专利名称：铺设纱线方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及小间距铺设纱线装置，是对原人工铺设纱线的改进。
背景技术：
相关产品用立体织物，需在1.2～2.5mm的小间距中按一定路径铺设纱线，铺设的纱线在小间距中要求保持连续、张力一致；还要求所有的织物性能要一致、稳定。
目前，均是采用人工铺设纱线，除生产效率不高外，还有以下缺点由于间距太小，操作人员易出现铺纱路径错误；劳动强度大，容易产生疲劳；由于是手工操作，铺设的纱线张力随意性大，不但同一织物中的纱线张力不均匀，而且不同批次织物的质量稳定性、一致性得不到保证。
发明内容
本发明解决的就是人工铺设纱线生产效率低、出错率高，纱线张力不均匀，质量不稳定一致的问题，提供了一种使铺设的纱线张力得到控制并保持一致、稳定产品质量、提高生产效率及产品机械化水平的铺设纱线的方法及装置。
该铺设纱线方法，包括穿有纱线的铺针在传动机构的带动下按预定轨迹移动的步骤，把进入送纱机构的纱线通过送纱机构将纱线按铺针移动速度牵引出的步骤。
实现上述方法的装置，包括PLC(可编程控制器)，带动铺针移动的传动机构相连的动力机构，送纱机构包括在伺服电机的带动下转动的主动轮、与主动轮圆周面接触的从动轮；PLC通过与动力机构、伺服电机连接的传输线控制动力机构、伺服电机分别按存储在PLC中的有关数据进行动作；纱线从主、从动轮的圆周面之间穿过，进入铺针。
由于是采用了机械设备进行操作，并由PLC按存储的有关程序控制动力机构、伺服电机进行动作，保证了纱线铺设速度一致、均匀，稳定了产品质量，并提高了生产效率。
图1为本发明结构示意图。
图2是图1的俯视图(放大)(去掉机器人本体1与液压旋转机构14等部件)。
图3是图1中的张紧机构的放大图。
图4是图3的俯视图。
图5是图1中的储纱机构的放大图。
图6是图1中的送纱机构的放大图。
图7是图6的A-A剖视图。
图8是图1中铺针装置的放大图。
图9是机器人本体1与液压旋转机构14的结构简图。
图10是集束器16的放大图。
具体实施例方式
下面结合附图，对本发明作进一步的描述。
图1、2中所示的铺设纱线的装置，包括PLC(未示出)，机器人本体1，三个储纱机构2，断纱检测机构3，送纱机构4，二个张紧机构5，液压传动机构(未示出)，液压旋转机构14。
参见图1、图9，本发明的机器人本体1包括卡盘1-5、关节1-1、1-2、1-3以及转盘1-4。关节1-1的左侧下端铰接有卡盘1-5、关节1-1的右端与关节1-2的上端铰接，关节1-2的下端与关节1-3的上端铰接，关节1-3的下端与转盘1-4固定连接，转盘1-4下部与液压旋转机构14相连。
液压传动机构由油泵提供动力。卡盘1-5、关节1-1、1-2、1-3以及转盘1-4、液压旋转机构14均与液压传动机构连接。PLC的一路传输线接油泵中的油泵电机，在油泵电机带动下关节1-1、1-2、1-3、卡盘1-5均可根据存储在PLC中的有关数据绕相应的铰接点顺时针或逆时针转动，转盘1-4也可根据存储在PLC中的有关数据绕轴线1-7转动。关节1-1的下端连接有卡盘1-5，卡盘1-5下部有与之成可拆卸连接的铺针装置13。铺针装置13中的铺针13-3在关节1-1、1-2、1-3、卡盘1-5、以及转盘1-4等各零部件的带动下可实现各种轨迹的移动。
在关节1-2的上端连接有支撑板18，储纱机构2、断纱检测机构3，集束器16、送纱机构4、张紧机构5、过渡轮17依次设置在支撑板18上。
图5中所示储纱机构2，包括纱筒轴2-2、底座2-1，纱筒轴2-2的上下部各连接有上下堵头2-3、2-4，上下堵头上连接有纱筒2-5。纱筒轴2-2下端连接有轴套2-6。轴套的上端有沿径向延伸的法兰2-9，法兰2-9的上表面与下堵头2-4的下端面连接。在底座上开有孔，在该孔内设置有两个均成半圆形的制动块2-7，两个制动块内表面形成一个内圆周面，该内圆周面与伸入到其中的纱筒轴下端的外圆周面相接触。其中一制动块和与底座成螺纹连接的丝杆2-8连接，丝杆转动，可带动该制动块沿纱筒轴径向移动，以调节制动块对纱筒轴的压力。轴套2-6的外圆周上通过轴承套装断电制动型的电磁制动器2-10，电磁制动器2-10的上端制动面2-11与法兰2-9的下表面相对。控制电磁制动器2-10制动与否的电路与送纱机构中的伺服电机的电源电路串联。
当送纱机构中的伺服电机得电工作，电磁制动器2-10得电，其制动面2-11与法兰2-9的下表面相分离，纱筒轴在纱线的带动下转动，同时，制动块对纱筒轴的转动形成一定的阻尼，纱筒轴可以均匀旋转。当送纱机构中的伺服电机断电停止工作，电磁制动器2-10断电，其制动面2-11与法兰2-9的下表面相接触，纱筒轴被立即制动，纱筒轴不会由于惯性而继续转动。
断纱检测机构3为3组槽式光电开关。光电开关的输出接PLC。若纱线断裂，光电开关的输出信号输入PLC，PLC则通过传输线输出信号，控制则送纱机构中的伺服电机、为液压传动机构提供动力的油泵同时停止动作。光电开关为现有技术，不多赘述。
图10中，集束器16为一沿轴向开有通孔16-1的圆周体，在孔16-1的两端均有倒角(圆角)。
参见图6、7，送纱机构4包括在伺服电机4-1的带动下转动的主动轮4-2、与主动轮圆周面接触的从动轮4-3。主动轮4-2通过摩擦传动带动从动轮4-3转动。PLC的一路传输线接伺服电机4-1，以使主动轮4-2按存储在PLC中的有关数据进行转动，使主动轮转动的线速度与铺针13-3顶端移动速度一致。
图3、4中所示的张紧机构5，纱线板5-1、5-2的上端相连，在纱线板5-1、5-2的下部分别设置两个同轴的孔5-3、5-4。旋钮5-5穿过在纱线板5-1上部开的孔与该旋钮同轴的弹力调节钮5-6连接，弹力调节钮在两根纱线板之间。扭簧5-7套装在弹力调节钮上。张力杆5-8是经弯折的多条边组成的，其一条边5-10伸入弹力调节钮中沿弹力调节钮轴线所开的孔5-9中，并与该孔5-9转动连接；张力杆5-8的另一与边5-10垂直的边5-11与扭簧一端相连。扭簧5-7另一端与弹力调节钮的外圆周面5-6相连。
使用该张紧机构时，把纱线从两个同轴的孔5-3、5-4内穿过，并使得纱线与偏离孔轴线的张力杆的边5-11接触，在扭簧5-7的作用下，纱线被张紧。当然，当纱线张力过大时，纱线会使得张力杆的边5-11绕伸入孔5-9中的边5-10转动。旋转旋钮5-5，与旋钮连接的弹力调节钮5-6转动，即可调节扭簧5-7的扭距，进而调节纱线张力。
过渡轮17连接在支撑板18的左端部，对纱线起到导向作用。
图8中所示铺针装置13中，铺针13-3的中心开有孔13-1，铺针13-3设置在连接体13-2中。连接体13-2的侧边连接有开有导孔13-4的导杆。连接体13-2通过螺栓与卡盘1-5成可拆卸连接。
从三个纱筒2-1上绕的三根纱线19引出后分别穿过3组光电开关(断纱检测机构3)再经过集束器16的孔16-1集束为一根纱线20后进入送纱机构4的从、主动轮之间，从送纱机构4引出的纱线再穿过孔5-4、并与张力杆的边5-11接触，穿出孔5-3、过渡轮17的外圆周面、导孔13-4进入孔13-1从铺针13-3的顶端引出。
下面结合该铺设纱线装置说明操作方法。
先将根据铺针13-3移动的轨迹(根据实际需要而定，如可以是直径逐渐变化的圆形、步进式的往复直线运动等)编制的控制油泵电机工作的程序输入PLC，使得液压传动机构能带动铺针13-3实现预定轨迹。
再将根据铺针移动速度编制的控制伺服电机工作的程序输入PLC，使得伺服电机能通过送纱机构按铺针移动速度将纱线牵引出。
从三个纱筒上绕的三根纱线引出后分别穿过3组光电开关(断纱检测机构3)再经过集束器16将三根纱线集束为一根后进入送纱机构4的从、主动轮之间，被送纱机构4牵引出的纱线再经两个张紧机构5的张紧、过渡轮17导向、导孔13-4的进一步导向，经孔13-1从铺针13-3的顶端引出。
实际铺设纱线前，从铺针13-3的顶端引出的纱线要系在工件15上。铺设纱线时，铺针13-3相对于工件15移动，纱线即按预定轨迹铺设在工件15上。
当送出的纱线断时，断纱检测机构3发出光电信号，此信号经断纱检测机构转换成PLC可接受的信号，并通过通讯接口传输给PLC，命令机器停止铺设纱线运动。张紧机构5用于调节在铺设纱线时的张力，及微调铺设与送出纱线的匹配量。储纱机构中的阻尼是为了防止纱线在被牵出时速度过大而使纱线所在的纱筒产生自转，影响纱线的张力和错误的断纱信号。
转盘1-4可以根据需要，进行旋转，使得机器能在不同的位置上进行的多工位工作，提高了机器的使用率。
权利要求
1.铺设纱线方法，其特征是包括穿有纱线的铺针在传动机构的带动下按预定轨迹移动的步骤，把进入送纱机构的纱线通过送纱机构将纱线按铺针移动速度牵引出的步骤。
2.根据权利要求1所述的铺设纱线方法，其特征是在纱线进入铺针前有将纱线张紧的步骤。
3.根据权利要求1所述的铺设纱线方法，其特征是在纱线进入送纱机构前有将数根纱线集束为一根的步骤。
4.根据权利要求1所述的铺设纱线方法，其特征是在纱线进入送纱机构前有检测纱线是否断裂的步骤；若纱线断裂，则送纱机构、传动机构同时停止动作。
5.实现权利权利要求1所述方法的铺设纱线装置，包括PLC，带动铺针移动的传动机构相连的动力机构，送纱机构包括在伺服电机的带动下转动的主动轮、与主动轮圆周面接触的从动轮；PLC通过与动力机构、伺服电机连接的传输线控制动力机构、伺服电机分别按存储在PLC中的有关数据进行动作；纱线从主、从动轮的圆周面之间穿过，进入铺针。
6.根据权利要求5所述的铺设纱线装置，其特征是它还包括张紧机构，该张紧机构是在两个同轴的孔之间设置有可相对于孔轴线移动的张力杆，以及在常态时使张力杆偏离孔轴线的弹性元件。
7.根据权利要求6所述的铺设纱线装置，其特征是所述张紧机构中，两个同轴的孔分别设置在两根上端相连的纱线板的下部，在两根纱线板之间设置张力杆，张力杆的上端与纱线板的上端转动连接；所述弹性元件为扭簧；一旋钮穿过在一纱线板上部开的孔与该旋钮同轴的弹力调节钮连接，弹力调节钮在两根纱线板之间；张力杆成直角形，其一直角边与沿弹力调节钮轴线所开的孔转动连接，其另一直角边与套装在弹力调节钮上的扭簧一端相连；扭簧另一端与弹力调节钮的圆周面相连。
8.根据权利要求5所述的铺设纱线装置，其特征是它还包括将数根纱线集束为一根纱线的集束器，该集束器中有同轴的锥形内孔、与锥形内孔小端相通的通孔，数根纱线同时穿过锥形内孔、通孔后进入主、从动轮之间。
9.根据权利要求5所述的铺设纱线装置，其特征是它还包括断纱检测装置，断纱检测装置为光电开关，纱线从光电开关中通过；光电开关的输出接PLC。
10.根据权利要求5所述的铺设纱线装置，其特征是它还包括储纱机构，该储纱机构包括纱筒轴、与纱筒轴转动连接的底座、以及与纱筒轴接触连接的制动块。
全文摘要
本发明涉及小间距铺设纱线的方法及装置，解决人工铺设纱线生产效率低、出错率高，纱线张力不均匀，质量不稳定一致的问题，提供了一种使铺设的纱线张力得到控制并保持一致、稳定产品质量、提高生产效率及产品机械化水平的铺设纱线的方法及装置。该方法包括穿有纱线的铺针在传动机构的带动下按预定轨迹移动的步骤和把进入送纱机构的纱线通过送纱机构将纱线按铺针移动速度牵引出的步骤。该装置包括PLC，带动铺针移动的动力机构，送纱机构；PLC与动力机构、送纱机构的伺服电机连接以控制动力机构、伺服电机分别按存储在PLC中的有关数据进行动作。
文档编号D03J1/00GK1944737SQ200610096878
公开日2007年4月11日 申请日期2006年10月24日 优先权日2006年10月24日
发明者张建钟, 华永明, 周宝圣, 杨春玉 申请人:中材科技股份有限公司