专利名称：刺绣机换色控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及自动控制技术，尤其涉及一种刺绣机换色控制系统。
背景技术：
目前，消费者对绣品质量的要求越来越严格，而换色精度是影响绣品质量的一个重要因素。现有刺绣机换色控制方法的换色精度完全依赖于机械结构。现有换色控制方式是:驱动电机驱动螺纹杆转动，螺纹杆上的螺纹布局为平槽和斜槽间隔布置的结构，相邻平槽的间距同针杆间距。螺纹杆转动时，斜槽带动与所述螺纹杆螺旋连接的针杆架水平移动。当针杆架水平移动到螺纹杆上的平槽处，针杆架停止移动。针杆架处于平槽位置，针杆架上的针的位置就确定了，即完成的了换色。现有换色控制完全依赖螺纹杆上的平槽进行定位，定位精度低，且针杆架移动的现象为“移动+停顿+移动+停顿”，动作不够连贯。另外，现有换色方式通常采用两种驱动方式，一种是单相交流电机经减速器减速后驱动螺纹杆，另一种是采用步进电机直接驱动螺纹杆，其中，为了提高步进电机的输出扭矩，步进电机的输出转速设计的较低。现有的这两种驱动方式的驱动速度较低，影响刺绣机的换色速度。
实用新型内容本实用新型提供一种刺绣机换色控制系统，以提高换色精度和换色速度。本实用新型实施例提供的刺绣机换色控制系统，包括:用于监测针 杆架当前位置，根据所述当前位置及目标位置计算出执行单元所需产生的位移，并根据所述位移输出相应的驱动控制指令的控制单元；用于根据所述控制单元输出的驱动控制指令输出驱动动力的驱动单元；用于根据所述驱动单元输出的驱动动力带动所述针杆架产生相应的位移的执行单元；其中，所述控制单元与所述驱动单元连接，所述驱动单元的动力输出端与所述执行单元的动力输入端相连，所述执行单元的动力输出端连接有所述针杆架。如上所述的刺绣机换色控制系统，还包括:用于向所述控制单元输出所述目标位置的上位机；所述上位机与所述控制单元连接。如上所述的刺绣机换色控制系统，其中，所述控制单元，包括:用于监测所述针杆架的当前位置，并将所述当前位置输出至所述中央处理器的针位置监测器；用于根据接收的所述当前位置及所述目标位置计算出所述执行单元所需产生的位移，并根据所述位移输出相应的驱动控制指令的中央处理器；用于与所述驱动单元通信的通信接口 ；其中，所述针位置监测器与所述中央处理器连接。如上所述的刺绣机换色控制系统，其中，所述控制单元，还包括:用于存储所述针杆架的微调数值的存储器；用于向所述中央处理器输出所述微调数值的输入单元；以及还用于将接收的所述微调数值写入所述存储器；读取所述存储器中的所述微调数值，根据所述当前位置、目标位置及所述微调数值计算出所述执行单元所需产生的位移的中央处理器；其中，所述输入单元与所述中央处理器连接，所述中央处理器与所述存储器连接。如上所述的刺绣机换色控制系统，其中，所述针位置监测器包括电位器或光耦。如上所述的刺绣机换色控制系统，其中，所述驱动单元包括带编码器的步进电机。如上所述的刺绣机换色控制系统，其中，所述执行单元包括:丝杠及滑动块；其中，所述丝杠的动力输入端与所述驱动单元的动力输出端相连；所述滑动块与所述丝杠螺旋连接；所述滑动块上连接有所述针杆架。本实用新型的技术效果是:本实用新型实施例提供的所述刺绣机换色控制系统，通过控制单元计算出执行单元所需产生的位移，然后定量的控制驱动单元驱动所述执行单元完成换色动作。较现有技术，本实用新型可有效消除机械回差和机械误差，具有较高的换色精度，且换色动作较为连贯。
图1为本实用新型提供的所述刺绣机换色控制系统实施例一的结构示意图；图2为本实用新型提供的所述刺绣机换色控制系统实施例一的结构示意图；图3为本实用新型提供的所述刺绣机换色控制系统实施例中所述控制单元的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型所述刺绣机换色控制系统实施例一的结构示意图。如图中所示，本实施例包括:控制单元1、驱动单元2和执行单元3。其中,所述控制单元I用于监测针杆架当前位置，根据所述当前位置及目标位置计算出执行单元所需产生的位移，并根据所述位移输出相应的驱动控制指令。所述驱动单元2用于根据所述控制单元I输出的驱动控制指令输出驱动动力。所述执行单元3用于根据所述驱动单元2输出的驱动动力带动所述针杆架产生相应的位移。如图中所示，所述控制单元I与所述驱动单元2连接。所述驱动单元2的动力输出端与所述执行单元3的动力输入端相连。所述执行单元的动力输出端连接有所述针杆架，以驱动所述针杆架依照控制需求移动。具体地,上实施例中所述驱动单元包括电机。所述电机可以是步进电机，该步进电机优选为带编码器的步进电机。采用带编码器的步进电机，本实施例所述刺绣机换色控制系统中所述控制单元可以以编码器零位为中心进行对电机的正负微调，以提高换色精度。所述执行单元包括丝杠及滑动块。其中，所述丝杠的动力输入端与所述驱动单元的动力输出端相连。所述滑动块与所述丝杠螺旋连接。所述滑动块上连接有所述针杆架。具体地，所述丝杠的动力输入端与所述带编码器的步进电机的动力输出端相连。本实施例中采用所述带编码器的步进电机直接驱动所述丝杠的方式，带编码器的步进电机的转速可以设计的较高，可以是现有技术中驱动电机输出转速的数倍。本实施例通过控制单元计算出执行单元所需产生的位移，然后定量的控制驱动单元驱动所述执行单元完成换色动作。较现有技术，本实用新型可有效消除机械回差和机械误差，具有较高的换色精度，且换色效率高。如图2所示，本实用新型所述刺绣机换色控制系统实施例二的结构示意图。如图中所示，本实施例二基于实施例一，还包括上位机4。所述上位机4与所述控制单元I连接。所述上位机4用于向所述控制单元I输出所述目标位置，或者还用于接收所述控制单元4输出的所述针杆架的状态信息。其中，所述状态信息为所述针杆架移动完成状态信息或所述针杆架的位置状态信息等等。该上位机可以是计算机，也可以是电脑刺绣机的电控系统。使用者可通过所述上位机的输入键盘输入特定的换色指令，或者所述上位机内预先存储有相应的程序，所述上位机根据所述程序向所述控制单元输出相应的换色指令。具体地，上述各实施例中，所述控制单元I包括:针位置监测器101、中央处理器102和通信接口 103，如图2所示。其中，所述针位置监测器101用于监测所述针杆架的当前位置，并将所述当前位置输出至所述中央处理器102。所述针位置监测器101为电位器或光耦等。即所述针位置监测器101采用电位器监测或者采用光耦监测等方法。所述中央处理器102用于根据接收的所述当前位置及所述目标位置计算出所述执行单元3所需产生的位移，并根据所述位移输出相应的驱动控制指令。所述通信接口 103用于与所述驱动单元2通信，或者还用于与所述上位机4通信。如图2中所示，所述针位置监测器101和所述通信接口 102分别与所述中央处理器102连接。具体地，所述驱动单元与所述中央处理器以及所述上位机与所述中央处理器的通信均可采用CAN (Controller Area Network,现场总线)通信或RS485通信。如图3所示，为了进一步提高所述刺绣机换色控制系统的控制精度，以使得所述刺绣机具有更高的换色精度，所述控制单元I还包括存储器104和输入单元(图中未示出)。其中，所述存储器104用于存储所述针杆架的微调数值。该微调数值为所述执行单元存在的误差，可通过实验或计算得出。所述存储器为非易失存储器。所述输入单元用于向所述中央处理器输出所述微调数值。具体地，所述输入单元可以是图2中所示的上位机4中的输入键盘或触摸屏。当所述执行单元需要调整时，工作人员可通过所述输入单元或者是直接通过上位机输入相应的微调数值。相应地，上述实施例中所述的中央处理器102还用于将接收自所述输入单元输出的所述微调数值写入所述存储器104 ;读取所述存储器104中的所述微调数值，根据所述当前位置、目标位置及所述微调数值计算出所述执行单元所需产生的位移的中央处理器。具体地，所述中央处理器102通过所述通信接口 103接收输入单元输出的所述微调数值，然后将所述微调数值写入到所述存储器。所述中央处理器102仅在所述执行单元需要调整时，才调用相应的写入程序，将接收自所述输入单元的所述微调数值写入所述存储器104 ;而中央处理器读取存储器中的所述微调数值是经常性的。中央处理器读取存储器中的所述微调数值可以是在刺绣机换色控制系统上电初始化时统一读取，也可以是在换色控制过程中根据需要读取微调数值。其中，所述中央处理器102使用所述微调至的目的在于微调电机的转动角度，以实现执行单元带动针杆架的位移微调。所述输入单元与所述中央处理器连接，所述中央处理器与所述存储器连接。本实用新型提供的所述刺绣机换色控制系统的工作原理如下:[0038]首先，针位置监测器监测所述针杆架的当前位置，并将所述当前位置输出至所述中央处理器。具体地，在换色控制之前，所述中央处理器应根据编码器的位置将电机定位到编码器的零位，然后再根据所述针位置监测器监测的信息判断针杆架的位置是否有效，若无效则所述中央处理器会控制所述驱动单元，以使所述针杆架移动至距离最近的有效位置，否则，若当前所述针杆架的位置的微调数值为零，带编码器的步进电机旋转至编码器的零位；若当前所述针杆架的位置的微调数值不为零，带编码器的步进电机按所述微调数值旋转。然后，所述中央处理器待接收到所述上位机输入的换色指令后，所述中央处理器根据针位置监测器监测输出的所述针杆架的当前位置、目标位置及预存储的该针杆架的微调值计算出执行单元所需产生的位移，并根据所述位移输出相应的驱动控制指令。其中，上述步骤中所述的换色指令携带有所述目标位置。最后，所述电机在接收到所述驱动控制指令后，输出旋转动力以带动所述丝杠旋转。所述丝杠在所述电机的驱动下旋转，并使得与所述丝杠螺旋连接的所述滑动块发生直线位移。待所述电机停止旋转后，所述滑动块即移动至目标位置，进而完成换色过程。最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
权利要求1.一种刺绣机换色控制系统，其特征在于，包括: 用于监测针杆架当前位置，根据所述当前位置及目标位置计算出执行单元所需产生的位移，并根据所述位移输出相应的驱动控制指令的控制单元； 用于根据所述控制单元输出的驱动控制指令输出驱动动力的驱动单元； 用于根据所述驱动单元输出的驱动动力带动所述针杆架产生相应的位移的执行单元; 其中，所述控制单元与所述驱动单元连接，所述驱动单元的动力输出端与所述执行单元的动力输入端相连，所述执行单元的动力输出端连接有所述针杆架。
2.根据权利要求1所述的刺绣机换色控制系统，其特征在于，还包括:用于向所述控制单元输出所述目标位置的上位机；所述上位机与所述控制单元连接。
3.根据权利要求1或2所述的刺绣机换色控制系统，其特征在于，所述控制单元，包括: 用于监测所述针杆架的当前位置，并将所述当前位置输出至中央处理器的针位置监测器； 用于根据接收的所述当前位置及所述目标位置计算出所述执行单元所需产生的位移，并根据所述位移输出相应的驱动控制指令的中央处理器； 用于通信的通信接口； 其中，所述针位置监测器与所述通信接口分别与所述中央处理器连接。
4.根据权利要求3所述的刺绣机换色控制系统，其特征在于，所述控制单元，还包括:用于存储所述针杆架的微调数值的存储器； 用于向所述中央处理器输出所述微调数值的输入单元；以及 还用于将接收的所述微调数值写入所述存储器；读取所述存储器中的所述微调数值，根据所述当前位置、目标位置及所述微调数值计算出所述执行单元所需产生的位移的中央处理器； 其中，所述输入单元与所述中央处理器连接，所述中央处理器与所述存储器连接。
5.根据权利要求3所述的刺绣机换色控制系统，其特征在于，所述针位置监测器为电位器或光率禹。
6.根据权利要求1或2所述的刺绣机换色控制系统，其特征在于，所述驱动单元包括带编码器的步进电机。
7.根据权利要求6所述的刺绣机换色控制系统，其特征在于，所述执行单元包括:丝杠及滑动块；其中， 所述丝杠的动力输入端与所述驱动单元的动力输出端相连； 所述滑动块与所述丝杠螺旋连接； 所述滑动块上连接有所述针杆架。
专利摘要本实用新型提供一种刺绣机换色控制系统，包括控制单元、驱动单元和执行单元。其中，所述控制单元用于监测针杆架当前位置，根据所述当前位置及目标位置计算出执行单元所需产生的位移，并根据所述位移输出相应的驱动控制指令。所述驱动单元用于根据所述控制单元输出的驱动控制指令输出驱动动力。所述执行单元用于根据所述驱动单元输出的驱动动力带动所述针杆架产生相应的位移的执行单元。本实用新型实施例通过控制单元计算出执行单元所需产生的位移，然后定量的控制驱动单元驱动所述执行单元完成换色动作。较现有技术，本实用新型可有效消除机械回差和机械误差，具有较高的换色精度，且换色动作较为连贯。
文档编号D05C11/16GK203159905SQ201220665909
公开日2013年8月28日 申请日期2012年12月5日 优先权日2012年12月5日
发明者邵占领, 周游, 范登峰 申请人:北京大豪科技股份有限公司