CN107780074B - 高速链式刺绣机的控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高速链式刺绣机的控制方法及装置。该方法包括：确定第一角度和第二角度，所述第一角度用于指示能够开始打环动作时对应的主轴角度，所述第二角度用于指示必须结束打环动作时对应的主轴角度；在主轴的主轴角度介于所述第一角度与所述第二角度之间时，对H轴进行控制以完成打环动作。本发明实现对H轴运动时序的严格限制。

Description

高速链式刺绣机的控制方法及装置

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，尤其涉及一种高速链式刺绣机的控制方法及装置。

背景技术

电脑刺绣机作为一种工业缝制机械，已具有广泛的应用。电脑刺绣机就其刺绣形式而言有多种，其中链式刺绣机是在布料上刺绣出类似于毛巾状的图案。

现有技术中，为了提高单台链式刺绣机的生产率，已提出了将转速提升到每分钟1000转以上的高速链式刺绣机。链式绣花机转速增加的难点在于H轴高速情况下旋转惯量的增加。并且，由于链式绣花机的H轴的运动方式为正反转交替运动，因此高速链式刺绣机对H轴相对于主轴的运动时序有着极高的要求。

因此，如何对高速链式刺绣机中H轴进行时序控制是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种高速链式刺绣机的控制方法及装置，用以解决现有技术中如何对高速链式刺绣机中H轴进行时序控制的问题。

第一方面，本发明提供一种高速链式刺绣机的控制方法，包括：

确定第一角度和第二角度，所述第一角度用于指示能够开始打环动作时对应的主轴角度，所述第二角度用于指示必须结束打环动作时对应的主轴角度；

在主轴的主轴角度介于所述第一角度与所述第二角度之间时，对H轴进行控制以完成打环动作。

可选的，所述第一角度具体用于指示针尖在下落到距离环梭预设距离的位置时对应的主轴角度，所述预设距离为能够控制H轴进行打环动作时所述针尖与所述环梭间的最远距离。

可选的，所述第二角度具体用于指示针尖运动到下死点后并反向运动到距离环梭预设距离的位置时对应的主轴角度，所述预设距离为能够控制所述H轴进行打环动作时所述针尖与所述环梭间的最远距离。

可选的，所述方法还包括：

确定第三角度和第四角度，所述第三角度用于指示能够开始绣框运动动作时对应的主轴角度，所述第四角度用于指示必须结束绣框运动动作时对应的主轴角度；

在所述主轴的主轴角度介于所述第三角度与所述第四角度之间时，对X轴和Y轴进行控制以完成绣框运动动作。

可选的，所述第三角度具体用于指示针嘴离开针板面时对应的主轴角度，所述第四角度具体用于指示针尖运动到上死点后即将下落时对应的主轴角度。

第二方面，本发明提供一种高速链式刺绣机的控制装置，包括：

确定模块，用于确定第一角度和第二角度，所述第一角度用于指示能够开始打环动作时对应的主轴角度，所述第二角度用于指示必须结束打环动作时对应的主轴角度；

控制模块，用于在主轴的主轴角度介于所述第一角度与所述第二角度之间时，对H轴进行控制以完成打环动作。

可选的，所述第一角度具体用于指示针尖在下落到距离环梭预设距离的位置时对应的主轴角度，所述预设距离为能够控制H轴进行打环动作时所述针尖与所述环梭间的最远距离。

可选的，所述第二角度具体用于指示针尖运动到下死点后并反向运动到距离环梭预设距离的位置时对应的主轴角度，所述预设距离为能够控制所述H轴进行打环动作时所述针尖与所述环梭间的最远距离。

可选的，所述确定模块还用于确定第三角度和第四角度，所述第三角度用于指示能够开始绣框运动动作时对应的主轴角度，所述第四角度用于指示必须结束绣框运动动作时对应的主轴角度；

所述控制模块，还用于在所述主轴的主轴角度介于所述第三角度与所述第四角度之间时，对X轴和Y轴进行控制以完成绣框运动动作。

可选的，所述第三角度具体用于指示针嘴离开针板面时对应的主轴角度，所述第四角度具体用于指示针尖运动到上死点后即将下落时对应的主轴角度。

本发明提供的高速链式刺绣机的控制方法及装置，通过在主轴的主轴角度介于第一角度与第二角度之间时，对H轴进行控制以完成打环动作，所述第一角度用于指示能够开始打环动作时对应的主轴角度，所述第二角度用于指示必须结束打环动作时对应的主轴角度，实现对H轴运动时序的严格限制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明高速链式刺绣机的控制系统的结构示意图；

图2为本发明高速链式刺绣机的运动时序的示意图；

图3为本发明高速链式刺绣机的控制方法实施例一的流程图；

图4为本发明针尖与环梭间位置关系的示意图；

图5为本发明高速链式刺绣机的控制方法实施例三的流程图；

图6为本发明针尖高度和针嘴高度与动框区域关系的示意图；

图7为本发明高速链式刺绣机的控制方法实施例四的流程图；

图8为本发明高速链式刺绣机的控制装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明高速链式刺绣机的控制系统的结构示意图，如图1所示，本发明提供的高速链式刺绣机的控制系统可以包括：主控系统11、主轴驱动模块12、H轴驱动模块13。其中，主控系统11是整个高速链式刺绣机的控制系统的核心，主要完成花样输入输出、花样信息显示、刺绣过程时序控制等功能。主控系统11向主轴驱动模块12发出触发信号触发主轴驱动模块12带动主轴运动，以使主轴带动钩针在布上上下穿行预先铺设的刺绣图样衬底。主控系统11向H轴驱动模块13发送控制信号触发H轴驱动模块13驱动H轴运动，以使H轴带动环梭旋转使绣线环绕在钩针上从而形成线环。

如图1所示，本发明提供的高速链式刺绣机的控制系统还可以包括：D轴驱动模块14和绣框驱动模块15。主控系统11向D轴驱动模块14发送控制信号触发D轴驱动模块14驱动D轴运动，以使D轴带动钩针旋转预设角度，实现链式线迹。主控系统11向绣框驱动模块15发送控制信号触发绣框驱动模块15带动绣框运动，以使夹在绣框上的布按照刺绣图样衬底运动。其中，绣框运动可以沿着两个方向进行运动，本发明将两个方向记为X方向和Y方向，分别对应X轴和Y轴。

可以看出，主轴驱动模块12、H轴驱动模块13、D轴驱动模块14和绣框驱动模块15分别与主控系统11连接，并在主控系统11的控制下，四者以特定的运动时序相互配合动作，以形成所需的刺绣图样。

图2为本发明高速链式刺绣机的运动时序的示意图。图2中以主轴转一圈的角度为参考，顶端为0°，逆时针旋转为正方向。其中，从内到外依次表示X轴、Y轴、D轴和H轴的运动时序，实心部分表示所对应的轴处在运动状态，空心部分表示所对应的轴处在非运动状态。具体的，主轴驱动模块12根据主控系统11的控制驱动主轴运动，通过主轴带动钩针上下穿行刺绣图样衬底。绣框驱动模块15根据主控系统11的控制驱动绣框运动，使夹在绣框上的布按照刺绣图样衬底运动，并且X轴和Y轴应该在钩针出布后开始运动，在钩针入布前结束运动。H轴驱动模块13根据主控系统11的控制驱动环梭往复旋转，并且主轴转一圈，H轴运动两次，分别即为H1和H2，其中H1运动在钩针在布下时用于完成打环动作，H2运动在钩针在布上时用于完成环梭的复位动作。D轴驱动模块14根据控制系统11的控制驱动D轴运动，以使D轴带动钩针旋转预设角度，且D轴应该在H1结束运动后开始运动，并在X轴和Y轴开始运动前结束运动。

如图2所示，链式刺绣机通过钩针上下穿行刺绣图样衬底的运动过程中，H轴，D轴，X轴、Y轴的时序配合完成一针链式刺绣。

图3为本发明高速链式刺绣机的控制方法实施例一的流程图，该方法可以应用于高速链式刺绣机的控制系统中。如图3所示，本实施例的方法可以包括：

步骤301、确定第一角度和第二角度，所述第一角度用于指示能够开始打环动作时对应的主轴角度，所述第二角度用于指示必须结束打环动作时对应的主轴角度。

本步骤中，所述第一角度和所述第二角度以主轴角度为基准，限定了通过控制H轴来完成打环动作的时间范围。在主轴的主轴角度小于第一角度或大于第二角度时控制H轴运动会出现由于打环绕线动作不成功、绕线不完整等导致绣品质量差的问题。

步骤302、在所述主轴的主轴角度介于所述第一角度与所述第二角度之间时，对H轴进行控制以完成打环动作。

本步骤中，可选的，所述介于所述第一角度与所述第二角度之间可以为大于所述第一角度小于所述第二角度，或者也可以为大于或等于所述第一角度小于所述第二角度。所述完成打环动作具体是指控制H轴带动环梭旋转360度。具体的，可以根据所述第一角度及所述第二角度确定H轴需要开始运动时对应的主轴角度a，并在主轴角度为所述主轴角度a时驱动H轴开始运动。

本实施例中，通过在主轴的主轴角度介于第一角度与第二角度之间时，对H轴进行控制以完成打环动作，所述第一角度用于指示能够开始打环动作时对应的主轴角度，所述第二角度用于指示必须结束打环动作时对应的主轴角度，实现对H轴运动时序的严格限制。

高速链式刺绣机的控制方法实施例二

可选的，在本发明高速链式刺绣机的控制方法实施例一的基础上，通过实验研究结果进一步的对第一角度和第二角度的进行了具体的限定。如图4所示，所述第一角度具体用于指示针尖在下落到距离环梭预设距离的位置时对应的主轴角度。进一步可选的，所述第二角度具体用于指示针尖运动到下死点后并反向运动到距离环梭所述预设距离的位置时对应的主轴角度。其中，所述距离环梭预设距离具体指距离环梭上平面预设距离。其中，所述预设距离为能够控制H轴进行打环动作时所述针尖与所述环梭间的最远距离。如果大于预设距离，会导致打环动作起始时间过早，线有可能从针尖下方漏过，导致漏针。如果小于预设距离，会导致整个打环动作起始时间过晚，在打环动作的时间范围内未完成打环动作。

可选的，所述预设距离具体可以为1毫米(mm)左右。进一步的，通过使用高速摄像机对H轴打环动作进行了详细研究确定出相应的第一角度具体可以为110度，第二角度具体可以为230度。

本实施例中，通过在主轴的主轴角度介于第一角度与第二角度之间时，对H轴进行控制以完成打环动作，所述第一角度用于指示针尖在下落到距离环梭预设距离的位置时对应的主轴角度，所述第二角度用于指示针杆运动到下死点后并反向运动到针尖距离环梭所述预设距离的位置时对应的主轴角度，实现对H轴运动时序的严格限制。同时，也避免了出现由于打环绕线动作不成功、绕线不完整等导致绣品质量差的问题。

由于高速链式刺绣机的绣框结构具有惯量大、传动比高等特性，因此高速链式刺绣机对X轴和Y轴的运动时序也有着较高的要求。

图5为本发明高速链式刺绣机的控制方法实施例三的流程图。如图5所示，本实施例在本发明高速链式刺绣机的控制方法实施例一或实施例二的基础上，进一步的还可以包括：

步骤501、确定第三角度和第四角度，所述第三角度用于指示能够开始绣框运动动作时对应的主轴角度，所述第四角度用于指示必须结束绣框运动动作时对应的主轴角度。

本步骤中，所述第三角度和所述第四角度以主轴角度为基准，限定了通过控制X轴和Y轴来完成绣框运动动作的时间范围。在主轴的主轴角度小于第三角度或大于第四角度时控制X轴和Y轴运动会导致链式线迹紧绷、毛巾脱线效果差等绣品质量差的问题以及划布、断针等的问题。

可选的，通过实验研究结果进一步的对第三角度和第四角度的进行了具体的限定。具体的，由于如果针嘴没有离开针板，布料被针嘴压死，此时绣框是无法正常挪动的，只有当针嘴离开针板，布料被松开时绣框才可以正常移动。因此，所述第三角度具体用于指示针嘴离开针板面时对应的主轴角度。

进一步的，由于在钩针从上死点下落过程中，如果绣框继续移动会导致已经拉出的线环收缩，导致链式线迹紧绷、毛巾脱线效果差从而导致绣品质量差。因此，所述第四角度具体用于指示针尖运动到上死点后即将下落时对应的主轴角度。其中，针尖高度和针嘴高度与用于表示开始绣框运动动作到结束绣框运动动作之间的时间范围的动框区域之间的关系具体可以如图6所示。

可选的，根据实际测试结果可以确定所述第三角度具体可以为290度，所述第四角度具体可以为40度。

步骤502、在所述主轴的主轴角度介于所述第三角度与所述第四角度之间时，对X轴和Y轴进行控制以完成绣框运动动作。

本步骤中，可选的，所述介于所述第三角度与所述第四角度之间可以为大于所述第三角度小于所述第四角度，或者也可以为大于或等于所述第三角度小于所述第四角度。所述完成绣框运动动作具体是指控制X轴和Y轴带动绣框运动规定的距离。具体的，可以根据所述第三角度及所述第四角度确定X轴和Y轴需要开始运动时对应的主轴角度b，并在主轴角度为所述主轴角度b时驱动X轴和Y轴开始运动。

本实施例中，通过在主轴的主轴角度介于第三角度与第四角度之间时，对X轴和Y轴进行控制以完成绣框运动动作，所述第三角度用于指示能够开始绣框运动动作时对应的主轴角度，所述第四角度用于指示必须结束绣框运动动作时对应的主轴角度，实现对X轴和Y轴运动时序的严格限制。同时，也链式线迹紧绷、毛巾脱线效果差等绣品质量差的问题以及划布、断针的问题。

由于绣框的惯量很大，从主控系统发出控制信号到绣框带动布料运动的迟滞比较明显，尤其当链式刺绣机的转速提高以后，这种滞后会带来非常严重的后果，如针划布甚至断针。因此，还需要根据高速链式刺绣机的转速(即，主轴转速)来对根据指示针嘴离开针板面时对应的主轴角度的第三角度以及指示针尖运动到上死点后即将下落时对应的主轴角度的第四角度所确定出的主轴角度b进行修正，基本原则是主轴转速越高，动框提前量越大，以保证在任何转速下都可以达到良好的刺绣效果。

图7为本发明高速链式刺绣机的控制方法实施例四的流程图，本实施例的方法在高速链式刺绣机的控制方法实施例三的基础上主要描述了在考虑动框提前量的基础上，对绣框运动进行控制的实现方式。如图7所示，本实施例的方法可以包括：

步骤701、获取影响动框提前量的相关信息。

本步骤中，所述相关信息包括高速链式刺绣机的转速。进一步的，所述相关信息还可以包括：布料的弹力系数以及钩针的针长信息等。

步骤702、根据所述相关信息，确定动框提前量。

本步骤中，具体的，可以根据所述相关信息以及经验公式确定所述动框提前量。其中，所述动框提前量具体可以为角度值。

步骤703、确定主轴角度c等于所述主轴角度b与所述动框提前量之和。

本步骤中，所述主轴角度c表示在考虑动框提前量之后所确定的X轴和Y轴需要开始运动时对应的主轴角度。

图8为本发明高速链式刺绣机的控制装置的结构示意图，本实施例提供的装置可以应用于高速链式刺绣机的控制方法实施例一至实施例四中，实现其控制系统的功能。如图8所示，本实施例的装置可以包括：确定模块801和控制模块802。其中，确定模块801，用于确定第一角度和第二角度，所述第一角度用于指示能够开始打环动作时对应的主轴角度，所述第二角度用于指示必须结束打环动作时对应的主轴角度；控制模块802，用于在主轴的主轴角度介于所述第一角度与所述第二角度之间时，对H轴进行控制以完成打环动作。

可选的，所述第一角度具体用于指示针尖在下落到距离环梭预设距离的位置时对应的主轴角度，所述预设距离为能够控制H轴进行打环动作时所述针尖与所述环梭间的最远距离。

可选的，所述第二角度具体用于指示针尖运动到下死点后并反向运动到距离环梭预设距离的位置时对应的主轴角度，所述预设距离为能够控制所述H轴进行打环动作时所述针尖与所述环梭间的最远距离。

可选的，确定模块801还用于确定第三角度和第四角度，所述第三角度用于指示能够开始绣框运动动作时对应的主轴角度，所述第四角度用于指示必须结束绣框运动动作时对应的主轴角度；

控制模块802，还用于在所述主轴的主轴角度介于所述第三角度与所述第四角度之间时，对X轴和Y轴进行控制以完成绣框运动动作。

可选的，所述第三角度具体用于指示针嘴离开针板面时对应的主轴角度，所述第四角度具体用于指示针尖运动到上死点后即将下落时对应的主轴角度。

本实施例的装置，可以用于执行高速链式刺绣机的控制方法实施例一至实施例四的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种高速链式刺绣机的控制方法，其特征在于，包括：

确定第一角度和第二角度，所述第一角度用于指示能够开始打环动作时对应的主轴角度，所述第二角度用于指示必须结束打环动作时对应的主轴角度；

在主轴的主轴角度介于所述第一角度与所述第二角度之间时，对H轴进行控制以完成打环动作；

所述第一角度具体用于指示针尖在下落到距离环梭预设距离的位置时对应的主轴角度，所述预设距离为能够控制H轴进行打环动作时所述针尖与所述环梭间的最远距离。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二角度具体用于指示针尖运动到下死点后并反向运动到距离环梭预设距离的位置时对应的主轴角度，所述预设距离为能够控制所述H轴进行打环动作时所述针尖与所述环梭间的最远距离。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

确定第三角度和第四角度，所述第三角度用于指示能够开始绣框运动动作时对应的主轴角度，所述第四角度用于指示必须结束绣框运动动作时对应的主轴角度；

在所述主轴的主轴角度介于所述第三角度与所述第四角度之间时，对X轴和Y轴进行控制以完成绣框运动动作。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第三角度具体用于指示针嘴离开针板面时对应的主轴角度，所述第四角度具体用于指示针尖运动到上死点后即将下落时对应的主轴角度。

5.一种高速链式刺绣机的控制装置，其特征在于，包括：

确定模块，用于确定第一角度和第二角度，所述第一角度用于指示能够开始打环动作时对应的主轴角度，所述第二角度用于指示必须结束打环动作时对应的主轴角度；

控制模块，用于在主轴的主轴角度介于所述第一角度与所述第二角度之间时，对H轴进行控制以完成打环动作；

所述第一角度具体用于指示针尖在下落到距离环梭预设距离的位置时对应的主轴角度，所述预设距离为能够控制H轴进行打环动作时所述针尖与所述环梭间的最远距离。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二角度具体用于指示针尖运动到下死点后并反向运动到距离环梭预设距离的位置时对应的主轴角度，所述预设距离为能够控制所述H轴进行打环动作时所述针尖与所述环梭间的最远距离。

7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述确定模块还用于确定第三角度和第四角度，所述第三角度用于指示能够开始绣框运动动作时对应的主轴角度，所述第四角度用于指示必须结束绣框运动动作时对应的主轴角度；

所述控制模块，还用于在所述主轴的主轴角度介于所述第三角度与所述第四角度之间时，对X轴和Y轴进行控制以完成绣框运动动作。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第三角度具体用于指示针嘴离开针板面时对应的主轴角度，所述第四角度具体用于指示针尖运动到上死点后即将下落时对应的主轴角度。