专利名称：针织横机自动起底控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种针织横机自动起底控制系统。
背景技术：
针织横机起底控制系统是横机控制系统的重要组成部分，主要功能是完成织物起头编织工序。现有针织横机控制系统起底控制方式为简单机械式控制，而非自动控制方式， 因此存在步进电机、交流电机速度不可调或无法根据位置信号进行精确控制的不足，且由惯性带来的至少20微妙时间差，导致初始编织阶段纱线的浪费、编织过程中织物松紧度不一致，最终影响织物品质。发明内容
本发明的目的在于提供一种针织横机自动起底控制系统，通过核心控制电路模块对剪刀夹子控制电路模块和起底控制电路模块精确控制，满足针织时纱线夹持、剪断，起头编织起底板精确定位，复合针握持纱线牵拉等自动控制要求，实现横机自动起头编织功能， 进而在整个编织过程中织物目标紧度得以精确控制，从而减少起头废纱，提高生产自动化程度和织物品质。
本发明解决现有技术问题所采用的技术方案是针织横机自动起底控制系统，其特征在于包括核心控制电路模块、都与核心控制电路模块通讯连接的剪刀夹子控制电路模块和起底控制电路模块。核心控制电路模块控制剪刀夹子控制电路模块和起底控制电路模块，使剪刀夹子控制电路模块和起底控制电路模块对横机上的各个执行机构进行精确高效控制，并及时反馈各执行机构信息到核心控制电路模块进行处理。具有全自动起底控制系统的电脑横机与普通横机相比，不仅可以减少电脑横机在开始对织物起头的编织过程中纱线的浪费、提高编织过程中织物松紧度的一致性，而且能提高空机起头速度，降低工人的劳动强度，达到经济运行并满足了市场需求的目的。因此，随着起底控制系统日趋成熟，配置有自动起底控制系统的横机在针织行业的比重会越来越大，为社会做出较大贡献。
作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明采用如下技术措施所述的核心控制电路模块包括CPU电路，CPU电路通讯连接的总线接口电路、JTAG调试接口电路、加载模式选择电路、状态指示电路。总线接口电路用于与CAN形成网络连接，通过CAN总线可以与横机上的主控制板形成通讯连接，适用于大型横机，与主控制板形成通讯连接后使横机具有更为庞大的总控制系统。
所述剪刀夹子控制电路模块包括由核心控制电路模块控制的步进电机驱动电路， 及发送位置信号到核心控制电路模块的电机零位信号检测电路；
所述起底控制电路模块包括由核心控制电路模块控制的交流力矩电机驱动电路， 发送交流电压周期到核心控制电路模块的交流电压信号检测电路，发送起底板零位信息到核心控制电路模块的起底板位置检测电路，以及发送检测到限制位置的信号到核心控制电路模块上的限位信号检测电路。
所述的步进电机驱动电路、电机零位信号检测电路、交流力矩电机驱动电路、交流电压信号检测电路、起底板位置检测电路及限位信号检测电路分别通过光耦与所述的核心控制电路模块连接。进一步来说，所述的步进电机驱动电路、电机零位信号检测电路、交流力矩电机驱动电路、交流电压信号检测电路、起底板位置检测电路及限位信号检测电路分别通过光耦与所述的CPU电路连接。所述的电机零位信号检测电路通过开关量传感器检测零位信号。剪刀夹子控制电路模块完成剪刀机构动作控制和夹子机构动作控制。剪刀机构和夹子机构又分别由步进电机驱动执行动作。所述的限位信号检测电路通过开关量传感器反馈限制位置信号，所述的交流电压信号检测电路通过变压器反馈交流电压周期信号，所述起底板位置检测电路通过编码器反馈起底板位置信息。起底控制电路模块完成复合针动作控制、起底板动作控制，复合针开合动作和起底板上升下降动作分别由交流力矩电机驱动执行，开关量传感器反馈起底板和复·合针限制位置信号到限位信号检测电路，变压器反馈交流电压周期信号到交流电压信号检测电路，编码器反馈起底板位置信息到起底板位置检测电路。所述的交流力矩电机驱动电路包括驱动电路和制动电路，所述的驱动电路采用固态继电器，所述的制动电路采用磁粉制动器。本发明具有的突出的实质性特点和显著进步自动起底控制系统实现横机自动起头编织功能，不仅可以减少电脑横机在开始对织物起头的编织过程中纱线的浪费，使得织物目标紧度在整个编织过程中都可以精确控制，从而减少起头废纱，提高生产自动化程度和织物品质，而且，能提高空机起头速度，降低工人的劳动强度。为了适用于大型横机，自动起底控制系统还可以通过CAN总线与横机上的主控制板形成通讯连接。
图I是本发明的系统构架图。图2是本发明中的核心控制电路模块构架图。图3是本发明中的剪刀夹子控制电路模块构架图。图4是本发明中的起底控制电路模块构架图。图5是本发明的工作原理流程图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的说明。实施例针织横机自动起底控制系统,如图I所示，它包括核心控制电路模块、都与核心控制电路模块通讯连接的剪刀夹子控制电路模块和起底控制电路模块。当适用于大型横机时，通过CAN总线与横机上的主控制板形成通讯连接即可，扩展性强，解决对不同横机分别开发起到控制系统的弊端。如图2所示，核心控制电路模块包括CPU电路，CPU电路通讯连接的总线接口电路、JTAG调试接口电路、加载模式选择电路、状态指示电路。CPU采用ARM(STM32F103)为核心控制器。CPU电路主要包括时钟电路、复位电路以及电压输入电路，实现CPU的正常工作；总线接口电路主要实现起底控制板与横机主控制板的通信JTAG接口电路主要是下载程序以及调试；加载模式选择主要来选择在复位后的启动模式。如图3所示，剪刀夹子控制电路模块包括由核心控制电路模块控制的步进电机驱动电路，及发送位置信号到核心控制电路模块的电机零位信号检测电路。剪刀夹子控制电路模块完成横机上的剪刀机构、夹子机构的动作控制，剪刀机构和夹子机构分别由步进电机驱动执行动作，开关量传感器反馈剪刀机构和夹子机构的零位信号到电机零位信号检测电路。步进电机控制信号主要为电机使能、方向控制、细分选择控制和速度控制。具体来说，步进电机驱动电路、电机零位信号检测电路分别通过光耦与核心控制电路模块连接，使上述的控 制信号通过光耦与CPU模块的驱动芯片的相应引脚进行通讯。如图4所示，起底控制电路模块包括由核心控制电路模块控制的交流力矩电机驱动电路，发送交流电压周期到核心控制电路模块的交流电压信号检测电路，发送起底板零位信息到核心控制电路模块的起底板位置检测电路，以及发送检测到限制位置的信号到核心控制电路模块上的限位信号检测电路。起底控制电路模块完成针织横机上的复合针、起底板的动作控制。复合针开合动作和起底板上升下降动作分别由交流力矩电机驱动执行，分别由开关量传感器反馈起底板、复合针和开合罗拉限制位置信号到限位信号检测电路，变压器反馈交流电压周期信号到交流电压信号检测电路，编码器反馈起底板位置信息到起底板位置检测电路。这样设计可以降低系统的噪声，提高系统的可靠性，使系统具有高精确度和高响应速度的特点。传感器信号主要包括起底板和复合针的位置信号、罗拉开合状态等信号。各种控制信号和传感器检测信号都采用光耦隔离的设计，提高系统的抗干扰能力。具体来说，交流力矩电机驱动电路、交流电压信号检测电路、起底板位置检测电路和限位信号检测电路分别通过光耦与核心控制电路模块连接，使上述的控制信号通过光耦与CPU模块的驱动芯片的相应引脚进行通讯。在实际应用中，交流力矩电机驱动电路模块主要为驱动电路和制动电路，驱动电路采用固态继电器，制动电路采用磁粉制动器。针织横机自动起底控制系统的主程序设计包括起底板、复合针控制驱动程序设计；剪刀机构、夹子机构控制驱动程序设计；CAN总线驱动程序设计，起底板位置信息检测程序设计及其他位置信号检测程序设计。如图5所示，针织横机自动起底控制系统的工作原理及流程开始时，首先主控制板向起底控制板发送CAN指令，起底控制板中的CPU解析CAN指令。CAN指令主要包括起底编织准备、起底编织、剪刀机构夹子机构动作及信号反馈。然后根据CAN各个动作指令来执行相应的动作。CAN指令为起底编织准备时，主要是先检测罗拉是否打开，再执行起底板和复合针的动作。CAN指令为起底编织时，主要是起底板牵拉控制，包括交流力矩电机的控制以及编码器检测模块的信号反馈。其中，交流力矩电机的控制和开关量传感器的信号检测，由CPU完成。CAN指令为剪刀机构夹子机构动作时，主要是夹子机构夹纱、剪刀机构断纱控制，由CPU控制执行，通过步进电机驱动。CAN指令为信号反馈时，主要是通过CAN总线通讯，分别通过开关量传感器将罗拉开合状态、复合针位置信息状态及剪刀夹子的位置信号反馈给主控制板，通过编码器将起底板的位置信号反馈给主控制板。
权利要求
1.针织横机自动起底控制系统，其特征在于包括核心控制电路模块、都与核心控制电路模块通讯连接的剪刀夹子控制电路模块和起底控制电路模块。
2.根据权利要求I所述的针织横机自动起底控制系统，其特征在于所述的核心控制电路模块包括CPU电路，CPU电路通讯连接的总线接口电路、JTAG调试接口电路、加载模式选择电路、状态指示电路。
3.根据权利要求2所述的针织横机自动起底控制系统，其特征在于所述剪刀夹子控制电路模块包括由核心控制电路模块控制的步进电机驱动电路，及发送位置信号到核心控制电路模块的电机零位信号检测电路； 所述起底控制电路模块包括由核心控制电路模块控制的交流力矩电机驱动电路，发送交流电压周期到核心控制电路模块的交流电压信号检测电路，发送起底板零位信息到核心控制电路模块的起底板位置检测电路，以及发送检测到限制位置的信号到核心控制电路模块上的限位信号检测电路。
4.根据权利要求3所述的针织横机自动起底控制系统，其特征在于所述的步进电机驱动电路、电机零位信号检测电路、交流力矩电机驱动电路、交流电压信号检测电路、起底板位置检测电路及限位信号检测电路分别通过光耦与所述的核心控制电路模块连接。
5.根据权利要求4所述的针织横机自动起底控制系统，其特征在于所述的步进电机驱动电路、电机零位信号检测电路、交流力矩电机驱动电路、交流电压信号检测电路、起底板位置检测电路及限位信号检测电路分别通过光耦与所述的CPU电路连接。
6.根据权利要求3所述的针织横机自动起底控制系统，其特征在于所述的电机零位信号检测电路及限位信号检测电路分别通过开关量传感器检测反馈零位信号和限制位置信号。
7.根据权利要求3所述的针织横机自动起底控制系统，其特征在于所述的交流电压信号检测电路通过变压器反馈交流电压周期信号，所述起底板位置检测电路通过编码器反馈起底板位置信息。
8.根据权利要求3所述的针织横机自动起底控制系统，其特征在于所述的交流力矩电机驱动电路包括驱动电路和制动电路，所述的驱动电路采用固态继电器，所述的制动电路采用磁粉制动器。
全文摘要
本发明涉及一种针织横机自动起底控制系统，其特征在于包括核心控制电路模块、都与核心控制电路模块通讯连接的剪刀夹子控制电路模块和起底控制电路模块。本发明具有的突出的实质性特点和显著进步自动起底控制系统实现横机自动起头编织功能，不仅可以减少电脑横机在开始对织物起头的编织过程中纱线的浪费，使得织物目标紧度在整个编织过程中都可以精确控制，从而减少起头废纱，提高生产自动化程度和织物品质，而且，能提高空机起头速度，降低工人的劳动强度。为了适用于大型横机，自动起底控制系统还可以通过CAN总线与横机上的主控制板形成通讯连接。
文档编号D04B15/70GK102926118SQ201210379369
公开日2013年2月13日 申请日期2012年9月29日 优先权日2012年9月29日
发明者彭来湖, 胡旭东, 史伟民, 杨敏, 陈春松 申请人:浙江理工大学