本發(fā)明涉及刺繡機，特別指一種刺繡機換色方法及系統(tǒng)。

背景技術：

1、刺繡機又稱為電腦繡花機，是當代最先進的刺繡機械，它能使傳統(tǒng)的手工繡花得到高速度、高效率的實現(xiàn)，并且還能實現(xiàn)手工繡花無法達到的“多層次、多功能、統(tǒng)一性和完美性”的要求，是一種體現(xiàn)多種高新科技的機電產(chǎn)品，隨著電腦刺繡取代手工刺繡，電腦繡花機也將成為刺繡行業(yè)的主要機種。

2、為了保障刺繡產(chǎn)品的美觀性，一般都需要設置多種顏色來表現(xiàn)不同的事物，因此需要使用到多種顏色的刺繡線；刺繡機在運行過程中，需要對設于換色桿上的刺繡針進行位置調(diào)整，以讓穿引不同顏色刺繡線的刺繡針在需要的時候處于工作位，即進行換色操作。

3、針對刺繡機的換色，傳統(tǒng)上通過電機驅(qū)動傳動機構聯(lián)動換色桿進行位移，通過磁編碼器檢測換色桿的位移距離，即檢測傳動機構的轉(zhuǎn)動圈數(shù)并換算為位移距離，然而，傳統(tǒng)的方法存在如下缺點：

4、1、磁編碼器檢測過程中難免會產(chǎn)生誤差，隨著誤差的累積會導致刺繡針逐漸偏移預設的工作位；2、由于刺繡機裝配過程中難免產(chǎn)生裝配誤差，傳統(tǒng)上在刺繡機每次上電時需要人工進行換色桿的初始定位操作，費時費力，進而影響刺繡機的換色效率；3、刺繡機在突然斷電時，磁編碼器將丟失運行數(shù)據(jù)，導致電力恢復時無法接續(xù)之前工作，進而影響刺繡機換色的可靠性。

5、因此，如何提供一種刺繡機換色方法及系統(tǒng)，實現(xiàn)提升刺繡機換色的準確度、效率以及可靠性，并提高刺繡產(chǎn)品的品質(zhì)，成為一個亟待解決的技術問題。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術問題，在于提供一種刺繡機換色方法及系統(tǒng)，實現(xiàn)提升刺繡機換色的準確度、效率以及可靠性，并提高刺繡產(chǎn)品的品質(zhì)。

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種刺繡機換色方法，包括如下步驟：

3、步驟s1、在刺繡機的換色裝置中以90°為間隔設置四個用于檢測電機旋轉(zhuǎn)角度的磁開關；

4、步驟s2、基于磁開關設置電機的初始位置，對換色裝置中的換色桿移動一個行程，磁編碼器感應的旋轉(zhuǎn)角度進行標定；

5、步驟s3、刺繡機上電后，基于所述初始位置執(zhí)行復位操作，基于輸入的刺繡作業(yè)文件驅(qū)動電機進行運轉(zhuǎn)，以聯(lián)動換色桿進行位移，讓對應的刺繡針處于工作位；

6、步驟s4、在電機運轉(zhuǎn)過程中，單片機通過磁開關實時檢測換色桿的第一移動距離，通過磁編碼器實時檢測換色桿的第二移動距離，計算所述第一移動距離與第二移動距離的距離誤差；

7、步驟s5、單片機基于所述距離誤差，通過查詢刺繡針的絕對針位位置與磁編碼器感應的旋轉(zhuǎn)角度的對應關系表，對所述第二移動距離進行校準補償；

8、步驟s6、電源切換電路監(jiān)測到外部電源模塊掉電時，同步切換到鋰電池進行應急供電；

9、步驟s7、單片機將所述刺繡作業(yè)文件以及磁編碼器感應的旋轉(zhuǎn)多圈角度存儲到eeprom存儲器，當外部電源模塊恢復供電時，從eeprom存儲器中讀取所述刺繡作業(yè)文件以及旋轉(zhuǎn)多圈角度進行接續(xù)工作；

10、步驟s8、單片機對鋰電池進行健康監(jiān)測。

11、進一步的，所述步驟s1還包括：對電機旋轉(zhuǎn)90°時換色桿的位移距離進行標定，作為標定距離；

12、所述步驟s2中，所述基于磁開關設置電機的初始位置具體為：

13、基于其中一個磁開關設置電機的初始位置，或者基于相鄰的兩個磁開關設置電機的初始位置。

14、進一步的，所述步驟s3具體為：

15、刺繡機上電后，單片機基于所述初始位置控制電機自動執(zhí)行復位操作，獲取通過人機交互界面或者通信模塊輸入的，至少攜帶刺繡軌跡、刺繡點位、刺繡點位對應的刺繡針編號和刺繡線顏色的刺繡作業(yè)文件，基于所述刺繡作業(yè)文件驅(qū)動電機進行運轉(zhuǎn)，以聯(lián)動換色桿進行位移，讓對應的刺繡針處于工作位。

16、進一步的，所述步驟s4具體為：

17、在電機運轉(zhuǎn)過程中，單片機通過四個磁開關分別檢測換色桿對應的第一移動距離，基于移動所述第一移動距離所花費的移動時間，通過磁編碼器對電機在所述移動時間內(nèi)的旋轉(zhuǎn)角度進行實時檢測，將所述旋轉(zhuǎn)角度換算成換色桿的第二移動距離，計算所述第一移動距離與第二移動距離的距離誤差。

18、進一步的，所述步驟s6具體為：

19、電源切換電路通過電壓傳感器監(jiān)測到外部電源模塊掉電時，通過ats同步切換到鋰電池進行應急供電；

20、所述步驟s8具體為：

21、單片機通過預訓練的健康狀態(tài)估計模型對鋰電池進行健康監(jiān)測，生成鋰電池健康監(jiān)測報告，當所述鋰電池健康監(jiān)測報告為存在健康風險時，通過顯示屏顯示所述鋰電池健康監(jiān)測報告，將所述鋰電池健康監(jiān)測報告通過通信模塊實時推送給預先關聯(lián)的管理終端；

22、所述健康狀態(tài)估計模型基于依次連接的向量轉(zhuǎn)換單元、注意力單元、采樣單元以及線性投射單元構建；

23、所述注意力單元包括三個transformer層；

24、所述向量轉(zhuǎn)換單元用于將充放電數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為特征向量；

25、所述采樣單元用于對注意力單元的輸出進行平均采樣和最大值采樣；

26、所述線性投射單元用于對采樣單元的輸出進行線性計算，進而得到所述健康狀態(tài)估計模型的預測值。

27、第二方面，本發(fā)明提供了一種刺繡機換色系統(tǒng)，包括如下模塊：

28、磁開關設置模塊，用于在刺繡機的換色裝置中以90°為間隔設置四個用于檢測電機旋轉(zhuǎn)角度的磁開關；

29、初始狀態(tài)標定模塊，用于基于磁開關設置電機的初始位置，對換色裝置中的換色桿移動一個行程，磁編碼器感應的旋轉(zhuǎn)角度進行標定；

30、換色模塊，用于刺繡機上電后，基于所述初始位置執(zhí)行復位操作，基于輸入的刺繡作業(yè)文件驅(qū)動電機進行運轉(zhuǎn)，以聯(lián)動換色桿進行位移，讓對應的刺繡針處于工作位；

31、距離誤差計算模塊，用于在電機運轉(zhuǎn)過程中，單片機通過磁開關實時檢測換色桿的第一移動距離，通過磁編碼器實時檢測換色桿的第二移動距離，計算所述第一移動距離與第二移動距離的距離誤差；

32、距離誤差應用模塊，用于單片機基于所述距離誤差，通過查詢刺繡針的絕對針位位置與磁編碼器感應的旋轉(zhuǎn)角度的對應關系表，對所述第二移動距離進行校準補償；

33、應急供電模塊，用于電源切換電路監(jiān)測到外部電源模塊掉電時，同步切換到鋰電池進行應急供電；

34、工作接續(xù)模塊，用于單片機將所述刺繡作業(yè)文件以及磁編碼器感應的旋轉(zhuǎn)多圈角度存儲到eeprom存儲器，當外部電源模塊恢復供電時，從eeprom存儲器中讀取所述刺繡作業(yè)文件以及旋轉(zhuǎn)多圈角度進行接續(xù)工作；

35、鋰電池健康監(jiān)測模塊，用于單片機對鋰電池進行健康監(jiān)測。

36、進一步的，所述磁開關設置模塊還用于：對電機旋轉(zhuǎn)90°時換色桿的位移距離進行標定，作為標定距離；

37、所述初始狀態(tài)標定模塊中，所述基于磁開關設置電機的初始位置具體為：

38、基于其中一個磁開關設置電機的初始位置，或者基于相鄰的兩個磁開關設置電機的初始位置。

39、進一步的，所述換色模塊具體用于：

40、刺繡機上電后，單片機基于所述初始位置控制電機自動執(zhí)行復位操作，獲取通過人機交互界面或者通信模塊輸入的，至少攜帶刺繡軌跡、刺繡點位、刺繡點位對應的刺繡針編號和刺繡線顏色的刺繡作業(yè)文件，基于所述刺繡作業(yè)文件驅(qū)動電機進行運轉(zhuǎn)，以聯(lián)動換色桿進行位移，讓對應的刺繡針處于工作位。

41、進一步的，所述距離誤差計算模塊具體用于：

42、在電機運轉(zhuǎn)過程中，單片機通過四個磁開關分別檢測換色桿對應的第一移動距離，基于移動所述第一移動距離所花費的移動時間，通過磁編碼器對電機在所述移動時間內(nèi)的旋轉(zhuǎn)角度進行實時檢測，將所述旋轉(zhuǎn)角度換算成換色桿的第二移動距離，計算所述第一移動距離與第二移動距離的距離誤差。

43、進一步的，所述應急供電模塊具體用于：

44、電源切換電路通過電壓傳感器監(jiān)測到外部電源模塊掉電時，通過ats同步切換到鋰電池進行應急供電；

45、所述鋰電池健康監(jiān)測模塊具體用于：

46、單片機通過預訓練的健康狀態(tài)估計模型對鋰電池進行健康監(jiān)測，生成鋰電池健康監(jiān)測報告，當所述鋰電池健康監(jiān)測報告為存在健康風險時，通過顯示屏顯示所述鋰電池健康監(jiān)測報告，將所述鋰電池健康監(jiān)測報告通過通信模塊實時推送給預先關聯(lián)的管理終端；

47、所述健康狀態(tài)估計模型基于依次連接的向量轉(zhuǎn)換單元、注意力單元、采樣單元以及線性投射單元構建；

48、所述注意力單元包括三個transformer層；

49、所述向量轉(zhuǎn)換單元用于將充放電數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為特征向量；

50、所述采樣單元用于對注意力單元的輸出進行平均采樣和最大值采樣；

51、所述線性投射單元用于對采樣單元的輸出進行線性計算，進而得到所述健康狀態(tài)估計模型的預測值。

52、本發(fā)明的優(yōu)點在于：

53、1、通過在刺繡機的換色裝置中以90°為間隔設置四個用于檢測電機旋轉(zhuǎn)角度的磁開關，基于磁開關設置電機的初始位置，對換色裝置中的換色桿移動一個行程，磁編碼器感應的旋轉(zhuǎn)角度進行標定；刺繡機上電后，基于初始位置執(zhí)行復位操作，基于輸入的刺繡作業(yè)文件驅(qū)動電機進行運轉(zhuǎn)，以聯(lián)動換色桿進行位移，讓對應的刺繡針處于工作位；在電機運轉(zhuǎn)過程中，單片機通過磁開關實時檢測換色桿的第一移動距離，通過磁編碼器實時檢測換色桿的第二移動距離，計算第一移動距離與第二移動距離的距離誤差，基于距離誤差查詢刺繡針的絕對針位位置與磁編碼器感應的旋轉(zhuǎn)角度的對應關系表，對第二移動距離進行校準補償；當電源切換電路監(jiān)測到外部電源模塊掉電時，同步切換到鋰電池進行應急供電，單片機將刺繡作業(yè)文件以及旋轉(zhuǎn)多圈角度存儲到eeprom存儲器，當外部電源模塊恢復供電時，從eeprom存儲器中讀取刺繡作業(yè)文件以及旋轉(zhuǎn)多圈角度進行接續(xù)工作，且單片機對鋰電池進行健康監(jiān)測；即基于等間距設置的四個磁開關，以電機旋轉(zhuǎn)90°為周期，不斷的對磁編碼器檢測的第二移動距離進行校準補償，避免產(chǎn)生累積誤差；通過在刺繡機上電后，單片機基于初始位置控制電機自動執(zhí)行復位操作，無需像傳統(tǒng)上由人工進行操作；通過設置電源切換電路和鋰電池，當電源切換電路監(jiān)測到外部電源模塊掉電時切換到鋰電池進行應急供電，而單片機將刺繡作業(yè)文件以及旋轉(zhuǎn)多圈角度存儲到eeprom存儲器，當外部電源模塊恢復供電時，單片機可從eeprom存儲器中讀取刺繡作業(yè)文件以及旋轉(zhuǎn)多圈角度進行接續(xù)工作，避免相關數(shù)據(jù)因為掉電而丟失，最終極大的提升了刺繡機換色的準確度、效率以及可靠性，并極大的提高了刺繡產(chǎn)品的品質(zhì)。

54、2、通過對電機旋轉(zhuǎn)90°時換色桿的位移距離進行標定，對換色裝置中的換色桿移動一個行程，磁編碼器感應的旋轉(zhuǎn)角度進行標定，而四個磁開關等間距設置，即相互間隔90°，可將磁開關和磁編碼器的感應數(shù)據(jù)均轉(zhuǎn)換為換色桿的位移距離，進而進行移動距離的校準補償，有效提升刺繡機換色的準確度。

55、3、通過刺繡機上電后，單片機基于初始位置控制電機自動執(zhí)行復位操作，無需工人進行復位操作，即刺繡機上電之后自動復位后便可立即投入工作，有效提升刺繡機換色的效率。

56、4、通過在電機運轉(zhuǎn)過程中，單片機通過四個磁開關分別檢測換色桿對應的第一移動距離，基于移動第一移動距離所花費的移動時間，通過磁編碼器對電機在移動時間內(nèi)的旋轉(zhuǎn)角度進行實時檢測，將旋轉(zhuǎn)角度換算成換色桿的第二移動距離，計算第一移動距離與第二移動距離的距離誤差，以電機旋轉(zhuǎn)90°為周期，不斷基于距離誤差對第二移動距離進行校準補償；即電機每旋轉(zhuǎn)90°，均計算一次第一移動距離和第二移動距離以進行距離的校準補償，避免產(chǎn)生累積誤差，有效提升刺繡機換色的準確度。

57、5、通過電壓傳感器監(jiān)測到外部電源模塊掉電時，電源切換電路通過ats同步切換到鋰電池進行應急供電，保證鋰電池能無縫銜接，避免單片機來不及保存相關數(shù)據(jù)而導致數(shù)據(jù)丟失，影響后續(xù)的刺繡工作，進而極大的提升了刺繡機換色的可靠性。

58、6、通過預訓練的健康狀態(tài)估計模型對鋰電池進行健康監(jiān)測并生成鋰電池健康監(jiān)測報告，當鋰電池健康監(jiān)測報告為存在健康風險時，通過顯示屏顯示鋰電池健康監(jiān)測報告，將鋰電池健康監(jiān)測報告實時推送給管理終端，即對鋰電池的健康狀態(tài)進行實時監(jiān)測，避免鋰電池在發(fā)生突發(fā)的掉電事件時無法供電，避免單片機來不及保存相關數(shù)據(jù)而導致數(shù)據(jù)丟失，影響后續(xù)的刺繡工作，進而極大的提升了刺繡機換色的可靠性。