一种缝纫机的布料放入识别系统及其布料识别方法与流程

本发明涉及缝纫机领域，尤其涉及一种缝纫机的布料放入识别系统及其布料识别方法。

背景技术：

工业用缝纫机一般分为三线、四线、五线、六线等，主要功能是防止服装面料边缘起毛脱线。使用缝纫机可以达到切边与缝纫同时进行，适用于各种面料的缝纫。缝纫机的功能强大、适用性能广泛，不仅用于包边缝纫，还能适用于内衣，针织面料的缝合。随着电子工业的飞速发展，工业自动化控制也融入了缝纫机。电脑直驱自动化控制就必须要有检测与反馈装置等，例如，缝制过程中，对布料进料和布料位置的检测以实现自动缝制和自动剪线的动作。

目前，有厂家通过在工业缝纫机上设置光电发射器和接收器，以实现对布料位置的检测，从而控制缝制和剪线动作。朱良华等人在2015年10月27日公开了专利名称为一种布料检测系统及缝纫机，专利号为201510706243.1的布料识别系统。该布料检测系统及缝纫机包括一个红外光检测电路，该红外光检测电路包括一个调节电路。该调节电路用于调节所述调节电路上经过的电流，从面调节所述红外接收管两端的电压差，来实现缝纫机布料的有效检测。但是上述的检测需要用户人工调整无布时的感应器电压值和感应器阈值，调整过程技术性强，不是专业人员很难调整出合理的参数值，即使是专业人员也需要较长的时间才能调整出合适的参数值。

技术实现要素：

有鉴于此，有必要提供一种智能化的缝纫机的布料放入识别系统及其识别方法，以解决上述问题。

一种缝纫机的布料放入识别系统，其包括一个红外线发射装置，一个与所述红外线发射装置间隔设置并用于接收所述红外线发射装置所发射出的红外线的红外线接收装置，以及一个与所述红外线发射装置及红外线接收装置电性连接的控制装置。所述控制装置包括一个阈值设置模块，一个负载电压采样模块，以及一个布料放入识别模块。所述阈值设置模块用于设置红外线接收装置的电压阈值。所述负载电压采样模块用于采集当前所述红外线接收装置的负载电压值。所述布料放入识别模块用于当所述负载电压值小于所述电压阈值时输出布料通过所述红外线接收装置的控制命令。所述阈值设置模块包括一个空载电压采样单元，一个负载电压平均值计算单元，以及一个阈值电压计算单元。所述空载电压采样单元用于采集在所述红外线发射装置与红外线接收装置之间无布料通过时所述红外线接收装置的空载电压值。所述负载电压平均值计算单元用于计算一种布料放入所述红外线接收装置时经所述负载电压采样模块多次所采集到的多个负载电压值的负载平均值。所述阈值电压计算单元用于计算所述负载平均值与空载电压值的平均值并以该平均值为电压阈值。

进一步地，所述控制装置还包括一个比较模块，所述比较模块用于比较所述负载电压采样模块所采集到的当前负载电压值与所述阈值设置模块所设定的电压阈值的大小。

进一步地，所述缝纫机的布料通过识别系统还包括一个布料放入提醒装置，所述布料放入提醒装置用于在所述红外线发射装置与红外线接收装置之间是否有布料放入进行提醒。

进一步地，所述控制装置还包括一个布料放入提醒模块，所述布料放入提醒模块用于当负载电压采样模块所采集的负载电压值小于所述空载电压值时输出放入提醒命令。

进一步地，所述负载电压采样模块所采集的负载电压值大于或等于所述空载电压值时所述布料放入提醒模块输出未放入提醒命令。

进一步地，所述布料放入提醒装置还包括一个放入时间确认模块，一个时间阈值设置模块，一个识别时长计时模块，以及一个识别时长阈值设置模块，所述放入时间确认模块用于检测所述负载电压采样模块所采集的负载电压值小于所述空载电压值的持续时间长度，所述时间阈值设置模块用于预先设置所述负载电压采样模块所采集的负载电压值应当小于所述空载电压值的时间长度阈值，所述识别时长计时模块用于在识别同一布料且当负载电压值小于所述空载电压值但持续时间小于所述时间长度阈值时，对所述红外线接收装置所进行识别的时间长度进行累积求和，所述识别时长阈值设置模块用于预先设置所述布料通过识别系统在识别有无布料通过时总的最长识别时间。

进一步地，所述放入提醒模块包括一个显示模块，当负载电压采样模块所采集的负载电压值小于所述空载电压值且持续时间大于所述时间长度阈值时所述显示模块显示“f.”，否则，所述显示模块显示“f”。

进一步地，所述显示模块显示“f”的情况有两种，一种当负载电压采样模块所采集的负载电压值大于或等于所述空载电压值时，另一种当负载电压值小于所述空载电压值时但持续时间小于所述时间长度阈值时。

进一步地，所述最长识别时间为20秒，当负载电压采样模块所采集的负载电压值小于所述空载电压值但持续时间小于时间长度阈值时，所述识别时长计时模块所累积求和所述红外线接收装置所进行识别的时间长度大于最长识别时间时，所述显示模块显示“er6”。

一种缝纫机的布料放入识别方法，其包括如下步骤：

提供一个缝纫机，该缝纫机包括一个红外线发射装置，一个与所述红外线发射装置间隔设置并用于接收所述红外线发射装置所发射出的红外线的红外线接收装置；

提供一个控制装置，所述控制装置包括一个阈值设置模块，一个负载电压采样模块，以及一个布料放入识别模块，所述阈值设置模块用于设置所述红外线接收装置的电压阈值并包括一个空载电压采样单元，一个负载电压平均值计算单元，以及一个阈值电压计算单元；

由所述空载电压采样单元采集在所述红外线发射装置与红外线接收装置之间无布料通过时采集所述红外线接收装置的空载电压值；

将一种布料放入所述红外线发射装置与红外线接收装置之间，并由所述负载电压平均值计算单元计算所述布料放入所述红外线接收装置时经所述负载电压采样模块多次所采集到的多个负载电压值的负载平均值；

由所述阈值电压计算单元计算所述负载平均值与空载电压值的平均值并以该平均值为电压阈值；

在使用中当所述负载电压值小于所述电压阈值时由所述布料放入识别模块输出布料通过所述红外线接收装置的控制命令以确认布料放入所述红外线发射装置与红外线接收装置之间。

进一步地，在计算负载平均值之前还包括如下步骤：

提供一个布料放入提醒模块，所述布料放入提醒模块包括一个放入时间确认模块，一个时间阈值设置模块，一个识别时长计时模块，一个识别时长阈值设置模块，以及一个显示模块；

由所述时间阈值设置模块预先设置所述负载电压采样模块所采集的负载电压值应当小于所述空载电压值的时间长度阈值；

由所述识别时长阈值设置模块预先设置所述布料放入识别系统在识别有无布料放入时总的最长识别时间；

由所述放入时间确认模块检测所述负载电压采样模块所采集的负载电压值小于所述空载电压值的持续时间长度；

当所述负载电压值小于所述空载电压值时且持续时间大于所述时间长度阈值时，由所述显示模块显示“f.”；

当所述负载电压值大于或等于所述空载电压值时或负载电压值小于所述空载电压值但持续时间小于或等于所述时间长度阈值时，由所述显示模块显示“f”；

在识别同一布料时且当由所述负载电压采样模块所采集到的该布料的负载电压值小于所述空载电压值时但持续时间小于所述时间长度阈值时，由所述识别时长计时模块对所述红外线接收装置所进行识别的时间长度进行累积求和；

当所述识别时长计时模块所累积求和的所述红外线接收装置所进行识别的时间长度大于最长识别时间时，所述显示模块显示“er6”。

与现有技术相比，通过所述阈值设置模块来自动设定所述电压阈值，可以有效地检测出薄布料、透明布料是否放入所述红外线发射装置与红外线接收装置之间。同时，该缝纫机的布料放入识别系统也不用人工来调整电压阈值的大小，只要在开始时，将可能缝制的布料一一放入所述红外线发射装置与红外线接收装置之间即可以设定所述电压阈值，省去了一些专业的操作步骤。另外，由于在设定所述电压阈值就已经将所有可能使用的布料一一地放入了所述红外线发射装置与红外线接收装置之间，从而可以使得布料识别成功率提高。

附图说明

以下结合附图描述本发明的实施例，其中：

图1为本发明提供的一种缝纫机的布料放入识别系统的原理框图。

图2为图1的缝纫机的布料放入识别系统的识别方法的流程图。

图3为图1的缝纫机的布料放入识别系统的确认放入方法的流程图。

具体实施方式

以下基于附图对本发明的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅作为实施例，并不用于限定本发明的保护范围。

请参阅图1，其为本发明提供的一种缝纫机的布料放入识别系统的原理框图。所述缝纫机的布料放入识别系统包括一个机台10，一个设置在所述机台10上的红外线发射装置20，一个与该红外线发射装置20间隔设置并用于接收该红外线发射装置20所发射出的红外线的红外线接收装置30，以及一个控制模块40。可以想到的是，所述缝纫机的布料放入识别系统还包括其他的一些功能模块，如数据传输模块，各种硬件模块如传感器，计算器模块等等，其应当为本领域技术人员所习知的技术，在此不再一一详细说明。

所述机台10包括一个工作台11，以及一个设置在所述工作台11上的机头12。可以想到的是，所述机台10还包括其他的一些功能结构，如电动机，跳线机构，抬压脚机构，缝制机构等等，其为任意一台缝纫机所共有的功能性机构，在些不再赘述。所述工作台11用于放置待缝制布料并推动该布料按照用户要求前进或后退。所述机头12与所述工作台11间隔设置并安装有缝制机构以进行缝制。各种布料会设置在所述机头12与工作台11之间并由工作台11进行传送以完成缝制程序。在布料的传送过程中，即需要探测机构来控测布料所处的位置，以利于执行跳线机构、抬压脚机构等功能，从而完成缝纫机的智能化。

所述红外线发射装置20设置在所述工作台11上，并包括三个间隔设置的前红外线发射管21，中红外线发射管22，以及后红外发射管23。所述红外线接收装置30设置在所述机头12上，并包括与所述前红外线发射管21，中红外线发射管22，以及后红外线发射管23相对应设置的前红外线接收管31，中红外线接收管32，以及后红外线接收管33，以及分别与该前红外线接收管，中红外线接收管，和后红外线接收管电性连接的第一电路34、第二电路35、和第三电路36。当然，可以想到的是，所述红外线发射装置20及红外线接收装置30可以分别只包括一个红外线发射管和一个相对应的红外线接收管，也可以包括多个红外线发射管和数量相对应的多个红外线接收管。所述红外线发射管，以及红外线接收管本身的结构及工作原理应当为本领域技术人员所习知的技术，在此不再详细说明。但为了更好地解释本发明，在此仅对其在本发明中的工作原理作简单说明。所述前红外线发射管21与所述前红外线接收管31组成一对前感应器，相应地，所述中红外线发射管22与所述中红外线接收管32组成一对中感应器，所述后红外线发射管23与所述中红外线接收管33组成一对后感应器。在实际使用中，通过电路控制使所述前红外线发射管21发射出红外光，对应的所述前红外线接收管31就能接收到该前红外线发射管21所发射出的红外光而被导通，此时所述前红外线接收管31所处的第一电路34上便有电压值输出。至于所述第一电路34、第二电路35，以及第三电路36各自所具有元器件以及电性连接方法应当为本领域技术人员所习知的技术，其也在专利号为201510706243.1的专利中进行了简单说明，在此不再详细说明。在缝纫机的使用过程中，有两种方法可以使所述前、中、后感应器的电压值发生变化。一是当所述前红外线发射管21发射出的红外光强度不同，前红外线接收管31所在的第一电路34上产生的电压值就不同。另一种方法是当前红外线发射管21的发射强度保持不变时，用不同透明度的布料遮盖工作台11上的前红外线接收管31时，该前红外线接收管31所在的第一电路34上输出的电压值也不同。对于所述中、后感应器，其工作原理也是如此，在此就不再一一列举。也因此，根据某种对应关系即可以通过检测各前、中、后感应器上输出的电压值的大小从而可以检测出有无布料放入，以及是否有透明布料放入。至于如何检测出有无布料放入，以及是否有透明布料放入，将会在下面进行详细说明。

所述控制装置40包括一个阈值设置模块41，一个负载电压采样模块42，一个比较模块43，以及一个布料放入识别模块44。可以想到的是，所述控制装置40还包括其他的一些功能模块，如根据所述布料放入识别模块43所输出的命令来控制执行所述跳线机构或抬压脚机构的功能模块等等，其为本领域技术人员所习知的技术，任意一台智能化的缝纫机都应当具备这样的功能。所述阈值设置模块41用于设置所述前、中、后红外线接收管31、32、33的电压阈值，即所述前、中、后红外线接收管31、32、33所在电路所输出的电压阈值。当没有布料放入所述红外线发射装置20与红外线接收装置30之间时，所述前、中、后红外线接收管31、32、33各自所在电路所输出的负载电压值应当大于该电压阈值，而当有布料放入所述红外线发射装置20与红外线接收装置30之间时，所述前、中、后红外线接收管31、32、33各自所在电路所输出的负载电压值应当小于该电压阈值。通过设定合理的所述电压阈值，可以提高该控制装置40的灵敏度，从而可以检测出薄的布料或透明的布料是否放入或通过，其会在下面进行详细说明。所述负载电压采样模块42用于采集当前所述前、中、后红外线接收管31、32、33的负载电压值。对于本领域技术人员来说，采集一个电路中的某点的负载电压值应当是习知的技术，例如在每一个所述第一电路34，第二电路35，以及第三电路36中并联两个采样电阻，通过采集两个采样电阻之间的负载电压值，即可以采集到前、中、后红外线接收管31、32、33所在电路所输出的电压值。但在本实施例中，不再对该电路作详细说明，专利号为201510706243.1的专利对其电路进行了详细说明，可以以此为例。所述比较模块43用于比较所述负载电压采样模块42所采集到的负载电压值与所述阈值设置模块41所设定的电压阈值的大小或比较该负载电压值与下述的空载电压值的大小。所述布料放入识别模块44用于根据所述比较模块43的比较结果在当所述电压值小于所述电压阈值时输出布料放入所述前、中、后红外线接收管31、32、33中的任一个或任几个的控制命令，如执行抬压脚的命令。可以想到的是，因为所述比较模块43及布料放入识别模块44都可以由计算机编程完成其功能，因此所述比较模块43可以内嵌在所述布料放入识别模块44中。通过上面的详细说明，可以知道对于检测是否有布料放入所述红外线发射装置20与红外线接收装置30，以及何种类型的布料放入所述红外线发射装置20与红外线接收装置30，关键在于所述电压阈值的选择与设定。所述电压阈值的选择与设定由所述阈值设置模块41来完成，下面对该电压阈值的选择与设定进行详细说明。

所述阈值设置模块41包括一个空载电压采样单元411，一个负载电压平均值计算单元412，一个阈值电压计算单元413。所述空载电压采样单元411用于采集在所述红外线发射装置20与红外线接收装置30之间无布料放入时所述前红外线接收管31，中红外线接收管32，以及后红外线接收管33各自所在电路的空载电压值。可以想到的是，所述空载电压值应为所述前红外线接收管31，中红外线接收管32，以及后红外线接收管33各自所在电路的电压值的最大值。所述负载电压平均值计算单元412用于计算一种布料放入所述红外线接收装置30时经所述负载电压采样模块42多次所采集到的多个负载电压值的负载平均值。为了设定所述电压阈值，可以将一种透明度的布料放入所述红外线发射装置20与红外线接收装置30之间，以让所述负载电压采样模块42获得该种透明度的布料放入时的多个负载电压值。可以想到的是，在所述红外线发射装置20与红外线接收装置30之间所放入的布料可以为薄布料，透明布料等等，不同的布料应当有不同的电压阈值。然后由所述负载电压平均值计算单元412计算该多个负载电压值的负载平均值。所述阈值电压计算单元413用于计算所述负载平均值与空载电压值的平均值并将该平均值设定为电压阈值，从而即可以得到精确的电压阈值。至于所述空载电压采样单元411，负载电压平均值计算单元412，以及阈值电压计算单元413的执行硬件，其可以由一个微处理器来完成，通过计算机程序语言来来完成上述功能模块的程序编写，并由该程序语言来完成上述的功能模块的执行。至于所述的程序语言，其可以vc，vb，以及汇编语言，根据本发明提供的技术方案所包括的思想本领域技术人员都可以编写出执行上述的功能模块的程序。

所述控制装置40还包括一个布料放入提醒装置45。因为在计算所述电压阈值前，首先应当确认布料是否放入所述红外线发射装置20与红外线接收装置30之间，避免发生错误。当然可以想到的是，确认所述布料是否放入所述红外线发射装置20与红外线接收装置30之间，可以由人工确认，也可以由机器自动确认。在本实施例中，布料是否放入所述红外线发射装置20与红外线接收装置30之间由机器自动确认，以提高机器的智能化水平。所述布料放入提醒装置45用于在所述红外线发射装置20与红外线接收装置30之间是否有布料放入以及布料识别是否成功进行提醒。具体地，所述布料放入提醒装置45包括一个放入时间确认模块451，一个时间阈值设置模块452，一个识别时长计时模块453，以及一个识别时长阈值设置模块454。因而当有布料放入所述红外线发射装置20与红外线接收装置30之间时，所述负载电压采们模块42所采集到的负载电压值即会小于所述空载电压值，从而即可以探测到有布料放入。所述布料放入提醒模块45用于当负载电压采样模块42所采集的负载电压值小于所述空载电压值时输出放入提醒命令。而当所述负载电压采样模块42所采集的负载电压值大于或等于所述空载电压值时输出未放入提醒命令。所述放入时间确认模块451用于检测所述负载电压采样模块42所采集的负载电压值小于所述空载电压值的持续时间长度。所述时间阈值设置模块452用于预先设置所述负载电压采样模块42所采集的负载电压值应当小于所述空载电压值的时间长度阈值。该时间长度阈值用于表征确认是否有布料放入到所述红外线发射装置20与红外线接收装置30之间。因为任何电子设备都会有误差，如果偶尔所述负载电压值小于所述空载电压值就认为有布料放入，将是不严谨的。在本实施例中，所述时间长度阈值为1秒。所述布料放入提醒模块451还包括一个显示模块455。当负载电压采样模块42所采集的负载电压值小于所述空载电压值时且持续时间大于所述时间长度阈值时，所述显示模块455显示“f.”。否则，所述显示模块455显示“f”。具体地，所述显示模块455显示“f”的情况有两种。一是当负载电压采样模块42所采集的负载电压值大于或等于所述空载电压值时，或者负载电压值小于所述空载电压值时但持续时间小于时间长度阈值时，即表示没有布料放入工作台11与机头12之间。另外，由于机器误差或其他意外原因，而导致所采样的空载电压值有时会有缺陷，有时也会使所述布料放入识别系统无法识别，因此也需要对此种情况进行智能化提醒以利于用户了解缝纫机的即时工作状态，即了解布料识别是否成功。所述识别时长计时模块453用于在识别同一布料时且当负载电压值小于所述空载电压值时但持续时间小于时间长度阈值时，对所述前红外线接收管31，中红外线接收管32，以及后红外线接收管33分别所进行识别的时间长度即各自的持续时间进行累积求和。因为在布料传输过程中，布料会依次经过所述的前红外线接收管31，中红外线接收管32，以及后红外线接收管33，而该前红外线接收管31，中红外线接收管32，以及后红外线接收管33的间隔距离也不是很大，即大部分时间，布料是位于红外线发射装置20与红外线接收装置30之间的，布料很少时间是仅位于前红外线发射管21与前红外线接收管31，或者仅位于后红外线发射管21与后红外线接收管33之间。因此需要将该前红外线接收管31，中红外线接收管32，以及后红外线接收管33分别所进行的识别的持续时间进行累积求和。所述识别时长阈值设置模块454用于预先设置所述布料放入识别系统在识别有无布料放入时总的最长识别时间。在本实施例中，所述最长识别时间为20秒，即当布料位于所述红外线发射装置20与红外线接收装置30之间的时间大于或等于20秒时，所述显示模块还没有显示“f.”时，此时，则可以认为布料放入识别系统识别错误。识别错误包括布料放入识别系统本身发生故障，或者是布料本身无法识别。可以想到的是，当布料放入识别系统本身发生故障时，需要对该缝纫机进行修复。在本实施例中，当负载电压采样模块42所采集的负载电压值小于所述空载电压值但持续时间小于1秒时，并当所述识别时长计时模块453所累积求和的所述前红外线接收管31，中红外线接收管32，以及后红外线接收管33分别所进行识别的时间长度大于20秒时，所述显示模块455显示“er6”，则系统认为识别错误，从而达到提醒用户的目的。

如图2所示，其为所述缝纫机的布料放入识别系统的识别方法的流程图。所述缝纫机的布料放放识别系统的识别方法包括如下步骤：

s101：提供一个缝纫机，该缝纫机包括一个红外线发射装置20，一个与所述红外线发射装置20间隔设置并用于接收所述红外线发射装置20所发射出的红外线的红外线接收装置30；

s102：提供一个控制装置40，所述控制装置40包括一个阈值设置模块41，一个负载电压采样模块42，以及一个布料放入识别模块43，所述阈值设置模块41用于设置所述红外线接收装置30的电压阈值并包括一个空载电压采样单元411，一个负载电压平均值计算单元412，以及一个阈值电压计算单元413；

s103：由所述空载电压采样单元采集411在所述红外线发射装置20与红外线接收装置30之间无布料通过时采集所述红外线接收装置30的空载电压值；

s104：将一种布料放入所述红外线发射装置20与红外线接收装置30之间，并由所述负载电压平均值计算单元412计算所述布料放入所述红外线接收装置30时所述负载电压采样模块42多次所采集到的多个负载电压值的负载平均值；

s105：由所述阈值电压计算单元41计算所述负载平均值与空载电压值的平均值并以该平均值为电压阈值；

s106：在使用中当所述负载电压值小于所述电压阈值时由所述布料放入识别模块输出布料通过所述红外线接收装置的控制命令以确认布料放入所述红外线发射装置20与红外线接收装置30之间。

如图3所示，在计算所述电压阈值前，还应当确认布料是否放入所述红外线发射装置20与红外线接收装置30之间，因此在步骤s104之前还可以包括如下步骤：

s201：提供一个布料放入提醒模块45，所述布料放入提醒模块45包括，一个放入时间确认模块451，一个时间阈值设置模块452，一个识别时长计时模块453，一个识别时长阈值设置模块454，以及一个显示模块455；

s202：由所述时间阈值设置模块452预先设置所述负载电压采样模块42所采集的负载电压值应当小于所述空载电压值的时间长度阈值；

s203：由所述识别时长阈值设置模块453预先设置所述布料放入识别系统在识别有无布料放入时总的最长识别时间；

s204：由所述放入时间确认模块451检测所述负载电压采样模块42所采集的负载电压值小于所述空载电压值的持续时间长度；

s205：当所述负载电压值小于所述空载电压值时且持续时间大于所述时间长度阈值时，由所述显示模块455显示“f.”；

s206：当所述负载电压值大于或等于所述空载电压值时或负载电压值小于所述空载电压值但持续时间小于或等于所述时间长度阈值时，由所述显示模块455显示“f”；

s207：在识别同一布料时且当由所述负载电压采样模块42所采集到的该布料的负载电压值小于所述空载电压值时但持续时间小于所述时间长度阈值时，由所述识别时长计时模块453对所述红外线接收装置30所进行识别的时间长度进行累积求和；

s208：当所述识别时长计时模块453所累积求和的所述红外线接收装置30所进行识别的时间长度大于最长识别时间时，所述显示模块显示“er6”。

与现有技术相比，通过所述阈值设置模块41来自动设定所述电压阈值，可以有效地检测出薄布料、透明布料是否放入所述红外线发射装置20与红外线接收装置30之间。同时，该缝纫机的布料放入识别系统也不用人工来调整电压阈值的大小，只要在开始时，将可能缝制的布料一一放入所述红外线发射装置20与红外线接收装置30之间即可以设定所述电压阈值，省去了一些专业的操作步骤。另外，由于在设定所述电压阈值就已经将所有可能使用的布料一一地放入了所述红外线发射装置20与红外线接收装置30之间，从而可以使得布料识别成功率提高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则的内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。