本發明涉及一種多色全循環地毯提花方法及應用該方法進行地毯簇絨的機器裝置，屬于制造多種顏色全循環提花地毯簇絨產品的技術領域。

背景技術：

提花是增加簇絨地毯品質的一個主要手段，目前主要的方法是通過控制每一根簇絨針的紗線的送紗量，使不同顏色的紗線形成不同高度的絨頭，從而使毯面有凹凸的提花圖案效果。但是低絨頭仍具有一定的絨高，高絨頭只能局部遮擋低絨頭，當圖案復雜、顏色變化大的情況下，提花效果不理想，提花圖案的顏色邊界不清晰。對于全花色的平圈地毯來說，僅僅通過絨頭高低遮擋的辦法根本無法生產高品質的地毯。

還有一種類似于阿克明斯特地毯的選色控制，通過在穿有不同顏色紗線的簇絨針之間選擇其中一根與圖案顏色合適的簇絨針輪流工作，使毯面具有提花圖案效果。但結構相對復雜、生產效率較低。

為此，對采用局部遮擋的提花方法進行改進，提出一種提花方法、提花控制方法及相關的實現裝置，可實現地毯圖案的每一行每一個像素點都可以通過植高圈絨頭的方式有效反應在地毯上，并實現紗線送紗量高精度控制和補償，可使提花圖案邊界清晰、提花效果更加理想，實現整個地毯幅面全循環多種顏色提花。

技術實現要素：

本發明的目的是克服現有技術存在的缺陷，提供一種多色全循環地毯提花方法及應用該方法簇絨的裝置。

實現本發明目的的技術方案是：一種多色全循環地毯提花方法，所述多色全循環提花方法按下列步驟進行：其中，為方便說明，A行B列的矩陣的用“AxB”來描述。

第一步，將地毯圖案輸入到計算機中進行圖像處理，得到LxC的地毯圖案像素點矩陣，矩陣中的每一元素為各像素點的顏色灰度值，其中L為像素點矩陣的行數，C為列數，每一行像素點的灰度值種類不超過N；

第二步，將M根紗線可以按用戶指定順序排列成一組，然后將該組排列依次復制C/M次，得到一行紗線排列順序數組；從針排一側向另一側方向，對應于紗線排列順序數組的紗線內容，在針排的每一根簇絨針上穿一根紗線；

第三步，確定針排橫動的一個周期為N，形成橫動控制數據數組Shift[N]，令X＝Shift[i]，i＝0～N-1；針排每橫移一次，設紗線排列順序數組中的元素在當前順序的基礎上向左(X為負時)或者向右(X為正時)循環次，得到一個新的紗線排列順序數組，將該新的一維數組作為矩陣的一行，經過針排橫動的一個周期后，得到N個新的紗線排列順序的一維數組，于是形成一個新的NxC紗線排列順序矩陣；

第四步，從第一行開始直到最后一行，將LxC的地毯圖案像素點矩陣的每一行的元素和NxC紗線排列順序矩陣中的所有行逐行逐個元素進行對應比較，數值相等則記為“1”，數值不相等則記為“0”，于是得到NxL行C列的提花控制矩陣，記為NLxC的矩陣；

第五步，將NLxC提花控制矩陣輸入給提花控制系統，控制喂紗單元的閉環伺服電機，讀取每一行的矩陣元素，讀到“1”則控制喂紗形成高絨頭，讀到“0”則控制喂紗形成低絨頭或者不喂紗；同時將橫動控制數據數組Shift[N]中對應的單元數值X輸入給提花控制系統，控制針排橫移裝置使針排作橫向移動。

一種簇絨裝置，具有機架，通過緊固件固定于機架下端左側的用于引導紗線從喂紗裝置到喂紗鋁輥裝置再到簇絨機構的導紗板，置于機架正下方的用于將紗線植入底布形成絨頭的簇絨機構，實現按針密設置連續輸送底布和收卷地毯的進給裝置，用于推動針排的所有簇絨針按照橫動控制數據數組作橫向移動的針排橫移裝置，置于機架一側的用于實現多色全循環提花方法、按提花控制矩陣控制各喂紗單元進行高圈送紗、低圈送紗或者不送紗的提花控制系統。

上述技術方案所述喂紗裝置包括安裝架、至少一個電機安裝板和至少一組喂紗單元；所述安裝架通過緊固件固定安裝在機架的左側，安裝架上固定有至少一個電機安裝板；每個電機安裝板上安裝至少一組喂紗單元。

上述技術方案所述喂紗單元包括閉環伺服電機、主動導紗輪、被動導紗輪、彈簧座、被動導紗輪座和彈簧；所述彈簧座和閉環伺服電機通過串連在一起的法蘭上下固定在所述電機安裝板上；所述主動導紗輪固定連接在閉環伺服電機的輸出軸上；所述被動導紗輪平行于主動導紗輪轉動套接安裝在被動導紗輪座上且圓周面與主動導紗輪的圓周面接觸；所述彈簧座的上表面開有臺階式凹槽，被動導紗輪座放置在彈簧座的凹槽內并可沿槽向雙向滑動，所述被動導紗輪座的端部下表面開有凹槽；所述彈簧處于壓縮狀態放置在被動導紗輪座和彈簧座的凹槽相對放置形成的空間內。

上述技術方案所述針排橫移裝置包括直線電機、推桿固定座、橫動推桿、電機固定板、第一滑塊第二滑塊、第一導桿組、第二導桿組、導桿組支座和針排推桿支座；所述第一導桿組支座內置直線軸承并固定安裝在機架上，第一導桿組支座和第一導桿組組成第一導桿滑塊機構；所述針排推桿支座內置直線軸承，針排推桿支座和第二導桿組組成第二導桿滑塊機構；所述直線電機的定子座通過固定安裝板固定安裝在機架上；所述推桿固定座通過“L”形連接件和緊固件固定連接在直線電機的動子座上；所述橫動推桿的一端通過緊固件固定在推桿固定座上，另一端通過緊固件固定在第一滑塊上，所述第一滑塊和第二滑塊的上部固定連接在第一導桿組上，第一滑塊和第二滑塊的下部固定連接在第二導桿組上；所述第二導桿組的下端部固定有針排；所述針排在直線電機動子的作用下，通過第一導桿滑塊機構和第二導桿滑塊機構作相對于機架的左右往復移動。

上述技術方案所述提花控制系統包括工控機，CAN總線，FPGA主控制板，FPGA節點控制板，運動控制卡和顯示器；所述工控機將NLxC提花控制矩陣的信息下發到FPGA主控制板，由FPGA主控制板通過CAN總線再將提花控制矩陣的信息分組順序分發給8個FPGA節點控制板，每一個節點控制板控制200個閉環伺服電機；當FPGA主控制板接收到換行指令后，命令所有節點控制板根據當前行的提花控制信息分別驅動各自的主動導紗輪進行喂紗運動；同時，所述的工控機通過運動控制卡根據橫動控制數據數值Shift[N]中對應的單元數值控制直線電機的運動，從而驅動針排作相應的橫向移動。

采用上述技術方案后，本發明具有以下積極的效果：

(1)提出一種多色全循環簇絨地毯提花方法，通過矩陣算法可實現圖案的每一行的每一個像素點的紗線都可以高絨圈的方式有效地反映到地毯上，做到全花色提花，圖案邊界清晰，極大的增強了提花效果，提高了地毯品質。

(2)采用閉環伺服電機伺服控制技術，可以喂紗控制精度更高，喂紗更加精確.

(3)采用直線電機伺服控制技術，可實現大慣量針排的快速移動，適應不同的橫動控制數據，并有利于提高簇絨裝置的工作轉速，提高生產效率。

附圖說明

為了使本發明的內容更容易被清楚地理解，下面根據具體實施例并結合附圖，對本發明作進一步詳細的說明，其中

圖1是本發明的具體實施例中以四色提花為例的針排橫移的步驟圖；

圖2是本發明的裝置的結構組成示意圖；

圖3是本發明的喂紗裝置的結構和喂紗單元的局部示意圖；

圖4是本發明的針排橫移裝置的結構示意圖；

圖5是本發明的提花控制系統框架的示意圖。

具體實施方式

(實施例1)

本發明提供了一種多色全循環地毯簇絨的提花方法，按下列步驟進行。為表達方便，本實施例中以生產四色全循環簇絨地毯為例，即N＝4，對四種紗線的顏色用字母a,b,c,d來表示。

第一步，將地毯圖案輸入到計算機中進行圖像處理，得到LxC的地毯圖案像素點矩陣。矩陣中的每一元素為各像素點的顏色灰度值，且為顏色a,b,c,d中的其中一種；

例如，地毯圖案像素點矩陣為

第二步，將M(例如：取M＝4)根不同顏色的紗線可以按用戶指定順序排列成一組，如：a b c d順序。然后將該組排列依次復制C/4次，得到一行紗線排列順序數組Line[C]＝{a,b,c,d,a,b,c,d,……,a,b,c,d}。從針排一側向另一側方向，對應于紗線排列順序，針排上的每一根簇絨針上穿一根紗線。

第三步，給定針排按照如圖1所示的規律進行橫動，則形成橫動控制數據數組Shift[4]＝{2,1,-2,-1}，令X＝Shift[i]，i＝0～3，假設針排向左移動為負號，則針排向右移動為正號。針排每移動一次，紗線排列順序數組Line[C]中的元素在當前順序的基礎上向左(X為負時)或者向右(X為正時)循環次，得到一個新的紗線排列順序數組LineNew[C]，將該新的一維數組作為矩陣的一行，經過針排橫動的一個周期，得到4個新的紗線排列順序的一維數組，于是形成一個新的4xC紗線排列順序矩陣如下：

第四步，以第一步給出的地毯圖案像素點矩陣為例，從第一行開始直到最后一行，將LxC的地毯圖案像素點矩陣的每一行的元素和與第三步中給出的4xC的紗線排列順序矩陣中的所有行逐行逐個元素進行對應比較，灰度值數值相等則記為“1”，灰度值數值不相等則記為“0”，得到4L行C列的提花控制矩陣Pattern^4LxC。

第五步，將提花控制矩陣Pattern^4LxC輸入給提花控制系統，控制喂紗單元的閉環伺服電機，讀取每一行的矩陣元素，讀到“1”則控制喂紗形成高絨頭，讀到“0”則控制喂紗形成低絨頭或者不喂紗。同時將橫動控制數據數組Shift[4]的對應的單元數值X輸入給提花控制系統，控制針排橫移裝置使針排作橫向移動。

(實施例2)

一種簇絨裝置，具有機架1，通過緊固件固定于機架1下端左側的用于引導紗線9從喂紗裝置2到喂紗鋁輥裝置4再到簇絨機構3的導紗板5，置于機架1正下方的用于將紗線9植入底布63形成絨頭的簇絨機構3，實現按針密設置連續輸送底布63和收卷地毯64的進給裝置6，用于推動針排31的所有簇絨針按照橫動控制數據數組作橫向移動的針排橫移裝置7，置于機架1一側的用于實現多色全循環提花方法、按提花控制矩陣控制各喂紗單元22進行高圈送紗、低圈送紗或者不送紗的提花控制系統8。

喂紗裝置2包括安裝架23、至少一個電機安裝板21和至少一組喂紗單元22；安裝架23通過緊固件固定安裝在機架1的左側，安裝架23上固定有至少一個電機安裝板21；每個電機安裝板21上安裝至少一組喂紗單元22。

喂紗單元22包括閉環伺服電機221、主動導紗輪222、被動導紗輪223、彈簧座224、被動導紗輪座225和彈簧226；彈簧座224和閉環伺服電機221通過串連在一起的法蘭上下固定在電機安裝板21上；主動導紗輪222固定連接在閉環伺服電機221的輸出軸上；被動導紗輪223平行于主動導紗輪222轉動套接安裝在被動導紗輪座225上且圓周面與主動導紗輪222的圓周面接觸；彈簧座224的上表面開有臺階式凹槽，被動導紗輪座225放置在彈簧座224的凹槽內并可沿槽向雙向滑動，被動導紗輪座225的端部下表面開有凹槽；彈簧226處于壓縮狀態放置在被動導紗輪座225和彈簧座224的凹槽相對放置形成的空間內。

針排橫移裝置7包括直線電機71、推桿固定座72、橫動推桿73、電機固定板74、第一滑塊75第二滑塊75'、第一導桿組76、第二導桿組76'、導桿組支座77和針排推桿支座78；第一導桿組支座77內置直線軸承并固定安裝在機架1上，第一導桿組支座77和第一導桿組76組成第一導桿滑塊機構；針排推桿支座78內置直線軸承，針排推桿支座78和第二導桿組76'組成第二導桿滑塊機構；直線電機71的定子座712通過固定安裝板74固定安裝在機架1上；推桿固定座72通過“L”形連接件和緊固件固定連接在直線電機71的動子座711上；橫動推桿73的一端通過緊固件固定在推桿固定座72上，另一端通過緊固件固定在第一滑塊75上，第一滑塊75和第二滑塊75'的上部固定連接在第一導桿組76上，第一滑塊75和第二滑塊75'的下部固定連接在第二導桿組76'上；第二導桿組76'的下端部固定有針排31；針排31在直線電機動子711的作用下，通過第一導桿滑塊機構和第二導桿滑塊機構作相對于機架1的左右往復移動。

提花控制系統8包括工控機81，CAN總線82，FPGA主控制板83，FPGA節點控制板84，運動控制卡85和顯示器86；工控機81將NLxC提花控制矩陣的信息下發到FPGA主控制板83，由FPGA主控制板83通過CAN總線82再將提花控制矩陣的信息分組順序分發給8個FPGA節點控制板84，每一個節點控制板84控制200個閉環伺服電機221；當FPGA主控制板83接收到換行指令后，命令所有節點控制84板根據當前行的提花控制信息分別驅動各自的主動導紗輪222進行喂紗運動；同時，工控機81通過運動控制卡85根據橫動控制數據數值Shift[N]中對應的單元數值控制直線電機71的運動，從而驅動針排31作相應的橫向移動。

以上的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上僅為本發明的具體實施例而已，并不用于限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。