電腦縫紉機的“芯”——電控系統之技術
現在開始多談機電一體化縫紉機了,它能夠完成機械縫紉機無法完成的功能,比如縫紉機中的自動停針位、自動剪線、自動撥線、自動計數、自動加固縫等功能,繡花中的自動縫繡、自動換色線、慢速啟動、鏡像變換、花樣縮放、花樣旋轉等功能;先進的機電一體化縫紉機可以根據縫制過程中條件的變化,再檢測和反饋后自動進行設定的縫制工作,實現激光或紅外衣片定位、自動縫邊、厚薄縫料縫線張力自動調整、自動變速、自動變轉矩、自動補針、人機對話用戶編程、縫紉過程實時跟蹤等等;它還可以在一臺機電一體化縫紉機上完成若干臺機械式縫紉機才能完成的工作;它能夠在電腦控制環境下,省下原來需要由機械機構實施控制的許多零部件;它的自動化程度高,可以大大減少工人操作。
人們已經開始越發深入地了解和認識機電一體化縫紉機,它的刺布、挑線、勾線、送料等執行部件仍沿用原機械機構,而控制方面則采用電子或微電腦系統。電子和微電腦系統的一般的區分是:含有編程和CPU處理的控制系統稱為微機控制或電腦控制系統,無編程和CPU處理的稱為電子控制系統,其中電子控制技術較為簡單。從控制內容的廣度來區分又可分為單機電腦控制和縫制單元(縫紉組合)電腦控制兩大類,后者智能化、自動化程度更高。
1 電控系統構成
控制系統是帶電控裝置縫紉機的關鍵部位。它一般由控制主體、控制客體以及傳感部位等組成,具體包括控制箱(控制器、驅動器)、電機和電磁鐵、傳感器以及一些輔助元件。這些部分與縫紉機機械部件的配合、連動促成了縫紉機的自動化作業。如同強勁計算機的“芯”一樣,縫紉機電控系統開發商們通過不斷地努力強勁縫紉機的“芯”,增強機械的自動化能力。電控系統的控制部分主要控制電機、電磁鐵等兩個部件的驅動運行。
首先來看控制器,其作用在于控制縫紉機完成不同的線跡。它的功能隨縫紉機的種類不同而不同,主要分為兩類:一類控制單臺電機即主驅動電機的運動,借助電磁鐵完成其它的輔助功能,如撥線、剪線、松線、前后加固、抬壓腳,對應的縫紉機有單針、雙針平縫機,包縫機,繃縫機;另一類控制多臺電機的協調動作,如繡花機、套結機、釘扣機、鎖眼機、花樣機,還有控制針桿擺動的曲折縫縫紉機,等等。各類控制器的硬件主要由操作者輸入參數的旋鈕、按鍵,顯示工作參數的數碼管、液晶顯示器,對操作命令、傳感器信號、執行機構(電機、電磁鐵)進行運算、判斷、控制的微控制器組成,硬件通用性強;控制器的軟件則隨不同的縫紉機而異。
然后再看驅動器,它是電控系統的核心,其硬件由功率電子器件和集成電路等構成。它將控制信號轉變成執行機構的驅動信號,起著橋梁作用。驅動器在整個控制環節中,正好處于“主控制箱-驅動器-馬達”的中間環節,主要任務是接收來自主控制箱的信號,然后對信號進行處理再轉移至馬達以及和馬達有關的感應器,并且將馬達的工作情況反饋至主控制箱。驅動器的功能是接收電動機的啟動、停止、制動信號,以控制電動機的啟動、停止和制動;接收位置傳感器信號和正反轉信號,用來控制逆變橋各功率管的通斷,產生連續轉矩;接收速度指令和速度反饋信號,用來控制和調整轉速;提供保護和顯示等。
驅動器的軟件則取決于不同種類的電機。與控制器類似,驅動器的硬件具有可移植性,相同功率的不同種類的電機可兼用。用于帶電控裝置縫紉機的馬達(電機)主要有電子馬達、調頻馬達(變頻馬達)、直流無刷電機和永磁同步伺服電機等等。
此外,電磁鐵作為執行元件可以完成縫紉機的輔助功能,其功能參數、響應過程對剪線速度、前后加固速度及線跡的美觀至關重要。
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