本實用新型屬于紡織機械設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電腦提花手套機控制裝置。

背景技術(shù)：

我國是紡織品生產(chǎn)和出口大國，特別是長三角地區(qū)和珠三角地區(qū)，是我國紡織工業(yè)最發(fā)達的2大區(qū)域，紡織工業(yè)的發(fā)展，帶動了該2大地區(qū)的紡織機械產(chǎn)品的需求和發(fā)展。但是當(dāng)今的紡織機械產(chǎn)品的自動化程度還相對落后，特別是提花機等高檔織機，機械織機占有很高的比例?，F(xiàn)有的機械提花機存在生產(chǎn)效率低，打樣的周期長，工序多，需要耗費大量的紙紋板，花紋圖案不能實時顯示，圖案修改較麻煩等缺點。為了解決上述問題，運用電腦智能控制系統(tǒng)，設(shè)計出電腦提花手套機來代替機械提花機。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是針對現(xiàn)有機械式手套機及普通電腦手套機存在的問題，提供一種電腦提花手套機控制裝置。

一種電腦提花手套機控制裝置，基于CAN總線和分布式單片機控制結(jié)構(gòu)，包括嵌入式工控主板、三相交流異步電動機驅(qū)動模塊、鍵盤模塊、按鍵陣列、主控制器模塊、電磁鐵驅(qū)動模塊、霍爾式傳感器、光電式接近傳感器、電源模塊組成。

嵌入式工控主板上設(shè)置有CAN總線驅(qū)動模塊、MAX232數(shù)據(jù)通訊模塊、USB驅(qū)動模塊和液晶驅(qū)動模塊。CAN總線驅(qū)動模塊與主控制器模塊相連，MAX232數(shù)據(jù)通訊模塊與鍵盤模塊相連，USB驅(qū)動模塊與U盤相連，液晶驅(qū)動模塊與液晶顯示器相連；主控制器模塊與電磁鐵驅(qū)動模塊、三相交流異步電動機驅(qū)動模塊、霍爾式傳感器、光電式接近傳感器、電源模塊相連。

所述的三相交流異步電動機控制模塊內(nèi)設(shè)有系統(tǒng)電源電壓檢測單元、電機控制單元、電機故障輸出單元。電源電壓檢測單元和電機控制單元均通過光耦NEC2501芯片與臺達變頻器相連，臺達變頻器與三相交流異步電動機相連，臺達變頻器通過電機故障輸出單元與主控制器模塊相連。

所述的霍爾式傳感器包括傳感器探頭、傳感器信號調(diào)理單元、傳感器固定支架部分和定位齒條機構(gòu)。傳感器探頭包括左定位探頭、零位探頭、右定位探頭，均通過螺栓固定在傳感器支架上。傳感器探頭與傳感器信號調(diào)理模塊相連，傳感器信號調(diào)理模塊與主控制器模塊相連。傳感器探頭安裝于定位齒條機構(gòu)的上方2mm處。左右方向的判斷，定位判斷及清零位探頭；定位齒條機構(gòu)包括傳感器固定板、探頭固定板、探頭定位螺栓、定位齒條、傳感器板固定螺栓、零位凸頭，傳感器固定板通過傳感器板固定螺栓與探頭固定板相連。左定位探頭和右定位探頭通過探頭固定螺栓與探頭固定板相連。當(dāng)傳感器固定板在定位齒條上向左或者是向右移動時，左定位探頭和右定位探頭分別向主控制器模塊發(fā)送脈沖信號來表示當(dāng)前傳感器固定板所處在的位置。當(dāng)傳感器固定板向右運動到零位時，零位探頭與零位凸頭接近，此時零位探頭向主控制器模塊發(fā)出復(fù)位脈沖信號，用來表示當(dāng)前機器處在復(fù)位狀態(tài)。

所述的鍵盤模塊包括STC89C51單片機、電源電路、晶振電路、MAX232芯片、CH451鍵盤芯片、DS18B20溫度傳感器芯片、蜂鳴器電路、按鍵陣列。STC89C51單片機與電源電路、晶振電路、MAX232數(shù)據(jù)通訊模塊、CH451鍵盤芯片及DS18B20溫度傳感器芯片相連并控制。MAX232數(shù)據(jù)通訊模塊與嵌入式工控主板上的MAX232數(shù)據(jù)通訊模塊連接。CH451鍵盤芯片與按鍵陣列相連。

所述的主控制器模塊包括增強型STC12C5A60S2單片機、CPLD復(fù)雜可編程邏輯器件、CAN總線驅(qū)動器、大容量存儲器、晶振電路及高速光耦陣列。STC12C5A60S2單片機與CPLD復(fù)雜可編程邏輯器件、CAN總線驅(qū)動器、大容量存儲器、晶振電路相連。CPLD復(fù)雜可編程邏輯器件通過高速光耦陣列與電磁鐵驅(qū)動模塊上的地址譯碼芯片74HC259相連，CAN總線驅(qū)動器與嵌入式工控主板上的CAN總線驅(qū)動器相連。

所述的電磁鐵驅(qū)動模塊由地址譯碼芯片74HC259、功率驅(qū)動芯片、輸出接口模塊。地址譯碼芯片74HC259與主控制器模塊上的CPLD復(fù)雜可編程邏輯器件相連，功率驅(qū)動芯片通過輸出接口模塊與電磁鐵相連。

本實用新型工作過程如下：

本實用新型首次通電工作時，操作員通過按鍵陣列輸入相關(guān)工作參數(shù)，鍵盤模塊將按鍵的信息發(fā)送給嵌入式工控主板，嵌入式工控主板通過LCD驅(qū)動模塊將設(shè)置的參數(shù)和工作參數(shù)顯示在8寸液晶屏上便于操作員查看整個系統(tǒng)的工作狀況。嵌入式工控主板再將參數(shù)信息和操作指令通過CAN總線驅(qū)動器發(fā)送給主控制器模塊。之后，主控制器模塊對發(fā)來的指令信息進行執(zhí)行動作。主控制器模塊根據(jù)接受來的指令驅(qū)動電磁鐵驅(qū)動模塊，然后電磁鐵驅(qū)動模塊再驅(qū)動動作電磁鐵組、選針電磁鐵組以及凸輪箱電磁鐵組。同時主控制器模塊驅(qū)動電機驅(qū)動模塊，然后電機驅(qū)動模塊驅(qū)動三相交流異步電機和步進電機旋轉(zhuǎn)，以此給給整個系統(tǒng)提供動力。在工作的過程中霍爾式傳感器實時將當(dāng)前機頭所處在的位置信號傳送給模擬信號調(diào)理模塊，之后再傳送給STC12C5A60S2單片機。光電式接近傳感器檢測當(dāng)前機器工作狀態(tài)，將工作狀態(tài)信息傳送給主控制器模塊上的傳感器信號調(diào)理單元，之后STC12C5A60S2單片機讀取該信息來判斷當(dāng)前機器的工作狀態(tài)。電源模塊用來給主控制器模塊供電。大容量存儲器用來存儲嵌入式工控主板發(fā)來的花型數(shù)據(jù)包。工作時，STC12C5A60S2單片機實時讀取大容量存儲器中的花型數(shù)據(jù)包，以此來決定當(dāng)前機器工作的步驟。

本實用新型有益效果如下：

1.本實用新型采用嵌入式工控主板結(jié)合分布式單片機控制結(jié)構(gòu)，通信速度快、并可以處理復(fù)雜的花型文件。

2.為了準(zhǔn)確測量當(dāng)前機頭的所處的位置并進行選針器的動作，將采集到的霍爾式傳感器輸出的電壓信號經(jīng)過傳感器信號調(diào)理模塊之后，得到標(biāo)準(zhǔn)的方波信號。根據(jù)單位時間內(nèi)得到的方波個數(shù)來計算當(dāng)前機頭的運行速度。根據(jù)機頭運行速度做出選針器動作的提前量，以保證提花信息的準(zhǔn)確。該測量裝置及檢測方法具有良好的抗干擾能力，且成本低。

3.實現(xiàn)了USB花型輸入方式，改進了以往通過軟盤或EPROM的花型輸入方式，花型數(shù)據(jù)輸入更方便。同時將CAN總線應(yīng)用于電腦提花手套機控制系統(tǒng)中，負(fù)責(zé)可視化數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的通訊，實時性強，可靠性高，連線簡單。

4.為了實現(xiàn)對花型文件的解析處理，本實用新型采用基于WINCE5.0操作系統(tǒng)的嵌入式工控主板的硬件結(jié)構(gòu)，并用EVC4.0編程語言編寫上位機的監(jiān)控軟件，人機界面友好，控制流暢。EVC4.0軟件有強大的圖形處理能力，很好的對花型文件進行解析，并將花型數(shù)據(jù)和編織信息規(guī)整為標(biāo)準(zhǔn)的控制數(shù)據(jù)通過CAN總線驅(qū)動器發(fā)送給主控制器模塊。該方法很好的解決了處理發(fā)行數(shù)據(jù)的復(fù)雜性及主控制器編織動作的實時性，保證整個系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

本實用新型提出了一種基于嵌入式工控主板結(jié)合增強型單片機STC12C5A60S2和CPLD復(fù)雜可編程邏輯器件的提花機控制系統(tǒng)，對該控制系統(tǒng)的軟硬件分別進行設(shè)計。通過軟件技術(shù)實現(xiàn)了從花型文件的輸入、提取、存儲、傳輸?shù)纫幌盗泄δ?。本系統(tǒng)將計算機技術(shù)和傳統(tǒng)的提花工藝結(jié)合起來，較好的解決了傳統(tǒng)提花工藝中存在的問題。從而實現(xiàn)了紡織提花機的快速化和方便化。

附圖說明

圖1是本實用新型電腦提花手套機控制系統(tǒng)示意圖；

圖2是本實用新型主控制器模塊結(jié)構(gòu)圖；

圖3(a)和(b)是本實用新型霍爾式傳感器定位裝置示意圖；

圖4是本實用新型鍵盤模塊；

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型做進一步說明。

如圖1-3所示，一種電腦提花手套機控制裝置，基于CAN總線和分布式單片機控制結(jié)構(gòu)，包括嵌入式工控主板、三相交流異步電動機驅(qū)動模塊、鍵盤模塊、按鍵陣列、主控制器模塊、電磁鐵驅(qū)動模塊、霍爾式傳感器、光電式接近傳感器、電源模塊組成。

嵌入式工控主板上設(shè)置有CAN總線驅(qū)動模塊、MAX232數(shù)據(jù)通訊模塊、USB驅(qū)動模塊和液晶驅(qū)動模塊。CAN總線驅(qū)動模塊與主控制器模塊相連，以便于傳輸花型文件數(shù)據(jù)以及編織狀態(tài)的實時數(shù)據(jù)，MAX232數(shù)據(jù)通訊模塊與鍵盤模塊相連，用來與鍵盤進行數(shù)據(jù)通訊；USB驅(qū)動模塊與U盤相連，用來輸入或輸入滑行數(shù)據(jù)文件；液晶驅(qū)動模塊與8寸液晶屏相連，以便顯示編織過程的所有參數(shù)以及顯示花型文件信息；主控制器模塊與電磁鐵驅(qū)動模塊、三相交流異步電動機驅(qū)動模塊、霍爾式傳感器、光電式接近傳感器、電源模塊相連。

如圖1和2所示，主控制器模塊包括增強型STC12C5A60S2單片機、CPLD復(fù)雜可編程邏輯器件、CAN總線驅(qū)動器、大容量存儲器、晶振電路及高速光耦陣列。STC12C5A60S2單片機與CPLD復(fù)雜可編程邏輯器件、CAN總線驅(qū)動器、大容量存儲器、晶振電路相連。CPLD復(fù)雜可編程邏輯器件通過高速光耦陣列與電磁鐵驅(qū)動模塊上的地址譯碼芯片74HC259相連，CAN總線驅(qū)動器與嵌入式工控主板上的CAN總線驅(qū)動器相連。CPLD用來實時輸出開關(guān)量數(shù)據(jù)以及接收輸入的開關(guān)量數(shù)據(jù)，STC12C5A60S2單片機系統(tǒng)為控制系統(tǒng)的核心器件，編織的所有動作程序都存在該單片機系統(tǒng)中。CAN總線驅(qū)動器用來與嵌入式工控板進行數(shù)據(jù)通訊。晶振電路用來將霍爾傳感器傳遞來的脈沖信號進行整形，以便于得到精確地機頭位置。大容量存儲器用來存儲花型文件數(shù)據(jù)。

如圖1所示，主控制器模塊通過電磁鐵驅(qū)動模塊分別與動作電磁鐵組、選針電磁鐵組及凸輪箱電磁鐵組相連，用來控制相關(guān)部件的動作。同時主控模塊通過電機驅(qū)動模塊分別與三相交流異步電動機和步進電機相連。同時主控模塊與霍爾傳感器、光電式接近傳感器及電源模塊相連。

所述的三相交流異步電動機控制模塊內(nèi)設(shè)有系統(tǒng)電源電壓檢測單元、電機控制單元、電機故障輸出單元。電源電壓檢測單元和電機控制單元均通過光耦NEC2501芯片與臺達變頻器相連，臺達變頻器與三相交流異步電動機相連，臺達變頻器通過電機故障輸出單元與主控制器模塊相連。

如圖3(a)和(b)所示，所述的霍爾式傳感器包括傳感器探頭、傳感器信號調(diào)理單元、傳感器固定支架部分和定位齒條機構(gòu)。傳感器探頭包括左定位探頭(2)、零位探頭(3)、右定位探頭(4)，均通過螺栓固定在傳感器支架上。傳感器探頭與傳感器信號調(diào)理模塊相連，傳感器信號調(diào)理模塊與主控制器模塊相連。傳感器探頭安裝于定位齒條機構(gòu)的上方2mm處。左右方向的判斷，定位判斷及清零位探頭；定位齒條機構(gòu)包括傳感器固定板(1)、探頭固定板(5)、探頭定位螺栓(6)、定位齒條(7)、傳感器板固定螺栓(8)、零位凸頭(9)，傳感器固定板(1)通過傳感器板固定螺栓(8)與探頭固定板(5)相連。左定位探頭(2)和右定位探頭(4)通過探頭固定螺栓(6)與探頭固定板(5)相連。當(dāng)傳感器固定板(1)在定位齒條(7)上向左或者是向右移動時，左定位探頭(2)和右定位探頭(4)分別向主控制板模塊發(fā)送脈沖信號來表示當(dāng)前傳感器固定板(1)所處在的位置。當(dāng)傳感器固定板(1)向右運動到零位時，零位探頭(3)與零位凸頭(9)接近，此時零位探頭(3)向主控制器模塊發(fā)出復(fù)位脈沖信號，用來表示當(dāng)前機器處在復(fù)位狀態(tài)。

如圖4所示，鍵盤模塊包括STC89C51單片機、電源電路、晶振電路、MAX232芯片、CH451鍵盤芯片、DS18B20溫度傳感器芯片、蜂鳴器電路、按鍵陣列。STC89C51單片機與電源電路、晶振電路、MAX232數(shù)據(jù)通訊模塊、CH451鍵盤芯片及DS18B20溫度傳感器芯片相連并控制。MAX232數(shù)據(jù)通訊模塊與嵌入式工控主板上的MAX232數(shù)據(jù)通訊模塊連接，用來進行數(shù)據(jù)通信。CH451鍵盤芯片與按鍵陣列相連。當(dāng)按下按鍵的時候，CH451芯片識別到該按鍵值便發(fā)送給STC89C51單片機，以便于按鍵的識別。

本實用新型工作過程如下：

本實用新型首次通電工作時，操作員通過按鍵陣列輸入相關(guān)工作參數(shù)，鍵盤模塊將按鍵的信息發(fā)送給嵌入式工控主板，嵌入式工控主板通過LCD驅(qū)動模塊將設(shè)置的參數(shù)和工作參數(shù)顯示在8寸液晶屏上便于操作員查看整個系統(tǒng)的工作狀況。嵌入式工控主板再將參數(shù)信息和操作指令通過CAN總線驅(qū)動器發(fā)送給主控制器模塊。之后，主控制器模塊對發(fā)來的指令信息進行執(zhí)行動作。主控制器模塊根據(jù)接受來的指令驅(qū)動電磁鐵驅(qū)動模塊，然后電磁鐵驅(qū)動模塊再驅(qū)動動作電磁鐵組、選針電磁鐵組以及凸輪箱電磁鐵組。同時主控制器模塊驅(qū)動電機驅(qū)動模塊，然后電機驅(qū)動模塊驅(qū)動三相交流異步電機和步進電機旋轉(zhuǎn)，以此給給整個系統(tǒng)提供動力。在工作的過程中霍爾式傳感器實時將當(dāng)前機頭所處在的位置信號傳送給模擬信號調(diào)理模塊，之后再傳送給STC12C5A60S2單片機。光電式接近傳感器檢測當(dāng)前機器工作狀態(tài)，將工作狀態(tài)信息傳送給主控制器模塊上的傳感器信號調(diào)理單元，之后STC12C5A60S2單片機讀取該信息來判斷當(dāng)前機器的工作狀態(tài)。電源模塊用來給主控制器模塊供電。大容量存儲器用來存儲嵌入式工控主板發(fā)來的花型數(shù)據(jù)包。工作時，STC12C5A60S2單片機實時讀取大容量存儲器中的花型數(shù)據(jù)包，以此來決定當(dāng)前機器工作的步驟。