CN1908281A - 多头缝纫或刺绣机框架的承载和导向驱动方法及其装置 - Google Patents

Abstract

一种多头缝纫或刺绣机框架的承载和导向驱动方法和装置，将改变传统的台面直接承载框架重量方式，甚至无须传统的台面。使用既可承载又可导向驱动框架的装置，可以消除框架与台面间的磨擦阻力和运动干涉。装置包括直线驱动机构；承载及导向机构组。承载及导向机构组的上部与框架固接，下部固定在机架或与机架固接的支座或直线驱动机构支座上。驱动装置承接与其相连接的框架及框架上被缝制物的荷重，并将此荷重传递至机架，它既可承载又可导向驱动框架。图示是一种在X向上设置2组4个框架驱动装置，Y向上设置2个直向集成的框架驱动装置，在驱动源100、直线驱动机构2、承载及导向机构组1作用下，驱动框架7的框体A73和框体B74做平面运动。

Description

多头缝纫或刺绣机框架的承载和导向驱动方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种多头缝纫或刺绣机框架的承载和导向驱动方法及其装置，尤其是一种用于使框架在X向及与X向垂直的Y向所组成的X、Y水平平面移动的框架承载和导向驱动方法及其装置。

现有技术

目前，多头缝纫或刺绣机的框架驱动能否准确快速地按照计算机指令信息进行移动是提高缝纫和刺绣产品质量和效能的关键。为了提高缝纫或刺绣机移送带被缝制物的框架的平面移动精度，人们在增强缝纫或刺绣机框架的强度、以及减小驱动机构的传动误差方面做了许多努力。中国专利ZL00106934.9公开了一种“缝纫机框架驱动装置”，它是由通过马达在交替方向给固定被缝纫物的框架施加驱动力的X向驱动机械以及Y向驱动机械转动的螺杆与该螺杆旋接的移动件构成的，移动件通过导向件来驱动放置在缝纫机台板上的框架。这种驱动装置通过滚珠螺杆来驱动框架，其传动的精度大大提高，但当框架刚性不足时，或当台面的移动阻力增大时，框架本身就会发生变形，而当框架产生变形时，保持在该框架上的被缝制物将不能得到准确的移送。

为解决上述问题，日本特开平5-163660号公报公开了一种在X向和Y向使用加长型导向部件的结构，来防止框架变形，起到了一定的效果。另外，中国专利ZL00126031.6，中国专利ZL00104378.1都分别揭示了有关提高缝纫或刺绣机框架移动的准确度的相关内容。

无论上述哪种专利所揭示的缝纫或刺绣机框架驱动装置，它们都有一个共同的特点，就是将框架置放在缝纫或刺绣机的台面上，由位于台面下或上的X向和Y向驱动机构分别或同时驱动框架在X、Y平面内作单向往复或双向平面运动，为减小框架与台面的硬摩擦，往往在框架下部置有毛毡块。因此，框架和其上的被缝纫或刺绣物料的荷重则经由框架下部粘着的毡块传递到缝纫或刺绣机台面，再由台面经由台面支架传递给机架来实现的。当框架驱动装置驱动框架在台面上移动时，框架及框架上的荷重使毡块与台面间产生摩擦阻力。摩擦阻力随台面的平整度、台面各台板和台板联结盖板接口平整度、台板表面粗糙度、毡块完好程度而变化。又由于台面一般系多件台板和台板联结盖板拼装而成，难以消除表面凹凸，故框架在运行时将会因此产生额外运行阻力及运动干涉，受此阻力及干涉作用导致框架变形或弹性变形。框架的弹性变形将使得其上的被缝纫或被刺绣物的移动轨迹失真，从而使缝纫或刺绣产品的质量大大下降，同时也易造成框架、驱动构件和被驱动构件、台板、联接盖板、驱动机构及其他相关构件因摩擦和撞击而造成损坏。另外，由于框架的承重方式引起的运动阻力和框架变形导致的运动干涉，也使得框架的平面移动速度受到限制，多年来，该类设备的车速都在每分钟1000针左右徘徊，而框架的承重及导向驱动方式则是车速难以提高的主要障碍。

显而易见，目前公知的有关缝纫或刺绣机框架的驱动方案的不足是：

1.采用“框架--毡块--台面-支架-机架”的承重方式将造成框架与台面间产生摩擦阻力；拼接台面的局部凹凸使框架在运行中产生梗阻，导致干涉和冲击。可见，框架的总驱动阻力将随承载框架的台面的表面平整状况、运动干涉状况等多种因素影响而变化。

2.上述框架驱动中产生的干涉、冲击和阻力导致框架变形和弹性变形，影响框架的移动精度从而造成框架的平面运行失真，最终导致被缝纫及刺绣产品不良。同时，也导致相关构件损坏失效。

3.由于框架所受的冲击强度和干涉程度与框架的移动速度、加速度成正比，而与缝纫或刺绣产品的质量成反比，所以该类设备目前在工作速度和生产效能方面受到极大的制约。

技术方案

本发明解决的技术问题是为克服上述缺点，提供一种多头缝纫或刺绣机框架的承载及导向驱动的方法及其装置，它既可承载又可导向驱动框架，该装置使框架不用搁置在台板上，无须台面承重、甚至不须台面。

这种装置在驱动源的驱动下可带动框架作X和Y向水平平面运动。

本发明的技术方案是：一种多头缝纫或刺绣机框架的承载和导向驱动方法，改变传统的多头缝纫或刺绣机框架的台面承重方法，改用既可承载又可导向驱动框架的装置，免除传统的框架与台面的磨擦阻力和运动干涉。

一种多头缝纫或刺绣机框架的承载和导向驱动装置，它包括：直线驱动机构和水平安装的承载及导向机构组；承载及导向机构组的上部与框架固接，下部固定于支撑件之上，直线驱动机构驱动框架运动。承载及导向机构组承接与其相连接的框架及框架上被缝制物的荷重，并将此荷重直接或经支座或直线驱动机构支座传递至机架。

本发明还可设计成如下结构：它包括直线驱动机构和承载及导向机构组；所述承载及导向机构组由三部分组成，即：由上导轨和可沿上导轨移动的上滑块所组成的上导轨滑块元件组及由下导轨、可沿下导轨移动的下滑块所组成的下导轨滑块元件组和支座组成；上导轨滑块元件组位于下导轨滑块元件组之上，且上、下导轨的轴线相互正交；其上导轨滑块元件组与框架固接，下导轨滑块元件组固定于支座上；直线驱动机构与承载及导向机构组的可运动部连接。

上述的支撑件可以是机架、矩形的支座，也可以是直线驱动机构的支座或其它结构的可用于放置承载及导向机构组的构件。

上述承载及导向机构组包括：由上导轨和可沿上导轨移动的上滑块所组成的上导轨滑块元件组及由下导轨和可沿下导轨移动的下滑块所组成的下导轨滑块元件组；上导轨滑块元件组位于下导轨滑块元件组之上并相连接，且上、下导轨的轴线相互正交。

上述承载及导向机构组的上导轨滑块元件组的上导轨或上滑块与框架固接；下导轨滑块元件组的下导轨或下滑块与支座或直线驱动机构的支座固接；上导轨滑块元件组与下导轨滑块元件组之间有以下连接形式：

a.经由上滑块和下滑块相连接；上导轨与框架固接，下导轨与机架或与机架固结的支座或直线驱动机构支座固接。或

b.经由上滑块与下导轨相连接；上导轨与框架固接，下滑块与机架或与机架固结的支座或直线驱动机构支座固接。或

c.经由上导轨与下导轨相连接；上滑块与框架固接，下滑块与机架或与机架固结的支座或直线驱动机构支座固接。或

d.经由上导轨与下滑块相连接；上滑块与框架固接，下导轨与机架或与机架固结的支座或直线驱动机构支座固接。

当然，在a.上滑块与下滑块之间、在b.上滑块与下导轨之间、在c.上导轨与下导轨之间或在d.上导轨与下滑块之间可有连接件，经连接件将两者连接，即经连接件将上导轨滑块元件组和下导轨滑块元件组连接；上述连接件可为固定连接件也可为浮动连接件。

上述承载及导向机构组还包括横向连接件，横向连接件将两个平行的承载及导向机构组横向连为一体，形成横向集成的承载及导向机构组。横向连接件可与直线驱动机构的驱动输出端连接，在直线驱动机构的驱动下，横向集成的承载及导向机构组沿框架一侧同步驱动框架。

上述承载及导向机构组还包括直向连接件，直向连接件将框架对侧且同轴的两个承载及导向机构组或两个横向集成的承载及导向机构组或一承载及导向机构组一横向集成的承载及导向机构组直向连为一体，形成直向集成的承载及导向机构组。直向连接件可与直线驱动机构的驱动输出端连接，在直线驱动机构的驱动下，推动其上两端的承载及导向机构组分别在框架相对的两侧同步驱动框架。

上述承载及导向机构组中的上、下导轨滑块元件组中的导轨与滑块间的运动联接类型为V级移动副或IV级圆柱副：即滚动直线导轨副、滑动直线导轨副、滚动花键副、滑动花键副或滚动圆柱导套副、滑动圆柱导套副等。

上述承载及导向机构组中的上导轨滑块元件组中的上滑块或上导轨可直接设计为框架框体的一部分；

上述承载及导向机构组中的下导轨滑块元件组中的下滑块或下导轨可直接设计为其支座或直线驱动机构支座的一部分。

框架驱动装置还可以包括有位移检测机构，在驱动装置上设置数字检测传感元件，同步连续地检测读取框架的动作状态及位移信息并传输到计算机，经由计算机计算框架的位置坐标、并与机器的其他执行及检测机构配合，完成对机器的运行控制。

上述位移检测机构可采用直线数字光栅尺或光电数字编码器为位移检测元件，作为框架及框架驱动装置的位移、运行状态、行程、位置坐标、运动限位和运行控制的传感元件。

上述的直线驱动机构可为同步皮带机构、滚珠螺杆机构，或为直线电动机等。

上述的直线驱动机构可与承载及导向机构组集成安置在同一支座上，或位于其上；或位于其一侧或者其两者。

上述的直线驱动机构的驱动输出端可与承载及导向机构组相连接，或经固定连接件、浮动连接件、横向连接件、直向连接件与承载及导向机构组相连接，经由承载及导向机构组驱动框架；

上述的直线驱动机构的驱动输出端也可与框架相连接，直接驱动连接在承载及导向机构组上的框架。

上述直线驱动机构与驱动源相连接，承接驱动源的驱动力以及完成动力转换，驱动或经承载及导向机构组驱动框架作平面运动。

由于本发明实现了将框架及框架上的被缝制物的荷重直接由驱动装置传递给机架，消除了现有技术即台面承重方式在框架驱动中的不良影响，改善了因摩擦失效和冲击失效导致的框架、驱动构件、被驱动构件、台板、联接盖板和其他相关构件的损毁；由于无须台面承重，甚至无须台面，消除了框架与台面的磨擦和运动干涉，这样将有效地提高框架平面运动的移动精度和移动速度。因此，本发明可提高缝纫机或刺绣机的生产效能和产品品质。

附图说明：

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是图1的A-A剖视示意图；

图3是本发明的横向集成的承载及导向机构组与同步皮带组直线驱动机构相结合的结构示意图；

图4是图3的A-A剖视图；

图5是本发明的承载及导向机构组以下滑块与直线驱动机构支座相固结的分解示意图；

图6是图5中的承载及导向机构组的结构放大图；

图7是本发明的承载及导向机构组的实施例之一：上、下导轨滑块元件组均为移动副；即均为直线导轨滑块，且上滑块经连接件、横向连接件与下滑块相连的横向集成的承载及导向机构组的结构示意图；

图8是本发明的承载及导向机构组的实施例之一：上、下导轨滑块元件组均为移动副；即均为直线导轨滑块，且上导轨经连接件、横向连接件与下滑块相连的横向集成的承载及导向机构组的结构示意图；

图9是本发明的承载及导向机构组的实施例之一：上、下导轨滑块元件组分别为圆柱套筒副和移动副；即以导杆开口导套、直线导轨滑块、连接件和横向连接件组成的横向集成的承载及导向机构组的结构示意图；

图10是本发明的承载及导向机构组的实施例之一：上、下导轨滑块元件组均为圆柱套筒副；即以导杆导套、导杆开口导套、连接件和横向连接件组成的横向集成的承载及导向机构组的结构示意图；

图11是本发明的承载及导向机构组的实施例之一：上、下导轨滑块元件组均为圆柱套筒副；即以两组导杆开口导套、连接件和横向连接件组成的横向集成的承载及导向机构组的结构示意图；

图12是本发明的承载及导向机构组的实施例之一：带浮动连接件的横向集成的承载及导向机构组的结构示意图；其上、下导轨滑块元件组均为移动副；即以两组直线导轨滑块、浮动连接件、横向连接件组成的横向集成的浮动型承载及导向机构组；

图13是本发明采用直向集成的承载及导向机构组和直线驱动机构集成的直向集成的框架驱动装置结构示意图；

图14是图13的分解示意图；

图15是本发明的承载及导向机构组中将框架和支座直接作为导轨使用的承载及导向机构组的结构剖视示意图；

图16是本发明的以直向集成的承载及导向机构组的下滑块与直线驱动机构相连接的另一种直向集成的框架驱动装置的分离结构示意图；

图17是本发明的承载及导向机构组与滚珠螺杆直线驱动机构相集成的框架驱动装置的立体结构示意图；

图18是本发明在X向上设置2组共4个承载及导向机构组，其中一端2个为有驱动源的框架驱动装置，另一端2个为承载及导向机构组，Y向上设置2个直向集成的框架驱动装置的实施方案的连接状态示意图；

图19是本发明的各框架驱动装置和承载及导向机构组的上导轨连结为整体矩形的实施方案的立体结构示意图；

图20是本发明在X向上设置一组共2个框架驱动装置、Y向上设置一组4个直向集成的框架驱动装置，且上导轨互为独立的实施方案的连接状态示意图；

图21是本发明的框架驱动装置中位移检测机构为光电旋转编码器及其应用的立体示意图。

图22是本发明的框架驱动装置中位移检测机构为直线光栅传感器及其应用的立体示意图；

图23是本发明的承载及导向机构组与直线驱动机构各自独立支座，且连接方式为左或右连接的结构示意图。

图24是本发明的两承载及导向机构组与直线驱动机构各自独立支座，且经横向连接件连接后与直线驱动机构相连接的横向集成的框架驱动装置的结构示意图。

图25是本发明的承载及导向机构组与直线驱动机构相分离，分别承载导向及驱动框架实施例的结构示意图。

图26是本发明的承载及导向机构组与直线驱动机构相分离，分别承载导向及驱动框架的另一实施例的结构示意图。

图27是图25的承载及导向机构组、直线驱动机构分别与框架相连接的分离结构示意图。

图28是图26的承载及导向机构组、直线驱动机构分别与框架相连接的分离结构示意图。

图29是另一种实施例的结构示意图。

图例说明：

1、承载及导向机构组

11、上导轨

12、上滑块

13、下导轨

14、下滑块

15、皮带连接板

16、滑块滚珠

17、支座

2、皮带直线驱动机构

21、主动轴

22、主动辊

23、同步皮带

24、被动辊

25、被动轴

26、驱动机构支座

27、驱动销柱

3、连接件

4、横向连接件

5、浮动连接件

51、下连接块

52、后杆

53、前杆

54、上连接块

6、直向连接件

7、框架

71、上滚轮

72、下滚轮

73、框体A

74、框体B

75、弧形上导轨

76、弧形下导轨

8、滚珠螺杆直线驱动机构

81、圆锥齿轮

82、螺杆

83、滚珠螺母

9、直线光栅传感器

91、传感器体

92、传感器读头

10、光电旋转编码器

100、驱动源

实施方式

请参见图1和图2，图1是本发明的一种实施例的立体结构示意图，图2是图1的A-A剖视示意图。从图中可以看出，本发明是由同步皮带直线驱动机构2与承载及导向机构组1组成。承载及导向机构组1是由上导轨11和可在上导轨上移动的上滑块12所组成的上导轨滑块元件组以及下导轨13(见图2)和可在下导轨上移动的下滑块14所组成的下导轨滑块元件组组成。上、下滑块12和14间有连接件3，将它们连接为一体；直线驱动机构由带驱动源(未画出)的主动轴21、主动辊22、同步皮带23、被动辊24、被动轴25组成，主动辊22和被动辊24分别位于支座26的两端，主、被动轴21和25穿过支座26与主、被动辊22和24固接，同步皮带23套在主、被动辊22和24上；承载及导向机构组1上的下导轨13固定在直线驱动机构的支座26上，支座26固结在缝纫或刺绣机的机架上(未画出)，下滑块14与驱动机构的同步皮带23连接，带动承载及导向机构组1上的上导轨滑块元件组作直线运动，上导轨滑块元件组的上导轨11与缝纫或刺绣机的框架7相固接。

显见，当框架7随上导轨滑块元件组横向驱动时，上导轨滑块元件组还可引导框架7做纵向移动。同时，承载及导向机构组1将承接框架7及其上的荷重，并将荷重经支座26传给机架(未画出)。

当然，承载及导向机构组1上的下导轨13也可以不固定在支座26上，而与其它物件固接，同样可将所载之荷传给机架或地面即可。

上述承载及导向机构组中的上、下导轨滑块元件组中的导轨与滑块间的运动联接类型为V级移动副或IV级圆柱副：即滚动直线导轨副、滑动直线导轨副、滚动花键副、滑动花键副或滚动圆柱导套副、滑动圆柱导套副等。

上述的上、下导轨滑块元件组可以采用如日本THK公司、日本NSK公司或其他厂商的移动副或圆柱副类的直线产品改装后替代，也可按实际需要设计更适用的移动副或圆柱导套副元件。

图3是本发明的横向集成的承载及导向机构组与直线驱动机构相结合的横向集成的框架驱动装置的结构示意图；本图中，横向集成的承载及导向机构组是由两个独立的承载及导向机构组1通过横向连接件4连接而成，横向集成的承载及导向机构组的横向连接件4和同步皮带连接板15与直线驱动机构的同步皮带23固接，两根下导轨13分别固定在直线驱动机构的支座26两侧的上平面上，上导轨11与框架(未画出)固接，交替旋转的主动轴21经皮带轮22、24、皮带23带动横向集成的承载及导向机构组的上导轨滑块元件组作往复运动。

图4是图3的A-A剖视图；从图中可清楚地看出横向集成的承载及导向机构组与直线驱动机构的连接关系。

图5是本发明的横向集成的承载及导向机构组的下滑块与直线驱动机构支座相固结的横向集成的框架驱动装置的分解示意图；承载及导向机构组1与直线驱动机构2相接方式为：多个下滑块14与直线驱动机构2的支座26相固结，并且在两根下导轨13的两端设置了横向连接板4，通过后端的横向连接板4与同步皮带连接板15将同步皮带23和承载及导向机构组1的下导轨13固接。在同步皮带23的作用下经下导轨13驱动上导轨滑块元件组运动。显见，该技术方案可以实现承载及导向机构组1的上导轨滑块元件组相对与直线驱动机构2的支座26的悬臂外伸以及缩返。

图6是图5中所示的承载及导向机构组的结构放大图。

图7是本发明的承载及导向机构组中上、下导轨滑块元件组均为导轨滑块式且上滑块的开口向上的横向集成的承载及导向机构组的结构示意图；其上滑块12与下滑块14都是直线导轨滑块式结构：上滑块12与下滑块14经连接件3、横向连接件4相固结，上滑块12与下滑块14的凹槽的槽口的朝向是背向的，横向连接件4将两个结构相同的承载及导向机构组1横向连为一体，形成导轨滑块式横向集成的承载及导向机构组。

图8是本发明的承载及导向机构组均为导轨滑块式且上滑块的开口向下的横向集成的承载及导向机构组的结构示意图；它与图7的结构基本相近，所不同的是：上导轨11与下滑块14经连接件3、横向连接件4相固结，其上的上滑块12与下滑块14凹槽的槽口同向且向下。

图9是本发明的承载及导向机构组中上、下导轨滑块元件组的导轨滑块分别为导杆开口导套式和导轨滑块式的横向集成的承载及导向机构组的结构示意图；这种结构的承载及导向机构组1的下部为下导轨13和可在其上移动的下滑块14以及上部为导杆的上导轨11和可在其上移动的开口导套式上滑块12组成；上滑块12经连接件3与下滑块14固结在一起；两个结构相同的承载及导向机构组1，通过横向连接件4联接成一体，形成导轨滑块和导杆导套混合的横向集成的承载及导向机构组。

图10是本发明的承载及导向机构组中上、下导轨滑块元件组的导轨滑块分别为导杆闭合导套和导杆开口导套的横向集成的承载及导向机构组的结构示意图；本图所示的承载及导向机构组与图9所示的承载及导向机构组的结构基本相同，所不同的是：其下部为开口导套式下滑块14，上部为闭合式导套上滑块12，上滑块12经连接件3与下滑块14固结在一起，两个结构相同的承载及导向机构组通过横向连接件4连成一体，形成导杆闭合导套、导杆开口导套混成的横向集成的承载及导向机构组。

图11是本发明的承载及导向机构组中的元件均为导杆和开口导套的横向集成的承载及导向机构组的结构示意图；本图与图9相比基本相同，所不同的是下滑块14为开口式导套，下导轨13为导杆，形成以上、下两组导杆开口导套组合的横向集成的承载及导向机构组。

图12是本发明的带浮动连接件的横向集成的承载及导向机构组的结构示意图。其上的上滑块12与下滑块14都是带凹槽的导轨滑块式结构，上滑块12与下滑块14的凹槽的槽口的朝向是背向的，上滑块12经浮动连接件5与下滑块14连接在一起。浮动连接件5的下连接块51与下滑块14相固接，上连接块54与上滑块12固接，下连接块51和上连接块54之间活动连接有后杆52与前杆53，上连接块54、前杆53、后杆52、下连接块51组成一四杆机构，在此四杆机构作用下，固接在框架7(未画出)上的上导轨滑块元件组的上导轨11可随框架沿垂直方向自适应浮动，以保障当被驱动点沿垂直方向出现微小改变时有效的避开干涉以驱动框架。横向连接件4将两个结构相同的浮动型承载及导向机构组横向连为一体，形成横向集成的浮动型承载及导向机构组。本实施例可以实现承载及导向驱动装置在对框架平面驱动中的微量高程变化并进行自动调整，以减少框架驱动中的运动干涉及运行阻力。

图13是本发明采用直向集成的承载及导向机构组和直线驱动机构一体的直向集成的框架驱动装置的结构示意图；在支座26上，前后两端各安置有一个横向集成的承载及导向机构组1，通过直向连接件6将此两个横向集成的承载及导向机构组1的横向连接件4连接，用位于前端的主动轴21经皮带轮22、24、皮带23、横向连接件4、直向连接件6带动两个横向集成的承载及导向机构组的上导轨滑块元件组作往复运动。

图14是图13的直向集成的承载及导向机构组与直线驱动机构的分解示意图。

图15是在本发明的框架驱动装置中将框架和支座直接作为导轨使用的结构剖视示意图；此图说明：沿框架7的内侧面上做有两条弧形上导轨75，上滑块12上装有两列上滚轮71，上滑块12经上滚轮71相对运动于框架7内侧面的弧形导轨75上，并驱动框架7横向运动。同理：支座26的内侧做有两条弧形下导轨76，下滑块14通过两列下滚轮72在支座26(或支座17)的弧形下导轨76上往复运动。

图16是本发明的承载及导向机构组的下导轨滑块元件组的下滑块与支座相接的直向集成的框架驱动装置的结构示意图；本图与图14相似，即在支座26上，前后两端各安置有一个横向集成的承载及导向机构组1，通过直向连接件6将此两个横向集成的承载及导向机构组1的横向连接件4连接，用位于前端的主动轴21经皮带轮22、24、皮带23、横向连接件4、直向连接件6带动两个横向集成的承载及导向机构组1的上导轨滑块元件组作往复运动。

不同的是在本例中，后端的横向集成的承载及导向机构组1是以一组下滑块14与支座26固结的。显见，在下滑块14的约束下，下导轨13可带动上滑块12、上导轨11随直线驱动机构的驱动可以相对于支座26悬臂外伸及回缩。

由于本实施例可实现承载及导向机构组1相对与驱动机构2的支座26的悬臂外伸以及回缩，从而可实现减小机器静态占地面积，并方便机器的安装、维护、生产操作以及运输等。

图17是本发明中采用滚珠螺杆传动结构的框架驱动装置的立体结构示意图；由图可见：主动轴21经一对圆锥齿轮81带动螺杆82旋转，螺杆82带动其上的滚珠螺母83做直线运动；滚珠螺母83带动连接在其上的横向集成的承载及导向机构组作直线运动。本例说明：直线驱动机构2除了可用同步皮带传动结构外，还可采用滚珠螺杆等其它传动机构组成的直线驱动机构。

图18是本发明在X向上设置2组4个承载及导向机构组，其中一端2个为有驱动源的框架驱动装置、另一端2个为安装在支座上的无直线驱动机构的承载及导向机构组，Y向上设置2个直向集成的框架驱动装置的连接状态示意图。从图中可以看出，在Y向上有两个直向集成的框架驱动装置，在X向上的一端有一组共两个框架驱动装置，分别承载和导向驱动框架7的框体A73和框体B74。在该实施案中，Y向的全部和X向的一组连接有驱动源100，X向的另一组则未连接驱动源100，未连接驱动源100的2个安装在支座上的无直线驱动机构的承载及导向机构组在此仅作为承载及导向作用，以避免两组驱动装置由于非同步驱动所导致的运动干涉。

当框架的规格较大但长宽比较小时可采用本实施案。

图19是本发明的承载及导向机构组1的上导轨全体集成为整体闭合矩形上导轨的立体结构示意图；将各承载及导向机构组1上的各上导轨11相连为一闭合矩形导轨体，安装在各上滑块12上，矩形导轨体同时也固定在框架底面，在X、Y向驱动源100、各直线驱动机构2和承载及导向机构组1的驱动下矩形导轨体带动框架做平面运动。本实施案较适用于小规格的框架。

图20是本发明在X向的一端设置一组两个框架驱动装置；Y向上设置4个直向集成的框架驱动装置的使用状态示意图。框架驱动装置上的各导轨11固结在框架底面，在驱动源100、线驱动机构2和承载及导向机构组1的驱动下上导轨11带动框架做X、Y平面运动。

本实施案更适用于大尺寸框架且长宽比较大时。

图21是本发明的框架驱动装置中光电旋转编码器应用的实施方案的立体示意图；由图可见，光电旋转编码器10安装在框架驱动装置的主动轴21的一个轴端；在X向和Y向驱动装置中各安装有一个光电旋转编码器10，通过光电旋转编码器10对主动轴21的即时检测，可同步连续地检测读取框架的位移以及状态信息，并将有关信息传输到计算机，经由计算机计算出行程、位置坐标等，并与机器的其他执行及检测机构配合，完成对机器的运行控制。

图22是本发明的框架驱动装置中直线光栅传感器的实施方案的立体示意图；由图可见直线光栅传感器9安装在直线驱动机构2的安装有承载及导向机构组1的支座26上，即：传感器体91固定在支座26外侧面上，传感器读头92固定在横向连接板4的外延端。当承载及导向机构组1的下滑块13受驱运动的同时，连接在其上的传感器读头92将同步地在传感器体91内移动，移动中的传感器读头92将同步且连续读取位移及状态信息，并将此信息送达计算机。显见，当于框架的X向和Y向框架驱动装置中各设置1个安装有直线光栅传感器的框架驱动装置，将同步检测到的框架的状态及位移信息送达计算机，计算机将由此给出框架的当前状态、位移量及位置坐标，并根据框架的运行姿态和位置坐标协调控制缝纫或刺绣机的整机高速运行。

图23是本发明的承载及导向机构组与直线驱动机构各自独立支座的连接结构示意图；本图中，承载及导向机构组1位于直线驱动机构2的一侧，通过连接件3的外延端与直线驱动机构2的皮带23固接；下端与一独立的支座17相固接，该支座17可与直线驱动机构2的支座26相接，也可单独与其它物体相接，只要达到能将其上的承载及导向机构组1所受的框架及框架上承载物之承重传向地面即可，如通过缝纫机或刺绣机的机架、或者其它支撑件传给地面。显然，承载及导向机构组1还可位于直线驱动机构的另一侧或同时位于其两侧。

图24是本发明的承载及导向机构组与直线驱动机构各自独立支座，且经横向连接件连接的框架驱动装置的结构示意图。本图中，位于直线驱动机构2两侧的两承载及导向机构组1经下导轨14固结在各自的支座17上，通过横向连接件4与直线驱动机构2的皮带23固接，通过直线驱动机构2、横向连接件4、两承载及导向机构组1驱动框架运行，从而实现本发明对缝纫及刺绣机框架的承载、导向及驱动功能。

图25是本发明的承载及导向机构组与直线驱动机构相分离，分别承担承载及导向框架以及驱动框架的两种不同功能的实施例的结构示意图。从图中可以看出，该实施例中X向上设置2组4个承载及导向机构组1；Y向上设置2个直向集成的承载及导向机构组1；各承载及导向机构组1安置在各自的支座17上。在X向上的一端有一个直线驱动机构2；在Y向上的一端有两个直线驱动机构2；两个驱动源100分别连接并带动X和Y向上的直线驱动机构2，经由直线驱动机构2上的驱动销柱27驱动框架7做平面运动。

可见，在该实施案中，X、Y向的各承载及导向机构组托起框架，提供框架的承载和运动导向；而X、Y向的各直线驱动机构2则通过销柱27驱动框架。

图26是本发明的承载及导向机构组与直线驱动机构相分离，分别承担承载及导向框架以及驱动框架的两种不同功能的另一实施例的结构示意图。

从图中可以看出，该实施例中X向上设置2组4个承载及导向机构组1，Y向上设置3列6个承载及导向机构组1；各承载及导向机构组1安置在各自的支座17上托起框架，提供框架的承载和运动导向。在X向上的一端有一个直线驱动机构2，在Y向上有两个直向集成的直线驱动机构2，两个驱动源100分别连接并带动X和Y向上的直线驱动机构2，经由直线驱动机构2上的驱动销柱27驱动框架7做平面运动。

可见，在该实施案中，X、Y向的各承载及导向机构组也承担了托起框架，提供框架的承载和运动导向功能，而X、Y向的各直线驱动机构2同样通过驱动销柱27驱动框架。

图27是图25的承载及导向机构组、直线驱动机构分别与框架相连接的分离结构示意图。

承载及导向机构组1的上导轨11固结在框架7底部的大凹槽中，直线驱动机构2上的驱动销柱27安置在框架7底部的另一小凹槽内，安置在小凹槽内的驱动销柱27在直线驱动机构2的带动下驱动框架7做横向移动。

图28是图26的承载及导向机构组、直线驱动机构分别与框架相连接的分离结构示意图。

承载及导向机构组1的上导轨11固结在框架7底部的大凹槽中，直线驱动机构2上的一对驱动销柱27安置在框架7底部的另两条小凹槽内，由于该对驱动销柱27可经调整夹紧在作为两小凹槽间壁的直轨上，故与图27的结构相比，该实施例由于可消除驱动销柱27与小凹槽间的运动间隙，所以其无间隙驱动方式可提高框架的平面驱动精度。

图29是本发明的另一实施例：连接件3为一组件，经横向连接件4跨接多个下滑块14，连接件3上安装多个上滑块12，上导轨11及连接在其上的框架(未画出)在多个上滑块12的约束下运动。

从上述实例施的描述，可以得出，本发明的实质要点就在于提供了一种多头缝纫或刺绣机框架的承载和导向驱动方法及其装置，改用该装置，可以消除传统的框架与台面间的磨擦阻力和运动干涉，甚至可以取消传统的多头缝纫或刺绣机的台面。

Claims (10)

1、一种多头缝纫或刺绣机框架的承载和导向驱动方法，其特征在于：改变传统的台面承重方式，改用既可承载又可导向驱动框架的装置，进而消除传统的框架与台面间的磨擦阻力和运动干涉。

2、一种多头缝纫或刺绣机框架的承载和导向驱动装置，它包括：直线驱动机构；其特征在于：框架驱动装置还包括承载及导向机构组；承载及导向机构组的上部与框架固接，下部固定于支撑件上，直线驱动机构驱动框架运动。

3、根据权利要求2所述的多头缝纫或刺绣机框架的承载和导向驱动装置，其特征在于：所述承载及导向机构组由上、下两部分组成，即：由上导轨和可沿上导轨移动的上滑块所组成的上导轨滑块元件组及由下导轨和可沿下导轨移动的下滑块所组成的下导轨滑块元件组组成；上导轨滑块元件组位于下导轨滑块元件组之上，且上、下导轨的轴线相互正交。

4、根据权利要求3所述的多头缝纫或刺绣机框架的承载和导向驱动装置，其特征在于：所述承载及导向机构组的上导轨滑块元件组中的上导轨或上滑块与框架固接；下导轨滑块元件组中的下导轨或下滑块与支座或直线驱动机构的支座固接；中部与直线驱动机构的输出端固接。

5、根据权利要求3所述的多头缝纫或刺绣机框架的承载和导向驱动装置，其特征在于：所述承载及导向机构组的上导轨滑块元件组中的上导轨或上滑块与框架固接；下导轨滑块元件组中的下导轨或下滑块与支座或直线驱动机构的支座固接；直线驱动机构的输出端与框架相接。

6、根据权利要求3至5中任何一项权利要求所述的多头缝纫或刺绣机框架的承载和导向驱动装置，其特征在于：所述承载及导向机构组的上导轨滑块元件组与下导轨滑块元件组之间有固定连接件或浮动连接件。

7、根据权利要求5所述的多头缝纫或刺绣机框架的承载和导向驱动装置，其特征在于：所述承载及导向机构组还包括横向连接件，横向连接件将两个平行的承载及导向机构组横向连为一体，形成横向集成的承载及导向机构组。

8、根据权利要求6所述的多头缝纫或刺绣机框架的承载和导向驱动装置，其特征在于：所述承载及导向机构组还包括直向连接件，直向连接件将框架对侧且同轴的两个承载及导向机构组或两个横向集成的承载及导向机构组直向连为一体，形成直向集成的承载及导向机构组。

9、根据权利要求6所述的多头缝纫或刺绣机框架的承载和导向驱动装置，其特征在于：所述承载及导向机构组的上、下导轨滑块元件组中的导轨与滑块间的运动联接为V级移动副，或IV级圆柱副。

10、根据权利要求6所述的多头缝纫或刺绣机框架的承载和导向驱动装置，其特征在于：上导轨滑块元件组中的上滑块或上导轨直接为框架框体的一部分或下导轨滑块元件组中的下滑块或下导轨直接为支座或直线驱动机构支座的一部分。

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