一种3D缝纫机构的制作方法

本发明属于缝纫机械领域，特别涉及一种3D缝纫机构。

背景技术：

当前普通缝纫设备已经相当的成熟，均以固定缝纫设备采用缝制料运动的方式来缝纫。随着社会的发展，人们对缝纫技术提出了更多的要求，3D缝纫就是其中一种。3D缝纫就是立体缝纫，这种缝纫针对更高三维贴合或三维成形要求的缝纫物，且具有较复杂的立体表面形状，相应地，缝线轨迹也较复杂，很难将这样的缝纫物放到缝纫设备中缝合再展开得到良好且一致的三维外观。因此，传统的缝纫方式不能满足3D缝纫的要求，需要将缝纫物固定成目标形状而缝纫设备沿缝制轨迹移动，方能较好地完成缝纫。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种能够匹配实现3D立体缝纫，适应机器人握持的3D缝纫机构。

为满足机器人3D缝纫的实现，缝纫机头上的机针要在机器人运动方向上做往复运动，以及缝纫机头上的机针需要完成缝纫动作--机针上下运动，一方面可以保证机器人在运动方向上使机针停留缝纫物内保持静止，且完成钩线过程，另一方面要机针离开缝制料时，快速到达下一个下针点，如此循环直到缝制完成，综述缝纫机头上有缝纫过程中需要完成的两个动作，即前后运动和上下运动。

为此，本发明的技术方案是：一种3D缝纫机构，其特征在于：包括壳体，壳体上固定有滑轨，滑轨上设有与之配合的滑块；滑块上固定安装有丝杆螺母固定块，丝杆螺母固定块上固定一丝杆螺母，丝杆螺母通过丝杆、联轴器与丝杆电机相连，丝杆电机固定于壳体上；所述丝杆螺母固定块通过连接块与活动块相连，丝杆电机通过丝杆螺母带动活动块沿滑轨前后移动；

所述活动块上设有两个纵向通孔，两个纵向通孔内分别安装针杆和压脚杆，所述针杆下端安装有机针，压脚杆下端安装有压脚；所述丝杆螺母固定块上安装有针杆滑动架，针杆滑动架上设有纵向的滑动槽，滑动槽内安装有针杆滑块，针杆滑块通过连杆一端与固定在针杆上的针杆接头相连接；所述连杆的另一端通过挑线曲柄固定到针杆曲柄上，针杆曲柄通过上轴连接到固定在壳体的上轴电机，上轴电机带动针杆上下运动。

进一步地，所述活动块顶端还设有一个与纵向通孔相垂直的横向通孔，所述横向通孔内安装有滑动副，滑动副的滑杆固定于壳体上，滑杆与滑轨及丝杆互相平行。

本发明将丝杆螺母、丝杆螺母固定块、连接块、活动块、针杆活动架和滑块组成一个缝纫机头，并通过滑轨、滑杆安装到壳体上，安装在壳体上的丝杆电机通过联轴器驱动丝杆，使缝纫机头沿滑轨作前后往复运动，通过控制丝杆电机的转动来实现对缝纫机头的移动速度、位移距离的调整，从而实现与机器人同步和针距的控制要求。

本发明缝纫机头的活动块上安装有活动压脚杆、针杆，安装方向垂直于滑轨、滑杆，压脚杆和针杆可以作上下运动；针杆上的针杆接头穿过连杆和针杆滑块相连，针杆滑块被约束在针杆滑动架的滑动槽内，使针杆受到滑动槽的作用，在连杆的拉动下只能做上下滑动，从而带动安装在针杆上的机针一起运动，完成缝纫过程。

本发明开始缝纫时，机器人向前运动，丝杆电机控制丝杆转动，通过丝杆螺母使活动块呈反向等速运动，使活动块呈现静止状态，在此状态下，上轴电机的转动经上轴，带动针杆曲柄、连杆，从而牵动针杆、机针,完成一次机针从上往下刺入缝制物，然后离开缝制物的过程，在这个过程中，机针下降到离缝制物一定高度开始，到机针离开缝制物一定高度的这段时间为同步时间，然后丝杆电机开始反向快速旋转，拉动活动块沿着机器人的运动方向，达到待缝纫的下个工作点，如此循环完成整个线迹缝纫。

本发明使绝大部分时间内缝纫机随机器人一起运动，而机器人运动速率是基本稳定的，不会有大的冲量，缝纫机出现明显冲量的部分仅仅为缝纫机头自己运动部分，如此运动冲量就明显减小，保证在缝纫针速较高时，冲量也不会过大，对机器人的载荷要求就降低了，提高了设备的稳定性。

附图说明

以下结合附图和本发明的实施方式来作进一步详细说明

图1为本发明的结构示意图；

图2、图3为本发明除去壳体后的结构示意图。

图中标记为：针杆滑块1、针杆滑动架2、丝杆螺母固定块3、滑轨4、滑块5、壳体6、丝杆7、连接块8、联轴器9、丝杆电机10、丝杆螺母11、压脚杆12、上轴13、压脚14、机针15、针杆16、连杆17、针杆接头18、活动块19、滑杆20、针杆曲柄21、挑线杆曲柄22。

具体实施方式

参见附图。本实施例包括缝纫机的壳体6，壳体6上固定有滑轨4，滑轨4上设有与之配合的滑块5；滑块5上固定安装有丝杆螺母固定块3，丝杆螺母固定块3上固定一丝杆螺母11，丝杆螺母11安装在丝杆7上，丝杆7经联轴器9与丝杆电机10相连，丝杆电机10固定于壳体6上；所述丝杆螺母固定块3通过连接块8与活动块19相连，丝杆电机10通过丝杆螺母11带动活动块19沿滑轨4前后移动；

所述活动块19上设有两个纵向通孔，两个纵向通孔内分别装有可以精密滑动的针杆16和压脚杆12，使针杆16和压脚杆12随滑动块19一起前后运动，两孔方向垂直于滑杆方向；所述针杆16下端安装有机针15，所述压脚杆12下端安装有压脚14；活动块19上又设有另一个横向通孔，方向与针杆16和压脚杆12的配合孔垂直，且与装配后的滑轨4及丝杆7平行，所述横向通孔内安装有滑动副，滑动副的滑杆20固定于壳体6上，保证活动块19前后运行稳定；所述丝杆螺母固定块3上安装有针杆滑动架2，针杆滑动架2上设有纵向的滑动槽，滑动槽内安装有针杆滑块1，针杆滑块1通过连杆17一端与固定在针杆16上的针杆接头18相连接；所述连杆17的另一端通过挑线曲柄22固定到针杆曲柄21上，针杆曲柄21通过上轴13连接到固定在壳体6的上轴电机，通过驱动上轴电机连续旋转的作用，最终动针杆16上下运动，带动安装在针杆上的机针15一起运动，来完成缝纫过程。

当机器人开始缝纫时，机器人向前运动，丝杆电机10控制丝杆7转动通过丝杆螺母11使活动块19呈反向等速运动，使活动块19呈现静止状态，在此状态下，上轴电机的转动经上轴13，带动针杆曲柄21、连杆22，从而牵动针杆16、机针15，完成一次机针15从上往下刺入缝制物，然后离开缝制物的过程，在这个过程中，机针下降到离缝制物一定高度开始，到机针离开缝制物一定高度的这段时间为同步时间，然后丝杆电机10开始反向快速旋转，拉动活动块19沿机器人运动方向，达到待缝纫的下个工作点，如此循环完成整个线迹缝纫。