用光學編碼器確定直驅式平縫機上下針位的結構及其方法

2023-08-06 19:40:56

專利名稱：用光學編碼器確定直驅式平縫機上下針位的結構及其方法
技術領域：
本發明涉及一種用光學編碼器確定直驅式平縫機上下針位的結構及其方法。
背景技術：
具有自動剪線、撥線、前後加固功能的直驅式平縫機的控制系統包括模 式盒、驅動控制器、電機及編碼器等，驅動控制器電路連接模式盒、編碼器 和電機，編碼器還電路連接電機，模式盒的作用是顯示各種參數和通過模式 盒上的鍵盤輸入各種指令，驅動器根據控制指令控制電機的轉速、位置及其 他縫紉功能，並保存各種系統參數。對於前述的直驅式平縫機，需測量針杆 的上下針位，目前大多通過開關型霍爾傳感器來測量，如圖1所示。兩片A茲
鋼1和2安裝在手輪上，手輪101，和'碼盤102，套在電機的軸上隨電機同步 旋轉，霍爾傳感器1和2及光學傳感器A、 B、 Z坪在固定於電機後端蓋的電 路板上，如圖2所示，光學傳感器A、 B、 Z集成在所述的光學編碼器103， 內，形狀成U字形，碼盤在中間旋轉，平行光束由光學編碼器103' —側的 發射部分1031'發出，利用發光二極體LED10311'發出的光線，穿過透鏡 10312，後，再透過碼盤102'射到另一側的檢測部分1032'中，經過光敏二 極管10321，的4t測、信號處理電路10322，和放大電路10323，的比較後， 輸出A、 B、 Z位置信號；
碼盤結構如圖3所示，碼盤上刻兩圈光柵，外圈比較密，用在縫紉機上 約需數百條，內圏僅有一條，外圏放大展開後如圖4所示。如圖1所示，傳 動機構保證電機轉角與針杆位置的固定關係，因此手輪上的某點N(如圖1 中圓點)嚴格對應針杆的位置。當針杆到達上針位即圓點N與圖中的上針位 位置對齊時，磁鋼1與霍爾傳感器1重合，輸出上針位脈衝信號。當針杆到 達下針位即圓點N與圖中的下針位位置對齊時，磁鋼2與霍爾傳感器2重合，輸出下針位脈沖信號。手輪每轉一圈，即輸出一個上針位信號和一個下針位 信號，該信號送入控制器進行處理，完成自動剪線、撥線、前後加固等功能。 上、下針位是不變的，但手輪與電機軸的固定、電機與傳動機構的配合、不 同廠家的機器存在差異，因此磁鋼在手輪上的位置無法預先確定。機器裝配 完成後，通過調節磁鋼在手輪圓周上的位置就可實現所需的針杆位置。這種 調節方法存在三個缺點， 一是在手輪上必需安裝磁鋼，二是必須要有手輪機 器才能正常工作，三是必須用工具才能調節》茲鋼的位置。

發明內容
本發明提供的一種用光學編碼器確定直驅式平縫機上下針位的結構及其 方法，去掉了傳統定位方法中使用的霍爾傳感器和磁鋼，從而無需專用工具 也能進行調節，由於直接利用碼盤和光學編碼器來確定針位，故而針位確定 後，即使沒有手輪機器也能正常運轉。
為了達到上述目的，本發明提供一種用光學編碼器確定直驅式平縫機上
下針位的結構，包含
模式盒、驅動控制器、電機和光學編碼器；驅動控制器電路連接模式盒、 光學編碼器和電機，光學編碼器還電路連接電機；
手輪和碼盤套在電機的軸上隨電機同步旋轉；
碼盤上刻兩圈光柵，外圈比較密，內圈僅有一條；
光學編碼器焊在固定於電機後端蓋的電路板上，光學傳感器A、 B、 Z 集成在所述的光學編碼器內，形狀成U字形，碼盤在中間旋轉，平行光束由 光學編碼器一側的發射部分發出，利用發光二極體發出的光線，穿過透鏡後， 再透過碼盤射到另一側的檢測部分中，經過光敏二極體的檢測、信號處理電 路和放大電路的比較後，輸出A、 B、 Z位置信號；
本發明基於上述結構的基礎上，提供一種用光學編碼器確定直驅式平縫 機上下針位的方法，由於直驅式縫紉機的機械結構保證了電機的轉子、針杆 位置、手輪三者之間的運動位置存在嚴格的對應關係，而控制電機本來就需 要用碼盤和光學編碼器測量電機的轉子位置，因此只要知道轉子位置，就能 知道針杆位置，所以本發明直接利用碼盤和光學編碼器來確定針位；該方法包含以下步驟
步驟l、上電，模式盒進行參數設置，直驅式平縫機i^針位設置狀態； 步驟2、人工旋轉手輪，藉助手輪旋轉電機轉子，從而帶動針杆上下移
動；
步驟3 、當碼盤上的內圈光柵M經過傳感器Z時，傳感器Z輸出Z信號， 模式盒顯示提示信號，並且蜂鳴器發出響聲，驅動控制器開始對傳感器A、 B的輸出進行計數；
步驟4、繼續按步驟2中的方向旋轉手輪，帶動電才幾旋轉，直至針杆到 達上針位時，人工按下模式盒上的控制鍵盤，驅動控制器將傳感器A、 B輸 出的脈衝數位訊號保存；
步驟5、再繼續按步驟2中的方向旋轉手輪，帶動電機旋轉，直至針杆 到達下針位，人工按下模式盒上的控制鍵盤，驅動控制器將傳感器A、 B輸 出的脈衝數位訊號保存。
至此，驅動控制器保存的兩個脈衝數位訊號分別對應上、下針位距離內 圈光柵即M點的角度位置，則控制器已保存好上下針位的位置。
本發明與傳統方法相比，省去了霍爾傳感器、磁鋼及其安裝零件，故而 無需專用工具進行調節，而且手輪僅僅變成了旋轉電機的工具，針位確定後，
即使沒有手輪機器也能正常運轉，並具光學編碼器的精度更高，從而上下針 位調節的解析度提高了。


圖1是背景技術中直驅式平縫機應用開關型霍爾傳感器來測量上下針位 的結構示意圖2是背景技術中光學編碼器的結構示意圖； 圖3是背景技術中碼盤的機構示意圖； 圖4是圖3中碼盤外圈光柵的放大示意圖5是本發明提供的用光學編碼器確定直驅式平縫機上下針位的方法所 基於的硬體結構示意圖。
具體實施例方式
以下根據圖5，具體說明本發明的較佳實施例
如圖5所示， 一種用光學編碼器確定直驅式平縫機上下針位的結構，包含..
模式盒、驅動控制器、電機和光學編碼器103;驅動控制器電路連接模 式盒、光學編碼器103和電才幾，光學編碼器103還電^各連4妄電才幾； 手輪101和碼盤102套在電機的軸上隨電機同步旋轉； 碼盤102上刻兩圈光柵，外圏比較密，用在縫紉機上約需數百條，內圈 僅有一條；
光學編碼器103焊在固定於電機後端蓋的電路板上，光學傳感器A、 B、 Z集成在所述的光學編碼器內，形狀成U字形，碼盤在中間旋轉，平行光束 由光學編碼器一側的發射部分發出，利用發光二極體發出的光線，穿過透鏡 後，再透過碼盤射到另一側的檢測部分中，經過光敏二極體的檢測、信號處 理電路和放大電路的比較後，輸出A、 B、 Z位置信號；
如圖5所示， 一種用光學編碼器確定直驅式平縫機上下針位的方法，包 含以下步驟
步驟l、上電，模式盒進行參數設置，直驅式平縫機進入針位設置狀態；
步驟2、人工按圖5中所示的工作方向旋轉手輪，藉助手輪旋轉帶動電 機轉子，從而帶動針杆上下移動，碼羋隨電機作圓周運動；
步驟3 、當碼盤上的內圏光柵M經過傳感器Z時，傳感器Z輸出Z信號， 模式盒顯示提示信號，並且蜂鳴器發出響聲，驅動控制器開始對傳感器A、 B的輸出進行計數；
步驟4、繼續按圖5中所示的工作方向旋轉手輪，帶動電機旋轉，直至 針杆到達上針位時，人工按下模式盒上的控制鍵盤，驅動控制器將傳感器A、 B輸出的脈衝數位訊號保存；
步驟5、再繼續按圖5中所示的工作方向旋轉手輪，帶動電機旋轉，直 至針杆到達下針位，人工按下模式盒上的控制鍵盤，驅動控制器將傳感器A、 B輸出的脈衝數位訊號保存。
權利要求
1.一種用光學編碼器確定直驅式平縫機上下針位的結構，其特徵在於，包含模式盒、驅動控制器、電機和光學編碼器(103)；驅動控制器電路連接模式盒、光學編碼器(103)和電機，光學編碼器(103)還電路連接電機；手輪(101)和碼盤(102)套在電機的軸上隨電機同步旋轉；光學編碼器(103)固定於電機後端蓋的電路板上。
2. 如權利要求1所述的用光學編碼器確定直驅式平縫機上下針位的結構，其 特徵在於，光學傳感器A、 B、 Z集成在所述的光學編碼器(103)內，形 狀成U字形， 一側為發射部分，另一側為接收部分。
3. 如權利要求1所述的用光學編碼器確定直驅式平縫機上下針位的結構，其 特徵在於，所述的碼盤(102)上刻兩圈光柵，外圈有數百條，內圈僅有 一條。
4. 一種用光學編碼器確定直驅式平縫機上下針位的方法，其特徵在於，直接 利用碼盤和光學編碼器來確定針位，該方法包含以下步驟步驟l、上電，模式盒進行參數設置，直驅式平縫機進入針位設置狀態；步驟2、人工旋轉手輪，藉助手輪旋轉電機轉子，從而帶動針杆上下移動；步驟3、當碼盤上的內圈光柵經過傳感器Z時，傳感器Z輸出Z信號 驅動控制器開始對傳感器A、 B的，輸出進行計數；步驟4、繼續旋轉手輪，帶動電機旋轉，直至針杆到達上針位時，人 工按下模式盒上的控制鍵盤，驅動控制器將傳感器A、 B輸出的脈衝數字 信號保存；步驟5、再繼續旋轉手輪，帶動電機旋轉，直至針杆到達下針位，人 工按下模式盒上的控制鍵盤，驅動控制器將傳感器A、 B輸出的脈沖數字 信號保存；至此，驅動控制器保存的兩個脈衝數位訊號分別對應上、下針位距離內圏光柵M點的角度位置，則控制器已保存好上下針位的位置。 5.如權利要求4所述的用光學編碼器確定直驅式平縫機上下針位的方法，其 特徵在於，步驟3中，當內圈光柵M點經過傳感器Z時，模式盒顯示提 示信號，並且蜂鳴器發出響聲。formula see original document page 3特徵在於，所述步驟2、步驟4和步驟5中的旋轉方向一致。
全文摘要
一種用光學編碼器確定直驅式平縫機上下針位的結構及其方法，結構上省去了霍爾傳感器、磁鋼及其安裝零件，當碼盤上的內圈光柵經過傳感器Z時，驅動控制器開始對傳感器A、B的輸出計數，繼續旋轉電機，針杆到達上針位時，驅動控制器保存傳感器A、B的輸出脈衝數位訊號，再繼續旋轉電機，到達下針位時，再次保存傳感器A、B的輸出脈衝數位訊號，驅動控制器保存的兩個脈衝數位訊號分別對應上、下針位距離內圈光柵即M點的角度位置。本發明省略了器件，故而無需專用工具進行調節，而且手輪僅僅變成了旋轉電機的工具，針位確定後，即使沒有手輪機器也能正常運轉，並且光學編碼器的精度更高，從而上下針位調節的解析度提高了。
文檔編號G01D5/26GK101315288SQ200810039990
公開日2008年12月3日 申請日期2008年7月1日 優先權日2008年7月1日
發明者姜淑忠, 李小海, 趙繼敏 申請人:上海派勒電氣有限公司