一種基于多聯式數據采集的橫機針床底座扭曲度測量儀

鄭阿勇 阮順 宣鑫璐

摘 要：隨著人們生活水平的提高，人們對于著裝的需求也在不斷地擴大，大量的著裝胚布的生產自然離不開紡織機械的自動化。然而，由于針織橫機有制作要求較高、需要進行較多的檢測等特點，因此我們針對這些特點，設計出一種斜面扭曲度測量儀來提高工廠工人的生產效率和針織橫機的裝配精度。

關鍵詞：紡織機械;橫機;檢測;扭曲度;裝配精度

引言：

國產針織橫機電控系統的技術發展已經相對成熟，近幾年來電腦針織橫機的銷量相較于從前大幅增加，所有電腦針織橫機企業的訂單都多起來，配件自然就緊張了，供不應求。然而，多數配件廠家產品的質量都不合格，達不到設計要求，很多生產電腦橫機的工廠為了保證產品質量，都派遣專員駐守檢查，費時費力。

為此，我們設計了一款可以幫助工廠更加高效、準確地檢測出橫機針床前后座兩斜面偏差度以及制造裝配精度的扭曲度測量儀。

一、方案概述

為了檢驗產品是否合格，是否達到所需的裝配精度，我們設計出一種斜面扭曲度檢測裝置，以一個倒V字型鋼架為框架，并分別在裝置兩個面的上下兩側各裝入5個數顯千分表，以一條直線的形式等距排列并進行適當調試，用來感知斜面各點處的物理量。倒V字型鋼架如圖 1所示。

過程中，數顯千分表獲得的數據被傳輸到一個有20個接口的集線器中，集線器接收到的數據將根據上位機（計算機）的指令上傳指定的數顯千分表數據給上位機進行處理。通過上位機上運行的軟件程序計算出橫機斜面前后角度的偏差和檢驗其各端是否扭曲，分析出橫機針床底座兩個斜面的扭曲度，從而驗證產品是否合格。

二、數據采集

倒V字型鋼架上的20個數顯千分表測得的數據的采集工作由系統中的20口集線器負責完成。其中，集線器需要通過串口總線與上位機進行通訊，然后通過IIC總線獲取數顯千分表的數據。將集線器裝置與20個數顯千分表通過Micro USB線相連接并啟動后，打開上位機軟件，與集線器建立通訊通道后，開始正常工作：

1.當集線器接收到上位機發出的獲取對應千分表數據的指令后，集線器打開對應千分表數據通道，等待千分表數據上傳。

2.當千分表數據上傳后，集線器校驗數據正確性，并確認無誤后，向上位機上傳對應千分表數據，并等待上位機回應;否則，若數據有誤則再次等待接收新一組的數據，并再次執行第2步。

3.當上位機回應接收成功的指令后，集線器關閉對應的千分表數據通道，等待上位機的下次指令;否則，若超過2s上位機仍未回復，則再次向上位機發送數據，并再次執行第3步。

集線器控制程序的流程圖如圖 2所示。

三、上位機

上位機上的軟件采用LabVIEW軟件平臺開發。通過VISA串口通信與集線器建立通訊通道后，對集線器發送指令，控制其傳回指定的數顯千分表數據。然后，通過程序對數據進行分析處理，并通過顯示屏顯示分析結果。

四、系統分析

系統整體由嵌入式系統和機械結構兩部分組成。其中，嵌入式系統是整個系統的“指揮中樞”，協調著整體，主要作用單元為負責獲取距離參數的數顯千分表、負責20條通道的數據采集的集線器及負責分析處理數據的上位機。其他單元（如：顯示屏）主要起輔助作用。系統框架圖如圖 3所示。

五、結論

從電腦橫機的未來發展前景來看，現有電腦橫機保有量的自然更新需求、消費增長帶來的擴容需求、新興鞋面橫機等新型針織機械的市場需求、國產針織機械的海外出口需求將在未來幾年內成為我國電腦橫機市場快速發展的主要推動力。

質量是企業的生命，當產品供不應求時，質量也容易隨之降低，而該扭曲度檢測裝置可以幫助企業更加高效、準確地檢測出關于橫機針床前后座兩斜面的指標參數，提高橫機檢測工作的效率，促進企業的生產力。

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[4]范海雯，張曉娜，張沫然，馮子騰.計算機與單片機的串行通信技術探究[J].電聲技術，2020.02

作者簡介：

鄭阿勇，男，漢，籍貫：浙江，就讀于：紹興文理學院，研究方向：智能儀器儀表.

阮 ?順，男，漢，籍貫：浙江，就讀于：紹興文理學院，研究方向：智能儀器儀表.

宣鑫璐，女，漢，籍貫：浙江，就讀于：紹興文理學院，研究方向：機械電子工程.