專利名稱：壓電賈卡梳控制驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及紡織機(jī)械領(lǐng)域，更具體的涉及一種賈卡經(jīng)編機(jī)或鉤編機(jī)的壓電賈卡梳控制驅(qū)動系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
壓電式賈卡經(jīng)編機(jī)或者壓電式賈卡鉤編機(jī)是一種利用壓電賈卡梳進(jìn)行提花的紡織機(jī)械，一般由多個壓電陶瓷賈卡針組合構(gòu)成一個賈卡梳。每個壓電陶瓷賈卡針的兩面各貼有壓電陶瓷片，壓電陶瓷片之間有玻璃纖維層或金屬片隔離，當(dāng)給兩側(cè)的壓電陶瓷的電極加上計算機(jī)程序控制的正負(fù)電壓信號后，壓電陶瓷會彎曲變形，從而使得賈卡針向左或者向右偏移，并可保持這種偏移，如此即可完成經(jīng)編機(jī)或鉤編機(jī)的提花工作。壓電式陶瓷賈卡針具有功耗小、噪音小、無電磁干擾、工作頻率高、低熱量釋放等優(yōu)點(diǎn)。為了精確編織任意復(fù)雜花型的織物，賈卡針的偏移量要求非常精確，因此對控制賈卡針的偏移量的控制精度不夠高的設(shè)備來說，要精確編織任意復(fù)雜花型的織物有很大的難度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種使用時可以使得賈卡經(jīng)編機(jī)或賈卡鉤編機(jī)能精確編織任意復(fù)雜花型的織物的壓電賈卡梳控制驅(qū)動系統(tǒng)，該系統(tǒng)性能穩(wěn)定、操作方便，能夠精確、穩(wěn)定地驅(qū)動壓電陶瓷賈卡針的偏移。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是提供一種壓電賈卡梳控制驅(qū)動系統(tǒng)，包括工控機(jī)、 控制盒、1至32個驅(qū)動箱、總線終結(jié)器以及4個主軸感應(yīng)器。工控機(jī)為一臺內(nèi)設(shè)相應(yīng)的賈卡梳控制驅(qū)動軟件的普通工業(yè)控制計算機(jī)，設(shè)有能與控制盒進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊的數(shù)據(jù)通訊接口?？刂坪械暮诵钠骷橐粋€可編程控制器PLC，控制盒設(shè)有RS-422雙通道標(biāo)準(zhǔn)串行通訊數(shù)據(jù)總線接口、能與工控機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊的數(shù)據(jù)通訊接口以及數(shù)量與主軸感應(yīng)器的數(shù)量相同的傳感信號輸入端口。工控機(jī)的數(shù)據(jù)通訊接口與控制盒的數(shù)據(jù)通訊接口電連接。各主軸感應(yīng)器均設(shè)有傳感信號輸出端口，各主軸感應(yīng)器的傳感信號輸出端口使用時與控制盒的相應(yīng)一個傳感信號輸入端口電連接。每個驅(qū)動箱均包括機(jī)箱、母板、中繼板和1至12塊驅(qū)動板。中繼板設(shè)有第一 RS-422 接口、第二 RS-422接口以及串行數(shù)據(jù)總線接口。每塊驅(qū)動板設(shè)有串行數(shù)據(jù)總線接口。母板是一塊印制電路板，固定設(shè)置在機(jī)箱的箱體內(nèi)。中繼板和各驅(qū)動板均通過其各自的串行數(shù)據(jù)總線接口以接插的方式安裝在母板上，且中繼板的串行數(shù)據(jù)總線接口與各驅(qū)動板的串行數(shù)據(jù)總線接口電連接，每塊驅(qū)動板設(shè)有使用時與壓電賈卡梳電連接的輸出驅(qū)動端。當(dāng)驅(qū)動箱為一個時，該驅(qū)動箱的中繼板通過其第一 RS-422接口與控制盒的 RS-422雙通道標(biāo)準(zhǔn)串行通訊數(shù)據(jù)總線接口電連接，該驅(qū)動箱的中繼板通過其第二 RS-422 接口與總線終結(jié)器電連接。
當(dāng)驅(qū)動箱為依次設(shè)置的2至32個時，第一臺驅(qū)動箱的中繼板通過其第一 RS-422 接口與控制盒的RS-422雙通道標(biāo)準(zhǔn)串行通訊數(shù)據(jù)總線接口電連接，其他所有驅(qū)動箱的中繼板的第一 RS-422接口與前一驅(qū)動箱的中繼板的第二 RS-422接口電連接，最后一臺驅(qū)動箱的中繼板的第二 RS-422接口與總線終結(jié)器電連接。上述各驅(qū)動箱的中繼板是在一塊印制電路板上安裝有包括雙MCU處理器在內(nèi)的電子元器件的部件，上述的雙MCU處理器分為主處理器及從處理器，主處理器和從處理器之間通過高速并行數(shù)據(jù)總線相連。中繼板還包括FLASH提花數(shù)據(jù)存儲器、RAM外部數(shù)據(jù)存儲器、差分-單端轉(zhuǎn)換器、單端-差分轉(zhuǎn)換器以及相應(yīng)的各類數(shù)據(jù)控制總線，主處理器分別與從處理器、FLASH提花數(shù)據(jù)存儲器、RAM外部數(shù)據(jù)存儲器、差分_單端轉(zhuǎn)換器、單端_差分轉(zhuǎn)換器電連接，從處理器分別與差分-單端轉(zhuǎn)換器、單端-差分轉(zhuǎn)換器、串行數(shù)據(jù)總線接口電連接。第一 RS-422接口與差分-單端轉(zhuǎn)換器電連接，第二 RS-422接口與單端-差分轉(zhuǎn)換器電連接。中繼板的FLASH提花數(shù)據(jù)存儲器的容量為8兆字節(jié)至256兆字節(jié)。中繼板的RAM 外部數(shù)據(jù)存儲器的容量為64K字節(jié)。中繼板還設(shè)有連接在主處理器與串行數(shù)據(jù)總線接口之間的相應(yīng)數(shù)量的旁路電子開關(guān)。中繼板還設(shè)有一個指示燈和一個蜂鳴器，指示燈和蜂鳴器的各自的供電電路的控制端與中繼板的主處理器的相應(yīng)的端口相連接。驅(qū)動板是在一塊印制電路板上安裝有包括中央處理器在內(nèi)的電子元器件的部件。 驅(qū)動板具有設(shè)置在前級電路與后級電路之間的低壓信號轉(zhuǎn)高壓信號的器件。每塊驅(qū)動板使用時與壓電賈卡梳電連接的輸出驅(qū)動端有2組端口，從而使用時能與2把壓電陶瓷賈卡梳的正負(fù)電極相連接。上述驅(qū)動板的前級電路與后級電路之間的低壓信號轉(zhuǎn)高壓信號的器件是采用光隔離的方式進(jìn)行信號電壓和驅(qū)動電壓之間轉(zhuǎn)換的器件。上述驅(qū)動板上還安裝有RS-232串行通訊接口的標(biāo)準(zhǔn)接插件，該RS-232串行通訊接口的標(biāo)準(zhǔn)接插件與驅(qū)動板的中央處理器的串行端口電連接。各個驅(qū)動箱的電源系統(tǒng)為帶有輸入過壓保護(hù)、輸入欠壓保護(hù)、輸入過流保護(hù)，輸出過壓保護(hù)、輸出欠壓保護(hù)和輸出過流保護(hù)功能的電源電路。上述工控機(jī)的數(shù)據(jù)通訊接口為USB接口或RS-232C串行接口。控制盒的能與工控機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊的數(shù)據(jù)通訊接口與工控機(jī)的數(shù)據(jù)通訊接口一 致，且兩者由相同的數(shù)據(jù)通訊接口電連接。各個主軸感應(yīng)器均為工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中常用的接近開關(guān)。
本發(fā)明具有積極的效果(1)本發(fā)明的壓電賈卡梳控制驅(qū)動系統(tǒng)可支持最多32臺驅(qū)動箱的級聯(lián)，每臺驅(qū)動箱可驅(qū)動M把16針的賈卡梳，系統(tǒng)最多可組成32 X24 X 16 = 12288針的提花系統(tǒng)；每臺驅(qū)動箱內(nèi)的中繼板(實(shí)際起到直接控制賈卡針的作用)負(fù)責(zé)存儲其所在驅(qū)動箱的M把賈卡梳的提花數(shù)據(jù)，每個中繼板的數(shù)據(jù)存儲容量為8至256M，最多可以存儲80000行的提花數(shù)據(jù)。整個系統(tǒng)的設(shè)計可以滿足12觀8 (幅寬)X 80000 (幅高)的整幅面提花數(shù)據(jù)，可以滿足目前市場流行的各種針織提花系統(tǒng)的提花要求。(2)本發(fā)明的壓電賈卡梳控制驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動控制由于實(shí)現(xiàn)了以驅(qū)動箱為單位的同步驅(qū)動，使系統(tǒng)的速度不再受限于被控對象，同步指令使級聯(lián)在系統(tǒng)中的所有驅(qū)動箱內(nèi)的中繼板幾乎同時進(jìn)行其控制范圍內(nèi)的12塊驅(qū)動板的數(shù)據(jù)傳輸，使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了類似于“流水線”的操作方式，每個驅(qū)動箱成為一條“流水線”，負(fù)責(zé)M把賈卡梳的驅(qū)動。系統(tǒng)的運(yùn)行速度由于采用了分布式同步并列驅(qū)動模式，一個機(jī)箱的驅(qū)動速度就相當(dāng)于是整個系統(tǒng)的驅(qū)動速度，系統(tǒng)設(shè)計的運(yùn)行速度> 2000轉(zhuǎn)/分，完全可以滿足現(xiàn)有提花系統(tǒng)的要求。(3)本發(fā)明的壓電賈卡梳控制驅(qū)動系統(tǒng)采用了單主多從準(zhǔn)雙向增強(qiáng)型RS-422串行通訊總線進(jìn)行提花數(shù)據(jù)的下載，以確保方便、快捷、準(zhǔn)確地將工控機(jī)上的完整提花數(shù)據(jù)包以及提花數(shù)據(jù)相關(guān)的結(jié)構(gòu)屬性下載到系統(tǒng)中每一臺驅(qū)動箱(中繼板)上。(4)本發(fā)明的壓電賈卡梳控制驅(qū)動系統(tǒng)采用RS-422串行通訊接口，由上位機(jī)輸出信道采用逐級激勵的形式進(jìn)行傳播，即控制盒的輸出信號送到第一臺驅(qū)動箱，再由第一臺驅(qū)動箱中的中繼板對信號進(jìn)行硬件激勵后送第二臺驅(qū)動箱，以此類推直到最后一臺驅(qū)動箱。因?yàn)楸鞠到y(tǒng)的各驅(qū)動箱之間的距離都非常近，加之逐級激勵的傳輸機(jī)制，使系統(tǒng)在原有強(qiáng)抗干擾的差分式雙絞線物理傳輸機(jī)制的基礎(chǔ)上，可靠性得到更進(jìn)一步的加強(qiáng)。


圖1為本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明的工作流程示意圖3為本發(fā)明的控制驅(qū)動系統(tǒng)的一種電原理框圖； 圖4為中繼板的內(nèi)部原理示意圖； 圖5為雙針床賈卡經(jīng)編機(jī)的一種結(jié)構(gòu)示意圖。上述附圖中的標(biāo)記所表示的技術(shù)特征的含義如下 工控機(jī)1，控制盒2，
驅(qū)動箱3，機(jī)箱31，中繼板32，驅(qū)動板33， 主軸感應(yīng)器41，總線終結(jié)器42，
前脫圈部分51，后脫圈部分52，脫圈支架5-1，脫圈針床5-2， 前針床部分61，后針床部分62，舌針床6-1，舌針6-2， 前沉降部分71，后沉降部分72， 梳櫛裝置8，梳櫛搖架8-1，壓電陶瓷賈卡梳櫛8-2， 前針床傳動機(jī)構(gòu)9，后針床傳動機(jī)構(gòu)9’，針床偏心輪9-0， 前沉降傳動機(jī)構(gòu)10，后沉降傳動機(jī)構(gòu)10’，
梳櫛搖架上擺傳動機(jī)構(gòu)11，梳櫛搖架下擺傳動機(jī)構(gòu)12，一號主動軸13，二號主動軸14， 三號主動軸15。
具體實(shí)施例方式(實(shí)施例1)
見圖1，本實(shí)施例的賈卡梳控制驅(qū)動系統(tǒng)用于電子賈卡經(jīng)編機(jī)。該賈卡梳控制驅(qū)動系統(tǒng)包括工控機(jī)1、控制盒2、多個驅(qū)動箱3、總線終結(jié)器42以及4個主軸感應(yīng)器41。每個驅(qū)動箱3包括一塊中繼板32和至少一塊驅(qū)動板33。本實(shí)施例中的驅(qū)動箱3有16個，每個驅(qū)動箱3中設(shè)有12塊驅(qū)動板33。
工控機(jī)1為一臺內(nèi)設(shè)相應(yīng)的賈卡梳控制驅(qū)動軟件的普通工業(yè)控制計算機(jī)，設(shè)有用于數(shù)據(jù)通訊的USB接口或RS-232C串行接口。控制盒2的核心器件為一個可編程控制器PLC，設(shè)有能與工控機(jī)1進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊的數(shù)據(jù)通訊接口、能與驅(qū)動箱3的中繼板32進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊的RS-422雙通道標(biāo)準(zhǔn)串行通訊數(shù)據(jù)總線接口以及能從主軸感應(yīng)器41接收信號的傳感信號輸入端口。所述的能與工控機(jī)1 進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊的數(shù)據(jù)通訊接口為USB接口或RS-232C串行接口，控制盒2所采用的數(shù)據(jù)通訊接口與工控機(jī)1的相應(yīng)的數(shù)據(jù)通訊接口相連接。驅(qū)動箱3的數(shù)量可以在1至32臺中選擇，本實(shí)施例中驅(qū)動箱3的數(shù)量為16臺，對 16臺驅(qū)動箱3進(jìn)行從01至16的編號。每臺驅(qū)動箱3包括機(jī)箱31、母板、中繼板32以及多塊驅(qū)動板33，驅(qū)動板32的數(shù)量可以在1至12中選擇，本實(shí)施例中驅(qū)動板33的數(shù)量為12塊。機(jī)箱31是標(biāo)準(zhǔn)的3U鋁材機(jī)箱，重量較輕，方便掛裝與拆卸。機(jī)箱31包括母板。母板是一塊印制電路板，固定設(shè)置在機(jī)箱31的箱體內(nèi)。中繼板32和12塊驅(qū)動板33均通過其各自的串行數(shù)據(jù)總線接口以接插的方式安裝在母板上，從而使得每臺驅(qū)動箱3的機(jī)箱31 內(nèi)的中繼板32與12塊驅(qū)動板33之間通過母板上的線路以串行數(shù)據(jù)總線(SPI總線)的方式相連接。各驅(qū)動箱3的中繼板32是在一塊印制電路板上安裝有包括雙MCU處理器在內(nèi)的電子元器件的部件，所述的雙MCU處理器分為主處理器及從處理器，主處理器的型號為 89C516，從處理器的型號為12C5410，主處理器和從處理器之間通過高速并行數(shù)據(jù)總線相連，中繼板32還包括容量為8兆字節(jié)的FLASH提花數(shù)據(jù)存儲器、容量為64K字節(jié)的RAM外部數(shù)據(jù)存儲器、差分-單端轉(zhuǎn)換器、單端-差分轉(zhuǎn)換器以及相應(yīng)的各類數(shù)據(jù)控制總線。中繼板32設(shè)有用于與上位控制盒2或者前一中繼板32連接的第一 RS-422接口、用于與后一中繼板32或總線終結(jié)器42連接的第二 RS-422接口以及用于與驅(qū)動板33連接的串行數(shù)據(jù)總線接口。主處理器還分別與FLASH提花數(shù)據(jù)存儲器、RAM外部數(shù)據(jù)存儲器、差分_單端轉(zhuǎn)換器、單端-差分轉(zhuǎn)換器電連接，從處理器分別與差分-單端轉(zhuǎn)換器、單端-差分轉(zhuǎn)換器、串行數(shù)據(jù)總線接口電連接；第一 RS-422接口與差分-單端轉(zhuǎn)換器電連接，第二 RS-422接口與單端-差分轉(zhuǎn)換器電連接。各驅(qū)動箱3的中繼板32的主處理器和從處理器分別在相關(guān)的程序的控制下進(jìn)行工作，主處理器主要負(fù)責(zé)完成提花數(shù)據(jù)的上傳和下載，完成數(shù)據(jù)的組織、記憶、提取和分配， 接受配置信號，反饋給發(fā)出配置信號的設(shè)備表示自己的運(yùn)行狀態(tài)的信號，并在驅(qū)動板33發(fā)生硬件故障時及時反饋給發(fā)出配置信號的設(shè)備表示故障狀態(tài)的信號等。從處理器負(fù)責(zé)完成對機(jī)箱31內(nèi)部的12塊驅(qū)動板33進(jìn)行地址分配、工作方式設(shè)置、實(shí)時狀態(tài)查詢、實(shí)時數(shù)據(jù)傳送、故障定位等工作。兩個處理器協(xié)同工作，共同完成中繼板32的各項(xiàng)功能。主處理器管理了 8兆位的FLASH存儲器和64K字節(jié)的外部擴(kuò)展RAM數(shù)據(jù)存儲器，能實(shí)現(xiàn)大容量的數(shù)據(jù)存儲和高速的數(shù)據(jù)傳輸，且FLASH存儲器可以擴(kuò)展到最大256M的存儲空間，能存儲至少8 萬行的數(shù)據(jù)。第1驅(qū)動箱3的中繼板32通過其第一 RS-422接口與控制盒2的RS-422接口相連接，第2驅(qū)動箱至第16驅(qū)動箱的中繼板32的第一 RS-422接口與前一驅(qū)動箱3的中繼板32 的第二 RS-422接口相連接，從而各驅(qū)動箱3的中繼板32通過其第一 RS-422接口接收來自控制盒2發(fā)來或前一驅(qū)動箱3的中繼板32轉(zhuǎn)發(fā)來的控制命令和數(shù)據(jù)流信號，經(jīng)過差分-單端轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)CMOS電平信號后，將該信號同時送到主處理器和從處理器，主處理器和從處理器接收并處理上述信號，且經(jīng)過緩沖和必要的邏輯處理后通過單端-差分轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成RS-422差分信號，而使得相應(yīng)的控制命令或數(shù)據(jù)流信號得到激勵，該經(jīng)過激勵的信號通過第二 RS-422接口發(fā)送出去、送往下一臺級聯(lián)的驅(qū)動箱3的中繼板32，從而各驅(qū)動箱 3的中繼板32的主處理器和從處理器實(shí)現(xiàn)了對控制命令、數(shù)據(jù)流的接收處理和中繼轉(zhuǎn)發(fā)的雙重功能。各驅(qū)動箱3的中繼板32的主處理器和從處理器之間通過高速并行數(shù)據(jù)總線相連， 從而兩者之間能實(shí)現(xiàn)實(shí)時數(shù)據(jù)交換。由主處理器將提花數(shù)據(jù)信號或動作命令信號發(fā)給從處理器，再由從處理器通過母板上的串行數(shù)據(jù)總線發(fā)給12塊驅(qū)動板33。從處理器根據(jù)來自第一 RS-422接口發(fā)來的控制命令信號和主處理器發(fā)來的操作命令信號，由中繼板32的串行數(shù)據(jù)總線接口(SPI接口)通過母板的串行數(shù)據(jù)總線(SPI總線)，將提花數(shù)據(jù)實(shí)時發(fā)送給本機(jī)箱31內(nèi)的12塊驅(qū)動板33。從處理器還能通過串行數(shù)據(jù)總線接口對機(jī)箱內(nèi)的12塊驅(qū)動板33進(jìn)行靈活的設(shè)置、配置、狀態(tài)查詢和故障定位等操作。各驅(qū)動箱3的中繼板32還設(shè)有連接在主處理器與串行數(shù)據(jù)總線接口之間的相應(yīng)數(shù)量的旁路電子開關(guān)。在整個驅(qū)動系統(tǒng)連接的壓電賈卡梳數(shù)量不多、信號傳輸速度要求不高的前提下，如果從處理器出現(xiàn)故障，主處理器能夠通過控制旁路開關(guān)，將提花數(shù)據(jù)控制信號繞過從處理器直接通過串行數(shù)據(jù)總線接口輸送至驅(qū)動板33，從而實(shí)現(xiàn)提花數(shù)據(jù)控制信號的旁路功能，使得整個系統(tǒng)能夠保持工作至停機(jī)檢測維修。各驅(qū)動箱3的中繼板32還設(shè)有一個指示燈和一個蜂鳴器，指示燈和蜂鳴器的各自的供電電路的控制端與主處理器的相應(yīng)的端口相連接，指示燈和蜂鳴器用來指示當(dāng)前中繼板32的運(yùn)行狀態(tài)。驅(qū)動板33是在一塊印制電路板上安裝有包括中央處理器在內(nèi)的電子元器件的部件，該中央處理器在相關(guān)的程序的控制下進(jìn)行工作，該中央處理器工作時，使得驅(qū)動板33 通過串行數(shù)據(jù)總線接口 SPI接口接受中繼板32發(fā)出的數(shù)據(jù)信號，并將其轉(zhuǎn)化為高電壓的形式從驅(qū)動板33的輸出驅(qū)動端輸出，中央處理器還通過能串行數(shù)據(jù)總線接口 SPI接口將反映驅(qū)動板33的工作狀態(tài)的信號發(fā)送給中繼板32，還通過串行數(shù)據(jù)總線接口 SPI接口接受中繼板32的控制指令；中央處理器通過設(shè)置在驅(qū)動板33上的相應(yīng)的檢測電路對驅(qū)動板33的工作電壓、工作電流和數(shù)據(jù)傳輸狀況按設(shè)定周期進(jìn)行檢測和發(fā)送至中繼板32，并通過設(shè)置在驅(qū)動板33上的指示燈控制電路控制指示燈指示驅(qū)動板33的各種工作狀態(tài)。驅(qū)動板33上還安裝有RS-232串行通訊接口的標(biāo)準(zhǔn)接插件，該RS-232串行通訊接口的標(biāo)準(zhǔn)接插件與驅(qū)動板33的中央處理器的串行端口電連接，另外的硬件檢測設(shè)備可以通過該接插件和驅(qū)動板33上的中央處理器通訊，從而更進(jìn)一步了解驅(qū)動板33的工作狀態(tài)，還可以通過該接插件更新存儲在驅(qū)動板33上的存儲器內(nèi)的程序。驅(qū)動板33具有設(shè)置在前級電路與后級電路之間的低壓信號轉(zhuǎn)高壓信號的器件，該低壓信號轉(zhuǎn)高壓信號的器件采用光電隔離的集成度很高的MOS陣列器件，帶有64組MOS陣列，該器件集成度高、性能穩(wěn)定。每塊驅(qū)動板33能驅(qū)動2把壓電陶瓷賈卡梳，每塊驅(qū)動板33由其相應(yīng)的輸出驅(qū)動端的2組端口與2把壓電陶瓷賈卡梳的正負(fù)電極相連接。驅(qū)動板33的前級電路與后級電路之間采用光隔離的方式進(jìn)行信號電壓和驅(qū)動電壓之間轉(zhuǎn)換，避免了二者之間的相互干擾，從而提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。各個驅(qū)動箱3的電源系統(tǒng)為帶有輸入過壓保護(hù)、輸入欠壓保護(hù)、輸入過流保護(hù)，輸出過壓保護(hù)、輸出欠壓保護(hù)和輸出過流保護(hù)功能的電源電路。16臺驅(qū)動箱3之間，編號為01的第一臺驅(qū)動箱3以外的其他驅(qū)動箱3的中繼板 32的第一 RS-422接口與前一臺驅(qū)動箱3的中繼板32的第二 RS-422接口連接。編號為01 的第一臺驅(qū)動箱3的中繼板32的第一 RS-422接口與控制盒2的RS-422通訊接口連接，編號為16的最后一臺驅(qū)動箱3的中繼板32的第二 RS-422接口與總線終結(jié)器42電連接，最后一臺驅(qū)動箱3通過連接總線終結(jié)器42以實(shí)現(xiàn)總線阻抗匹配，并保持?jǐn)?shù)據(jù)返回通道始終為閑置狀態(tài)(高電平)。主軸感應(yīng)器41為一個工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中常用的接近開關(guān)，用于行程控制，當(dāng)某一物體靠近接近開關(guān)時，接近開關(guān)即發(fā)出控制信號。主軸感應(yīng)器41設(shè)有傳感信號輸出端4個主軸感應(yīng)器41每2個為一組，一組安裝在賈卡經(jīng)編機(jī)的主機(jī)的為前針床傳動機(jī)構(gòu)提供動力的一根主軸(可稱為一號主軸)上，另一組安裝在賈卡經(jīng)編機(jī)的主機(jī)的為后針床傳動機(jī)構(gòu)提供動力的一根主軸(可稱為三號主軸)上。各主軸感應(yīng)器41的傳感信號輸出端口使用時與控制盒2的相應(yīng)一個傳感信號輸入端口電連接。當(dāng)一號主軸或三號主軸轉(zhuǎn)動到所對應(yīng)的針床部分運(yùn)動至針前位置時，則相應(yīng)一個主軸感應(yīng)器41會發(fā)出一個傳感信號至控制盒2，當(dāng)一號主軸或三號主軸轉(zhuǎn)動到所對應(yīng)的針床部分運(yùn)動至針背位置時，相應(yīng)一個主軸感應(yīng)器41也會發(fā)出一個傳感信號至控制盒2。本實(shí)施例的賈卡梳控制驅(qū)動系統(tǒng)的每臺驅(qū)動箱3驅(qū)動M把賈卡梳，以每個賈卡梳 16針計算，共288針，16臺驅(qū)動箱3可以驅(qū)動6144針，如果每臺驅(qū)動箱3的中繼板32的存貯器是8兆，可記憶10000行花形數(shù)據(jù)，那么本系統(tǒng)能應(yīng)用于幅面為6144 (幅寬)X 10000 (幅高)的提花織物，如果每臺驅(qū)動箱3的中繼板32的存貯器是256兆，可記憶至少80000 行花形數(shù)據(jù)，那么本系統(tǒng)則能應(yīng)用于幅面高達(dá)6144 (幅寬)X80000 (幅高)的提花織物。RS-422 接口是四出一入(STB, 0E, CLK, DATAout, DATAin)的 12V 數(shù)字 I/O 接口， 其各個端口的功能為=DATAout--能傳輸主機(jī)發(fā)出的提花數(shù)據(jù)或控制命令數(shù)據(jù)流，也記為 Dout ；
CLK-數(shù)據(jù)傳輸時鐘，上升沿時由DATAout端口將當(dāng)前數(shù)據(jù)送給下位機(jī)； STB-數(shù)據(jù)鎖存控制，上升沿時將由DATAout端口傳輸?shù)较挛粰C(jī)的當(dāng)前數(shù)據(jù)鎖存到輸出緩沖器；
OE一一將傳輸?shù)较挛粰C(jī)輸出緩沖器中的數(shù)據(jù)輸出到它們所對應(yīng)的梳針上。DATAin—數(shù)據(jù)流返回或從機(jī)應(yīng)答信號，也記為Din。本實(shí)施例的壓電賈卡梳控制驅(qū)動系統(tǒng)工作過程如下整機(jī)上電后，首先在工控機(jī) 1上運(yùn)行相應(yīng)的賈卡梳控制驅(qū)動主程序，通過該主程序打開相應(yīng)的花形文件并將花形文件轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制文件，再通過運(yùn)行主程序的花形下載子程序控制工控機(jī)1將二進(jìn)制花形文件通過RS-232C接口傳輸至控制盒2，再由控制盒2將二進(jìn)制花形文件數(shù)據(jù)流通過RS-422接口傳輸至編號為01的第一臺驅(qū)動箱3的中繼板32的第一 RS-422接口，第一臺驅(qū)動箱3的中繼板32則由其第二 RS-422接口開始依次向后一臺驅(qū)動箱3的中繼板32發(fā)送數(shù)據(jù)，且花形數(shù)據(jù)在各臺驅(qū)動箱3的中繼板32之間通過RS-422接口采用逐級激勵的形式進(jìn)行傳送，即由控制盒2輸出至第一臺驅(qū)動箱3信號，由第一臺驅(qū)動箱3中的中繼板32對信號進(jìn)行硬件激勵后送第二臺驅(qū)動箱3，以此類推直到最后一臺驅(qū)動箱3。因?yàn)楸鞠到y(tǒng)的各驅(qū)動箱3之間的距離都非常近，加之逐級激勵的傳輸機(jī)制，使系統(tǒng)在原有強(qiáng)抗干擾的差分式雙絞線物理傳輸機(jī)制的基礎(chǔ)上，可靠性得到更進(jìn)一步的加強(qiáng)。各個驅(qū)動箱3的中繼板32在進(jìn)行花形數(shù)據(jù)下載時，各RS-422接口的0E、STB、CLK、 Dout端口均被設(shè)置成高電平，CLK端口置低而通知各下位機(jī)進(jìn)入提花數(shù)據(jù)下載模式，直到整幅提花數(shù)據(jù)下載完成后，CLK端口才會被拉回高電平?；ㄐ螖?shù)據(jù)被依次下載到每一臺驅(qū)動箱3的中繼板32的存儲器上后，控制盒2通過 RS-422接口將起始提花位置、結(jié)束提花位置、幅寬、幅高、運(yùn)行速度、提花數(shù)據(jù)模式等信息配置得當(dāng)，整個賈卡梳控制驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)入提花待命狀態(tài)，當(dāng)安裝在經(jīng)編機(jī)主軸上的某個主軸感應(yīng)器41被觸發(fā)而向控制盒2發(fā)送傳感信號時，控制盒2向與其相連接的第一臺驅(qū)動箱3 發(fā)送一個控制命令，再由第一臺驅(qū)動箱3中的中繼板32對控制命令進(jìn)行硬件激勵后送往第二臺驅(qū)動箱3，以此類推直到最后一臺驅(qū)動箱3的中繼板32。即控制盒2的RS-422接口上的Dout端口的一個從1到O的跳變，表示每個中繼板32開始向其管轄的12塊驅(qū)動板33 (24把梳子)發(fā)送提花信號。此時，每個中繼板32將其Dout設(shè)置為O (對應(yīng)上位機(jī)的Din)并開始向機(jī)箱內(nèi)的12塊驅(qū)動板33發(fā)送提花信號，當(dāng)提花數(shù)據(jù)發(fā)送完成后，將本中繼板的Dout信號設(shè)置為1 ；當(dāng)所有機(jī)箱全部完成提花數(shù)據(jù)傳輸后，控制盒2上的Din信號將回訪轉(zhuǎn)為1，說明所有的提花數(shù)據(jù)已全部到位。然后控制盒 2便可發(fā)出STB信號通知所有驅(qū)動板33將數(shù)據(jù)鎖存到輸出接口，最后控制盒2發(fā)出OE信號，使全部梳片同步輸出完整的一幀提花信號，控制系統(tǒng)提花的動作，之后控制盒2將Dout 信號置位為1完成一幀的信號輸出。當(dāng)下一個Dout信號從1到O跳變時，下位機(jī)中的中繼板32將自動增一，將下一幀的提花信號發(fā)出，并在Din、STB、OE信號的控制下，驅(qū)動賈卡梳完成下一幀的提花信號輸出，以此類推，當(dāng)中繼板32上的全部提花信號完成輸出后，將自動返回提花數(shù)據(jù)的第一幀，重新開始循環(huán)輸出，直到系統(tǒng)停機(jī)或通過RS-422接口發(fā)出停機(jī)指令為止。每個中繼板32的返回信號，都是由內(nèi)部邏輯產(chǎn)生的返回信號和來自后面級聯(lián)的中繼板32上傳的返回信號進(jìn)行邏輯合并的信號。這就意味著當(dāng)系統(tǒng)級聯(lián)的所有中繼板32 都沒有返回數(shù)據(jù)時，系統(tǒng)返回總線處于閑置狀態(tài)(高電平)；當(dāng)級聯(lián)中的任意一個中繼板32 有返回數(shù)據(jù)時，該數(shù)據(jù)會被其前端的若干個中繼板32 —級一級的傳導(dǎo)到上位工控機(jī)1 (實(shí)現(xiàn)中繼功能)；當(dāng)級聯(lián)中的一個以上中繼板32同時有返回數(shù)據(jù)時，系統(tǒng)數(shù)據(jù)將發(fā)生混亂錯誤。因此，這種狀態(tài)一旦發(fā)生，就需要上位工控機(jī)機(jī)進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)的操作，逐一收取每個中繼板32的返回數(shù)據(jù)。(應(yīng)用例)
見圖5，本應(yīng)用例的雙針床賈卡經(jīng)編機(jī)包括成圈裝置、梳櫛裝置和傳動裝置。所述成圈裝置包括對稱的前脫圈部分51和后脫圈部分52、對稱的前針床部分61和后針床部分62、 對稱的前沉降部分71和后沉降部分72，其中前、后脫圈部分51、52各包括連接在機(jī)架上的脫圈支架5-1和連接在脫圈支架5-1上的脫圈針床5-2，前、后針床部分61、62的機(jī)件各包括通過上、下連接件與脫圈支架5-1動連接的舌針床6-1和安裝在舌針床6-1上的舌針6-2，前、后沉降部分71、72的下端鉸接在機(jī)架上；所述梳櫛裝置8的機(jī)件包括梳櫛搖架8-1、安裝在梳櫛搖架8-1上的梳櫛；所述傳動裝置包括對稱設(shè)置的前針床傳動機(jī)構(gòu)9和后針床傳動機(jī)構(gòu)9’、對稱設(shè)置的前沉降傳動機(jī)構(gòu)10和后沉降傳動機(jī)構(gòu)10’以及梳櫛搖架上擺傳動機(jī)構(gòu)11和梳櫛搖架下擺傳動機(jī)構(gòu)12 ；上述前針床傳動機(jī)構(gòu)9、前沉降傳動機(jī)構(gòu)10和梳櫛搖架上擺傳動機(jī)構(gòu)11由一號主動軸13提供動力，上述梳櫛搖架下擺傳動機(jī)構(gòu)12由二號主動軸14提供動力，上述后針床傳動機(jī)構(gòu)9’、后沉降傳動機(jī)構(gòu)10’由三號主動軸15提供動力；所述梳櫛中至少有一把是壓電陶瓷賈卡梳櫛8-2。前、后針床傳動機(jī)構(gòu)9、9’，前、后沉降傳動機(jī)構(gòu)10、10’，梳櫛搖架上擺傳動機(jī)構(gòu)11和梳櫛搖架下擺傳動機(jī)構(gòu)12均是偏心輪連桿傳動機(jī)構(gòu)。前、后針床傳動機(jī)構(gòu)9、9’各具有針床偏心輪9-0，針床偏心輪9-0與所述舌針床6-1之間由7根依次連接的針床連桿連接，各針床連桿連接在機(jī)架上。前針床傳動機(jī)構(gòu)9的針床偏心輪9-0連接在一號主動軸13上，所述后針床傳動機(jī)構(gòu)9’的針床偏心輪連接在三號主動軸15上。該雙針床賈卡經(jīng)編機(jī)在應(yīng)用由實(shí)施例1得到的賈卡梳控制驅(qū)動系統(tǒng)后，2個主軸感應(yīng)器41即安裝在為前針床傳動機(jī)構(gòu)9提供動力的一號主動軸13上，另外2個主軸感應(yīng)器41即安裝在為后針床傳動機(jī)構(gòu)9’提供動力的三號主動軸15上。如圖1，相應(yīng)數(shù)量的驅(qū)動箱3即掛裝在雙針床賈卡經(jīng)編機(jī)的主機(jī)上，每個驅(qū)動箱3的16塊驅(qū)動板33分別由各自的輸出驅(qū)動端與相應(yīng)2把壓電陶瓷賈卡梳連接。當(dāng)前針床部分6運(yùn)動到針背位置時，相應(yīng)一個主軸感應(yīng)器41向控制盒2發(fā)送傳感信號；前針床部分6運(yùn)動到針前位置時，第二個主軸感應(yīng)器41向控制盒2發(fā)送傳感信號；后針床部分6運(yùn)動到針背位置時，第三個主軸感應(yīng)器41向控制盒2發(fā)送傳感信號；后針床部分6運(yùn)動到針前位置時，第四個主軸感應(yīng)器41向控制盒2發(fā)送傳感信號?？刂坪?在接收到某個主軸感應(yīng)器41的傳感信號后，向第一臺驅(qū)動箱3的中繼板32發(fā)送控制命令，控制命令依次送往下一臺級聯(lián)的驅(qū)動箱3，直至總線終結(jié)器42。各中繼板32控制各驅(qū)動板33驅(qū)動相應(yīng)的壓電陶瓷賈卡梳進(jìn)行提花工作。(實(shí)施例2)
本實(shí)施例的賈卡梳控制驅(qū)動系統(tǒng)其余與實(shí)施例1相同，不同之處在于驅(qū)動箱3的數(shù)量為1個，驅(qū)動箱3中設(shè)有12塊驅(qū)動板。該驅(qū)動箱3的中繼板32通過其第一 RS-422接口與控制盒2的RS-422雙通道標(biāo)準(zhǔn)串行通訊數(shù)據(jù)總線接口電連接，該驅(qū)動箱3的中繼板32通過其第二 RS-422接口與總線終結(jié)器42電連接。
權(quán)利要求
1.一種壓電賈卡梳控制驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于包括工控機(jī)(1)、控制盒(2)、1至32個驅(qū)動箱(3)、總線終結(jié)器(42)以及4個主軸感應(yīng)器(41)；工控機(jī)(1)為一臺內(nèi)設(shè)相應(yīng)的賈卡梳控制驅(qū)動軟件的普通工業(yè)控制計算機(jī)，設(shè)有能與控制盒(2)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊的數(shù)據(jù)通訊接口 ；控制盒(2)的核心器件為一個可編程控制器PLC，控制盒(2)設(shè)有RS-422雙通道標(biāo)準(zhǔn)串行通訊數(shù)據(jù)總線接口、能與工控機(jī)(1)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊的數(shù)據(jù)通訊接口以及數(shù)量與主軸感應(yīng)器(41)的數(shù)量相同的傳感信號輸入端口 ；工控機(jī)(1)的數(shù)據(jù)通訊接口與控制盒(2)的數(shù)據(jù)通訊接口電連接；各主軸感應(yīng)器(41) 均設(shè)有傳感信號輸出端口，各主軸感應(yīng)器(41)的傳感信號輸出端口使用時與控制盒(2)的相應(yīng)一個傳感信號輸入端口電連接；每個驅(qū)動箱(3)均包括機(jī)箱(31)、母板、中繼板(32)和1至12塊驅(qū)動板(33)；中繼板(32)設(shè)有第一 RS-422接口、第二 RS-422接口以及串行數(shù)據(jù)總線接口 ；每塊驅(qū)動板(33) 設(shè)有串行數(shù)據(jù)總線接口 ；母板是一塊印制電路板，固定設(shè)置在機(jī)箱(31)的箱體內(nèi)；中繼板(32)和各驅(qū)動板(33)均通過其各自的串行數(shù)據(jù)總線接口以接插的方式安裝在母板上，且中繼板(32)的串行數(shù)據(jù)總線接口與各驅(qū)動板(33)的串行數(shù)據(jù)總線接口電連接，每塊驅(qū)動板(33)設(shè)有使用時與壓電賈卡梳電連接的輸出驅(qū)動端；當(dāng)驅(qū)動箱(3)為一個時，該驅(qū)動箱(3)的中繼板(32)通過其第一 RS-422接口與控制盒 (2)的RS-422雙通道標(biāo)準(zhǔn)串行通訊數(shù)據(jù)總線接口電連接，該驅(qū)動箱(3)的中繼板(32)通過其第二 RS-422接口與總線終結(jié)器(42)電連接；當(dāng)驅(qū)動箱(3)為依次設(shè)置的2至32個時，第一臺驅(qū)動箱(3)的中繼板(32)通過其第一 RS-422接口與控制盒(2)的RS-422雙通道標(biāo)準(zhǔn)串行通訊數(shù)據(jù)總線接口電連接，其他所有驅(qū)動箱(3)的中繼板(32)的第一 RS-422接口與前一驅(qū)動箱(3)的中繼板(32)的第二 RS-422 接口電連接，最后一臺驅(qū)動箱(3)的中繼板(32)的第二 RS-422接口與總線終結(jié)器(42)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電賈卡梳控制驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于所述各驅(qū)動箱(3)的中繼板(32)是在一塊印制電路板上安裝有包括雙MCU處理器在內(nèi)的電子元器件的部件，所述的雙MCU處理器分為主處理器及從處理器，主處理器和從處理器之間通過高速并行數(shù)據(jù)總線相連；中繼板(32)還包括FLASH提花數(shù)據(jù)存儲器、RAM外部數(shù)據(jù)存儲器、差分_單端轉(zhuǎn)換器、單端-差分轉(zhuǎn)換器以及相應(yīng)的各類數(shù)據(jù)控制總線，主處理器分別與從處理器、FLASH 提花數(shù)據(jù)存儲器、RAM外部數(shù)據(jù)存儲器、差分-單端轉(zhuǎn)換器、單端-差分轉(zhuǎn)換器電連接，從處理器分別與差分-單端轉(zhuǎn)換器、單端-差分轉(zhuǎn)換器、串行數(shù)據(jù)總線接口電連接；第一 RS-422 接口與差分-單端轉(zhuǎn)換器電連接，第二 RS-422接口與單端-差分轉(zhuǎn)換器電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種壓電賈卡梳控制驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于中繼板(32)的FLASH提花數(shù)據(jù)存儲器的容量為8兆字節(jié)至256兆字節(jié)；中繼板(32)的 RAM外部數(shù)據(jù)存儲器的容量為64K字節(jié)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓電賈卡梳控制驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于中繼板(32)還設(shè)有連接在主處理器與串行數(shù)據(jù)總線接口之間的相應(yīng)數(shù)量的旁路電子開關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓電賈卡梳控制驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于中繼板(32)還設(shè)有一個指示燈和一個蜂鳴器，指示燈和蜂鳴器的各自的供電電路的控制端與中繼板(32)的主處理器的相應(yīng)的端口相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓電賈卡梳控制驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于驅(qū)動板(33)是在一塊印制電路板上安裝有包括中央處理器在內(nèi)的電子元器件的部件；驅(qū)動板(33)具有設(shè)置在前級電路與后級電路之間的低壓信號轉(zhuǎn)高壓信號的器件；每塊驅(qū)動板(33)使用時與壓電賈卡梳電連接的輸出驅(qū)動端有2組端口，從而使用時能與2把壓電陶瓷賈卡梳的正負(fù)電極相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的壓電賈卡梳控制驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于所述驅(qū)動板(33)的前級電路與后級電路之間的低壓信號轉(zhuǎn)高壓信號的器件是采用光隔離的方式進(jìn)行信號電壓和驅(qū)動電壓之間轉(zhuǎn)換的器件；所述驅(qū)動板(33)上還安裝有RS-232串行通訊接口的標(biāo)準(zhǔn)接插件，該RS-232串行通訊接口的標(biāo)準(zhǔn)接插件與驅(qū)動板(33)的中央處理器的串行端口電連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓電賈卡梳控制驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于各個驅(qū)動箱(3)的電源系統(tǒng)為帶有輸入過壓保護(hù)、輸入欠壓保護(hù)、輸入過流保護(hù)，輸出過壓保護(hù)、輸出欠壓保護(hù)和輸出過流保護(hù)功能的電源電路。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電賈卡梳控制驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于所述工控機(jī)(1)的數(shù)據(jù)通訊接口為USB接口或RS-232C串行接口；控制盒(2)的能與工控機(jī)(1)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊的數(shù)據(jù)通訊接口與工控機(jī)(1)的數(shù)據(jù)通訊接口一致，且兩者由相同的數(shù)據(jù)通訊接口電連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9之一所述的壓電賈卡梳控制驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于各個主軸感應(yīng)器(41)均為工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中常用的接近開關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種壓電賈卡梳控制驅(qū)動系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于電子賈卡經(jīng)編機(jī)，它包括工控機(jī)、控制盒、1至32個驅(qū)動箱、總線終結(jié)器以及4個主軸感應(yīng)器。工控機(jī)為一臺內(nèi)設(shè)相應(yīng)的賈卡梳控制驅(qū)動軟件的普通工業(yè)控制計算機(jī)?？刂坪械暮诵钠骷橐粋€可編程控制器PLC。每個驅(qū)動箱包括母板、中繼板和1至12塊驅(qū)動板，中繼板和所有驅(qū)動板均通過其各自的串行數(shù)據(jù)總線接口以接插的方式安裝在母板上。中繼板的串行數(shù)據(jù)總線接口與各驅(qū)動板的串行數(shù)據(jù)總線接口電連接，每塊驅(qū)動板設(shè)有使用時與壓電賈卡梳電連接的輸出驅(qū)動端。各驅(qū)動箱依次電連接，第一臺驅(qū)動箱還與控制盒電連接，最后一臺驅(qū)動箱還與總線終結(jié)器電連接，4個主軸感應(yīng)器與控制盒電連接。
文檔編號G05B19/05GK102221823SQ20111003392
公開日2011年10月19日 申請日期2011年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月31日
發(fā)明者孫嘉良 申請人:孫嘉良