一种缝纫机控制系统及控制方法与流程

本发明涉及缝纫机，尤其涉及一种缝纫机控制系统及控制方法。

背景技术：

1、目前，主流模板机的电控系统普遍采用单微控制单元（mcu）集中控制架构，整机所有控制任务全部交由单一主控芯片处理，设备实际缝制生产过程中需要同步完成x轴和y轴步进插补运算、主轴电机变频调速 、剪线和压脚辅助电极时序管控、多路电磁阀驱动、全点位传感器信号采集、人机界面数据交互等数十项并行任务。随着纺织行业缝纫工艺复杂化、高速化升级，单mcu算力资源瓶颈凸显，多任务并发运行时极易出现资源抢占、指令运算延迟、动作时序错乱等问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种缝纫机控制系统及控制方法，以解决目前缝纫机电控系统单一主控芯片算力不足的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种缝纫机控制系统，其中，缝纫机包括x轴步进电机、y轴步进电机、第一辅助电机、第二辅助电机、剪线电机和压脚电机；缝纫机控制系统包括：主控制模块、第一从控制模块、第二从控制模块、第三从控制模块、第一电机控制模块、第二电机控制模块、第三电机控制模块、第四电机控制模块、第五电机控制模块、第六电机控制模块；

3、主控制模块分别与第一从控制模块、第二从控制模块、第三从控制模块连接；第一从控制模块与第一电机控制模块、第二电机控制模块连接，第一电机控制模块与剪线电机连接，第二电机控制模块与压脚电机连接；第二从控制模块与第三电机控制模块、第四电机控制模块连接，第三电机控制模块与x轴步进电机连接，第四电机控制模块与y轴步进电机连接；第三从控制模块与第五电机控制模块、第六电机控制模块连接，第五电机控制模块与第一辅助电机连接，第六电机控制模块与第二辅助电机连接；

4、第一从控制模块、第二从控制模块、第三从控制模块分别接收主控制模块发送的第一控制信号、第二控制信号和第三控制信号；第一从控制模块用于根据第一控制信号控制剪线电机和压脚电机工作；第二从控制模块用于根据第二控制信号控制x轴步进电机和y轴步进电机工作；第三从控制模块用于根据第三控制信号控制第一辅助电机和第二辅助电机工作。

5、可选地，缝纫机还包括主轴电机；缝纫机控制系统还包括主轴电机控制模块；

6、第一从控制模块与主轴电机控制模块连接，主轴电机控制模块与主轴电机连接；

7、第一从控制模块接收主控制模块发送的第四控制信号；第一从控制模块用于根据第四控制信号生成第四驱动信号至主轴电机控制模块；主轴电机控制模块用于根据第四驱动信号控制主轴电机工作。

8、可选地，缝纫机还包括主轴电机；缝纫机控制系统还包括滤波整流模块、第一反激电源模块和第二反激电源模块；

9、滤波整流模块的输入端接入市电交流电压，第一反激电源模块的输入端和第二反激电源模块的输入端与滤波整流模块的输出端连接；滤波整流模块的输出端与主轴电机连接，第一反激电源模块的输出端与x轴步进电机、y轴步进电机、第一辅助电机、第二辅助电机、剪线电机和压脚电机中的任意三个连接，第二反激电源模块的输出端与x轴步进电机、y轴步进电机、第一辅助电机、第二辅助电机、剪线电机和压脚电机中的剩余的三个连接；

10、滤波整流模块用于将市电交流电压转换为第一直流电压，并输出第一直流电压至主轴电机，为主轴电机供电；第一反激电源模块用于将第一直流电压转换为第二直流电压，并输出第二直流电压至x轴步进电机、y轴步进电机、第一辅助电机、第二辅助电机、剪线电机和压脚电机中的任意三个，为x轴步进电机、y轴步进电机、第一辅助电机、第二辅助电机、剪线电机和压脚电机中的任意三个供电；第二反激电源模块用于将第一直流电压转换为第三直流电压，并输出第三直流电压至x轴步进电机、y轴步进电机、第一辅助电机、第二辅助电机、剪线电机和压脚电机中的剩余的三个，为x轴步进电机、y轴步进电机、第一辅助电机、第二辅助电机、剪线电机和压脚电机中的剩余的三个供电。

11、可选地，缝纫机控制系统还包括主轴电机控制模块；缝纫机控制系统还包括辅助反激电源模块；

12、辅助反激电源模块的输入端与滤波整流模块的输出端连接，辅助反激电源模块的输出端与主控制模块、第一从控制模块、第二从控制模块、第三从控制模块、第一电机控制模块、第二电机控制模块、第三电机控制模块、第四电机控制模块、第五电机控制模块、第六电机控制模块以及主轴电机控制模块连接；

13、辅助反激电源模块用于将第一直流电压转换为第四直流电压，并输出第四直流电压至主控制模块、第一从控制模块、第二从控制模块、第三从控制模块、第一电机控制模块、第二电机控制模块、第三电机控制模块、第四电机控制模块、第五电机控制模块、第六电机控制模块以及主轴电机控制模块。

14、可选地，缝纫机还包括电磁铁和气阀；缝纫机控制系统还包括信号指令采集模块、电磁铁控制模块和气阀控制模块；

15、信号指令采集模块、电磁铁控制模块和气阀控制模块均与主控制模块连接，电磁铁控制模块还与电磁铁连接，气阀控制模块还与气阀连接；

16、信号指令采集模块用于传输外部操作信号至主控制模块；主控制模块用于根据外部操作信号生成第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号；

17、主控制模块还用于根据外部操作信号生成电磁铁驱动信号和气阀驱动信号；电磁铁控制模块用于根据电磁铁驱动信号控制电磁铁动作；气阀控制模块用于根据气阀驱动信号控制气阀动作。

18、可选地，主控制模块还用于外接显示屏；用于向显示屏输出缝纫数据及设备状态信息，并接收用户在显示屏上输入的交互指令。

19、可选地，电磁铁控制模块包括第一开关单元，第一开关单元串联连接在预设直流母线和电磁铁之间，第一开关单元的控制端与主控制模块连接；主控制模块用于控制第一开关单元的导通或关断，从而控制电磁铁在吸合状态与放开状态之间切换；或者，电磁铁控制模块包括电磁铁驱动芯片，电磁铁驱动芯片与主控制模块以及电磁铁连接；主控制模块用于输出电磁铁驱动信号至电磁铁驱动芯片，电磁铁驱动芯片用于根据电磁铁驱动信号控制电磁铁在吸合状态与放开状态之间切换；

20、气阀控制模块包括第二开关单元和气阀驱动芯片；气阀驱动芯片的输入端与主控制模块连接，气阀驱动芯片的输出端与第二开关单元的控制端连接，第二开关单元串联连接在气阀的供电回路中，主控制模块用于输出气阀驱动信号至气阀驱动芯片，气阀驱动芯片用于根据气阀驱动信号控制第二开关单元的导通或关断，以驱动气阀在打开状态与关闭状态之间切换。

21、可选地，主控制模块分别与第一从控制模块、第二从控制模块、第三从控制模块通过can总线通信连接。

22、第二方面，本发明提供了一种缝纫机控制方法，其中，缝纫机控制方法采用缝纫机控制系统执行；缝纫机控制系统包括：主控制模块、第一从控制模块、第二从控制模块、第三从控制模块、第一电机控制模块、第二电机控制模块、第三电机控制模块、第四电机控制模块、第五电机控制模块、第六电机控制模块；主控制模块分别与第一从控制模块、第二从控制模块、第三从控制模块连接；第一从控制模块与第一电机控制模块、第二电机控制模块连接，第一电机控制模块与剪线电机连接，第二电机控制模块与压脚电机连接；第二从控制模块与第三电机控制模块、第四电机控制模块连接，第三电机控制模块与x轴步进电机连接，第四电机控制模块与y轴步进电机连接；第三从控制模块与第五电机控制模块、第六电机控制模块连接，第五电机控制模块与第一辅助电机连接，第六电机控制模块与第二辅助电机连接；

23、缝纫机控制方法包括：

24、主控制模块向第一从控制模块、第二从控制模块、第三从控制模块分别发送第一控制信号、第二控制信号和第三控制信号；

25、第一从控制模块根据第一控制信号控制剪线电机和压脚电机工作；第二从控制模块根据第二控制信号控制x轴步进电机和y轴步进电机工作；第三从控制模块根据第三控制信号控制第一辅助电机和第二辅助电机工作。

26、可选地，缝纫机控制系统还包括主轴电机控制模块；第一从控制模块与主轴电机控制模块连接，主轴电机控制模块与主轴电机连接；

27、主控制模块向第一从控制模块、第二从控制模块、第三从控制模块分别发送第一控制信号、第二控制信号和第三控制信号，以及第一从控制模块根据第一控制信号控制剪线电机和压脚电机工作；第二从控制模块根据第二控制信号控制x轴步进电机和y轴步进电机工作；包括：

28、在缝纫机处于空送模式时，主控制模块向第二从控制模块发送位移指令，第二从控制模块根据位移指令驱动x轴步进电机和y轴步进电机执行空走位移；

29、在缝纫机处于缝制模式时，主控制模块向第一从控制模块发送主轴速度指令及压脚随动指令，以使第一从控制模块驱动主轴电机运行并控制压脚电机执行随动压布；同时，主控制模块实时获取主轴电机的运行角度，当运行角度达到预设动框角度时，向第二从控制模块发送动框指令，以驱动x轴步进电机和y轴步进电机执行同步送布动作；

30、在缝纫机处于剪线模式时，主控制模块向第一从控制模块发送剪线速度指令，并根据预设的剪线模式，选择通过第一从控制模块驱动剪线电机执行切线动作。

31、本发明实施例设置多控制模块进行任务拆分，从根源上解决单主控芯片多任务拥堵卡顿问题，各控制模块硬件资源专属固定功能，高速缝纫多机构同步动作时无运算延迟，缝纫轨迹精准稳定，大幅降低跳线、断线不良率，提升成品良品率。

32、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。