專利名稱：帶有針位安全檢測傳感器的套結(jié)機(jī)、控制方法及其感應(yīng)片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種傳感器，具體涉及一種套結(jié)機(jī)的針位安全檢測傳感器。本發(fā)明還涉及一種套結(jié)機(jī)的針位安全檢測傳感器的控制方法，及一種針位安全檢測傳感器的針位感應(yīng)片。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的套結(jié)機(jī)的針位安全檢測傳感器，其針位感應(yīng)結(jié)構(gòu)采用兩個針位的霍爾感應(yīng)，或者采用基于編碼器和相對零點(diǎn)計(jì)數(shù)的數(shù)字針位。采用兩個針位的霍爾感應(yīng)如圖1所示，這種針位感應(yīng)結(jié)構(gòu)需要兩個傳感器，針位感應(yīng)角度一般小于45度，而且無法感知機(jī)針偏離針位所處的絕對位置；這種針位感應(yīng)結(jié)構(gòu)與信號的對應(yīng)關(guān)系如圖2所示，針位感應(yīng)結(jié)構(gòu)與信號在針位置感應(yīng)上存在盲區(qū)，開機(jī)上電不能判斷針?biāo)幍慕^對機(jī)械位置；
而另一種基于編碼器計(jì)數(shù)的數(shù)字針位則采用軟件計(jì)數(shù)方法實(shí)現(xiàn)，上電啟動必須首先使電機(jī)旋轉(zhuǎn)并找到零點(diǎn)，通過零點(diǎn)為基準(zhǔn)的計(jì)數(shù)檢測上、下針位的位置，這樣造成每次上電時，電機(jī)必須先作某個方向旋轉(zhuǎn)一定角度，有打斷機(jī)針的不安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種帶有針位安全檢測傳感器的套結(jié)機(jī)，它可以檢測到針?biāo)幍慕^對物理位置。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明帶有針位安全檢測傳感器的套結(jié)機(jī)的技術(shù)解決方案為
包括套結(jié)機(jī)、針位感應(yīng)片，所述套結(jié)機(jī)采用直驅(qū)電機(jī)作為動力，電機(jī)與套結(jié)機(jī)的主軸同軸安裝并同步運(yùn)行；套結(jié)機(jī)的主軸上依次設(shè)置編碼器、針位感應(yīng)片、固定件，固定件將編碼器、針位感應(yīng)片軸向固定于套結(jié)機(jī)的主軸上；針位感應(yīng)片連接位置傳感器；所述針位感應(yīng)片的感應(yīng)區(qū)覆蓋感應(yīng)片的一部分，感應(yīng)區(qū)為對應(yīng)于上、下針位分割點(diǎn)角度為界的半環(huán)形區(qū)域。所述編碼器為套結(jié)機(jī)主軸直驅(qū)電機(jī)旋轉(zhuǎn)編碼器。所述編碼器輸出的信號為方波脈沖信號。所述位置傳感器是霍爾磁感應(yīng)模式，或者是光電感應(yīng)模式。本發(fā)明還提供一種帶有針位安全檢測傳感器的套結(jié)機(jī)的控制方法，其技術(shù)解決方案為，包括以下步驟
第一步，上電啟動系統(tǒng)，通過針位感應(yīng)片對應(yīng)的位置傳感器檢測針桿所處的實(shí)際位
置；
第二步，按照針位感應(yīng)片與信號的對應(yīng)關(guān)系，采用針位信號的邊沿檢測法進(jìn)行停車位置的判斷；
所述針位信號的邊沿檢測法的判斷方法是當(dāng)套結(jié)機(jī)按照正常的縫制方向運(yùn)行時，針位信號會發(fā)生變化；在上下針位臨界點(diǎn)的位置會發(fā)生針位信號的邊沿觸發(fā)，根據(jù)針位信號的變化關(guān)系，判斷針位邊界觸發(fā)信號。第三步，根據(jù)針位信號判斷機(jī)針?biāo)幍慕^對位置，當(dāng)針位信號為上針位觸發(fā)信號， 判斷為處于運(yùn)轉(zhuǎn)方向的上針位到下針位之間；當(dāng)針位信號為下針位邊界觸發(fā)信號，判斷為處于運(yùn)轉(zhuǎn)方向的下針位到上針位之間；
第四步，套結(jié)機(jī)電控系統(tǒng)根據(jù)檢測到的機(jī)針?biāo)幍慕^對位置，做出電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向的選擇，并進(jìn)行上電后的第一次提針動作；
當(dāng)針桿的位置處于按照運(yùn)轉(zhuǎn)方向的上針位到下針位之間，套結(jié)機(jī)電控系統(tǒng)做出反向提針的動作；當(dāng)針桿的位置處于運(yùn)轉(zhuǎn)方向的下針位到上針位之間，套結(jié)機(jī)電控系統(tǒng)做出正向運(yùn)轉(zhuǎn)提針的動作；
第五步，當(dāng)套結(jié)機(jī)通過上電啟動找到針位，將上針位作為機(jī)械相位零點(diǎn)(即針位基準(zhǔn)點(diǎn))，通過安裝在同軸的編碼器，輸出脈沖信號和針位信號邊沿檢測跳變，實(shí)現(xiàn)0 360機(jī)械角度的計(jì)數(shù)作為相位；
套結(jié)機(jī)的運(yùn)動過程中主軸機(jī)針上下運(yùn)動，通過利用編碼器和針位感應(yīng)器輸出的遞加數(shù)值判斷機(jī)針的準(zhǔn)確位置；當(dāng)主軸馬達(dá)驅(qū)動的機(jī)針偏離送料板平面，電控系統(tǒng)啟動步進(jìn)電機(jī)移動送料板；而當(dāng)機(jī)針運(yùn)動靠近送料板平面，停止送料板移動，實(shí)現(xiàn)送料板的安全運(yùn)動。如果針位基準(zhǔn)點(diǎn)不準(zhǔn)，通過旋轉(zhuǎn)針位感應(yīng)片，手工調(diào)整套結(jié)機(jī)的針位基準(zhǔn)點(diǎn)的機(jī)械角度，進(jìn)行套結(jié)機(jī)的針位機(jī)械角度校正。本發(fā)明還提供一種針位安全檢測傳感器的針位感應(yīng)片，其技術(shù)解決方案為 所述針位感應(yīng)片的感應(yīng)區(qū)覆蓋感應(yīng)片的一部分，感應(yīng)區(qū)為對應(yīng)于上、下針位分割點(diǎn)角
度為界的半環(huán)形區(qū)域。本發(fā)明可以達(dá)到的技術(shù)效果是
本發(fā)明采用的針位感應(yīng)結(jié)構(gòu)采用邊沿觸發(fā)方法，能夠有效檢測針桿所處的絕對物理位置，從而實(shí)現(xiàn)根據(jù)針桿的位置判斷上電后第一次提針的安全動作方向。本發(fā)明利用感應(yīng)片上針位邊界實(shí)現(xiàn)編碼器計(jì)數(shù)基準(zhǔn)，從而得到套結(jié)機(jī)的主軸運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)械角度，并實(shí)現(xiàn)該機(jī)械角度為時序基礎(chǔ)的套結(jié)機(jī)順序控制動作。本發(fā)明具有系統(tǒng)上電無需運(yùn)轉(zhuǎn)即可感知針位狀態(tài)的特點(diǎn)，即斷電后首次上電仍然能檢測到針?biāo)幍慕^對物理位置。本發(fā)明能夠簡化針位傳感器信號，單個輸入信號檢測接口即可檢測機(jī)針的上針位、下針位位置。本發(fā)明通過安裝在同軸的編碼器，輸出脈沖信號和針位信號邊沿檢測跳變，實(shí)現(xiàn) 0 360機(jī)械角度的計(jì)數(shù)作為相位；電控系統(tǒng)利用遞加數(shù)值作為時序基礎(chǔ)，利用該時序基礎(chǔ)判斷機(jī)針的準(zhǔn)確位置，實(shí)現(xiàn)送料板運(yùn)動與主軸機(jī)針上下運(yùn)動的協(xié)調(diào)，防止機(jī)針運(yùn)動和機(jī)針的沖撞，從而保證送料板運(yùn)動的安全。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)套結(jié)機(jī)安全運(yùn)動控制，并且能夠?qū)崿F(xiàn)夾線、抬壓腳等動作的安全運(yùn)動控制。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明圖1是現(xiàn)有技術(shù)采用兩個針位的霍爾感應(yīng)的針位感應(yīng)結(jié)構(gòu)的示意圖2是現(xiàn)有技術(shù)霍爾感應(yīng)的針位感應(yīng)結(jié)構(gòu)與信號的對應(yīng)關(guān)系；
圖3是本發(fā)明套結(jié)機(jī)的針位安全檢測傳感器的針位感應(yīng)片的示意圖4是本發(fā)明的針位感應(yīng)片與信號的對應(yīng)關(guān)系；
圖5是本發(fā)明的編碼器的示意圖6是本發(fā)明的編碼器的輸出信號的示意圖7是本發(fā)明帶有針位安全檢測傳感器的套結(jié)機(jī)的示意圖。圖中附圖標(biāo)記說明
1為套結(jié)機(jī)，2為編碼器，
3為針位感應(yīng)片，4為固定件，
5為殼體。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明帶有針位安全檢測傳感器的套結(jié)機(jī)，套結(jié)機(jī)采用直驅(qū)電機(jī)作為動力，電機(jī)與套結(jié)機(jī)的主軸同軸安裝并同步運(yùn)行；針位安全檢測傳感器包括針位感應(yīng)片3、編碼器2， 如圖7所示，套結(jié)機(jī)1的主軸上依次設(shè)置編碼器2、針位感應(yīng)片3、固定件4，固定件4將編碼器2、針位感應(yīng)片3軸向固定于套結(jié)機(jī)1的主軸上；編碼器2、針位感應(yīng)片3外罩設(shè)有殼體 5。如圖3所示，針位感應(yīng)片3的感應(yīng)區(qū)(圖3中的黑色區(qū)域)覆蓋感應(yīng)片的一部分，感應(yīng)區(qū)為半環(huán)形區(qū)域，半環(huán)形區(qū)域以對應(yīng)于上、下針位分割點(diǎn)的角度為界；兩個分界點(diǎn)，一個對應(yīng)上針位，一個對應(yīng)下針位；
編碼器為套結(jié)機(jī)主軸直驅(qū)電機(jī)旋轉(zhuǎn)編碼器，編碼器的信號輸出如圖6所示，所輸出的信號為方波脈沖信號；
針位感應(yīng)片3連接傳感器；傳感器為位置傳感器，可以是霍爾磁感應(yīng)模式，也可以是光電感應(yīng)模式。本發(fā)明帶有針位安全檢測傳感器的套結(jié)機(jī)的控制方法，包括以下步驟
第一步，上電啟動系統(tǒng)；通過針位感應(yīng)片3對應(yīng)的位置傳感器檢測針桿所處的實(shí)際位
置；
第二步，按照圖4所示的針位感應(yīng)片與信號的對應(yīng)關(guān)系，采用針位信號的邊沿檢測法進(jìn)行停車位置的判斷；
針位信號的邊沿檢測法的判斷方法是
當(dāng)套結(jié)機(jī)按照正常的縫制方向運(yùn)行時，針位信號會發(fā)生變化；在上下針位臨界點(diǎn)的位置會發(fā)生針位信號的邊沿觸發(fā)，根據(jù)針位信號的變化關(guān)系，判斷針位邊界觸發(fā)信號；
例如，當(dāng)針位信號從0 — 1變化，判斷為上針位邊界觸發(fā)信號；當(dāng)針位信號從1 — 0變化，判斷為下針位邊界觸發(fā)信號；
也可以是，當(dāng)針位信號從1 — 0變化，判斷為上針位邊界觸發(fā)信號；當(dāng)針位信號從0—1 變化，判斷為下針位邊界觸發(fā)信號。第三步，根據(jù)針位信號判斷機(jī)針?biāo)幍慕^對位置，當(dāng)針位信號為上針位觸發(fā)信號， 判斷為處于運(yùn)轉(zhuǎn)方向的上針位到下針位之間；當(dāng)針位信號為下針位邊界觸發(fā)信號，判斷為處于運(yùn)轉(zhuǎn)方向的下針位到上針位之間；
第四步，套結(jié)機(jī)電控系統(tǒng)根據(jù)檢測到的機(jī)針?biāo)幍慕^對位置(區(qū)間U或者區(qū)間D)，做出電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向的選擇，并進(jìn)行上電后的第一次提針動作；
當(dāng)針桿的位置處于按照運(yùn)轉(zhuǎn)方向的上針位到下針位之間，那么套結(jié)機(jī)電控系統(tǒng)將做出反向提針的動作；當(dāng)針桿的位置處于運(yùn)轉(zhuǎn)方向的下針位到上針位之間，那么套結(jié)機(jī)電控系統(tǒng)將做出正向運(yùn)轉(zhuǎn)提針的動作，從而有效地防止上電尋找針位可能存在機(jī)針釘住套結(jié)機(jī)針板的風(fēng)險；
第五步，當(dāng)套結(jié)機(jī)通過上電啟動找到針位，將上針位作為機(jī)械相位零點(diǎn)(即針位基準(zhǔn)點(diǎn))，通過安裝在同軸的編碼器，輸出脈沖信號和針位信號邊沿檢測跳變，實(shí)現(xiàn)0 360機(jī)械角度的計(jì)數(shù)作為相位；套結(jié)機(jī)的運(yùn)動過程中主軸機(jī)針上下運(yùn)動，通過利用編碼器和針位感應(yīng)器輸出的遞加數(shù)值判斷機(jī)針的準(zhǔn)確位置；當(dāng)主軸馬達(dá)驅(qū)動的機(jī)針偏離送料板平面，電控系統(tǒng)啟動步進(jìn)電機(jī)移動送料板；而當(dāng)機(jī)針運(yùn)動靠近送料板平面，停止送料板移動，實(shí)現(xiàn)送料板的安全運(yùn)動。本發(fā)明電控系統(tǒng)利用遞加數(shù)值作為時序基礎(chǔ)，利用該時序基礎(chǔ)判斷機(jī)針的準(zhǔn)確位置，實(shí)現(xiàn)送料板運(yùn)動與主軸機(jī)針上下運(yùn)動的協(xié)調(diào)，防止機(jī)針運(yùn)動和機(jī)針的沖撞，從而保證送料板運(yùn)動的安全。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)套結(jié)機(jī)安全運(yùn)動控制，并且能夠?qū)崿F(xiàn)夾線、抬壓腳等動作的安全運(yùn)動控制。如果針位基準(zhǔn)點(diǎn)不準(zhǔn)，通過旋轉(zhuǎn)針位感應(yīng)片，手工調(diào)整套結(jié)機(jī)的針位基準(zhǔn)點(diǎn)的機(jī)械角度，進(jìn)行套結(jié)機(jī)的針位機(jī)械角度校正。本發(fā)明的原理是電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)與縫紉機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)完全同軸，同樣編碼器與針位感應(yīng)器也是完全同軸，那么針位區(qū)間可以采用配套編碼器的信號輸出信號(QEPA、QEPB正交信號)，采用編碼器計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，實(shí)現(xiàn)針位角度區(qū)間的計(jì)算，這樣也就是實(shí)現(xiàn)了原來針位信號具有上針位、下針位機(jī)械角度的區(qū)間范圍的功能。本發(fā)明適用于直驅(qū)型套結(jié)機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種帶有針位安全檢測傳感器的套結(jié)機(jī)，包括套結(jié)機(jī)、針位感應(yīng)片，其特征在于所述套結(jié)機(jī)采用直驅(qū)電機(jī)作為動力，電機(jī)與套結(jié)機(jī)的主軸同軸安裝并同步運(yùn)行；套結(jié)機(jī)的主軸上依次設(shè)置編碼器、針位感應(yīng)片、固定件，固定件將編碼器、針位感應(yīng)片軸向固定于套結(jié)機(jī)的主軸上；針位感應(yīng)片連接位置傳感器；所述針位感應(yīng)片的感應(yīng)區(qū)覆蓋感應(yīng)片的一部分，感應(yīng)區(qū)為半環(huán)形區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有針位安全檢測傳感器的套結(jié)機(jī)，其特征在于所述編碼器為套結(jié)機(jī)主軸直驅(qū)電機(jī)旋轉(zhuǎn)編碼器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶有針位安全檢測傳感器的套結(jié)機(jī)，其特征在于所述編碼器輸出的信號為方波脈沖信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有針位安全檢測傳感器的套結(jié)機(jī)，其特征在于所述位置傳感器是霍爾磁感應(yīng)模式，或者是光電感應(yīng)模式。
5.一種權(quán)利要求1所述的帶有針位安全檢測傳感器的套結(jié)機(jī)的控制方法，包括以下步驟第一步，上電啟動系統(tǒng)，通過針位感應(yīng)片對應(yīng)的位置傳感器檢測針桿所處的實(shí)際位置；第二步，按照針位感應(yīng)片與信號的對應(yīng)關(guān)系，采用針位信號的邊沿檢測法進(jìn)行停車位置的判斷；第三步，根據(jù)針位信號判斷機(jī)針?biāo)幍慕^對位置，當(dāng)針位信號為上針位觸發(fā)信號，判斷為處于運(yùn)轉(zhuǎn)方向的上針位到下針位之間；當(dāng)針位信號為下針位邊界觸發(fā)信號，判斷為處于運(yùn)轉(zhuǎn)方向的下針位到上針位之間；第四步，套結(jié)機(jī)電控系統(tǒng)根據(jù)檢測到的機(jī)針?biāo)幍慕^對位置，做出電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向的選擇，并進(jìn)行上電后的第一次提針動作；當(dāng)針桿的位置處于按照運(yùn)轉(zhuǎn)方向的上針位到下針位之間，套結(jié)機(jī)電控系統(tǒng)做出反向提針的動作；當(dāng)針桿的位置處于運(yùn)轉(zhuǎn)方向的下針位到上針位之間，套結(jié)機(jī)電控系統(tǒng)做出正向運(yùn)轉(zhuǎn)提針的動作；第五步，當(dāng)套結(jié)機(jī)通過上電啟動找到針位，將上針位作為機(jī)械相位零點(diǎn)也即針位基準(zhǔn)點(diǎn)，通過安裝在同軸的編碼器，輸出脈沖信號和針位信號邊沿檢測跳變，實(shí)現(xiàn)0 360機(jī)械角度的計(jì)數(shù)作為相位；套結(jié)機(jī)的運(yùn)動過程中主軸機(jī)針上下運(yùn)動，通過利用編碼器和針位感應(yīng)器輸出的遞加數(shù)值判斷機(jī)針的準(zhǔn)確位置；當(dāng)主軸馬達(dá)驅(qū)動的機(jī)針偏離送料板平面，電控系統(tǒng)啟動步進(jìn)電機(jī)移動送料板；而當(dāng)機(jī)針運(yùn)動靠近送料板平面，停止送料板移動，實(shí)現(xiàn)送料板的安全運(yùn)動。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶有針位安全檢測傳感器的套結(jié)機(jī)的控制方法，其特征在于所述第二步針位信號的邊沿檢測法的判斷方法是當(dāng)套結(jié)機(jī)按照正常的縫制方向運(yùn)行時，針位信號會發(fā)生變化；在上下針位臨界點(diǎn)的位置會發(fā)生針位信號的邊沿觸發(fā)，根據(jù)針位信號的變化關(guān)系，判斷針位邊界觸發(fā)信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶有針位安全檢測傳感器的套結(jié)機(jī)的控制方法，其特征在于所述第四步之后第五步之前，通過旋轉(zhuǎn)針位感應(yīng)片，手工調(diào)整套結(jié)機(jī)的針位基準(zhǔn)點(diǎn)的機(jī)械角度，進(jìn)行套結(jié)機(jī)的針位機(jī)械角度校正。
8.一種針位安全檢測傳感器的針位感應(yīng)片，其特征在于所述針位感應(yīng)片的感應(yīng)區(qū)覆蓋感應(yīng)片的一部分，感應(yīng)區(qū)為半環(huán)形區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種帶有針位安全檢測傳感器的套結(jié)機(jī)，包括套結(jié)機(jī)、針位感應(yīng)片，所述套結(jié)機(jī)采用直驅(qū)電機(jī)作為動力，電機(jī)與套結(jié)機(jī)的主軸同軸安裝并同步運(yùn)行；套結(jié)機(jī)的主軸上依次設(shè)置編碼器、針位感應(yīng)片、固定件，固定件將編碼器、針位感應(yīng)片軸向固定于套結(jié)機(jī)的主軸上；針位感應(yīng)片連接位置傳感器；所述針位感應(yīng)片的感應(yīng)區(qū)覆蓋感應(yīng)片的一部分，感應(yīng)區(qū)為半環(huán)形區(qū)域。本發(fā)明采用的針位感應(yīng)結(jié)構(gòu)采用邊沿觸發(fā)方法，能夠有效檢測針桿所處的位置，從而實(shí)現(xiàn)根據(jù)針桿的位置判斷上電后第一次提針的安全動作方向。本發(fā)明還公開了一種帶有針位安全檢測傳感器的套結(jié)機(jī)的控制方法，及一種針位安全檢測傳感器的針位感應(yīng)片。
文檔編號D05B19/16GK102162177SQ20111011918
公開日2011年8月24日 申請日期2011年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月10日
發(fā)明者林雪平 申請人:浙江美機(jī)縫紉機(jī)有限公司