電腦縫紉機(jī)的“芯”——電控系統(tǒng)之技術(shù)

    現(xiàn)在開始多談機(jī)電一體化縫紉機(jī)了，它能夠完成機(jī)械縫紉機(jī)無法完成的功能，比如縫紉機(jī)中的自動(dòng)停針位、自動(dòng)剪線、自動(dòng)撥線、自動(dòng)計(jì)數(shù)、自動(dòng)加固縫等功能，繡花中的自動(dòng)縫繡、自動(dòng)換色線、慢速啟動(dòng)、鏡像變換、花樣縮放、花樣旋轉(zhuǎn)等功能；先進(jìn)的機(jī)電一體化縫紉機(jī)可以根據(jù)縫制過程中條件的變化，再檢測和反饋后自動(dòng)進(jìn)行設(shè)定的縫制工作，實(shí)現(xiàn)激光或紅外衣片定位、自動(dòng)縫邊、厚薄縫料縫線張力自動(dòng)調(diào)整、自動(dòng)變速、自動(dòng)變轉(zhuǎn)矩、自動(dòng)補(bǔ)針、人機(jī)對話用戶編程、縫紉過程實(shí)時(shí)跟蹤等等；它還可以在一臺機(jī)電一體化縫紉機(jī)上完成若干臺機(jī)械式縫紉機(jī)才能完成的工作；它能夠在電腦控制環(huán)境下，省下原來需要由機(jī)械機(jī)構(gòu)實(shí)施控制的許多零部件；它的自動(dòng)化程度高，可以大大減少工人操作。

    人們已經(jīng)開始越發(fā)深入地了解和認(rèn)識機(jī)電一體化縫紉機(jī)，它的刺布、挑線、勾線、送料等執(zhí)行部件仍沿用原機(jī)械機(jī)構(gòu)，而控制方面則采用電子或微電腦系統(tǒng)。電子和微電腦系統(tǒng)的一般的區(qū)分是：含有編程和CPU處理的控制系統(tǒng)稱為微機(jī)控制或電腦控制系統(tǒng)，無編程和CPU處理的稱為電子控制系統(tǒng)，其中電子控制技術(shù)較為簡單。從控制內(nèi)容的廣度來區(qū)分又可分為單機(jī)電腦控制和縫制單元（縫紉組合）電腦控制兩大類，后者智能化、自動(dòng)化程度更高。

1 電控系統(tǒng)構(gòu)成

    控制系統(tǒng)是帶電控裝置縫紉機(jī)的關(guān)鍵部位。它一般由控制主體、控制客體以及傳感部位等組成，具體包括控制箱（控制器、驅(qū)動(dòng)器）、電機(jī)和電磁鐵、傳感器以及一些輔助元件。這些部分與縫紉機(jī)機(jī)械部件的配合、連動(dòng)促成了縫紉機(jī)的自動(dòng)化作業(yè)。如同強(qiáng)勁計(jì)算機(jī)的“芯”一樣，縫紉機(jī)電控系統(tǒng)開發(fā)商們通過不斷地努力強(qiáng)勁縫紉機(jī)的“芯”，增強(qiáng)機(jī)械的自動(dòng)化能力。電控系統(tǒng)的控制部分主要控制電機(jī)、電磁鐵等兩個(gè)部件的驅(qū)動(dòng)運(yùn)行。

    首先來看控制器，其作用在于控制縫紉機(jī)完成不同的線跡。它的功能隨縫紉機(jī)的種類不同而不同，主要分為兩類：一類控制單臺電機(jī)即主驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，借助電磁鐵完成其它的輔助功能，如撥線、剪線、松線、前后加固、抬壓腳，對應(yīng)的縫紉機(jī)有單針、雙針平縫機(jī)，包縫機(jī)，繃縫機(jī)；另一類控制多臺電機(jī)的協(xié)調(diào)動(dòng)作，如繡花機(jī)、套結(jié)機(jī)、釘扣機(jī)、鎖眼機(jī)、花樣機(jī)，還有控制針桿擺動(dòng)的曲折縫縫紉機(jī)，等等。各類控制器的硬件主要由操作者輸入?yún)?shù)的旋鈕、按鍵，顯示工作參數(shù)的數(shù)碼管、液晶顯示器，對操作命令、傳感器信號、執(zhí)行機(jī)構(gòu)(電機(jī)、電磁鐵)進(jìn)行運(yùn)算、判斷、控制的微控制器組成，硬件通用性強(qiáng)；控制器的軟件則隨不同的縫紉機(jī)而異。

    然后再看驅(qū)動(dòng)器，它是電控系統(tǒng)的核心，其硬件由功率電子器件和集成電路等構(gòu)成。它將控制信號轉(zhuǎn)變成執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)信號，起著橋梁作用。驅(qū)動(dòng)器在整個(gè)控制環(huán)節(jié)中，正好處于“主控制箱－驅(qū)動(dòng)器－馬達(dá)”的中間環(huán)節(jié)，主要任務(wù)是接收來自主控制箱的信號，然后對信號進(jìn)行處理再轉(zhuǎn)移至馬達(dá)以及和馬達(dá)有關(guān)的感應(yīng)器，并且將馬達(dá)的工作情況反饋至主控制箱。驅(qū)動(dòng)器的功能是接收電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止、制動(dòng)信號，以控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止和制動(dòng)；接收位置傳感器信號和正反轉(zhuǎn)信號，用來控制逆變橋各功率管的通斷，產(chǎn)生連續(xù)轉(zhuǎn)矩；接收速度指令和速度反饋信號，用來控制和調(diào)整轉(zhuǎn)速；提供保護(hù)和顯示等。

    驅(qū)動(dòng)器的軟件則取決于不同種類的電機(jī)。與控制器類似，驅(qū)動(dòng)器的硬件具有可移植性，相同功率的不同種類的電機(jī)可兼用。用于帶電控裝置縫紉機(jī)的馬達(dá)（電機(jī)）主要有電子馬達(dá)、調(diào)頻馬達(dá)（變頻馬達(dá)）、直流無刷電機(jī)和永磁同步伺服電機(jī)等等。

    此外，電磁鐵作為執(zhí)行元件可以完成縫紉機(jī)的輔助功能，其功能參數(shù)、響應(yīng)過程對剪線速度、前后加固速度及線跡的美觀至關(guān)重要。