基于ARM和FPGA的逆向电脑绣花机控制器的设计二次开发
 

 
电脑绣花机基本工作原理
    电脑绣花机的工作原理是按照传统绣花流程，使用成熟的计算机嵌入式系统对生产过程进行控制，以达到提高生产效率和稳定产品质量的目的。首先通过pc机上的打版软件将刺绣花样打成花样文件，然后将花样文件存贮于u盘。工作时，首先通过u盘接口电路读出编程打版好的花样文件，再通过触摸屏上显示的人机界面设置好主轴电机转速、换色方式等一系列功能，主控器就会通过读取存贮与u盘上的花样数据，并通过一定的规律进行解码来控制x及y方向的两个步进电机带动工作台作平面运动，同时监测使针进行上下运动的电机（主轴电机）的回转，从而对x-y工作台及针的摆动完成间断运动的配合、协调控制，控制过程中通过光电编码器，cpu能随时得知主轴状态，以此来控制针的抬起或是落下及主轴电机的起停。针杆带者针和线上下运动做刺绣动作，被刺绣品随着绣花框沿x，y方向运动而得到绣花图案。需要注意的是只有当主轴角度在某两个角度之间时，即绣针离开布料到插入布料之间的时隙，x, y轴步进电机才可以运动，否则，绣针将划伤布面或是绣针被损坏。在此基本原理上，电脑绣花机还加入了断线检测、数据存储等功能模块，使其工作稳定便捷。
    控制对象模块及功能划分
    根据对绣花机的功能分析，将绣花机整体控制系统的功能模块划分为以下几个模块：
    ·主控器模块。利用cpu实现对总体绣花过程的控制，完成与各个模块之间的数据通信，调度各个模块之间的关系，将要完成的任务交给具体模块实现；
    ·主轴电机控制模块。对主控器模块发来的数据进行处理，并完成对主轴电机的控制；
    ·绣框电机控制模块。对主控器模块发来的数据进行处理，并完成对绣框电机的控制；
    ·人机交互模块。该模块包括lcd显示和键盘输入，完成工作人员与主控制器的交互任务；
    ·自动换色模块。该模块通过控制换色电机实现自动换色功能, 换色要求精确定位；
    ·自动剪线模块。该模块完成自动剪线的功能，使得机器工作效率更高；
    ·断线检测模块。该模块用来及时发现断线等故障并且具有报警功能, 通过译码接口电路可以判断出哪个针位出现断线；
    ·软区接口模块。cpu通过该模块可以从软盘上读取数据实现内存和外存数据交换；
    ·usb接口模块。cpu通过该模块可以从u盘上读取数据；
    ·针位检测、拉杆检测、限位检测。它们为控制系统提供这几个机械部件的位置，并可以及时发现机器工作中出现的错误，避免生产事故的发生。