CN201061345Y - 模块化设计的高速运动、准确定位的植毛机 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于植毛机领域，特别是高可靠性的高速运动、准确定位的植毛机领域。模块化设计的高速运动、准确定位的植毛机，其特征在于：有外壳保护的内部充分模块化的一体化结构；包括各自独立的高速机头模块，高速度准确定位工作台模块，二者通过标准接口及导线分别与控制柜模块通过标准接口及导线相连接，以上三大模块分别连接在减振机座模块上组合成整机。实用新型既改善了内部高速运动部件和电器部件的工作环境又使整机外部美观、漂亮。

Description

模块化设计的高速运动、准确定位的植毛机

技术领域

本实用新型属于植毛机领域，特别是高可靠性的高速运动、准确定位的植毛机领域。

背景技术

目前，国际、国内的植毛机市场因梳刷产品的市场需求，需要适应大批量、多品种、高效率的制刷机械。国外产品的可靠性和效率都很高，但是其结构复杂、价格昂贵。国产机器由于简单仿造传统植毛机构和早期低速运动定位工作台，不适合大负荷高速工作，故可靠性和效率都较低。例如，某型号国产植毛机速度只有2~6孔/秒，生产效率只有60％，由于毛咀、毛针、毛梭、切刃、镶片送进夹咀的驱动连接和导向、定位机构采用普通滑动摩擦机构，机芯及镶片切断机构没有足够的润滑散热结构，所以发热量大、精度损失快、消耗件多；整机只简单分为机械和电器控制柜两部分(用导线连接的两台单机体)，未充分采用模块化设计：机械部分在设计上未充分考虑机头、工作台、机座实际分属不同的机械行业技术领域，电器部分为单机柜设计，没有专业细分，不利于专业化大批量生产。机械和电器控制柜又分别采用整体结构，拆装更换维修困难，售后服务不可靠，内部电器系统相互干扰；而整机又非一体化结构，占用空间大、结构松散，连接导线长，控制信号外部干扰强，电器系统可靠性下降；没有整机外壳也没有外观设计；所以产品技术含量低、质量差、寿命短，正常使用寿命只有3年左右，可靠性低，平均故障率5次/天，机体内部零件裸露，外观差，不能满足生产需要，亦不能打入国际市场。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种在可以接受的成本基础上的，能够长时间稳定工作的，充分模块化设计的，结构更加合理，先进美观的高速运动、准确定位的植毛机。

本实用新型的目的是这样实现的：模块化设计的高速运动、准确定位的植毛机，其特征在于：有外壳保护的内部充分模块化的一体化结构；包括各自独立的高速机头模块，高速度准确定位工作台模块，二者通过标准接口及导线分别与控制柜模块通过标准接口及导线相连接，以上三大模块分别连接在减振机座模块上组合成整机。(见图1，整体结构示意图)

模块化设计结构概念是这样的：自动植毛机是一种涉及多个技术领域的机、电、仪、计算机一体化的高技术产品，各子系统分属不同的专业技术领域(如：高速机头模块属于高速精密机械领域，高速度准确定位工作台模块及马达驱动箱属于高速定位数控机械领域，减振机座模块属于普通机械领域，人机操作箱及主机箱属于人机交互计算机领域，电源箱属于普通电子技术领域，电气控制箱属于电气控制领域)；现将整机结构按功能和所属专业技术领域的区别化分为各自独立的多个模块，最后将各模块组件集成、组装、调试，加装外壳形成整机；适应此种设计方法的产品结构称为模块化设计结构。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型严格遵循上述模块化设计概念，各个模块采用了各自相关技术领域的先进成熟的技术或产品；各模块严格按照技术领域划分，易实现各模块的分头、独立、专业化生产；易实现各负其责的专业化服务，售后服务简单、可靠；本实用新型的各个模块可成为独立产品，也可组成其它相关产品(如半自动植毛机、自动打孔机、自动点胶机等)具有通用性，易于技术更新和功能扩展。另外，采用模块化结构，使各模块易于拆装更换维护，各电器子模块相互独立且各有外壳屏蔽，消除了电器系统的内部相互干扰；整体采用一体化结构又使整机占用空间小、结构紧凑、同时各模块间连接导线短，电器系统的外部信号干扰小，电器系统可靠性提高；同时增加了带散热系统和防尘罩的半封闭整机外壳，即改善了内部高速运动部件和电器部件的工作环境又使整机外部美观、漂亮。

附图说明

图1是本实用新型整体结构示意图，其中：

图1-1是去掉外壳的整机立体示意图，其中：1.高速机头模块，2.高速度准确定位工作台模块，3.控制柜模块(包括分散布置的90人机操作箱、91主机箱、92电源箱、93电气控制箱和94马达驱动箱组成)，4.减振机座模块，。

图1-2为成品机的整机外观，其中：110顶罩，111后门，112两个左右对称侧门，113升降台外罩，114工.作台随动外罩，115升降台围裙，116机头面板，117毛料换料窗，118顶罩下盖，119折叠防尘罩，120镶片换料窗，121声光报警器，122散热风孔，123电源启动键，124重置键(RESET)，125系统重启键(SYSCLY)，126急停/关机键，130外壳减震围条。

图2是图1中高速机头模块的双向轴侧示意图；其中：5电机、6机头支撑体、7主轴系、8镶片送进机构、9主驱动臂机构、10毛针导向定位驱动机构、11毛咀导向定位驱动机构、12切刃驱动机构、13输毛机构、13’储毛箱、14机头定位体、15机芯体，47滚动轴承、48六方连杆。

图3是图1中高速度准确定位工作台模块的局部构示意图；其中：图3-1是Z轴垂直安装模式整体示意图、图3-2是Z轴水平安装模式整体示意图：其中：65多功能Z轴工作台、67通用工作台动台，68通用工作台定台、87滚珠丝杠防护罩。图3-3是通用工作台的爆炸图：其中：70动台面、71连接块、72连接块、73螺母连接块、74直线导轨滑块、75直线直线导轨、79滚珠丝杠、80丝杠螺母、81轴承座、82轴承座、83定台基座、84柔性联轴器、85马达基座、86数控马达、87滚珠丝杠防护罩、88调整孔。

图4-1、4-2是图1中控制柜模块的双向轴侧示意图；其中：90人机操作箱、90’标准接口孔示例、91主机箱、92电源箱、93电气控制箱和94马达驱动箱。

图5是图1中减振机座模块的放大示意图；其中：100减振铸铁基座、101升降台、102升降机构、103升降台滑轨、104支撑框架、105升降台锁紧滑块、105’紧固螺丝、106减振地脚、107螺母、108丝杠、通风孔131。

图6是图2中的高速机头模块的局部示意图，其中包含4幅图：

图6-1是去除机头支撑体6和储毛箱13’的立体示意图：其中：16主轴、17大带轮、18镶片驱动凸轮、19毛咀驱动凸轮、20切刃驱动偏心轮、21主驱臂偏心轮、22滚动轴承凸轮副、23镶片驱动装置、24滚动轴承、25镶片调整装置、26镶片送进夹咀、27镶片、28镶片止退夹咀、32滚动轴承凸轮副、33毛咀驱动臂、34轴承、35双自由度滚动轴承楔块连接机构、36直线轴承长轴、37毛咀、45连杆结构、46主驱动臂、49毛梭驱动装置、50毛梭、51输毛滚动导轨、52毛针、54双自由度滚动轴承楔块机构、55直线轴承长轴、56毛针精密锁定滑块。

图6-2是图6-1的局部放大示意图：其中：14机头定位体、15机芯体、35双自由度滚动轴承楔块连接机构、38直线轴承滑块、39直线轴承滑块、40轴座、41滚动轴承、46主驱动臂、52毛针、56毛针精密锁定滑块、57精密毛针锁芯、58双直线导轨、60直线轴承滑块、61杆端导向楔块、62滚动轴承、63销轴、64直线轴承滑块。

图6-3是去除储毛箱13’，并将机芯盖15’上移后的局部结构放大立体示意图：其中：21主驱臂偏心轮、42轴承套、43正反调距螺杆、44动刃刀架、52毛针、53毛梭限位调整机构、59压针板、60直线轴承。

图6-4是图2中切刃驱动机构12和机芯体15的放大爆炸示意图：其中：15机芯体、15’机芯盖、27镶片、29动刃、30定刃、31镶片导套、37毛咀、39直线轴承滑块、42轴承套、43正反调距螺杆、44动刃刀架、59压针板、76、定刃刀架、77定刃夹板、78导套方孔。

具体实施方式

参见图1-1，模块化设计的高速运动、准确定位的植毛机，其特征在于：有外壳保护的内部充分模块化的一体化结构；包括各自独立的高速机头模块1，高速度准确定位工作台模块2，二者通过标准接口及导线分别与控制柜模块3连接，以上三大模块分别连接在减振机座模块4上组合成整机。其外部通过连接件与半封闭外壳相连。

上述控制柜模块3由各自分离的人机操作箱90、主机箱91、电源箱92、电气控制箱93和马达驱动箱94五个子模块通过标准接口及导线相互连接组成，便于更换维修。

参见图1-2，为成品机的整机外观：整机外包带散热系统和防尘罩的半封闭整机外壳。整机外壳组成如下：顶罩110、后门111和两个左右对称的侧门112通过外壳减震围条130和内部连接件与减振机座固定连接，此结构可有效降低外壳共振；升降台外罩113和升降台围裙115与升降台101(见图5)固定连接，可随升降台上下移动；工作台随动外罩114与横向工作台动台67(见图3)固定连接，可随多功能Z轴工作台65前后左右移动；升降台外罩与横向工作台定台68之间及升降台101与顶罩110之间连接有折叠防尘罩119，可在动态工作中将外壳内机构与外部隔离；可开闭的毛料换料窗117通过合页与机头面板116连接，随时可开门换毛料；机头面板116和顶罩下盖118与顶罩110固定连接，可随时拆下维修机头；镶片换料窗120通过合页与顶罩110连接，可随时打开更换镶片盘；顶罩110正面设有声光报警器121，两侧还设有内置风扇的散热风孔122，可与减振铸铁基座100上的2个通风孔131(见图5)形成气流通路，可及时将机内热量散出；人机操作箱穿过顶罩110上端，正面设有电源启动键123、重置键(RESET)124、系统重启键(SYSCLY)125、急停/关机键126，可执行启、停、应急操作。

以下分别祥述各模块的组成结构、功能、原理和特点：

(一)高速机头模块：

参见附图2-1、2-1：高速机头模块由电机5、机头支撑体6、主轴系7、镶片送进机构8、主驱动臂机构9、毛针导向定位驱动机构10、毛咀导向定位驱动机构11、切刃驱动机构12、输毛机构13、储毛箱13’、机头定位体14、机芯体15相互连接组成；其连接结构为：电机5(通过平键、小带轮、皮带、大带轮、平键)与主轴系7连接并驱动其转动，主轴系7联动镶片送进机构8、主驱动臂机构9、毛针导向定位驱动机构10、毛咀导向定位驱动机构11、切刃驱动机构12、输毛机构13。

具体联结方式为：主轴系的主轴16通过平键分别与大带轮17、镶片驱动凸轮18、毛咀驱动凸轮19、切刃驱动偏心轮20、主驱臂偏心轮21作固定联接(构成主轴系，参见图6-1)；主轴系通过凸轮副或滚动轴承分别与机头支撑体6、镶片送进机构8、主驱动臂机构9、毛针导向定位驱动机构10、毛咀导向定位驱动机构11、切刃驱动机构12、输毛机构13作滚动连接(参见图2)用于同时驱动各机构协同完成植毛动作。

储毛箱13’、机头定位体14、机芯体15和上述六机构按图2所示位置关系分别与机头支撑体6相连接，组成高速机头模块(马达除外，马达按图1所示位置关系直接固定于减振机座模块4上)。主轴每转动一周完成一次植毛工作。

以下分别详述各机构的组成结构和工作原理：

参见图6-1，镶片送进机构：镶片驱动凸轮18通过滚动轴承凸轮副22与镶片驱动装置23作滚动连接，镶片驱动装置23通过滚动轴承24与镶片送进夹咀26作滚动连接(用此两处滚动连接代替传统滑动连接实现镶片驱动凸轮18对镶片送进夹咀26的滚动摩擦驱动)，其中镶片驱动装置23和镶片送进夹咀26的摆动中心经滚动轴承和轴(传统结构为滑动销轴)分别连接在机头支撑体6和机芯体15上；镶片送进夹咀26与固定连接在机头支撑体6上的镶片止退夹咀28协同夹持镶片27，凸轮18每转动一周，则将一段镶片穿过镶片导套31(贯穿镶于机芯体15右侧壁的导套方孔78内)送进至机芯内动刃29与定刃30刃口之间的位置(参见图6-4)完成镶片送进工作；所述的镶片送进机构还包括固定连接在机头支撑体上的镶片调整装置25，镶片送进量可经此装置精密调整。

参见图6-1、6-2、6-4，毛咀导向定位驱动机构：毛咀驱动凸轮19通过滚动轴承凸轮副32与毛咀驱动臂33作滚动连接，并驱动毛咀驱动臂33绕与机头支撑体6作滚动连接的滚动轴承34作周期摆动，毛咀驱动臂33通过双自由度滚动轴承楔块连接机构35与一对滚动直线轴承长轴36作滚动连接(轴座40的轴固定滚动轴承41的内圈，轴座40的基座与一对滚动直线轴承长轴36夹紧固定连接，滚动轴承41的外圈在驱臂33外端的滚动轴承导轨槽即导向楔块内滚动，实现40与36的滚动摩擦连接传动)(此为本案创新点，传统为长孔销滑动摩擦传动)，直线轴承长轴36下端通过过度配合固定连接致毛咀37；滚动直线轴承上下两对滑动块38、39(分别镶装于机头定位体14和机芯体15内，直线轴承两组件间通过滚动体滚动摩擦连接，传统为单长轴与孔滑动摩擦导向定位)分别以过渡配合固定连接至上部机头定位体14和下部机芯体15上(机头和机芯通过精加工基准安装面和螺栓固定相连)实现对毛咀运动的导向、定位和驱动。此套毛咀导向定位驱动机构(由凸轮致毛咀之全套连接传动机构)为本案重点创新结构，可确保毛咀作长期、高速、精密的往复运动。

参见图6-4，机芯及切刃驱动机构：切刃驱动偏心轮20通过外套滚动轴承(过渡配合连接)与轴承套42作滚动连接，轴承套42与正反调距螺杆43作螺纹连接，螺杆43与带润滑散热结构的动刃刀架44(创新点)作滚动连接并驱动动刃29(动刃带润滑散热结构与刀架滑动配合连接)使其通过滑动配合在带润滑散热结构(空心导气机芯结构)和微细容油槽结构的机芯体15(创新点)的滑槽(具体由固定连接在机芯体15内侧壁上的定刃刀架76、机芯体15和机芯盖围成的方孔形成)内与定刃30做往复剪切动作，用以精确切断镶片27。此套机芯及切刃驱动机构为本案重点创新结构，原有技术为非润滑磨擦传动、非滑动配合连接、非空心导气润滑机芯体，易发热、易磨损、精度低不适合高速运动，切断镶片尺寸精度不稳定，极易形成镶片卡死断针或植毛脱落故障)。

参见图6、图2，主驱动臂机构：主驱臂偏心轮21与连杆结构45作滚动连接，连杆结构45与主驱动臂46作滚动连接并驱动主驱动臂46绕滚动轴承47做周期摆动。

参见图6、图2，输毛机构：主驱动臂46通过两个杆端轴承及六方连杆48与毛梭驱动装置49作滚动连接(毛梭驱动装置49内各连杆间都以滚动轴承作滚动连接，此为本案创新点，此前为孔销滑动摩擦传动)，毛梭驱动装置49连接并驱动毛梭50在输毛滚动导轨51(50与51作滚动连接，此为本案创新点，能有效提高毛梭的使用寿命和传输精度、减少飞毛；传统为滑动摩擦连接)上做往复滑动，用以实现从储毛箱内取出毛料并将其精确输送致毛针52的正下方位置来完成输毛机构的自动毛料输送，此位置由固定连接在机头支撑体6上的毛梭限位调整机构53(参见图6-3)和六方连杆48协同调整确定。

参见图6毛针导向定位驱动机构：同时主驱动臂46通过双自由度滚动轴承楔块连接机构54(参见图6-2，主驱动臂46外端通过销轴63与滚动轴承62内圈作固定连接，滚动轴承62与杆端导向楔块61作滚动摩擦连接，杆端导向楔块61与直线轴承长轴55作固定连接)与直线轴承长轴55作滚动连接(此为本案创新点，传统为长孔销滑动摩擦连接传动)，直线长轴55与毛针精密锁定滑块56作固定连接并通过直线轴承64与机头定位体14作无摩擦滑动连接(直线轴承64外圈与机头定位体14内孔作精密过渡配合固定连接，直线轴承64通过其内部微型滚动体与直线长轴55外表面作滚动接触连接)(此为本案创新点，传统为长轴与孔直接滑动摩擦连接)，用以实现对毛针精密锁定滑块56的驱动。一方面毛针精密锁定滑块56通过两直线轴承60与双直线导轨58作无摩擦滑动连接(滑块56两内孔与两直线轴承60外圈通过精密过渡配合作固定连接，两直线轴承60内的微型滚动体与双直线导轨58作精密滚动接触以实现滑块56在双直线导轨58上作滚动摩擦滑动)，双直线导轨58两端分别与机头定位体14和机芯体15作精密过渡配合固定连接；用以实现对毛针精密锁定滑块56的运动导向和定位(此为本案创新点，传统为单长轴与孔直接滑动摩擦连接实现导向定位)。另一方面毛针精密锁定滑块56通过精密毛针锁芯57与半圆形短毛针52(比之传统的下段三角形上段圆形的长毛针缩短一半，即增加了2倍刚性又利于安装锁定和滑动导向)上端作精密锁定连接以实现滑块56与毛针52的精密锁定(精密毛针锁芯57外表面为异形双圆柱面与同样形状的毛针精密锁定滑块56的内孔作精密间隙配合固定连接，半圆形毛针52的上端穿入锁芯57经螺钉锁定于锁芯57的精密方形内孔的一个平面上，此平面与半圆形毛针52上端的平面部分作紧密贴合；此锁定机构可确保毛针安装定位精确可靠，避免高速运动中抖动转向断针，此为本案创新点，传统为简单螺钉锁针)，同时驱使毛针沿定刀刃30的刃口、动刀刃29及压针板59形成的轨道内滑动，将已精确切断的镶片27与毛料插入毛咀37并沿毛咀37内锥孔植入刷基植毛孔内(参见图6-4)。此套毛针导向定位驱动机构(由主驱动臂46致毛针52的全套连接导向定位驱动机构)为本案的重点创新结构，可大副减小摩擦损耗、提高导向和驱动精度，可确保毛针长期高速往复精密运动。

植毛动作的准确可靠是靠机头和机芯的结构设计达到的。通过机头和机芯的结构设计，使精度等级提高了3级达到了5级；摩擦损耗比原来减少了90％，寿命和可靠性提高了50倍(注：原有技术多采用间隙配合滑动摩擦运动机构，即使加工精度再高、材料再硬，经高速工作后也会迅速磨损，运动精度只能达到8级且不能持久，是造成断针、飞毛、夹针的主要原因)。

(二)高速度准确定位工作台模块

参见图3，高速度准确定位工作台模块由一套多功能Z轴工作台65和两套通用工作台连接组成：多功能Z轴工作台65与通用工作台(通用工作台由动台67和定台68组成，定台68与动台67通过直线导轨和滚珠丝杠作无摩擦滑动连接，实现动台67的运动导向和无间隙定位驱动)的动台67作固定连接，定台68与其下方另一通用工作台的动台67作固定连接，两通用工作台的运动方向垂直交叉。

多功能Z轴工作台65即可采用(图3-1)主轴垂直按装工作模式实现工件绕垂直轴旋转定位，生产盘形平面梳、刷；也可采用(图3-2)主轴水平按装工作模式实现工件绕水平轴旋转定位，生产柱面形梳、刷。更可拆除Z轴工作台生产普通平面梳、刷。

此结构设计的益处是多功能性与通用性兼顾。

参见图3-3通用工作台的结构为：动台67为分离结构，由动台面70、连接块71、连接块72、螺母连接块73组成；四个直线导轨滑块74固定连接在动台面70的下表面上；连接块71、72的上水平面与动台面70的下表面贴合作固定连接；螺母连接块73左右两侧垂直面分别与连接块71、72的侧垂直面贴合作固定连接，螺母连接块73的前端面与滚珠丝杠螺母副的螺母80作固定连接；此动台结构为四自由度调整连接结构。此为本案的重点创新结构，结合定台基座83上的四处调整孔88可在两行程极限位置调整连接块71、72的固定螺丝，以实现本通用工作台组装完成后的精确调试；传统动台为整体结构，组装后无法调整丝杠、导轨、动定台按装面的平行度，所以要求工作台的各个按装面及位置关系必须有非常高的设计加工精度，一次按装、调试成功率低，因按装精度低不适合高速工作；而本结构则降低了对工作台的各重要组成零件的设计精度要求，提高了整体工作台的按装精度，适合高速工作，一次按装成功率高，并降低了制造、按装成本。

定台68由带四处调整孔88的定台基座83分别与轴承座81、轴承座82、马达座85固定连接组成；两直线导轨75固定连接在定台基座83上。

固定连接在定台马达基座85上的数控马达86通过柔性联轴器84与滚珠丝杠79作柔性连接，用以精确驱动螺母80，从而带动动台67沿两直线导轨75作高速定位移动。

滚珠丝杠防护罩87穿过70、71、72、73固定连接后形成的缝隙，其两端分别固定连接在轴承座81、82上，在不防碍动台运动的前提下实现对滚珠丝杠的防护。

通过工作台的结构设计，解决了驱动刷基做孔的精确定位问题。克服了以前经常因定位不准而造成的断针、植毛机构损坏，植刷成品质量低下的问题。达到在高速植毛作业时，确保小于0.015mm的定位精度；比以前提高了0.01mm。工作台整体制造、按装、调试成本降低了30％。

(三)控制柜模块3(参见附图4)

由各自分离的人机操作箱90(通过连接件固定连接在机头支撑体6上)、主机箱91、电源箱92、电气控制箱93和马达驱动箱94(分别直接固定连接在减振机座模块4上)五个子模块通过标准接口及导线相互连接组成。

人机操作箱90：由液晶触摸屏或键盘显示器、自制辅助电路、散热系统、标准接口和屏蔽外壳组成，通过标准接口及导线与主机箱91、电气控制箱93相连接，用于实现人机交互操作、生产程序编制。

主机箱91：由主控工业计算机、辅助电子电路、散热系统、标准接口和屏蔽外壳组成，通过标准接口及导线分别与人机操作箱90、电气控制箱93、马达驱动箱94和各机械模块传感器相连接，用于实现对整机的信息处理、外部通讯和程序控制。

电气控制箱93：由电气电路系统、散热系统、标准接口和屏蔽外壳组成，通过标准接口及导线分别与人机操作箱90、主机箱91、马达驱动箱94、机壳、机头、工作台相连接，用于对电机、汽缸、电磁铁、散热风扇等强电执行件的直接驱动并完成机器启停控制、外部报警、电器系统保护等功能。

马达驱动箱94：由多个数控马达驱动器、辅助电路、散热系统、标准接口和屏蔽外壳组成，经导线及标准接口与工作台模块2上的数控马达相连接，用于伺服和步进马达的直接驱动。

电源箱92：由专用标准电源系统、辅助电路、散热系统、标准接口和屏蔽外壳组成，通过标准接口及导线与其它控制柜子模块相连接，为整机提供标准电源。

此控制柜模块采用子系统模块化、整体一体化结构，各模块易于采用各自领域的先进成熟技术进行专业设计、专业生产、专业服务，所以易于大批量生产、质量稳定，易于拆装维修，售后服务简单、可靠，也便于实现技术更新、功能扩展；各电器子模块相互独立且各有外壳屏蔽，消除了电器系统的内部相互干扰；采用一体化结构又使整机占用空间小、结构紧凑、各模块间连接导线短，电器系统的外部信号干扰小，电器系统可靠性高。

(四)减振机座模块4

(参见附图5)本模块结构设计以连接可靠、减小整机工作振动为目的，由减振铸铁基座100、升降台101、升降机构102、两条升降台滑轨103、支撑框架104、四个升降台锁紧滑块105、四个设有减震垫的减振地脚106组成；

升降台101与四个升降台锁紧滑块105作固定连接，升降台锁紧滑块105与两条升降台滑轨103作滑动连接，升降台滑轨103与支撑框架104和减振铸铁基座100作固定连接。

升降机构102由丝杠108和带手柄的螺母107组成丝杠螺母副传动机构，丝杠108与升降台101作固定连接，螺母107通过推力球轴承与减振铸铁基座100作端面旋转滑动连接；转动螺母107则可通过丝杠108带动升降台101使其沿升降台滑轨103作升降滑动，当升降台101位置调好后可锁紧每个升降台锁紧滑块105上的紧固螺丝105’，使滑块105抱紧滑轨103，从而锁紧升降台101；因升降台101上固定连接着高速准确定位工作台模块，支撑框架104上固定连接着高速机头模块，锁紧后即可将整机的机械部件联结为整体，可有效降低整机的工作振动。

四个设有减震垫的减振地脚106通过其带锁紧螺母的地脚螺丝与减振铸铁基座100作螺纹连接，通过分别调整四个地脚螺丝可将工作台基准平面在两个方向上调致水平，然后锁紧地脚螺丝的锁紧螺母，可使工作台动台在理想的水平状态下作高速定位运动，可有效降低整机的工作振动。

通过对上述一整套结构设计方案的具体实施，可以实现本实用新型的目的：提供一种在可以接受的成本基础上的，能够长时间稳定工作的，结构更加合理且先进美观的模块化设计的高速运动、准确定位的植毛机。

Claims (10)

1.模块化设计的高速运动、准确定位的植毛机，其特征在于：有外壳保护的内部充分模块化的一体化结构；包括各自独立的高速机头模块，高速度准确定位工作台模块，二者通过标准接口及导线分别与控制柜模块相连接，以上三大模块分别连接在减振机座模块上组合成整机。

2.根据权利要求1所述的模块化设计的高速运动、准确定位的植毛机，其特征在于：所述的控制柜模块由各自分离的人机操作箱、主机箱、电源箱、电气控制箱和马达驱动箱五个子模块组成；其中，人机操作箱通过标准接口及导线与主机箱、电气控制箱相连接，主机箱通过标准接口及导线分别与人机操作箱、电气控制箱、马达驱动箱和各机械模块传感器相连接，电气控制箱通过标准接口及导线分别与人机操作箱、主机箱、马达驱动箱、机壳、机头、工作台相连接，马达驱动箱经导线及标准接口与工作台模块上的数控马达相连接，电源箱通过标准接口及导线与其它控制柜子模块相连接，为整机提供标准电源。

3.根据权利要求1所述的模块化设计的高速运动、准确定位的植毛机，其特征在于：所述的外壳组成如下：顶罩、后门和两个左右对称的侧门通过外壳减震围条和内部连接件与减振机座固定连接：升降台外罩和升降台围裙与升降台固定连接，可随升降台上下移动；工作台随动外罩与横向工作台动台固定连接，可随多功能Z轴工作台前后左右移动；升降台外罩与横向工作台定台之间及升降台与顶罩之间连接有折叠防尘罩，可开闭的毛料换料窗通过合页与机头面板连接，机头面板和顶罩下盖与顶罩固定连接，镶片换料窗通过合页与顶罩连接，顶罩正面设有声光报警器，两侧还设有内置风扇的散热风孔，可与减振铸铁基座上的2个通风孔形成气流通路，人机操作箱穿过顶罩上端，正面设有电源启动键、重置键、系统重启键、急停/关机键，可执行启、停、应急操作。

4.根据权利要求1所述的模块化设计的高速运动、准确定位的植毛机，其特征在于：所述的高速机头模块由电机、机头支撑体、主轴系、镶片送进机构、主驱动臂机构、毛针导向定位驱动机构、毛咀导向定位驱动机构、切刃驱动机构、储毛箱、输毛机构、机头定位体、机芯体相互连接组成；其连接结构为：电机与主轴系连接并驱动其转动，主轴系联动镶片送进机构、主驱动臂机构、毛针导向定位驱动机构、毛咀导向定位驱动机构、切刃驱动机构、储毛箱、输毛机构。

5.根据权利要求4所述的模块化设计的高速运动、准确定位的植毛机，其特征在于：所述的镶片送进机构包括：镶片驱动凸轮通过滚动轴承凸轮副与镶片驱动装置作滚动连接，镶片驱动装置通过滚动轴承与镶片送进夹咀作滚动连接，其中镶片驱动装置和镶片送进夹咀的摆动中心经滚动轴承和轴分别连接在机头支撑体和机芯体上；镶片送进夹咀与固定连接在机头支撑体上的镶片止退夹咀协同夹持镶片，凸轮每转动一周，则将一段镶片穿过贯穿镶于机芯体15右侧壁的导套方孔78内镶片导套送进至机芯内动刃与定刃刃口之间的位置，所述的镶片送进机构包括还包括固定连接在机头支撑体上的镶片调整装置，用于调整送进量。

6.根据权利要求4所述的模块化设计的高速运动、准确定位的植毛机，其特征在于：所述的毛咀导向定位驱动机构包括：毛咀驱动凸轮通过滚动轴承凸轮副与毛咀驱动臂作滚动连接，并驱动毛咀驱动臂绕与机头支撑体作滚动连接的滚动轴承作周期摆动，毛咀驱动臂通过双自由度滚动轴承楔块连接机构与一对滚动直线轴承长轴作滚动连接，其中轴座的轴固定滚动轴承的内圈，轴座的基座与一对滚动直线轴承长轴夹紧固定连接，滚动轴承的外圈在驱臂外端的滚动轴承导轨槽即导向楔块内滚动，实现轴座与直线轴承长轴的滚动连接传动；直线轴承长轴下端通过精密过度配合固定连接致毛咀；滚动直线轴承上下两对分别镶装于机头定位体和机芯体内的滑动块分别以过渡配合固定连接至上部机头定位体和下部机芯体上。

7.根据权利要求4所述的模块化设计的高速运动、准确定位的植毛机，其特征在于：所述的机芯及切刃驱动机构包括：切刃驱动偏心轮通过外套滚动轴承与轴承套作滚动连接，轴承套与正反调距螺杆作螺纹连接，螺杆与带润滑散热结构的动刃刀架作滚动连接并驱动动刃，使其通过滑动配合在带有润滑散热结构和微细容油槽结构的机芯体的滑槽内与定刃做往复剪切动作，用以精确切断镶片27；所述的输毛机构包括：主驱动臂通过杆端轴承及六方连杆与毛梭驱动装置作滚动连接，毛梭驱动装置连接并驱动毛梭在输毛滚动导轨上做往复滑动，毛梭与输毛滚动导轨作滚动连接，输毛机构由固定连接在机头支撑体上的毛梭限位调整机构和六方连杆协同调整到毛针的正下方位置。

8.根据权利要求4所述的模块化设计的高速运动、准确定位的植毛机，其特征在于：所述的毛针导向定位驱动机构包括：主驱动臂通过双自由度滚动轴承楔块连接机构，该机构为：主驱动臂外端通过销轴与滚动轴承内圈作固定连接，滚动轴承与杆端导向楔块作滚动连接，杆端导向楔块与直线轴承长轴作固定连接，与直线轴承长轴作滚动连接，直线长轴与毛针精密锁定滑块作固定连接并通过直线轴承与机头定位体作无摩擦滑动连接，该连接方式为：直线轴承外圈与机头定位体内孔作精密过渡配合固定连接，直线轴承通过其内部微型滚动体与直线长轴外表面作滚动接触连接，用以实现对毛针精密锁定滑块的驱动；一方面毛针精密锁定滑块通过两直线轴承与双直线导轨作无摩擦滑动连接，该连接方式为：滑块两内孔与两直线轴承外圈通过精密过渡配合作固定连接，两直线轴承内的微型滚动体与双直线导轨作精密滚动接触以实现滑块在双直线导轨上作无摩擦滑动，双直线导轨两端分别与机头定位体和机芯体作精密过渡配合固定连接；用以实现对毛针精密锁定滑块的运动导向和定位；另一方面毛针精密锁定滑块通过精密毛针锁芯与半圆形短毛针上端作精密锁定连接以实现滑块与毛针的精密锁定，精密毛针锁芯外表面为异形双圆柱面与同样形状的毛针精密锁定滑块的内孔作精密间隙配合固定连接，半圆形毛针的上端穿入锁芯经螺钉锁定于锁芯的精密方形内孔的一个平面上，此平面与半圆形毛针上端的平面部分作紧密贴合；同时驱使毛针沿定刀刃的刃口、动刀刃及压针板形成的轨道内滑动，将已精确切断的镶片与毛料插入毛咀并沿毛咀内锥孔植入刷基植毛孔内。

9.根据权利要求4所述的模块化设计的高速运动、准确定位的植毛机，其特征在于：所述的高速度准确定位工作台模块由一套多功能Z轴工作台和两套通用工作台连接组成：多功能Z轴工作台可采用主轴垂直、水平两种按装工作模式与通用工作台的动台作固定连接，定台与其下方另一通用工作台的动台作固定连接，两通用工作台的运动方向垂直交叉；所述的通用工作台的结构为：动台为分离结构，由动台面、连接块、连接块、螺母连接块组成；四个直线导轨滑块固定连接在动台面的下表面上；两个连接块的上水平面与动台面的下表面贴合作固定连接；螺母连接块左右两侧垂直面分别与两个连接块的侧垂直面贴合作固定连接，螺母连接块的前端面与滚珠丝杠螺母副的螺母作固定连接；此动台结构为四自由度调整连接结构。

10.根据权利要求4所述的模块化设计的高速运动、准确定位的植毛机，其特征在于：所述的减振机座模块包括：减振铸铁基座、升降台、升降机构、两条升降台滑轨、支撑框架、四个升降台锁紧滑块、四个设有减震垫的减振地脚组成；其中，升降台与四个升降台锁紧滑块作固定连接，升降台锁紧滑块与两条升降台滑轨作滑动连接，升降台滑轨与支撑框架和减振铸铁基座作固定连接；升降机构由丝杠和带手柄的螺母组成丝杠螺母副传动机构，丝杠与升降台作固定连接，螺母通过推力球轴承与减振铸铁基座作端面旋转滑动连接；四个设有减震垫的减振地脚通过其带锁紧螺母的地脚螺丝与减振铸铁基座作螺纹连接。

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