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毕业设计-论文电脑自动调线大圆机选针控制系统的研究.doc
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1、分类号 学校代码 学号 硕士学位论文电脑自动调线大圆机选针控制系统的研究作者姓名: 指导教师: 学科门类: 专 业: 研究方向: 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-maoDirected byProfessor WU Xiao-guang May 2007独创性声明本人郑重声
2、明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名: 签字日期: 年 月 日论文题目:电脑自动调线大圆机选针控制系统的研究专业:机械设计及理论硕士生:胡松茂指导教师:吴晓光教授摘要我国电脑自动调线大圆机迄今为止尚属空白,国外以电脑提花大圆机为基础改造为电脑自动调线大圆机,其本质是以电子选针器通过调线手指改变色彩纱线的顺序并有规则的排列间距的彩色织物,因此,电脑提花大
3、圆机与电脑自动调线大圆机编织的织物成为时下流行的针织面料。电脑自动调线大圆机控制系统的开发一方面要了解针织行业自身的特点,精通针织工艺。另一方面要运用一些控制理论,如数字控制、电子驱动等有关知识,而且要把两方面紧密地结合起来才能开发出较为成功的控制系统。因此,根据针织工艺的编织过程以及相关的控制理论,开发电脑自动调线大圆机控制系统是本论文研究的主要任务。本论文首先对针织原理,传统的“二功位”选针、“三功位”选针,多级式电子选针原理、自动调线装置及其工作原理做了详细介绍。其中关于电子选针数据的准备,根据现有的文件资料,在理解的基础上提出了自己的算法,并完成了算法的计算机实现。硬件控制部分主要根据
4、电子提花大圆机改造而成的,采用以PC104为主机,89C51单片机为从机的主从两级控制。应用485串行通信总线实现控制,并将FLASH存储器成功地应用于硬件控制器中。界面操作系统软件主要通过EVC工具开发,操作方便。关键词:电子选针; 自动调线; 控制系统; 针织工艺; 面向对象研究类型:应用研究Subject: Research on the needle selection control system of Computerized Auto Striper Circular Knitting MachineSpecialty: Machine design and theoriesNa
5、me: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 computer jacquard circle machine.its essence is adjusting the order of
6、 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.The development of computerized striper circular knitting machine
7、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, electronic driving, etc. Successful control system could only be imp
8、lemented 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 method, two work position and three work position electronic jacq
9、uard 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 realization of this data preparation method in computer. Control hardwar
10、e 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-485 serial bus and the major data memory adopts flash memory. Sof
11、tware 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目录目 录1绪论11.1课题背景、来源、意义及任务11.1.1课题背景11.1.2课题来源21.1.3课题目的及意义21.1.4课题任务21.2国内外发展
12、现状21.3本课题的研究意义42选针和自动调线原理介绍62.1电子选针基本原理62.1.1大圆机三种编织位置的选针原理62.1.2“二功位”选针原理72.1.3“三功位”选针原理82.1.4多级电子选针器的组成结构与选针原理82.2自动调线原理92.2.1自动调线装置的组成92.2.2自动调线装置的工作原理102.2.3自动调线过程123电子选针的数据准备153.1花纹数据的准备153.2编织数据的准备163.3选针数据的准备174电子选针控制系统的设计204.1硬件系统的总体结构设计204.1.1系统总体控制流程结构图214.1.2系统各部分功能介绍224.2系统控制软件的总体功能设计234
13、.2.1主机控制框图及说明234.2.2从机控制框图及说明254.3数据存储的设计264.3.1K9F1608存储器的介绍264.3.2K9F1608存储器的硬件连接274.3.3K9F1608存储器的程序设计管理294.4串口通信控制程序设计344.4.1主机串口通讯程序设计344.4.2从机串口通讯程序设计355基于面向对象的系统界面操作软件的设计统的设计385.1面向对象技术385.2面向对象的建模395.3系统界面开发环境介绍405.4用户界面416控制系统软件的测试与维护446.1软件的测试446.1.1软件测试的基本方法446.1.2测试的实施过程456.2软件的维护466.2.1
14、软件的维护要求466.2.2代码分析477总结48致谢49参考文献50II1 绪论1 绪论1.1 课题背景、来源、意义及任务1.1.1课题背景随着国民经济的飞速发展,人们的生活水平正在逐步提高,从食品,到交通,从通讯,到衣着,处处体现着人们不断增长的物质需求和文化需要。随着WTO的加入,市场对新颖的针织产品的需求量越来越大1。针织工业的生产和产品发展已趋于规模化、时尚化、功能化、个性化、品牌化和快速化23,针织企业和产业集群规模越来越大,产品品牌的发展也越来越得到了重视和发展,所有这些都对针织、编织生产所需的针织机械提出了新的越来越高的要求。由于我国针织机械产品还不能完全适应我国针织工业发展的
15、需要,历年来针织机械进口量居高不下,在整个纺织机械进口中,占有较大比重。因此,必须加快我国针织机械的发展,特别是加快我国电脑针织机械产品的发展。据统计:发达国家针织面料占服装行业用料的50%以上,而我国尚不足20%;国内现有50000台针织机械中符合生产中、高档面料的设备较少,每年仍需进口针织面料40亿米;我国针织大圆机的市场需求约5000台,国产针织机械的市场占有不足20%。针织机械的落后不仅影响了纺织行业产品结构的调整,制约了纺织面料质量的提高,也限制了纺织品在国市场的竞争能力。我国针织工业的技术装备经多年来技术改造,虽有不少进步,但总体针织设备与国外先进水平相比,还比较落后,存在很大的差
16、距。主要差距和存在问题是:总体技术水平低,产品自主开发和创新能力薄弱,研制开发资金投入不足。目前国内的纺织机械制造企业没有一家国家级技术开发中心,技术开发成本占销售额的比例不到1%。新产品的技术来源主要是技术引进、合作生产或样机仿造,创新很少,与国外同类机型在性能价格比上处于弱势。如机电一体化程度高的电脑针织提花大圆面积机等产品,国内虽然进行了技术合作,但由于技术开发能力和研发资金不足,产品照国外图纸生产,没有创新,主要关键零部件仍需进口,如花型硬件系统、花型软件系统、提花选针器等目前仍以进口产品为主;企业技改力度不够,制造技术落后。传统的加工技术,难以保证产品质量,如国内现有的电脑针织设备的
17、选针器仍采用电磁铁技术,其内在质量不稳定,产品制造精度差。这些因素严重影响了选针器的可靠性、稳定性和一致性;国内基础工业薄弱,基础配套件跟不上,影响到电脑针织提花大圆机的产品质量和机电一体化水平的提高。近几年来我国在计算机控制技术和电子提花技术已在各类针织机械产品中普遍应用,如电脑提花大圆机、横机、袜机和经编用整经机上都有采用,随着用户对多色横条纹布6(自动间横条纹色彩布料)需求的大量增加,对原有的电脑针织提花大圆机基础上改造成的自动调线机需求也越来越迫切。1.1.2课题来源本课题来源于广东省佛山市禅城区产学研专项资金项目“野马”牌针织大圆机的电子选针控制系统的技术改造,由武汉科技学院与广东省
18、佛山市汇隆针织厂共同合作进行。1.1.3课题目的及意义针织大圆机作为目前市场上使用最多的针织机械之一,其发展已经完全走入了正轨,取得的突出成绩主要表现是外观设计、电子技术的应用、产品的实用性上均得到了用户企业的首肯。控制系统作为整个针织大圆机的核心部分,它的突破改进才是整个机器发展的关键。目前国内发展虽然与国外先进技术有较大差距,但这也是国内针织大圆机发展的总体方向。本项目作为一个技术改造项目,如果整个系统的改造能够成功,将会弥补国内纺织企业在高档电脑针织大圆机方面改造成为针织大圆机的电脑自动调线针织大圆机发展的不足,缩小与国外的差距。从而扩大国内市场,提高我国针织大圆机在境外的市场竞争力。1
19、.1.4课题任务(1)电脑自动调线大圆机电子选针控制系统的设计。该部分内容主要包括电子选针控制数据算法和电子选针控制系统硬件部分的设计。(2)系统操作控制界面的设计。该界面系统主要包括两部分:一是机器参数的修改,二是文件系统的串行通信界面的设计。1.2国内外发展现状现代针织技术是由早期的手工编织演变而来。针织机械最早起始于1589 年,英国威廉李从手工编织得到启示而发明第一台手摇针织机。随着工业化水平的不断加强,针织机的机械结构也发生着显著的变化。针织作为纺织行业中的重点行业发展经历了许多年的发展,取得了较大的成绩。如今我国针织工业的发展带动和促进了我国针织机械工业的发展。目前,所有针织机械大
20、类产品包括圆纬机、经编机、横机、袜机及钩编机五大系列产品36,在我国均有生产,并形成了一定规模。这些针织机械的发展参差不齐,其中大圆机发展较快,其他如横机、袜机相对较慢。针织大圆机作为圆形纬编针织机系列中的一个重要机种,它的技术革新主要体现在机器的功能多样、质量稳定、规格较全、用途较广、变换灵活、效率提高、操作简便等方面。在国内针织大圆机的发展比国外要晚,但随着近些年的大力发展,也取得了比较显著的成绩。例如,国产大圆机的基本产品已比较齐全,有单面、双面大圆机、罗纹机和人造毛皮机等系列。大圆机之所以能取得目前的成绩并得到广泛的使用,除了机器本身机构的改进外,最关键的就是大圆机控制系统技术的提高。
21、随着电子技术、计算机技术和网络技术的飞速发展,已经有越来越多的针织机制造厂商采用电子与计算机控制装置和技术,从而大大提高了针织物的结构与花型变换能力、坯布质量、机器的生产效率与自动化程度。值得一提的是,福建泉州等地形成了大圆机制造的产业集群 泉州地区年产大圆机超过10000台,出口1000台以上,其常规品种与国际先进水平差距不大,性价比十分优越。同时也成功开发了电脑提花,移圈罗纹,电脑调线等先进机型。目前,国产筒径34寸、机号22-28针的大圆机已广泛用于生产。尽管如此,但与国外先进水平差距还是明显的。比如产品品种、规模及功能方面,以及机电一体化水平方面的差距。在国外,针织大圆机技术发展非常快
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