電腦自動(dòng)調(diào)線大圓機(jī)選針控制系統(tǒng)的研究碩士論文

《電腦自動(dòng)調(diào)線大圓機(jī)選針控制系統(tǒng)的研究碩士論文》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《電腦自動(dòng)調(diào)線大圓機(jī)選針控制系統(tǒng)的研究碩士論文（62頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、分類(lèi)號(hào) 學(xué)校代碼 學(xué)號(hào) 碩碩 士士 學(xué)學(xué) 位位 論論文文電腦自動(dòng)調(diào)線大圓機(jī)選針電腦自動(dòng)調(diào)線大圓機(jī)選針控制系統(tǒng)的研究控制系統(tǒng)的研究作者姓名：作者姓名： 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 學(xué)科門(mén)類(lèi)：學(xué)科門(mén)類(lèi)： 專(zhuān)專(zhuān) 業(yè)：業(yè)： 研究方向：研究方向： 完成日期：完成日期： Wuhan University of Science and EngineeringM. S. DissertationResearch on the needle selection control system of Computerized Auto striper Circular Knitting MachineByHU Song-

2、maoDirected byProfessor WU Xiao-guang May 2007獨(dú)創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的作品成果。對(duì)本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名： 簽字日期： 年 月 日論文題目：電腦自動(dòng)調(diào)線大圓機(jī)選針控制系統(tǒng)的研究專(zhuān)業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)及理論碩士生：胡松茂指導(dǎo)教師：吳曉光教授摘要我國(guó)電腦自動(dòng)調(diào)線大圓機(jī)迄今為止尚屬空白，國(guó)外以電腦提花大圓機(jī)為基礎(chǔ)改造為電腦

3、自動(dòng)調(diào)線大圓機(jī)，其本質(zhì)是以電子選針器通過(guò)調(diào)線手指改變色彩紗線的順序并有規(guī)則的排列間距的彩色織物，因此，電腦提花大圓機(jī)與電腦自動(dòng)調(diào)線大圓機(jī)編織的織物成為時(shí)下流行的針織面料。電腦自動(dòng)調(diào)線大圓機(jī)控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)一方面要了解針織行業(yè)自身的特點(diǎn)，精通針織工藝。另一方面要運(yùn)用一些控制理論，如數(shù)字控制、電子驅(qū)動(dòng)等有關(guān)知識(shí)，而且要把兩方面緊密地結(jié)合起來(lái)才能開(kāi)發(fā)出較為成功的控制系統(tǒng)。因此，根據(jù)針織工藝的編織過(guò)程以及相關(guān)的控制理論，開(kāi)發(fā)電腦自動(dòng)調(diào)線大圓機(jī)控制系統(tǒng)是本論文研究的主要任務(wù)。本論文首先對(duì)針織原理，傳統(tǒng)的“二功位”選針、 “三功位”選針，多級(jí)式電子選針原理、自動(dòng)調(diào)線裝置及其工作原理做了詳細(xì)介紹。其中關(guān)于電子

4、選針數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備，根據(jù)現(xiàn)有的文件資料，在理解的基礎(chǔ)上提出了自己的算法，并完成了算法的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)。硬件控制部分主要根據(jù)電子提花大圓機(jī)改造而成的，采用以 PC104 為主機(jī)，89C51單片機(jī)為從機(jī)的主從兩級(jí)控制。應(yīng)用 485 串行通信總線實(shí)現(xiàn)控制，并將 FLASH 存儲(chǔ)器成功地應(yīng)用于硬件控制器中。界面操作系統(tǒng)軟件主要通過(guò) EVC 工具開(kāi)發(fā)，操作方便。關(guān)鍵詞：電子選針; 自動(dòng)調(diào)線; 控制系統(tǒng); 針織工藝; 面向?qū)ο笱芯款?lèi)型：應(yīng)用研究Subject: Research on the needle selection control system of Computerized Auto Striper

5、Circular Knitting MachineSpecialty: Machine design and theoriesName:Hu SongmaoInstruction:professor wu xiaoguangABSTRACTComputerized auto striper circular knitting machine is still blank in our country.In the oversea Computerized auto striper circular knitting machine is changed on the base of compu

6、ter jacquard circle machine.its essence is adjusting the order of yarn by selector,and forms colored striped fabric of the rule arrangement ,therefore ,the fabric knitted by computer jacquard circle machine and Computerized auto striper circular knitting machine becomes a fashioned textile fabrics.T

7、he development of computerized striper circular knitting machine needs to know about the mechanism of the knitting process and to be familiar with state-of-the-art of knitting industry. Moreover, its also necessary to be able to put the control theory into practice by the use of numeric control, ele

8、ctronic driving, etc. Successful control system could only be implemented by good integration of these two aspects. Eventually, the main work of this paper is to develop a kind of computerized auto striper circular knitting machine by the knitting process and related control techniques.The knitting

9、method, two work position and three work position electronic jacquard methods, Multi-level piezoelectric needle selection mechanism, the automatic striper device were introduced in detail in this paper. On the base of current known datum, this paper introduced data preparation system and the realiza

10、tion of this data preparation method in computer. Control hardware system is reformed on the base of electronic jacquard circular knitting machine. It adopts principal and subordinate structure, PC104 as the principal machine and 89C51 system as the sub machine. Transmit data bus adopts standard RS-

11、485 serial bus and the major data memory adopts flash memory. Software interface system is developed by EVC tools, it is very convenient to use buttons. Key words：Electron selector ; Auto striped yarn ; Control system; Knitting process ; Object-Oriented technologyThesis ：Applied research目錄I目 錄1緒論11.

12、1 課題背景、來(lái)源、意義及任務(wù)11.1.1課題背景11.1.2課題來(lái)源21.1.3課題目的及意義21.1.4課題任務(wù)21.2國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀21.3本課題的研究意義42選針和自動(dòng)調(diào)線原理介紹62.1電子選針基本原理62.1.1大圓機(jī)三種編織位置的選針原理62.1.2“二功位”選針原理72.1.3“三功位”選針原理82.1.4多級(jí)電子選針器的組成結(jié)構(gòu)與選針原理82.2自動(dòng)調(diào)線原理92.2.1自動(dòng)調(diào)線裝置的組成92.2.2自動(dòng)調(diào)線裝置的工作原理102.2.3自動(dòng)調(diào)線過(guò)程123電子選針的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備153.1花紋數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備153.2編織數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備163.3選針數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備174電子選針控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)204.

13、1硬件系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)204.1.1系統(tǒng)總體控制流程結(jié)構(gòu)圖214.1.2系統(tǒng)各部分功能介紹224.2系統(tǒng)控制軟件的總體功能設(shè)計(jì)234.2.1主機(jī)控制框圖及說(shuō)明234.2.2從機(jī)控制框圖及說(shuō)明254.3數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的設(shè)計(jì)264.3.1K9F1608 存儲(chǔ)器的介紹26目錄II4.3.2K9F1608 存儲(chǔ)器的硬件連接274.3.3K9F1608 存儲(chǔ)器的程序設(shè)計(jì)管理294.4串口通信控制程序設(shè)計(jì)344.4.1主機(jī)串口通訊程序設(shè)計(jì)344.4.2從機(jī)串口通訊程序設(shè)計(jì)355基于面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)界面操作軟件的設(shè)計(jì)統(tǒng)的設(shè)計(jì)385.1面向?qū)ο蠹夹g(shù)385.2面向?qū)ο蟮慕?95.3系統(tǒng)界面開(kāi)發(fā)環(huán)境介紹405.4用戶(hù)

14、界面416控制系統(tǒng)軟件的測(cè)試與維護(hù)446.1軟件的測(cè)試446.1.1軟件測(cè)試的基本方法446.1.2測(cè)試的實(shí)施過(guò)程456.2軟件的維護(hù)466.2.1軟件的維護(hù)要求466.2.2代碼分析477總結(jié)48致謝49參考文獻(xiàn)501 緒論11 緒論1.1 課題背景、來(lái)源、意義及任務(wù)1.1.1 課題背景隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們的生活水平正在逐步提高，從食品，到交通，從通訊，到衣著，處處體現(xiàn)著人們不斷增長(zhǎng)的物質(zhì)需求和文化需要。隨著WTO的加入，市場(chǎng)對(duì)新穎的針織產(chǎn)品的需求量越來(lái)越大1。針織工業(yè)的生產(chǎn)和產(chǎn)品發(fā)展已趨于規(guī)?；?、時(shí)尚化、功能化、個(gè)性化、品牌化和快速化23，針織企業(yè)和產(chǎn)業(yè)集群規(guī)模越來(lái)越大，產(chǎn)品品牌的

15、發(fā)展也越來(lái)越得到了重視和發(fā)展，所有這些都對(duì)針織、編織生產(chǎn)所需的針織機(jī)械提出了新的越來(lái)越高的要求。由于我國(guó)針織機(jī)械產(chǎn)品還不能完全適應(yīng)我國(guó)針織工業(yè)發(fā)展的需要，歷年來(lái)針織機(jī)械進(jìn)口量居高不下，在整個(gè)紡織機(jī)械進(jìn)口中，占有較大比重。因此，必須加快我國(guó)針織機(jī)械的發(fā)展，特別是加快我國(guó)電腦針織機(jī)械產(chǎn)品的發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)：發(fā)達(dá)國(guó)家針織面料占服裝行業(yè)用料的50%以上，而我國(guó)尚不足20%；國(guó)內(nèi)現(xiàn)有50000臺(tái)針織機(jī)械中符合生產(chǎn)中、高檔面料的設(shè)備較少，每年仍需進(jìn)口針織面料40億米；我國(guó)針織大圓機(jī)的市場(chǎng)需求約5000臺(tái)，國(guó)產(chǎn)針織機(jī)械的市場(chǎng)占有不足20%。針織機(jī)械的落后不僅影響了紡織行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整，制約了紡織面料質(zhì)量的提高

16、，也限制了紡織品在國(guó)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)能力。我國(guó)針織工業(yè)的技術(shù)裝備經(jīng)多年來(lái)技術(shù)改造，雖有不少進(jìn)步，但總體針織設(shè)備與國(guó)外先進(jìn)水平相比，還比較落后，存在很大的差距。主要差距和存在問(wèn)題是：總體技術(shù)水平低，產(chǎn)品自主開(kāi)發(fā)和創(chuàng)新能力薄弱，研制開(kāi)發(fā)資金投入不足。目前國(guó)內(nèi)的紡織機(jī)械制造企業(yè)沒(méi)有一家國(guó)家級(jí)技術(shù)開(kāi)發(fā)中心，技術(shù)開(kāi)發(fā)成本占銷(xiāo)售額的比例不到1%。新產(chǎn)品的技術(shù)來(lái)源主要是技術(shù)引進(jìn)、合作生產(chǎn)或樣機(jī)仿造，創(chuàng)新很少，與國(guó)外同類(lèi)機(jī)型在性能價(jià)格比上處于弱勢(shì)。如機(jī)電一體化程度高的電腦針織提花大圓面積機(jī)等產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)雖然進(jìn)行了技術(shù)合作，但由于技術(shù)開(kāi)發(fā)能力和研發(fā)資金不足，產(chǎn)品照國(guó)外圖紙生產(chǎn)，沒(méi)有創(chuàng)新，主要關(guān)鍵零部件仍需進(jìn)口，如花型硬

17、件系統(tǒng)、花型軟件系統(tǒng)、提花選針器等目前仍以進(jìn)口產(chǎn)品為主；企業(yè)技改力度不夠，制造技術(shù)落后。傳統(tǒng)的加工技術(shù)，難以保證產(chǎn)品質(zhì)量，如國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的電腦針織設(shè)備的選針器仍采用電磁鐵技術(shù)，其內(nèi)在質(zhì)量不穩(wěn)定，產(chǎn)品制造精度差。這些因素嚴(yán)重影響了選針器的可靠性、穩(wěn)定性和一致性；國(guó)內(nèi)基礎(chǔ)工業(yè)薄弱，基礎(chǔ)配套件跟不上，影響到電腦針織提花大圓機(jī)的產(chǎn)品質(zhì)量和機(jī)電一體化水平的提高。近幾年來(lái)我國(guó)在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和電子提花技術(shù)已在各類(lèi)針織機(jī)械產(chǎn)品中普遍應(yīng)1 緒論2用，如電腦提花大圓機(jī)、橫機(jī)、襪機(jī)和經(jīng)編用整經(jīng)機(jī)上都有采用，隨著用戶(hù)對(duì)多色橫條紋布6（自動(dòng)間橫條紋色彩布料）需求的大量增加，對(duì)原有的電腦針織提花大圓機(jī)基礎(chǔ)上改造成的自動(dòng)調(diào)線

18、機(jī)需求也越來(lái)越迫切。1.1.2 課題來(lái)源本課題來(lái)源于廣東省佛山市禪城區(qū)產(chǎn)學(xué)研專(zhuān)項(xiàng)資金項(xiàng)目“野馬”牌針織大圓機(jī)的電子選針控制系統(tǒng)的技術(shù)改造 ，由武漢科技學(xué)院與廣東省佛山市匯隆針織廠共同合作進(jìn)行。1.1.3 課題目的及意義針織大圓機(jī)作為目前市場(chǎng)上使用最多的針織機(jī)械之一，其發(fā)展已經(jīng)完全走入了正軌，取得的突出成績(jī)主要表現(xiàn)是外觀設(shè)計(jì)、電子技術(shù)的應(yīng)用、產(chǎn)品的實(shí)用性上均得到了用戶(hù)企業(yè)的首肯?？刂葡到y(tǒng)作為整個(gè)針織大圓機(jī)的核心部分，它的突破改進(jìn)才是整個(gè)機(jī)器發(fā)展的關(guān)鍵。目前國(guó)內(nèi)發(fā)展雖然與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)有較大差距，但這也是國(guó)內(nèi)針織大圓機(jī)發(fā)展的總體方向。本項(xiàng)目作為一個(gè)技術(shù)改造項(xiàng)目，如果整個(gè)系統(tǒng)的改造能夠成功，將會(huì)彌補(bǔ)國(guó)

19、內(nèi)紡織企業(yè)在高檔電腦針織大圓機(jī)方面改造成為針織大圓機(jī)的電腦自動(dòng)調(diào)線針織大圓機(jī)發(fā)展的不足，縮小與國(guó)外的差距。從而擴(kuò)大國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，提高我國(guó)針織大圓機(jī)在境外的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。1.1.4 課題任務(wù)（1）電腦自動(dòng)調(diào)線大圓機(jī)電子選針控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。該部分內(nèi)容主要包括電子選針控制數(shù)據(jù)算法和電子選針控制系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計(jì)。（2）系統(tǒng)操作控制界面的設(shè)計(jì)。該界面系統(tǒng)主要包括兩部分：一是機(jī)器參數(shù)的修改，二是文件系統(tǒng)的串行通信界面的設(shè)計(jì)。1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀現(xiàn)代針織技術(shù)是由早期的手工編織演變而來(lái)。針織機(jī)械最早起始于 1589 年，英國(guó)威廉李從手工編織得到啟示而發(fā)明第一臺(tái)手搖針織機(jī)。隨著工業(yè)化水平的不斷加】【23強(qiáng)，針織機(jī)

20、的機(jī)械結(jié)構(gòu)也發(fā)生著顯著的變化。針織作為紡織行業(yè)中的重點(diǎn)行業(yè)發(fā)展經(jīng)歷了許多年的發(fā)展，取得了較大的成績(jī)。如今我國(guó)針織工業(yè)的發(fā)展帶動(dòng)和促進(jìn)了我國(guó)針織機(jī)械工業(yè)的發(fā)展。目前，所有針織機(jī)械大類(lèi)產(chǎn)品包括圓緯機(jī)、經(jīng)編機(jī)、橫機(jī)、襪1 緒論3機(jī)及鉤編機(jī)五大系列產(chǎn)品36，在我國(guó)均有生產(chǎn)，并形成了一定規(guī)模。這些針織機(jī)械的發(fā)展參差不齊，其中大圓機(jī)發(fā)展較快，其他如橫機(jī)、襪機(jī)相對(duì)較慢。針織大圓機(jī)作為圓形緯編針織機(jī)系列中的一個(gè)重要機(jī)種，它的技術(shù)革新主要體現(xiàn)在機(jī)器的功能多樣、質(zhì)量穩(wěn)定、規(guī)格較全、用途較廣、變換靈活、效率提高、操作簡(jiǎn)便等方面。在國(guó)內(nèi)針織大圓機(jī)的發(fā)展比國(guó)外要晚，但隨著近些年的大力發(fā)展，也取得了比較顯著的成績(jī)。例如，

21、國(guó)產(chǎn)大圓機(jī)的基本產(chǎn)品已比較齊全，有單面、雙面大圓機(jī)、羅紋機(jī)和人造毛皮機(jī)等系列。大圓機(jī)之所以能取得目前的成績(jī)并得到廣泛的使用，除了機(jī)器本身機(jī)構(gòu)的改進(jìn)外，最關(guān)鍵的就是大圓機(jī)控制系統(tǒng)技術(shù)的提高。隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，已經(jīng)有越來(lái)越多的針織機(jī)制造廠商采用電子與計(jì)算機(jī)控制裝置和技術(shù)，從而大大提高了針織物的結(jié)構(gòu)與花型變換能力、坯布質(zhì)量、機(jī)器的生產(chǎn)效率與自動(dòng)化程度。值得一提的是，福建泉州等地形成了大圓機(jī)制造的產(chǎn)業(yè)集群 泉州地區(qū)年產(chǎn)大圓機(jī)超過(guò)10000臺(tái)，出口1000臺(tái)以上，其常規(guī)品種與國(guó)際先進(jìn)水平差距不大，性?xún)r(jià)比十分優(yōu)越。同時(shí)也成功開(kāi)發(fā)了電腦提花，移圈羅紋，電腦調(diào)線等先進(jìn)機(jī)型。目前，國(guó)

22、產(chǎn)筒徑34寸、機(jī)號(hào)22-28針的大圓機(jī)已廣泛用于生產(chǎn)。盡管如此，但與國(guó)外先進(jìn)水平差距還是明顯的。比如產(chǎn)品品種、規(guī)模及功能方面，以及機(jī)電一體化水平方面的差距。在國(guó)外，針織大圓機(jī)技術(shù)發(fā)展非?？焖伲湎冗M(jìn)技術(shù)與發(fā)展動(dòng)向綜述如下：（1）路數(shù)：每英寸針筒直徑的路數(shù)一般在1.52.4，目前“二功位”電子選針的單面提花大圓機(jī)的每英寸針筒直徑路數(shù)最高可達(dá)3.2(邁耶西)，即762mm筒徑有96路，這一參數(shù)的提高意味著生產(chǎn)效率的提高。（2）簡(jiǎn)徑：常用的針筒直徑為762和864mm，近年來(lái)更大筒徑，如965、1067mm的機(jī)器也有一定的比例，可以生產(chǎn)更寬門(mén)幅和更大卷裝的坯布。（3）電子選針：雖然電子選針器的形式?jīng)]

23、有什么變化，仍舊分單級(jí)式和多級(jí)式兩類(lèi)，有壓電和電磁兩種，但是在電子和機(jī)械方面不斷地進(jìn)行改進(jìn)，以適應(yīng)更高的機(jī)號(hào)和更快的轉(zhuǎn)速，并且已從僅對(duì)針筒針進(jìn)行選擇發(fā)展到同時(shí)對(duì)針筒針和針盤(pán)針進(jìn)行選擇，三功位(成圈、集圈、不編織)選針技術(shù)被普遍采用，從而擴(kuò)展了可以編織的花型與結(jié)構(gòu)。（4）電子選沉降片：多年來(lái)電子選沉降片技術(shù)一直用于生產(chǎn)一面凹凸(浮雕)提花毛圈織物，近年來(lái)這項(xiàng)技術(shù)有了發(fā)展。最先是邁耶西公司推出了提花兩面毛圈圓緯機(jī)，它采用了雙沉降片技術(shù)：后沉降片可被電子選片器獨(dú)立選擇(與單針選針原理相似)，能在織物前面(工藝反面)形成凹凸(浮雕)提花毛圈，毛圈高度可以設(shè)置和單獨(dú)控制；而前沉降片不被選擇，在織物后面(

24、工藝正面)可以根據(jù)需要形成滿地毛圈或者沒(méi)有毛圈，產(chǎn)生均勻一致的外觀。這類(lèi)織物可制作睡衣、床罩、保暖夾克衫、休閑服、時(shí)裝、1 緒論4產(chǎn)業(yè)用紡織品等。電腦自動(dòng)調(diào)線大圓機(jī)是近年推出的一種新型大圓機(jī)，它是在針織大圓機(jī)的基礎(chǔ)上改造而成的。主要是為了滿足市場(chǎng)上對(duì)于多顏色調(diào)線針織產(chǎn)品的需求，電子調(diào)線裝置已經(jīng)從最初的四色發(fā)展到六色，若要進(jìn)一步增加色紗數(shù)，就需要增加調(diào)線裝置中的導(dǎo)紗指數(shù)量，但是這將受到機(jī)器上的安裝空間和導(dǎo)紗指變換所需時(shí)間等方面的限制。為此，邁耶西公司推出了在一路上是五色調(diào)線，通過(guò)兩路的組合可以產(chǎn)生十色調(diào)線效果的針織技術(shù)。隨著彈性紗線越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，各公司也在不斷改進(jìn)調(diào)線技術(shù)與裝置。德樂(lè)公司研制

25、的調(diào)線裝置能應(yīng)用于彈性紗線，對(duì)其進(jìn)行可靠地夾持和剪切，同時(shí)也適用于其他類(lèi)型的紗線。邁耶西公司的十色調(diào)線技術(shù)還能使彈性紗線作為添紗編織。目前，國(guó)內(nèi)針織大圓機(jī)采用的控制技術(shù)主要是工控機(jī)和單片機(jī)的主從兩級(jí)電子控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)由武漢科技學(xué)院在國(guó)內(nèi)首創(chuàng)并成功地研制出“電腦針織提花大機(jī)控制系統(tǒng)” ，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，其關(guān)鍵技術(shù)電子選針器采用壓電陶瓷控制選針。國(guó)際上，當(dāng)前使用最多的是德國(guó)德樂(lè)公司和日本 WAC 開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)。雖然國(guó)內(nèi)成功的開(kāi)發(fā)了圓機(jī)的控制系統(tǒng)，但是有許多關(guān)鍵的零部件依然需要進(jìn)口，并且價(jià)格相當(dāng)?shù)陌嘿F，例如日本W(wǎng)AC-APS5 系列“二功位” 、 “三功位”選針器等。因此，電腦針織提花大圓機(jī)的發(fā)展和

26、市場(chǎng)提供了極大的空間。近幾年，隨著人類(lèi)社會(huì)發(fā)展的進(jìn)步，人們對(duì)新型針織布的需求也越來(lái)越多，其中呈條紋狀的布是需求量較大之一。為了滿足這一需求，電腦自動(dòng)調(diào)線大圓機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。它也是屬于大圓機(jī)的一種，能夠織出多種顏色的條紋狀的布，并且條紋的寬度可以任意的變化，很好的滿足了人們對(duì)這種布的需求。電腦自動(dòng)調(diào)線大圓機(jī)與以往使用的大圓機(jī)（如提花大圓機(jī)）最大的不同是，它多了一個(gè)關(guān)鍵的零件，調(diào)線手指。調(diào)線手指有3色，4色，5色和6色，它主要的作用是根據(jù)實(shí)際需要，調(diào)節(jié)不同的手指而使不同顏色的紗線進(jìn)行編織。除此之外，它使用的選針器也只有一個(gè)，而提花大圓機(jī)使用的選針器有48，72等許多個(gè)。因此，電腦自動(dòng)調(diào)線大圓機(jī)控制系統(tǒng)

27、也采用的是主從兩級(jí)控制，它與針織提花大圓機(jī)最大的不同是只需對(duì)單個(gè)選針器實(shí)行控制。1.3 本課題的研究意義為了適應(yīng)人們生活與工作環(huán)境的改善和穿著舒適性的要求，越來(lái)越多的面料采用針織機(jī)來(lái)編織，因此針織機(jī)械的需求量也變得越來(lái)越大。作為目前市場(chǎng)上使用最多的針織機(jī)械之一的針織大圓機(jī)，其需求量也大增。據(jù)位于瑞士蘇黎世的國(guó)際紡織機(jī)械制造商聯(lián)盟(ITMF)的年度紡織機(jī)械統(tǒng)計(jì),針織大圓機(jī)的全球交貨量總計(jì)9400臺(tái),減少了7%。其中約69%運(yùn)往亞洲,只有17%運(yùn)往歐洲(包括土耳其) 。在約7100臺(tái)單面針織機(jī)(減少4% )中運(yùn)往亞洲的(中國(guó)、印度和韓國(guó)) 占71% , 歐洲的占16%在接近2350臺(tái)雙面針1 緒論

28、5織機(jī)(減少15% )中, 61%銷(xiāo)往亞洲(減少15% ) ,9%銷(xiāo)往歐洲(土耳其、意大利)。從上面的統(tǒng)計(jì)可以看出，針織大圓機(jī)在國(guó)內(nèi)需求量很大的。隨著生活水平的提高和對(duì)個(gè)性化的追求，人們對(duì)圖案和質(zhì)量的需求日益增長(zhǎng)，因此，基于針織大圓機(jī)改造而成的新型電腦自動(dòng)調(diào)線大圓機(jī)的需求量也穩(wěn)步增長(zhǎng)。本課題對(duì)電腦自動(dòng)調(diào)線大圓機(jī)電子調(diào)線系統(tǒng)進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)，為電子調(diào)線技術(shù)的開(kāi)發(fā)做一些基礎(chǔ)性的設(shè)計(jì)工作。電子調(diào)線34系統(tǒng)包括花型準(zhǔn)備系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)兩部分?？烧{(diào)用已經(jīng)儲(chǔ)存的若干種花紋數(shù)據(jù)，可以用手工方法輸入自定義花紋數(shù)據(jù)，可修改花紋數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)可以將存貯在存儲(chǔ)里的花紋數(shù)據(jù)（選針數(shù)據(jù)） ，根據(jù)針筒同步信號(hào)的頻率

29、發(fā)送選針信號(hào)，選針信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路放大后驅(qū)動(dòng)選針元件，控制選針。2 選針和自動(dòng)調(diào)線原理介紹62 選針和自動(dòng)調(diào)線原理介紹 針織是指利用織針將紗線編織成線圈并相互串套而形成針織物（面料、坯布）的一種方法。它的基本工藝是成圈，基本單元是線圈。根據(jù)編織方法的不同，針織可分為緯編和經(jīng)編兩大類(lèi)。電腦自動(dòng)調(diào)線大圓機(jī)屬于緯編針織機(jī)。緯編是把紗線由緯向順序喂入大圓機(jī)的工作織針（參加編織的織針）上，然后通過(guò)成圈機(jī)構(gòu)將紗線順序地彎曲成圈，并相互串套而形成的一種工藝。2.1 電子選針基本原理2.1.1 大圓機(jī)三種編織位置的選針原理28針織大圓機(jī)的成圈是最基本的編織，集圈和浮線也是基本的編織。這三種編織方法相互組合，可以

30、改變針織物的外觀和伸縮性。需要注意的是，如果只有集圈和浮線進(jìn)行編織，是無(wú)法形成織物的，也就是說(shuō)不能形成線圈。所以編織時(shí)必須以成圈為主，配合必要的集圈和浮線。（1）成圈:如圖 2.1 所示，當(dāng)織針上升到最高位置時(shí)，舊線圈從針舌脫出后，織針接受新紗線，織針吃到新紗線后編織成新線圈。在單面大圓機(jī)上只有成圈三角編織的組織為緯平針組織，通常稱(chēng)為平針組織，形成的織物就是坯布。圖 2.1 成圈位置及其線圈結(jié)構(gòu)圖（2）集圈:織針沒(méi)有上升到最高位置，只上升到中間位置，舊線圈沒(méi)有脫出針舌，就喂入新紗線，針鉤內(nèi)同時(shí)有兩根或兩根以上的紗線，新線圈也沒(méi)有形成，如圖 2.2所示。2 選針和自動(dòng)調(diào)線原理介紹7圖 2.2 集

31、圈位置及其線圈結(jié)構(gòu)圖（3）浮線:舊線圈處于針鉤內(nèi)，織針保持狀態(tài)而不做上升運(yùn)動(dòng)，只做橫移，也不向織針供給紗線，所以不形成新線圈，紗線處于織針的背面。織針在移到下一個(gè)喂紗嘴時(shí)，狀態(tài)不變，紗線浮在針背后，稱(chēng)之為浮線編織。浮線的端點(diǎn)必須在成圈或集圈的位置停止處。如圖 2.3 所示。圖 2.3 浮線位置及其線圈結(jié)構(gòu)圖2.1.2 “二功位”選針原理我們這里使用的單面大圓機(jī)的織針采用舌針，如圖 2.4 所示。舌針參加工作與否，是由選針機(jī)構(gòu)和紡織三角來(lái)決定的。在“二功位”選針的圓機(jī)中，織針有兩種可能的走針軌跡。在完成“成圈”動(dòng)作時(shí)，織針針踵被嵌入三角槽內(nèi)，沿挺針三角斜面上升到行程最大位置(如圖 2.5 中的軌

32、跡 C 所示)套在舌針上的舊線圈移到針舌之下(如圖 2.4中(a)1、3 針?biāo)?。隨著針筒的繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，織針在壓針三角的作用下下降，鉤入新的紗線，形成布面上的一個(gè)新的花色點(diǎn)。在完成“浮線”動(dòng)作時(shí)，織針剛進(jìn)入三角槽內(nèi)就2 選針和自動(dòng)調(diào)線原理介紹8被調(diào)線器推出三角槽外，故在原位置上作適當(dāng)?shù)纳仙齽?dòng)作(如圖 2.5 中的軌跡 D 所示)，所以不再成圈(如圖 2.4 中(a)2 針?biāo)?。 圖 2.4 織針示意圖 圖 2.5 織針軌跡2.1.3 “三功位”選針原理上面是傳統(tǒng)的“二功位”選針,即成圈（編織）和浮線（不編織)。所謂的“三功位”選針，是指織針可以完成成圈（編織）、集圈、浮線三種動(dòng)作。所謂的集圈

33、，是針退回到不完全退圈高度，既能鉤取到新的紗線，但是舊的線圈也不脫落，也即同時(shí)勾住新舊紗線，如圖 2.6 中鉤針 2 的動(dòng)作。因此，“三功位”選針能夠產(chǎn)生更多的圖案變化。在生產(chǎn)單面織物時(shí),可利用編織集圈的方法使浮線固結(jié)在組織中,克服織物反面浮線過(guò)長(zhǎng)的缺點(diǎn)。當(dāng)紗線顏色較多時(shí),如果不采用集圈的方法,反面的浮線會(huì)很多。目前國(guó)外高檔電子選針器都是采用的“三功位”選針的方式。圖 2.6 示意圖2.1.4 多級(jí)電子選針器的組成結(jié)構(gòu)與選針原理電腦自動(dòng)調(diào)線大圓機(jī)主要是通過(guò)選針器選中調(diào)線導(dǎo)紗器34，從而使每個(gè)成圈系統(tǒng)的導(dǎo)紗器按照橫條花紋的要求進(jìn)入和退出工作。電腦自動(dòng)調(diào)線大圓機(jī)中常見(jiàn)的是四色或六色調(diào)線，即機(jī)器上每

34、個(gè)成圈系統(tǒng)有四個(gè)或六個(gè)導(dǎo)紗器，故選針器也一般選擇四級(jí)或六級(jí)的多級(jí)式電子選針器。圖2.7是四級(jí)式電子選針器的示意簡(jiǎn)圖。它主要由四級(jí)上下平行排列的選針刀片1，選針電器元件2以及控制電路板3組成。每一級(jí)選針刀片受與2 選針和自動(dòng)調(diào)線原理介紹9其相對(duì)應(yīng)的同級(jí)電器元件控制，可作上下擺動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)選針與否。選針電器元件有壓電陶瓷和線圈電磁鐵兩種。前者具有工作頻率較高，發(fā)熱量與耗電少和體積小等優(yōu)點(diǎn)，因此使用較多。選針電器元件通過(guò)接口和電纜接收來(lái)自電腦控制器的選針脈沖信號(hào)。1-選針刀片 2-選針電氣元件 3-控制電路板圖2.7 選針器基本結(jié)構(gòu)圖由于電子選針器可以安裝在多種類(lèi)型的針織機(jī)上，因此機(jī)器的編織與選針的形

35、式與配置可能不完全一樣，但其選針原理還是相同的。即如果選針器中某一級(jí)電器元件接收到選針編織的脈沖信號(hào)，它控制的同級(jí)選針刀向下擺動(dòng)，從而控制紗線的選擇。另外選針電器元件（如壓電陶瓷或電磁鐵）的工作頻率有限，當(dāng)機(jī)器機(jī)號(hào)增加或者轉(zhuǎn)速增加時(shí)，單位時(shí)間要選的針也增加，采用多級(jí)式的好處在于它可以降低單個(gè)選針電器元件的工作頻率，或者說(shuō)在有限的工作頻率下，可以讓機(jī)器工作于更高的轉(zhuǎn)速來(lái)增加生產(chǎn)效率。2.2 自動(dòng)調(diào)線原理2.2.1 自動(dòng)調(diào)線裝置的組成自動(dòng)調(diào)線裝置由選擇器和調(diào)線器組成，每一個(gè)成圈系統(tǒng)有一個(gè)調(diào)線器，如圖 2.8 所示是自動(dòng)調(diào)線裝置2134示意圖。選擇器由平齊三角 1，4 個(gè)電磁鐵，選擇板 A，B，C，

36、D,上升三角 10，下降三角 11 等組成。選擇器隨針筒一起回轉(zhuǎn)。每個(gè)2 選針和自動(dòng)調(diào)線原理介紹10 2.8 自動(dòng)調(diào)線裝置示意圖調(diào)線器都由 4 個(gè)導(dǎo)紗部件（與選擇板 A，B，C，D 相應(yīng)）組成。每套導(dǎo)紗器部件由導(dǎo)紗器 2，杠桿 3 和擺桿 4 組成。即 A 導(dǎo)紗器部件由 A 導(dǎo)紗器，A 杠桿及 A 擺桿組成；B 導(dǎo)紗器部件由 B 導(dǎo)紗器，B 杠桿及 B 擺桿組成；依此類(lèi)推。擺桿上有 4 個(gè)選擇齒位 6 和 4個(gè)下降齒位 7，一個(gè)徑向平齊踵 5，1 個(gè)上升踵 9 和一個(gè)下降踵 8。每個(gè)擺桿的 4 個(gè)選擇齒位上只有 1 個(gè)選擇齒，4 個(gè)下降齒位上只有 3 個(gè)下降齒，即 A 擺桿上有選擇齒 a 及下

37、降齒 b,c,d；B 擺桿上有選擇齒 a,c,d；C 擺桿上有選擇齒 c 及下降齒 a,c,d；D 擺桿上有選擇齒 d 及下降齒 a,b,c。每個(gè)擺桿都有 2 個(gè)高度位置：高位置和低位置。這兩個(gè)位置的高度相當(dāng)于 3.5 個(gè)齒位距。擺桿在高位置時(shí)相應(yīng)的導(dǎo)紗器處于工作位置。擺桿在低位置相應(yīng)的導(dǎo)紗器處于工作位置。擺桿在低位置時(shí)相應(yīng)的導(dǎo)紗器處于不工作位置，如圖 2.9 所示。圖 2.9 擺桿與選擇板2.2.2 自動(dòng)調(diào)線裝置的工作原理機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，平齊三角、4 個(gè)電磁鐵，4 個(gè)選擇板，上升三角、下降三角等都隨針筒一起回轉(zhuǎn)。選擇器轉(zhuǎn)至某一成圈系統(tǒng)處就對(duì)該處的調(diào)線器發(fā)生選擇作用。徑向平齊踵在平齊三角的作用下使

38、擺桿處于待選擇位置（豎直）。只要選擇板碰及擺桿上的齒（選擇齒或下降齒），該擺桿下部就被選擇板推至遠(yuǎn)離中心而傾斜。沒(méi)有被選擇板碰及的擺桿仍保持豎直。豎直的低位擺桿的上升踵被上升三角頂上，相應(yīng)的導(dǎo)紗器就進(jìn)入工作位置。傾斜的低位擺桿不會(huì)被上升三角作用到，因而相應(yīng)的導(dǎo)紗器仍保持在不2 選針和自動(dòng)調(diào)線原理介紹11工作位置。傾斜的高位擺桿的下降踵被下降三角壓下，因而相應(yīng)的導(dǎo)紗器推出工作位置，進(jìn)入不工作位置。豎直的高位擺桿不會(huì)被下降三角作用到，因而相應(yīng)的導(dǎo)紗器仍保持工作位置。每塊選擇板有 2 個(gè)位置：高位置和低位置。在這兩個(gè)位置，選擇板頭的高度差相當(dāng)于 0.5 個(gè)齒位。被相應(yīng)的電磁鐵吸下的選擇板處于低位置，

39、沒(méi)被相應(yīng)的電磁鐵吸下的選擇板由于彈力的作用而處于高位置。處于高位的選擇板能碰及低位擺桿的相應(yīng)選擇齒，例如處于高位的選擇板 A 能碰及低位擺桿的相應(yīng)選擇齒 a（即碰及低位的 A 擺桿），但不能碰及高位擺桿的任何選擇齒和下降齒。處于低位的選擇板 A 能碰及高位擺桿的相應(yīng)下降齒，例如處于低位的選擇板 A 能碰及高位擺桿的下降齒 a（即碰及高位的 B 擺桿，高位的 C 擺桿，高位的 D 擺桿），但不能碰及低位擺桿的任何選擇齒和下降齒。針筒每轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)成圈系統(tǒng)，控制器即發(fā)出一個(gè)選擇信號(hào)。當(dāng)選擇器轉(zhuǎn)至某成圈系統(tǒng)時(shí)，如該成圈系統(tǒng)不需要調(diào)線，則 A，B，C，D 都不吸下相應(yīng)的選擇板，這樣低位擺桿不上升，高位擺桿

40、不下降。當(dāng)選擇器轉(zhuǎn)至某成圈系統(tǒng)時(shí)，如需要該成圈系統(tǒng)的導(dǎo)紗器退出工作，別的導(dǎo)紗器從不工作位置進(jìn)入工作位置，則該導(dǎo)紗器相應(yīng)的電磁鐵就要吸下相應(yīng)的選擇板。如 2.10 中，某成圈系統(tǒng)的 A，C，D 擺桿在低位，B 擺桿在高位，即表示成圈系統(tǒng)的 A，C，D 導(dǎo)紗器不工作和 B 導(dǎo)紗器工作。如不需要調(diào)線，則選擇板A,B,C,D 都不被吸下，見(jiàn)圖 2.10（1）；如需要 D 導(dǎo)紗器進(jìn)入工作而 B 導(dǎo)紗器退出工作，則只要吸下選擇板 D 即可，見(jiàn)圖 2.10（2）；如需要 D 和 A 導(dǎo)紗器都進(jìn)入工作而 B 導(dǎo)紗器退出工作，則只要吸下選擇板 D 和選擇板 A 即可，見(jiàn)圖 2.10（3）。從圖 2.10（1）可

41、見(jiàn)，A 擺桿的 a 齒，C 擺桿的 c 齒和 D 擺桿的 d 齒分別被選擇板 A，C，D 碰及，而 B擺桿沒(méi)被任何選擇板碰及，所以 A 擺桿，C 擺桿和 D 擺桿保持在低位，B 擺桿保持在高位。從圖 2.10（2）中可見(jiàn)，A 擺桿的 a 齒和 C 擺桿的 c 齒分別被選擇板 A 和 C 碰及，B 擺桿的 d 齒被選擇板 D 碰及，而 D 擺桿沒(méi)被任何選擇板碰及，所以 A 擺桿和 C 擺桿保持在低位，D 擺桿升至高位，B 擺桿降至低位。從圖 2.10（3）中可見(jiàn)，C 擺桿的 c 齒被選擇板 C 碰及，B 擺桿的 a 齒和 d 齒被選擇板 A 和 D 碰及，而 A 擺桿和 D 擺桿沒(méi)被任何選擇板碰

42、及，所以 C 擺桿保持在 持在低位，A 擺桿和 D 擺桿升至高依，而 B 擺桿降至低位。由于上升三角在前，下降三角在后，所以擺桿的上升動(dòng)作在前，下降動(dòng)作在后，這樣保證了調(diào)線過(guò)程中進(jìn)入工作的導(dǎo)紗器先進(jìn)入，退出工作的導(dǎo)紗器后退出。2 選針和自動(dòng)調(diào)線原理介紹12圖 2.10 選擇板對(duì)擺桿的選擇過(guò)程2.2.3 自動(dòng)調(diào)線過(guò)程在大圓機(jī)上加裝四色調(diào)線裝置是為了編織四色彩橫條針織物。彩色橫條相間針織物是制作 T 恤衫、運(yùn)動(dòng)衣的理想面料。在普通大圓機(jī)上，只要按一定的規(guī)律，在各個(gè)成圈系統(tǒng)的導(dǎo)紗器穿入多種色紗，就可編織出彩橫條織物。但由于普通大圓機(jī)各成圈系統(tǒng)只有 1 個(gè)導(dǎo)紗器，一般只能穿 1 根色紗，成圈系統(tǒng)數(shù)量也

43、有限，所以織物中 1 個(gè)彩橫條相間的循環(huán)單元的橫列數(shù)也不可能很多。例如對(duì)于成圈系統(tǒng)數(shù)達(dá) 150 路的大圓機(jī)來(lái)說(shuō)，所能編織的彩橫條循環(huán)單元最多不超過(guò) 150 橫列。如果每一成圈系統(tǒng)裝有多個(gè)導(dǎo)紗器，每個(gè)導(dǎo)紗器穿 1 種色紗，編織每一橫列時(shí)，2 選針和自動(dòng)調(diào)線原理介紹13各系統(tǒng)可根據(jù)花型要求選用其中某一導(dǎo)紗器，則可擴(kuò)大彩橫條循環(huán)單元的橫列數(shù)。四色調(diào)線（即每一系統(tǒng)有 4 個(gè)導(dǎo)紗指可供調(diào)換）裝置正是根據(jù)這一原理而設(shè)計(jì)的。早期的四色調(diào)線裝置是采用機(jī)械控制。目前較先進(jìn)的電腦控制調(diào)線裝置已廣泛應(yīng)用。后者具有花型變換快和方便，循環(huán)單元不受限制等優(yōu)點(diǎn)。下面簡(jiǎn)單介紹電腦控制四色調(diào)線裝置的工作原理。整個(gè)系統(tǒng)包括電腦控

44、制器與調(diào)線控制裝置兩大部分。電腦控制器上裝有鍵盤(pán)和顯示器，可以調(diào)用或更改電腦中存儲(chǔ)的花型，也能輸入新的花型。通過(guò)一個(gè)與針筒同步回轉(zhuǎn)的信號(hào)傳送器將貯存在電腦控制器中的花型程序傳送給有關(guān)的導(dǎo)紗指變換電磁鐵，進(jìn)行調(diào)線。每一調(diào)線裝置有個(gè)可變換的導(dǎo)紗器。對(duì)每一導(dǎo)紗指的控制方式為：導(dǎo)紗指隨同關(guān)閉的夾線器和剪刀從基本位置被帶到墊紗位置，又隨同張開(kāi)的夾線器和剪刀被帶回基本位置。導(dǎo)紗指、夾線器和剪刀是主要的工作機(jī)件。圖 2.11 所示為在普通大圓機(jī)上的調(diào)線過(guò)程。（1）圖（a）所示.導(dǎo)紗機(jī)件 2 與帶有剪刀 4 和夾線器 5 的導(dǎo)紗指 3 處于基本位置。紗線 A 穿過(guò) 2、3 和導(dǎo)紗器 1 墊入針鉤。此時(shí)導(dǎo)紗機(jī)件

45、 2 處于較高位置，夾線器 5 張開(kāi)。（2）圖（b）所示.另一導(dǎo)紗指 7 帶著夾線器 9、剪刀 8 和紗線 B 擺向針背。（3）圖（c）所示.帶著夾線器 9、剪刀 8 和 B 紗的導(dǎo)紗指 7 與導(dǎo)紗機(jī)件 6 一起向下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入墊紗位置。B 紗進(jìn)入約 6-10mm 寬的不插針區(qū)域，為墊紗做準(zhǔn)備。（4）圖（d）所示.當(dāng)新紗線 B 在調(diào)線位置被可靠地編織了兩三針后，夾線器 9 和剪刀 8 張開(kāi)，放松紗端。在基本位置的導(dǎo)紗指 3 上的夾線器 5 和剪刀 4 關(guān)閉，握緊紗線 A 并將其剪斷。至此調(diào)線過(guò)程完成。2 選針和自動(dòng)調(diào)線原理介紹14圖 2.11 調(diào)線過(guò)程3 電子選針的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備153 電子選針的數(shù)據(jù)

46、準(zhǔn)備與傳統(tǒng)機(jī)械式大圓機(jī)所用的滾筒式選針機(jī)構(gòu)不同的是，電腦自動(dòng)調(diào)線大圓機(jī)采用的是受電信號(hào)控制、能上下擺動(dòng)刀片的電子選針器。在改變花型時(shí)，只要改變電信號(hào)，無(wú)需變動(dòng)選針機(jī)構(gòu)，因而花型變換速度快，提高了編織效率。電腦自動(dòng)調(diào)線大圓機(jī)中的電信號(hào)即是電子選針器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，它由計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)提供，開(kāi)機(jī)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作就叫做花型數(shù)據(jù)準(zhǔn)備17。3.1 花紋數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備為了簡(jiǎn)明清楚地表明緯編織物的結(jié)構(gòu)，大圓機(jī)上一般用意匠圖矩型（把織物內(nèi)線圈組合的規(guī)律，用規(guī)定的符號(hào)畫(huà)在小方格紙上表示的一種圖形）來(lái)表示一個(gè)完全組織的花紋循環(huán)，它是織物上的花紋在橫向、縱向重復(fù)的最小單元。一般來(lái)講，決定意匠圖的 3 個(gè)參數(shù)分別是花寬 W，花高

47、 H 和色彩數(shù) C。對(duì)電腦自動(dòng)調(diào)線大圓機(jī)來(lái)說(shuō)，花寬 W即為針筒總針數(shù)。H 為一個(gè)最小循環(huán)組織的橫列數(shù)，機(jī)械選針時(shí)，最大花高單色時(shí)不能超過(guò)成圈系統(tǒng)數(shù) S，C 個(gè)色彩時(shí)不能超過(guò) S/C；而在電子選針時(shí)，它的最大花高不受機(jī)器固有針數(shù)和路數(shù)的限制，但花型的大小會(huì)受到電腦內(nèi)存的限制，花型超大可以造成電腦運(yùn)行時(shí)內(nèi)存外溢，從而出現(xiàn)錯(cuò)誤。色彩數(shù) C 要受到針織大圓機(jī)的限定。在四色調(diào)線大圓機(jī)上，一個(gè)花型中只能有四種顏色，六色調(diào)線大圓機(jī)上只能有六種顏色。 橫條紋產(chǎn)品是由兩種或兩種以上的色紗交替編織成各種色紗橫條紋的一種織物，每一橫列都是由一個(gè)成圈系統(tǒng)組成，即橫列數(shù)就形成一個(gè)完全花紋組織，這里我們可以用花紋示意圖更

48、形象完整的表示出該編織花紋的數(shù)據(jù)。如圖3.1所示，其花型高度為H6，花紋顏色C3，花寬W為針筒總針數(shù)的一個(gè)花型意匠圖。在該意匠圖上，我們分別用,和表示色彩1，色彩2和色彩3?？捎靡唤M行向量來(lái)表示該意匠圖。我們把該行向量組稱(chēng)為 D 向量組（Design Vectors）且 D=Vectors_d(yi) (3.1) 其中各行向量d(yi)由W個(gè)數(shù)組成的有序數(shù)組，表示意匠圖中的各行數(shù)據(jù)。即d(yi)=(aw,a2,a1) 而yi=H,H-1,1，aj =Ck 且Ck =1,2,C 3 電子選針的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備16 圖3.1 花紋意匠圖注意該行向量與一般行向量不同，它的元素序號(hào)是從右往左排而不是從左往右排

49、，向量組的序號(hào)也是從下往上排而不是從上往下排，這是為了與編織次序相一致的緣故。對(duì)應(yīng)于圖 3.1 的示意圖，我們有行向量組： （3.2）333333333333333222222222211111123456ddddddD通常示意圖由計(jì)算機(jī)的繪圖軟件畫(huà)出，然后根據(jù)形成原則自動(dòng)算出D向量組。 3.2 編織數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備從編織工藝上看，由于織物有C種色彩，每根色線要通過(guò)一路調(diào)線手指（如圖3.2所示）進(jìn)入，這里面每一種色紗都相應(yīng)地對(duì)應(yīng)一個(gè)手指。圖3.2調(diào)線手指實(shí)物圖因此我們可以把色紗與相應(yīng)的手指編號(hào)，分別為C1,C2,C3,如果我們編織色紗C1,C2,C3對(duì)應(yīng)的高度分別為1,2,3，則編織情況如表3.1所

50、示：3 電子選針的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備17表表3.13.1 編織情況編織情況1000調(diào)線手指10100調(diào)線手指20100調(diào)線手指30010調(diào)線手指40010調(diào)線手指50010調(diào)線手指6表中數(shù)字“0”表示調(diào)線手指對(duì)應(yīng)的手指不參與紗線的編織，數(shù)字“1”表示對(duì)應(yīng)調(diào)線手指參與紗線編織。從數(shù)學(xué)上看，為了用編織數(shù)據(jù)準(zhǔn)確地表示調(diào)線手指的編織情況，我們可以用一個(gè)一維向量表示每一個(gè)調(diào)線手指的編織狀況，然后根據(jù)色彩數(shù)C創(chuàng)建一個(gè)一維向量，使其對(duì)D向量組中各向量進(jìn)行擴(kuò)充，最后達(dá)到編織數(shù)據(jù)所需要的編織矩正。具體的做法是，首先定義r個(gè)一維擴(kuò)充列向量E,它們的各元素中只有一個(gè)表示參與編織的手指值用1表示，其余的各位置的元素均為0，即T

51、E00011TE00102TrE0100根據(jù)該手指信息，我們可以用它代替編織矩陣D向量組里面的編織動(dòng)作。這里假定機(jī)器編織的最小循環(huán)數(shù)為W，機(jī)器調(diào)線手的個(gè)數(shù)為 n,則編織動(dòng)作數(shù)據(jù)矩正的行數(shù)m=w/n,因此整個(gè)編織動(dòng)作數(shù)據(jù)的最小循環(huán)矩陣可用一個(gè)二維數(shù)組F來(lái)表示。),() 1 ,(),(), 1 () 1 , 1 (nmfmfqpfnffF式中：-編織循環(huán)中選針器在第q個(gè)調(diào)線手處的編織動(dòng)作。),(qpf E 表示調(diào)線手指的編織動(dòng)作。),(qpfr此時(shí)已基本上完成了選針花紋數(shù)據(jù)向編織數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化。3.3 選針數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備自動(dòng)調(diào)線機(jī)控制數(shù)據(jù)就是根據(jù)自動(dòng)調(diào)線所需編織的花型基本信息控制選針器發(fā)出相應(yīng)的選針驅(qū)動(dòng)信

52、號(hào)，使之能夠在計(jì)算機(jī)的控制下完成橫條布的編織，下面舉例說(shuō)明。3 電子選針的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備18（1）確定選針數(shù)據(jù)循環(huán)的最小機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)圈數(shù) R。因?yàn)榭椢锘ㄐ褪侵貜?fù)循環(huán)的，意匠圖較小時(shí)只需存儲(chǔ)最少的控制信號(hào)就可使之循環(huán)驅(qū)動(dòng)，而循環(huán)數(shù)據(jù)的多少取決于花型循環(huán)的最小機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)圈數(shù)。設(shè)機(jī)器的調(diào)線手指的路數(shù)為 F=8，織物花型高度 H=6，色彩 C=3。此時(shí)織物的排列平面圖如圖 3.3，從圖中可以看出，此組參數(shù)下一個(gè)花高的數(shù)據(jù)即可循環(huán)。(1、2、3、6均為花高)圖 3.3 織物排列平面圖也就是最小機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)圈數(shù)為R=LCM/F，（LCM為H與F的最小公倍數(shù)），這里H=6，F(xiàn)=8，所以R=24/8=3，即機(jī)器轉(zhuǎn)3圈就可以

53、完成一個(gè)最小循環(huán)。（2）確定在一個(gè)最小循環(huán)中每一個(gè)花型信息對(duì)應(yīng)的手指。手指的作用就是選針器旋轉(zhuǎn)時(shí)根據(jù)編織花型的色彩號(hào)，確定選針刀片須觸發(fā)的手指從而使織針鉤入相對(duì)應(yīng)的色紗完成編織。這里C=3，H=6（C表示花色，H表示花高），假設(shè)C1=1，表表3.23.2 機(jī)器手路數(shù)與所對(duì)應(yīng)的花色機(jī)器手路數(shù)與所對(duì)應(yīng)的花色機(jī)器手路數(shù)12345678花色C1C2C2C3C3C3C1C2花色C2C3C3C3C1C2C2C3花色C3C3C1C2C2C3C3C3C2=2，C3=3，在最小循環(huán)單元內(nèi)，即24個(gè)花型基本信息對(duì)應(yīng)的機(jī)器手分別為，如表3.2所示,用向量組A可以表示為如下的形式：A= （3.3）3332213332

54、21333221333221由前面分析我們知道，花型基本信息可用一維向量 D 可表示為（D=Vectors_d（i） ，其中 i=1,2, H, d（i）=C，且 C=1 或 2 或 3）：3 電子選針的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備19D= （3.4）123456dddddd122333如果 A 中變量用 a （k=R F 這里 k 根據(jù)最小循環(huán)數(shù)重新編號(hào)）表示, 則向量 Ak與向量 D 中的變量關(guān)系可以表示成如下的關(guān)系式：a d （3.5）kHi/（3）確定各編織向量所對(duì)應(yīng)的花色。因?yàn)樗羞x針數(shù)據(jù)均來(lái)自編織向量，所以要確定各編織向量對(duì)應(yīng)的花色，從而確定選針動(dòng)作信息。假定機(jī)器是四色自動(dòng)調(diào)線機(jī)，則最多只能編織四種顏

55、色的橫條針織物。（這里用E 表示選針動(dòng)作向量）i若d(i)=1,則有E i1000若d(i)=2,則有E i0100若d(i)=3,則有E i0010若d(i)=4,則有E i0001根據(jù)上面的算法分析我們就可以確定每一個(gè)花型基本信息對(duì)應(yīng)的機(jī)器手指，而每個(gè)機(jī)器手指含4個(gè)機(jī)器手指（這里為4色手指），每個(gè)手指對(duì)應(yīng)4種色紗，根據(jù)花色我們就可以確定手指對(duì)應(yīng)色紗。按前述的工作原理可知，機(jī)器手手指是由選針器刀片出發(fā)而鉤入織針進(jìn)行織物編織的。選針器刀片與機(jī)器手指是一一對(duì)應(yīng)的，因此可以確定選針器刀片的動(dòng)作，當(dāng)然選針器驅(qū)動(dòng)信號(hào)因此而確定。選針器驅(qū)動(dòng)信號(hào)分為“0”和“1”，刀片需要?jiǎng)幼鲿r(shí)就發(fā)信號(hào)“1”，否則發(fā)信號(hào)

56、“0”。在實(shí)際生產(chǎn)中，控制數(shù)據(jù)都經(jīng)過(guò)花型軟件處理而以文件形式存放的。電腦自動(dòng)調(diào)線機(jī)的控制器根據(jù)機(jī)器當(dāng)前設(shè)定的參數(shù)讀取文件并將其轉(zhuǎn)化為選針動(dòng)作數(shù)據(jù)，并最后存儲(chǔ)在機(jī)器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。電子選針控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)204 電子選針控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1 硬件系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)電腦自動(dòng)調(diào)線大圓機(jī)是一種新型的大圓機(jī)，它是在已研制的電子提花大圓機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造的。電子提花大圓機(jī)整個(gè)電子選針控制系統(tǒng)采用兩級(jí)主從控制。主機(jī)完成數(shù)據(jù)的處理與傳送，并處理傳感器信號(hào)給出從機(jī)的統(tǒng)一動(dòng)作信號(hào)；從機(jī)主要完成數(shù)據(jù)的接收和存儲(chǔ)，并在統(tǒng)一的動(dòng)作信號(hào)指揮下讀出各自存儲(chǔ)中的數(shù)據(jù)，將其轉(zhuǎn)化為一組控制信號(hào)，并驅(qū)動(dòng)選針器動(dòng)作。各個(gè)從機(jī)控制電路板具

57、備互換性，只根據(jù)芯片內(nèi)的固有的地址加以識(shí)別，可以通過(guò)更新主機(jī)中的一些參數(shù)完成更換。使得整個(gè)控制系統(tǒng)更易于維護(hù)。電子選針控制系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)框圖如圖 4.1 所示。圖 4.1 電子提花大圓機(jī)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)框圖電腦自動(dòng)調(diào)線機(jī)的整個(gè)電子選針控制系統(tǒng)10111216采用的也是兩級(jí)主從控制。主機(jī)主要根據(jù)橫條花紋數(shù)據(jù)和由傳感器裝置傳來(lái)的成圈系統(tǒng)計(jì)數(shù)信號(hào)發(fā)出調(diào)線選針信號(hào)，從而通過(guò)選針器對(duì)調(diào)線器進(jìn)行自動(dòng)調(diào)線，即主要完成花型數(shù)據(jù)的處理和傳送；從機(jī)主要完成對(duì)主機(jī)傳送數(shù)據(jù)的接收和存儲(chǔ)，并讀出各自存儲(chǔ)中的數(shù)據(jù)，將其轉(zhuǎn)化為一組控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)選針器動(dòng)作。它與電子提花大圓機(jī)最大的區(qū)別是它使用的選針器只電子選針控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2

58、1有一個(gè)，因此電腦自動(dòng)調(diào)線機(jī)的硬件控制系統(tǒng)就通過(guò)主機(jī)發(fā)送信號(hào)給唯一的從機(jī)，從而控制選針器，其總體控制框圖如圖4.2所示。 圖4.2 電腦自動(dòng)調(diào)線大圓機(jī)控制結(jié)構(gòu)總框圖4.1.1 系統(tǒng)總體控制流程結(jié)構(gòu)圖圖 4.3 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)控制圖根據(jù)上面的結(jié)構(gòu)圖分析，該控制的硬件系統(tǒng)可以分為五大模塊。如圖 4.4 所示。電子選針控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)22（3）人機(jī)界面（1）主控模塊（4）串行通信模塊（5）選針驅(qū)動(dòng)模塊（2）信號(hào)輸入模塊圖 4.4 系統(tǒng)模塊圖4.1.2 系統(tǒng)各部分功能介紹（1）主控模塊:主控模塊主要由工控機(jī)負(fù)責(zé)，是整個(gè)控制系統(tǒng)的中心，該模塊的主要功能是該部分主要功能是完成花型數(shù)據(jù)的接收與處理，顯示機(jī)器狀態(tài)

59、，處理傳感器信號(hào)，及對(duì)下位機(jī)的控制。（2）信號(hào)輸入模塊:此部分輸入絕對(duì)編碼器的同步信號(hào)和歸零傳感器的歸零信號(hào)。這里編碼器通過(guò)與針筒的連接，針筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)編碼器發(fā)出若干信號(hào)供主機(jī)檢測(cè)，從而確定選針器的位置。歸零傳感器每圈發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)。這個(gè)模塊是選針器動(dòng)作控制完成的關(guān)鍵，即整個(gè)機(jī)器的動(dòng)作完全依賴(lài)于這 2 個(gè)信號(hào)。（3）人機(jī)界面模塊:該模塊主要由鍵盤(pán)，顯示器，軟驅(qū)等三部分組成。其功能是完成機(jī)器參數(shù)的設(shè)定和顯示。（4）串行通信模塊:這部分主要通過(guò) MAX485 芯片完成。該模塊的主要功能是通過(guò)串行線將工控機(jī)里面的選針文件傳送給花型存儲(chǔ)模塊，并能檢查文件數(shù)據(jù)的正確與否。（5）選針驅(qū)動(dòng)模塊:該部分主要完成

60、主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)的接收，并存儲(chǔ)在 FLASH 中。在主機(jī)發(fā)出控制信號(hào)后將其數(shù)據(jù)從 FLASH 讀出，并解壓后轉(zhuǎn)換成選針器驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)選針器工作。具體的硬件電路設(shè)計(jì)原理圖如圖 4.5 所示：電子選針控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)23P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P2.7P2.6WEP2.4REP2.3RXDTXDP2.5P1.4+48V-48VIO018IO119IO220IO321IO424IO525IO626IO727CLE2ALE3WE4WP5CE43RE42R/B41GND40K9F1608K9F1608U4VCCVCCVCCGNDGNDP1.0P1.1P1.2P1.3V

61、CCP1.4P1.5P1.6P1.7OUT1OUT2OUT3OUT5GNDGND-48V+48VOUT1OUT2OUT3OUT4P3.4GNDOE11A12A24A36A48Y412Y314Y216Y118Y53Y65GND10Y77Y89A811VCC20OE219A713A517A61574F240PCU3VCCOUT4OUT512Header 2JP112345678910Header 10JP81234Header 4JP61234Header 4JP5123456Header 6JP412Header 2JP212Header 2JP3123456789Header 9JP7EA/V

62、P31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD1089c51U1P0.1P0.6P0.7P2.0P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7RDWRTXDRXDP1.0P1.1P1.2P1.3P1.5P1.6P1.7P3.2P3.3P3.4P3.5126MZHY110KR2VCC10uFC33

63、0pFC130pFC2X1X2X1X2VCC10KR410uFC4VCC1KRes2R3VCC234VCC8167GND5DRABMAX485CPAU2P0.0P0.2P0.3P0.4P0.5P2.1P2.2P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.71KRes2R1圖 4.5硬件電路原理圖4.2 系統(tǒng)控制軟件的總體功能設(shè)計(jì)根據(jù)控制系統(tǒng)的功能要求及上面的硬件設(shè)計(jì)，針對(duì)主機(jī)與從機(jī)分別實(shí)現(xiàn)以下的軟件功能設(shè)計(jì)1435。主機(jī)完成信號(hào)檢測(cè)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、圖形界面控制、同步及歸零信號(hào)的處理等功能；從機(jī)完成選針數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、選針器驅(qū)動(dòng)信號(hào)的產(chǎn)生等功能。主從機(jī)間的數(shù)據(jù)通訊及控制根據(jù) RS485

64、半雙工總線的一些特性做出了設(shè)計(jì)，下面是具體的介紹及說(shuō)明。4.2.1 主機(jī)控制框圖及說(shuō)明主機(jī)完成數(shù)據(jù)的接收與處理，顯示機(jī)器狀態(tài)，處理傳感器信號(hào)，及對(duì)下位機(jī)控制的任務(wù)。其軟件功能模塊框圖（圖4.6）如下：電子選針控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)24初始化模塊主控制模塊串口數(shù)據(jù)傳送模塊顯示模塊從機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊傳感器信號(hào)檢測(cè)模塊選針數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊圖 4.6 主機(jī)程序功能模塊圖主機(jī)重要功能說(shuō)明：（1）選針數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊該模塊主要根據(jù)3.3節(jié)中的選針數(shù)據(jù)的算法，將原有的設(shè)計(jì)花型文件，按機(jī)器參數(shù)轉(zhuǎn)換成為可以直接存儲(chǔ)到從機(jī)FLASH存儲(chǔ)器中的選針文件。此模塊是主機(jī)數(shù)據(jù)處理的核心。（2）串口數(shù)據(jù)傳送模塊該模塊是主從控制軟件系統(tǒng)中上位機(jī)的

65、實(shí)現(xiàn)部分。該模塊的主要功能是對(duì)從機(jī)的控制，將經(jīng)過(guò)壓縮后的選針文件正確快速的傳送給從機(jī)，并能校驗(yàn)數(shù)據(jù)的正確與否。（3）傳感器信號(hào)檢測(cè)由于我們選用的是一個(gè)10位絕對(duì)編碼器，即編碼器轉(zhuǎn)一圈將產(chǎn)生1024個(gè)脈沖，且輸出是10位的二進(jìn)制絕對(duì)位置信號(hào)。在機(jī)器運(yùn)行時(shí)，主機(jī)通過(guò)不斷掃編碼器的輸出信號(hào)，來(lái)確定針筒是否轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)針距。由于針筒直徑較大，針數(shù)較多（一般30英寸，機(jī)號(hào)24的圓機(jī)，針數(shù)約2000枚），所以無(wú)法讓編碼器與針筒按1：1傳動(dòng)。所以在機(jī)器運(yùn)行時(shí)，主機(jī)此部分程序的準(zhǔn)確性及實(shí)時(shí)性要求就比較高。由于編碼器與針筒并非1：1傳運(yùn)，而且一般齒輪傳運(yùn)中，傳運(yùn)比并非整數(shù)，所以當(dāng)機(jī)器轉(zhuǎn)過(guò)一圈后必須有一個(gè)歸零信號(hào)讓控

66、制器更新處理同步信號(hào)的初值。這樣才能讓系統(tǒng)準(zhǔn)確的工作。從系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖來(lái)看，整個(gè)系統(tǒng)似是一個(gè)開(kāi)環(huán)系統(tǒng)。其實(shí)歸零信號(hào)的引入就是一個(gè)對(duì)同步信號(hào)的糾偏，讓系統(tǒng)不會(huì)因齒輪傳動(dòng)等機(jī)械原因產(chǎn)生累積誤差。圓機(jī)在運(yùn)行時(shí)，整個(gè)硬件系統(tǒng)的節(jié)拍由同步與歸零信號(hào)來(lái)掌握，因此該部分軟件功能模塊的實(shí)時(shí)性與準(zhǔn)確性直接決定著整機(jī)電子選針的準(zhǔn)確與否。電子選針控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)254.2.2 從機(jī)控制框圖及說(shuō)明從機(jī)在編程狀態(tài)下，通過(guò)48549總線接收主機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)在FLASH中；在運(yùn)行狀態(tài)下，從機(jī)在同步及歸零信號(hào)控制下，將數(shù)據(jù)從FLASH存儲(chǔ)器中讀出，并將其解壓后轉(zhuǎn)換成選針器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并按要求生成總線驅(qū)動(dòng)信號(hào)。其軟件功能模塊圖如圖4.7所示。初始化程序中斷處理程序IN0 中斷程序驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)送程序通訊處理程序FLASH 管理程序串口中斷程序IN1 中斷程序圖 4.7 從機(jī)程序功能模塊圖（1）FLASH的管理程序?qū)τ贔LASH的管理主要包括：整個(gè)FLASH的擦除、從起始處的連續(xù)寫(xiě)入和讀取。經(jīng)過(guò)壓縮的選針數(shù)據(jù)通過(guò)串口總線從主機(jī)傳送到從機(jī)，并連續(xù)存儲(chǔ)在FLASH中。每一次從機(jī)中只存儲(chǔ)一個(gè)花型的選針數(shù)據(jù)，所以每次更換花型數(shù)