CN112605320A - 琴弦自动加工设备及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种琴弦自动加工设备，包括头拧机构、前部夹弦机构、后部夹弦机构、琴弦交叉打圈机构以及琴弦定长机构，前部夹弦机构安装在琴弦定长机构上并随琴弦定长机构一起移动，琴弦交叉打圈机构固定在头拧机构上并随头拧机构直线移动，后部夹弦机构位于头拧机构的后部，并与头拧机构和琴弦交叉打圈机构一起位于琴弦线的同侧，前部夹弦机构和琴弦定长机构则位于琴弦线的另一侧。本发明还公开使用该设备进行琴弦自动加工的方法。本发明提高琴弦头拧的精度、效率，从而提高琴弦的良品率、重复性和稳定性。

Description

琴弦自动加工设备及其方法

技术领域

本发明属于琴弦加工技术领域，特别涉及一种琴弦自动加工设备及其方法。

背景技术

钢琴的琴弦由高强度高弹性的特殊钢种制造，通过定长裁剪，两端拧出麻花状的头拧头，再固定于弦轴上，通过弦轴张紧产生张力。目前行业内单根琴弦的生产尚停留在人工操作的层面，由人工根据作业经验目测决定头拧头部分预留的长度，经由交叉打圈、缠花、绕卷、去尾等步骤完成一端的头拧头，如图1所示。图中所示，制成的琴弦包括弦圈①、缠花②、绕卷③、卷尾⑤和弦身⑥，头拧头长度④包括弦圈①、缠花②、绕卷③的长度和。这种人工制作的方式存在很多问题：第一，琴弦头拧头长度的精度无法控制，导致同批琴弦总长有较大误差，而琴弦长度决定振幅，影响音色，因此即使是同一批同型号的钢琴质量也存在较大偏差；第二，作业的质量、效率受限于人工的操作熟练度，培训一个合格的操作工，在人力、物力方面均需投入较大成本。

目前行业内已有针对这种人工头拧操作进行的部分半自动化措施，比如定长裁剪、缠花、绕卷工序。定长裁剪已基本全自动化，通过弦盘牵引琴弦至拉直机上，拉直机自动伸直钢丝，由传感器感知长度发出裁剪指令，自动剪刀剪断钢丝；缠花、绕卷工序实现半自动化，采用一个伺服电机带动头拧头旋转，人工辅助完成头拧作业。针对其中的交叉打圈、琴弦夹持、去尾等较复杂工序尚无法实现自动化，仍依赖人工。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种琴弦自动加工设备及其方法，以替代现有的人工作业方式，以提高琴弦头拧的精度、效率，从而提高琴弦的良品率、重复性和稳定性。

本发明是这样实现的，提供一种琴弦自动加工设备，包括用于给琴弦线前段进行头拧加工的头拧机构、用于夹紧琴弦线前端并辅助头拧加工的前部夹弦机构、用于在头拧加工时夹紧琴弦线后段并在琴弦线被牵引至定长后剪断琴弦线的后部夹弦机构、用于加工琴弦的弦圈并辅助头拧加工的琴弦交叉打圈机构以及用于通过驱动前部夹弦机构牵引琴弦线至设定长度的琴弦定长机构，所述前部夹弦机构安装在琴弦定长机构上并随琴弦定长机构一起移动，所述琴弦交叉打圈机构固定在头拧机构上并随头拧机构直线移动，所述后部夹弦机构位于头拧机构的后部，并与头拧机构和琴弦交叉打圈机构一起位于琴弦线的同侧，所述前部夹弦机构和琴弦定长机构则位于琴弦线的另一侧。

本发明是这样实现的，还提供一种琴弦自动加工的方法，其使用如前所述的琴弦自动加工设备，包括如下步骤：

步骤一、前部夹弦机构的从其初始位置开始动作，夹紧调直后的琴弦线的前段，然后牵引琴弦线并平移经过头拧机构所在位置，琴弦线的前段将用于头拧加工；

步骤二、琴弦交叉打圈机构动作，将琴弦线压住在头拧机构上，前部夹弦机构松开琴弦线，然后回退至初始位置；

步骤三、前部夹弦机构向琴弦线所在方向倾斜，与琴弦线的夹角为α，琴弦交叉打圈机构转动，将琴弦线的前段绕头拧机构旋转打圈成为弦圈，并使琴弦线的前段与位于水平位置的琴弦线交叉，两者之间的夹角也为α，前部夹弦机构回退并夹紧琴弦线的前端，琴弦交叉打圈机构复位，后部夹弦机构辅助夹稳琴弦线；

步骤四、头拧机构转动并同时后移实现琴弦线的缠花制作；

步骤五、前部夹弦机构转动，使其与琴弦线的夹角为β，夹角β大于夹角α，头拧机构转动实现琴弦线的绕卷制作，绕卷制作完成后，前部夹弦机构动作完成琴弦的去尾，以保留初设定的卷尾留长；

步骤六、前部夹弦机构夹紧琴弦线的弦身，头拧机构复位；

步骤七、琴弦定长机构驱动前部夹弦机构移动并通过前部夹弦机构带动琴弦线向前移动至设定长度，后部夹弦机构剪断琴弦线，完成琴弦整个制作过程。

与现有技术相比，本发明的琴弦自动加工设备及其方法，设置头拧机构、前部夹弦机构、后部夹弦机构、琴弦交叉打圈机构以及琴弦定长机构，自动地完成琴弦线的弦圈加工、头拧加工和定长剪断工序。本发明优化改善了打圈、头拧、定长裁剪的工艺过程，先进行打圈和头拧作业，再实施定长裁剪，获得一根具有头拧头的可用的琴弦成品，完成裁剪后开始下一循环，由此实现自动化循环。与现有的人工作业方式相比，本发明加工的琴弦头拧精度高、加工效率高，而且琴弦的良品率高、重复性好和稳定性高。

附图说明

图1为琴弦的头拧部位的示意图；

图2为本发明的琴弦自动加工设备一较佳实施例的立体示意图；

图3中图2的俯视图；

图4为图2中头拧机构的立体示意图；

图5为图4中头拧头组件的立体示意图；

图6为图4中头拧头组件的侧视图；

图7为图4中头拧驱动组件的剖面示意图；

图8为图4中头拧直线移动组件的立体示意图；

图9为图2中前部夹弦机构的立体示意图；

图10为图9为夹弦基座组件的立体示意图；

图11为图9中摆动座组件的立体示意图；

图12为图9中第一夹弦组件的立体示意图；

图13为图12中第一气动夹爪组件处于开启状态的立体示意图；

图14为图12中第一气动夹爪组件处于闭合状态的立体示意图；

图15为图13的第一气动夹爪组件主视图；

图16为图15的左视图；

图17为图9中的琴弦去尾剪刀组件的立体示意图；

图18-1至图18-4为图9中的琴弦去尾剪刀组件的各动作状态的示意图；

图19为图2中后部夹弦机构的立体示意图；

图20为图2中头拧机构和琴弦交叉打圈机构组合状态立体示意图；

图21为图20中交叉打圈头的立体示意图；

图22为图2中前部夹弦机构和琴弦定长机构组合状态立体示意图；

图23为图2中琴弦调直机构的立体示意图；

图24-1至图24-10为本发明的琴弦自动加工方法各步骤的示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请同时参照参照图2和图3所示，本发明琴弦自动加工设备的较佳实施例，包括用于给琴弦线X前段进行头拧加工的头拧机构1、用于夹紧琴弦线X前端并辅助头拧加工的前部夹弦机构2、用于在琴弦线X前段进行头拧加工时夹紧琴弦线X后段并在琴弦线X被牵引至定长后剪断琴弦线X的后部夹弦机构3、用于加工琴弦的弦圈并辅助头拧加工的琴弦交叉打圈机构4、用于通过驱动前部夹弦机构2牵引琴弦线X至设定长度的琴弦定长机构5以及用于调直琴弦线X的琴弦调直机构6。本发明琴弦自动加工设备还包括承载加工完成的琴弦成品的出料框7、保护罩8以及控制台（图中未示出）。

所述前部夹弦机构2安装在琴弦定长机构5上并随琴弦定长机构5一起移动，所述琴弦交叉打圈机构4固定在头拧机构1上并随头拧机构1直线移动。所述后部夹弦机构3位于头拧机构1的后部，并与头拧机构1和琴弦交叉打圈机构4一起位于琴弦线X的同侧，所述前部夹弦机构2和琴弦定长机构5则位于琴弦线X的另一侧。所述琴弦调直机构6设置在琴弦线X的尾段。

请参照图4所示，所述头拧机构1的运动方向与琴弦线X的夹角为大于90°、小于180°的钝角，如图3所示的夹角C，夹角A与夹角C互为补角。所述头拧机构1包括头拧头组件11、头拧驱动组件12、头拧基座13、头拧直线移动驱动伺服减速电机14和气电滑环15。

请同时参照图5和图6所示，所述头拧头组件11包括头拧杆111、托弦板112、挂弦钉113、弦钉气缸114和定位杆115。所述头拧驱动组件12驱动头拧杆111旋转。所述托弦板112安装在头拧杆111的顶面起到托起琴弦线X的作用，防止在琴弦线X在交叉打圈时掉落。所述弦钉气缸114固定在头拧杆111的前端，所述挂弦钉113固定在弦钉气缸114的缸杆上。所述弦钉气缸114的缸杆顶出时，所述挂弦钉113高出托弦板112所处的平面，所述弦钉气缸114的缸杆回退时，所述挂弦钉113的顶端不高于托弦板112所处的平面，在琴弦线X完成头拧后即可自由与挂弦钉113脱开。所述定位杆115用于确定头拧杆111的初始位置。

所述挂弦钉113的根部处于头拧杆111的回转轴线上。所述挂弦钉113轴线与头拧杆111轴线在竖直方向的投影夹角为锐角θ。琴弦线X被交叉打圈后会呈结状缠绕在挂弦钉113的根部，这样当头拧杆111旋转到朝向地面时，确保琴弦由于张力的作用不会脱开挂弦钉113。所述头拧杆111的轴线与前部夹弦机构2的轴线在水平方向的投影夹角为钝角B。

请同时参照图4、图7所示，所述头拧驱动组件12包括转轴121、转轴箱122和头拧旋转驱动伺服减速电机123，以及驱动转轴箱122直线移动的头拧直线移动组件124。所述头拧头组件11设置在转轴121上，所述头拧头组件11跟随转轴121一起旋转。所述头拧杆111通过螺栓固定在转轴121上并与转轴121同步旋转。所述头拧旋转驱动伺服减速电机123通过转轴箱122驱动转轴121转动。

所述头拧基座13固定于地面，与琴弦线X平行。所述头拧头组件11与琴弦线X呈大于90°、小于180°的钝角，如图3所示的夹角C，由所述头拧直线移动驱动伺服减速电机14驱动在头拧直线移动组件124上滑动。

请参照图7所示，所述转轴箱122包括箱体1221、主轴1222、输入轴1223、输入齿轮1224以及主轴齿轮1225，还包括支撑主轴1222和输入轴1223的滚子轴承、挡圈、端盖等。所述箱体1221通过安装在其底部的螺母与头拧直线移动组件124的滚珠螺杆1241相连，由头拧直线移动组件124的头拧驱动伺服电机1242驱动整体移动。所述头拧旋转驱动伺服减速电机123驱动输入轴1223，所述输入轴1223带动输入齿轮1224将头拧旋转驱动伺服减速电机123的扭矩及转速传递给主轴齿轮1225，并带动主轴1222旋转，从而带动与主轴1222相连的头拧杆111旋转。所述主轴1222是中空的，其尾端连接气电滑环15的旋转部分。所述头拧头组件11的气管通过主轴1222中空部分与气电滑环15的旋转部分相连接，实现供气。

请同时参照图7和图8所示，所述头拧直线移动组件124包括直移滚珠螺杆1241、头拧驱动伺服电机1242、直移电机座1243、直移螺母1245、直移直线导轨1246、直移滑块1247和直移轴承座1244，还包括支撑直移滚珠螺杆1241的轴承、挡圈、联轴器等。所述直移电机座1243固定于头拧基座13上，并安装有头拧驱动伺服电机1242。所述直移螺母1245、直移滑块1247与转轴箱122固连。所述直移滚珠螺杆1241与直移螺母1245配合，所述直移滚珠螺杆1241旋转，则直移螺母1245直线移动。所述直移滚珠螺杆1241与头拧驱动伺服电机1242直连，由后者驱动旋转。

请同时参照图2、图3以及图9所示，所述前部夹弦机构2包括第一夹弦组件21、摆动座组件22、夹弦基座组件23和琴弦去尾剪刀组件24。所述夹弦基座组件23安装在琴弦定长机构5上并在琴弦定长机构5上移动。所述摆动座组件22安装在夹弦基座组件23上，所述第一夹弦组件21和琴弦去尾剪刀组件24分别安装在摆动座组件22上。所述摆动座组件22驱动第一夹弦组件21和琴弦去尾剪刀组件24以头拧杆111的轴线和挂弦钉113的轴线的相交点为中心水平摆动。

请同时参照图9和图10所示，所述夹弦基座组件23包括基座本体231、夹弦电机座232、前部夹弦直线移动驱动伺服减速电机233、夹弦滚珠螺杆234、夹弦螺母235、夹弦直线导轨236、夹弦滑块237以及轴承座238，还包括支撑夹弦滚珠螺杆234的轴承、挡圈、联轴器等。所述夹弦电机座232固定于基座本体231上，并安装有前部夹弦直线移动驱动伺服减速电机233。所述夹弦螺母235、夹弦滑块237与摆动座组件22固连。所述夹弦滚珠螺杆234与夹弦螺母235配合，所述夹弦滚珠螺杆234旋转则夹弦螺母235直线移动。所述夹弦滚珠螺杆234与前部夹弦直线移动驱动伺服减速电机233直连，由后者驱动旋转。

请同时参照图9和图11所示，所述摆动座组件22包括摆动座支架221和摆动螺母座222。所述摆动螺母座222固定于摆动座支架221的底部，并与摆动螺母固连，跟随摆动螺母同步移动。

请同时参照图9和图12所示，所述第一夹弦组件21包括第一夹弦座211、第一气爪支架212、第一夹弦直线导轨213、第一气动夹爪组件214、第一气缸215、第一摆动驱动伺服减速电机216、第一驱动齿轮217、第一滑块及滚轮218、弧形导轨219、齿圈2110及推料气缸2111。所述弧形导轨219、齿圈2110分别固定于摆动座组件22的摆动座支架21上。所述第一夹弦座211及其上部件、第一摆动驱动伺服减速电机216固连于夹弦基座组件23的夹弦滑块237及滚轮上，由所述第一摆动驱动伺服减速电机216驱动直连其上的第一驱动齿轮217，并与齿圈2110啮合，带动第一夹弦座211、琴弦去尾剪刀组件24整体绕齿圈2110中心转动，转动角度大于0°且小于90°，即实现前部夹弦机构2的摆动。所述第一气动夹爪组件214与第一气爪支架212固连，所述第一气爪支架212安装在第一夹弦直线导轨213的滑块上，由所述第一气缸215带动实现第一气动夹爪组件214的前伸与缩回。所述第一夹弦直线导轨213固连在第一夹弦座211上，琴弦去尾剪刀组件24安装于第一夹弦座211上，跟随第一夹弦座211同步摆动。所述推料气缸2111固连在第一夹弦座211上，所述推料气缸2111的缸杆端部安装有推料板（图中未示出），用于头拧完成后推出成品琴弦。

请同时参照图13、图14、图15和图16所示，所述第一气动夹爪组件214包括第一气动夹爪气缸2141，第一上夹爪2142、第一下夹爪2143、第一导向锥杆2144及第一调节锁紧螺母2145。所述第一上夹爪2142与第一下夹爪2143之间实现-2°~23°的开合。所述第一上夹爪2142与第一下夹爪2143处于闭合状态时进行琴弦线X的夹紧。所述第一上夹爪2142和第一下夹爪2143分别安装在第一气动夹爪气缸2141的上下开合连接件上。在所述第一上夹爪2142和第一下夹爪2143本体上分别设置有多个螺纹孔，分别用于安装第一导向锥杆2144。在所述第一上夹爪2142和第一下夹爪2143相对的接触面上分别设置两道相互垂直的第一纵向凹槽2146和第一横向凹槽2147。当夹紧琴弦线X时，琴弦线X被第一纵向凹槽2146纵向夹紧，或者琴弦线X被第一横向凹槽2147横向夹紧。每个所述第一导向锥杆2144端部呈锥形，其尾部有螺纹，通过与第一上夹爪2142、第一下夹爪2143的螺纹孔配合，来调节第一导向锥杆2144的锥形部分伸出第一上夹爪2142和第一下夹爪2143相对的接触面的高度，高度调节完成后由第一调节锁紧螺母2145进行锁紧。所述第一上夹爪2142和第一下夹爪2143上正对第一导向锥杆2144锥形部分分别设有容纳第一导向锥杆2144的锥形部分插入的下槽2148和上槽2149，确保第一上夹爪2142和第一下夹爪2143的闭合无障碍。所述第一导向锥杆2144分别安装在第一纵向凹槽2146或者第一横向凹槽2147的两侧，形成一个V型槽。当琴弦线X被交叉打圈后的端部直线段处于第一上夹爪2142和第一下夹爪2143的夹爪内时，因不可控及精度的原因，琴弦线X相对第一纵向凹槽2146可能会偏离少许，因此该V型槽可有效将琴弦线X导向回第一纵向凹槽2146内，确保琴弦头拧时的相对角度不变而提高可靠性。所述第一横向凹槽2147及相应的第一导向锥杆2144作用与第一纵向凹槽2146的相同，只是第一横向凹槽2147用于夹紧横向琴弦线X，并完成拉弦功能。

请同时参照图17、图18-1至图18-4所示，所述琴弦去尾剪刀组件24包括尾剪支架241、剪刀架242、尾剪气动剪刀243、尾剪升降气缸244、尾剪伸缩气缸245、尾剪水平直线导轨246及尾剪竖直直线导轨247。所述尾剪水平直线导轨246、尾剪伸缩气缸245固定在第一夹弦座211上，所述尾剪支架241与尾剪水平直线导轨246的滑块固连，并于尾剪伸缩气缸245的缸杆固连，由尾剪伸缩气缸245推动在尾剪水平直线导轨246上水平滑动。所述尾剪竖直直线导轨247、尾剪升降气缸244固定在尾剪支架241上。所述尾剪气动剪刀243固连在剪刀架242上，所述剪刀架242安装在尾剪竖直直线导轨247的滑块上，并与尾剪升降气缸244的缸杆固连，由尾剪升降气缸244推动在尾剪竖直直线导轨247上垂直滑动。所述琴弦去尾剪刀组件24执行尾剪去尾剪刀243的伸出→升起→裁剪→落下→缩回的动作流程，如图18-1至图18-4所示。图中，半箭头所示方向为琴弦去尾剪刀组件24的运动方向，空心大箭头显示工序流动方向。琴弦去尾剪刀组件24的伸出状态如图18-1所示，其升起和裁减状态如图18-2所示，其落下状态如图18-3所示，其缩回状态如图18-4所示。所述尾剪气动剪刀243的剪刀口升起后会超出第一气动夹爪组件214闭合后夹紧的琴弦线X，便于尾剪气动剪刀243剪断琴弦线X。

请同时参照图3和图19所示，所述后部夹弦机构3的运动方向垂直于琴弦线X，如图3中所示的夹角D。所述后部夹弦机构3包括后部夹弦底座31、第二夹弦组件32、定长剪刀33、后部夹弦直线导轨34、后部夹弦气缸35、后部夹弦气爪支架36。后部夹弦底座31固定于地面之上，其上固定有后部夹弦直线导轨34。第二夹弦组件32安装在后部夹弦气爪支架36上。后部夹弦气爪支架36固连于后部夹弦直线导轨34的滑块上，并与后部夹弦气缸35的缸杆固连，由后部夹弦气缸35驱动，带动第二夹弦组件32在后部夹弦直线导轨34上滑动。定长剪刀33固定于后部夹弦气爪支架36的侧面，与第二夹弦组件32平行，与第二夹弦组件32同步移动，且定长剪刀33的剪刀口会超出第二夹弦组件32闭合后夹紧的琴弦线X，便于定长剪刀33剪断琴弦线X，第二夹弦组件32与琴弦线X垂直，且位于前部夹弦机构2的后侧。

请同时参照图20和图21所示，所述琴弦交叉打圈机构4包括打圈支架41、交叉打圈头42、打圈头升降气缸43和打圈头摆角气缸44。所述打圈支架41固定在头拧机构1的转轴箱122上。所述打圈头升降气缸43固定在打圈支架41上，所述打圈头摆角气缸44固定在打圈头升降气缸43的缸杆上，所述交叉打圈头42固定在打圈头摆角气缸44的缸杆上。在所述交叉打圈头42的底部设置用于避让挂弦钉113的孔槽46。在所述交叉打圈头42上设置打圈杆45。所述打圈杆45的轴线与交叉打圈头42轴线的夹角为锐角ψ，所述打圈杆45的端部伸出交叉打圈头42的底部所在平面。

所述打圈杆45通过螺纹副与交叉打圈头42联接，其伸出交叉打圈头42的底部所在平面的高度通过螺纹副调整。所述打圈杆45的端部呈圆锥状。

所述头拧头组件11有效固定琴弦的弦圈，防止琴弦线打圈回转过程中琴弦线X掉落脱开；在琴弦交叉打圈机构4中设置打圈杆45，有效固定琴弦线本体和交叉打圈后的尾端的方向，防止头拧过程中琴弦线X产生偏移而失效。

请同时参照图3和图22所示，所述琴弦定长机构5的运动方向平行于琴弦线X。所述琴弦定长机构5包括定长底座51、定长移动导轨52、定长驱动伺服减速电机53和定长连接座54。定长底座51固定于地面，定长移动导轨52固定于定长底座51上，定长驱动伺服减速电机53固定在定长连接座54上，定长连接座54安装于定长底座51上，由定长驱动伺服减速电机53驱动，沿定长移动导轨直线52移动，定长移动导轨52与琴弦线X平行，前部夹弦机构2安装在定长连接座54上。

请同时参照图3和图23所示，由于琴弦线初始状态被成卷状卷绕在弦盘上，琴弦线呈螺旋状形变，故需要先对琴弦线进行矫直处理，由琴弦调直机构6实施矫直作业。所述琴弦调直机构6包括调直底座61、琴弦线导向套62、调直滚轮63。调直底座61固定于地面之上，琴弦线导向套62固定于调直底座61上，调直滚轮63固定于调直底座61上，位于琴弦线导向套62的正后方，琴弦线导向套62的轴线与调直滚轮63的中心轴线共线，被调直滚轮63调直的琴弦线X从琴弦线导向套62的中心孔中穿出。所述琴弦调直机构6在琴弦线头拧作业前和作业中，以及定长剪断过程中均实施调直作业。

请同时参照图3、图24-1至图24-10所示，本发明还公开一种琴弦自动加工的方法，其使用如前所述的琴弦自动加工设备，包括如下步骤：

1、准备工作：由人工将琴弦卷放置在弦盘上，并将琴弦线牵引出过渡机构至琴弦调直机构6处，通过调直滚轮63、琴弦线导向套62导向，并向前引出一段至定长剪刀33的剪刀口处；调整调直滚轮63的间隙，确保琴弦线被调直。

2、自动头拧工作：

（21）前部夹弦机构2处于初始位置，第一夹弦组件21前伸出并夹住琴弦线X的前部，如图24-1所示。

（22）向头拧机构1方向拉出一段琴弦线X，头拧机构1的头拧驱动组件12驱动头拧杆111向前移动，并使挂弦钉113紧靠琴弦线X，如图24-2所示。

（23）前部夹弦机构2回到初始位置，如图24-3所示。

（24）第一摆动驱动伺服减速电机216驱动第一气动夹爪组件214调整摆角，使第一气动夹爪组件214与琴弦线X构成一个夹角α，且使头拧机构1的主轴线位于这个夹角α的角平分线上，如图24-4所示。

（25）琴弦交叉打圈机构4的打圈头升降气缸43降下，使交叉打圈头42包覆挂弦钉113，打圈头摆角气缸44旋转，将由第一夹弦组件21拉出并超过挂弦钉113轴线的一段琴弦线X沿交叉打圈头42与头拧头组件11构成的间隙中回绕，使回绕后的琴弦线X与第一夹弦组件21的轴线重合，第一气动夹爪组件214动作并夹稳琴弦线X、后部夹弦机构3辅助夹稳琴弦线X，完成后琴弦交叉打圈机构4的打圈头升降气缸43升起复位，如图24-5所示。

（26）头拧机构1向夹角α的角平分线反方向移动并旋转，第一气动夹爪组件214配合前伸，琴弦调直机构6配合调直琴弦线X，完成对琴弦线X的缠花制作，如图24-6所示。

（27）第一摆动驱动伺服减速电机216驱动第一气动夹爪组件214再次调整摆角，使第一气动夹爪组件214与琴弦线X构成一个夹角β，该夹角β大于夹角α，且大于90°，如图24-7所示。

（28）头拧机构1继续沿原方向移动并旋转，完成对琴弦线X的绕卷制作，完成后，由琴弦去尾剪刀组件24完成琴弦线端部的去尾工作，保证初设定的卷尾留长，如图24-8所示。

（29）第一摆动驱动伺服减速电机216驱动第一气动夹爪组件214再次调整摆角，使第一气动夹爪组件214与琴弦线X构成的夹角为90°，第一夹弦组件21前伸出并夹住琴弦线X，如图24-9所示。

（210）头拧机构1的挂弦钉113落下，脱开琴弦的弦圈，之后头拧机构1整体向后移动避让第一夹弦组件21，琴弦定长机构5带动前部夹弦机构2，将琴弦线X向出料方向拉伸预定的长度，并由后部夹弦机构3的定长剪刀33完成琴弦线X尾段的定长剪断，如图24-10所示。

（211）制成的琴弦成品落入出料框7被收纳出料，琴弦定长机构5和前部夹弦机构2回到初始位置准备下一个工作循环。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种琴弦自动加工设备，其特征在于，包括用于给琴弦线前段进行头拧加工的头拧机构、用于夹紧琴弦线前端并辅助头拧加工的前部夹弦机构、用于在头拧加工时夹紧琴弦线后段并在琴弦线被牵引至定长后剪断琴弦线的后部夹弦机构、用于加工琴弦的弦圈并辅助头拧加工的琴弦交叉打圈机构以及用于通过驱动前部夹弦机构牵引琴弦线至设定长度的琴弦定长机构，所述前部夹弦机构安装在琴弦定长机构上并随琴弦定长机构一起移动，所述琴弦交叉打圈机构固定在头拧机构上并随头拧机构直线移动，所述后部夹弦机构位于头拧机构的后部，并与头拧机构和琴弦交叉打圈机构一起位于琴弦线的同侧，所述前部夹弦机构和琴弦定长机构则位于琴弦线的另一侧。

2.如权利要求1所述的琴弦自动加工设备，其特征在于，所述头拧机构的运动方向与琴弦线的夹角为大于90°、小于180°的钝角，所述头拧机构包括头拧头组件和头拧驱动组件，所述头拧头组件包括头拧杆、托弦板、挂弦钉和弦钉气缸，所述头拧驱动组件驱动头拧杆旋转，所述托弦板安装在头拧杆的顶面起到托起琴弦线的作用，所述弦钉气缸固定在头拧杆的前端，所述挂弦钉固定在弦钉气缸的缸杆上，所述弦钉气缸的缸杆顶出时，所述挂弦钉高出托弦板所处的平面，所述弦钉气缸的缸杆回退时，所述挂弦钉的顶端不高于托弦板所处的平面。

3.如权利要求2所述的琴弦自动加工设备，其特征在于，所述挂弦钉的根部处于头拧杆的回转轴线上，所述挂弦钉轴线与头拧杆轴线在竖直方向的投影夹角为锐角，所述头拧杆的轴线与前部夹弦机构的轴线在水平方向的投影夹角为钝角。

4.如权利要求2所述的琴弦自动加工设备，其特征在于，所述头拧驱动组件包括转轴、转轴箱和头拧旋转驱动伺服减速电机，以及驱动转轴箱直线移动的头拧直线移动组件，所述头拧头组件设置在转轴上，所述头拧杆通过螺栓固定在转轴上并与转轴同步旋转，所述头拧旋转驱动伺服减速电机通过转轴箱驱动转轴转动。

5.如权利要求4所述的琴弦自动加工设备，其特征在于，所述琴弦交叉打圈机构包括打圈支架、交叉打圈头、打圈头升降气缸和打圈头摆角气缸，所述打圈支架固定在头拧机构的转轴箱上，所述打圈头升降气缸固定在打圈支架上，所述打圈头摆角气缸固定在打圈头升降气缸的缸杆上，所述交叉打圈头固定在打圈头摆角气缸的缸杆上，在所述交叉打圈头的底部设置用于避让挂弦钉的孔槽，在所述交叉打圈头上设置打圈杆，所述打圈杆的轴线与交叉打圈头轴线的夹角为锐角，所述打圈杆的端部伸出交叉打圈头的底部所在平面。

6.如权利要求5所述的琴弦自动加工设备，其特征在于，所述打圈杆通过螺纹副与交叉打圈头联接，其伸出交叉打圈头的底部所在平面的高度通过螺纹副调整。

7.如权利要求5所述的琴弦自动加工设备，其特征在于，所述打圈杆的端部呈圆锥状。

8.如权利要求1所述的琴弦自动加工设备，其特征在于，还包括用于调直琴弦线的琴弦调直机构，所述琴弦调直机构包括调直底座、琴弦线导向套、调直滚轮，调直底座固定于地面之上，琴弦导向套固定于调直底座上，调直滚轮固定于调直底座上，位于琴弦导向套的正后方，琴弦导向套的轴线与调直滚轮的中心轴线共线，被调直滚轮调直的琴弦线从琴弦线导向套的中心孔中穿出。

9.一种琴弦自动加工的方法，其特征在于，其使用如权利要求1至8中任意一项所述的琴弦自动加工设备，包括如下步骤：

步骤一、前部夹弦机构的从其初始位置开始动作，夹紧调直后的琴弦线的前段，然后牵引琴弦线并平移经过头拧机构所在位置，琴弦线的前段将用于头拧加工；

步骤二、琴弦交叉打圈机构动作，将琴弦线压住在头拧机构上，前部夹弦机构松开琴弦线，然后回退至初始位置；

步骤三、前部夹弦机构向琴弦线所在方向倾斜，与琴弦线的夹角为α，琴弦交叉打圈机构转动，将琴弦线的前段绕头拧机构旋转打圈成为弦圈，并使琴弦线的前段与位于水平位置的琴弦线交叉，两者之间的夹角也为α，前部夹弦机构回退并夹紧琴弦线的前端，琴弦交叉打圈机构复位，后部夹弦机构辅助夹稳琴弦线；

步骤四、头拧机构转动并同时后移实现琴弦线的缠花制作；

步骤五、前部夹弦机构转动，使其与琴弦线的夹角为β，夹角β大于夹角α，头拧机构转动实现琴弦线的绕卷制作，绕卷制作完成后，前部夹弦机构动作完成琴弦的去尾，以保留初设定的卷尾留长；

步骤六、前部夹弦机构夹紧琴弦线的弦身，头拧机构复位；

步骤七、琴弦定长机构驱动前部夹弦机构移动并通过前部夹弦机构带动琴弦线向前移动至设定长度，后部夹弦机构剪断琴弦线，完成琴弦整个制作过程。

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