一种卷筒缝制设备及其控制方法与流程

本发明涉及机械设备领域，尤其是缝制设备领域，具体为一种卷筒缝制设备及其控制方法。更具体地，本申请提供是一种卷筒缝制的特种缝制设备，其构思巧妙，设计合理，具有较高的应用价值和较好的应用前景。

背景技术：

在我国古代，布很早就出现了。《史记》中记载，“黄帝居轩辕之丘，而娶于西陵之女，是为嫘祖。嫘祖为黄帝正妃。”唐赵蕤所题《嫘祖圣地》碑文中记载，“女中圣贤王凤，黄帝元妃嫘祖，生于本邑嫘祖山，殃于衡阳道，尊嘱葬于青龙之首，碑碣犹存。生前，首创种桑养蚕之法，抽丝编绢之术；谏诤黄帝，旨定农桑，法制衣裳；兴嫁娶，尚礼仪，架宫室；奠国基，统一中原。弼政之功，殁世不忘。是以尊为先蚕。”可见，在嫘祖时代，布已经出现了。在古代，已经发明了用于织布的织布机，但缝制一直采用手工方式。

随着时代的发展，缝纫设备也不断出现。尤其是18世纪中叶工业革命之后，纺织工业的大生产促进了缝纫机的发明和发展。1790年，英国木工托马斯·山特(Thomas Saint)首先发明了世界上第一台先打洞、后穿线、缝制皮鞋用的单线链式线迹手摇缝纫机。

经过数百年的发展，缝纫机的种类也越来越多，用以满足不同缝纫的需要，而我国在缝纫设备的研发和投入也在不断加大。例如，中国专利CN201420011815.5公开了一种用于折叠带状物的折叠机，其包括送料装置、折叠装置、剪切装置和装袋装置，其中送料装置将带状物以侧立的形式连续地导入折叠装置，折叠装置中的第一拨杆和第二拨杆在第一驱动机构和第二驱动机构的驱动下交替地折叠带状物，剪切装置在选定位置将折叠好的带状物剪断，而装袋装置将剪切为需要长度的折叠好的带状物装入包装袋。该折叠机节省了折叠、剪切和/或包装带状物的人力，折叠好的带状物具有均匀一致的尺寸、长度和紧密程度。

为此，发明人提供一种卷筒缝制的缝制机构，以满足缝纫机对于特定结构的缝制需求。

技术实现要素：

本发明的发明目的在于，提供一种缝制设备，其能在待缝制物表面上自动缝制出圈状结构，满足自动机械化缝制的需求。发明人基于对缝纫工艺的理解，进行了全新的结构设计，提供一种能够用于待缝制物表面圈状结构缝制需求的自动化设备。本申请能有效解决工人劳动强度大，缝制时间长的问题，有效提高卷筒结构缝料的生产效率，降低生产成本。同时，本申请所缝制的产品统一性好，质量稳定可靠，不受人为因素的影响，能够有效保证产品质量。本申请构思巧妙，设计合理，结构简单，使用方便，能够有效提高企业的生产效率，将工人从繁重的重复劳动中解脱出来，具有较高的实用价值。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种卷筒缝制设备，包括底座、用于进行缝制的机头、缝料固定单元、带状缝料移动单元、带状缝料固定单元、控制系统，所述机头设置在底座上且底座能为机头提供支撑，所述缝料固定单元设置在底座上且缝料固定单元能用于对待缝制缝料的固定；

所述带状缝料移动单元设与缝料固定单元相连且缝料固定单元能为带状缝料移动单元提供支撑，所述带状缝料固定单元与带状缝料移动单元相连且带状缝料移动单元能带动带状缝料固定单元移动以改变带状缝料固定单元相对待缝制缝料的相对缝纫位置；

所述带状缝料固定单元包括第一连接板、第一电动推杆、按压板，所述第一电动推杆通过第一连接板与带状缝料移动单元相连，所述第一电动推杆与按压板相连且第一电动推杆能带动按压板运动；

所述按压板包括与第一电动推杆相连的按压连接部、与按压连接部相连的按压固定部、按压边框，所述按压边框为一组，所述按压边框设置在按压固定部的侧壁上且按压边框之间形成对带状缝料进行固定的带形固定空间；

所述机头、缝料固定单元、带状缝料移动单元、第一电动推杆分别与控制系统相连。

所述按压固定部呈矩形，所述按压边框所在平面与按压固定部所在平面相垂直。

所述按压连接部与按压固定部相连呈L型。

所述按压连接部、按压固定部、按压边框采用一体成型。

所述带状缝料移动单元包括滑轨、与滑轨相配合的滑动连接块、传送皮带、第三电机、皮带转动连接件、第二电动推杆；

所述滑轨、第三电机、皮带传动连接件分别与缝料固定单元相连且缝料固定单元能为滑轨、第三电机、皮带传动连接件提供支撑，所述滑动连接块与滑轨活动连接且滑动连接块能相对滑轨移动；

所述传送皮带的两端分别与皮带转动连接件、第三电机的转轴相连，所述滑动连接块与传送皮带相连且第三电机通过传送皮带能带动滑动连接块相对滑轨移动，所述第二电动推杆与滑动连接块相连且滑动连接块能带动第二电动推杆运动，所述第一连接板与第二电动推杆相连且第二电动推杆通过第一连接板能带动第一电动推杆运动；

所述第三电机、第二电动推杆分别与控制系统相连。

所述缝料固定单元包括与底座相连的固定底板、与固定底板相配合的固定顶板、第四电动推杆，所述第四电动推杆与固定底板相连且固定底板能为第四电动推杆提供支撑，所述第四电动推杆的升降轴与固定顶板相连且第四电动推杆能带动固定顶板相对固定底板靠近或远离以实现对固定底板与固定顶板间待缝制物料的锁定或解锁。

所述滑轨与固定顶板相连且固定顶板能为滑轨提供支撑。

所述固定底板包括底板连接件、与底板连接件相连的底板固定板框，所述固定顶板包括与第四电动推杆的升降轴相连的顶板连接件、与底板固定板框相连的顶板固定板框，所述顶板固定板框与顶板连接件相连。

所述底板固定板框、顶板固定板框分别呈矩形或圆形或多边形中的一种。

所述滑轨设置在顶板固定板框上。

前述卷筒缝制设备的控制方法，通过电机和皮带传动的带状缝料的移动单元和缝制设备X方向移动平台要求时刻同步运动；

包括如下步骤：

（1）物料装载

本实施例的缝料固定单元中，底板固定板框、顶板固定板框内侧即形成待缝制物料的工作区间；其装载待缝制物料时，第四电动推杆的升降轴带动固定顶板升起，手动将待缝制物料置于固定顶板与固定底板之间；然后，第四电动推杆的升降轴带动固定顶板下降，即可实现对待缝制物料的固定；

（2）起始位置固定

待步骤（1）完成后，将待缝制的带状缝料穿过按压边框之间的条形固定空间，并通过机头将带状缝料的一端缝制在待缝制的带状缝料上，将其记为初始缝纫点；

（3）圈状结构缝制

待步骤（2）完成后，带状缝料移动单元通过带状缝料固定单元带动按压板朝向带状缝料未固定的一端移动，待到达设定长度后，第一电动推杆朝下挤压带状缝料，且带状缝料移动单元通过带状缝料固定单元带动按压板朝向带状缝料固定的一端移动；在此过程中，按压固定部的端部与带状缝料相互作用，从而使带状缝料在初始缝纫点与按压固定部的端部之间形成圈状结构；此时，机头进行相应的缝纫，即可完成单个圈状结构的缝制；

如此反复，直至缝制完成。

在缝制过程中，某些情况下，需要在待缝制物表面缝制圈状结构。例如：将带状缝料通过多个连接点缝制在布料的表面，带状缝料上相邻两个连接点之间的带状缝料不进行缝制，这使得相邻两个连接点之间的带状缝料形成圈状结构，而这种圈状结构就能够用于盛放物品。

目前，前述圈状结构的缝制依然需要依靠人工方式进行完成，其存在如下缺点：1）工人缝制时间长，劳动强度大，效率低，生产成本较高；2）缝制统一性较差，所制备的产品具有一定的差异性，缝制质量各异，具有较大的不确定性。

为此，本申请提供一种缝制结构，其包括底座、机头、缝料固定单元、带状缝料移动单元、带状缝料固定单元、控制系统。其中，底座用于为其他部件提供支撑；机头设置在底座上，其主要用于对物料进行缝制（其也是缝纫设备正常缝制的基础部件）；缝料固定单元设置在底座上，缝料固定单元主要用于对待缝制物料的固定。

本申请中，提供一种缝料固定单元的基本结构，其包括固定底板、固定顶板、第四电动推杆。固定底板与底座相连且底座能为固定底板提供支撑；固定顶板与固定底板相配合，两者通过相互扣合、分离，即可实现对待缝制物料的锁定或解锁。同时，第四电动推杆与固定底板相连，固定底板能为第四电动推杆提供支撑；第四电动推杆的升降轴与固定顶板相连，其能为固定顶板提供动力。

进一步，固定底板包括与底座相连的底板连接件、与底板连接件相连的底板固定板框，固定顶板包括与第四电动推杆的升降轴相连的顶板连接件、与底板固定板框相连的顶板固定板框，顶板固定板框与顶板连接件相连。本申请的底板固定板框、顶板固定板框形状优选相同，可以为矩形或圆形或多边形中的一种。同时，带状缝料移动单元中的滑轨可直接设置在顶板固定板框上。

该结构中，底板固定板框、顶板固定板框内侧即形成待缝制物料的工作区间；其装载待缝制物料时，第四电动推杆的升降轴带动固定顶板升起，手动将待缝制物料置于固定顶板与固定底板之间；然后，第四电动推杆的升降轴带动固定顶板下降，即可实现对待缝制物料的固定。

同时，带状缝料移动单元设与缝料固定单元相连且缝料固定单元能为带状缝料移动单元提供支撑，带状缝料固定单元与带状缝料移动单元相连。

本申请中，带状缝料固定单元包括第一连接板、第一电动推杆、按压板，第一电动推杆通过第一连接板与带状缝料移动单元相连，第一电动推杆与按压板相连且第一电动推杆用于带动按压板运动。

其中，按压板包括按压连接部、按压固定部、按压边框，按压边框为一组，按压边框平行设置在按压固定部的侧壁上，按压边框之间形成对带状缝料进行固定的条形固定空间，即条形固定空间能形成对带状缝料的固定和挤压作用。进一步，按压连接部与按压固定部相连呈L型，按压连接部用于与第一电动推杆相连，第一电动推杆能为按压板的上下运动提供动力。同时，机头、缝料固定单元、带状缝料移动单元、第一电动推杆分别与控制系统相连。

本申请缝制时的工作过程如下：将待缝制物料在缝料固定单元上锁紧后，将待缝制的带状缝料穿过按压边框之间的条形固定空间，并通过机头将带状缝料的一端缝制在待缝制物料上（将其记为初始缝纫点）；然后，带状缝料移动单元通过带状缝料固定单元带动按压板朝向带状缝料未固定的一端移动，待到达设定长度后，第一电动推杆朝下挤压带状缝料，且带状缝料移动单元通过带状缝料固定单元带动按压板朝向带状缝料固定的一端移动（在此过程中，按压固定部的端部与带状缝料相互作用），从而使带状缝料在初始缝纫点与按压固定部的端部之间形成圈状结构；此时，机头进行相应的缝纫，即可完成单个圈状结构的缝制；如此反复，直至缝制完成。

综上，本申请中，带状缝料固定单元主要用于对带状缝料的锁定，保证其按设定的轨迹运动；而带状缝料移动单元设与缝料固定单元之间的相互配合，则能实现圈状结构的形成；最后，通过机头完成相应的缝制工作，即可。待缝制工作完成后，缝料固定单元解锁，取出相应的产品，即可。

进一步，本申请的按压固定部呈矩形，按压边框所在平面与按压固定部所在平面相垂直；按压连接部、按压固定部、按压边框采用一体成型。

进一步，本申请提供一种带状缝料移动单元的具体结构，其包括滑轨、与滑轨相配合的滑动连接块、传送皮带、第三电机、皮带转动连接件、第二电动推杆。本申请中，滑轨、第三电机、皮带转动连接件分别设置在固定顶板上，传送皮带的两端分别与皮带转动连接件、第三电机的转轴相连；基于该结构，第三电机能够为传送皮带提供运动的动力，皮带转动连接件则用于提供相应的张紧和支撑作用。

同时，滑动连接块与滑轨活动连接，使得滑动连接块能相对滑轨移动；滑动连接块与传送皮带相连，第二电动推杆与滑动连接块相连，第一电动推杆通过第一连接板与第二电动推杆相连。基于该结构，第三电机带动传送皮带工作时，传送皮带通过滑动连接块能带动第二电动推杆移动，进而实现带状缝料移动单元位置的调节。另外，基于第二电动推杆的升降轴自身的伸缩作用，实现了圈状结构的快速形成。即本申请中，其包括整体位置移动、圈状结构移动形成两部分，有利于提高缝纫机构的工作效率，步骤缝制的快速、稳定、可靠运行。

综上所述，本申请的缝制机构构思巧妙，设计合理，能够实现待缝制物料表面圈状结构的缝制，有利于进一步拓展现有缝纫设备的工作范围，具有较好的实用性和较高的实用价值。

附图说明

图1为实施例1中缝制设备的整体结构示意图。

图2为实施例1中缝制设备不含底座、机头的立体状态示意图。

图3为实施例1中缝制设备不含底座、机头的俯视图。

图4为实施例1中按压板的俯视图。

图5为实施例1中按压板的立体状态示意图。

图中标记：1、底座，2、机头，3、固定底板，4、固定顶板，5、第四电动推杆，6、滑轨，7、滑动连接块，8、传送皮带，9、第三电机，10、皮带转动连接件，11、第二电动推杆，12、第一连接板，13、第一电动推杆，14、按压板，15、按压连接部，16、按压固定部，17、按压边框。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例1

如图所示，本实施例的缝制设备包括底座、用于进行缝制的机头、缝料固定单元、带状缝料移动单元、带状缝料固定单元、控制系统。其中，底座用于为其他部件提供支撑，机头设置在底座上。

本实施例中，缝料固定单元包括与底座相连的固定底板、与固定底板相配合的固定顶板、第四电动推杆。其中，第四电动推杆与固定底板相连，通过固定底板能为第四电动推杆提供支撑；同时，第四电动推杆的升降轴与固定顶板相连，第四电动推杆主要用于为固定顶板相对固定底板的升降提供动力。

如图所示，本实施例的固定底板包括底板连接件、与底板连接件相连的底板固定板框，固定顶板包括与第四电动推杆的升降轴相连的顶板连接件、与底板固定板框相连的顶板固定板框，顶板固定板框与顶板连接件相连。其中，底板固定板框、顶板固定板框分别呈矩形。

本实施例的带状缝料移动单元包括滑轨、滑动连接块、传送皮带、第三电机、皮带转动连接件、第二电动推杆；其中，滑轨、第三电机、皮带传动连接件分别设置在固定底板上。传送皮带的两端分别与皮带转动连接件、第三电机的转轴相连，第三电机能带动传送皮带相对转动。同时，滑动连接块与滑轨活动连接，且滑动连接块能相对滑轨移动；滑动连接块与传送皮带相连，第二电动推杆与滑动连接块相连。基于该结构，第三电机依次通过传送皮带、滑动连接块、第二电动推杆相对移动，从而对带状缝料固定单元的位置进行调节。

本实施例的带状缝料固定单元包括第一连接板、第一电动推杆、按压板，第一电动推杆通过第一连接板与第二电动推杆的升降轴相连，这使得第二电动推杆能带动带状缝料固定单元能沿其轴向运动（即带动带状缝料固定单元沿水平方向移动）；同时，第一电动推杆与按压板相连，第一电动推杆能带动按压板运动。本实施例中，按压板包括与第一电动推杆相连的按压连接部、与按压连接部相连的按压固定部、按压边框；按压边框为一组，按压边框设置在按压固定部的侧壁上。采用该结构，按压边框之间形成对带状缝料进行固定的条形固定空间。如图所示，本实施例的按压固定部呈矩形，按压边框所在平面与按压固定部所在平面相垂直，按压连接部与按压固定部相连呈L型。作为优选，按压连接部、按压固定部、按压边框采用一体成型。该结构中，带状缝料固定单元中的第一电动推杆能带动按压板沿竖直方向移动。

本申请中，机头、第一电动推杆、第二电动推杆、第三电机、第四电动推杆分别与控制系统相连。

本申请缝制时的工作过程如下：

（1）物料装载

本实施例的缝料固定单元中，底板固定板框、顶板固定板框内侧即形成待缝制物料的工作区间；其装载待缝制物料时，第四电动推杆的升降轴带动固定顶板升起，手动将待缝制物料置于固定顶板与固定底板之间；然后，第四电动推杆的升降轴带动固定顶板下降，即可实现对待缝制物料的固定；

（2）起始位置固定

待步骤（1）完成后，将待缝制的带状缝料穿过按压边框之间的条形固定空间，并通过机头将带状缝料的一端缝制在待缝制的带状缝料上，将其记为初始缝纫点；

（3）圈状结构缝制

待步骤（2）完成后，带状缝料移动单元通过带状缝料固定单元带动按压板朝向带状缝料未固定的一端移动，待到达设定长度后，第一电动推杆朝下挤压带状缝料，且带状缝料移动单元通过带状缝料固定单元带动按压板朝向带状缝料固定的一端移动；在此过程中，按压固定部的端部与带状缝料相互作用，从而使带状缝料在初始缝纫点与按压固定部的端部之间形成圈状结构；此时，机头进行相应的缝纫，即可完成单个圈状结构的缝制；

如此反复，直至缝制完成。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。