专利名称：一种厚料缝纫机的制作方法
技术领域：
本发明属于机械技术领域，特别是涉及一种厚料缝纫机。
背景技术：
我国是工业缝纫机的第一制造和使用大国，占全世界缝纫机产量的一半以上，随着社会的发展，鞋类，箱包类，皮革类等厚料的不断使用，厚料缝纫机的需求也不断加大。社会对先进科技使用到生产的需求也日益增加，使得对传统厚料缝纫机的变革显得更加重要，电气化，智能化都是这个变革的趋势。厚料缝纫机的产生是伴随着缝纫机的发展而来，开始作为缝纫机的一种特种机械而称呼。缝纫机是一种与纺织品相关的机器，可以将纺织品或者其他材质的物品用线缝在一起。如果纺织材料的厚度或者硬度比较大时，需要更大的针。动力更强劲的缝纫机。随着需求量的增加，厚料缝纫机也慢慢演变成一种特定的称呼。区别于一般的工业缝纫机，两 者的主要区别在于以下几点①两者的挑线量不同，使用的缝纫机机针不同；②厚料缝纫机的转速一般要低于平缝机使用的弹簧力和旋梭力要强；④两者的针杆行程不一样，厚料缝纫机的针杆行程比薄料机大厚料缝纫机的旋梭脱线需要比平缝机早，因为它的月亮圈没有尾巴。另外，由于缝制厚料，因此需要经常整体抬升缝纫机机头和机架的距离，这样给工作人员带来困难和不便，降低了生产效率。随着普通工业缝纫机设备的完善，也启动了厚料缝纫机设备的更新，对于新一代厚料缝纫机的更新换代，电控是关键。现在平缝机的电控市场已经处于高速发展的前期，不管是电控企业，还是缝纫机企业，都已经将电脑平缝机的概念植入普通客户中。作为电脑平缝机市场的一个特种机，也将成为许多电控企业所瞄准的目标。但是厚料缝纫机对于普通工业缝纫机有其特殊方法，主要是缝制的面料变厚，缝制面料变化大，增加了同步送料装置，需要电机输出转矩变大。这样就需要对电机及其电机控制方式进行改进，增强厚料缝纫机与机械的配合工作，将成本维持在企业能够接受范围内，所有这些形成了一个系统的问题。专利文献(专利号200810062678. 7)公开了一种电动缝纫机，它主要解决的技术问题是提供一种具有结构简单、生产成本低的底线监测装置，能使电动缝纫机出现底线用完和底线断裂或者跳针或者底线过松时及时停止电动缝纫机运转并发出报警信号，但是不具备自动更换底线的功能。由于厚料在缝纫时较普通缝纫需要的线多，因此在缝纫中需要频繁的更换梭芯，以不断补充底线供应。而人工换梭使生产的辅助准备时间加大，劳动强度增大，使生产效率低下。
发明内容
本发明的目的是提供了一种厚料缝纫机，优化了结构和控制系统，采用伺服控制系统并配合针杆自动升降及自动更换底线功能，使生产效率产生了质的提高。
本发明的技术方案一种厚料缝纫机，由机头、机座、传动和附件四部分组成，其中机头部分包括刺料机构、钩线机构、挑线机构、送料机构主要机构和绕线、压料、落牙辅助机构，传动部分包括机架和电动机，机架支承着台板和脚踏板，脚踏板通过曲柄带动皮带轮的旋转，又通过皮带带动机头旋转，电动机直接装在机头上，缝纫机的附件包括机针、旋梭、开刀、油壶，在旋梭上安装有底线检测装置，底线检测装置中包括传感器、控制器和机械手，传感器用于感应底线存量的情况，控制器控制机械手进行更换梭芯的工作；在针杆上安装有提升机构，针杆通过提升机构与拉杆连接，所述的提升机构为拉杆和针杆之间设有离合器I，针杆及针杆曲柄连杆机构之间设有离合器II，离合器I和离合器II之间设有联动曲杆；厚料缝纫机搭载有伺服控制系统，伺服控制系统中有电源模块、控制模块、驱动模块以及伺服电机，其中电源模块为整个伺服控制系统供电，控制模块分别与脚踏板、操作面板、驱动模块进行数据的传输与处理，驱动模块驱动伺服电机进行动作。旋梭包括有导线片，导引片是一片弹簧钢片，用螺钉紧固梭壳的外侧，用来限制被 梭尖钩住的针线环在梭根处向外滑脱，其弧形边缘有助于收紧线迹中的底线；梭壳，所述梭壳用螺钉紧固在下轴上，以2nr/min(n为绣花机转速)转速沿梭架上的环形导轨(导向齿)高速运转，利用其上的梭尖穿进针孔附件的针线环，梭壳内壁的凹槽(导向槽)与梭架上凸起的导向齿相配合；脱线钩，所述脱线钩用螺钉附装在梭壳上，为一块半月形导板，其作用一是用来压住环形导轨，使其与凹槽相配合，防止梭架从梭壳内脱落，利用其上的弯形尖尾，在针线环收缩过程中，接住从针尖上脱出的线环，在挑线杆挑线时对线环起着导向作用；梭架，所述梭架的环形导轨的2个端尖是用来钩住针线环的一支，起到控制分线、脱线时间的作用，梭架端面有定位槽，由固定在机壳底板上的定位钩卡在槽内，因此，当梭壳随下轴高速转动时，梭架不会转动，梭架底部中心处的芯轴是用来支持梭芯套和梭芯的；梭芯，所述梭芯活套在梭芯套的空心轴上，是一个绕有梭线(底线)的线架，绣作中，当梭线被抽动时，它绕梭芯轴自由转动以供底线；梭芯套，所述梭芯套容纳并支撑梭芯，其中央有一空心轴，套在梭架心轴上，并由梭门把它固定在梭架上，工作时不随梭壳转动，梭芯套外表装有橡皮横，以调节梭线的张力；梭架定位钩，所述梭架定位钩一端固定在机壳底上，一端凸缘嵌在梭架定位槽中，以防止梭架转动，使其固定在正确的位置上。底线检测装置中还包括梭子库，梭子库位于旋梭侧面，为盘型或子弹夹型。在伺服电机主轴上设置一个光电编码盘，在机头中的两个上下针位设置霍尔传感器和控制器，随着伺服电机运动，机针将很快到达上针位或下针位，通过机头内的两个霍尔位置传感器，检测机针的上下针位，此后根据光电编码盘检测到计数信号，确定机针的精确位置，达到规定的缝纫针数后，剪线装置根据机针位置和运动速度，决定剪线电磁阀的吸
口 O所述控制模块上还连接有速度控制模块，所述速度控制模块与缝纫机的脚踏板相连接。本发明的有益效果在梭体的容量上，进行改进，在改进挑线机构的基础上，把梭体的容量增大2倍，并针对厚料缝纫，采用3倍容量的梭体，使缝纫效率得以提高。通过增加自动更换梭体的装置，使底线更换更加自动化、高效化。这种装置首先利用传感原理，通过剩余底线检测装置，把底线的存量情况，传递给控制器，当控制器收到最少梭体存量信息后，即指示机械手开始进行更换梭芯的工作。机械手将用完的梭芯从机器上取下，放在梭子库的空位置上，梭子库是存放已用完的梭子和向机械手提供装满梭芯的装置，它有多种形式，如盘型、子弹夹型等。当梭子库将装满的梭体转到机械手能够抓取的位置时，机械手即抓住梭体，将其安装到缝纫机上。这些装置应用，可以不必频繁更换梭芯，节省了缝纫的时间，降低了劳动强度，大大地提高了生产效率。本发明在不改变原缝纫机的伺服电机直驱结构的前提下，保证较高的动力传输效率。采用气缸带动的方式抬升针杆高度，针杆抬升速度快，保证了缝制的效率。可以快速提升并有效能够大距离抬升针杆，对较厚的棉料等物件的缝制加工。交流伺服系统发展速度越来越快，随着技术的发展和研发人员的增加，永磁同步电动机伺服控制系统也越来越成熟，市场上已经有很多通用伺服驱动器厂家，并且发展趋势越来越快，交流伺服的使用会逐渐发展成为通用伺服和专用伺服两种形态，前者将更加稳定伺服性能，后者将注重性能和功能的实现，在这样一个技术背景下，厚料缝纫机用永磁同步电动机伺服控制系统作为专用的伺服驱动器，将不断发展，并且随着工业缝纫机伺服控制系统的应用，厚料缝纫机伺服控制器的研究将越来越多。而厚料缝纫机的特殊性，也将决定了厚料缝纫机将会淘汰原先工业缝纫机上用的无刷直流电动机及其控制，而选用永磁 同步电动机作为执行机构，可以预见这个技术的发展，在不久的将来，随着永磁同步电动机价格的下降，将会促使工业缝纫机上使用永磁同步电动机的伺服控制系统.因此发明人设计了一种基于IR公司的IRMCK201和TI公司的TMs320LF2407A芯片的厚料缝纫机伺服控制系统，并用开发板搭建了开发平台调试各项功能，使系统能够顺利实现各项功能。通过光电编码盘与两个上下针位霍尔传感器组合控制电机换相并进行机针定位和机针速度检测，精度高，采用直流无刷电机作为伺服电机，它既具有直流电机优良的调速性能，又具有交流电机结构简单、运行可靠、维护方便等一系列优点。由于控制模块上还连接有速度控制模块，所述速度控制模块与缝纫机的脚踏板相连接，因此通过精确控制系统提高了缝纫机的自动化程度，能够自动检测和反馈缝制过程中的各种信息，并根据要求进行自动缝制，减少了大量的人工操作，不仅提高了效率，而且保证了缝制的质量。
图I为本发明中刺料机构、钩线机构、挑线机构、送料机构四大机构的关系图。图2为本发明的原理框图。图3为本发明工作原理流程图。图4为提升机构的结构示意图。图5为底线检测装置的原理框图。图6为本发明伺服控制系统的原理框图。图7为本发明伺服控制系统中IRMCK201控制电路原理框图。I-挑线机构；2-刺料机构；3_送料机构；4_钩线机构；5_夹线机构；6-拉杆；7-提升机构；8-针杆；9_传感器；10_控制器；11-机械手；12-控制模块；13-驱动模块；14_伺服电机；15_脚踏板；16_控制面板；17_电源模块。
具体实施例方式如图I和图2所示，一种厚料缝纫机，由机头、机座、传动和附件四部分组成，其中机头部分包括刺料机构2、钩线机构4、挑线机构I、送料机构3主要机构和绕线、压料、落牙辅助机构，传动部分包括机架和电动机，机架支承着台板和脚踏板15，脚踏板15通过曲柄带动皮带轮的旋转，又通过皮带带动机头旋转，电动机直接装在机头上，缝纫机的附件包括机针、旋梭、开刀、油壶。如图3所示，从线迹的形成过程可以看出，形成一个线迹，主要由机针、旋梭、挑线杆、送布牙等四个主要零件作有规则的运动来实现的。因此，可以把缝纫机机头划分为刺料机构2、钩线机构4、挑线机构I、送料机构3等四大机构和另外一个独立的绕底线机构。表I四个主要机构在工作周期中的特殊点
权利要求
1.一种厚料缝纫机，由机头、机座、传动和附件四部分组成，其中机头部分包括刺料机构(2)、钩线机构(4)、挑线机构(I)、送料机构(3)主要机构和绕线、压料、落牙辅助机构，传动部分包括机架和电动机，机架支承着台板和脚踏板(15)，脚踏板(15)通过曲柄带动皮带轮的旋转，又通过皮带带动机头旋转，电动机直接装在机头上，缝纫机的附件包括机针、旋梭、开刀、油壶，其特征在于在旋梭上安装有底线检测装置，底线检测装置中包括传感器(9)、控制器(10)和机械手(11)，传感器(9)用于感应底线存量的情况，控制器(10)控制机械手(11)进行更换梭芯的工作；在针杆(8)上安装有提升机构(7)，针杆(8)通过提升机构(7)与拉杆(6)连接，所述的提升机构(7)为拉杆(6)和针杆(8)之间设有离合器I，针杆(8)及针杆曲柄连杆机构之间设有离合器II，离合器I和离合器II之间设有联动曲杆；厚料缝纫机搭载有伺服控制系统，伺服控制系统中有电源模块(17)、控制模块(12)、驱动模块(13)以及伺服电机(14)，其中电源模块(17)为整个伺服控制系统供电，控制模块(12)分别与脚踏板(15)、操作面板(16)、驱动模块(13)进行数据的传输与处理，驱动模块(13)驱动伺服电机(14)进行动作。
2.如权利要求I所述的的一种厚料缝纫机，其特征在于旋梭包括导线片，导引片是一片弹簧钢片，用螺钉紧固梭壳的外侧，用来限制被梭尖钩住的针线环在梭根处向外滑脱，其弧形边缘有助于收紧线迹中的底线；梭壳，所述梭壳用螺钉紧固在下轴上，以2nr/min(n为绣花机转速)转速沿梭架上的环形导轨高速运转，利用其上的梭尖穿进针孔附件的针线环，梭壳内壁的凹槽与梭架上凸起的导向齿相配合；脱线钩，所述脱线钩用螺钉附装在梭壳上，为一块半月形导板，其作用一是用来压住环形导轨，使其与凹槽相配合，防止梭架从梭壳内脱落，利用其上的弯形尖尾，在针线环收缩过程中，接住从针尖上脱出的线环，在挑线杆挑线时对线环起着导向作用；梭架，所述梭架的环形导轨的2个端尖是用来钩住针线环的一支，起到控制分线、脱线时间的作用，梭架端面有定位槽，由固定在机壳底板上的定位钩卡在槽内，因此，当梭壳随下轴高速转动时，梭架不会转动，梭架底部中心处的芯轴是用来支持梭芯套和梭芯的；梭芯，所述梭芯活套在梭芯套的空心轴上，是一个绕有梭线的线架，绣作中，当梭线被抽动时，它绕梭芯轴自由转动以供底线；梭芯套，所述梭芯套容纳并支撑梭芯，其中央有一空心轴，套在梭架心轴上，并由梭门把它固定在梭架上，工作时不随梭壳转动；梭架定位钩，所述梭架定位钩一端固定在机壳底上，一端凸缘嵌在梭架定位槽中，以防止梭架转动，使其固定在正确的位置上。
3.如权利要求2所述的的一种厚料缝纫机，其特征在于底线检测装置中还包括梭子库，梭子库位于旋梭侧面，为盘型或子弹夹型。
4.如权利要求1-3所述的的一种厚料缝纫机，其特征在于在伺服电机(14)主轴上设置一个光电编码盘，在机头中的两个上下针位设置霍尔传感器(9)和控制器(10)，随着伺服电机(14)运动，机针将很快到达上针位或下针位，通过机头内的两个霍尔位置传感器(9)，检测机针的上下针位，此后根据光电编码盘检测到计数信号，确定机针的精确位置，达到规定的缝纫针数后，剪线装置根据机针位置和运动速度，决定剪线电磁阀的吸合。
5.如权利要求I所述的的一种厚料缝纫机，其特征在于所述控制模块(12)上还连接有速度控制模块(12)，所述速度控制模块(12)与缝纫机的脚踏板(15)相连接。
全文摘要
本发明提供一种厚料缝纫机，包括刺料机构、钩线机构、挑线机构、送料机构主要机构，在旋梭上安装有底线检测装置，底线检测装置中包括传感器、控制器和机械手，传感器用于感应底线存量的情况，控制器控制机械手进行更换梭芯的工作；在针杆上安装有提升机构，针杆通过提升机构与拉杆连接，所述的提升机构为拉杆和针杆之间设有离合器I，针杆及针杆曲柄连杆机构之间设有离合器II，离合器I和离合器II之间设有联动曲杆；厚料缝纫机搭载有伺服控制系统，伺服控制系统中有电源模块、控制模块、驱动模块以及伺服电机。本发明优化了结构和控制系统，提高了生产效率。
文档编号D05B59/00GK102943352SQ20121051264
公开日2013年2月27日 申请日期2012年12月5日 优先权日2012年12月5日
发明者苏磊, 霍秉华 申请人:苏磊, 霍秉华