一种嵌入式全自动收花机的控制系统技术方案

一种嵌入式全自动收花机的控制系统，采取多层式控制，上层为终端控制系统，主要完成工艺单数据的编辑、解析和下传，工艺参数和工艺文件的管理以及实时显示和警报等功能；下层为实时控制系统和驱动控制系统，主要完成信号采集及处理、控制数据转换、电机驱动及传感器接口等功能。该控制系统设计合理、可靠、稳定，具有较强的市场竞争力。该装备的顺利推广，对提高我国纺织设备自动化水平、降低企业成本起到了积极推动作用。

【技术实现步骤摘要】
一种嵌入式全自动收花机的控制系统所属
本专利技术涉及一种嵌入式全自动收花机的控制系统，适用于机械领域。
技术介绍
全自动收花机就是针对家庭作坊用户市场专门设计的新型电脑横机机型，从编织原理上看，它跟市场上的传统手摇横机的机械本体结构非常相似，区别仅在于增加了机头、翻针等关键功能部件。与半自动手摇横机相比，全自动收花机自动化程度明显提高，效率得到显著提升，半自动手摇横机一个工人最多看两台并且要不停地进行手动编织，全自动收花机一个工人可以同时看6台甚至8台，并且工作量仅限于处理报警或编程设置参数等。与单系统电脑横机相比，全自动收花机大大简化了功能部件，研究了全新的编织工艺，支持用户直接编程的方式，无需画版系统画花，大大降低了使用成本。当然，全自动收花机相比单系统电脑横机在功能上没有后者强大，不支持复杂花型的编织，如嵌花和绞花工艺。当然，这也正是全自动收花机的市场定位。
技术实现思路
本专利技术提出了一种嵌入式全自动收花机的控制系统，提出了基于嵌入式ARM的控制系统方案，开发了整个控制系统的硬件电路和软件系统。该控制系统设计合理、可靠、稳定，具有较强的市场竞争力。该装备的顺利推广，对提高我国纺织设备自动化水平、降低企业成本起到了积极推动作用。本专利技术所采用的技术方案是：所述收花机机械本体部分是由各个实现编织功能的功能部件组成的执行机构，控制系统就是控制收花机的机械本体的各个功能执行机构按照所输入的花型相应地进行一系列的自动化动作，从而完成由纱线到毛衣袖子、前幅、后幅等毛衣布片的自动化过程。全自动收花机的机械本体主要有十多个机械装置，按照大类来说，整个全自动收花机的机械部分可以分成：整机机架、机头、趴子及其驱动装置、前后针床、机头运动平行导轨、罗拉装置、摇床装置、引线装置等，其中收花机的机头花板和趴子装置是收花机最为核心的部分，也是整个收花机精度要求最高的两个装置。在研发的过程中，这两个装置经历了多次的升级改造，也是同传统电脑横机相比最大的区别所在。与传统的电脑横机相比，全自动收花机最大的区别是在机头的花板做了大幅的简化，大小基本上只有单系统电脑横机机头的一半，非常轻便，这也就为全自动电脑横机高速编织带来了可能。在机头花板方面，全自动收花机相比传统电脑横机减少了选针器部分，并且三角电磁铁也做了相应的简化。另外，在电脑横机的基础上，全自动收花机增加了趴子及其驱动装置，趴子其实就代替了之前电脑横机花板中的选针器，趴子在全自动收花机中是完成各个工艺动作的最主要的执行机构，可以完成选针、翻针、加针等一系列的编织动作。所述控制系统采取多层式控制。上层为终端控制系统，主要完成工艺单数据的编辑、解析和下传，工艺参数和工艺文件的管理以及实时显示和警报等功能；下层为实时控制系统和驱动控制系统，主要完成信号采集及处理、控制数据转换、电机驱动及传感器接口等功能。上位机和下位机均采用LM3S系列的32位ARMCortex-M3处理器芯片，相互之间均采用速度为1Mb/s的高速CAN控制器作数据通信。上位机驱动LCD显示屏和指令键盘；下位机的机床主控部分控制机头驱动主电机及其编码器反馈、罗拉电机、摇床电机、4个趴针定位电机和4个趴针动作电机、4个加针电磁铁，以及相应电机的零位、限位检测和断纱、探针、掉布、启停按钮等外围检测；下位机的机头控制部分控制4个密度电机（又称度目电机）、6个功能三角电磁铁（又称山版电磁铁）、6个导纱电磁铁。所述全自动收花机控制系统的软件在硬件架构的基础上采用模块化设计，对各个处理器采用分开编程的模式。由上节提出的控制系统硬件方案，整个硬件系统主要采用3片处理器芯片，分别作为嵌入式全自动收花机的界面模块、机床主控模块和机头控制模块，并通过CAN总线使各个控制模块之间进行数据交换，达到协调配合。在软件功能方面，各个处理器实现不同的功能。全自动收花机控制系统界面模块软件主要完成两方面的功能：（1）实现人机界面功能，提供用户编辑工艺单、修改工艺单、管理工艺单文件、设置系统参数、设置安全参数、进行机器功能测试、进行机床回零、进行编织过程的控制等操作的人机界面；（2）实现工艺单的解析和下发执行，首先将用户输入的工艺单信息解析存储为系统定义格式的工艺单文件；其次，将用户选择运行的工艺单文件解析成系统在上位机与下位机之间共同定义格式的指令，在运行的过程中上位机软件与下位机软件不断地相互发送指令，完成正确的工艺动作过程。所述控制系统的界面的主要组件包括静态文本、输入框、功能键、多态分组按钮等，能满足控制系统人机交互的需求。相关组件开发完成后，再按照MFC设计模式完成人机界面的设计，降低了代码的复杂度，提高了程序的可读性。该界面组件目前已经成功应用到其他项目中，提高了代码的复用度，降低了研发成本。本专利技术的有益效果是：该控制系统设计合理、可靠、稳定，具有较强的市场竞争力。该装备的顺利推广，对提高我国纺织设备自动化水平、降低企业成本起到了积极推动作用。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的全自动收花机系统硬件结构框图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1，收花机机械本体部分是由各个实现编织功能的功能部件组成的执行机构，控制系统就是控制收花机的机械本体的各个功能执行机构按照所输入的花型相应地进行一系列的自动化动作，从而完成由纱线到毛衣袖子、前幅、后幅等毛衣布片的自动化过程。全自动收花机的机械本体主要有十多个机械装置，按照大类来说，整个全自动收花机的机械部分可以分成：整机机架、机头、趴子及其驱动装置、前后针床、机头运动平行导轨、罗拉装置、摇床装置、引线装置等，其中收花机的机头花板和趴子装置是收花机最为核心的部分，也是整个收花机精度要求最高的两个装置。在研发的过程中，这两个装置经历了多次的升级改造，也是同传统电脑横机相比最大的区别所在。与传统的电脑横机相比，全自动收花机最大的区别是在机头的花板做了大幅的简化，大小基本上只有单系统电脑横机机头的一半，非常轻便，这也就为全自动电脑横机高速编织带来了可能。在机头花板方面，全自动收花机相比传统电脑横机减少了选针器部分，并且三角电磁铁也做了相应的简化。另外，在电脑横机的基础上，全自动收花机增加了趴子及其驱动装置，趴子其实就代替了之前电脑横机花板中的选针器，趴子在全自动收花机中是完成各个工艺动作的最主要的执行机构，可以完成选针、翻针、加针等一系列的编织动作。控制系统采取多层式控制。上层为终端控制系统，主要完成工艺单数据的编辑、解析和下传，工艺参数和工艺文件的管理以及实时显示和警报等功能；下层为实时控制系统和驱动控制系统，主要完成信号采集及处理、控制数据转换、电机驱动及传感器接口等功能。上位机和下位机均采用LM3S系列的32位ARMCortex-M3处理器芯片，相互之间均采用速度为1Mb/s的高速CAN控制器作数据通信。上位机驱动LCD显示屏和指令键盘；下位机的机床主控部分控制机头驱动主电机及其编码器反馈、罗拉电机、摇床电机、4个趴针定位电机和4个趴针动作电机、4个加针电磁铁，以及相应电机的零位、限位检测和断纱、探针、掉布、启停按钮等外围检测；下位机的机头控制部分控制4个密度电机（又称度目电机）、6个功能三角电磁铁（又称山版电磁铁）、6个导纱电磁铁。全自动收花本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种嵌入式全自动收花机的控制系统，其特征是：所述收花机机械本体部分是由各个实现编织功能的功能部件组成的执行机构，控制系统就是控制收花机的机械本体的各个功能执行机构按照所输入的花型相应地进行一系列的自动化动作，从而完成由纱线到毛衣袖子、前幅、后幅等毛衣布片的自动化过程。

【技术特征摘要】
1.一种嵌入式全自动收花机的控制系统，其特征是：所述收花机机械本体部分是由各个实现编织功能的功能部件组成的执行机构，控制系统就是控制收花机的机械本体的各个功能执行机构按照所输入的花型相应地进行一系列的自动化动作，从而完成由纱线到毛衣袖子、前幅、后幅等毛衣布片的自动化过程。2.根据权利要求1所述的一种嵌入式全自动收花机的控制系统，其特征是：与传统的电脑横机相比，全自动收花机最大的区别是在机头的花板做了大幅的简化，大小基本上只有单系统电脑横机机头的一半，非常轻便，这也就为全自动电脑横机高速编织带来了可能。3.根据权利要求1所述的一种嵌入式全自动收花机的控制系统，其特征是：所述控制系统采取...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩会义，
申请(专利权)人：韩会义，
类型：发明
国别省市：辽宁,21