CN105332168A - 花样机多工位自动并行上料装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了花样机多工位自动并行上料装置及其控制方法，该花样机多工位自动并行上料装置包括机架、旋转圆盘和固定安装在所述机架上、用于带动所述旋转圆盘做圆周运动的动力机构；旋转圆盘上等间距地固定安装有至少两组导轨，每组导轨上活动地安装有用于装夹面料托盘的气动夹具；旋转圆盘上安装有用于带动气动夹具沿导轨滑动的第一气缸，每个气动夹具上装夹的面料托盘的中轴线穿过旋转圆盘的圆心；动力机构、气动夹具和第一气缸均与控制模块连接。

Description

花样机多工位自动并行上料装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及缝纫技术领域，具体涉及花样机多工位自动并行上料装置及其控制方法。

背景技术

电脑车（花样机）送料装置可以将产品不同工艺线进行无缝连接，减少了生产线上人工数量，提高了产品质量；近几年随着生产型企业人力成本的增加，对于电脑车（花样机）的自动送料装置的需求越来越旺盛；目前国内有的辅助上料装置有平移式的，有利用工业机器人上料的；平移式虽然其成本低，性价比高，但是其不能实现全自动控制，且在加工过程生产的产品精度不高；机械手活动灵活，安装位置编程方便，但是其成本高。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的花样机多工位自动并行上料装置及其控制方法通过第一气缸与气动夹具位置的独特设置，能够将装夹有待加工面料的面料托盘准确地送至花样机的加工处。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

第一方面，提供一种花样机多工位自动并行上料装置，其包括机架、旋转圆盘和固定安装在所述机架上、用于带动所述旋转圆盘做圆周运动的动力机构；旋转圆盘上等间距地固定安装有至少两组导轨，每组导轨上活动地安装有用于装夹面料托盘的气动夹具；旋转圆盘上安装有用于带动气动夹具沿导轨滑动的第一气缸，每个气动夹具上装夹的面料托盘的中轴线穿过旋转圆盘的圆心；动力机构、气动夹具和第一气缸均与一控制模块连接。

第二方面，提供一种花样机多工位自动并行上料装置控制方法，其包括以下步骤：

调整旋转圆盘上的任一气动夹具至动力机构上设定的初始位置；

当气动夹具完成面料托盘装夹后，控制模块控制动力机构带动旋转圆盘旋转；

当装夹有面料托盘的气动夹具运动至正对花样机所在位置时，控制动力机构停止运动，同时启动正对花样机的第一气缸带动与其连接的气动夹具沿导轨滑动；

当第一气缸带动正对花样机的气动夹具移动到设定位置时，控制气动夹具松开装夹有待加工面料的面料托盘，同时给花样机一个气动夹具运动到位信号；

当控制模块接收到花样机加工面料完成的信号后，控制正对花样机的第一气缸带动气动夹具沿导轨运动至面料托盘处，夹紧花样机的气动夹具松开的面料托盘；

控制动力机构带动旋转圆盘旋转，直至下一个装夹有待加工面料的气动夹具运动至正对花样机所在位置。

本发明的有益效果为：通过控制模块与各个部件的相互协调工作，能够自动将待加工面料送入花样机所在位置，不需要多个人工协助上料，从而控制了加工成本；第一气缸与其连接的气动夹具之间位置的独特设置，可以使气动夹具上装夹的面料托盘的中轴线穿过旋转圆盘的圆心，以确保将装夹有待加工面料的面料托盘准确地送至花样机，从而保证了花样机加工出来的产品的精度。

附图说明

图1为花样机多工位自动并行上料装置一个实施例的立体图。

图2为花样机多工位自动并行上料装置的俯视图。

图3为花样机多工位自动并行上料装置去除机架后一个视角的立体图。

图4为花样机多工位自动并行上料装置与多个花样机配合工作的使用状态图。

图5为气动夹具一个视角的立体图。

图6为气动夹具另一个实施例的立体图。

图7为面料托盘装夹在气动夹具上一个视角的立体图。

其中，1、机架；2、动力机构；21、安装板；22、旋转接头；23、法兰盘；24、支撑板；25、减速器；26、电动机；3、旋转圆盘；31、导轨；32、第一气缸；4、气动夹具；41、导槽板；411、弧形槽；42、滑块；43、第二气缸；431、活塞杆；44、活动夹板；441、立柱；442、卡槽；45、压块；451、弧面；46、导块；461、条形槽；5、面料托盘；51、导柱；6、花样机。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

参考图1和图2，图1示出了花样机多工位自动并行上料装置一个实施例的立体图。图2示出了花样机多工位自动并行上料装置的俯视图。

如图1和图2所示，该花样机多工位自动并行上料装置包括机架1、旋转圆盘3和固定安装在机架1上、用于带动旋转圆盘3做圆周运动的动力机构2；旋转圆盘3上等间距地固定安装有至少两组导轨31，这里所说的一组导轨31可以由一条导轨31组成，也可以由两条或者更多条导轨31组成。

每组导轨31上活动地安装有用于装夹面料托盘5的气动夹具4；旋转圆盘3上安装有用于带动气动夹具4沿导轨31滑动的第一气缸32，第一气缸32的安装位置一般在靠近旋转圆盘3中心位置处；每个气动夹具4上装夹的面料托盘5的中轴线A穿过旋转圆盘3的圆心，每个气动夹具4上装夹的面料托盘5的中轴线A穿过旋转圆盘3的圆心主要是由气动夹具4的夹持面料托盘5的位置决定的，实现时，中轴线A可以是同第一气缸32的活塞杆与气动夹具4的连接处形成的连线重合的线，也可以是与气动夹具4的中轴线重合的线，但不管第一气缸32的活塞杆与气动夹具4连接位置或者气动夹具4的具体结构怎样变动，中轴线A必须满足过旋转圆盘的圆心。

每个第一气缸32与其连接的气动夹具4之间位置的独特设置，可以使气动夹具上装夹的面料托盘的中轴线穿过旋转圆盘的圆心，从而确保将装夹有待加工面料的面料托盘5准确地送至花样机6。

其中，动力机构2、气动夹具4和第一气缸32均与控制模块连接，进行加工面料的缝纫加工时，通过控制模块与各个部件的相互协调工作，能够自动将待加工面料送入花样机6所在位置，不需要多个工人协助上料，从而控制了加工成本。

面料托盘5为用于放置待加工面料的部件，其主要由一块板体和安装在板体两端的至少一个导柱51组成。

由于气动夹具4是等间距地安装在旋转圆盘3上的，这儿的等间距主要是均布在旋转圆盘3上，比如设置两个气动夹具4，则两个气动夹具4的连线过旋转圆盘的圆心，假设设置三个气动夹具4，相邻两个气动夹具4与旋转圆盘3圆心之间连线形成的夹角就为120°。

当旋转圆盘3上安装有奇数个气动夹具4时，任何两个气动夹具4之间的连线都不会经过旋转圆盘3的中心，此时的第一气缸32采用单向气缸。

当旋转圆盘3上安装有偶数个气动夹具4时，存在连线过旋转圆盘3圆心的两个气动夹具4时，这时第一气缸32为双向气缸，连线过旋转圆盘3圆心的两个气动夹具4与同一个双向气缸连接；当气动夹具4虽为偶数个时，但不存在连线过旋转圆盘3圆心的气动夹具4时，第一气缸32仍选用单向气缸。

在本发明的一个实施例中，本方案优选在旋转圆盘3上设置有偶数个气动夹具4、且每个气动夹具4均存在过圆心与其配成对的气动夹具4；这样设置后，配成对的气动夹具4可以采用一个双向气缸连接；这样的结构在配合多台花样机进行工作时，旋转圆盘3按固定角度或距离旋转至花样机6处时，可以通过控制模块控制多个气动夹具4并行（同时）给花样机6送料。

进一步地，本方案的最佳实施方式是在旋转圆盘3上等间距地安装有四个气动夹具4，这样设置后，旋转圆盘3按固定角度（180度）或距离（二分之一旋转圆盘3周长）旋转至花样机6处时，可以直接设置两个双向气缸带动四个气动夹具4进行上料，即双向气缸在带动靠近花样机6的两个气动夹具4给花样机6送料的同时会带动另外两个远离花样机6气动夹具4的靠近上料台（位于人工上料处），可以实现并行给花样机上料和并行运动至上料台上料。

参考图5至图7，图5示出了气动夹具4一个视角的立体图；图6示出了气动夹具4另一个实施例的立体图；图7示出了面料托盘5装夹在气动夹具4上一个视角的立体图。

如图5至图7所示，气动夹具4包括导槽板41，导槽板41的底面具有与导轨31配合的滑块42，导槽板41上表面至少固定安装有一个用于夹紧面料托盘5的夹紧机构。上述提到的中轴线A过两个夹紧机构连线的中心。

其中，夹紧机构包括固定在导槽板41上、且与控制模块连接的第二气缸43，放置在导槽板41上、且具有一立柱441的活动夹板44和固定安装在导槽板41上、且位于活动夹板44上方用于限制活动夹板44上下移动的压块45。

第二气缸43的活塞杆431上固定安装有一具有条形槽461的导块46，活动夹板44的立柱441卡装在条形槽461内。当导槽板41上设置有两个夹紧机构时，第二气缸43可以为双向气缸，两个夹紧机构就共用一个第二气缸43，这样方便两个夹紧机构同步夹紧面料托盘5。

为了保证面料加工时，面料托盘5被稳定地固定在气动夹具4上，在导槽板41上表面也可以安装多个夹紧机构，本方案优选在导槽板41上表面的两侧各安装一个夹紧机构。

当在导槽板41上表面安装有多个夹紧机构时，为便于保证多个夹紧机构同时夹紧面料托盘5，可以将邻近的两个夹紧机构凑成对，每对夹紧机构就采用一个双向气缸带动夹紧机构的导块46运动。

如图5所示，在导槽板41和压块45上均设置有对面料托盘5上的导柱51进行定位的弧形槽411；活动夹板44远离立柱441的端部具有与导槽板41和压块45上的弧形槽411相配合对导柱51进行锁紧的卡槽442。

人工在将装有待加工面料的面料托盘5放入气动夹具4的弧形槽411时，若面料托盘5送入时稍微存在一点的偏移，就不能被准确地送入弧形槽411内；为了保证面料托盘5准确、省力地送入弧形槽411，在导槽板41设置有弧形槽411的棱边处，具有与其弧形槽411过渡的弧面451；压块45上设置有弧形槽411的棱边处，也具有与其弧形槽411过度的弧面451；导槽板41和压块45上的弧面451设置后，当面料托盘5稍微存在一点偏移时，再用力推动面料托盘5的情况下，面料托盘5的导柱51会沿着弧面451滑入弧形槽411。

气动夹具4对面料托盘5进行夹紧时，首先将面料托盘5的导柱51放入弧形槽411内，控制模块启动第二气缸43带动导块46运动，由于活动夹板44未被固定，在导块46推力作用下，活动夹板44相对导块46旋转，使卡槽442与压块45上的弧形槽411相配合实现导柱51的固定，进而实现面料托盘5的固定。

在本发明的一个实施例中，动力机构2上设置有一个对气动夹具4的初始位置检测的第一传感器，初始位置一般为工人上料的位置；在进行送料时，由于旋转圆盘3每次是按固定角度或固定距离进行旋转的，上料装置刚启动时气动夹具4所处的位置关系到后续送料的准确性，所以在初次启动上料装置时，先需要使一个气动夹具4（此处的气动夹具4可以为旋转圆盘3上的任意一个气动夹具4）运动到该初始位置，再启动上料装置工作。

动力机构2正对花样机6所在位置处设置有用于检测气动夹具4运动到位的第二传感器；第一传感器和第二传感器均与控制模块连接。设置的第二传感器的个数与该自动上料装置配合工作的花样机6个数相匹配，即设置有花样机6的台数与第二传感器的个数相等。

第二传感器设置之后，在进行上料时，可以通过第二传感器来检测气动夹具4是否运动到位，以准确实现全自动上料。

当上料装置配合多台花样机6工作，而工作人员较少时，工人有可能难以快速地实现待加工面料的更换，于是在动力机构2上或每个气动夹具4上设置有一个与控制模块连接、用于控制动力机构2停止工作的控制开关。

从成本上考虑，为了便于控制电动机26停止工作，优选在动力机构2上安装控制开关；若是出于工人操作方便考虑，可以在每个气动夹具4上安装一个控制开关。

如图3所示，在本发明的一个实施例中，动力机构2包括固定安装在机架1顶部的安装板21和安装在安装板21上、用于带动旋转托盘旋转的旋转接头22；旋转接头22一端安装有旋转圆盘3，另一端通过减速器25与电动机26连接在一起。

为了便于旋转接头22的安装，在安装板21上固定安装有一个法兰盘23，旋转接头22安装在法兰盘23上；由于减速器25与电动机26均具有一定的重量，在安装板21上固定安装有一个呈框架结构的支撑板24，将减速器25和电动机26组装在一起的结构固定在支撑板24上，这样可以通过支撑板24和固定在机架1上的安装板21来承受减速器25和电动机26的重量，避免了减速器25和电动机26悬空安装影响动力的快速传输。

上面提到的第一传感器和第二传感器都安装在动力机构2的安装板21。

本方案的花样机多工位自动并行上料装置旋转运动的动力传输路径是；电动机26→减速器25→旋转接头22→旋转圆盘3旋转→气动夹具4做圆周运动。

该自动上料装置具有两种模式：多机和单机，两种状态：调试和正常运转。

在联机模式下，系统可以选择一套上料装置配合多台电脑车（花样机6）同时工作，具体可以参考图4；在单机工作模式下，一套上料装置配合一台花样机6工作。调试状态指的是系统在运行初期需要配合花样机6完成初始位置的设置而运行的一种状态。正常工作状态指的是系统正常缝纫的状态。在正常缝纫状态下，根据工人操作熟练程度和缝纫时间长短等特点系统可以选择周期连续运行和周期手动运行方式。

至此，已完成对花样机多工位自动并行上料装置的具体技术方案的描述，下面接着对花样机多工位自动并行上料装置控制方法进行详细地描述。

该花样机多工位自动并行上料装置控制方法包括以下步骤：

启动花样机6和花样机多工位自动并行上料装置后，进入零位检测，旋转面料托盘5定位到零位，即调整旋转圆盘3上的任一气动夹具4至动力机构2上设定的初始位置。

此处的初始位置可以根据工人上料的具体位置进行选择，在进行初始位置检测时，可以通过启动电动机26带动旋转圆盘3上的气动夹具4运动，当气动夹具4任一个气动夹具4运动到初始位置时，人工手动控制旋转圆盘3继续运动或通过设置的第一传感器进行感应确定是否运动到位。

在进行零位检测时除了检测气动夹具4是否运动到初始位置，还需要检测上料装置的运行模式、运行状态、运行速度、运行方式等运行参数的设置是否符合规定。

当上述检测完全没问题的情况下，在气动夹具4上装夹上放有待加工面料的面料托盘5；由于在对上料装置进行描述时，已具体描述了气动夹具4的工作过程，此处就不再赘述。

当气动夹具4上装夹上面料托盘5后，控制模块控制动力机构2带动旋转圆盘3旋转；用户可以根据需要，设置控制模块按每次旋转固定角度或旋转固定距离控制旋转圆盘3旋转，不管用户怎样设置，最终目的是动力机构2每启动一次，带动旋转圆盘3旋转设定角度或固定距离、且运动至花样机6所在处后就立即停止工作。

当装夹有面料托盘5的气动夹具4运动至正对花样机6所在位置时，控制动力机构2停止运动，此处可以根据需要人为控制或者控制模块结合第二传感器自动控制；控制动力机构2停止运动的同时启动正对花样机6的第一气缸32带动与其连接的气动夹具4沿导轨31移动。

当第一气缸32带动正对花样机6的气动夹具4移动到设定位置时，控制气动夹具4松开装夹有待加工面料的面料托盘5，同时给花样机6一个气动夹具4运动到位信号；花样机6接收到旋转圆盘3上的气动夹具4运动到位信号后，启动其上设置的气动夹具4夹紧面料托盘5，之后对面料托盘5上的面料进行加工。

当花样机6加工完成后，花样机6的气动夹具4松开面料托盘5并给控制模块一个其已完成面料加工的信号。

当控制模块接收到花样机6加工面料完成的信号后，控制正对花样机6的第一气缸32带动气动夹具4沿导轨31运动至面料托盘5处，使气动夹具4夹紧花样机6的气动夹具4松开的面料托盘5。

之后，控制模块控制动力机构2带动旋转圆盘3旋转，直至下一个装夹有待加工面料的气动夹具4运动至正对花样机6所在位置；被加工完成的面料运动至人工上料处进行卸料，之后再装上待加工面料，如此循环进行面料的正常缝纫加工。

本方案优选设置四个气动夹具4，当旋转圆盘3等间距地安装有四个气动夹具4、且配合两台花样机6工作时，可以设置控制模块的控制参数，使电动机26每次带动旋转圆盘3按固定角度（180度）或距离（二分之一旋转圆盘3周长）旋转，这样每旋转一次就能够带动两个气动夹具4至花样机处上料，两个气动夹具4至上料台处更换面料托盘5；气动夹具4旋转至花样机6处时，控制两个双向气缸带动邻近花样机6的两个气动夹具4给花样机上料，带动远离花样机6的两个气动夹具4靠近上料台。

综上所述，该花样机多工位自动并行上料装置及其控制方法通过第一气缸32与气动夹具4位置的独特设置，能够将装夹有待加工面料的面料托盘5准确地送至花样机6的加工处和自动花样机6上料或下料。

Claims (10)

1.花样机多工位自动并行上料装置，其特征在于，包括机架、旋转圆盘和固定安装在所述机架上、用于带动所述旋转圆盘做圆周运动的动力机构；所述旋转圆盘上等间距地固定安装有至少两组导轨，每组导轨上活动地安装有用于装夹面料托盘的气动夹具；所述旋转圆盘上安装有用于带动所述气动夹具沿所述导轨滑动的第一气缸，每个所述气动夹具上装夹的面料托盘的中轴线穿过所述旋转圆盘的圆心；所述动力机构、所述气动夹具和所述第一气缸均与一控制模块连接。

2.根据权利要求1所述的花样机多工位自动并行上料装置，其特征在于，所述气动夹具包括导槽板，所述导槽板的底面具有与所述导轨配合的滑块，导槽板上表面至少固定安装有一个用于夹紧所述面料托盘的夹紧机构；

所述夹紧机构包括固定在所述导槽板上、且与所述控制模块连接的第二气缸，放置在所述导槽板上、且具有一立柱的活动夹板和固定安装在所述导槽板上、且位于所述活动夹板上方用于限制所述活动夹板上下移动的压块；所述第二气缸的活塞杆上固定安装有一具有条形槽的导块，所述活动夹板的立柱卡装在所述条形槽内。

3.根据权利要求2所述的花样机多工位自动并行上料装置，其特征在于，所述导槽板和所述压块上均设置有对面料托盘上的导柱进行定位的弧形槽；所述活动夹板远离所述立柱的端部具有与导槽板和压块上的弧形槽相配合对导柱进行锁紧的卡槽。

4.根据权利要求1或2所述的花样机多工位自动并行上料装置，其特征在于，所述动力机构上设置有一个气动夹具初始位置检测的第一传感器，所述动力机构正对花样机所在位置处设置有用于检测所述气动夹具运动到位的第二传感器；所述第一传感器和第二传感器均与所述控制模块连接。

5.根据权利要求4所述的花样机多工位自动并行上料装置，其特征在于，所述动力机构上或每个所述气动夹具上设置有一个与所述控制模块连接、用于控制所述动力机构停止工作的控制开关。

6.根据权利要求1、2、3或5所述的花样机多工位自动并行上料装置，其特征在于，所述第一气缸为双向气缸，连线过所述旋转圆盘圆心的两个气动夹具与同一个双向气缸连接。

7.根据权利要求1、2、3或5所述的花样机多工位自动并行上料装置，其特征在于，所述动力机构包括固定安装在所述机架顶部的安装板和安装在所述安装板上、用于带动所述旋转托盘旋转的旋转接头；所述旋转接头通过减速器与电动机连接。

8.根据权利要求7所述的花样机多工位自动并行上料装置，其特征在于，所述旋转接头通过法兰盘固定安装在所述安装板上。

9.一种权利要求1-8任一所述的花样机多工位自动并行上料装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

调整所述旋转圆盘上的任一气动夹具至所述动力机构上设定的初始位置；

当所述气动夹具完成面料托盘装夹后，所述控制模块控制所述动力机构带动所述旋转圆盘旋转；

当装夹有面料托盘的气动夹具运动至正对花样机所在位置时，控制所述动力机构停止运动，同时启动正对花样机的所述第一气缸带动与其连接的气动夹具沿导轨滑动；

当第一气缸带动正对花样机的气动夹具移动到设定位置时，控制气动夹具松开装夹有待加工面料的面料托盘，同时给所述花样机一个气动夹具运动到位信号；

当控制模块接收到花样机加工面料完成的信号后，控制正对花样机的第一气缸带动气动夹具沿导轨运动至面料托盘处，夹紧花样机的气动夹具松开的面料托盘；

控制所述动力机构带动所述旋转圆盘旋转，直至下一个装夹有待加工面料的气动夹具运动至正对花样机所在位置。

10.根据权利要求9所述的花样机多工位自动并行上料装置的控制方法，其特征在于，每次所述动力机构启动后，带动所述旋转圆盘旋转设定角度后停止工作。