所示，这种袜头缝合机的控制系统，包括电源供电部分、电机驱动部分、微机控制部分和信号检测部分，所述的电机驱动部分有进料装置电机驱动 电路、第一缝合装置电机驱动电路、第二缝合装置电机驱动电路、输送装置电 机驱动电路、缝合装置升降电机驱动电路，各电机驱动电路和所述各装置上的 电机对应连接，微机控制部分包括触摸屏或键盘、液晶显示器和微电脑，所述 的各电机驱动电路、触摸屏或键盘、液晶显示器以及所述的信号检测部分均与
所述微电脑电连接；所述的各电机驱动电路每块电路板连接对应的电机，每块 电路板上都安装电连接插件，这些电路板通过该连接插件插接在底板电路板上 后，并与所述的微电脑电连接；
本实施例中，各电机驱动电路板也可以安装在袜头缝合机的机架上。 所述的检测部分包括有袜头传感器、断纱传感器、缝合装置的高度传感器， 这些传感器通过接插件接插在所述的底板上，并与所述的微机控制部分电连接； 所以，^i头进入缝合机后便由微机控制部分自动控制，当遇到袜头的缝合线断 开时，其断纱传感器便将信号传送到微电脑，令其停机；其缝合装置的高度传 感器，是用来感应缝合装置与输送装置底板之间的距离，其缝合装置的高度调 整是通过一个升降装置来实现的，该升降装置的升降由所述的升降步进电机驱 动；由于升降电机由升降电机驱动电路驱动，所以，这种高度传感器配合微电 脑后，就能对袜头进行曲线缝合；该高度传感器也可以作为高度零点定位，微 电脑控制步进电机进行曲线缝合；与所述进料装置电机驱动电路、第一缝合装 置电机驱动电路、第二缝合装置电机驱动电路、输送装置电机驱动电路对应连 接的电机为直流无刷电机，以解决电机温升高、转矩小的问题；上述直流无刷 电机采用闭环控制，将直流无刷电机转动的角度信号反馈到微处理器，再由所 述微处理器控制直流无刷电机的转动角度，以精确控制电机的目标转动角度， 上述的高度传感器采用线性霍尔元件或自带调频振荡电路的霍尔元件，具有耐。
具有上述控制系统的袜头缝合机，它包括进料装置、裁剪装置、第一缝合 装置、第二缝合装置、输送装置、废料回收装置和机架，所述进料装置、裁剪 装置、输送装置、缝合装置均安装在所述机架上，所述废料回收装置的收料口 对准所述裁剪装置的裁剪口。这些装置配合上述的控制系统，使得有机地组合， 其自动化程度较高，使用方便，控制精确，因而用这种袜头缝合机生产的袜头， 缝合面精美，成品率高的优点。
本发明工作时，先要对第一缝合装置和第二缝合装置上的上下缝合针进
行穿线，对于第二缝合装置的穿线，通过按钮9来控制微电脑，微电脑控制升 降电机6，升降电机6上的输出轴带动螺杆IO旋转，使得螺杆上的滑块ll处于 最大行程，同样也调高第二缝合装置4与缝制处的空间，便于穿线，再次按动 按钮9，微电脑便控制升降电机6，使得第二缝合装置4回到工作位置，其微电 脑控制升降电机6使第二缝合装置4上下移动，调大第二缝合装置4与缝制处 之间的空间。第一缝合装置3和第二缝合装置4穿好线后，袜头便由进料装置1 进入，由进料装置1中的链条输送带送到裁剪装置，裁剪装置上的切刀对袜头 的缝合线圏裁切平整后，再通过输送装置输送到第一缝合装置3,在输送到第一 缝合装置3前，由输送装置上的传感器检测袜头的进入边，传感器信号通过微 电脑，微电脑便按设定的速度控制第一缝合装置3对袜头进行缝制。第一次缝 制后，随着输送装置将袜头送入，传感器便检测到袜头的第二边，此时，其信 号也通过微电脑控制第二缝合装置4以及升降电机6，微电脑也按照设定的数值， 控制第二缝合装置4的升或者降，并且控制缝合速度，以便对4^头进行曲线缝 合，达到二次缝合的要求，使得袜头缝合平整，穿着舒服，减少次品率。该袜 头缝合机还可以缝制其他纺织或针织物品。
权利要求
1、一种袜头缝合机的控制系统，包括电源供电部分、电机驱动部分、微机控制部分和信号检测部分，其特征在于所述的电机驱动部分有进料装置电机驱动电路、第一缝合装置电机驱动电路、第二缝合装置电机驱动电路、输送装置电机驱动电路、缝合装置升降电机驱动电路，各电机驱动电路和所述各装置上的电机对应连接，微机控制部分包括触摸屏或键盘、液晶显示器和微电脑，所述的各电机驱动电路、触摸屏或键盘、液晶显示器以及所述的信号检测部分均与所述微电脑电连接，所述信号检测部分包括缝合装置的高度传感器。
2、 根据权利要求1所述袜头缝合机的控制系统，其特征在于所述的各电机驱动电路每块电路板连接对应的电机，每块电路板上都安装电连接插件，这 些电路板通过该连接插件与所述的微电脑电连接。
3、 根据权利要求2所述袜头缝合机的控制系统，其特征在于所述的各电机驱 动电路板接插在底板电路板上。
4、 根据权利要求3所述袜头缝合机的控制系统，其特征在于所述的各电机驱 动电路板通过所述底板电路板上的电连接插件与对应的电机相连接。
5、 根据权利要求1所述袜头缝合机的控制系统，其特征在于所述的各电机驱 动电路板安装在袜头缝合机的机架上。
6、 根据权利要求3所述袜头缝合机的控制系统，其特征在于所述的检测部分 所述的传感器通过接插件接插在所述的底板上，并与所述的微机控制部分 电连接。
7、 根据权利要求1所述的袜头缝合机的控制系统，其特征在于与所述进料装置电机驱动电路、第一缝合装置电机驱动电路、第二缝合装置电机驱动电 路、输送装置电机驱动电路对应连接的电机为直流无刷电机，所述缝合装 置升降电机为步进电机或伺服电机，与所述的升降电机连接的升降电机驱 动电路为步进电机驱动电路或伺服电机驱动电路。
8、 根据权利要求7所述的袜头缝合机的控制系统，其特征在于所述直流无刷 电机采用闭环控制，将直流无刷电机转动的角度信号反馈到微处理器，再 由所述微处理器控制直流无刷电机的转动角度。
9、 根据权利要求1所述的袜头缝合机的控制系统，其特征在于所述缝合装置高度传感器采用线性霍尔元件，与该线性霍尔元件连接的电路为压控振荡电路或A/D转换电路。
10、 一种具有权利要求1-9任何一项控制系统的袜头缝合机，其特征在于它包 括进料装置、裁剪装置、第一缝合装置、第二缝合装置、输送装置、废料 回收装置和机架，所述进料装置、裁剪装置、输送装置、缝合装置均安装 在所述机架上，所述废料回收装置的收料口对准所述裁剪装置的裁剪口 。
全文摘要
本发明公开了一种袜头缝合机的控制系统，包括电源供电部分、电机驱动部分、微机控制部分和信号检测部分，其特征在于所述的电机驱动部分有进料装置电机驱动电路、第一缝合装置电机驱动电路、第二缝合装置电机驱动电路、输送装置电机驱动电路、缝合装置升降电机驱动电路，各电机驱动电路和各装置上的电机对应连接，微机控制部分包括触摸屏或键盘、液晶显示器和微电脑，所述的各电机驱动电路、触摸屏或键盘、液晶显示器以及所述的信号检测部分均与所述微电脑电连接。这种袜头缝合机的控制系统，采用微机控制部分控制各自独立的驱动电路来驱动相应的电机，具有控制精确到位、袜头缝合线平整美观等优点。本发明还公开了具有上述控制系统的袜头缝合机。
文档编号D05B69/00GK101469494SQ200810083990
公开日2009年7月1日 申请日期2008年5月4日 优先权日2008年5月4日
发明者何伟斌 申请人:何伟斌