基于嵌入式电脑横机控制系统

　　【摘要】本文分析了电脑横机的结构与功能，提出了基于嵌入式的电脑横机控制系统，采用了S3C2410为主处理芯片，通过FPGA扩展端口，系统读取织物花型数据，控制横机各个动作子系统来完成编制动作，该电脑横机控制系统与传统电脑横机系统相比较，工作效率高，可移植性强。
　　【关键词】电脑横机；嵌入式；S3C2410
　　引言
　　电脑横机是当前羊毛衫生产行业的主要机种，它集机械、针织工艺、计算机技术、电机控制等多学种学科于一体。它通过传动系统、送纱系统、摇床系统、编制系统、密度调节系统、牵拉系统之间的相互联动进行衣物的编制，系统对实时性要求高，控制信号多，对于前段的控制所需要的信息量很大。
　　现在国内横机的控制系统功能较弱、精度低，无法满足日益发展的纺织行业，高档的横机主要依赖进口。本文设计的电脑横机，采用ARM微处理器S3C2410为核心控制芯片，通过FPGA来扩展控制接口，一定程度上提高了现有的横机水平。
　　1横机控制系统结构
　　横机工作所需要的信号多、动作复杂，系统通过控制电机的转动来进行衣物的编制，这里需要控制的电机有18套步进电机、8套直流卷布电机和2套交流伺服电机，分别用来控制摇床、牵拉、压针密度等一些列动作，由于S3C2410的IO口数
　　图3测试图片数据
　　量无法满足控制对象，故系统在S3C2410外扩展了一个FPGA芯片，并通过以太网与电脑相连，其整个系统的结构如图1所示
　　2系统主要硬件设计
　　横机控制系统主要是通过步进电机、电磁铁、交流伺服电机等执行由系统主芯片传递过来的信号来完成编织的各个特定动作。系统的整个硬件电路包括了横机的各个执行子系统，以及电源电路、复位电路、存储器接口电路、USB接口电路等电路结构。本文主要介绍横机的五个个主要的执行子系统及部分硬件电路
　　2.1导纱和三角控制子系统
　　横机编制衣物时，导纱机构会根据系统的要求自动进入或退出，纱线将以均匀、适当的张力进入编制区，同时在导纱点设置断纱自停、粗节自停等装置。将不同位置的各种三角进行不同的组合，可以让选针片处于不同的状态，从而编制出一些漂亮、复杂的图案。系统中的导纱器和成圈系统是由双向稳定的电磁铁开关控制，通过控制电磁铁线圈的通电与否以及通电时间的长短，可以完成系统的导纱及三角变换。
　　2.2选针控制子系统
　　选针在横机工作中占有重要的地位，横机编制的速度及生产效率很大程度上取决于电子选针的速度与准确度。在本系统中，通过选针器来进行选针，本系统使用单项保持的选针器，其公共端接地，电源端连接驱动板到相应的出口，其刀片在选针器掉电后单向磁保持在左侧，若持续给予一定的高压冲击，可以将刀片打到右侧。
　　2.3压针密度控制子系统
　　每个织物所需要的密度是不一样的，系统通过密度三角来对织物进行密度调节，系统的密度三角由步进电机控制，而步进电机的旋转量由系统根据织物的要求控制，通过调节步进电机的相应的步数，就可以控制织物的密度
　　2.4移床控制子系统
　　织物在编制时，需要通过改变针床的位置来得到针织的准确位置，针板移动的精度对织物的影响很大，如果其位置的精度得不到保障，织针将会被打掉，可以通过反馈调节来不断将针床的位置信号反馈给系统，从而调节步进电机的转动量来控制针板的位置。