一種人造毛皮機提花控制系統(tǒng)及控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種人造毛皮機提花控制系統(tǒng)及控制方法，屬于針織機械數(shù)控技術領域。
【背景技術】
[0002]人造毛皮機主要應用于玩具、服裝、裝飾等方面，其控制主要由計算機花型準備系統(tǒng)和實時控制系統(tǒng)兩部分組成。
[0003]然而，普通的人造毛皮機控制系統(tǒng)的性能較差，花型存儲空間小，更換花型速度慢，編織速度較低，產(chǎn)品研發(fā)周期長，且毛皮編織質量不能滿足市場需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服已有人造毛皮機控制系統(tǒng)更換花型速度慢，產(chǎn)品研發(fā)周期長，編織速度較低，導致毛皮編織的質量較差，本發(fā)明提供一種花型讀取速度快，能夠縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，且提高毛皮生產(chǎn)質量，并保證系統(tǒng)生產(chǎn)的可靠性的一種人造毛皮機提花控制系統(tǒng)。
[0005]為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是:
一種人造毛皮機提花控制系統(tǒng)，包括人機交互單元、實時控制單元和機構執(zhí)行單元；其中所述的人機交互單元與實時控制單元通過并行總線相連；所述的實時控制單元與機構執(zhí)行單元相連，所述的機構執(zhí)行單元包括步進電機、選針器、氣閥和傳感器信號檢測器；其中所述的步進電機和選針器分別采用CAN總線與實時控制單元相連；所述的氣閥和傳感器信號檢測器分別采用RS485總線與實時控制單元相連。
[0006]所述人機交互單元包括ARM Cortex_A8控制器，液晶顯示屏、觸摸屏、eMMC存儲芯片、DDR存儲、USB接口、以太網(wǎng)接口、并行總線接口以及花型解析器；所述的ARM Cortex_A8控制器分別通過線路與液晶顯示屏、觸摸屏、eMMC存儲芯片、DDR存儲、USB接口、以太網(wǎng)接口、并行總線接口及花型解析器相連；所述的ARM Cortex-A8控制器通過并行總線與實時控制單元相連。
[0007]所述實時控制單元包括現(xiàn)場可編程門陣列控制器、ARM控制器、Flash花型存儲器、伺服驅動控制電路、編碼器和零位傳感器；所述的現(xiàn)場可編程門陣列控制器通過并行總線與ARM Cortex-AS控制器相連，所述的現(xiàn)場可編程門陣列控制器通過線路與ARM控制器相連，所述的ARM控制器分別通過線路與Flash花型存儲器、伺服驅動控制電路、編碼器和零位傳感器相連；所述的ARM控制器通過線路與機構執(zhí)行單元相連。
[0008]所述機構執(zhí)行單元包括選針器、步進電機、氣閥、傳感器信號檢測器；其中所述選針器通過CAN總線與ARM控制器相連；所述步進電機通過CAN總線與ARM控制器相連，所述步進電機與梳理頭相連，所述的梳理頭上設有斷條檢測裝置；所述的氣閥、傳感器信號檢測器分別通過RS485總線與ARM控制器相連。
[0009]所述選針器共有18路，并通過一路CAN總線與ARM控制器相連；所述步進電機有18個，由5個控制電路控制，其中前4個控制電路中每個電路有4個步進電機，第5個控制電路只有2個步進電機，并均配置控制器，并通過一路CAN總線與ARM控制器相連。
[0010]一種人造毛皮機提花控制方法，包括如下步驟:
1)將已存儲入U盤內(nèi)的客戶需求數(shù)據(jù)通過人機交互單元內(nèi)的USB接口導入花型文件，并通過ARM Cortex-A8控制器將花型文件存儲到容量為32G的e M M C存儲芯片內(nèi)，然后按照需求通過ARM Cortex-AS控制器讀取相應的花型文件，通過花型解析器將花型文件轉化為對應編織動作信息和選針信息，所述的編織動作信息包括機械動作、步進電機速度及角度、是否對梳理頭喂毛的工藝信息；所述的選針信息包括決定選針器是否出針勾取對應的毛條信息；上述這些信息通過現(xiàn)場可編程門陣列控制器進行數(shù)據(jù)交換，存儲在實時控制單元上ARM控制器控制的Flash花型存儲器中；
2)通過CAN總線通信，實現(xiàn)控制單元的ARM控制器將和步進電機有關的動作信息傳輸給步進電機，由18個步進電機帶動18個梳理頭進行相應的喂毛動作，同時在執(zhí)行喂毛動作前，首先通過斷條檢測裝置檢測送入梳理頭的毛條是否發(fā)生斷裂，可以及時地向實時控制單元的ARM控制器發(fā)送報警并及時停機，保證毛皮濃密的一致性提高毛皮質量；
3)通過RS485總線通訊，實時控制單元的ARM控制器將氣閥動作信息傳遞給氣閥，執(zhí)行相應的氣閥動作；
4)通過CAN總線通訊，實時控制單元的ARM控制器將選針信息傳遞給選針器的18路選針器，勾取與其對應梳理頭梳理后傳送出來的毛條。
[0011]5)所述實時控制單元的ARM控制器還執(zhí)行系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控。當傳感器信號檢測器檢測到斷紗，漏針，斷油等異常信號時，通過RS485總線送到實時控制單元的ARM控制器，ARM控制器進行停機報警處理。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的人造毛皮機提花控制系統(tǒng)采用三層分布式架構，包括了人機交互單元、實時控制單元和機構執(zhí)行單元，其實現(xiàn)了高速、精確的控制編織，提高了系統(tǒng)的生產(chǎn)效率。人機交互單元采用了一種基于eMMC的內(nèi)嵌式存儲方案，解決了控制系統(tǒng)內(nèi)部存儲空間不足的問題，其高達200MB/S的讀取速度極大地提高控制系統(tǒng)的實時性，統(tǒng)一的標準接口使得生產(chǎn)廠商可以無需考慮芯片的換代和廠商的品牌，大大地加快了新產(chǎn)品的開發(fā)，縮短了研發(fā)周期。采用雙口 RAM技術的FPGA可以實現(xiàn)花型文件傳輸?shù)耐瑫r讀寫，提高數(shù)據(jù)傳輸效率。采用RS485和CAN總線的方式連接各個執(zhí)行器，使得毛皮機的布線得到簡化，將各種傳感器信號集合到一塊電路板上使用總線方式與實時控制單元進行通訊，可以使實時控制單元更快地處理工藝動作信息，協(xié)調處理每一時刻的梳理頭喂毛和選針器選針的控制數(shù)據(jù)，大大提高了本發(fā)明人造毛皮機控制系統(tǒng)的實時性、可靠性，編織出質量更高的毛皮產(chǎn)品。
[0013]
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明人造毛皮機提花控制系統(tǒng)的原理框圖。(修改圖中傳感器報警信號檢測改為傳感器報警信號檢測器；以太網(wǎng)改為以太網(wǎng)接口，然后增加標號20、21、22)。
【具體實施方式】
[0015]實施例1 本實施例的一種人造毛皮機提花控制系統(tǒng)，如圖1所示，包括人機交互單元1、實時控制單元2和機構執(zhí)行單元3，其中所述的人機交互單元I與實時控制單元2通過并行總線相連，進行數(shù)據(jù)交換；所述的實時控制單元2與機構執(zhí)行單元3相連，所述的機構執(zhí)行單元3包括步進電機6、選針器7、氣閥5和傳感器信號檢測器4 ;其中所述的步進電機6和選針器7分別采用CAN總線與實時控制單元2相連，進行通訊，所述的氣閥5和傳感器信號檢測器4分別采用RS485總線與實時控制單元2相連，進行通訊。
[0016]所述人機交互單元I包括ARM Cortex-A8控制器20，(ARM Cortex_A8控制器使用的芯片型號是AM3354，采用Linux系統(tǒng))，液晶顯示屏13、觸摸屏14、eMMC存儲芯片15、DDR存儲16、USB接口 17、以太網(wǎng)接口 18、并行總線接口以及花型解析器；所述的ARM Cortex_A8控制器20分別通過線路與液晶顯示屏13、觸摸屏14、eMMC存儲芯片15、DDR存儲16、USB接口 17、以太網(wǎng)接口 18、并行總線接口以及花型解析器相連；所述的ARM Cortex-A8控制器20通過并行總線與實時控制單元2相連。所述的人機交互單元I主要為操作者提供友好的人機交互界面，還用來顯示人造毛皮機提花控制系統(tǒng)的狀態(tài)信息，花型文件的存儲和解析、系統(tǒng)控制參數(shù)的編輯、并行總線的通訊等。所述人機交互單元I通過以太網(wǎng)接口 18對生產(chǎn)車間內(nèi)的眾多機器進行集散控制。
[0017]所述實時控制單元2采用多芯片控制的方法，包括現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)控制器12、ARM控制器21，(ARM控制器使用的芯片型號是STM32F205ZET6)、Flash花型存儲器8、伺服驅動控制電路9、用于反饋電機運行狀態(tài)的編碼器10和零位傳感器11 ;所述的現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)控制器12通過并行總線與ARM Cortex-AS控制器20相連，所述的現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)控制器12通過線路與ARM控制器21相連，所述的ARM控制器21通過線路與Flash花型存儲器8、伺服驅動控制電路9、編碼器10和零位傳感器11相連；所述的ARM控制器21通過線路與機構執(zhí)行單元3相連。利用現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)控制器12和ARM控制器21來處理并行總線傳遞下來的工藝信息，其中并行總線接口與現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)控制器12的存儲器結合，以實現(xiàn)人機交互單元I和實時控制單元2的同步讀寫操作，即實現(xiàn)雙口 RAM技術。
[0018]所述機構執(zhí)行單元3包括選針器7、步進電機6、氣閥5、傳感器信號檢測器4;其中所述選針器?共有18路，并通過一路CAN總線與ARM控制器21相連，由實時控制器ARM控制器21進行選針動作控制；所述步進電機6有18個，由5個控制電路控制，其中前4個控制電路中每個電路有4個步進電機6，第5個控制電路只有2個步進電機6，并均配置控制器，并通過一路CAN總線與ARM控制器21相連，由實時控制器進行步進電機6控制，所述的每個步進電機6與一個梳理頭22相連，從而帶動梳理頭22工作，每個梳理頭22上均設有斷條檢測裝置19 ;所述的氣閥5、傳感器