[發明專利]電腦橫機撞針檢測裝置及方法

在審

• 申請號: 201710048500.6
• 申請日: 2017-01-22
• 公開（公告）號: CN106774006A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 梁博宇;邱林;陳良勇;熊艷艷
• 申請（專利權）人: 成都圖靈創想科技有限責任公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 成都市集智匯華知識產權代理事務所(普通合伙)51237
• 代理人: 李華,溫黎娟

技術領域

本發明涉及一種用于檢測電腦橫機開始運行或者運行中是否撞針的裝置及方法。

背景技術

電腦橫機是一種針織橫編織機，在橫機編織過程中，容易因為機頭，針床，織針，三角系統等機構發生撞針現象，為了保證編織的正常進行，電腦橫機上設計和安裝了撞針檢測自停裝置。目前，市場上常用的撞針檢測方法有兩種：

第一種是通過安裝在針床背面的振動傳感器來實現的。振動傳感器共8個，前后針床各4個，當發生撞針時，裝機時產生的振動通過振動傳感器傳遞到CPU，若振動超過閾值則發出停機指令并報警。電腦橫機在運行過程中振動一直存在，為了消除這種振動導致誤判，會將橫機剛剛進入編織時的振動在程序中屏蔽掉，但是，撞針現象通常情況下都發生在剛開始編織時。因此，這樣的裝置容易發生漏判和誤報警，且不靈敏，同時，采用多個振動傳感器的方式成本較高。

第二種是利用檢測機頭阻力的大小來判斷是否發生了撞針，其具體實施方法參見專利號CN 102199843 A文件中的內容。采用檢測機頭阻力大小是基于伺服電機驅動器中伺服電機的輸出參數進行計算的來實現的，伺服電機驅動器本身的靈敏度低且對機頭的阻力進行的是間接檢測，所以存在一定的誤差；橫機初始時力矩較大，不能檢測力矩的突變，容易造成誤報警現象。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種電腦橫機撞針檢測裝置及方法，通過對機頭加速度變化來判定是否撞針。其響應靈敏，判定準確，減少了誤判和漏判。

為解決以上技術問題，本發明的技術方案為采用一種電腦橫機撞針檢測裝置，包括用于檢測電腦橫機機頭加速度的加速度傳感器、用于將加速度傳感器反饋的機頭加速度數據進行分析的控制器；所述控制器與電腦橫機主控系統電氣連接。

作為一種改進，所述加速度傳感器為三軸加速度傳感器。三軸加速度傳感器分為X、Y、Z三個軸，并且兩軸成一平面。加速度是個空間矢量，一方面，要準確了解物體的運動狀態，必須測得其三個坐標軸上的分量；另一方面，在預先不知道物體運動方向的場合下，只有應用三軸加速度傳感器來檢測加速度信號。三軸加速度傳感器與作為控制器的單片機之間通過I2C接口進行連接。而單片機與電腦橫機主控系統之間通過CAN通信接口進行連接。

作為一種進一步的改進，所述三軸加速度傳感器的XY平面和機頭斜面平行，并讓三軸加速度傳感器X軸與機頭運動方向平行。

本發明還提供一種電腦橫機撞針檢測裝置，包括以下步驟：

A.采樣；獲取電腦橫機機頭加速度數據；

B.設立一個閾值；

C.將電腦橫機機頭加速度數據與閾值進行比較；若加速度數據超過閾值則判定為撞針。

該檢測方式主要是通過檢測機頭的加速度來判斷是否發生撞針或機械故障等現象。

其具體的工作過程是這樣的，在橫機開始工作或正常運行過程中，機頭的加速度總是呈線性變化。當發生撞針時，機頭只在水平方向發生加速度突變的現象，這時電腦橫機主控制系統停機并報警；如果在垂直方向上一直有加速度產生或產生的加速度與針織軌道有一定的角度，說明機頭的導軌安裝不正確或者發生機械故障，此時，提示工作人員對機頭導軌重新調整或者排除機械故障。

作為一種改進，將步驟A中采樣獲得的電腦橫機機頭加速度數據處理成波形。

作為一種進一步的改進，通過MATLAB軟件將電腦橫機機頭加速度數據繪制成波形；并通過卡爾曼濾波算法

X(k|k-1)＝A X(k-1|k-1)+B U(k)

P(k|k-1)＝A P(k-1|k-1)A’+Q

X(k|k)＝X(k|k-1)+Kg(k)(Z(k)-H X(k|k-1))

Kg(k)＝P(k|k-1)H’/(H P(k|k-1)H’+R)

P(k|k)＝(I-Kg(k)H)P(k|k-1)

對繪制成的波形進行濾波處理。

作為一種改進，步驟C中，提取一段時間范圍內的加速度數據序列，計算出這段時間間隔內的最大值和最小值之差，得出波形峰峰值；并將該波形峰峰值與步驟B中預設的閾值進行比較，當峰值超過閾值時，則認為發生撞針。

作為另一種改進，步驟C中，提取相鄰前后兩個時間點加速度值，根據兩個時間點采樣時間間隔計算波形坡度；將波形坡度與步驟B中預設的閾值進行比較，當波形坡度大于閾值時，則認為發生撞針。

作為一種優選，所述步驟A中采樣的時間為150-250us/次。

作為一種改進，步驟B中閾值的設立又包括以下步驟：