电脑自动调线大圆机选针控制系统的研究 硕士论文

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WUHANUNIVERSITYOFSCIENCEANDENGINEERINGMSDISSERTATIONRESEARCHONTHENEEDLESELECTIONCONTROLSYSTEMOFCOMPUTERIZEDAUTOSTRIPERCIRCULARKNITTINGMACHINEBYHUSONGMAODIRECTEDBYPROFESSORWUXIAOGUANGMAY2007独创性声明本人郑重声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SUBJECTRESEARCHONTHENEEDLESELECTIONCONTROLSYSTEMOFCOMPUTERIZEDAUTOSTRIPERCIRCULARKNITTINGMACHINESPECIALTYMACHINEDESIGNANDTHEORIESNAMEHUSONGMAOINSTRUCTIONPROFESSORWUXIAOGUANGABSTRACTCOMPUTERIZEDAUTOSTRIPERCIRCULARKNITTINGMACHINEISSTILLBLANKINOURCOUNTRYINTHEOVERSEACOMPUTERIZEDAUTOSTRIPERCIRCULARKNITTINGMACHINEISCHANGEDONTHEBASEOFCOMPUTERJACQUARDCIRCLEMACHINEITSESSENCEISADJUSTINGTHEORDEROFYARNBYSELECTOR,ANDFORMSCOLOREDSTRIPEDFABRICOFTHERULEARRANGEMENT,THEREFORE,THEFABRICKNITTEDBYCOMPUTERJACQUARDCIRCLEMACHINEANDCOMPUTERIZEDAUTOSTRIPERCIRCULARKNITTINGMACHINEBECOMESAFASHIONEDTEXTILEFABRICSTHEDEVELOPMENTOFCOMPUTERIZEDSTRIPERCIRCULARKNITTINGMACHINENEEDSTOKNOWABOUTTHEMECHANISMOFTHEKNITTINGPROCESSANDTOBEFAMILIARWITHSTATEOFTHEARTOFKNITTINGINDUSTRYMOREOVER,ITSALSONECESSARYTOBEABLETOPUTTHECONTROLTHEORYINTOPRACTICEBYTHEUSEOFNUMERICCONTROL,ELECTRONICDRIVING,ETCSUCCESSFULCONTROLSYSTEMCOULDONLYBEIMPLEMENTEDBYGOODINTEGRATIONOFTHESETWOASPECTSEVENTUALLY,THEMAINWORKOFTHISPAPERISTODEVELOPAKINDOFCOMPUTERIZEDAUTOSTRIPERCIRCULARKNITTINGMACHINEBYTHEKNITTINGPROCESSANDRELATEDCONTROLTECHNIQUESTHEKNITTINGMETHOD,TWOWORKPOSITIONANDTHREEWORKPOSITIONELECTRONICJACQUARDMETHODS,MULTILEVELPIEZOELECTRICNEEDLESELECTIONMECHANISM,THEAUTOMATICSTRIPERDEVICEWEREINTRODUCEDINDETAILINTHISPAPERONTHEBASEOFCURRENTKNOWNDATUM,THISPAPERINTRODUCEDDATAPREPARATIONSYSTEMANDTHEREALIZATIONOFTHISDATAPREPARATIONMETHODINCOMPUTERCONTROLHARDWARESYSTEMISREFORMEDONTHEBASEOFELECTRONICJACQUARDCIRCULARKNITTINGMACHINEITADOPTSPRINCIPALANDSUBORDINATESTRUCTURE,PC104ASTHEPRINCIPALMACHINEAND89C51SYSTEMASTHESUBMACHINETRANSMITDATABUSADOPTSSTANDARDRS485SERIALBUSANDTHEMAJORDATAMEMORYADOPTSFLASHMEMORYSOFTWAREINTERFACESYSTEMISDEVELOPEDBYEVCTOOLS,ITISVERYCONVENIENTTOUSEBUTTONSKEYWORDSELECTRONSELECTORAUTOSTRIPEDYARNCONTROLSYSTEMKNITTINGPROCESSOBJECTORIENTEDTECHNOLOGYTHESISAPPLIEDRESEARCH目录1绪论111课题背景、来源、意义及任务1111课题背景1112课题来源2113课题目的及意义2114课题任务212国内外发展现状213本课题的研究意义42选针和自动调线原理介绍621电子选针基本原理6211大圆机三种编织位置的选针原理6212“二功位”选针原理7213“三功位”选针原理8214多级电子选针器的组成结构与选针原理822自动调线原理9221自动调线装置的组成9222自动调线装置的工作原理10223自动调线过程123电子选针的数据准备1531花纹数据的准备1532编织数据的准备1633选针数据的准备174电子选针控制系统的设计2041硬件系统的总体结构设计20411系统总体控制流程结构图21412系统各部分功能介绍2242系统控制软件的总体功能设计23421主机控制框图及说明23422从机控制框图及说明2543数据存储的设计26431K9F1608存储器的介绍26432K9F1608存储器的硬件连接27433K9F1608存储器的程序设计管理2944串口通信控制程序设计34441主机串口通讯程序设计34442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3851面向对象技术3852面向对象的建模3953系统界面开发环境介绍4054用户界面416控制系统软件的测试与维护4461软件的测试44611软件测试的基本方法44612测试的实施过程4562软件的维护46621软件的维护要求46622代码分析477总结48致谢49参考文献501绪论11课题背景、来源、意义及任务111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。112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佛山市汇隆针织厂共同合作进行。113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。114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。12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】【23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。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2228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速，其先进技术与发展动向综述如下（1）路数每英寸针筒直径的路数一般在1524，目前“二功位”电子选针的单面提花大圆机的每英寸针筒直径路数最高可达32迈耶西，即762MM筒径有96路，这一参数的提高意味着生产效率的提高。（2）简径常用的针筒直径为762和864MM，近年来更大筒径，如965、1067MM的机器也有一定的比例，可以生产更宽门幅和更大卷装的坯布。（3）电子选针虽然电子选针器的形式没有什么变化，仍旧分单级式和多级式两类，有压电和电磁两种，但是在电子和机械方面不断地进行改进，以适应更高的机号和更快的转速，并且已从仅对针筒针进行选择发展到同时对针筒针和针盘针进行选择，三功位成圈、集圈、不编织选针技术被普遍采用，从而扩展了可以编织的花型与结构。（4）电子选沉降片多年来电子选沉降片技术一直用于生产一面凹凸浮雕提花毛圈织物，近年来这项技术有了发展。最先是迈耶西公司推出了提花两面毛圈圆纬机，它采用了双沉降片技术后沉降片可被电子选片器独立选择与单针选针原理相似，能在织物前面工艺反面形成凹凸浮雕提花毛圈，毛圈高度可以设置和单独控制；而前沉降片不被选择，在织物后面工艺正面可以根据需要形成满地毛圈或者没有毛圈，产生均匀一致的外观。这类织物可制作睡衣、床罩、保暖夹克衫、休闲服、时装、产业用纺织品等。电脑自动调线大圆机是近年推出的一种新型大圆机，它是在针织大圆机的基础上改造而成的。主要是为了满足市场上对于多颜色调线针织产品的需求，电子调线装置已经从最初的四色发展到六色，若要进一步增加色纱数，就需要增加调线装置中的导纱指数量，但是这将受到机器上的安装空间和导纱指变换所需时间等方面的限制。为此，迈耶西公司推出了在一路上是五色调线，通过两路的组合可以产生十色调线效果的针织技术。随着弹性纱线越来越广泛的应用，各公司也在不断改进调线技术与装置。德乐公司研制的调线装置能应用于弹性纱线，对其进行可靠地夹持和剪切，同时也适用于其他类型的纱线。迈耶西公司的十色调线技术还能使弹性纱线作为添纱编织。目前，国内针织大圆机采用的控制技术主要是工控机和单片机的主从两级电子控制系统。该系统由武汉科技学院在国内首创并成功地研制出“电脑针织提花大机控制系统”，填补了国内空白，其关键技术电子选针器采用压电陶瓷控制选针。国际上，当前使用最多的是德国德乐公司和日本WAC开发的系统。虽然国内成功的开发了圆机的控制系统，但是有许多关键的零部件依然需要进口，并且价格相当的昂贵，例如日本WACAPS5系列“二功位”、“三功位”选针器等。因此，电脑针织提花大圆机的发展和市场提供了极大的空间。近几年，随着人类社会发展的进步，人们对新型针织布的需求也越来越多，其中呈条纹状的布是需求量较大之一。为了满足这一需求，电脑自动调线大圆机应运而生。它也是属于大圆机的一种，能够织出多种颜色的条纹状的布，并且条纹的宽度可以任意的变化，很好的满足了人们对这种布的需求。电脑自动调线大圆机与以往使用的大圆机（如提花大圆机）最大的不同是，它多了一个关键的零件，调线手指。调线手指有3色，4色，5色和6色，它主要的作用是根据实际需要，调节不同的手指而使不同颜色的纱线进行编织。除此之外，它使用的选针器也只有一个，而提花大圆机使用的选针器有48，72等许多个。因此，电脑自动调线大圆机控制系统也采用的是主从两级控制，它与针织提花大圆机最大的不同是只需对单个选针器实行控制。13本课题的研究意义为了适应人们生活与工作环境的改善和穿着舒适性的要求，越来越多的面料采用针织机来编织，因此针织机械的需求量也变得越来越大。作为目前市场上使用最多的针织机械之一的针织大圆机，其需求量也大增。据位于瑞士苏黎世的国际纺织机械制造商联盟ITMF的年度纺织机械统计,针织大圆机的全球交货量总计9400台,减少了7。其中约69运往亚洲,只有17运往欧洲包括土耳其。在约7100台单面针织机减少4中运往亚洲的中国、印度和韩国占71,欧洲的占16在接近2350台双面针织机减少15中,61销往亚洲减少15,9销往欧洲土耳其、意大利。从上面的统计可以看出，针织大圆机在国内需求量很大的。随着生活水平的提高和对个性化的追求，人们对图案和质量的需求日益增长，因此，基于针织大圆机改造而成的新型电脑自动调线大圆机的需求量也稳步增长。本课题对电脑自动调线大圆机电子调线系统进行了初步设计，为电子调线技术的开发做一些基础性的设计工作。电子调线34系统包括花型准备系统和电子控制系统两部分。可调用已经储存的若干种花纹数据，可以用手工方法输入自定义花纹数据，可修改花纹数据。设计的控制系统可以将存贮在存储里的花纹数据（选针数据），根据针筒同步信号的频率发送选针信号，选针信号经驱动电路放大后驱动选针元件，控制选针。2选针和自动调线原理介绍针织是指利用织针将纱线编织成线圈并相互串套而形成针织物（面料、坯布）的一种方法。它的基本工艺是成圈，基本单元是线圈。根据编织方法的不同，针织可分为纬编和经编两大类。电脑自动调线大圆机属于纬编针织机。纬编是把纱线由纬向顺序喂入大圆机的工作织针（参加编织的织针）上，然后通过成圈机构将纱线顺序地弯曲成圈，并相互串套而形成的一种工艺。21电子选针基本原理211大圆机三种编织位置的选针原理28针织大圆机的成圈是最基本的编织，集圈和浮线也是基本的编织。这三种编织方法相互组合，可以改变针织物的外观和伸缩性。需要注意的是，如果只有集圈和浮线进行编织，是无法形成织物的，也就是说不能形成线圈。所以编织时必须以成圈为主，配合必要的集圈和浮线。（1）成圈如图21所示，当织针上升到最高位置时，旧线圈从针舌脱出后，织针接受新纱线，织针吃到新纱线后编织成新线圈。在单面大圆机上只有成圈三角编织的组织为纬平针组织，通常称为平针组织，形成的织物就是坯布。图21成圈位置及其线圈结构图（2）集圈织针没有上升到最高位置，只上升到中间位置，旧线圈没有脱出针舌，就喂入新纱线，针钩内同时有两根或两根以上的纱线，新线圈也没有形成，如图22所示。图22集圈位置及其线圈结构图（3）浮线旧线圈处于针钩内，织针保持状态而不做上升运动，只做横移，也不向织针供给纱线，所以不形成新线圈，纱线处于织针的背面。织针在移到下一个喂纱嘴时，状态不变，纱线浮在针背后，称之为浮线编织。浮线的端点必须在成圈或集圈的位置停止处。如图23所示。图23浮线位置及其线圈结构图212“二功位”选针原理我们这里使用的单面大圆机的织针采用舌针，如图24所示。舌针参加工作与否，是由选针机构和纺织三角来决定的。在“二功位”选针的圆机中，织针有两种可能的走针轨迹。在完成“成圈”动作时，织针针踵被嵌入三角槽内，沿挺针三角斜面上升到行程最大位置如图25中的轨迹C所示套在舌针上的旧线圈移到针舌之下如图24中A1、3针所示。随着针筒的继续转动，织针在压针三角的作用下下降，钩入新的纱线，形成布面上的一个新的花色点。在完成“浮线”动作时，织针刚进入三角槽内就被调线器推出三角槽外，故在原位置上作适当的上升动作如图25中的轨迹D所示，所以不再成圈如图24中A2针所示。图24织针示意图图25织针轨迹213“三功位”选针原理上面是传统的“二功位”选针,即成圈（编织）和浮线（不编织。所谓的“三功位”选针，是指织针可以完成成圈（编织）、集圈、浮线三种动作。所谓的集圈，是针退回到不完全退圈高度，既能钩取到新的纱线，但是旧的线圈也不脱落，也即同时勾住新旧纱线，如图26中钩针2的动作。因此，“三功位”选针能够产生更多的图案变化。在生产单面织物时,可利用编织集圈的方法使浮线固结在组织中,克服织物反面浮线过长的缺点。当纱线颜色较多时,如果不采用集圈的方法,反面的浮线会很多。目前国外高档电子选针器都是采用的“三功位”选针的方式。图26示意图214多级电子选针器的组成结构与选针原理电脑自动调线大圆机主要是通过选针器选中调线导纱器34，从而使每个成圈系统的导纱器按照横条花纹的要求进入和退出工作。电脑自动调线大圆机中常见的是四色或六色调线，即机器上每个成圈系统有四个或六个导纱器，故选针器也一般选择四级或六级的多级式电子选针器。图27是四级式电子选针器的示意简图。它主要由四级上下平行排列的选针刀片1，选针电器元件2以及控制电路板3组成。每一级选针刀片受与其相对应的同级电器元件控制，可作上下摆动，以实现选针与否。选针电器元件有压电陶瓷和线圈电磁铁两种。前者具有工作频率较高，发热量与耗电少和体积小等优点，因此使用较多。选针电器元件通过接口和电缆接收来自电脑控制器的选针脉冲信号。1选针刀片2选针电气元件3控制电路板图27选针器基本结构图由于电子选针器可以安装在多种类型的针织机上，因此机器的编织与选针的形式与配置可能不完全一样，但其选针原理还是相同的。即如果选针器中某一级电器元件接收到选针编织的脉冲信号，它控制的同级选针刀向下摆动，从而控制纱线的选择。另外选针电器元件（如压电陶瓷或电磁铁）的工作频率有限，当机器机号增加或者转速增加时，单位时间要选的针也增加，采用多级式的好处在于它可以降低单个选针电器元件的工作频率，或者说在有限的工作频率下，可以让机器工作于更高的转速来增加生产效率。22自动调线原理221自动调线装置的组成自动调线装置由选择器和调线器组成，每一个成圈系统有一个调线器，如图28所示是自动调线装置2134示意图。选择器由平齐三角1，4个电磁铁，选择板A，B，C，D,上升三角10，下降三角11等组成。选择器随针筒一起回转。每个28自动调线装置示意图调线器都由4个导纱部件（与选择板A，B，C，D相应）组成。每套导纱器部件由导纱器2，杠杆3和摆杆4组成。即A导纱器部件由A导纱器，A杠杆及A摆杆组成；B导纱器部件由B导纱器，B杠杆及B摆杆组成；依此类推。摆杆上有4个选择齿位6和4个下降齿位7，一个径向平齐踵5，1个上升踵9和一个下降踵8。每个摆杆的4个选择齿位上只有1个选择齿，4个下降齿位上只有3个下降齿，即A摆杆上有选择齿A及下降齿B,C,D；B摆杆上有选择齿A,C,D；C摆杆上有选择齿C及下降齿A,C,D；D摆杆上有选择齿D及下降齿A,B,C。每个摆杆都有2个高度位置高位置和低位置。这两个位置的高度相当于35个齿位距。摆杆在高位置时相应的导纱器处于工作位置。摆杆在低位置相应的导纱器处于工作位置。摆杆在低位置时相应的导纱器处于不工作位置，如图29所示。图29摆杆与选择板222自动调线装置的工作原理机器运转时，平齐三角、4个电磁铁，4个选择板，上升三角、下降三角等都随针筒一起回转。选择器转至某一成圈系统处就对该处的调线器发生选择作用。径向平齐踵在平齐三角的作用下使摆杆处于待选择位置（竖直）。只要选择板碰及摆杆上的齿（选择齿或下降齿），该摆杆下部就被选择板推至远离中心而倾斜。没有被选择板碰及的摆杆仍保持竖直。竖直的低位摆杆的上升踵被上升三角顶上，相应的导纱器就进入工作位置。倾斜的低位摆杆不会被上升三角作用到，因而相应的导纱器仍保持在不工作位置。倾斜的高位摆杆的下降踵被下降三角压下，因而相应的导纱器推出工作位置，进入不工作位置。竖直的高位摆杆不会被下降三角作用到，因而相应的导纱器仍保持工作位置。每块选择板有2个位置高位置和低位置。在这两个位置，选择板头的高度差相当于05个齿位。被相应的电磁铁吸下的选择板处于低位置，没被相应的电磁铁吸下的选择板由于弹力的作用而处于高位置。处于高位的选择板能碰及低位摆杆的相应选择齿，例如处于高位的选择板A能碰及低位摆杆的相应选择齿A（即碰及低位的A摆杆），但不能碰及高位摆杆的任何选择齿和下降齿。处于低位的选择板A能碰及高位摆杆的相应下降齿，例如处于低位的选择板A能碰及高位摆杆的下降齿A（即碰及高位的B摆杆，高位的C摆杆，高位的D摆杆），但不能碰及低位摆杆的任何选择齿和下降齿。针筒每转过一个成圈系统，控制器即发出一个选择信号。当选择器转至某成圈系统时，如该成圈系统不需要调线，则A，B，C，D都不吸下相应的选择板，这样低位摆杆不上升，高位摆杆不下降。当选择器转至某成圈系统时，如需要该成圈系统的导纱器退出工作，别的导纱器从不工作位置进入工作位置，则该导纱器相应的电磁铁就要吸下相应的选择板。如210中，某成圈系统的A，C，D摆杆在低位，B摆杆在高位，即表示成圈系统的A，C，D导纱器不工作和B导纱器工作。如不需要调线，则选择板A,B,C,D都不被吸下，见图210（1）；如需要D导纱器进入工作而B导纱器退出工作，则只要吸下选择板D即可，见图210（2）；如需要D和A导纱器都进入工作而B导纱器退出工作，则只要吸下选择板D和选择板A即可，见图210（3）。从图210（1）可见，A摆杆的A齿，C摆杆的C齿和D摆杆的D齿分别被选择板A，C，D碰及，而B摆杆没被任何选择板碰及，所以A摆杆，C摆杆和D摆杆保持在低位，B摆杆保持在高位。从图210（2）中可见，A摆杆的A齿和C摆杆的C齿分别被选择板A和C碰及，B摆杆的D齿被选择板D碰及，而D摆杆没被任何选择板碰及，所以A摆杆和C摆杆保持在低位，D摆杆升至高位，B摆杆降至低位。从图210（3）中可见，C摆杆的C齿被选择板C碰及，B摆杆的A齿和D齿被选择板A和D碰及，而A摆杆和D摆杆没被任何选择板碰及，所以C摆杆保持在持在低位，A摆杆和D摆杆升至高依，而B摆杆降至低位。由于上升三角在前，下降三角在后，所以摆杆的上升动作在前，下降动作在后，这样保证了调线过程中进入工作的导纱器先进入，退出工作的导纱器后退出。图210选择板对摆杆的选择过程223自动调线过程在大圆机上加装四色调线装置是为了编织四色彩横条针织物。彩色横条相间针织物是制作T恤衫、运动衣的理想面料。在普通大圆机上，只要按一定的规律，在各个成圈系统的导纱器穿入多种色纱，就可编织出彩横条织物。但由于普通大圆机各成圈系统只有1个导纱器，一般只能穿1根色纱，成圈系统数量也有限，所以织物中1个彩横条相间的循环单元的横列数也不可能很多。例如对于成圈系统数达150路的大圆机来说，所能编织的彩横条循环单元最多不超过150横列。如果每一成圈系统装有多个导纱器，每个导纱器穿1种色纱，编织每一横列时，各系统可根据花型要求选用其中某一导纱器，则可扩大彩横条循环单元的横列数。四色调线（即每一系统有4个导纱指可供调换）装置正是根据这一原理而设计的。早期的四色调线装置是采用机械控制。目前较先进的电脑控制调线装置已广泛应用。后者具有花型变换快和方便，循环单元不受限制等优点。下面简单介绍电脑控制四色调线装置的工作原理。整个系统包括电脑控制器与调线控制装置两大部分。电脑控制器上装有键盘和显示器，可以调用或更改电脑中存储的花型，也能输入新的花型。通过一个与针筒同步回转的信号传送器将贮存在电脑控制器中的花型程序传送给有关的导纱指变换电磁铁，进行调线。每一调线装置有个可变换的导纱器。对每一导纱指的控制方式为导纱指随同关闭的夹线器和剪刀从基本位置被带到垫纱位置，又随同张开的夹线器和剪刀被带回基本位置。导纱指、夹线器和剪刀是主要的工作机件。图211所示为在普通大圆机上的调线过程。（1）图（A）所示导纱机件2与带有剪刀4和夹线器5的导纱指3处于基本位置。纱线A穿过2、3和导纱器1垫入针钩。此时导纱机件2处于较高位置，夹线器5张开。（2）图（B）所示另一导纱指7带着夹线器9、剪刀8和纱线B摆向针背。（3）图（C）所示带着夹线器9、剪刀8和B纱的导纱指7与导纱机件6一起向下运动，进入垫纱位置。B纱进入约610MM宽的不插针区域，为垫纱做准备。（4）图（D）所示当新纱线B在调线位置被可靠地编织了两三针后，夹线器9和剪刀8张开，放松纱端。在基本位置的导纱指3上的夹线器5和剪刀4关闭，握紧纱线A并将其剪断。至此调线过程完成。图211调线过程3电子选针的数据准备与传统机械式大圆机所用的滚筒式选针机构不同的是，电脑自动调线大圆机采用的是受电信号控制、能上下摆动刀片的电子选针器。在改变花型时，只要改变电信号，无需变动选针机构，因而花型变换速度快，提高了编织效率。电脑自动调线大圆机中的电信号即是电子选针器的驱动信号，它由计算机的数据提供，开机前的数据准备工作就叫做花型数据准备17。31花纹数据的准备为了简明清楚地表明纬编织物的结构，大圆机上一般用意匠图矩型（把织物内线圈组合的规律，用规定的符号画在小方格纸上表示的一种图形）来表示一个完全组织的花纹循环，它是织物上的花纹在横向、纵向重复的最小单元。一般来讲，决定意匠图的3个参数分别是花宽W，花高H和色彩数C。对电脑自动调线大圆机来说，花宽W即为针筒总针数。H为一个最小循环组织的横列数，机械选针时，最大花高单色时不能超过成圈系统数S，C个色彩时不能超过S/C；而在电子选针时，它的最大花高不受机器固有针数和路数的限制，但花型的大小会受到电脑内存的限制，花型超大可以造成电脑运行时内存外溢，从而出现错误。色彩数C要受到针织大圆机的限定。在四色调线大圆机上，一个花型中只能有四种颜色，六色调线大圆机上只能有六种颜色。横条纹产品是由两种或两种以上的色纱交替编织成各种色纱横条纹的一种织物，每一横列都是由一个成圈系统组成，即横列数就形成一个完全花纹组织，这里我们可以用花纹示意图更形象完整的表示出该编织花纹的数据。如图31所示，其花型高度为H6，花纹颜色C3，花宽W为针筒总针数的一个花型意匠图。在该意匠图上，我们分别用,和表示色彩1，色彩2和色彩3。可用一组行向量来表示该意匠图。我们把该行向量组称为D向量组（DESIGNVECTORS）且DVECTORS_DYI31其中各行向量DYI由W个数组成的有序数组，表示意匠图中的各行数据。即DYIAW,A2,A1而YIH,H1,1，AJCK且CK1,2,C图31花纹意匠图注意该行向量与一般行向量不同，它的元素序号是从右往左排而不是从左往右排，向量组的序号也是从下往上排而不是从上往下排，这是为了与编织次序相一致的缘故。对应于图31的示意图，我们有行向量组（32）3322111456DDD通常示意图由计算机的绘图软件画出，然后根据形成原则自动算出D向量组。32编织数据的准备从编织工艺上看，由于织物有C种色彩，每根色线要通过一路调线手指（如图32所示）进入，这里面每一种色纱都相应地对应一个手指。图32调线手指实物图因此我们可以把色纱与相应的手指编号，分别为C1,C2,C3,如果我们编织色纱C1,C2,C3对应的高度分别为1,2,3，则编织情况如表31所示表31编织情况1000调线手指10100调线手指20100调线手指30010调线手指40010调线手指50010调线手指6表中数字“0”表示调线手指对应的手指不参与纱线的编织，数字“1”表示对应调线手指参与纱线编织。从数学上看，为了用编织数据准确地表示调线手指的编织情况，我们可以用一个一维向量表示每一个调线手指的编织状况，然后根据色彩数C创建一个一维向量，使其对D向量组中各向量进行扩充，最后达到编织数据所需要的编织矩正。具体的做法是，首先定义R个一维扩充列向量E,它们的各元素中只有一个表示参与编织的手指值用1表示，其余的各位置的元素均为0，即TE012TR根据该手指信息，我们可以用它代替编织矩阵D向量组里面的编织动作。这里假定机器编织的最小循环数为W，机器调线手的个数为N,则编织动作数据矩正的行数MW/N,因此整个编织动作数据的最小循环矩阵可用一个二维数组F来表示。,1,11,NMFMFQPFNFF式中编织循环中选针器在第Q个调线手处的编织动作。PE表示调线手指的编织动作。,FR此时已基本上完成了选针花纹数据向编织数据的转化。33选针数据的准备自动调线机控制数据就是根据自动调线所需编织的花型基本信息控制选针器发出相应的选针驱动信号，使之能够在计算机的控制下完成横条布的编织，下面举例说明。（1）确定选针数据循环的最小机器运转圈数R。因为织物花型是重复循环的，意匠图较小时只需存储最少的控制信号就可使之循环驱动，而循环数据的多少取决于花型循环的最小机器运转圈数。设机器的调线手指的路数为F8，织物花型高度H6，色彩C3。此时织物的排列平面图如图33，从图中可以看出，此组参数下一个花高的数据即可循环。1、2、3、6均为花高图33织物排列平面图也就是最小机器的运转圈数为RLCM/F，（LCM为H与F的最小公倍数），这里H6，F8，所以R24/83，即机器转3圈就可以完成一个最小循环。（2）确定在一个最小循环中每一个花型信息对应的手指。手指的作用就是选针器旋转时根据编织花型的色彩号，确定选针刀片须触发的手指从而使织针钩入相对应的色纱完成编织。这里C3，H6（C表示花色，H表示花高），假设C11，表32机器手路数与所对应的花色机器手路数12345678花色C1C2C2C3C3C3C1C2花色C2C3C3C3C1C2C2C3花色C3C3C1C2C2C3C3C3C22，C33，在最小循环单元内，即24个花型基本信息对应的机器手分别为，如表32所示,用向量组A可以表示为如下的形式A（33）321321由前面分析我们知道，花型基本信息可用一维向量D可表示为（DVECTORS_D（I），其中I1,2,H,D（I）C，且C1或2或3）D（34）123456DD如果A中变量用A（K8WR_COM0X60WR_ADDBL_ADD_LWR_ADDBL_ADD_HWR_COM0X0D0WAIT_READYWR_COM0X70FORIFACT_CHECK1BREAK图411FLASH块程序擦除流程图（2）擦除整片FLASH由431中的K9F1608存储空间组织图可知块地址为A12A20。故要擦除整片FLASH就必须执行擦除一块的程序512（29）次，并且在送地址的过程中，A12A15（存放在31H中）是第一个周期写入的，A16A20（存放在31H中）是第二个周期写入的。用R1与R2当作循环次数变量，31H与32H来存放具体块地址。由于块地址的A12A15位存放在31H中，对于31H只有D7D4位有效，D3D0数据可以是“0”，也可以为“1”。为了能擦除所有块，内外循环变量R2与R1的循环初值分别为“20H”和“10H”。共循环3216512次。通过下表可以看出，31H的值可以由内循环变量R1经半字节交换指令得到，32H的值可以由外循环变量R2直接得到。具体的地址写入办法见表3所示表44地址写入表D7D6D5D4D3D2D1D0A8A15A15A14A13A12A11A10A9A8A16A20A20A19A18A17A1631HA15A14A13A12000032H00A15A15A15A15A15R10000A15A14A13A12R2000A20A19A18A17A16图412FLASH整片程序擦除流程图开始设循环初值R2“20H”设子循环初值R1“10H”R2R1将R1内数据半字节交换，产生A12A15块地址，送31HR2即为A16A20块地址，送32H调入一次块擦除子程序R1“0FFH”R1“0FFH”擦除成功是是擦除失败否否（3）写入与读取数据的程序根据前面的介绍，连续写入数据命令为“80H”“10H”。程序流程图（图413）如下图413写入与读取数据流程图读取数据的程序很简单，先写入读取命令“00H”，再写入读取数据的起始地址，然后不断的读取数据即可，一页读完，FLASH存储器可通过硬件结构完成自动换页，不必再重新写入地址。FLASH存储器在块擦除后内部数据全部变为“FFH”，而经过压缩开始写数据连续写入命令“80H”写入起始地址A0A20写数据写满一页或数据写完否写页编程命令“10H”写读状态命令“70H”R/B1SR00成功结束是是否出错结束否否后正确的选针文件中没有“FFH”。故在实际应用时，每次只需写出初始地址，然后读取数只需断判是否读到文件尾“FFH”，若读到尾则重头读取。具体程序如下VOIDWRITEINTI,J,K,VALUEUNSIGNEDCHARBL_ADD_L,BL_ADD_HFORI2I8WR_COM0X80WR_ADD0X00WR_ADDBL_ADD_LWR_ADDBL_ADD_HVALUE0X01FORK0K264接收一个数据为“40”写入FLASH一块结束页编程一次成功发送“BF”全部接收发送“FF”结束发送“40”NNNNYNNYYY图414从机的接收程序流程图开始发送包长FLASH读出延时10MS延时10MS读一个数据发送一个数据发送块长检测FLASH，确定数据包数一块结束否延时10MS全部结束否结束图415从机的发送程序流程图5基于面向对象的系统界面操作软件的设计51面向对象技术面向对象技术20OBJECTORIENTEDDESIGN，简称OOD。技术是一种与传统软件工程的功能方法完全不同的、以对象为中心的方法，它不仅是一种程序设计技术，更重要的是体现了一种思维方法。下面是从认知方法学和程序设计方法学两方面来描述面向对象技术的基本特征。从认知方法学角度来看，面向对象技术是属于思维科学中的一项工程技术，面向对象技术方法学认为客观世界是由各种“对象”组成的，任何事物都是对象，每一个对象都有自己的运动规律和内部状态，每个对象都属于某个对象类，是该对象类的一个元素。面向对象方法学还认为通过类比发现对象之间的相识性，即对象间的共同属性，并以此为基础形成对象类。这些对象类按照“类”、“子类”、“父类”的概念构成树形层次关系，如果无特殊说明，处于下一层次上的对象类可以自然继承位于上一层次上的对象属性，对已经成类的各个对象，可以通过定义一组“方法”来说明该对象的功能。对象之间的互相联系通过传递“消息”来完成，消息就是通知对象去完成一个允许作用于该对象的操作。至于该对象如何完成这个操作的细节，则封装在相应对象的定义中，对于外界是隐蔽的。从程序设计方法学的角度来看，面向对象方法是一种与传统软件工程的功能方法完全不同的，以对象为中心的方法。对象是数据和有关操作的封装体，每个对象都是某一对象类的实例，一个类实质上定义的是一种对象类型，描述了属于该类型的所有对象的性质，从程序设计学角度看，面向对象方法有如下基本特征（1）面向对象方法突破了传统的将数据与操作分离的模式，较好地实现了数据的抽象。（2）面向对象方法的继承性体现了概念分离抽象，在对象继承结构上，下层对象继承上层对象的特征属性和操作。因而，面向对象方法便于软件的演化和增量式扩充。（3）面向对象方法用消息将对象动态连接在一起。与传统的模块的调用不同，面向对象方法采用了灵活消息传递方式，从而便于在概念上体现了秉性和分布式结构。（4）面向对象方法具有信息隐藏性。对象将其实现细节隐藏在其内部，因此，无论是对象功能的完善扩充，还是对象实现的修改，影响仅仅限于该对象内部，而不会对外界产生影响。这就保证了面向对象软件的可构造性和以维护性。52面向对象的建模分析降低开发成本和周期，提高可维护性和可扩充性，对控制软件进行模块化并使其具有软件重构能力，无疑是实现提高控制软件对市场适应能力这一目的的必由之路。面向对象的软件开发技术综合了功能抽象与数控抽象，它的消息传递机制与分布式并行程序、多机系统和网络通讯模型相一致。不同对象间的消息传递体现了不同软件实体之间的交互与协作。与传统的软件设计方法不同，面向对象软件设计中的软件实体之间是松耦合的。此外，面向对象软件设计中引入了继承等机制，实现了软件的可扩充性、多态性，并易于修改，因而这种设计是目前实控制软件模块化，并使其具有重构能力的最好方法。模块化是确定系统有哪些模块组成和模块之间的相互关系以及模块独立的功能和输入输出数据的规格，使模块不会产生混乱。程序设计首先进行总体沟设计，然后再进行细节设计。从数据流图为出发点，把数据流图中的处理逻辑进行组合，映射为不同的程序结构，就可以得到不同模块化分的程序控制实现方案。模块分割的原则是（1）但以模块应具有尽可能高得内聚（2）模块间的祸合度应尽可能低（3）模块大小合理，以便与理解、控制为标准（4）模块中使用的过程和信息对外界尽可能不可访问。建立电脑自动调线控制系统软件的面向对象模型，就是运用面向对象方法分析现有的电脑自动调线控制系统和用户需求，确定各控制功能单元的属性和行为，对其进行封装，使得各功能对象在系统中作为一个提供一定功能的独立对象，并定义该类对象的统一接口，以实现该对象与其他对象之间的相互作用，从而使各控制功能对象可柔性组合。为了充分实现电脑自动调线控制系统软件的可塑性和可重用性，对电脑自动调线控制软件的模块化模型分三个层次实现系统、控制单元和基本类。基本类是对电脑自动调线控制系统功能的细粒度分解的结果，是面向对象编程的最小单位。基本类构成面向对象电脑横机控制软件的类体系。通过对电脑自动调线控制系统功能与数据的抽象，对各功能元的接口进行定义，设计成封装良好的类，称为软件芯片。控制单元是由一系列功能相关的基本类集成的，完成一定功能的软件实体。控制单元可以嵌套，即可在一个控制单元中包含一个或多个下级控制单元。系统是由一系列控制单元组成的某种类型的电脑自动调线控制系统软件。它包含控制单元和基本类的生成对象。一个系统内可以有一个或多个某一类或控制单元的对象存在。由于面向对象方法直接将现实世界的物理对象映射到软件对象，而将对象本身的数据属性和操作封装，因而它直观、易于理解。53系统界面开发环境介绍该控制系统采用的是WINDOWSCE操作系