CN216656180U - 琴弦头拧头装置及使用该装置的琴弦自动加工设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种琴弦头拧头装置，包括头拧机构和琴弦交叉打圈机构，头拧机构包括头拧头组件，头拧头组件包括头拧杆和挂弦钉，琴弦交叉打圈机构包括交叉打圈头，在交叉打圈头上设置打圈杆，在头拧杆的前端部设置琴弦承载斜面，挂弦钉设置在该琴弦承载斜面中，在琴弦承载斜面靠近琴弦线的部位设置凸起斜台阶面，在斜台阶面的高端设置侧立面，在打圈头下降抵压琴弦线后，打圈头的底面、斜台阶面高端的侧立面、琴弦承载斜面以及挂弦钉的外圆周面形成四面包围的封闭空间，琴弦线被限制在该封闭空间内部。本实用新型还包括使用该琴弦头拧头装置的琴弦自动加工设备。本实用新型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

琴弦头拧头装置及使用该装置的琴弦自动加工设备

技术领域

本实用新型属于琴弦加工技术领域，特别涉及一种琴弦头拧头装置及使用该装置的琴弦自动加工设备。

背景技术

钢琴发出乐声依靠弦槌敲击琴弦，使琴弦产生振动而发出声波，琴弦是决定钢琴音色的最重要部件，而琴弦的振幅取决于弦长、弦张力、弦密度。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。琴弦的头拧是经由交叉打圈、缠花、绕卷、去尾等步骤完成，其中交叉打圈功能是完成缠花、绕卷、去尾的关键前提步骤，其可靠性需要较高程度。

目前有针对钢琴弦头拧的全自动头拧机，实现各个步骤的全自动化，但实际使用过程中存在缠花绕卷松弛、节距偏大或者经常性发生脱弦、掉弦等故障性的问题。经过分析判断，其中的交叉打圈步骤可靠性过低，是造成后续系列问题的根源。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种琴弦头拧头装置及使用该装置的琴弦自动加工设备，以提高琴弦头拧的质量、效率。

本实用新型是这样实现的，提供一种琴弦头拧头装置，包括用于给琴弦线前段进行头拧加工的头拧机构和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，所述头拧机构包括头拧头组件，所述头拧头组件包括头拧杆和挂弦钉，所述琴弦交叉打圈机构包括交叉打圈头，在所述交叉打圈头上设置打圈杆，在所述头拧杆的前端部设置琴弦承载斜面，所述挂弦钉设置在该琴弦承载斜面中，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θ，在所述琴弦承载斜面靠近琴弦线的部位设置凸起斜台阶面，所述斜台阶面的高端靠近挂弦钉，在所述斜台阶面的高端设置垂直于琴弦承载斜面的侧立面，在所述打圈头下降抵压琴弦线后，所述打圈头的底面、斜台阶面高端的侧立面、琴弦承载斜面以及挂弦钉的外圆周面形成四面包围的封闭空间，琴弦线被限制在该封闭空间内部。

进一步地，所述头拧头组件还包括托弦板和弦钉气缸，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。

进一步地，所述头拧机构还包括头拧驱动组件和头拧基座，所述头拧基座固定于地面，与琴弦线平行，所述头拧驱动组件设置在头拧基座上，所述头拧头组件设置在头拧驱动组件上，所述头拧驱动组件驱动头拧杆旋转。

进一步地，所述挂弦钉的根部处于头拧杆的回转轴线上，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。

进一步地，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，所述转轴箱固定在头拧基座上，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。

进一步地，所述头拧机构还包括头拧直线移动驱动伺服减速电机和气电滑环，所述头拧头组件与琴弦线呈大于90°、小于180°的钝角，由所述头拧直线移动驱动伺服减速电机驱动在头拧直线移动组件上滑动。

进一步地，所述转轴箱包括箱体、主轴、输入轴、输入齿轮以及主轴齿轮，所述头拧直线移动组件包括滚珠螺杆和头拧驱动伺服电机，所述箱体通过安装在其底部的螺母与头拧直线移动组件的滚珠螺杆相连，由头拧直线移动组件的头拧驱动伺服电机驱动整体移动，所述头拧旋转驱动伺服减速电机驱动输入轴，所述输入轴带动输入齿轮将头拧旋转驱动伺服减速电机的扭矩及转速传递给主轴齿轮，并带动主轴旋转，从而带动与主轴相连的头拧杆旋转。

进一步地，所述头拧直线移动组件还包括直移电机座、直移滚珠螺杆、直移螺母、直移直线导轨、直移滑块和直移轴承座，所述直移电机座固定于头拧基座上，并安装有头拧驱动伺服电机，所述直移螺母、直移滑块与转轴箱固连，所述直移滚珠螺杆与直移螺母配合，所述直移滚珠螺杆旋转，则直移螺母直线移动，所述直移滚珠螺杆与头拧驱动伺服电机直连，由后者驱动旋转。

进一步地，所述琴弦交叉打圈机构还包括打圈支架、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，所述打圈杆的端部呈圆锥状，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。

本发明是这样实现的，提供一种琴弦自动加工设备，在所述琴弦加工机上使用了如前所述的琴弦头拧头装置。

与现有技术相比，本实用新型的琴弦头拧头装置及使用该装置的琴弦自动加工设备，琴弦头拧头装置设置头拧机构以及琴弦交叉打圈机构，自动地完成琴弦线的弦圈加工和头拧加工工序。本实用新型优化改善了打圈、头拧的工艺过程，加工的琴弦头拧精度高、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为本实用新型的琴弦头拧头装置使用状态的立体示意图；

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为图2中的头拧头组件与交叉打圈头处于工作状态的立体示意图；

图25为图24的侧视图；

图26为图24中头拧杆及其端部的放大示意图；

图27为图24中的交叉打圈头抵压在头拧杆上的工作状态示意图；

图28-1a~图28-1c至图28-7a~图28-7c为琴弦线打圈过程示意图，其中，图28-1a至图28-7a分别为各步骤的主视图，图28-1b至图28-7b分别为各步骤的俯视图，图28-1c至图28-7c分别为各步骤的左视图。

具体实施方式

为了使本实用新型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，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

请同时参照参照图2和图3所示，本实用新型琴弦头拧头装置的较佳实施例，包括用于给琴弦线X前段进行头拧加工的头拧机构1和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。本实用新型琴弦头拧头装置与用于夹紧琴弦线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6一起组合成琴弦自动加工设备。该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1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24至图27所示，下面介绍头拧头组件11如何与琴弦交叉打圈机构4配合实现琴弦线的打圈和头拧过程。

在所述头拧杆111的前端部设置琴弦承载斜面A1，起到托起琴弦线X的作用，所述挂弦钉113设置在该琴弦承载斜面A1中。设置琴弦承载斜面A1可以使得在琴弦线X的交叉打圈动作执行之前防止琴弦线X掉落，并能使琴弦线的前段a翘起，琴弦线X靠近挂弦钉113处b悬离琴弦承载斜面A1。在所述琴弦承载斜面A1靠近琴弦线X的部位设置凸起斜台阶面A2，该斜台阶面A2与琴弦线X的轴线平行。所述斜台阶面A2的高端靠近挂弦钉113。在所述斜台阶面A2的高端设置垂直于琴弦承载斜面A1的侧立面A3。

所述斜台阶面A2设置在靠近挂弦钉113的左侧（以垂直于头拧杆111的回转轴线方向看，挂弦钉113在前。），当头拧杆111靠近琴弦线X时，琴弦线X沿该斜台阶面A2滑向高端界面并停留在侧立面A3处。当交叉打圈头42压下时，交叉打圈头42的底面A4与琴弦承载斜面A1、侧立面A3、挂弦钉113圆周面构成一个四面包围的封闭空间，使琴弦线X正好处在该封闭空间之中，之后打圈杆45再进行交叉打圈时，因琴弦线X被限制在该封闭空间之中，琴弦线X不会发生较大弯曲，琴弦线X也不会发生拱起现象，从而有效避免因交叉打圈后的琴弦头部松弛而使得打圈后琴弦的弦尾端长度不可控问题。

同时，头拧杆111靠近琴弦线X时，琴弦线接触到该斜台阶面A2的高端部被托起，由于琴弦线X本身的刚性，靠近挂弦钉113的部位会悬离该斜台阶面A2。因此当交叉打圈头42压下时，会将悬离的部分压下紧贴该斜台阶面A2，致使琴弦线X在交叉打圈头42位置产生一个微小的折角，在琴弦线X进行交叉打圈时，琴弦线的前段被弯折回大于180°的角度，并且由于折角存在的关系会从主琴弦线的弦身的底部交叉穿过，从而有效避免与主琴弦线发生干涉，实现打圈过程。

靠近所述挂弦钉113在琴弦承载斜面A1上还设置用于避让打圈杆45端部的环状凹槽，所述环状凹槽为V型槽以避让打圈杆45的端部圆锥体。同时提高交叉打圈头42的刚性，并且当琴弦线X在头拧进行被拉紧时，由于V型槽的关系，琴弦线X的头部会滑入V型槽面B1与挂弦钉113圆周面交线上，从而保证琴弦头部在回转时始终处于回转轴线上，有效避免偏心回转导致的琴弦质量不良问题。

V型槽面B1与挂弦钉113圆周面A5形成交线L1，琴弦线X回绕并被拉紧后，会滑向交线L1，交线L1构成的面与挂弦钉113轴线相交于点O1，点O1位于其回转轴线L0上，故当头拧杆111回转时，琴弦头拧头将绕回转轴线L0对称回转，以保证琴弦头拧质量。

请同时参照图24至图27所示，以及图28-1a~图28-1c至图28-7a~图28-7c所示，琴弦线X的打圈过程具体是这样的：

（1）头拧杆111向前移动至使挂弦钉113紧靠琴弦线X，此过程中，琴弦承载斜面A1斜切入琴弦线X的底面，由于琴弦承载斜面A1前低后高，与琴弦线X的接触点在竖直方向逐步升高，因而琴弦线X被抬起。在此过程中，由于有斜台阶面A2，琴弦线X会先接触斜台阶面A2，并沿该斜台阶面A2向高端点滑动，最终会位于该斜台阶面A2的侧立面A3处。

（2）交叉打圈头42压下，其底面A4将琴弦线X压至与琴弦承载斜面A1紧贴，并由于斜台阶面A2的侧立面A3、交叉打圈头42的底面A4、琴弦承载斜面A1、挂弦钉113的外圆面A5形成的封闭空间作用，琴弦线X被卡在此封闭空间之中，当琴弦线X交叉打圈开始后，琴弦线X不会发生较大的拱起。

（3）打圈杆45回转，琴弦线X沿着挂弦钉113的圆柱面A5回绕至琴弦线X的前段穿过主琴弦线X的弦身并形成一定角度。因有琴弦承载斜面A1，且前低后高，当琴弦线X回转后，会形成a端部低、b回绕头高的状态，此时琴弦线X的端部即可穿过琴弦线X的弦身，且始终处于弦身的下方，完成琴弦线X的打圈过程。

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。

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

Claims (10)

1.一种琴弦头拧头装置，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和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，所述头拧机构包括头拧头组件，所述头拧头组件包括头拧杆和挂弦钉，所述琴弦交叉打圈机构包括交叉打圈头，在所述交叉打圈头上设置打圈杆，在所述头拧杆的前端部设置琴弦承载斜面，所述挂弦钉设置在该琴弦承载斜面中，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θ，在所述琴弦承载斜面靠近琴弦线的部位设置凸起斜台阶面，所述斜台阶面的高端靠近挂弦钉，在所述斜台阶面的高端设置垂直于琴弦承载斜面的侧立面，在所述打圈头下降抵压琴弦线后，所述打圈头的底面、斜台阶面高端的侧立面、琴弦承载斜面以及挂弦钉的外圆周面形成四面包围的封闭空间，琴弦线被限制在该封闭空间内部。

2.如权利要求1所述的琴弦头拧头装置，其特征在于，所述头拧头组件还包括托弦板和弦钉气缸，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所述的琴弦头拧头装置，其特征在于，所述头拧机构还包括头拧驱动组件和头拧基座，所述头拧基座固定于地面，与琴弦线平行，所述头拧驱动组件设置在头拧基座上，所述头拧头组件设置在头拧驱动组件上，所述头拧驱动组件驱动头拧杆旋转。

4.如权利要求2所述的琴弦头拧头装置，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。

5.如权利要求2所述的琴弦头拧头装置，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，所述转轴箱固定在头拧基座上，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。

6.如权利要求2所述的琴弦头拧头装置，其特征在于，所述头拧机构还包括头拧直线移动驱动伺服减速电机和气电滑环，所述头拧头组件与琴弦线呈大于90°、小于180°的钝角，由所述头拧直线移动驱动伺服减速电机驱动在头拧直线移动组件上滑动。

7.如权利要求5所述的琴弦头拧头装置，其特征在于，所述转轴箱包括箱体、主轴、输入轴、输入齿轮以及主轴齿轮，所述头拧直线移动组件包括滚珠螺杆和头拧驱动伺服电机，所述箱体通过安装在其底部的螺母与头拧直线移动组件的滚珠螺杆相连，由头拧直线移动组件的头拧驱动伺服电机驱动整体移动，所述头拧旋转驱动伺服减速电机驱动输入轴，所述输入轴带动输入齿轮将头拧旋转驱动伺服减速电机的扭矩及转速传递给主轴齿轮，并带动主轴旋转，从而带动与主轴相连的头拧杆旋转。

8.如权利要求5所述的琴弦头拧头装置，其特征在于，所述头拧直线移动组件还包括直移电机座、直移滚珠螺杆、直移螺母、直移直线导轨、直移滑块和直移轴承座，所述直移电机座固定于头拧基座上，并安装有头拧驱动伺服电机，所述直移螺母、直移滑块与转轴箱固连，所述直移滚珠螺杆与直移螺母配合，所述直移滚珠螺杆旋转，则直移螺母直线移动，所述直移滚珠螺杆与头拧驱动伺服电机直连，由后者驱动旋转。

9.如权利要求5所述的琴弦头拧头装置，其特征在于，所述琴弦交叉打圈机构还包括打圈支架、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，所述打圈杆的端部呈圆锥状，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。

10.一种琴弦自动加工设备，其特征在于，在所述琴弦自动加工设备上使用了如权利要求1至9中任意一项所述的琴弦头拧头装置。

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