提花丝袜机是无缝成型针织设备的一种,用于编织高档丝袜产品,国内服装制造企业对中高档丝袜机设备有强烈的需求。提花丝袜机具有运行转速高、结构特殊、工艺复杂、电气控制困难等特点,国内对该类高端机型的编织工艺、控制技术缺乏深入的研究。国产提花丝袜机设备多来自对国外技术的消化吸收,其电控系统稳定性、自动化水平及编织效率均与国外先进设备存在较大差距。随着丝袜市场规模的扩大和产业升级要求,开展对提花丝袜机的编织工艺及其控制技术的研究具有重要的理论价值和工程指导意义。本文在调研国内外先进提花丝袜机发展状况及其技术现状的基础上,总结提花丝袜机关键编织机构的结构原理与工艺特点,分析其编织工艺与各编织构件的关系。针对提花丝袜机设备伺服电机、选针器、步进电机、电磁阀等各类典型执行器,浅析它们的工作原理、控制方式,总结其工作特性以及在控制上需要满足的工艺要求。并由此提出了一种提花丝袜机实时控制系统方案,该方案采用三级递阶式的结构将整个控制系统分为交互级、控制级、执行级三个层级,各层级之间通过并行或串行总线进行数据交互与指令传递,在实时性、可扩展性、可靠性方面具备显著优势。其中,交互级以RT1052为核心,移植国产RT-Thread操作系统实现多任务处理,采用emWin图形库进行人机交互界面设计。鉴于控制级大量的运算与处理任务,采用Cortex-M4内核的高性能ARM微控制器实现编织控制核心任务的执行。重点阐述了分段变换的编织速度调节方法与基于零位补偿的针位置校准算法。控制级主控制器采用分布式总线结构与执行级各个驱动模块连接,增强系统的可扩展性同时便于各类驱动执行器的模块化设计。根据各类执行器的工作原理与特性,开发了相应的驱动器并对控制方案进行了优化设计。电磁阀驱动控制采用PWM保持的工作模式并实现故障检测;选针器采用基于磁保持选针器的瞬间充磁方案,并实现工作状态检测;步进电机采用半电流工作模式与S型加减速算法。实验测试及实际应用结果表明,本文研究的提花丝袜机控制系统实时性强、集成度好,各类驱动模块工作性能优良,能够充分满足提花丝袜机高速运转的控制需求与工艺要求,具有良好的工程应用价值。