多旋轉(zhuǎn)軸心鎖邊機(jī)械手及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多旋轉(zhuǎn)軸心鎖邊機(jī)械手，由可在平面直角坐標(biāo)系位移的工作平臺(tái)及固定在工作平臺(tái)上的旋轉(zhuǎn)電機(jī)、托盤、同步控制機(jī)構(gòu)組成，所述托盤通過托盤離合裝置活動(dòng)連接在所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)上；托盤離合裝置接合時(shí)，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)連接托盤并直接驅(qū)動(dòng)托盤旋轉(zhuǎn)；托盤離合裝置分離時(shí)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)與托盤分離，托盤不隨旋轉(zhuǎn)電機(jī)及工作平臺(tái)運(yùn)動(dòng)；所述控制機(jī)構(gòu)可控制托盤上的工件與鎖邊機(jī)同步運(yùn)動(dòng)，作鎖邊要求的三維滾邊運(yùn)動(dòng)。把現(xiàn)有的只能人工完成的工作實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手完成，可以更優(yōu)化地處理長大類工件的鎖邊，例如衣片、袖片、褲片等，同時(shí)橡膠磁片吸附式固定工件的方式，適合薄型衣料的平展固定，解決了服裝自動(dòng)化生產(chǎn)中一個(gè)關(guān)鍵工序的自動(dòng)化。
【專利說明】多旋轉(zhuǎn)軸心鎖邊機(jī)械手及其控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及紡織機(jī)械領(lǐng)域中的服裝服飾加工機(jī)械領(lǐng)域，具體而言，涉及一種多旋轉(zhuǎn)軸心鎖邊機(jī)械手及其控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]服裝服飾加工中經(jīng)常要用到鎖邊工序。例如服裝加工中的衣片鎖邊，主要防止衣片散口 ；而服飾類產(chǎn)品中的臂章，鎖邊線跡是產(chǎn)品外觀的重要組成部分。
[0003]雖然電腦控制的自動(dòng)機(jī)械越來越多地取代人工操作，但是在鎖邊工序，還沒有可替代人工的自動(dòng)機(jī)械。
[0004]分析鎖邊機(jī)的縫跡，并不是普通二維機(jī)械手能夠完成的?，F(xiàn)有技術(shù)可以制作電腦花樣機(jī)、電腦繡花機(jī)等，這些機(jī)械可以制作非常復(fù)雜的圖案。但是分析這些機(jī)械的縫跡，只是平面二維移動(dòng)，每一個(gè)針位相當(dāng)于一個(gè)點(diǎn)，下一個(gè)針位又是一個(gè)點(diǎn)，只要正確運(yùn)動(dòng)工件到這些連續(xù)點(diǎn)的平面坐標(biāo)，這些點(diǎn)的連線就是正確的縫跡。在整個(gè)縫制過程中，工件只在平面直角坐標(biāo)系作平移運(yùn)動(dòng)，沒有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。鎖邊的縫制過程則不同。以最簡單的圓形鎖邊為例，縫跡是一個(gè)封閉的圓，鎖邊縫跡是有寬度的，實(shí)際是一個(gè)扇形面，并不是簡單的點(diǎn)到點(diǎn)的線。要得到良好的圓形工件的鎖邊縫跡，工件的圓心不動(dòng)，即不需要任何平移，但是工件必須繞圓心旋轉(zhuǎn)。我們稱這種運(yùn)動(dòng)為“滾邊運(yùn)動(dòng)”。例如一條直線沿曲線“滾邊”，在運(yùn)動(dòng)過程中始終保持與曲線相切；或反之，即直線不動(dòng)而曲線在直線上“滾邊”，鎖邊機(jī)縫跡就是這樣的“滾邊”。“滾邊”的要點(diǎn)是直線在鎖邊機(jī)機(jī)針點(diǎn)與曲線相切。因此我們知道，要設(shè)計(jì)一個(gè)用于鎖邊機(jī)的機(jī)械手，應(yīng)該有復(fù)雜的三維復(fù)合運(yùn)動(dòng)，除了有類似花樣機(jī)那樣在平面直角坐標(biāo)系的XY平移外，還要有使工件旋轉(zhuǎn)的R運(yùn)動(dòng)。
[0005]發(fā)明人針對(duì)鎖邊需要的滾邊運(yùn)動(dòng)，已經(jīng)提出了一種工件鎖邊機(jī)械手的技術(shù)方案，該方案由三個(gè)電機(jī)共同驅(qū)動(dòng)托盤，托盤圍繞托盤軸心作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)可在XY平面直角坐標(biāo)系中平移，由此實(shí)現(xiàn)了鎖邊機(jī)械手需要的三維滾邊運(yùn)動(dòng)。這一技術(shù)方案比較適合小型工件，例如臂章、帽徽、胸標(biāo)等，對(duì)于長大型的工件，例如服裝加工中的衣片、袖片、褲片等，由于旋轉(zhuǎn)軸心離工件頂端的直線距離比較遠(yuǎn)，在加工遠(yuǎn)端小半徑的弧線時(shí)，托盤軸心需要有較大的位移量，這對(duì)于高速鎖邊是不利的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的以上問題，提供一種多旋轉(zhuǎn)軸心鎖邊機(jī)械手及其控制方法。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種多旋轉(zhuǎn)軸心鎖邊機(jī)械手，由可在平面直角坐標(biāo)系位移的工作平臺(tái)及固定在工作平臺(tái)上的旋轉(zhuǎn)電機(jī)、托盤、同步控制機(jī)構(gòu)組成，所述托盤通過托盤離合裝置活動(dòng)連接在所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)上；
托盤離合裝置接合時(shí)，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)連接托盤并直接驅(qū)動(dòng)托盤旋轉(zhuǎn)，同時(shí)所述托盤隨所述工作平臺(tái)一同運(yùn)動(dòng)由此形成三個(gè)自由度；
托盤離合裝置分離時(shí)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)與托盤分離，托盤不隨旋轉(zhuǎn)電機(jī)及工作平臺(tái)運(yùn)動(dòng)，托盤可取下更換；
還包括托盤初始定位裝置，所述托盤上設(shè)置有工件固定裝置以固定工件；
所述控制機(jī)構(gòu)可控制托盤上的工件與鎖邊機(jī)同步運(yùn)動(dòng)，作鎖邊要求的三維滾邊運(yùn)動(dòng)。
[0008]進(jìn)一步的，所述托盤離合裝置可為電磁式、氣壓式或電磁氣壓復(fù)合式。
[0009]優(yōu)選的，所述電磁式托盤離合裝置包括一電磁鐵，電磁鐵底部為絕緣板，絕緣板中心連接在所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的主軸上，絕緣板中心周圍貼有一對(duì)環(huán)形引出線，所述的環(huán)形引出線分別與引腳座上的一對(duì)引腳銅片接觸；所述電磁鐵頂部的頂板邊緣均勻開設(shè)有多個(gè)滾珠孔，所述的滾珠孔內(nèi)設(shè)置有滾珠，滾珠底部連接有彈簧，所述的彈簧軸向設(shè)置在所述電磁鐵內(nèi)，所述頂板上方連接有托盤；所述引腳座固定在所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)上。
[0010]優(yōu)選的，所述托盤底面有導(dǎo)磁材料，所述工件固定裝置為橡膠磁片；所述滾珠與所述彈簧是非導(dǎo)磁材料。
[0011]進(jìn)一步的，氣壓式托盤離合裝置為旋轉(zhuǎn)電機(jī)主軸端連接負(fù)壓吸盤及氣管，氣管通過電磁閥連接負(fù)壓氣源，當(dāng)電磁閥通時(shí)，負(fù)壓通過氣管、吸盤吸附托盤為合狀態(tài)，當(dāng)電磁閥斷時(shí)，吸盤與托盤為離狀態(tài)。
[0012]進(jìn)一步的，所述托盤底面裝有標(biāo)識(shí)編碼，用于標(biāo)識(shí)不同品種、不同號(hào)型的托盤，并且所述工作平臺(tái)上裝有讀取器，可以讀取標(biāo)識(shí)編碼的信息。
[0013]一種多旋轉(zhuǎn)軸心鎖邊機(jī)械手的控制方法，在一個(gè)鎖邊圖形的加工過程中可以選擇一個(gè)以上的點(diǎn)作為旋轉(zhuǎn)軸心，對(duì)于所述的每一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸心都可以建立相應(yīng)的XYZ平面三維坐標(biāo)系及三個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)在此坐標(biāo)系中對(duì)應(yīng)的控制參量；可以用微移滾邊運(yùn)動(dòng)的方式在鎖邊機(jī)不停機(jī)的情況下從一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸心過渡到另一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸心。
[0014]進(jìn)一步的，所述的XYZ平面三維坐標(biāo)系按下述方式建立:
建立一個(gè)平面直角坐標(biāo)系Χ0Υ，O為原點(diǎn)，一個(gè)以Z為極點(diǎn)的極坐標(biāo)系疊加在XOY上，并可在XOY上移動(dòng)，由此建立平面三維坐標(biāo)系XYZ，其中X、Y與XOY中的定義相同，Z為極坐標(biāo)的極點(diǎn)，極軸為X方向，W為極角，逆時(shí)針方向?yàn)檎?，在本裝置中Z即為旋轉(zhuǎn)電機(jī)的軸心線與圖形平面的交點(diǎn)；
鎖邊工件A的圖形A為封閉曲線或不封閉曲線，在圖形A內(nèi)定義點(diǎn)Mi為旋轉(zhuǎn)軸心點(diǎn)Mi, i=l, 2, 3,..., η,為自然數(shù)序列,表示多個(gè)旋轉(zhuǎn)軸心點(diǎn)；
把圖形A移入XYZ并使其中一個(gè)Mi與Z重合，則總可以找到坐標(biāo)Z (X，Y，W)使得圖形A的曲線上的一點(diǎn)P與原點(diǎn)O重合，且滿足Y為曲線的切線，所述Mi與Z重合的含義就是移動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)使得電機(jī)軸心線經(jīng)過Mi點(diǎn)并吸合離合裝置使得Mi點(diǎn)成為此時(shí)的旋轉(zhuǎn)軸心；
從PO點(diǎn)出發(fā)，依次P1、P2、...、Pn，iP0、Pl、P2、...、Pn在圖形A的曲線上順序排列，即構(gòu)成鎖邊所需縫跡，所對(duì)應(yīng)的 ZO (X0，Y0，W0)，Z1 (XI, YLffl), Z2 (X2，Y2，W2)，...,Zn (Xn，Yn，Wn)即為鎖邊機(jī)械手所需的滾邊運(yùn)動(dòng)的三維坐標(biāo)，Pl到PO的弧長為針距t，同樣P2到Pl也為t，可表示為APi = t，則對(duì)應(yīng)的表示有AZi ( AXi，AYi，AWi)為滾邊運(yùn)動(dòng)時(shí)三維坐標(biāo)的變化量，ΔΧ?, ΔΥ?, Affi即對(duì)應(yīng)鎖邊機(jī)械手在以此Mi為旋轉(zhuǎn)軸心時(shí)鎖邊縫紉過程中三個(gè)電機(jī)各自的位移量；
進(jìn)一步的，所述的微移滾邊運(yùn)動(dòng)方式為單針微移滾邊: 1)在機(jī)針進(jìn)入布料時(shí)松開離合裝置；
2)軸心移動(dòng)到下一針位的X、Y位置；
3)吸合離合裝置；
4)在機(jī)針出布料時(shí)，帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)完成對(duì)應(yīng)的AWi；
5)循環(huán)執(zhí)行I)- 4)。
[0015]進(jìn)一步的，所述的微移滾邊運(yùn)動(dòng)方式為多針微移滾邊:
1)在機(jī)針進(jìn)入布料時(shí)松開離合裝置；
2)軸心移動(dòng)到下個(gè)多針微移的X、Y位置；
3)吸合離合裝置；
4)在機(jī)針出布料時(shí)，帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)完成對(duì)應(yīng)的AWi；
5)以此為旋轉(zhuǎn)軸心完成多針中余下針的滾邊運(yùn)動(dòng)；
6)循環(huán)執(zhí)行I)- 5)。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:
1、把現(xiàn)有的只能人工完成的工作實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手完成，可以更優(yōu)化地處理長大類工件的鎖邊，例如衣片、袖片、褲片等，同時(shí)橡膠磁片吸附式固定工件的方式，適合薄型衣料的平展固定，解決了服裝自動(dòng)化生產(chǎn)中一個(gè)關(guān)鍵工序的自動(dòng)化。
[0017]2、滾珠用于形成與托盤之間的間隙，又可以在電機(jī)運(yùn)動(dòng)的時(shí)候減小與托盤的阻力。
[0018]3、滾珠的作用是形成間隙并減小摩擦。滾珠與彈簧是非導(dǎo)磁材料，以防止?jié)L珠與彈簧磁化而失效。
[0019]上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】由以下實(shí)施例及其附圖詳細(xì)給出。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
圖1為電磁式托盤離合裝置結(jié)構(gòu)示意圖1;
圖2為電磁式托盤離合裝置結(jié)構(gòu)示意圖2 ；
圖3為托盤及托盤離合裝置連接關(guān)系示意圖；
圖4為工件固定意圖；
圖5為多旋轉(zhuǎn)軸心鎖邊機(jī)械手的控制方法示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021]下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例，來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0022]參照?qǐng)D3所示，一種多旋轉(zhuǎn)軸心鎖邊機(jī)械手，由可在平面直角坐標(biāo)系位移的工作平臺(tái)及固定在工作平臺(tái)上的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1、托盤10、同步控制機(jī)構(gòu)組成，所述托盤10通過托盤離合裝置5活動(dòng)連接在所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)I上。
[0023]托盤離合裝置5接合時(shí)，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)I連接托盤10并直接驅(qū)動(dòng)托盤10旋轉(zhuǎn)，同時(shí)所述托盤10隨所述工作平臺(tái)一同運(yùn)動(dòng)由此形成三個(gè)自由度。托盤離合裝置5分離時(shí)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)I與托盤10分離，托盤不隨旋轉(zhuǎn)電機(jī)I及工作平臺(tái)運(yùn)動(dòng)，托盤10可取下更換。
[0024]還包括托盤10初始定位裝置，所述托盤10上設(shè)置有工件固定裝置以固定工件。所述控制機(jī)構(gòu)可控制托盤10上的20工件與鎖邊機(jī)同步運(yùn)動(dòng)，作鎖邊要求的三維滾邊運(yùn)動(dòng)。
[0025]所述托盤離合裝置5可為電磁式、氣壓式或電磁氣壓復(fù)合式。
[0026]參照?qǐng)D1、圖2所示，所述電磁式托盤離合裝置包括一扁圓柱體的電磁鐵51，電磁鐵51底部為絕緣板8,絕緣板8中心連接在所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)I的主軸上,絕緣板8中心周圍貼有一對(duì)環(huán)形引出線4，所述的環(huán)形引出線4分別與引腳座2上的一對(duì)引腳銅片3接觸；所述電磁鐵51頂部的頂板9邊緣均勻開設(shè)有多個(gè)滾珠孔91，所述的滾珠孔91內(nèi)設(shè)置有滾珠6，滾珠6底部連接有彈簧7，所述的彈簧7軸向設(shè)置在所述電磁鐵51內(nèi)，所述頂板9上方連接有所述托盤；所述引腳座2固定在所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)I上。所述絕緣板8和所述頂板9為與所述圓柱體底面、頂面相對(duì)應(yīng)的圓形。滾珠6用于形成與托盤之間的間隙，又可以在電機(jī)運(yùn)動(dòng)的時(shí)候減小與托盤的阻力。在電磁鐵51通電吸合托盤時(shí)，滾珠6被壓回滾珠孔91內(nèi)；在電磁鐵51失電時(shí)，滾珠6被彈頂出滾珠孔91，形成與托盤底面的間隙，并減小摩擦。托盤10底面有導(dǎo)磁材料，所述工件固定裝置為橡膠磁片。所述滾珠6與所述彈簧7是非導(dǎo)磁材料，以防止?jié)L珠6與彈簧7磁化而失效。
[0027]參照?qǐng)D3所示，托盤10要按照工件20外形制作，略空出鎖邊位置。這是因?yàn)榉b類工件常為單片鎖邊，主要是防止裁剪后的衣料邊沿散口，單片衣料不容易把持，托盤按工件外形制作，把持工件的效果較好。托盤20可用輕質(zhì)的三合板，塑料板等制作，有一定強(qiáng)度即可。托盤20底面覆蓋一層導(dǎo)磁材料制成的薄膜，這樣托盤離合裝置5的電磁鐵51可以吸附托盤一同運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)磁薄膜可以用成品軟磁片，或者用含有導(dǎo)磁材料的漿料涂覆。所述托盤底面裝有標(biāo)識(shí)編碼30，用于標(biāo)識(shí)不同品種、不同號(hào)型的托盤，并且所述工作平臺(tái)上裝有讀取器，可以讀取標(biāo)識(shí)編碼30的信息。
[0028]參照?qǐng)D4所示，服裝類工件20如衣片、袖片、褲片與服飾類工件不同，不但外形尺寸很大，而且不是規(guī)則對(duì)稱圖形，特別是衣料可能很輕薄、光滑、柔軟，因此把持工件的固定方式必須要有適合衣料特點(diǎn)的設(shè)計(jì)。本發(fā)明解決此問題的方案是用大面積的橡膠磁片40。橡膠磁片40是永磁材料，充磁以后具有磁性。托盤10是導(dǎo)磁材料制作的，橡膠磁片40可以平展地吸附于托盤10之上。將橡膠磁片40按略小于工件外形輪廓裁出，中間適當(dāng)挖空以減輕重量，即制成本工件固定裝置。
[0029]作為另一種實(shí)施例，氣壓式托盤離合裝置為旋轉(zhuǎn)電機(jī)主軸端連接負(fù)壓吸盤及氣管，氣管通過電磁閥連接負(fù)壓氣源，當(dāng)電磁閥通時(shí)，負(fù)壓通過氣管、吸盤吸附托盤為合狀態(tài)，當(dāng)電磁閥斷時(shí)，吸盤與托盤為離狀態(tài)。
[0030]一種多旋轉(zhuǎn)軸心鎖邊機(jī)械手的控制方法，在一個(gè)鎖邊圖形的加工過程中可以選擇一個(gè)以上的點(diǎn)作為旋轉(zhuǎn)軸心，對(duì)于所述的每一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸心都可以建立相應(yīng)的XYZ平面三維坐標(biāo)系及三個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)在此坐標(biāo)系中對(duì)應(yīng)的控制參量；可以用微移滾邊運(yùn)動(dòng)的方式在鎖邊機(jī)不停機(jī)的情況下從一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸心過渡到另一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸心。
[0031]所述的XYZ平面三維坐標(biāo)系按下述方式建立:
建立一個(gè)平面直角坐標(biāo)系Χ0Υ，O為原點(diǎn)，一個(gè)以Z為極點(diǎn)的極坐標(biāo)系疊加在XOY上，并可在XOY上移動(dòng)，由此建立平面三維坐標(biāo)系XYZ，其中X、Y與XOY中的定義相同，Z為極坐標(biāo)的極點(diǎn)，極軸為X方向，W為極角，逆時(shí)針方向?yàn)檎?，在本裝置中Z即為旋轉(zhuǎn)電機(jī)的軸心線與圖形平面的交點(diǎn)；
鎖邊工件A的圖形A為封閉曲線或不封閉曲線，在圖形A內(nèi)定義點(diǎn)Mi為旋轉(zhuǎn)軸心點(diǎn)Mi, i=l, 2, 3,..., η,為自然數(shù)序列,表示多個(gè)旋轉(zhuǎn)軸心點(diǎn)；
把圖形A移入XYZ并使其中一個(gè)Mi與Z重合，則總可以找到坐標(biāo)Z (X，Y，W)使得圖形A的曲線上的一點(diǎn)P與原點(diǎn)O重合，且滿足Y為曲線的切線，所述Mi與Z重合的含義就是移動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)使得電機(jī)軸心線經(jīng)過Mi點(diǎn)并吸合離合裝置使得Mi點(diǎn)成為此時(shí)的旋轉(zhuǎn)軸心；
從PO點(diǎn)出發(fā)，依次Ρ1、Ρ2、...、Pn，iP0、Pl、P2、...、Pn在圖形A的曲線上順序排列，即構(gòu)成鎖邊所需縫跡，所對(duì)應(yīng)的 ZO (X0，Y0，W0)，Z1 (XI, Yl, Wl), Z2 (X2，Y2，W2)，...,Zn (Xn，Yn，Wn)即為鎖邊機(jī)械手所需的滾邊運(yùn)動(dòng)的三維坐標(biāo)，Pl到PO的弧長為針距t，同樣P2到Pl也為t，可表示為APi = t，則對(duì)應(yīng)的表示有AZi ( AXi，AYi，AWi)為滾邊運(yùn)動(dòng)時(shí)三維坐標(biāo)的變化量，ΔΧ?, ΔΥ?, Affi即對(duì)應(yīng)鎖邊機(jī)械手在以此Mi為旋轉(zhuǎn)軸心時(shí)鎖邊縫紉過程中三個(gè)電機(jī)各自的位移量；
所述的微移滾邊運(yùn)動(dòng)方式為單針微移滾邊:
1)在機(jī)針進(jìn)入布料時(shí)松開離合裝置；
2)軸心移動(dòng)到下一針位的X、Y位置；
3)吸合離合裝置；
4)在機(jī)針出布料時(shí)，帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)完成對(duì)應(yīng)的AWi；
5)循環(huán)執(zhí)行I)- 4)。
[0032]所述的微移滾邊運(yùn)動(dòng)方式為多針微移滾邊:
1)在機(jī)針進(jìn)入布料時(shí)松開離合裝置；
2)軸心移動(dòng)到下個(gè)多針微移的X、Y位置；
3)吸合離合裝置；
4)在機(jī)針出布料時(shí)，帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)完成對(duì)應(yīng)的AWi；
5)以此為旋轉(zhuǎn)軸心完成多針中余下針的滾邊運(yùn)動(dòng)；
6)循環(huán)執(zhí)行I)- 5)。
[0033]實(shí)施例:圖5為一個(gè)袖片的鎖邊圖形，因?yàn)槭情L形工件，如果在圖形中間定義一個(gè)旋轉(zhuǎn)中心，則此中心到圖形A點(diǎn)、B點(diǎn)的距離都比較遠(yuǎn)，在加工A角、B角這樣弧半徑很小的尖角時(shí)，每一針軸心都會(huì)有較大的位移量。例如尖角半徑為3mm，旋轉(zhuǎn)中心到尖角的距離為273mm,若鎖邊針距為0.2mm,則旋轉(zhuǎn)中心每針的位移量為18mm。由于配合鎖邊機(jī)的移動(dòng)是一種間歇移動(dòng)，只能在機(jī)針出布料的間隙移動(dòng)工件，如果位移量過大，就只能減低鎖邊機(jī)速度。例如本例18mm位移量的情況，若以3mm為高速極限位移量，則要降低速度到1/6才能適應(yīng)，這顯然很影響工效。優(yōu)化的方案是多中心。如圖示Ml、M2是二個(gè)旋轉(zhuǎn)中心，Ml離A點(diǎn)較近，M2離B點(diǎn)較近，在加工圖形上部時(shí)，用Ml為旋轉(zhuǎn)中心，在加工圖形下部時(shí)，用M2為旋轉(zhuǎn)中心，避免了過大的軸心位移量，顯然是比較優(yōu)化的解決方案。問題是在一個(gè)連續(xù)加工過程中，如何從Ml切換到M2。
[0034]有了電機(jī)軸與托盤之間的離合裝置，軸與托盤不再是固定連接，可以按照需要選擇連接點(diǎn)，比如從Ml變化到M2，一種方法是:
鎖邊機(jī)停車，在Ml點(diǎn)松開離合裝置； 移動(dòng)電機(jī)軸心到M2位置，調(diào)整參數(shù)為新的三維坐標(biāo)，吸合離合裝置；
鎖邊機(jī)開車，執(zhí)行以M2為旋轉(zhuǎn)中心的滾邊運(yùn)動(dòng)。
[0035]這種方法的缺點(diǎn)是鎖邊機(jī)要短暫停車，以切換新的旋轉(zhuǎn)中心。
[0036]還可以有一種每針或數(shù)針切換一次連接點(diǎn)的方案，稱作微移滾邊方案:在機(jī)針進(jìn)入布料時(shí)松開離合裝置，軸心移動(dòng)到下一針位需要的位置，吸合離合裝置，此時(shí)機(jī)針出布料，旋轉(zhuǎn)工件到下一針需要的位置，以此循環(huán)。在這種微移滾邊運(yùn)動(dòng)方式下，軸心不再是一個(gè)固定的點(diǎn)，而是由每一針或數(shù)針微小移動(dòng)形成的一段軌跡。相應(yīng)的，可以稱固定旋轉(zhuǎn)軸心的滾邊方式為固定滾邊。利用微移滾邊運(yùn)動(dòng)方式，可以實(shí)現(xiàn)從Ml到M2的不停車切換。
[0037]如圖，R是弧AB的圓心，R與Ml的連線交弧AB于C，R與M2的連線交弧AB于E，如下的加工方案:
以Ml為軸心的固定滾邊方式加工弧AC段；
以微移滾邊方式加工?、嵌危藭r(shí)軸心從Ml微移到Xl ；
微移軸心到X2 ；
以微移滾邊方式加工弧DE段，此時(shí)軸心從X2微移到M2 ；
以M2為軸心的固定滾邊方式繼續(xù)加工。
[0038]此方案中，RMl=RXl, RX2=RM2，在計(jì)算軌跡時(shí)比較容易，也比較容易理解微移過程，但是步驟3)的微移距離略大。
[0039]在具體實(shí)施中可以按平滑曲線直接從Ml微移到M2，如圖中弧M1M2。
[0040]在工程實(shí)踐中，電磁鐵高頻率吸合/釋放是不容易實(shí)現(xiàn)的，因此微移滾邊方式也需要降速。或者采用多針微移，以減少電磁鐵吸合/釋放頻率。
[0041]Ml及M2位置的選擇也很重要，因?yàn)榧饨堑挠绊懘?，?yīng)該盡量靠近尖角。本例袖片有4個(gè)尖角，如果選擇4個(gè)點(diǎn)作為旋轉(zhuǎn)中心會(huì)有更好的效果。
[0042]本發(fā)明提出了一種技術(shù)上的解決方案,用以優(yōu)化地應(yīng)對(duì)幾何尺寸較大的工件。對(duì)于一個(gè)具體的工件，應(yīng)按照?qǐng)D形的特點(diǎn)，選擇合適的旋轉(zhuǎn)中心數(shù)量及位置，并制定從一個(gè)中心到下一個(gè)中心的切換方案，可以是停車切換，也可以是單針或多針微移滾邊切換。
[0043]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種多旋轉(zhuǎn)軸心鎖邊機(jī)械手，由可在平面直角坐標(biāo)系位移的工作平臺(tái)及固定在工作平臺(tái)上的旋轉(zhuǎn)電機(jī)(I)、托盤(10)、同步控制機(jī)構(gòu)組成，其特征在于:所述托盤(10)通過托盤離合裝置(5 )活動(dòng)連接在所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)(I)上； 托盤離合裝置(5 )接合時(shí)，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)(I)連接托盤(10 )并直接驅(qū)動(dòng)托盤旋轉(zhuǎn)，同時(shí)所述托盤(10)隨所述工作平臺(tái)一同運(yùn)動(dòng)由此形成三個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)； 托盤離合裝置(5)分離時(shí)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)(I)與托盤(10)分離，托盤(10)不隨旋轉(zhuǎn)電機(jī)(I)及工作平臺(tái)運(yùn)動(dòng)，托盤(10)可取下更換； 還包括托盤(10 )初始定位裝置，所述托盤(10 )上設(shè)置有工件固定裝置以固定工件； 所述控制機(jī)構(gòu)可控制托盤(10)上的工件(20)與鎖邊機(jī)同步運(yùn)動(dòng)，作鎖邊要求的三維滾邊運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多旋轉(zhuǎn)軸心鎖邊機(jī)械手，其特征在于:所述托盤離合裝置(5)可為電磁式、氣壓式或電磁氣壓復(fù)合式。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多旋轉(zhuǎn)軸心鎖邊機(jī)械手，其特征在于:所述電磁式托盤離合裝置(5 )包括一電磁鐵(51),電磁鐵(51)底部為絕緣板(8 ),絕緣板(8 )中心連接在所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)(I)的主軸上，絕緣板(8 )中心周圍貼有一對(duì)環(huán)形弓丨出線(4 )，所述的環(huán)形引出線(4 )分別與引腳座(2)上的一對(duì)引腳銅片(3)接觸；所述電磁鐵(51)頂部的頂板(9)邊緣均勻開設(shè)有多個(gè)滾珠孔(91)，所述的滾珠孔(91)內(nèi)設(shè)置有滾珠(6)，滾珠(6)底部連接有彈簧(7 )，所述的彈簧(7 )軸向設(shè)置在所述電磁鐵(51)內(nèi)，所述頂板(9 )上方連接有所述托盤；所述引腳座(2 )固定在所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)(I)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的多旋轉(zhuǎn)軸心鎖邊機(jī)械手，其特征在于:所述托盤(10)底面有導(dǎo)磁材料，所述工件固定裝置為橡膠磁片；所述滾珠(6)與所述彈簧(7)是非導(dǎo)磁材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多旋轉(zhuǎn)軸心鎖邊機(jī)械手，其特征在于:氣壓式托盤離合裝置為旋轉(zhuǎn)電機(jī)主軸端連接負(fù)壓吸盤及氣管，氣管通過電磁閥連接負(fù)壓氣源，當(dāng)電磁閥通時(shí)，負(fù)壓通過氣管、吸盤吸附托盤為合狀態(tài)，當(dāng)電磁閥斷時(shí)，吸盤與托盤為離狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多旋轉(zhuǎn)軸心鎖邊機(jī)械手，其特征在于:所述托盤底面裝有標(biāo)識(shí)編碼，用于標(biāo)識(shí)不同品種、不同號(hào)型的托盤，并且所述工作平臺(tái)上裝有讀取器，可以讀取標(biāo)識(shí)編碼的息。
7.一種多旋轉(zhuǎn)軸心鎖邊機(jī)械手的控制方法，其特征在于:在一個(gè)鎖邊圖形的加工過程中可以選擇一個(gè)以上的點(diǎn)作為旋轉(zhuǎn)軸心，對(duì)于所述的每一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸心都可以建立相應(yīng)的XYZ平面三維坐標(biāo)系及三個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)在此坐標(biāo)系中對(duì)應(yīng)的控制參量；可以用微移滾邊運(yùn)動(dòng)的方式在鎖邊機(jī)不停機(jī)的情況下從一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸心過渡到另一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸心。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制方法，其特征在于:所述的XYZ平面三維坐標(biāo)系按下述方式建立: 建立一個(gè)平面直角坐標(biāo)系XOY，O為原點(diǎn)，一個(gè)以Z為極點(diǎn)的極坐標(biāo)系疊加在XOY上，并可在XOY上移動(dòng)，由此建立平面三維坐標(biāo)系XYZ，其中X、Y與XOY中的定義相同，Z為極坐標(biāo)的極點(diǎn)，極軸為X方向，W為極角，逆時(shí)針方向?yàn)檎?，在本裝置中Z即為旋轉(zhuǎn)電機(jī)的軸心線與圖形平面的交點(diǎn)； 鎖邊工件A的圖形A為封閉曲線或不封閉曲線，在圖形A內(nèi)定義點(diǎn)Mi為旋轉(zhuǎn)軸心點(diǎn)Mi, i=l, 2, 3, n,為自然數(shù)序列,表示多個(gè)旋轉(zhuǎn)軸心點(diǎn)； 把圖形A移入XYZ并使其中一個(gè)Mi與Z重合，則總可以找到坐標(biāo)Z (X，Y，W)使得圖形A的曲線上的一點(diǎn)P與原點(diǎn)O重合，且滿足Y為曲線的切線，所述Mi與Z重合的含義就是移動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)使得電機(jī)軸心線經(jīng)過Mi點(diǎn)并吸合離合裝置使得Mi點(diǎn)成為此時(shí)的旋轉(zhuǎn)軸心； 從PO點(diǎn)出發(fā)，依次P1、P2、...、Pn，iP0、Pl、P2、...、Pn在圖形A的曲線上順序排列，即構(gòu)成鎖邊所需縫跡，所對(duì)應(yīng)的 ZO (X0，Y0，W0)，Z1 (XI, Yl, Wl), Z2 (X2，Y2，W2)，...,Zn (Xn，Yn，Wn)即為鎖邊機(jī)械手所需的滾邊運(yùn)動(dòng)的三維坐標(biāo)，Pl到PO的弧長為針距t，同樣P2到Pl也為t，可表示為APi = t，則對(duì)應(yīng)的表示有AZi ( AXi，AYi，AWi)為滾邊運(yùn)動(dòng)時(shí)三維坐標(biāo)的變化量，ΔΧ?, ΔΥ?, Affi即對(duì)應(yīng)鎖邊機(jī)械手在以此Mi為旋轉(zhuǎn)軸心時(shí)鎖邊縫紉過程中三個(gè)電機(jī)各自的位移量。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制方法，其特征在于:所述的微移滾邊運(yùn)動(dòng)方式為單針微移滾邊: 1)在機(jī)針進(jìn)入布料時(shí)松開離合裝置； 2)軸心移動(dòng)到下一針位的X、Y位置； 3)吸合離合裝置； 4)在機(jī)針出布料時(shí)，帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)完成對(duì)應(yīng)的AWi； 5)循環(huán)執(zhí)行I)- 4)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制方法，其特征在于:所述的微移滾邊運(yùn)動(dòng)方式為多針微移滾邊: 1)在機(jī)針進(jìn)入布料時(shí)松開離合裝置； 2)軸心移動(dòng)到下個(gè)多針微移的X、Y位置； 3)吸合離合裝置； 4)在機(jī)針出布料時(shí)，帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)完成對(duì)應(yīng)的AWi； 5)以此為旋轉(zhuǎn)軸心完成多針中余下針的滾邊運(yùn)動(dòng)； 6)循環(huán)執(zhí)行I)- 5)。
【文檔編號(hào)】D05B35/00GK104389119SQ201410750260
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月10日
【發(fā)明者】李錫放 申請(qǐng)人:江蘇萬工科技集團(tuán)有限公司