一种配置独立挑线机构的刺绣机的制作方法

1.本实用新型涉及刺绣机技术领域，具体涉及一种配置独立挑线机构的刺绣机。


背景技术：

2.电脑刺绣机是一种能够按照设计的花样图案，自动进行刺绣的工业设备，它能够在布匹或服饰等面料上高速的进行多种形式的点缀和加工。刺绣机在工作时，控制电脑控制x、y电机，带动绣框完成x、y方向的进给运动；同时主轴驱动电机驱动主轴(包括上轴和下轴)带动机针作上下运动，两者配合完成刺绣动作，从而使刺绣连续地进行下去。
3.刺绣机进行刺绣动作的机械原理为：上轴带动机针作上下往复运动，机针向下运行时将面线(绣花线)刺入面料(固定于绣框上的刺绣载体，如服装面料)；挑线杆为上轴机头的联动机构，此时进行送线动作。机针回升时，面线形成线环，此时下轴的旋梭钩住面线线环，线环扩大并与旋梭内的底线形成交织，然后挑线杆收线。此过程中绣框同步作水平面移动，在面料上形成线迹。
4.现有的刺绣机上的挑线机构通常是采用刺绣机机头内的凸轮带动挑线杆进行挑线。挑线杆为上轴机头的联动机构，机头上设有曲线凸轮，主轴的转动通过凸轮连杆传动转化为挑线杆的上下摆动。挑线机构的作用是在机头刺绣动作的过程中挑线杆与旋梭配合起到送线和收线作用。
5.由于送线和收线的角度、时间对刺绣花形的断线、平整度及光洁度、精度至关重要，而其关键影响因素就在于凸轮的曲线和角度安装的位置。市场上现有多种曲线凸轮和各种角度的安装位置，不同凸轮和安装位置适合不同的面料、绣花线和刺绣的针迹、针法。由于结构的局限性，无法在机头内安装多个曲线凸轮。通常，当需要绣作不同的面料、绣花线、花形(一个绣品上有不同针迹、针法的花形组成)时，就需要更换和调整相应的曲线凸轮和角度安装位置。而凸轮装在机头内部并套在主轴上，所以凸轮的品种和角度不易调换和调整。同时，机械凸轮由于其机械局限性，其轮廓曲线形状有一定限制，过度太大会产生异常噪音和磨损。
6.另一方面，面料的厚度、密度、伸缩性和绣花线的粗细、伸缩性、材质以及绣花的花型针迹的不同，均会影响面线的用线量。相应的，挑线机构的送线和收线动作也需要作出针对性的调整，否则会造成绣品松紧度不合适，断线率增加，同时影响绣品美观度。
7.中国实用新型专利cn202509245u公开了一种数控挑线机构，采用独立的电机驱动挑线杆动作，以代替现有的采用凸轮带动挑线杆进行挑线的结构。然而，该专利仅公开了一个概念性的方案。另外，由于机器型号、刺绣类型和针法等各种因素的影响，生产过程中需要对挑线机构的运行参数进行不断的调整。而现有的方案中，仅靠经验和肉眼观察，难以做到对挑线机构的运行参数进行实时和精准的调整。


技术实现要素：

8.基于上述背景，本实用新型解决的技术问题在于提供一种配置独立挑线机构的刺
绣机，以克服现有的采用凸轮带动挑线杆的驱动结构的不足。
9.为解决上述问题，本实用新型采用了如下技术方案：
10.一种配置独立挑线机构的刺绣机，包括刺绣机本体，所述刺绣机本体包括由主轴带动的机头和旋梭部，以及设置于机台上的绣框，还包括独立挑线机构，所述独立挑线机构包括：
11.挑线杆，其设置于机头上，用于适配主轴的上轴机头与下轴旋梭勾线动作，以及配合绣框x/y轴运行，执行送线或收线动作；
12.挑线电机，其为带编码器的伺服电机，通过传动机构与所述挑线杆传动连接，驱动挑线杆动作；
13.控制模块，其被配置根据主轴编码器编码信号或主轴伺服电机驱动器驱动脉冲信号输出挑线电机驱动器驱动脉冲信号，驱动挑线电机运行，进而带动挑线杆往复摆动，执行送线或收线动作。
14.一种优选的实施例，所述传动机构至少包括挑线轴，所述挑线轴分别与所述挑线电机和挑线杆直接或通过传动机构间接传动连接。
15.一种优选的实施例，所述挑线电机安装于刺绣机本体的机架大梁上，并通过挑线电机同步带或同步齿轮联接挑线轴。
16.一种优选的实施例，所述挑线电机安装于刺绣机本体的机架大梁上，并通过挑线电机同步带或挑线电机同步齿轮联接挑线传动轴，所述挑线传动轴通过若干挑线轴同步带或挑线轴同步齿轮联接各个机头上的挑线轴。
17.一种优选的实施例，所述挑线电机为基于传动机构的机械负载、旋转特性、旋转角度和濒率特性配置的低惯量高转速伺服电机。
18.一种优选的实施例，所述刺绣机还包括信号采集单元和显示单元，所述信号采集单元用于耦接所述控制模块获取主轴伺服电机驱动器驱动脉冲信号和挑线电机驱动器驱动脉冲信号，或者用于采集主轴编码器编码信号和挑线轴编码器编码信号；所述显示单元用于对采集的信号进行图像化显示。
19.一种优选的实施例，对采集的信号进行图像化显示包括：
20.以主轴伺服电机驱动器驱动脉冲信号值为横轴/纵轴，挑线电机驱动器驱动脉冲信号值为纵轴/横轴，或者以主轴编码器编码信号为横轴/纵轴，挑线轴编码器编码信号为纵轴/横轴，或者以主轴旋转的周期性时间刻度为横轴/纵轴，以挑线轴编码器编码值或换算得到的挑线轴旋转角度值为纵轴/横轴，在坐标平面内显示挑线轴运行曲线。
21.一种优选的实施例，所述刺绣机还包括调制单元，所述调制单元用于进行驱动参数设置，进而对控制模块输出的挑线电机驱动器驱动脉冲信号进行相应调制。
22.本实用新型的有益效果如下：
23.本实用新型的配置独立挑线机构的刺绣机，挑线机构独立于机头主轴工作，将复杂的机械动作由电子化轻松完成，从而避免了现有的采用曲线凸轮驱动方式带来的更换不便，且难以根据不同影响因素进行精细调整的缺陷。同时，通过显示单元示出不同的挑线轴运行曲线，可进一步提高挑线曲线研究、测试的效率，便于绣品的个性化开发。
附图说明
24.图1为现有的刺绣机机头(包含挑线机构)的结构示意图。
25.图2为本实用新型实施例的刺绣机外型示意图。
26.图3为本实用新型实施例的刺绣机机头(包含挑线机构)的结构示意图。
27.图4为本实用新型的实施例中生成的挑线轴实际运行角度对应曲线示意图。
28.图5为本实用新型的实施例中挑线轴预设运行曲线和实际挑线轴运行曲线示意图一。
29.图6为本实用新型的实施例中挑线轴预设运行曲线和实际挑线轴运行曲线示意图二。
具体实施方式
30.为了进一步理解本实用新型，下面结合实施例对本实用新型优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本实用新型的特征和优点，而不是对本实用新型权利要求的限制。
31.如图1所示，为现有的刺绣机机头结构示意图，包括机壳1，主轴(上轴)2位于机壳1内的部分上安装有挑线凸轮4，挑线连杆一5的一端与挑线凸轮4抵接，另一端连接挑线轴3；挑线连杆二6的一端连接挑线轴3，另一端与挑线杆8联接。挑线杆8的连接端安装于挑线杆轴7上，另一端设有供绣线穿过的线孔。机壳1处还设有安装于针杆架换色导轨11上的针杆架10，针杆架10上安装有若干针杆9，针杆9的末端安装有机针12，并配置有与机针12适配的压脚13。针杆9和压脚13由主轴(上轴)2通过连杆驱动机构驱动，该连杆驱动机构包括一端与主轴(上轴)2联接的大连杆22，大连杆22的另一端联接三眼连杆19，三眼连杆19通过一号销18、三号销21及压脚连杆销23安装于机壳1内。压脚连杆20的一端与压脚连杆销23连接，另一端联接两个小连杆17，两个小连杆17分别联接安装于主动轴14上的针杆驱动器15、三眼连杆19和压脚消音器16。
32.上述机头在运行时，主轴(上轴)2通过连杆驱动机构驱动针杆9和压脚13上下活动以与下轴旋梭适配进行勾线动作，同时通过挑线凸轮4、挑线连杆一5、挑线连杆二6带动挑线杆8适配上轴机头与下轴旋梭勾线动作，以及配合绣框x/y轴运行，进行送线或收线动作。
33.如前面背景技术部分所述，上述的现有刺绣机机头，存在不易调换和调整，以及由于其机械局限性对轮廓曲线形状有一定限制的问题，无法满足更加高效、精密的生产需求。
34.基于此，本实用新型提供了一种配置独立挑线机构的刺绣机，包括刺绣机本体，刺绣机本体包括由主轴带动的机头和旋梭部，以及设置于机台上的绣框，还包括独立挑线机构，独立挑线机构包括：
35.挑线杆，其设置于机头上，用于适配主轴的上轴机头与下轴旋梭勾线动作，以及配合绣框x/y轴运行，执行送线或收线动作；
36.挑线电机，其为带编码器的伺服电机，通过传动机构与所述挑线杆传动连接，驱动挑线杆动作；
37.控制模块，其被配置根据主轴编码器编码信号或主轴伺服电机驱动器驱动脉冲信号输出挑线电机驱动器驱动脉冲信号，驱动挑线电机运行，进而带动挑线杆往复摆动，执行送线或收线动作。
38.具体的，在一示出实例中，刺绣机本体包括机架101，机架101上安装有机架大梁102，机架大梁102上安装有若干机头103，以及由上轴104和下轴105组成的主轴。(为了图示清楚起见，绣框图中未画出)。
39.主轴电机107安装于机架大梁102背面，并通过主轴电机同步带110带动上轴104。下轴105通过设于传动箱108内的上轴下轴同步带106与上轴104同步。传动箱108的侧面还设有对应上轴104的主轴角度盘109。机头103上设有针杆架111，以及安装于针杆架111上的针杆和压脚等，具体结构参见实施例1中的描述，在此不作详细说明。上轴104依次联接各个机头，以驱动机针和压脚运行。下轴105联接与机头对应的各个梭箱体(内设旋梭)112。机架大梁102上还安装有挑线电机113，挑线电机113通过挑线电机同步带114联接挑线传动轴115，挑线传动轴115再通过各个挑线轴同步带116联接各个机头上的挑线轴117，并由挑线轴117进一步带动挑线机构运行。另外，机架大梁102上还设有换色箱118，其通过换色拉杆119连接机头。挑线机构的控制模块未在图中示出，其可以集成于刺绣机的电控系统中，也可以独立设置，不作具体限制。类似的，后文提到的显示单元也可以集成于刺绣机上，或者独立设置，同样不作具体限制。
40.在另外的实施例中，挑线传动轴115也可以通过同步齿轮联接各个机头上的挑线轴117。或者，也可以将挑线传动轴115和挑线轴117合并设置，直接由挑线电机113通过同步带或同步齿轮带动。
41.参见附图3，示出了本实用新型的独立挑线机构的一个示例，其基本结构与图1所示的现有刺绣机机头的结构类似，在此不作重复说明。区别在于，本示出实施例中，主轴(上轴)2位于机壳1内的部分未安装挑线凸轮，相应的也未设置图1中的挑线连杆一5。本实施例中，挑线电机直接或间接与挑线轴3联接以驱动挑线轴3往复转动，进而通过挑线连杆二6带动挑线杆8动作，从而适配上轴机头与下轴旋梭勾线动作，以及配合绣框x/y轴运行，进行送线或收线动作。
42.本实施中，挑线电机驱动器驱动脉冲信号是根据主轴编码器编码信号或主轴伺服电机驱动器驱动脉冲信号输出的，从而进一步提升了挑线电机带动的挑线轴与主轴(上轴和下轴)带动的机针和旋梭动作的协调度，使得整个机头的运行更加协调、高效和精准，有效提升了机器效率。同时，挑线机构独立于机头主轴工作，将复杂的机械动作由电子化轻松完成，从而避免了现有的采用曲线凸轮驱动方式带来的更换不便，且难以根据不同影响因素进行精细调整的缺陷。
43.优选的，本实施例中，挑线电机为基于传动机构的机械负载、旋转特性、旋转角度和濒率特性选择的带编码器的低惯量高转速伺服电机。
44.一种优选示出方案中，控制模块为集成式控制器，同时连接主轴伺服电机驱动器和挑线电机驱动器，且核心驱动部分由同一块cpu控制，用于输出主轴伺服电机驱动器驱动脉冲信号，并基于主轴伺服电机驱动器驱动信号与挑线电机驱动器驱动信号的映射关系，输出与主轴伺服电机驱动器驱动脉冲信号适配的挑线电机驱动器驱动脉冲信号。
45.或者，在另外的方案中，控制模块也可以是分体式控制器，两个控制器分别用于控制主轴伺服电机驱动器和挑线电机驱动器，并通过线路连接进行实时通信，以保证输出信号的同步性。
46.一种优选示出方案中，主轴伺服电机驱动器驱动信号与挑线电机驱动器驱动信号
的映射关系基于如下方式获取：
47.在采用曲线凸轮作为挑线机构传动部件的刺绣机上配置挑线轴外置编码器；
48.将主轴转动至特定角度(一般为挑线杆最高或最低位)，并将挑线轴编码器调至0度；
49.转动主轴，并记录主轴转动一圈时每个角度间隔对应的挑线轴编码或旋转角度(主轴上设有角度盘，转动主轴，主轴角度盘360度所对应挑线轴编码器显示角度，一般主轴每转1度作记录)，生成主轴编码器编码/旋转角度与挑线轴编码器编码/旋转角度对照表；
50.基于所述主轴编码器编码/旋转角度与挑线轴编码器编码/旋转角度对照表生成主轴伺服电机驱动器驱动信号与挑线电机驱动器驱动信号的映射关系。
51.在一示出实例中，通过上述方法获取的主轴编码器编码/旋转角度与挑线轴编码器编码/旋转角度对照表参见下表：
52.表1
53.[0054][0055]
或者，在另外的示出实例中，也可以根据根据经验数据或数据处理模型计算/拟合结果，生成与上面表1类似的主轴编码器编码/旋转角度与挑线轴编码器编码/旋转角度对照表；然后基于主轴编码器编码/旋转角度与挑线轴编码器编码/旋转角度对照表生成主轴伺服电机驱动器驱动信号与挑线电机驱动器驱动信号的映射关系。
[0056]
在一示出实例中，还可以根据主轴编码器编码/旋转角度与挑线轴编码器编码/旋转角度对照表，以主轴编码器编码/旋转角度为横轴，挑线轴编码器编码/旋转角度为纵轴，生成类似图4所示的图形曲线，以便于进行直观展示，以及进一步调整。
[0057]
或者，在另外的示出实例中，也可以直接根据经验数据或数据处理模型计算/拟合结果，生成主轴伺服电机驱动器驱动信号与挑线电机驱动器驱动信号的映射关系。
[0058]
具体的，可根据刺绣机原理/型号、运行规律经验、刺绣类型针法、面料及绣花线特性，生成或编辑主轴编码器编码/旋转角度与挑线轴编码器编码/旋转角度对照表或主轴伺服电机驱动器驱动信号与挑线电机驱动器驱动信号的映射关系。
[0059]
作为进一步的优选实施方案，在一示出实施例中，本实用新型的刺绣机还包括信号采集单元和显示单元，信号采集单元用于耦接控制模块获取主轴伺服电机驱动器驱动脉冲信号和挑线电机驱动器驱动脉冲信号，或者用于采集主轴编码器编码信号和挑线轴编码器编码信号；显示单元用于对采集的信号进行图像化显示。
[0060]
在一示出实例中，对采集的信号进行图像化显示包括以主轴伺服电机驱动器驱动脉冲信号值为横轴，挑线电机驱动器驱动脉冲信号值为纵轴，在坐标平面内显示挑线轴运行曲线。
[0061]
在一示出实例中，参见附图5，对采集的信号进行图像化显示包括以主轴旋转的周期性时间刻度(单位毫秒，一个周期为1分钟60000毫秒，图中示出25988-27022毫秒区间)为横轴，以换算得到的挑线轴旋转角度值(一个周期为
±
5000，图中示出-827-404区间，-700
相当于挑线轴或挑线电机反向旋转25.2
°
)为纵轴，在坐标平面内显示挑线轴运行曲线202。
[0062]
作为优选实施方案，参见附图5，还可以基于主轴伺服电机驱动器驱动信号与挑线电机驱动器驱动信号的映射关系映射关系，在显示单元的上述坐标平面内显示挑线轴预设运行曲线201；
[0063]
进而，可通过调整控制模块输出的挑线电机驱动器驱动脉冲信号，使实际的挑线轴运行曲线202拟合于挑线轴预设运行曲线201。
[0064]
作为进一步的优选实施方案，在一示出实施例中，还可以基于不同影响因素下的挑线机构实际运行情况，对主轴伺服电机驱动器驱动信号与挑线电机驱动器驱动信号的映射关系进行进一步调整。
[0065]
其中，不同影响因素包括刺绣机型号、运行规律经验、刺绣类型针法或面料及绣花线特性。
[0066]
具体的，可在不同工况(负载、转速)或各档转速状态下进行实际的挑线轴运行曲线与挑线轴预设运行曲线的重合对比，测试验证实际的挑线轴运行曲线是否达到设置状态。当需要时调整挑线电机驱动器驱动脉冲信号，以使实际的挑线轴运行曲线贴近挑线轴预设运行曲线。
[0067]
作为进一步的优选实施方案，在一示出实施例中，参见附图6，还可以在显示单元的坐标平面内显示不同类型的挑线轴运行曲线202和挑线轴运行曲线203；进而可以更加清楚地观察到不同的参数设置对挑线轴运行曲线的影响，从而更方便和准确对设置的参数进行调整。
[0068]
以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。