包缝机控制系统及包缝机
技术领域
本实用新型涉及缝纫设备技术领域,尤其涉及一种包缝机控制系统及包缝机。
背景技术
包缝机俗称拷边机、打边车、锁边机,主要功能一般是防止服装的缝头起毛,不仅能够用于包边,还能应用于缝合T恤、运动服内衣、针织等面料的包边加工中。随着人力成本的增加,如何提升工作效率、减小人工操作带来的错误也成为各加工企业追求的目标,也是毛巾、方巾加工业者的强烈愿望。
一条毛巾、抹布或方巾要完成加工,一般说来要把四条边缝上,大多情况下还需要将转角部位加工成有弧度的圆角,并且要求四个圆角弧度一致且能对称。但是,一台普通的包缝机只能缝制直线,不能进行自动转角缝制及任意弧度的圆角缝制,目前加工厂基本是由熟练工人操作一台包缝机,根据要求在需要转角的地方手工操作带动毛巾、方巾等进行转角。
目前针对包边,当需要连续缝制多条边且需要转角处的缝制时,完全由人工干预,由人的手去根据当前缝制转速去控制毛巾、方巾等的转角移动,因此整个加工就存在如下缺点:在加工要求比较高时,由于包缝机缝制转速比较高(3000rpm以上),为保证加工质量,在转角处就必须得降速缝制,以便更好的完成转角动作,这样就大大降低了生产效率;且由于转角完全靠人工干预实现,转角的一致性无法保证,残次品率较高。
实用新型内容
本实用新型提供一种包缝机控制系统及包缝机,具有较高的生产效率以及加工精度。
本实用新型提供的包缝机控制系统包括用于输送布料的送料机构和主控制模块;其中,主控制模块用于送料机构相对于包缝机的X向、Y向的移动和/或相对于包缝机的Z轴转动,其中,X向、Y向和Z向相互垂直,X向和Y向与布料所在的平面平行,Z向与布料所在的平面垂直。
由于为包缝机增加送料机构和主控制模块,在缝制时,主控制模块控制送料机构相对于包缝机的X向、Y向移动,就可以带动送料机构上的布料相对于包缝机的缝针直线移动,以此实现直线缝制;而主控制模块控制送料机构相对于包缝机的X向、Y向移动,相对于包缝机的Z轴转动就可以带动送料机构上的布料相对于包缝机的缝针曲线移动,以此实现布料的转角或曲线缝制。在整个过程中,不需要人工送料、操作简单,从而减轻了对人员的要求,由于无需在加工转角或曲线部分时特意降低包缝机转速,因而生产效率大大提高,此外,由于曲线或转角处的缝制由主控制模块控制整个系统完成,而无需人工干预,因而成品率高、加工精度高。
可选地,送料机构包括用于承载布料的送料工作台、压框、X向送料电机、Y向送料电机、以及Z向送料电机,其中,压框用于将布料按压在送料工作台上,并能够带动布料一起相对于包缝机运动,X向送料电机用于驱动压框相对于包缝机进行沿X向的平动,Y向送料电机用于驱动压框相对于包缝机进行沿Y向的平动,Z向送料电机用于驱动压框相对于包缝机以Z向为转轴转动。由此,仅需要主控制模块驱动送料电机带动压框相对于包缝机进行沿X向、Y向的平动就可以带动布料进行直线移动,或者主控制模块驱动送料电机带动压框相对于包缝机进行沿X向、Y向的平动、以Z向为转轴转动,就可以带动布料进行曲线移动。
可选地,压框的与布料接触的面的摩擦系数小于送料工作台的与布料接触的面的摩擦系数。由此,当布料被夹在压框与送料工作台之间时,以X向送料电机为例,如果X向送料电机驱动压框相对于包缝机进行沿X向的平动,那么由于压框对布料产生的摩擦阻力大于送料工作台对布料产生的摩擦阻力,布料就跟随压框一起相对于包缝机进行沿X向的平动。对于Y向送料电机、Z向送料电机驱动压框运动是一样的道理,布料都会随着压框进行相应的运动,这里不再赘述。在实际缝制过程中,送料工作台表面的摩擦系数设置地非常小,非常光滑,而压框与布料接触的面摩擦系数较大,在压框以一定压力压着布料时,布料就可以跟着压框一起移动,而不会发生阻滞或掉落的情况。
可选地,X向送料电机、Y向送料电机、以及Z向送料电机均为步进电机,主控制模块用于对X向送料电机、Y向送料电机、以及Z向送料电机进行步进闭环电机控制。步进电机是工业中常采用的电机,成本低廉,便于批量生产中的大规模使用,同时采用闭环电机控制使得控制过程更加及时、精确。
可选地,本实用新型的包缝机控制系统,还包括用于在放料位置检测布料有无的布料感应器。在缝制开始时,通过布料感应器来检测布料放置位置区域是否有布料,可以在放料位置区域没有布料的情况下,避免系统误动作而浪费资源,避免空缝。
可选地,本实用新型的包缝机控制系统,还包括X向位置感应器、Y向位置感应器和Z向位置感应器,X向位置感应器用于检测送料机构相对于包缝机在X向的位置,Y向位置感应器用于检测送料机构相对于包缝机在Y向的位置,Z向位置传感器用于检测送料机构相对于包缝机在Z向的角度;
主控制模块用于根据X向位置感应器、Y向位置感应器和Z向位置传感器的检测结果确定送料机构相对于包缝机的位置。
可选地,本实用新型的包缝机控制系统,还包括以下一种或几种:启动开关、急停开关以及操作面板,其中,启动开关用于启动缝制;急停开关用于出现紧急情况时进行制动控制;操作面板用于为主控制模块设置相应控制参数。这样设置,既能让操作人员直观看到系统参数设置情况,又方便操作人员对系统的操作,使得控制系统的功能更加完善,应对突发事件的能力也增强,系统更加可靠。
可选地,送料机构还包括用于驱动压框动作的压料气阀。
可选地,送料机构包括送料工作台、X向送料电机、Y向送料电机、以及Z向送料电机,X向送料电机用于驱动送料工作台相对于包缝机进行沿所述X向的平动,Y向送料电机用于驱动送料工作台相对于包缝机进行沿Y向的平动,Z向送料电机用于驱动送料工作台相对于包缝机以Z向为转轴转动。
可选地,送料机构还包括用于按压布料的压框。
本实用新型另一方面提供一种包缝机,其包含上述各个技术方案任一项所述的包缝机控制系统。
本实用新型的包缝机控制系统及包缝机实现了对普通包缝机的扩展应用,增加了对自动送料部分、自动转角的控制,具体而言,由于为包缝机增加送料机构和主控制模块,在缝制时,主控制模块控制送料机构相对于包缝机的X向、Y向移动,就可以带动送料机构上的布料相对于包缝机的缝针直线移动,以此实现直线缝制;当加工到转角部分或曲线部分时,主控制模块控制送料机构相对于包缝机的X向、Y向移动,并且同时相对于包缝机的Z轴转动就可以带动送料机构上的布料相对于包缝机的缝针曲线移动,以此实现布料的转角或曲线缝制,两者交替就可以实现任意图案的缝制。在整个过程中,由于无需降低包缝机转速,因而生产效率大大提高,此外,由于曲线或转角处的缝制由主控制模块控制整个系统完成,而无需人工干预,因而成品率高、加工精度高。因而可以实现布料的自动包边功能,大大提升了工作效率,降低了残次品率。
本实用新型的构造以及它的其他实用新型目的及有益效果将会通过结合附图而对优选实施例的描述而更加明显易懂。
附图说明
图1为本实用新型实施例一提供的包缝机控制系统的结构示意图;
图2为本实用新型实施例一提供的包缝机控制系统的结构框图;
图3为本实用新型实施例二提供的包缝机控制方法的流程图。
附图标记说明:
1-包缝机; 11-启动开关;
12-布料感应器; 13-X向位置感应器;
14-Y向位置感应器; 15-Z向位置感应器;
16-急停开关; 17-主轴电机;
18-切线气阀; 19-抬压脚气阀;
111-松线气阀; 112-吸线气阀;
2-主控制模块; 3-送料机构;
31-送料工作台; 32-X向送料电机;
33-Y向送料电机; 34-Z向送料电机;
35-压料气阀; 36-压框;
37-支撑杆; 38-横梁;
39-沟槽; 311-压框连接部;
4-操作面板; 5-布料。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中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实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
图1是本实用新型实施例一提供的包缝机控制系统的结构示意图,图2是本实用新型实施例一提供的包缝机控制系统的结构框图。如图2所示,包缝机控制系统包括主控制模块2、用于输送布料5的送料机构3、设置在送料机构3上的压料气阀35、操作面板4、启动开关11、布料感应器12、X向位置感应器13、Y向位置感应器14、Z向位置感应器15以及急停开关16。该包缝机控制系统用来控制普通的包缝机1。下面对包缝机控制系统内的各个部分进行详细说明。
首先,本实用新型的包缝机1可以使用工业中大量使用的普通包缝机1,用以降低成本。包缝机1中设有用于驱动缝针工作的主轴电机17,主控制模块2通过控制该主轴电机17从而控制包缝机1的缝制作业。此外,在包缝机1中还设有公知的切线气阀18、抬压脚气阀19、松线气阀111、以及吸线气阀112,主控制模块2通过对这些气阀控制,从而实现缝制过程中的切线操作、抬压脚操作、松线操作、吸线操作等。由于这些气阀是现有技术中已经存在的成熟技术,这里不再详细描述。主控制模块2包括控制板、步进驱动板,控制板实现对各个组成部分、各气阀等的控制,步进驱动板实现对包缝机1的主轴电机17、各个送料电机等的控制。
接下来介绍送料机构3,如图1所示,这里的X向、Y向和Z向相互垂直,X向和Y向与布料5所在的平面平行,Z向与布料5所在的平面垂直。本图只是本系统结构的概略示意图,例如主控制模块2、卸料部分等都未图示。如图1所示,在送料工作台31上设有两个沿Y向延伸的沟槽39,从送料工作台31下部、向上延伸竖直设立有两个支撑杆37,该支撑杆37可以在沟槽39内沿Y向水平移动,在送料工作台31下方还设有Y向送料电机33(未图示),用以驱动支撑杆37沿Y方向水平移动。在支撑杆37上、比送料工作台31高的位置设有X向送料电机32,在两个支撑杆37之间架设横梁38,在横梁38上设有压框连接部311,该X向送料电机32用以驱动压框连接部311沿X方向水平移动。在该压框连接部311上方设有Z向送料电机34,在压框连接部311下方还连接有压框36,压框36将布料5按压在送料工作台31上,并且Z向送料电机34用以驱动压框36相对于包缝机1以Z向为转轴转动。
具体缝制过程中,当X、Y、Z三轴联动缝制曲线时,如果Y向送料电机33驱动支撑杆37沿Y向水平移动,则通过横梁38、压框连接部311的传动,使得压框36带动布料5沿Y向水平移动,如果X向送料电机32驱动压框连接部311沿X向水平移动,则与压框连接部311连接的压框36带动布料5沿X向水平移动,如果Z向送料电机34直接驱动压框36相对于包缝机1以Z向为转轴转动,则压框36带动布料5也以Z向为转轴转动,如此,就实现了X、Y、Z三轴联动,压框36带动布料5相对于包缝机曲线运动,用以缝制曲线或转角位置。
当X、Y两轴联动缝制直线时,如果Y向送料电机33驱动支撑杆37沿Y向水平移动,则通过横梁38、压框连接部311的传动,使得压框36带动布料5沿Y向水平移动,如果X向送料电机32驱动压框连接部311沿X向水平移动,则与压框连接部311连接的压框36带动布料5沿X向水平移动,如此,就实现了X、Y两轴联动,压框36带动布料5相对于包缝机直线运动,用以缝制直线部分。
总而言之,主控制模块2(未图示)用于送料机构3相对于包缝机1的X向、Y向的移动和/或相对于1包缝机1的Z轴转动,即,在缝制过程中,X向送料电机31驱动压框36相对于包缝机1进行沿X向的平动,Y向送料电机33驱动压框36相对于包缝机1进行沿Y向的平动,Z向送料电机34驱动压框36相对于包缝机1以Z向为转轴转动。当压框36带动布料5相对于包缝机1进行沿X向、Y向的平动时,进行直线缝制;当压框36带动布料5相对于包缝机1进行沿X向、Y向的平动,并且相对于包缝机1以Z向为转轴转动时,进行曲线缝制。
可选的,这里的X向送料电机32、Y向送料电机33、以及Z向送料电机34一般均可以为步进电机,主控制模块2对X向送料电机32、Y向送料电机33、以及Z向送料电机34进行步进闭环电机控制。此外,在压框36上还设有用于驱动压框36动作的压料气阀35(未图示),在必要时,可以控制压框36抬起或放下。在包缝机1缝制完成后,主控制模块2控制送料机构3使压框36绕Z向旋转一定角度后返回缝制起点。具体而言如果每次缝制过程中,压框36会相对于Z向转动一定的角度,假设沿顺时针方向绕Z向累计转动一定角度,例如A°,如果在缝制完毕后,使压框36再沿逆时针绕Z向转动角度该一定角度,即A°,这样,每次操作完毕,使压框36旋转回初始角度位置,即对压框在Z方向的角度位置进行初始化。另外,压料气阀35的动作也由主控制模块2控制。
如上所述地形成的送料机构3也可以是其他形式,只要能够达到X向送料电机31驱动压框36相对于包缝机1进行沿X向的平动,Y向送料电机33驱动压框36相对于包缝机1进行沿Y向的平动,Z向送料电机34驱动压框36相对于包缝机1以Z向为转轴转动的效果即可。至于送料电机和压框36之间的传动机构也可以选择其它类型或者结构。
再回到图1进行说明,操作面板4用于为主控制模块2设置相关参数,包括布料5(例如毛巾、方巾)缝制的长度、宽度、缝制针距、转角半径等,以及其它控制参数。启动开关11用于启动缝制,急停开关16用于出现紧急情况时进行制动控制。而布料感应器12用于在放料位置检测布料5的有无,系统检测到有布料5即可将布料运送到缝制位置进行缝制,当然这要求操作人员按照要求位置摆放布料5,布料感应器12一般放置在放布位置的中心位置。此外,本实施例的包缝机控制系统还包括用于确定包缝机1的起缝位置的X向位置感应器13、Y向位置感应器14、以及Z向位置感应器15。具体而言,在包缝机系统上电时,X向位置感应器13用于检测送料机构3相对于包缝机1在X向的位置,Y向位置感应器14用于检测送料机构3相对于包缝机1在Y向的位置,Z向位置传感器15用于检测送料机构3相对于包缝机在Z向的角度;主控制模块2用于根据X向位置感应器13、Y向位置感应器14和Z向位置传感器15的检测结果确定包送料机构3相对于包缝机1的位置,如果不在系统指定的初始位置,则主控制模块2相应控制X向送料电机32、Y向送料电机33、或者Z向送料电机34驱动送料机构3运行至系统指定的初始位置。
下面以对方巾的自动包边缝制为例,介绍本包缝机控制方法。图3是本实用新型实施例二提供的包缝机控制方法的流程图。本实用新型实施例二提供的包缝机控制方法能够适用于前述实施例一中的包缝机。如图3所示,系统上电后,自动包边的步骤如下:
S601、通过送料机构将所述布料运送到包缝机的工作位置。
S602、控制送料机构相对于包缝机沿布料所在的平面移动,以进行布料直线部分缝制;或者,
控制送料机构相对于包缝机沿布料所在的平面方向移动并同时相对于布料所在的平面垂直的Z向转动,以进行布料转角或曲线部分缝制,其中,沿布料所在的平面方向包括X向和Y向,X向和Y向相互垂直。
以下通过一个具体的实际操作过程对上述步骤进行详细说明。
具体的,可以先通过操作面板为主控制模块设置好缝制相关参数,包括设置方巾的长度、宽度、转角半径、针距等信息,然后按照要求在送料机构的放料区域放置方巾,放好方巾后按启动开关,主控制模块根据X向位置感应器、Y向位置感应器、Z向位置感应器的反馈信号自动找到包缝机1的初始位置,并控制X向送料电机、Y向送料电机驱动送料机构运行到包缝机的工作区域,进入到缝制状态。此后主控制模块通过布料感应器检测确认送料机构上是否有方巾,如果有方巾则进入到下一步,如果没有方巾则处于等待状态。当主控制模块确认到有方巾后,控制开启压料气阀,将压框压下并压住方巾,同时控制抬压脚气阀抬起包缝机的压脚。然后,包缝机压脚下压,主轴启动缝制,同时吸风气阀启动以便把线辫吸入,此外,启动缝制后,工人可以继续在放料位置放置方巾,以便于下一次的缝制。
具体的,当进行直线缝制时,主控制模块控制X向送料电机、Y向送料电机驱动送料机构的压框相对于包缝机进行沿X向、Y向的平动,即沿方巾所在的平面移动,此时缝针带着缝线上下运行,对方巾的一个边进行直线部分缝制。
而当缝制到转角处时,主控制模块控制Z向送料电机启动,控制送料机构相对于包缝机进行沿X向、Y向的平动并同时相对于包缝机以Z向为转轴转动,此时缝针带着缝线上下运行,以进行布料转角或曲线部分缝制。转角缝制完毕后,接下来重复进行上述的直线部分、转角部分的缝制,直至方巾的四个边都缝制完。
缝制完成后,即可启动切线并关闭吸风气阀。然后主控制模块控制送料机构(通过控制X向送料电机、Y向送料电机实现)将缝制完毕的方巾移动到卸料区域。
最后,控制压框抬起、并相对于包缝机的Z轴反向旋转360°后(通过控制Z向送料电机实现)回到起缝位置,此时操作工人可以拿走缝制完成的产品。
此处,由于方巾有四个转角需要缝制,因而在整个缝制过程中,压框一共旋转了四次,累计旋转360°,因而最后需要控制压框抬起、并相对于包缝机的Z轴反向旋转360°。如果缝制其它类型的曲线,每次缝制过程中,压框会相对于Z向转动一定的角度,假设沿顺时针方向绕Z向累计转动一定角度,例如A°,如果在缝制完毕后,使压框再沿逆时针绕Z向转动角度该一定角度,即A°,这样,每次操作完毕,使压框旋转回初始角度位置,即对压框在Z方向的角度位置进行初始化。
在上述过程中,如果系统设置为自动模式,则可以根据布料感应器检测是否有布料进行自动缝制,如果不是自动模式,则可以通过启动开关控制是否进行缝制。本领域技术人员可以理解,本实施例的缝制过程以方巾的转角为例进行说明,但不限于方巾转角,可以适用于其它类型的布料例如毛巾的缝制。
本实用新型还提供一种包缝机,其包含包缝机本体以及上述实施例一所述的包缝机控制系统。
本系统中,为了便于在现有的包缝机基础上进行改造,实现自动包边功能,本系统可以开放一个控制信号引入到现有包缝机控制系统的脚踏板控制端,实现对该包缝机的控制。因此,本系统可广泛用于包缝机单一机型的改装升级。
此外,本实用新型以方巾包缝四个边和转角为例进行了说明,曲线部分指的是转角处的圆角部分。当然本实用新型的包缝机系统也可以应用在更复杂曲线的加工中,例如,缝合T恤、运动服内衣、针织等面料的特殊花纹等、或者特殊造型的曲线中。另外,本实用新型中以先加工直线部分,再加工曲线部分为例进行了说明,实际操作中,也可以先加工曲线部分,再加工直线部分,本实用新型对于加工顺序没有特别地限定。
本领域技术人员可以理解,本实施例此处以送料电机驱动压框带动布料沿X、Y向平动,绕Z向转动为例进行了说明,具体实现过程中,只要能够实现送料电机驱动送料机构带动布料相对于包缝机的X向、Y向的移动和/或相对于包缝机的Z轴转动即可,也可以是下述结构,即送料机构包括送料工作台、X向送料电机、Y向送料电机、以及Z向送料电机,X向送料电机用于驱动送料工作台相对于包缝机进行沿X向的平动,Y向送料电机用于驱动送料工作台相对于包缝机进行沿Y向的平动,Z向送料电机用于驱动送料工作台相对于包缝机以Z向为转轴转动。具体而言,布料放置在送料工作台上,由送料工作台带动布料沿X、Y向平动,绕Z向转动,而压框仅起到按压布料的作用,这样的变换均落在本实用新型的保护范围内。
对于现有技术的包缝机控制系统,仅需要控制其主轴运转即可实现缝制,但是仅能实现单方向的直线缝制,不能自动完成转角缝制,本实用新型实质上是提供了一种包缝机的扩展应用,通过为一台普通包缝机增加送料控制,包括X、Y向移动控制,Z向转角控制,以及其它辅助动作,包括压料、布料识别、位置检测等,从而实现了自动包缝机功能,可用于自动完成毛巾、抹布、方巾等的锁边,提升毛巾、抹布、方巾加工的效率并降低因人工操作出现的错误率。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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实用新型和简化描述,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实用新型的限制。
此外,在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“相连”、“固定”、“安装”等应做广义理解,例如可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接连接,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或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定、对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明,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实用新型实施例技术方案的范围。