一种基于多联式数据采集的横机针床底座扭曲度测量仪

郑阿勇 阮顺 宣鑫璐

摘 要：随着人们生活水平的提高，人们对于着装的需求也在不断地扩大，大量的着装胚布的生产自然离不开纺织机械的自动化。然而，由于针织横机有制作要求较高、需要进行较多的检测等特点，因此我们针对这些特点，设计出一种斜面扭曲度测量仪来提高工厂工人的生产效率和针织横机的装配精度。

关键词：纺织机械;横机;检测;扭曲度;装配精度

引言：

国产针织横机电控系统的技术发展已经相对成熟，近几年来电脑针织横机的销量相较于从前大幅增加，所有电脑针织横机企业的订单都多起来，配件自然就紧张了，供不应求。然而，多数配件厂家产品的质量都不合格，达不到设计要求，很多生产电脑横机的工厂为了保证产品质量，都派遣专员驻守检查，费时费力。

为此，我们设计了一款可以帮助工厂更加高效、准确地检测出横机针床前后座两斜面偏差度以及制造裝配精度的扭曲度测量仪。

一、方案概述

为了检验产品是否合格，是否达到所需的装配精度，我们设计出一种斜面扭曲度检测装置，以一个倒V字型钢架为框架，并分别在装置两个面的上下两侧各装入5个数显千分表，以一条直线的形式等距排列并进行适当调试，用来感知斜面各点处的物理量。倒V字型钢架如图 1所示。

过程中，数显千分表获得的数据被传输到一个有20个接口的集线器中，集线器接收到的数据将根据上位机（计算机）的指令上传指定的数显千分表数据给上位机进行处理。通过上位机上运行的软件程序计算出横机斜面前后角度的偏差和检验其各端是否扭曲，分析出横机针床底座两个斜面的扭曲度，从而验证产品是否合格。

二、数据采集

倒V字型钢架上的20个数显千分表测得的数据的采集工作由系统中的20口集线器负责完成。其中，集线器需要通过串口总线与上位机进行通讯，然后通过IIC总线获取数显千分表的数据。将集线器装置与20个数显千分表通过Micro USB线相连接并启动后，打开上位机软件，与集线器建立通讯通道后，开始正常工作：

1.当集线器接收到上位机发出的获取对应千分表数据的指令后，集线器打开对应千分表数据通道，等待千分表数据上传。

2.当千分表数据上传后，集线器校验数据正确性，并确认无误后，向上位机上传对应千分表数据，并等待上位机回应;否则，若数据有误则再次等待接收新一组的数据，并再次执行第2步。

3.当上位机回应接收成功的指令后，集线器关闭对应的千分表数据通道，等待上位机的下次指令;否则，若超过2s上位机仍未回复，则再次向上位机发送数据，并再次执行第3步。

集线器控制程序的流程图如图 2所示。

三、上位机

上位机上的软件采用LabVIEW软件平台开发。通过VISA串口通信与集线器建立通讯通道后，对集线器发送指令，控制其传回指定的数显千分表数据。然后，通过程序对数据进行分析处理，并通过显示屏显示分析结果。

四、系统分析

系统整体由嵌入式系统和机械结构两部分组成。其中，嵌入式系统是整个系统的“指挥中枢”，协调着整体，主要作用单元为负责获取距离参数的数显千分表、负责20条通道的数据采集的集线器及负责分析处理数据的上位机。其他单元（如：显示屏）主要起辅助作用。系统框架图如图 3所示。

五、结论

从电脑横机的未来发展前景来看，现有电脑横机保有量的自然更新需求、消费增长带来的扩容需求、新兴鞋面横机等新型针织机械的市场需求、国产针织机械的海外出口需求将在未来几年内成为我国电脑横机市场快速发展的主要推动力。

质量是企业的生命，当产品供不应求时，质量也容易随之降低，而该扭曲度检测装置可以帮助企业更加高效、准确地检测出关于横机针床前后座两斜面的指标参数，提高横机检测工作的效率，促进企业的生产力。

参考文献：

[1]杨超，胡旭.一种数字千分表数据转发装置设计[J].电子技术与软件工程，2019.03

[2]王铁流，李宗方，陈东升.基于STM32的USB数据采集模块的设计与实现[J].测控技术，2009.08

[3]金国华.通信芯片MM1192在多联机控制系统中的应用[J].重庆工学院学报（自然科学版），2009.04

[4]范海雯，张晓娜，张沫然，冯子腾.计算机与单片机的串行通信技术探究[J].电声技术，2020.02

作者简介：

郑阿勇，男，汉，籍贯：浙江，就读于：绍兴文理学院，研究方向：智能仪器仪表.

阮  顺，男，汉，籍贯：浙江，就读于：绍兴文理学院，研究方向：智能仪器仪表.

宣鑫璐，女，汉，籍贯：浙江，就读于：绍兴文理学院，研究方向：机械电子工程.