一种缝纫机电磁铁的控制方法及系统
技术领域
本发明涉及缝纫机领域，特别是涉及一种缝纫机电磁铁的控制方法，本发明还涉及一种缝纫机电磁铁的控制系统。
背景技术
缝纫机已经可以自动化地完成夹线、剪线、倒缝以及抬压脚等动作，其工作原理为：处理器对缝纫机的电磁铁接收到的电压大小进行控制，进而控制电磁铁对机械部件的吸合以及释放从而完成上述动作，在现有技术中，处理器控制电磁铁吸合相关机械部件时，首先控制电源直接以预设高电压为电磁铁供电以便电磁铁吸合机械部件，然后以PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)的控制方式控制电源电压为预设低电压，以便保持电磁铁吸合机械部件的状态，但是用PWM的控制方式间歇地(即受占空比的影响时而有电压时而没有电压)为电磁铁供电，导致电磁铁会因此振动并产生较大的噪声，且在保持电磁铁吸合机械部件的过程中，由于电磁铁接收到的电压是间歇式的，电磁铁在接收到电压消失时会产生反向电压，此时必须在电磁铁再次接收到电压之前将反向电压释放掉，以便顺利地保持电磁铁吸合机械部件的状态，因此必须为电磁铁设置相关的放电电路，并需要在进行PWM控制的过程中同时控制放电电路间歇地工作，控制的精确度要求较高，研发成本较高。
因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种缝纫机电磁铁的控制方法，消除了噪音，降低了研发成本，且不会烧坏电磁铁；本发明的另一目的是提供一种缝纫机电磁铁的控制系统，消除了噪音，降低了研发成本，且不会烧坏电磁铁。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种缝纫机电磁铁的控制方法，包括：
响应于吸合指令，控制电源模块以满占空比的形式输出第一预设电压值的电能，并维持第一预设时长，以便所述电磁铁吸合机械部件；
控制所述电源模块以满占空比的形式输出第二预设电压值的电能，并维持第二预设时长，以便保持所述电磁铁吸合所述机械部件的状态；
其中，所述第一预设电压值大于所述第二预设电压值。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种缝纫机电磁铁的控制系统，包括：
电源模块，用于为电磁铁提供电能；
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序以实现如上控制方法的内容。
优选地，所述电源模块包括：
直流电源，用于提供满占空比形式的第三预设电压值的直流电；
电压跳变模块，用于在所述处理器的控制下将所述直流电的电压值调整为所述第一预设电压值后输出，还用于在所述处理器的控制下将所述直流电的电压值调整为所述第二预设电压值后输出。
优选地，所述电压跳变模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、三端稳压器以及第一可控开关；
所述第一电阻的第一端与所述第一可控开关的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端、所述第三电阻的第一端以及所述三端稳压器的第一端连接，所述第三电阻的第二端以及所述第四电阻的第一端作为输出端，所述第四电阻的第二端与所述三端稳压器的第二端以及所述直流电源连接，所述三端稳压器的第三端与所述第二电阻的第二端以及所述第一可控开关的第二端均接地，所述第一可控开关的控制端与所述处理器连接；
所述第一可控开关，用于在所述处理器的控制下闭合，以便所述电压跳变模块将所述直流电的电压值调整为所述第一预设电压值后输出，还用于在所述处理器的控制下断开，以便将所述直流电的电压值调整为所述第二预设电压值后输出。
优选地，所述电压跳变模块还包括第五电阻以及直流电源；
所述第五电阻的第一端分别与所述处理器以及所述第一可控开关的第三端连接，所述第五电阻的第二端与所述直流电源连接；
所述直流电源，用于为所述第一可控开关的第三端提供一个恒定的高电平。
优选地，该控制系统还包括驱动器以及第二可控开关；
所述驱动器的第一端与所述处理器连接，所述驱动器的第二端与所述第二可控开关的控制端连接，所述第二可控开关的第一端与所述电磁铁连接，所述第二可控开关的第二端接地；
所述驱动器，用于在所述处理器的控制下控制所述第二可控开关闭合，以便控制所述电磁铁吸合对应的机械部件，还用于在所述处理器的控制下控制所述第二可控开关断开，以便控制所述电磁铁释放所述机械部件。
优选地，该控制系统还包括：
电压采样模块，用于获取所述电磁铁上的采样电压；
则所述处理器还用于在通过所述驱动器控制所述第二可控开关闭合后，判断所述采样电压是否大于零，在通过所述驱动器控制所述第二可控开关断开后，判断所述采样电压是否等于零，当任意一者的判断结果为否，则确定所述驱动器或者所述第二可控开关故障。
优选地，所述电压采样模块为第七电阻；
所述第七电阻的第一端与所述第二可控开关的第二端以及所述处理器连接，所述第七电阻的第二端接地。
优选地，所述电压采样模块还包括滤波模块；
所述滤波模块的第一端与所述第七电阻的第一端以及所述第二可控开关的第二端连接，所述滤波模块的第二端与所述处理器连接。
优选地，所述第一可控开关包括第六电阻以及N型三极管；
所述第六电阻的第一端作为所述第一可控开关的第三端，所述第六电阻的第二端与所述N型三极管的基极连接，所述N型三极管的发射极作为所述第一可控开关的第二端，所述N型三极管的集电极作为所述第一可控开关的第一端。
本发明提供了一种缝纫机电磁铁的控制方法，包括响应于吸合指令，控制电源模块以满占空比的形式输出第一预设电压值的电能，并维持第一预设时长，以便电磁铁吸合机械部件；控制电源模块以满占空比的形式输出第二预设电压值的电能，并维持第二预设时长，以便保持电磁铁吸合机械部件的状态；其中，第一预设电压值大于第二预设电压值。
可见，本发明中，由于满占空比形式下的电能是连续输送至电磁铁的，电磁铁无论是在接收第一预设电压值的电能时还是接收第二预设电压值的电能时均不再会产生噪声，且由于满占空比形式的电能不会断续地输送给电磁铁，电磁铁也不会产生反向电压，因此也就不需要为电磁铁设计放电电路并进行相应地控制，消除了噪声，降低了控制难度以及研发成本，另外，第一预设电压值大于第二预设电压值能够保证电磁铁不被烧坏。
本发明还提供了一种缝纫机电磁铁的控制系统，具有如上控制方法相同的有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种缝纫机电磁铁的控制方法的流程示意图；
图2为本发明提供的一种缝纫机电磁铁的控制系统的结构示意图；
图3为本发明提供的一种电压跳变模块的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种缝纫机电磁铁的控制方法，消除了噪音，降低了研发成本，且不会烧坏电磁铁；本发明的另一核心是提供一种缝纫机电磁铁的控制系统，消除了噪音，降低了研发成本，且不会烧坏电磁铁。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，图1为本发明提供的一种缝纫机电磁铁的控制方法的流程示意图，包括：
步骤S1：响应于吸合指令，控制电源模块1以满占空比的形式输出第一预设电压值的电能，并维持第一预设时长，以便电磁铁吸合机械部件；
具体的，吸合指令为缝纫机的电磁铁需要进行吸合控制的标识，吸合指令可以通过多种方式产生，例如预设的程序产生或者用户从外部主动向处理器3发送吸合指令，例如用户通过按键发送的吸合指令等，本发明实施例在此不做限定。
具体的，电磁铁首先需要接通较高的第一预设电压值的电能，此种情况下，电磁铁的磁力才能够足够强，以便吸合机械部件，并实现相应的缝纫机的控制动作。
其中，第一预设时长可以根据实际需求进行自主设定，目的在于保证电磁铁吸合机械部件，例如可以为2s等，本发明实施例在此不做限定。
具体的，满占空比形式的电能不会像低占空比的电能那样断断续续，而是一直都有稳定的电压，此种情况下电磁铁也不会产生振动而发出噪音，且电磁铁也不会因为断断续续的电压而产生反向电压，因此也就无需为电磁铁设计专用的放电电路，并加以精确的控制，减小了研发成本。
其中，电源模块1可以为多种类型，例如两个不同的电源构成的电源模块1，两者可以分别输出第一预设电压值的电能以及第二预设电压值的电能等，本发明实施例在此不做限定。
步骤S2：控制电源模块1以满占空比的形式输出第二预设电压值的电能，并维持第二预设时长，以便保持电磁铁吸合机械部件的状态；
其中，第一预设电压值大于第二预设电压值。
具体的，电磁铁有导电率的出厂要求，满占空比长时间的驱动电磁铁，电磁铁会被烧坏，因此为了保证电磁铁不被烧坏，且电磁铁能够保持吸合机械部件的状态，本发明实施例中可以控制电源模块1以满占空比的形式输出小于第一预设电压值的第二预设电压值的电能，满足了上述的两个条件，此外，由于此时输出的电能是满占空比形式的，同样不会使得电磁铁产生噪音，也无需设计额外的放电电路，保证了无噪音，且降低了研发成本。
其中，第二预设时长可以根据实际需求进行自主设定，例如缝纫机的某个控制动作需要电磁铁吸合对应的接卸部件达到5s，那么该第二预设时长便可以为5s等，本发明实施例在此不做限定。
本发明提供了一种缝纫机电磁铁的控制方法，包括响应于吸合指令，控制电源模块以满占空比的形式输出第一预设电压值的电能，并维持第一预设时长，以便电磁铁吸合机械部件；控制电源模块以满占空比的形式输出第二预设电压值的电能，并维持第二预设时长，以便保持电磁铁吸合机械部件的状态；其中，第一预设电压值大于第二预设电压值。
可见，本发明中，由于满占空比形式下的电能是连续输送至电磁铁的，电磁铁无论是在接收第一预设电压值的电能时还是接收第二预设电压值的电能时均不再会产生噪声，且由于满占空比形式的电能不会断续地输送给电磁铁，电磁铁也不会产生反向电压，因此也就不需要为电磁铁设计放电电路并进行相应地控制，消除了噪声，降低了控制难度以及研发成本，另外，第一预设电压值大于第二预设电压值能够保证电磁铁不被烧坏。
请参考图2，图2为本发明提供的一种缝纫机电磁铁的控制系统的结构示意图，包括：
电源模块1，用于为电磁铁提供电能；
存储器2，用于存储计算机程序；
处理器3，用于执行计算机程序以实现前述控制方法实施例的内容。
具体的，处理器3可以为多种类型的处理器3，例如单片机等，本发明实施例在此不做限定。
对于本发明实施例提供的缝纫机电磁铁的控制系统的介绍请参照前述控制方法的实施例，本发明实施例在此不再赘述。
在上述实施例的基础上：
作为一种优选的实施例，电源模块1包括：
直流电源，用于提供满占空比形式的第三预设电压值的直流电；
电压跳变模块，用于在处理器3的控制下将直流电的电压值调整为第一预设电压值后输出，还用于在处理器3的控制下将直流电的电压值调整为第二预设电压值后输出。
具体的，直流电源可以提供满占空比形式的第三预设电压值的直流电，在此基础上，电压跳变模块可以在处理器3的控制下对直流电的电压值进行调整，同样输出满占空比的第一预设电压值的电能，还可以在处理器3的控制下对直流电的电压值进行调整，并输出满占空比的第二预设电压值的电能。
其中，本发明实施例中的电源模块1的结构比较简单，控制比较快速且精准。
当然，除了本发明实施例中的电源模块1外，电源模块1还可以为其他类型，本发明实施例在此不做限定。
作为一种优选的实施例，电压跳变模块包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、三端稳压器U以及第一可控开关K；
第一电阻R1的第一端与第一可控开关K的第一端连接，第一电阻R1的第二端与第二电阻R2的第一端、第三电阻R3的第一端以及三端稳压器U的第一端连接，第三电阻R3的第二端以及第四电阻R4的第一端作为输出端，第四电阻R4的第二端与三端稳压器U的第二端以及直流电源连接，三端稳压器U的第三端与第二电阻R2的第二端以及第一可控开关K的第二端均接地，第一可控开关K的控制端与处理器3连接；
第一可控开关K，用于在处理器3的控制下闭合，以便电压跳变模块将直流电的电压值调整为第一预设电压值后输出，还用于在处理器3的控制下断开，以便将直流电的电压值调整为第二预设电压值后输出。
为了更好地对本发明实施例进行说明，请参考图3，图3为本发明提供的一种电压跳变模块的结构示意图。
其中，图3中的Vcc可以与电磁铁连接，直流电源引脚可以与直流电源连接，例如可以与电信控制芯片的反馈控制端连接，而DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)输入可以与处理器连接。
具体的，图3中的第一可控开关K在闭合的状态下，此时电压跳变模块可以将直流电的电压值调整为第一预设电压值后输出，以便电磁铁吸合对应的机械部件，此时：
而当第一可控开关K断开时，此时的电压跳变模块可以将直流电的电压值调整为第二预设电压值后输出，以便电磁铁保持吸合对应的机械部件的状态，此时：
具体的，Vcc1为第一预设电压值，Vcc2为第二预设电压值，两者的具体数值可以为多种，例如Vcc1为30V，而Vcc2为16V等，本发明实施例在此不做限定。
其中，由于R1和R2并联后小于R2，因此Vcc1＞Vcc2，电源电压降低，实现低电压全占空比控制，长时间通电也不会烧毁电磁铁。
其中，三端稳压器U的型号可以为多种，例如可以为AZ431ANA型，其产生的基准Vref＝2.5V，本发明实施例在此不做限定。
其中，第四电阻R4可以为三端稳压器U的工作限流电阻，可以限制三端稳压器U的工作电流，以免对三端稳压器U造成损坏。
当然，除了本发明实施例中的电压跳变模块外，电压跳变模块还可以为其他类型，本发明实施例在此不做限定。
作为一种优选的实施例，电压跳变模块还包括第五电阻R5以及直流电源；
第五电阻R5的第一端分别与处理器3以及第一可控开关K的第三端连接，第五电阻R5的第二端与直流电源连接；
直流电源，用于为第一可控开关K的第三端提供一个恒定的高电平。
具体的，直流电源以及直流电源可以构成一个上拉电阻，提供一个恒定的高电平给第一可控开关K，此种情况下，当处理器3上电时，直流电源提供的高电平(例如+5V)最先建立，第一可控开关K便可以快速导通，电源模块1此时的输出可以为Vcc1。
其中，图3中的+5V引脚可以与直流电源连接。
其中，直流电源的电压值可以为多种类型，例如可以为图3中的5V直流电源等，本发明实施例在此不做限定。
作为一种优选的实施例，该控制系统还包括驱动器以及第二可控开关；
驱动器的第一端与处理器3连接，驱动器的第二端与第二可控开关的控制端连接，第二可控开关的第一端与电磁铁连接，第二可控开关的第二端接地；
驱动器，用于在处理器3的控制下控制第二可控开关闭合，以便控制电磁铁吸合对应的机械部件，还用于在处理器3的控制下控制第二可控开关断开，以便控制电磁铁释放机械部件。
具体的，驱动器可以在处理的控制下驱动第二可控开关的闭合与断开，在需要控制电磁铁吸合机械部件时，便可以通过驱动器控制第二可控开关闭合，而需要电磁铁将吸合的机械部件释放时，便可以通过驱动器控制第二可控开关断开，此时电磁铁便会失电，并释放对应的机械部件。
其中，第二可控开关可以为多种类型，例如可以为NMOS(N-Metal-Oxide-Semiconductor，N型金属-氧化物-半导体)管等，本发明实施例在此不做限定。
作为一种优选的实施例，该控制系统还包括：
电压采样模块，用于获取电磁铁上的采样电压；
则处理器3还用于在通过驱动器控制第二可控开关闭合后，判断采样电压是否大于零，在通过驱动器控制第二可控开关断开后，判断采样电压是否等于零，当任意一者的判断结果为否，则确定驱动器或者第二可控开关故障。
具体的，电压采样模块可以获取电磁铁上的采样电压，并传输至处理器3，处理器3在通过驱动器控制第二可控开关闭合后，此时电磁铁的理论电压是应该大于零的，处理器3可以通过判断采样电压是否大于零来确定驱动器或者第二可控开关是否存在故障，同样的道理，当处理器3通过驱动器控制第二可控开关断开后，此时电磁铁的理论电压应该是等于零的，处理器3可以通过判断采样电压是否等于零来确定驱动器或者第二可控开关是否故障。
其中，在两个判断结果任意一者为否时，便可以确定出驱动器或者第二可控开关故障，此种情况下不能精确地确定出到底是驱动器还是第二可控开关故障，需要工作人员进一步地检修。
具体的，处理器3还可以连接一个报警装置，处理器3可以在确定出驱动器或者第二可控开关故障时控制报警装置进行报警，以便工作人员快速地获取故障情况并及时进行检修。
作为一种优选的实施例，电压采样模块为第七电阻；
第七电阻的第一端与第二可控开关的第二端以及处理器3连接，第七电阻的第二端接地。
具体的，第七电阻第一端的电压即为采样电压，采样电压的具体数值与电磁铁的电压值以及第七电阻的阻值有关。
其中，本发明实施例中的电压采样模块的结构比较简单，成本较低。
当然，电压采样模块还可以为其他类型，例如霍尔传感器等，本发明实施例在此不做限定。
作为一种优选的实施例，电压采样模块还包括滤波模块；
滤波模块的第一端与第七电阻的第一端以及第二可控开关的第二端连接，滤波模块的第二端与处理器3连接。
具体的，考虑到处理器3获取到的采样电压可能受杂波影响而不够精准，本发明实施例中的滤波模块可以对采样电压进行滤波后传输至处理器3，有利于处理器3获得精准的采样电压并进行判断，从而精确地判断出故障情况，本发明实施例在此不做限定。
其中，滤波模块可以为多种类型，例如可以为RC(Resistor-Capacitance，电阻-电容)滤波模块等，本发明实施例在此不做限定。
其中，本发明实施例中的RC滤波模块中可以包括第八电阻以及电容，两者的具体参数可以为多种类型，例如第八电阻的阻值可以为1K欧姆，而电容的容值可以为0.1uF等，本发明实施例在此不做限定。
作为一种优选的实施例，第一可控开关K包括第六电阻R6以及N型三极管Q1；
第六电阻R6的第一端作为第一可控开关K的第三端，第六电阻R6的第二端与N型三极管Q1的基极连接，N型三极管Q1的发射极作为第一可控开关K的第二端，N型三极管Q1的集电极作为第一可控开关K的第一端。
其中，第六电阻R6可以作为N型三极管Q1的基极驱动电阻，以便更好的驱动N型三极管Q1的闭合与断开动作。
具体的，本发明实施例中的第一可控开关K结构简单，性能稳定且使用寿命长。
当然，除了本发明实施例中的第一可控开关K外，第一可控开关K还可以为其他多种类型，本发明实施例在此不做限定。
另外，本发明实施例中第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6以及第七电阻的阻值均可以进行自主设定，例如第一电阻R1以及第二电阻R2均为2K欧姆，第三电阻R3的阻值为11K欧姆，第四电阻R4以及第六电阻R6的阻值为1K欧姆，第五电阻R5的阻值为10K欧姆，第七电阻的阻值为0.5欧姆等，本发明实施例在此不做限定。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
