CN108873819A - 一种缝纫机梭芯加工机的全自动控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种缝纫机梭芯加工机的全自动控制系统，包括PLC控制器和电机，控制系统还包括送料控制模块、夹持控制模块、切削控制控制模块和卸料控制模块；送料控制模块包括振动盘、坯料传感器和送料气缸，其均与PLC控制器电连接；夹持控制模块包括夹持气缸和滑杆传感器，其均与PLC控制器电连接；切削控制模块包括切削气缸和刀具位置检测传感器，其均与PLC控制器电连接；卸料控制模块包括卸料气缸和卸料传感器，其均与PLC控制器电连接。本发明可以实现梭芯的全自动加工。

Description

一种缝纫机梭芯加工机的全自动控制系统

技术领域

本发明涉及缝纫机梭芯的加工设备领域，具体而言是一种缝纫机梭芯加工机的全自动控制系统。

背景技术

通常，对缝纫机来说底线是必需使用的，而且大部分缝纫机都是在缝纫机台板下面安置梭芯，随着缝纫机的运作使它能够供应底线。为了不断供应底线，缝纫机操作者需要隔一定周期从缝纫机底部取出用完的梭芯，换上另外一个绕满底线的新梭芯来保证底线的供应，这样才能持续进行缝纫工作。因此，梭芯对于缝纫机来说是属于易耗部件，总体用量非常大。

现有技术中的梭芯均是由手工操作加工，加工效率很低，生产成本较高，很难实现大规模的生产制造，急需产业升级改造。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中存在的不足而提供一种缝纫机梭芯加工机的全自动控制系统。

为解决前述技术问题，本发明采用了以下技术方案：

本发明的一种缝纫机梭芯加工机的全自动控制系统，包括PLC控制器和电机，控制系统还包括送料控制模块、夹持控制模块、切削控制控制模块和卸料控制模块；送料控制模块包括振动盘、坯料传感器和送料气缸，其均与PLC控制器电连接，PLC控制器依据坯料传感器监测送料槽内的梭芯坯料并判定是否发出缺料报警信号，且将梭芯坯料的检出信号作为控制送料气缸启动的条件；夹持控制模块包括夹持气缸和滑杆传感器，其均与PLC控制器电连接，PLC控制器依据滑杆传感器检测的滑杆位置信号判定滑杆是否返回至初始位置，并控制夹持气缸和电机协同工作以夹持梭芯坯料；切削控制模块包括切削气缸和刀具位置检测传感器，其均与PLC控制器电连接，PLC控制器依据刀具传感器检测的刀具位置信号判定刀具在梭芯坯料上的切削深度，并据此控制切削气缸的运动行程；卸料控制模块包括卸料气缸和卸料传感器，其均与PLC控制器电连接，PLC控制器依据卸料传感器检测的卸料杆位置信号判定是否完成卸料，并控制卸料气缸的运动行程。

作为进一步优化，，夹持控制模块还包括与PLC控制器电连接的止动气缸，PLC控制器依据电机的正反转信号判定是否驱动止动气缸工作。

作为进一步优化，坯料传感器为红外传感器或光电传感器，其检测到梭芯坯料时向PLC控制器输出坯料检出信号。

作为进一步优化，滑杆传感器设置在滑杆的初始位置处，其为红外传感器或光电传感器，滑杆位于初始位置处时触发滑杆传感器向PLC控制输出滑杆位置信号。

作为进一步优化，刀具传感器为红外传感器或光电传感器或行程开关，刀具移动至相应位置时触发刀具传感器向PLC控制器输出刀具位置信号，PLC控制器依据刀具位置信号判定是否启动卸料气缸进行卸料。

作为进一步优化，所卸料传感器为红外传感器或光电传感器或行程开关，卸料杆移动到相应位置时触发卸料传感器向PLC控制器输出卸料完成信号。

作为进一步优化，切削控制模块还包括向切削位置提供冷却液的液压泵，该液压泵和PLC控制器电连接，PLC控制器依据刀具位置信号判定是否启动液压泵工作。

由于采用了以上技术方案，本发明具有的有益技术效果如下：

本发明的全自动控制系统控制缝纫机梭芯加工机的控制送料气缸自动送料，缺料时自动发出缺料报警，并控制夹持气缸和电机协同工作实现自动装夹梭芯坯料，控制切削气缸对梭芯坯料自动切削，并控制液压泵及时向切削位置提供冷却液，控制卸料气缸工作将加工好的梭芯成品自动取下，如此周期反复，全程无需人员看护，实现了全自动加工，大大提供了梭芯的自动化加工水平和加工效率，显著降低了梭芯的成本，推动了梭芯加工行业的自动化升级改造。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的全自动控制系统的接线示意图。

图2是本发明的全自动加工设备的整体结构图。

图3是本发明的全自动加工设备的内部结构图。

图4是本发明的送料组件的结构视图。

图5是本发明的夹持组件的结构视图。

图6是本发明的切削组件的结构视图。

图7是本发明的卸料组件的结构视图。

附图标记：

1.外罩；2.机架；3.送料组件；31.振动盘；32.送料槽；33.送料气缸；34.送料推杆；35.推杆座；4.夹持组件；41.旋转主轴；42.滑杆；43.滑杆座；44.滑杆止动机构；45.复位弹簧；46.夹持气缸；5.切削组件；51.切削气缸；52.刀具座；53.切削刀具；54.刀具滑台；6.卸料组件；61.卸料杆；62.卸料气缸；63.卸料座；7.操作板。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

本发明的一种缝纫机梭芯加工机的全自动控制系统，包括PLC控制器和电机，控制系统还包括送料控制模块、夹持控制模块、切削控制控制模块和卸料控制模块；送料控制模块包括振动盘、坯料传感器和送料气缸，其均与PLC控制器电连接，PLC控制器依据坯料传感器监测送料槽内的梭芯坯料并判定是否发出缺料报警信号，且将梭芯坯料的检出信号作为控制送料气缸启动的条件；夹持控制模块包括夹持气缸和滑杆传感器，其均与PLC控制器电连接，PLC控制器依据滑杆传感器检测的滑杆位置信号判定滑杆是否返回至初始位置，并控制夹持气缸和电机协同工作以夹持梭芯坯料；切削控制模块包括切削气缸和刀具位置检测传感器，其均与PLC控制器电连接，PLC控制器依据刀具传感器检测的刀具位置信号判定刀具在梭芯坯料上的切削深度，并据此控制切削气缸的运动行程；卸料控制模块包括卸料气缸和卸料传感器，其均与PLC控制器电连接，PLC控制器依据卸料传感器检测的卸料杆位置信号判定是否完成卸料，并控制卸料气缸的运动行程。

实施例：

如图1至图7所示，本发明的一种缝纫机梭芯加工机的全自动控制系统，包括PLC控制器和电机，控制系统还包括送料控制模块、夹持控制模块、切削控制控制模块和卸料控制模块；送料控制模块包括振动盘、坯料传感器和送料气缸，其均与PLC控制器电连接，PLC控制器依据坯料传感器监测送料槽内的梭芯坯料并判定是否发出缺料报警信号，且将梭芯坯料的检出信号作为控制送料气缸启动的条件；夹持控制模块包括夹持气缸和滑杆传感器，其均与PLC控制器电连接，PLC控制器依据滑杆传感器检测的滑杆位置信号判定滑杆是否返回至初始位置，并控制夹持气缸和电机协同工作以夹持梭芯坯料；切削控制模块包括切削气缸和刀具位置检测传感器，其均与PLC控制器电连接，PLC控制器依据刀具传感器检测的刀具位置信号判定刀具在梭芯坯料上的切削深度，并据此控制切削气缸的运动行程；卸料控制模块包括卸料气缸和卸料传感器，其均与PLC控制器电连接，PLC控制器依据卸料传感器检测的卸料杆位置信号判定是否完成卸料，并控制卸料气缸的运动行程。

需要说明的是，在送料控制模块中还设有检测送料气缸的送料位置的送料传感器，当送料气缸将梭芯坯料推送至加工位置时触发送料传感器发出送料到位信号，PLC控制器控制送料气缸停止推送并在延时5s后控制送料气缸返回初始位置。

在本实施例中，夹持控制模块还包括与PLC控制器电连接的止动气缸，PLC控制器依据电机的正反转信号判定是否驱动止动气缸工作，当PLC控制器驱动电机正转时，夹持气缸推动滑杆靠近旋转轴，当PLC控制器驱动电机反转时，PLC控制器控制止动气缸工作将止动滑块伸入止动凹槽内。

在本实施例中，坯料传感器为红外传感器或光电传感器，其检测到梭芯坯料时向PLC控制器输出坯料检出信号，当坯料传感器检测到送料槽内有梭芯坯料时，PLC控制器收到坯料检出信号，则在下个工作周期时驱动送料气缸工作向加工位进行送料，若坯料传感器没有检测到送料槽内的梭芯坯料，则表示振动盘里已经缺料，PLC控制器控制振动盘停止工作并向用户发出缺料报警信号。

在本实施例中，滑杆传感器设置在滑杆的初始位置处，其为红外传感器或光电传感器，滑杆位于初始位置处时触发滑杆传感器向PLC控制输出滑杆位置信号，若滑杆未回到初始位置，即滑杆传感器没有回到初始位置，PLC则发出报警信号，由于滑杆没有回到初始位置可能在下个工作周期时产生送料机构和夹持机构干涉而导致设备发生损害。

在本实施例中，刀具传感器为红外传感器或光电传感器或行程开关，刀具移动至相应位置时触发刀具传感器向PLC控制器输出刀具位置信号，PLC控制器依据刀具位置信号判定是否启动卸料气缸进行卸料。

在本实施例中，所卸料传感器为红外传感器或光电传感器或行程开关，卸料杆移动到相应位置时触发卸料传感器向PLC控制器输出卸料完成信号。

在本实施例中，切削控制模块还包括向切削位置提供冷却液的液压泵，该液压泵和PLC控制器电连接，PLC控制器依据刀具位置信号判定是否启动液压泵工作，当刀具位于切削位置时，液压泵启动并打开电磁阀开始向切削位置提供切削液，当刀具离开切削位置时，液压泵停止工作，并同时关闭电磁阀停止向切削位置提供切削液。

在本实施例中，PLC控制器控制电机、振动盘等强电器件的详细电路对本领域技术人员来说属于常规的电路，在本实施例中不做详细说明。需要补充说明的是，PLC控制器属于弱电器件，其工作电压为24V直流电，因此需要在电机、振动盘、液压泵的控制电路中增加继电器控制电路，对于气缸等器件，负载比较小的气缸可以用PLC控制器直接控制，对于切削气缸，相对来说负载较大，也需要增加继电器控制电路，以实现弱电压、小电流控制强电压、强电流的功能。

本发明相应一种缝纫机梭芯的全自动加工设备，包括外罩1、机架2、驱动装置以及送料组件3，其包括振动盘31、送料槽32和推杆机构，推杆机构将送料通道中的梭芯坯料推送至加工位；夹持组件4，其包括旋转轴、滑杆42、夹持气缸46和复位弹簧45，旋转轴受驱动装置驱动旋转且其末端部具有锁紧螺柱，滑杆42的前端具有与该锁紧螺柱相适配的锁紧螺母，夹持气缸46位于滑杆42的末端侧，其用于推动滑杆42向前移动并靠近旋转轴以使锁紧螺柱与锁紧螺母相互咬合夹持固定位于二者之间的梭芯坯料，复位弹簧45套设在滑杆42的尾部上以在锁紧螺柱和锁紧螺母分离后使滑杆42快速向后复位；切削组件5，其包括切削刀具53和带动切削刀具53靠近并切削梭芯坯料的切削气缸51；卸料组件6，其包括卸料杆61和带动卸料杆61沿旋转轴的轴线方向移动以使梭芯脱离加工位的卸料气缸62。

需要说明的是，为便于用户操作，外罩1上开设有两扇门，且在机架2上设有供用户操作的操作板7。

需要说明的是，驱动装置包括电机和传动机构，传动机构为齿轮传动机构或皮带传动机构，电机通过传动机构驱动旋转轴转动，该电机为三相异步电动机。机架2上固定安装有驱动装置的基座，电机和传动机构均安装在基座上。

还需要说明的是，送料槽32为长条形，供梭芯坯料从振动盘31的出料口滚落至送料等待位置，一个加工周期开始时，推杆机构的送料推杆34将梭芯坯料送至加工位。

还需要说明的是，振动盘31是一种自动组装或自动加工机械的辅助送料设备。它能把各种产品有序地排列出来，配合自动组装设备将产品各个部位组装起来成为完整的一个产品，或者配合自动加工机械完成对工件的加工。振动盘31的工作原理是，在其料斗下面有个脉冲电磁铁，可以使料斗作垂直方向振动，由倾斜的弹簧片带动料斗绕其垂直轴做扭摆振动。料斗内零件，由于受到这种振动而沿螺旋轨道上升。在上升的过程中经过一系列轨道的筛选或者姿态变化，零件能够按照组装或者加工的要求呈统一状态自动进入组装或者加工位置。其工作目的是通过振动将无序工件自动有序定向排列整齐、准确地输送到下道工序。

需要进一步说明的是，梭芯坯料加工位的范围较为大，其包括了送料组件3将梭芯坯料送至的位置，也包括滑杆42的锁紧螺母和旋转轴的锁紧螺柱将梭芯坯料锁紧固定的位置，这两个位置统称加工位，并不是单单指梭芯坯料被切削加工的位置。

在本实施例中，夹持组件4还包括用滑杆止动机构44，该滑杆止动机构44包括止动滑块和带动止动滑块移动的止动气缸，止动滑块和止动气缸的伸缩杆固定连接，滑杆42上设有沿其轴线方向延伸的止动凹槽，止动滑块可伸入止动凹槽内以阻止滑杆42旋转。

在本实施例中，滑杆止动机构44还包括滑杆座43，滑杆42可前后滑动地且可绕其轴线旋转地设置在滑杆座43内，实际上，在滑杆座43上具有一供滑杆42穿过的通孔，其在滑杆42的两端各安装有一个滚动轴承，滑杆42通过该两个滚动轴承支撑在滑杆座43内，且滑杆42和滚动轴承的内圈之间采用销轴连接，从而使滑杆42即可以在滑杆座43内前后移动，又可以滑杆座43内高速旋转。滑杆座43的侧壁上设有一供止动滑块移动的通孔，夹持气缸46固定安装在滑杆座43上。

在本实施例中，止动滑块的前端部为倾斜面以使得在止动滑动伸入滑杆42的止动凹槽内时，滑杆42的单方向旋转被卡滞而另一方向旋转则不受限制。

需要说明的是，止动滑块前端倾斜面的作用是在止动滑块的一个方向上对滑杆42的旋转进行卡滞，而在滑杆42的另一旋转方向上却不能对阻止滑杆42的旋转，也即止动凹槽的深度应小于倾斜面的长度。

还需要说明的是，止动凹槽的长度应大于滑杆42的前后移动行程范围，当止动滑块伸入止动凹槽内时，滑杆42可以前后滑动但不可以随旋转轴共同旋转，从而便于是锁紧螺母和锁紧螺柱快速脱离。

在本实施例中，推杆机构包括送料气缸33、送料推杆34和推杆座35，该送料气缸33和推杆座35固定安装在机架2上，该推杆座35上具有供送料推杆34滑移的通孔，且在该送料推杆34的前端部具有一钳口，送料槽32和振动盘31的出料口连通，送料推杆34将梭芯坯料由送料槽32的前端部推送至加工位。

需要说明的是，送料推杆34由下向斜上方倾斜，送料推杆34靠近送料槽32的出口处以在送料过程中挡住送料槽32中的梭芯坯料防止其落下，当送料推杆34的钳口位于送料槽32的出口位置时，梭芯坯料才会落入到钳口中。

还需要说明的是，送料气缸33和推杆座35是分别固定在机架2上的，其中的推杆座35的底部只用用螺栓紧固在机架2上，送料气缸33是在其前端部固定安装一连接板，连接板再固定安装在机架2上。

还需要说明的是，送料推杆34的钳口将梭芯坯料推送至加工位后，夹紧气缸工作，推动滑杆42沿其轴线方向快速向前滑动，将梭芯坯料快速套接在锁紧螺柱前侧的圆柱凸台上。

本实施例中，切削刀具53固定在刀具座52上，该刀具座52可滑动地设置在机架2上，切削气缸51固定安装在机架2上，且其气缸推杆与刀具座52连接以推动其滑动。

需要说明的是，气缸推杆和刀具座52固定连接，在机架2上固定设置有一个刀具滑台54，刀具滑台54上设有滑轨，刀具座52上设有与该滑轨相适配的滑槽，气缸推杆伸缩运动时，同时带动刀具座52靠近或远离梭芯坯料。

在本实施例中，卸料杆61的端部为拨叉形状，卸料气缸62固定安装卸料座63上，卸料座63固定在机架2上，卸料座63也可以直接固定在滑杆座43上，卸料杆61整体呈Г形，拨叉位于卸料杆61的下部，且拨叉的开口的尺寸大于旋转轴末端的尺寸，但小于梭芯的外周尺寸，卸料气缸62的伸缩杆和卸料杆61固定连接，卸料杆61在旋转轴的轴线方向上前后移动，其向后端侧移动的最大位置应该是可以将梭芯卸下的位置。

在本实施例中，旋转轴的末端部在于锁紧螺柱相邻的位置处具有一可穿入梭芯中部通孔圆柱凸台，锁紧螺柱和锁紧螺母锁紧后，梭芯被夹持固定在圆柱凸台上，在圆柱凸台的前侧具有一挡沿，滑杆42的前端部为另一挡沿，两个挡沿对梭芯坯料进行固定。

本发明的一种缝纫机梭芯的全自动加工方法，其包括以下步骤：

步骤1.驱动装置驱动旋转轴顺时针或逆时针旋转；

步骤2.推杆机构将梭芯坯料由送料槽32推送至加工位；

步骤3.夹持气缸46推动滑杆42移动进而推动梭芯坯料向前移动以使其受锁紧螺母和锁紧螺柱夹持固定。

步骤4.推杆机构退回至送料槽32的出料口位置。

步骤5.切削气缸51推动刀具靠近梭芯坯料并对其进行切削加工，并在切削完成后推动刀具脱离梭芯成品。

步骤6.驱动装置在刀具脱离后产生反转，锁紧螺母和锁紧螺柱相互分离，滑杆42在复位弹簧45作用下向后移动并复位。

步骤7.卸料气缸62推动卸料杆61向后移动将梭芯成品脱离加工位进行卸料后进入下一工作周期。

在本实施例中，夹持组件4还包括用滑杆止动机构44，该滑杆止动机构44包括止动滑块和止动气缸，滑杆42上设有沿其轴线方向延伸的止动凹槽，在前述步骤6中，止动气缸推动止动滑块进入止动凹槽内以阻止滑动杆旋转但不限制其在轴线方向的移动。

需要说明的是，当滑杆42靠近旋转轴时，旋转轴正向旋转时，锁紧螺母和锁紧螺柱快速咬合，将梭芯坯料夹紧，加工完成后，旋转轴方向旋转，锁紧螺母和锁紧螺柱快速分离，仅当锁紧螺母和锁紧螺柱分离时，止动滑块才伸入止动凹槽内。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种缝纫机梭芯加工机的全自动控制系统，包括PLC控制器和电机，所述控制系统还包括送料控制模块、夹持控制模块、切削控制控制模块和卸料控制模块；其特征在于，

所述送料控制模块包括振动盘、坯料传感器和送料气缸，其均与PLC控制器电连接，所述PLC控制器依据坯料传感器监测送料槽内的梭芯坯料并判定是否发出缺料报警信号，且将梭芯坯料的检出信号作为控制送料气缸启动的条件；

所述夹持控制模块包括夹持气缸和滑杆传感器，其均与PLC控制器电连接，所述PLC控制器依据滑杆传感器检测的滑杆位置信号判定滑杆是否返回至初始位置，并控制夹持气缸和电机协同工作以夹持梭芯坯料；

所述切削控制模块包括切削气缸和刀具位置检测传感器，其均与PLC控制器电连接，所述PLC控制器依据刀具传感器检测的刀具位置信号判定刀具在梭芯坯料上的切削深度，并据此控制切削气缸的运动行程；

所述卸料控制模块包括卸料气缸和卸料传感器，其均与PLC控制器电连接，所述PLC控制器依据卸料传感器检测的卸料杆位置信号判定是否完成卸料，并控制卸料气缸的运动行程。

2.根据权利要求1所述的一种缝纫机梭芯加工机的全自动控制系统，其特征在于，所述夹持控制模块还包括与PLC控制器电连接的止动气缸，所述PLC控制器依据电机的正反转信号判定是否驱动止动气缸工作。

3.根据权利要求1所述的一种缝纫机梭芯加工机的全自动控制系统，其特征在于，所述坯料传感器为红外传感器或光电传感器，其检测到梭芯坯料时向PLC控制器输出坯料检出信号。

4.根据权利要求1所述的一种缝纫机梭芯加工机的全自动控制系统，其特征在于，所述滑杆传感器设置在滑杆的初始位置处，其为红外传感器或光电传感器，滑杆位于初始位置处时触发滑杆传感器向PLC控制输出滑杆位置信号。

5.根据权利要求1所述的一种缝纫机梭芯加工机的全自动控制系统，其特征在于，所述刀具传感器为红外传感器或光电传感器或行程开关，刀具移动至相应位置时触发刀具传感器向PLC控制器输出刀具位置信号，PLC控制器依据刀具位置信号判定是否启动卸料气缸进行卸料。

6.根据权利要求1所述的一种缝纫机梭芯加工机的全自动控制系统，其特征在于，所卸料传感器为红外传感器或光电传感器或行程开关，卸料杆移动到相应位置时触发卸料传感器向PLC控制器输出卸料完成信号。

7.根据权利要求1所述的缝纫机梭芯加工机的全自动控制系统，其特征在于，所述切削控制模块还包括向切削位置提供冷却液的液泵，该液泵和PLC控制器电连接，PLC控制器依据刀具位置信号判定是否启动液泵工作。