提花毛皮编织专用FPGA控制器.pdf

提花毛皮编织专用FPGA控制器属于新型纺织机械领域。由于提花毛皮编织机的产品具有多种花型，因此毛条的喂入时需要根据所设计的花型自动选择毛条的颜色和喂入量，采用手工的方法显然不能满足该工艺要求。为了解决这个技术问题，本发明以FPGA为控制系统的核心，由FPGA读入所设计的花型并根据花型的数据控制织针的动作，从而钩取各种颜色的毛条，以满足图案设计的要求，从而完成提花毛皮的生产。

1.  提花毛皮编织专用FPGA控制器是采用FPGA作为提花毛皮编织机的控制核心，从而达到提花毛皮生产过程的自动化控制问题。

2.  采用任何型号的FPGA作为提花毛皮编织控制系统的核心。

提花毛皮编织专用FPGA控制器
技术领域
本发明涉及以FPGA为核心开发提花毛皮编织机用控制系统，具体涉及利用FPGA读取提花毛皮编织机的图案数据并存储该信息到存储器，并以该图案数据实时控制步进电机动作从而实现对梳理头的喂毛动作的控制，以产生提花毛皮的效果。
背景技术
提花毛皮编织品在人们日常生活中有着广泛的用途，如服装、玩具和装饰品等。在提花毛皮编织品的生产过程中，首先将设计的花型经处理后形成可用于生产的花型数据，然后将这些花型数据记录到打孔纸，并以此打孔纸控制织针的动作，并钩取不同颜色的毛条，与此同时，每个梳理头的喂毛随花型数据的变化而变化，以满足钩针钩毛的需要，从而完成人造毛皮编织，其工艺流程如图1所示。
提花毛皮编织品的梳理头生产工艺流程如图2所示：毛条从喂毛轮喂入后，经锡林轮梳理，梳理后的绒毛是均匀分布在锡林轮上，通过与道夫轮交接处将绒毛转给道夫轮，并经道夫轮传送到钩针处，由钩针钩走绒毛。毛条是指由许多绒纱揉在一起形成的直径约为5cm粗的一长条纤维集合体。毛条有多种颜色，每一毛条由一路喂入毛条的机构控制喂入。将毛条送入梳理头里以供钩针钩取的操作称为喂毛。用来钩取绒纱(毛条)的钩针称为织针，每台提花毛皮编织机约有1千多根钩针。梳理头由两个小的喂毛轮，两个大的且表而带有软梳子齿的轮子(锡林轮、道夫轮)和一个次小的回毛轮组成。
提花毛皮编织品的形成就是在编织过程中用纤维同底纱一起喂入而编织成圈，纤维以绒毛状附在针织物的表面，一般是在纬平针组织的基础上形成的，纤维的一部分同底纱编织成圈，而其端头突出在针织物的表面形成绒毛状，人造毛皮的图案设计也就是绒毛的图案设计。
过去，提花毛皮编织过程只能靠机械来完成，费时、费力，同时改变花型图案相当困难。随着人们对提花毛皮编织品花样不断地提出新以及小批量加工的要求，过去的机械方式已无法满足实际生产的需要。提花毛皮编织的成圈控制是图案形成的关键工艺基础，本发明针对这个关键工艺开发一套专用的FPGA控制系统，实现对该机器的实时控制，保证生产的高效和所生产出的花型和设计花型一致。
发明内容
本发明的目的是提供一种提花毛皮编织专用控制器的设计原理和实现方法，利用FPGA的控制技术实现毛皮编织花型生产的全自动控制。
具体步骤为：
(1)选择合适的FPGA；
(2)设计控制系统的PCB开发板；
(3)系统软件设计；
(4)软件调试，实现系统控制的要求。
本发明利用FPGA实现对提花毛皮花型的控制，为进一步实现花型的实时、高效和全自动控制提出了全新思路。
附图说明
图1提花毛皮编织品生产流程
图2梳理头结构示意图
图3花型处理器电路组成框图
图4RS232提花毛皮纺织控制器的电路组成
图5USB提花毛皮纺织控制器的电路组成
具体实施方式
实施例1
整个提花毛皮机编织控制器主要由FPGAMUL501系统，花型处理器主要由MUL501、存储体、通信接口及键盘显示器等组成，用于接收、存储和在工作过程中处理花型数据，组成框图如图3所示。在改变编织花型时，利用系统微机通过RS232接口输入花型数据并存于花型处理器中。
花型存储器用于存储花型数据，键盘、显示器用于输入人工花型和其它工作参数；RS232串行通讯接口接收从上位机传送过来的花型数据；FPGA负责整个花型处理器的运行控制和数据加工。
整个提花毛皮机编织控制器主要由FPGAMUL501系统、花型处理器、同步信号产生电路、梳理头步进电机驱动电路、选针器驱动电路、主电机速度控制电路、开、停车及故障自停接口电路，键盘显示电路等组成。电路组成框图如图4所示。
FPGAMUL501系统是整个控制器的核心，负责整个控制器的运行管理。系统启动后，在同步信号电路产生的同步信号的驱动下，将花型处理器提供的数据按时序要求分别送至16路选针器驱动电路和16路梳理头步进电机驱动器，控制选针器的动作和梳理头的喂毛，从而使提花毛皮机编织出所需图案的毛皮。此外为处理器还负责主电机的速度控制和运行状态的监控，当发现断毛、断纱或其它异常信号时，将自动停车，并发出报警信号。
实例2
整个提花毛皮机编织控制器主要由FPGA Altera系统，花型处理器主要由FPGA、存储体、通信接口及键盘显示器等组成，用于接收、存储和在工作过程中处理花型数据，组成框图如图5所示。在改变编织花型时，把处理后的花型数据存入U盘，通过USB接口把U盘的花型数据读入花型处理器的内存中。