一种缝纫设备的换梭机构的制作方法

本发明属于缝纫设备领域，涉及一种缝纫设备的换梭机构。

背景技术：

缝纫设备广泛用于对布料等进行缝纫。缝纫设备包括摆梭，摆梭上安装梭壳，梭壳上卷绕用于缝纫的线，从而向机头供给缝纫线。当梭壳上的线用完后，需要对梭壳进行更换。目前，在一些自动化缝纫机器上，已配置自动抓梭装置，如中国专利cn207313884u公开的一种自动换梭芯装置。然而，现有的抓梭装置，采用转动设置的存梭装置，存梭数量有限，存在使用不方便且效率较低的缺陷。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的是提供一种缝纫设备的换梭机构，其使用方便且效率较高。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种缝纫设备的换梭机构，包括用于安装梭壳的摆梭、用于存放梭壳的存梭装置及用于抓取并移动梭壳的抓梭装置，

所述存梭装置包括可沿横向滑动的托梭板以及驱动所述托梭板沿横向滑动的第一驱动机构，所述托梭板上设有沿横向依次排列的多个用于放置梭壳的梭壳位；

所述抓梭装置包括可移动的梭爪组件，所述梭爪组件具有位于所述摆梭上方的第一位置和位于所述托梭板上的其中一个所述梭壳位上方的第二位置。

进一步地，所述托梭板上设有沿纵向依次设置的多行梭壳位，每行梭壳位包括多个沿横向依次排列的所述梭壳位。

更进一步地，所述存梭装置还包括模组、可沿横向滑动地连接于所述模组的下托板、可沿纵向滑动地连接于所述下托板的安装板及用于驱动所述安装板沿纵向滑动的第二驱动机构，所述托梭板设置于所述安装板上，所述控制器还用于控制所述第二驱动机构运行。

更进一步地，所述托梭板可拆卸地设置于所述安装板上。可以徒手将托梭板自安装板上拆卸，以便更换载有有线梭壳的另一托梭板。

更进一步地，所述第一驱动机构包括电机及由所述电机驱动的丝杠副，所述丝杠副和所述下托板相连。该电机具体为伺服电机，通过电机和丝杆的配合使下托板能够精确移动。

更进一步地，所述第二驱动机构包括移动气缸，所述移动气缸的活塞杆和所述安装板相接；或，第二驱动机构同第一驱动机构，即所述第二驱动机构包括电机及由电机驱动的丝杠副，丝杠副和所述安装板相连。

进一步地，所述抓梭装置还包括安装座、升降板、可转动地设置于所述安装座上的曲柄、可相对所述曲柄上下滑动的导向轴、设置所述梭爪组件的梭爪臂托板用于驱动所述梭爪组件升降的升降驱动机构及用于驱动所述梭爪组件转动的转动驱动机构，所述导向轴通过外滑套连接于所述曲柄以由所述曲柄带动转动，所述梭爪臂托板连接于所述导向轴以由所述导向轴驱动转动，所述导向轴的端部通过连接轴可转动地连接于所述升降板，所述升降板与所述升降驱动机构相连以带动所述导向轴及所述梭爪臂托板升降，所述转动驱动机构与所述曲柄连接以带动所述曲柄和所述导向轴转动。

更进一步地，所述导向轴可上下滑动地穿设于所述外滑套中。

进一步地，所述梭爪组件包括可升降且可摆动的梭爪臂、固定设置于所述梭爪臂上的固定板、可转动地设置于所述梭爪臂上的抓梭杆及用于驱动所述抓梭杆转动的抓梭驱动机构，所述抓梭杆具有第一位置和第二位置，当所述抓梭杆在第一位置时，所述梭壳的转动片贴在梭壳上，当抓梭杆从第一位置转换为第二位置时，所述抓梭杆将梭壳的转动片拨起并夹紧在所述固定板上。

更进一步地，所述梭爪组件还包括固定设置于所述梭爪臂上的抓梭板，所述固定板固定设置于两个所述抓梭板之间，所述抓梭杆可转动地设置于两个所述抓梭板之间。

更进一步地，所述抓梭杆的上端部通过转轴可转动地连接于所述抓梭板，所述抓梭杆上设有挂簧销，所述挂簧销上挂设有用于使所述抓梭杆复位的弹簧。

本发明采用以上方案，相比现有技术具有如下优点：

通过滑动设置的托梭板来存放梭壳，当梭爪组件移动至其第二位置后，梭壳可随托梭板移动至梭爪组件下方，方便梭爪组件抓取，可存放的梭壳的数量较多，而且使用方便，提高了换梭效率。用伺服电机驱动模组来移动梭壳，位置更精准，故障率更低，使用更稳定。此外，当托梭板上的有线梭壳用完后，可整体更换另一组托梭板，徒手操作，快速方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本发明应用于其他类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构和操作。

图1示出了根据本发明的一种换梭机构的结构示意图；

图2为图1中的存梭装置的立体示意图；

图3为图2中a处的局部放大图；

图4为图1中的抓梭装置的立体示意图；

图5为图4所示抓梭装置的局部分解示意图；

图6为图4所示抓梭装置的局部分解示意图。

上述附图中，

1、梭壳；11、转动片；2、摆梭；3、存梭装置；4、抓梭装置；

30、托梭板；301、芯轴；302、卡槽；31、安装板；311、卡扣；32、下托板；321、导轨；33、模组；34、电机；35、移动气缸；36、锁紧气缸；37、原点检测传感器；

40、梭爪组件；401、梭爪臂；402、抓梭板；4021、槽；403、固定板；404、抓梭杆；4041、转轴；4042、挂簧销；405、抓梭气缸；406、测梭传感器；407、定位销；41、安装座；411、轴套；42、曲柄；43、导向轴；430、外滑套；431、连接轴；432、轴套；433、平面轴承；44、梭爪臂托板；441、腰形孔；45、升降板；451、气缸固定螺杆；452、限位螺杆；46、导向杆；461、直线轴承；47、升降气缸；48、转动气缸；481、接头；49、u形限位板；491、端部。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域的技术人员理解。

如本说明书和权利要求书中所示，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。

需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本发明中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本发明各组成部分的相互位置关系来说的。

本实施例提供一种缝纫设备的换梭机构，用于对缝纫进行自动换梭。参照图1-6所示，该换梭机构包括用于安装梭壳1的摆梭2、用于存放梭壳1（包括待用的有线的梭壳、已用的无线的梭壳）的存梭装置3及用于抓取并移动梭壳1的抓梭装置4。摆梭2中具有用于安装梭壳1的芯轴，梭壳1用于设置缝纫用的线。存梭装置3包括可沿横向滑动的托梭板30以及驱动托梭板30沿横向滑动的第一驱动机构，托梭板30上设有沿横向依次排列的多个用于放置梭壳1的梭壳位。抓梭装置4包括可移动的梭爪组件40，梭爪组件40具有位于摆梭2上方的第一位置和位于托梭板30上的其中一个梭壳位上方的第二位置，用于在摆梭2和托梭板30之间移动梭壳1。该换梭机构还包括用于控制第一驱动机构运行的控制器。

结合图2和图3所示，托梭板30上设有沿纵向依次设置的多行梭壳位，每行梭壳位包括多个沿横向依次排列的梭壳位，每个梭壳位中分别设有一个用于安装梭壳1的芯轴301。即，多个梭壳位在托梭板30上阵列排布。每行中，任意相邻两个梭壳位的间距相等，第一驱动机构每次驱动托梭板30沿横向移动一个单位距离，该单位距离等于相邻两个梭壳位的几何中心的间距。

上述的存梭装置3具体还包括模组33、可沿横向滑动地连接于模组33的下托板32、可沿纵向滑动地连接于下托板32的安装板31及用于驱动安装板31沿纵向滑动的第二驱动机构，托梭板30设置于安装板31上，控制器还用于控制第二驱动机构运行。优选地，托梭板30可拆卸地设置于安装板31上，当托梭板30上的全部梭壳1的线都被用完后，将托梭板30拆下以更换另一载有有线梭壳1的托梭板30。具体地，如图3所示，安装板31上设有两个卡扣311，托梭板30的两端上分别对应设置有卡槽302，卡扣311可脱离地插设于卡槽302中；卡扣311上具有便于卡入卡槽302中的斜面，两个卡槽302的斜面相对设置；卡扣311本身具有一定弹性，进而可以受力变形后自卡槽302中脱出。下托板32上设有沿纵向延伸的导轨321，安装板31与导轨321滑动配合地连接，从而可沿导轨321纵向滑动。

上述的第一驱动机构具体包括电机34及由电机34驱动的丝杠副（图中未示出），丝杠副驱动双滑块，双滑块与下托板32相连。丝杠副优选为沿横向延伸，随着电机34转动，在丝杠副的作用下，双滑块带动下托板32沿横向移动。控制器和电机34相电连，以向电机34用于控制电机34运行方向及转动角度等的控制信号。上述的第二驱动机构包括移动气缸35，移动气缸35的活塞杆和安装板31相接。控制器和移动气缸35的电磁阀相电连，以控制电磁阀的开闭，来调节移动气缸35的进气方向，从而控制活塞杆的动作。

上述的存梭装置3还包括用于在安装板31沿纵向滑动到位后将安装板31锁定的锁紧机构。上述的存梭装置3还包括用于对托梭板30进行原点确认的原点检测传感器37，控制器和原点检测传感器37相电连。换梭机构重启后，控制器向电机34发出一运行控制信号，响应于该运行控制信号，电机34运行驱动托梭板30横向移动，当原点检测传感器37检测到托梭板30后被触发，向控制器发出原位检测信号，控制器接收到原位检测信号后向电机34发出停机控制信号，响应于该停机控制信号，电机34停止运行，换梭板停止滑动。原点检测传感器37固定设置于模组33的其中一端部。

上述的抓梭装置4还包括用于驱动梭爪组件40升降的升降驱动机构及用于驱动梭爪组件40转动的转动驱动机构，控制器还用于驱动升降驱动机构以及转动驱动机构。结合图4-6所示，抓梭装置4具体包括安装座41、升降板45、可转动地设置于安装座41上的曲柄42、可相对曲柄42上下滑动的导向轴43及设置梭爪组件40的梭爪臂托板44。导向轴43通过外滑套430连接于曲柄42，以由曲柄42带动转动，导向轴43可上下滑动地穿设于外滑套430中。梭爪臂托板44连接于导向轴43以由导向轴43驱动转动，导向轴43的端部通过连接轴431可转动地连接于升降板45，升降板45与升降驱动机构相连以带动导向轴43及梭爪臂托板44升降，转动驱动机构与曲柄42连接以带动曲柄42和导向轴43转动。

升降驱动机构具体包括安装于安装座41上的升降气缸47，升降气缸47的活塞杆通过气缸固定螺杆451固定连接于升降板45。具体地，升降板45上固定设置有上下延伸的气缸固定螺杆451，气缸固定螺杆451的下端部和升降气缸47的活塞杆固定连接。控制器和升降气缸47的电磁阀相电连，以控制电磁阀的开闭，来调节升降气缸47的进气方向，从而控制活塞杆的上下伸缩。

转动驱动机构具体包括安装于安装座41上的转动气缸48，转动气缸48的活塞杆和曲柄42相接。具体地，转动气缸48的活塞杆通过接头481连接于曲柄42，安装座41上装有u形限位板49，u形限位板49具有两个端部491，接头481位于u形限位板49的两个端部491之间，用于限定转动气缸48的活塞杆的伸缩行程，进行限定梭爪组件40的转动角度。控制器和转动气缸48的电磁阀相电连，以控制电磁阀的开闭，来调节转动气缸48的进气方向，从而控制活塞杆的伸缩。

曲柄42套设于外滑套430上，外滑套430下端部通过轴套411可转动地穿设于安装座41中，导向轴43与外滑套430之间只可上下滑动，不能转动，导向轴43的上端部与连接轴431固定连接，连接轴431通过轴套432可转动地穿设于升降板45中。因此，当转动气缸48驱动曲柄42转动时，外滑套430带动导向轴43随之转动；而当升降气缸47驱动升降板45升降时，导向轴43能够随之相对安装座41及其上的曲柄42上下滑动。即，导向轴43可相对曲柄42上下滑动，并能够随曲柄42转动。梭爪臂托板44固定连接于导向轴43上，如图5所示，梭爪臂托板44上设有可供导向轴43穿过的腰形孔441，导向轴43自腰形孔441中穿过并与腰形孔441相配合，随着导向轴43转动，带动梭爪臂托板44随之转动；而且随着升降板45及导向轴43升降，梭爪臂托板44随之升降。

升降板45上设有向下延伸的限位螺杆452，用于限定升降板45的最低位置，即限定梭爪组件40能够到达的最低位置。换梭组件还包括一端部连接于安装座41的导向杆46，导向杆46的另一端部可滑动地连接于升降板45。具体地，导向杆46的下端部插设于安装座41中，导向杆46的上端部通过直线轴承461可沿上下方向滑动地穿设于升降板45中。

上述的梭爪组件40具体包括可升降且可摆动的梭爪臂401、固定设置于梭爪臂401上的固定板403、可转动地设置于梭爪臂401上的抓梭杆404及用于驱动抓梭杆404转动的抓梭驱动机构，抓梭杆404具有第一位置和第二位置，当抓梭杆404在第一位置时，抓梭杆404和固定板403之间的间隙较大，此时梭壳1的转动片11贴在梭壳上；当抓梭杆404由第一位置转换为第二位置时，抓梭杆404将梭壳1的转动片拨起并夹紧在固定板403上。

梭爪臂401具体固定设置于上述的梭爪臂托板44的上表面上，从而随着梭爪臂托板44可升降且可转动。连接轴431上套设有平面轴承433，其中一个平面轴承433位于升降板45上的上表面上，另一个平面轴承433位于升降板45的下表面和梭爪臂托板44之间，便于梭爪臂托板44与升降板45之间的相对转动

上述的梭爪组件40还包括固定设置于梭爪臂401上的两个抓梭板402，固定板403固定设置于两个抓梭板402之间，抓梭杆404可转动地设置于两个抓梭板402之间。具体地，如图5和6所示，抓梭杆404的上端部通过转轴4041可转动地连接于抓梭板402，抓梭板402下部与梭壳顶部吻合，便于梭爪组件40压住梭壳并抓取，。抓梭杆404上有挂簧销4042，4042上挂有弹簧，以便抓梭杆404复位，一侧的抓梭板402上开设由供挂簧销4042插入的槽4021；抓梭板402及固定板403通过螺钉连接为一体并固定在梭爪臂401的端部上。抓梭杆404的下端呈钩状，可将梭壳1的转动片11拨起。

抓梭驱动机构包括安装于梭爪臂401上的抓梭气缸405，抓梭气缸405的活塞杆具有用于与抓梭杆404配合相接的端部。控制器还用于控制抓梭气缸405运行，控制器具体和抓梭气缸405的电磁阀相电连，以控制电磁阀的开闭，来调节抓梭气缸405的进气方向，从而控制活塞杆的伸缩。梭爪组件40还包括用于检测第一间隙中是否有梭壳1的测梭传感器406，测梭传感器406和控制器相电连。测梭传感器406检测到固定板403和抓梭杆404之间的第一间隙中有梭壳1后被触发，向控制器发出有梭检测信号，控制器接收到有梭检测信号后向抓梭气缸405的调节阀发出进气控制信号，响应于进气控制信号，抓梭气缸405的活塞杆伸出，活塞杆的端部抵在抓梭杆404上直至将梭壳1夹紧在固定板403上。

梭爪组件40还包括设置于固定板403上的定位销407，用于与梭壳1的转动片11上的方孔配合，使得梭壳1抓取更可靠。该换梭机构还包括用于检测摆梭2中是否缺线的缺线检测传感器（图中未示出），控制器和缺线检测传感器相电连。

还需要说明的是：上述的移动气缸35、升降气缸47及转动气缸48分别具有磁感应器，用于检测活塞杆当前位置，各磁感应器分别和控制器相电连，以将各活塞杆的当前位置反馈给控制器。

本实施例还提供一种缝纫设备的换梭方法，该换梭方法包括换梭步骤和取梭步骤。

换梭步骤包括：

驱动梭爪组件40移动至其第二位置，驱动托梭板30沿横向移动，使其上的一个梭壳位正对梭爪组件40；或，驱动托梭板30横向移动，驱动梭爪组件40移动至其第二位置，使其上的一个梭壳位正对梭爪组件40；

驱动梭爪组件40下降至梭壳位并夹住该梭壳位上的梭壳1；

驱动梭爪组件40上升并移动至其第一位置；

驱动梭爪组件40下降至摆梭2上后将梭壳1释放在摆梭2上。

换梭步骤还包括：当其中一行梭壳位上的有线梭壳1用完后，驱动托梭板30沿纵向移动，使另一行梭壳位正对梭爪组件40。

取梭步骤包括：

检测摆梭2上的梭壳1是否有线；

当摆梭2上的梭壳1中无线后，驱动梭爪组件40移动至其第一位置；

驱动梭爪组件40下降至摆梭2上并夹住无线的梭壳1；

驱动梭爪组件40上升并移动至其第二位置；

驱动梭爪组件40下降至空的梭壳位上后将无线的梭壳1释放到空的梭壳位上。

换梭步骤和取梭步骤顺序且循环地进行。即，先将托梭板30上的带线梭壳1通过换梭步骤安装到摆梭2中，待摆梭2中梭壳1的线用完后，通过取梭步骤将空的梭壳1去除并放回至托梭板30的空的梭壳位上，重复这一过程，直至托梭板30上的所有梭壳1的线被用完。

该换梭方法具体过程如下：

s1、通过缺线检测传感器检测摆梭2中的梭壳1是否有线，当所述缺线检测传感器检测到没有线时向控制器发出缺线检测信号；

s2、取梭步骤：

s2-1、所述控制器接收到所述缺线检测信号后，缝纫设备停车并剪线；所述控制器向转动气缸48发出第一转动控制信号，转动气缸48的活塞杆动作带动梭爪组件40摆动至其第一位置（即摆梭2上方）；所述控制器向升降气缸47发出下降控制信号，升降气缸47的活塞杆动作使所述梭爪组件40下降并压住梭壳1；所述控制器向抓梭气缸405发出抓梭控制信号，抓梭气缸405的活塞杆驱动抓梭杆404将梭壳1的转动片拨起并夹持；

s2-2、所述控制器向所述升降气缸47发出上升控制信号，升降气缸47的活塞杆动作使所述梭爪组件40从摆梭2中脱出；所述控制器向所述转动气缸48发出第二转动控制信号，转动气缸48的活塞杆动作带动所述梭爪组件40摆动至其第二位置（即托梭板30的梭壳位上方）；所述控制器再次向升降气缸47发出下降控制信号，升降气缸47的活塞杆动作使所述梭爪组件40下降至空的梭壳位中，将梭壳1放置在该梭壳位的芯轴301上；所述控制器向抓梭气缸405发出放梭控制信号，抓梭气缸405的活塞杆动作将梭壳1释放；

s2-3、所述控制器向所述升降气缸47再次发出上升控制信号，升降气缸47的活塞杆动作使所述梭爪组件40移动至托梭板30上方；

s3、放梭步骤：

s3-1、所述控制器向电机34发出运行控制信号，电机34转动一个设定角度，驱动托梭板30沿横向移动一个单位距离，使得有线梭壳1移动至所述梭爪组件40下方；

s3-2、所述控制器向升降气缸47发出下降控制信号，升降气缸47的活塞杆动作使所述梭爪组件40下降并压住有线梭壳1；

s3-3、通过测梭传感器406检测有无梭壳1进入所述抓梭组件中；

当所述梭爪组件40的测梭传感器406检测到有线梭壳1时，向所述控制器发出有梭检测信号，所述控制器接收到所述有梭检测信号后向抓梭气缸405发出抓梭控制信号，抓梭气缸405的活塞杆动作将有线梭壳1夹持；

当所述梭爪组件40的所述测梭传感器406未检测到有线梭壳1时，向所述控制器发出无梭检测信号，所述控制器接收到所述无梭检测信号后向升降气缸47发出上升控制信号，升降气缸47带动梭爪组件40上升至托梭板30上方；所述控制器再次向所述电机34发出运行控制信号，电机34继续转动一个设定角度，驱动托梭板30沿横向进一步移动一个单位距离，重复步骤s3-2，直至所述梭爪组件40的测梭传感器406检测到有线梭壳1；

s3-4、所述控制器向所述升降气缸47发出上升控制信号，升降气缸47的活塞杆动作使所述梭爪组件40上升至所述托梭板30上方；所述控制器向所述转动气缸48发出第一转动控制信号，转动气缸48的活塞杆动作带动所述梭爪组件40摆动至其第一位置（即摆梭2上方）；所述控制器再次向升降气缸47发出下降控制信号，升降气缸47的活塞杆动作使所述梭爪组件40下降至摆梭2中，将梭壳1放置在摆梭2中；所述控制器向梭爪组件40发出放梭控制信号，抓梭组件的活塞杆动作将梭壳1释放；

s3-5、所述控制器向所述升降气缸47再次发出上升控制信号，升降气缸47的活塞杆动作使所述梭爪组件40移动至摆梭2上方，完成放梭过程。

上述步骤s3-3中，当其中一行梭壳位上的有线梭壳1用完后，所述控制器向移动气缸35发出移动控制信号，移动气缸35的活塞杆动作驱动托梭板30沿纵向移动，使另一行梭壳位正对所述梭爪组件40。

上述的换梭方法还包括原点检测步骤，换梭机构重启后，控制器向电机34发出一运行控制信号，响应于该运行控制信号，电机34运行驱动托梭板30横向移动，当原点检测传感器37检测到托梭板30后被触发，向控制器发出原位检测信号，控制器接收到原位检测信号后向电机34发出停机控制信号，响应于该停机控制信号，电机34停止运行，换梭板停止滑动。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，是一种优选的实施例，其目的在于熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限定本发明的保护范围。凡根据本发明的精神实质所作的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。