新型袜机底层设计

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1、新型袜机底层设计1绪论1.1课题背景针织行业是纺织工业的重要组成部分，是劳动和资金密集型产业，袜机是一种圆纬编针织机，现在市面上的各种棉袜及丝袜均由其制作而成。电脑袜机是一种圆纬编织织机，它集合了机械设计、计算机数字控制、电子、电机驱动、针织工艺和软件工程等技术。目前，全球电脑袜机主要生产国为意大利、日本、韩国、中国等国家。其中，意大利生产高端袜机并且历史悠久。Santoni公司生产的SM9-2atec生产的HFSuper、M210TOE、PerfectTOE型号的袜机畅销全世界。中国此前主要以生产手摇袜机和电动袜机为主，进入21世纪以来，开始逐步进

2、入到电脑袜机的研制和生产中，不断地通过技术积累，实现了快速发展。总体来说，国内电脑袜机起步较晚，国内急需的机电一体化的高端电脑袜机还依靠进口，自主研发的控制系统在功能性、稳定性、可靠性、快速性与国外先进水平还有着很大的差距。在国外技术封锁的背景下，急需研发出高性能、具有自主产权的电脑袜机。我们必须要去改变当前的局面，要脚踏实地去研究高速电脑袜机，一方面我们要结合中国的实际，学习国外先进的袜机技术，另一方面我们更需要在学习的基础上有所创新。..........1.2课题的及意义1.2.1课题的本课题以西安工程大学电子信息学院与诸暨市伟焕针织机械有限公司

3、联合研发的国产电脑袜机。我方实验室导师以及实验室成员方负责电控控制系统的研制，开发出电脑袜机机电一体化的自动化平台，生产厂家加工电脑袜机。本课题设计的控制系统主要是LPC1788+FPGA控制平台，此系统主要包括选针器、气阀、步进电机以及通讯系统。1.2.2本课题研究的意义本课题的开展过程中，针织机械厂将为我们提供日本和意大利两种电脑袜机样机，目的在于研制一套拥有自主知识产权的电脑袜机控制系统，促进我国电脑袜机技术的发展，对同行业的针织行业机器的发展带来很大的推动力。首先本设计首次提出基于LPC1788+FPGA电控平台，克服了传统的单片机在显示上面

4、画面不流畅，操作冗杂等缺点。其次，此次设计的电脑袜机从电气控制到显示系统等大多数部件均采用国产器件，性价比高，提高了同行业在国内外的竞争力。最后，本课题带来了良好的社会效益与经济效益，缩小了我国针织行业与发达国家的差距，提高了我国电脑袜机的研发与设计水平。.........2电脑袜机组成及控制要求2.1电脑袜机基本组成电脑袜机由编织机构、传动机构、密度调节机构、控制机构、纱线牵引机构、花色机构等八个部分，参考实物图如图2-1所示。正常工作时，袜机控制系统通过接收传感器信号数据来控制电机和选针器动作，实现袜机机械本体上各个机械部件完成自动编织，实现经纬

5、编织，花型准备系统软件实现图形化设计，方便快捷的织出复杂花型的袜子。.........2.2袜子的结构通常，袜子的结构可以分为9个部分（如图2-2所示）。此款袜机，通过13个工序来完成这9个部位的编织。提花技术编织袜子过程如下：(1)袜口部分。该步骤包含3个动作：起口、里口和橡筋。起口是袜子编织过程的起始动作，在此动作中，袜机会编织一小段集圈，而接下来的里口动作会将集圈部分折叠，目的是包裹橡筋。橡筋动作是在编织袜子的过程中，将像筋织进袜体，目的是防止穿着时退袜。在该袜机系统中，这一工序是由袜机执行机构完成；(2)袜统。市面上有花型的袜子，袜子图案主要

6、集中在此区域；(3)高后跟。编织高后跟的主要目的是使袜子适合脚型，从而有效防止在穿戴中出现退袜现象。在编织该部分时，与其它部位有很大的不同，针筒是处于摆动运动状态；(4)袜跟。该区域是不能提花的（原因同上）；(5)袜底。该区域通常是不提花的，但可能要进行加厚处理，目的是使棉袜更耐磨和更保暖；(6)袜面。袜面部分可以根据需要提花；(7)过桥。袜机执行机构完成该部分，需要适当的编织高度；(8)袜头。该部分被编织成圆弧形袜头，直接由袜机执行机构完成；(9)握持横列。袜子生产出来是开口的，需要缝头机缝合开口，才能变成市面上出售的袜子.............

7、3电脑袜机的整体控制方案.......773.1ARM+FPGA平台方案.........773.2控制系统主控制器......783.2.1ARM处理器的选型.........783.2.2LPC1788微处理器....793.3控制系统协处理器.....803.3.1FPGA简介.........803.3.2协处理器FPGA的选型..........813.3.3Cyclone系列FPGA的特性.........813.4电脑袜机控制系统.....814电脑袜机底层硬件电路....834.1主控制器核心板设计...........834.2袜机

8、密度电机控制电路的设计....894.3电磁阀控制方法..........924.4选针器的控制方法....