裁床中裁刀自动纠偏机构及方法
【专利摘要】本发明提供一种裁床中裁刀自动纠偏机构，包括旋转机构、裁刀、固刀机构和旋转刀盘，所述旋转刀盘上固定有一刀轨座，该刀轨座中安装有多个轴承，所述裁刀的上端固定在固刀机构中，下端穿设并被支承在多个轴承中，所述固刀机构安装在旋转机构中，旋转机构还通过一连接轴与旋转刀盘固定连接，还包括工控机、传感器控制器、固定在旋转刀盘上的传感器挡块和传感器探头、以及驱动旋转机构动作的电机，所述传感器挡块与刀轨座固定连接，所述传感器探头与传感器挡块相对设置，所述传感器探头与传感器控制器相连接，所述传感器控制器、电机的驱动器均与工控机相连接。该裁刀自动纠偏机构能够实现裁刀的自动纠偏，保证裁刀始终运行在正确的裁剪轨迹上。
【专利说明】裁床中裁刀自动纠偏机构及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种裁床，特别是涉及一种裁床中裁刀自动纠偏机构及方法。
【背景技术】
[0002]裁床是一种用来自动裁剪布料的缝制设备，被广泛地应用于服装制造行业中，其利用计算机设定的数据来控制裁刀的运动轨迹(即裁剪轨迹)，进而裁剪出所需要的裁片。裁床主要包括裁剪台、裁刀、固刀机构、旋转机构、操作面板和真空吸气装置等；在裁剪过程中，裁刀做上下直线运动和360度的旋转运动，裁刀的上端安装在固刀机构中，固刀机构又与旋转机构相连接，从而使裁刀完成各种曲线或直线的切割。
[0003]目前裁床中所使用的裁刀是一把长度较长且厚度较薄的裁刀，当所裁剪的布料较厚或布料较硬或裁刀裁剪速度过高时，裁刀下端受到的阻力较大，从而使裁刀下端在该阻力的作用下发生变形，造成裁刀偏离预设的裁剪轨迹，导致裁剪时出现上下片裁片间的尺寸误差，最终影响裁剪质量，增加生产成本，降低企业生产效率。
【发明内容】
[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种能够自动纠正裁刀变形、使裁刀始终运行在正确裁剪轨迹上的裁床中裁刀自动纠偏机构。
[0005]为实现上述目的，本发明提供一种裁床中裁刀自动纠偏机构，包括旋转机构、裁刀、固刀机构和旋转刀盘，所述旋转刀盘上固定有一刀轨座，该刀轨座中安装有多个轴承，所述裁刀的上端固定在固刀机构中，下端穿设并被支承在多个轴承中，所述固刀机构安装在旋转机构中，旋转机构还通过一连接轴与旋转刀盘固定连接，所述旋转刀盘与裁刀同步转动，还包括工控机、传感器控制器、固定在旋转刀盘上的传感器挡块和传感器探头、以及驱动旋转机构动作的电机，所述传感器挡块与刀轨座固定连接，所述传感器探头与传感器挡块相对设置、用于测量传感器挡块的位置偏移量，所述传感器探头与传感器控制器相连接，所述传感器控制器、电机的驱动器均与工控机相连接。
[0006]优选地，所述轴承有六个，位于裁刀的左侧、后侧和右侧，且裁刀的左侧、后侧和右侧均设有两个上下分布的轴承。
[0007]进一步地，所述传感器挡块包括相互垂直的固定部和偏移部，所述固定部与刀轨座的后端固定连接，所述偏移部位于刀轨座的左侧或右侧。
[0008]优选地，所述旋转机构包括相互啮合的主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮与电机固定连接，所述从动齿轮固定在一转子上，所述固刀机构安装在转子上，所述连接轴的上端与从动齿轮固定连接。
[0009]进一步地，所述转子上固定有一绝缘环，该绝缘环中开设有多个水平设置的穿线槽，每个穿线槽中均穿设有信号采集导线，所述传感器探头的输出端与一监测信号传输导线相连接，该监测信号传输导线由下至上螺旋缠绕在连接轴上后与多根信号采集导线相连接，多根信号采集导线与传感器控制器相连接。
[0010]优选地，所述旋转刀盘上固定有一传感器支架，所述传感器探头安装在传感器支架中。
[0011]优选地，所述电机为一伺服电机，电机的驱动器为一伺服驱动器。
[0012]如上所述，本发明涉及的裁床中裁刀自动纠偏机构，具有以下有益效果:
[0013]该裁刀自动纠偏机构中，裁刀受到的变形力通过轴承传递给刀轨座，刀轨座与传感器挡块固定连接，故刀轨座将裁刀的变形力又传递给传感器挡块、使传感器挡块发生位置偏移，传感器探头检测传感器挡块的位置偏移量并将该位置偏移量以电信号的形式传递给传感器控制器，从而反馈给工控机，工控机根据传感器控制器的反馈信号发送指令给电机的驱动器，以降低电机的转速，从而降低裁刀的裁剪速度，最终降低裁刀受到的实际阻力，保证裁刀在该实际阻力的作用下不至于发生变形，进而达到裁刀自动纠偏的目的，致使裁刀始终运行在正确的裁剪轨迹上。
[0014]本发明的目的在于提供一种能够自动纠正裁刀变形、使裁刀始终运行在正确裁剪轨迹上的裁床中裁刀自动纠偏方法。
[0015]为实现上述目的，本发明提供一种裁床中裁刀自动纠偏方法，包括如上所述的裁床中裁刀自动纠偏机构，所述裁床中裁刀自动纠偏方法包括如下步骤:
[0016]A、在工控机中预设裁刀下端发生变形时所受的最小阻力为F ；
[0017]B、在裁剪过程中，裁刀下端受到的第一实际阻力为F1 ；
[0018]当裁刀在第一实际阻力F1的作用下发生变形时，裁刀的变形力作用在刀轨座中的轴承上，刀轨座将该变形力传递给传感器挡块、使传感器挡块发生位置偏移，所述传感器探头检测传感器挡块的位置偏移量X，并将该位置偏移量X以电信号的形式传递给传感器控制器，传感器控制器再将其接受到的电信号反馈给工控机；
[0019]C、工控机根据传感器控制器所反馈的电信号计算裁刀下端所受到的第一实际阻力F1，并计算第一实际阻力F1与预设的最小阻力F之间的差值F2 ；
[0020]D、工控机根据所述差值F2的大小发送指令给电机的驱动器，使电机降速，从而通过旋转机构使旋转刀盘和裁刀同步降速；
[0021]裁刀降速后，裁刀下端受到的第二实际阻力为F3，该第二实际阻力F3小于或等于最小阻力F。
[0022]如上所述，本发明涉及的裁床中裁刀自动纠偏方法，具有以下有益效果:
[0023]该裁刀自动纠偏方法中，裁刀受到的变形力通过轴承传递给刀轨座，刀轨座与传感器挡块固定连接，故刀轨座将裁刀的变形力又传递给传感器挡块、使传感器挡块发生位置偏移，传感器探头检测传感器挡块的位置偏移量X并将该位置偏移量X以电信号的形式传递给传感器控制器，从而反馈给工控机，工控机根据传感器控制器的反馈信号进行自动计算后发送指令给电机的驱动器，以降低电机的转速，从而降低裁刀的裁剪速度，最终降低裁刀受到的实际阻力(即使第二实际阻力F3小于或等于最小阻力F)，保证裁刀在该实际阻力的作用下不至于发生变形，进而达到裁刀自动纠偏的目的，致使裁刀始终运行在正确的裁剪轨迹上。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为本发明的原理框体。
[0025]图2、图3为本发明的结构示意图。
[0026]图4为图2中裁刀与刀轨座的连接示意图。
[0027]元件标号说明
[0028]1裁刀
[0029]2旋转机构
[0030]21主动齿轮
[0031]22从动齿轮
[0032]23转子
[0033]3固刀机构
[0034]4旋转刀盘
[0035]41容线槽
[0036]5刀轨座
[0037]6轴承
[0038]7连接轴
[0039]8传感器挡块
[0040]81固定部
[0041]82偏移部
[0042]9传感器探头
[0043]10电机
[0044]11绝缘环
[0045]12信号采集导线
[0046]13监测信号传输导线
[0047]14传感器支架
[0048]141水平部
[0049]142垂直部
[0050]15压板
【具体实施方式】
[0051]以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
[0052]须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
[0053]如图1至图3所示，本发明提供一种裁床中裁刀自动纠偏机构，包括旋转机构2、裁刀1、固刀机构3和旋转刀盘4，所述旋转机构2安装在固定架上，所述旋转刀盘4上固定有一刀轨座5，该刀轨座5中安装有多个轴承6，所述裁刀1的上端固定在固刀机构3中，下端穿设并被支承在多个轴承6中，所述固刀机构3安装在旋转机构2中，旋转机构2还通过一连接轴7与旋转刀盘4固定连接，所述旋转机构2带动旋转刀盘4和裁刀1同步转动，同时，所述裁刀1还做上下直线运动。在裁剪过程中，当裁刀1下端因受阻力的作用而发生变形时，特别是当裁刀1发生向左弯曲变形或向右弯曲变形时，裁刀1偏离其正确的裁剪轨迹，为了能够自动纠正裁刀1的变形，本发明还包括工控机、传感器控制器、固定在旋转刀盘4上的传感器挡块8和传感器探头9、以及驱动旋转机构2动作的电机10，所述传感器挡块8与刀轨座5固定连接，所述传感器探头9与传感器挡块8相对设置、用于测量传感器挡块8的位置偏移量，所述传感器探头9与传感器控制器相连接，所述传感器控制器、电机10的驱动器均与工控机相连接。优选地，所述电机10为一伺服电机，电机10的驱动器为一伺服驱动器。
[0054]本发明还提供一种裁床中裁刀自动纠偏方法，包括如上所述的裁床中裁刀自动纠偏机构，所述裁床中裁刀自动纠偏方法包括如下步骤:
[0055]A、在工控机中预设裁刀1下端发生变形时所受的最小阻力为F，该最小阻力F为裁刀1发生变形时所受阻力大小的临界值，即当裁刀1受到的阻力大于F时，裁刀1发生变形；当裁刀1受到的阻力小于或等于F时，裁刀1不会发生变形；
[0056]B、在裁剪过程中，裁刀1下端受到的第一实际阻力为F1 ；
[0057]当裁刀1在第一实际阻力F1的作用下发生变形时，致使裁刀1发生变形的变形力等于F1-F，裁刀1的变形力作用在刀轨座5中的轴承6上，刀轨座5将该变形力传递给传感器挡块8、使传感器挡块8发生位置偏移，所述传感器探头9检测传感器挡块8的位置偏移量X，并将该位置偏移量X以电信号的形式传递给传感器控制器，传感器控制器再将其接受到的电信号反馈给工控机；
[0058]C、工控机根据传感器控制器所反馈的电信号计算裁刀1下端所受到的第一实际阻力F1，并计算第一实际阻力F1与预设的最小阻力F之间的差值F2 ；
[0059]D、工控机根据所述差值F2的大小发送指令给电机10的驱动器，使电机10降速，从而通过旋转机构2使旋转刀盘4和裁刀1同步降速；
[0060]裁刀1降速后，裁刀1下端受到的第二实际阻力为F3，该第二实际阻力F3小于或等于最小阻力F，故裁刀1在第二实际阻力F3的作用下不会发生变形，从而自动纠正裁刀1在裁剪过程中产生的变形，保证裁刀1始终运行在正确的裁剪轨迹上，最终提高裁剪精度、裁片的裁剪质量和裁剪效率。
[0061]所以，本发明涉及的裁刀自动纠偏机构及方法中，裁刀1的变形力通过轴承6传递给刀轨座5，刀轨座5与传感器挡块8固定连接，故刀轨座5将裁刀1的变形力又传递给传感器挡块8、使传感器挡块8发生位置偏移，传感器探头9检测传感器挡块8的位置偏移量并将该位置偏移量以电信号的形式传递给传感器控制器，从而反馈给工控机，工控机根据传感器控制器的反馈信号发送指令给电机10的驱动器，以降低电机10的转速，从而降低裁刀1的裁剪速度，最终降低裁刀1受到的实际阻力，且使该实际阻力的大小不足以使裁刀1产生变形，进而达到裁刀1在裁剪过程中自动纠偏的目的，致使裁刀1始终运行在正确的裁剪轨迹上。
[0062]优选地，制作所述刀轨座5的材料应对弹性非常敏感，以使刀轨座5准确地感知裁刀1传递给轴承6的变形力，并且将该变形力准确地传递给传感器挡块8，从而保证变形力传递的准确性，最终保证工控机计算结果的准确性，提高裁刀1自动纠偏的准确度。
[0063]本实施例中，如图4所示，所述轴承6有六个，位于裁刀1的左侧、后侧和右侧，且裁刀1的左侧、后侧和右侧均设有两个上下分布的轴承6。图4中各方向的定义如下:上下方向是指裁刀1的长度方向；前后方向是指裁刀1的移动方向，且朝向裁刀1刀刃的方向为前方向，朝向裁刀1刀背的方向为后方向；左右方向与前后方向相垂直、且在同一水平面内。裁刀1在裁剪过程中，可能会发生向左弯曲变形、向右弯曲变形、向前弯曲变形或向后弯曲变形，当裁刀1发生向前弯曲变形或向后弯曲变形时，由于变形方向与裁刀1的移动方向(即裁剪轨迹方向)平行，故裁刀1的向前弯曲变形和向后弯曲变形不会使裁刀1偏离正确的裁剪轨迹。但是，当裁刀1发生向左弯曲变形或向右弯曲变形时，由于变形方向与裁刀1的移动方向(即裁剪轨迹方向)垂直，故裁刀1的向左弯曲变形和向右弯曲变形导致裁刀1偏离正确的裁剪轨迹。因此，本申请主要针对裁刀1的向左弯曲变形和向右弯曲变形进行自动纠偏，此时，如图4所示，所述传感器挡块8包括相互垂直的固定部81和偏移部82，所述固定部81与刀轨座5的后端固定连接，所述偏移部82位于刀轨座5的左侧或右侧，所述传感器探头9位于偏移部82的左侧或右侧、且与偏移部82相对设置。采用上述结构后，当裁刀1发生向左弯曲变形或向右弯曲变形时，所述传感器挡块8向左偏移或向右偏移，使传感器探头9与传感器挡块8之间的间距变大或变小。另外，所述旋转刀盘4上固定有一传感器支架14，该传感器支架14包括相互垂直的水平部141和垂直部142，所述水平部141与旋转刀盘4通过螺钉固定连接，所述垂直部142中设有一左右贯通的安装孔，所述传感器探头9固定在该安装孔中，从而使所述传感器探头9安装在传感器支架14中。
[0064]进一步地，如图2和图3所示,所述旋转机构2包括相互哨合的主动齿轮21和从动齿轮22，所述主动齿轮21与电机10固定连接，所述从动齿轮22固定在一转子23上，所述固刀机构3安装在转子23上，所述连接轴7的上端与从动齿轮22固定连接。电机10带动主动齿轮21转动，主动齿轮21与从动齿轮22相啮合，故从动齿轮22带动转子23、连接轴7 —起转动，从而实现固刀机构3、裁刀1和旋转刀盘4的同步转动。
[0065]优选地，如图2和图3所示，所述传感器探头9的输出端与一监测信号传输导线13相连接，该监测信号传输导线13与多根信号采集导线12相连接，多根信号采集导线12又与所述传感器控制器相连接，当传感器探头9检测到传感器挡块8的位置偏移量X后，传感器探头9输出一个0-100mA的电流信号，该电流信号依次通过监测信号传输导线13和多根信号采集导线12后传递给传感器控制器，传感器控制器将该电流信号转换为一个0-5V的直流电压模拟信号后反馈给工控机。进一步地，所述转子23上固定有一绝缘环11，该绝缘环11中开设有多个水平设置的穿线槽，多根信号采集导线12分别穿设在多个穿线槽中，所述监测信号传输导线13由下至上螺旋缠绕在连接轴7上，故旋转机构2在转动时，转子23带动绝缘环11 一起转动，旋转机构2的从动齿轮22带动连接轴7 —起转动,从而使监测信号传输导线13和信号采集导线12 —起随旋转机构2转动，以防止监测信号传输导线13因旋转机构2的转动而发生扭结缠绕，保证传感器探头9检测到的位置偏移信号准确地传递给工控机，最终保证裁刀1自动纠偏机构的正常运行。
[0066]较优地，如图4所示，所述旋转刀盘4的上表面上开设有一容线槽41，该容线槽41的一端延伸至传感器探头9处，另一端延伸至连接轴7的下端处，所述监测信号传输导线13位于容线槽41中，且容线槽41的上端设有一与旋转刀盘4固定连接的压板15，从而将监测信号传输导线13固定在容线槽41中，进一步防止监测信号传输导线13的扭结缠绕。
[0067]综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0068]上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属【技术领域】中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
【权利要求】
1.一种裁床中裁刀自动纠偏机构，包括裁刀(1)、旋转机构(2)、固刀机构(3)和旋转刀盘(4),所述旋转刀盘(4)上固定有一刀轨座(5),该刀轨座(5)中安装有多个轴承￠)，所述裁刀(1)的上端固定在固刀机构(3)中，下端穿设并被支承在多个轴承(6)中，所述固刀机构(3)安装在旋转机构(2)中，旋转机构(2)还通过一连接轴(7)与旋转刀盘(4)固定连接，所述旋转刀盘(4)与裁刀(1)同步转动，其特征在于:还包括工控机、传感器控制器、固定在旋转刀盘(4)上的传感器挡块(8)和传感器探头(9)、以及驱动旋转机构(2)动作的电机(10),所述传感器挡块(8)与刀轨座(5)固定连接，所述传感器探头(9)与传感器挡块(8)相对设置、用于测量传感器挡块(8)的位置偏移量，所述传感器探头(9)与传感器控制器相连接，所述传感器控制器、电机(10)的驱动器均与工控机相连接。
2.根据权利要求1所述的裁床中裁刀自动纠偏机构，其特征在于:所述轴承(6)有六个，位于裁刀(1)的左侧、后侧和右侧，且裁刀(1)的左侧、后侧和右侧均设有两个上下分布的轴承出)。
3.根据权利要求1所述的裁床中裁刀自动纠偏机构，其特征在于:所述传感器挡块(8)包括相互垂直的固定部(81)和偏移部(82),所述固定部(81)与刀轨座(5)的后端固定连接，所述偏移部(82)位于刀轨座(5)的左侧或右侧。
4.根据权利要求1所述的裁床中裁刀自动纠偏机构，其特征在于:所述旋转机构(2)包括相互啮合的主动齿轮(21)和从动齿轮(22),所述主动齿轮(21)与电机(10)固定连接，所述从动齿轮(22)固定在一转子(23)上，所述固刀机构(3)安装在转子(23)上，所述连接轴(7)的上端与从动齿轮(22)固定连接。
5.根据权利要求4所述的裁床中裁刀自动纠偏机构，其特征在于:所述转子(23)上固定有一绝缘环(11),该绝缘环(11)中开设有多个水平设置的穿线槽，每个穿线槽中均穿设有信号采集导线(12),所述传感器探头(9)的输出端与一监测信号传输导线(13)相连接，该监测信号传输导线(13)由下至上螺旋缠绕在连接轴(7)上后与多根信号采集导线(12)相连接，多根信号采集导线(12)与传感器控制器相连接。
6.根据权利要求1所述的裁床中裁刀自动纠偏机构，其特征在于:所述旋转刀盘(4)上固定有一传感器支架(14),所述传感器探头(9)安装在传感器支架(14)中。
7.根据权利要求1所述的裁床中裁刀自动纠偏机构，其特征在于:所述电机(10)为一伺服电机，电机(10)的驱动器为一伺服驱动器。
8.—种裁床中裁刀自动纠偏方法，其特征在于:包括如权利要求1-7任一项所述的裁床中裁刀自动纠偏机构，所述裁床中裁刀自动纠偏方法包括如下步骤: 八、在工控机中预设裁刀(1)下端发生变形时所受的最小阻力为？； . 8、在裁剪过程中，裁刀(1)下端受到的第一实际阻力为？1 ； 当裁刀(1)在第一实际阻力？1的作用下发生变形时，裁刀(1)的变形力作用在刀轨座(5)中的轴承(6)上，刀轨座(5)将该变形力传递给传感器挡块(8)、使传感器挡块⑶发生位置偏移，所述传感器探头(9)检测传感器挡块(8)的位置偏移量X，并将该位置偏移量X以电信号的形式传递给传感器控制器，传感器控制器再将其接受到的电信号反馈给工控机； 匕工控机根据传感器控制器所反馈的电信号计算裁刀(1)下端所受到的第一实际阻力？1，并计算第一实际阻力？1与预设的最小阻力？之间的差值？2 ； .0、工控机根据所述差值？2的大小发送指令给电机(10)的驱动器，使电机(10)降速，从而通过旋转机构(2)使旋转刀盘(4)和裁刀(1)同步降速； 裁刀(1)降速后，裁刀(1)下端受到的第二实际阻力为？3，该第二实际阻力？3小于或等于最小阻力？。
【文档编号】D06H7/00GK104385357SQ201410603916
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】姚金领, 周超, 项林辉 申请人:拓卡奔马机电科技有限公司