一种基于包装基材的刺绣装置及工艺的制作方法

本发明涉及包装刺绣加工，具体涉及一种基于包装基材的刺绣装置及工艺。

背景技术：

1、随着消费水平的不断升级，产品包装已不仅仅局限于保护功能，更成为品牌形象展示的重要载体，将刺绣元素引入包装设计成为行业内的创新热点，然而，目前在包装领域应用刺绣技术主要采用“先绣后贴”的间接工艺，存在接缝、台阶感、易脱层、无法实现一体化成型等缺陷，针对上述“先绣后贴”工艺的不足，本领域技术人员曾尝试直接在包装基材上进行刺绣，即“直接刺绣工艺”。

2、但是，由于包装基材与传统的纺织刺绣面料在物理性质上存在巨大差异，常见的包装基材包括灰板纸、白卡纸等，具有硬度高、易撕裂的特性，传统刺绣机使用绣框夹紧织物，硬质或脆性包装基材无法被弯曲绷紧，强行夹持易造成破损，且缺乏对底部的有效支撑，对边缘处夹紧穿刺，极易造成纸板折弯断裂。

3、因此，发明一种基于包装基材的刺绣装置及工艺来解决上述问题很有必要。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于包装基材的刺绣装置及工艺，以解决现有技术中刺绣设备及工艺无法有效适配包装基材的刺绣，易对包装基材产生破坏的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于包装基材的刺绣装置，包括设备机架、定位组件、三轴调节座、刺绣机头、张力动态补偿组件和控制系统，所述定位组件包括真空吸附平台、压板、真空发生器和升降气缸，所述真空吸附平台架空安装在设备机架上方，所述升降气缸固定安装在设备机架上，所述压板通过升降气缸可升降地安装在真空吸附平台上方，所述真空发生器通过负压管路与真空吸附平台连接，真空吸附平台和可升降的压板，实现了对硬质包装基材的无损固定；

3、所述三轴调节座安装在设备机架上方位于定位组件后侧位置，所述刺绣机头安装在三轴调节座上，所述张力动态补偿组件安装在刺绣机头上，三轴调节座用于对刺绣机头位置进行调节，张力动态补偿组件用于对绣线的张力进行动态检测及调节；

4、所述控制系统分别与真空发生器、升降气缸、三轴调节座驱动件和刺绣机头电连接。

5、优选的，所述真空吸附平台上表面开设有仿形定位槽，所述仿形定位槽槽底位于刺绣位置开设有贯通上下两侧的刺绣槽，仿形定位槽适配包装基材的外轮廓，便于快速对基材进行定位，提高刺绣精度。

6、优选的，所述仿形定位槽的内底壁设有多组吸附孔，所述真空吸附平台的侧面固定连接有连接头，多组所述吸附孔与连接头相连通，所述负压管路远离真空发生器一端与连接头固定连接，用于配合吸附孔对包装基材进行吸附固定。

7、优选的，所述压板的下表面固定连接有柔性垫，所述压板和柔性垫上对应仿形定位槽的位置开设有让位槽，柔性垫避免压伤基材表面，且便于对表面不平整的包装基材进行压紧固定。

8、优选的，所述设备机架上表面固定安装有左右两组安装座，两组所述安装座的前后两端均固定连接有螺杆，所述真空吸附平台的左右两端均固定连接有前后两组安装脚，所述安装脚上开设有第一连接孔，所述真空吸附平台通过螺杆贯穿第一连接孔并与螺母配合固定在安装座上，将螺母旋松之后，便于对真空吸附平台进行更换，用于适配不同形状的包装基材。

9、优选的，所述升降气缸中活塞杆的上端均固定连接有连接座，所述连接座上开设有横向延伸的条形槽，所述压板的左右两端均固定连接有前后两组连接板，所述连接板上开设有第二连接孔，所述压板通过螺栓贯穿第二连接孔和条形槽固定在连接座上，便于更换与真空吸附平台相适配的压板。

10、优选的，所述三轴调节座包括纵向驱动座、横向驱动座和竖向驱动座，所述纵向驱动座安装在设备机架上，所述纵向驱动座上滑动安装有纵向滑座，所述横向驱动座安装在纵向滑座上，所述横向驱动座上滑动安装有横向滑座，所述竖向驱动座安装在横向滑座上，所述竖向驱动座上滑动安装有竖向滑座。

11、优选的，所述刺绣机头包括第一机头座、针头模块、第二机头座和旋梭模块，所述第一机头座和针头模块设置在压板的上方，所述第二机头座和旋梭模块设置在真空吸附平台下侧，所述第一机头座固定在竖向滑座前侧，所述针头模块安装在第一机头座前端，所述第二机头座固定在横向滑座的前侧，所述旋梭模块安装在第二机头座上正对针头模块下方的位置，纵向滑座与横向滑座配合，用于带动针头模块和旋梭模块在x\y轴上同步移动，对图案进行刺绣，竖向滑座用于对针头模块的高度进行调节，用于适配不同厚度的包装基材。

12、优选的，所述张力动态补偿组件包括固定座、张力传感器和伺服调节辊，所述固定座安装在针头模块上方，所述张力传感器安装在固定座内侧，所述伺服调节辊安装在固定座上方，所述控制系统还与张力传感器以及伺服调节辊驱动件电连接，张力传感器用于实时监测绣线张力，伺服调节辊用于动态调整绣线供给。

13、一种基于包装基材的刺绣工艺，包括以下步骤：

14、准备工作：根据包装基材的形状和类型，安装适配的真空吸附平台，并在控制系统中导入待刺绣的图案数据；

15、基材安装：将包装基材平整地放入仿形定位槽内，控制系统启动真空发生器，利用负压对基材吸附固定；

16、压料固定：控制系统控制升降气缸带动压板和柔性垫下降，将包装基材柔性压紧在真空吸附平台上；

17、机头调节与对位：控制系统驱动三轴调节座运动，带动刺绣机头移动，使针头模块对准刺绣槽正上方；

18、动态刺绣：控制系统启动刺绣机头，针头模块与旋梭模块配合完成勾线刺绣，同时张力传感器实时监测绣线张力，控制系统根据反馈信号控制伺服调节辊动态调整绣线供给量；

19、卸料：刺绣完成后，控制系统控制升降气缸复位，将压板抬起，关闭真空发生器以解除负压吸附，最后将刺绣成品从仿形定位槽中取出。

20、在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：

21、1.本发明通过采用真空吸附平台配合仿形定位槽对包装基材进行定位并吸附固定，并在吸附平台上开设贯通的刺绣槽，结合架空安装方式，使得刺绣机头的旋梭模块能够从平台下方通过刺绣槽与上方针头模块配合完成勾线刺绣，实现了包装基材的直接、高精度刺绣，保证了基材的平整度和刺绣质量，提升了产品档次；

22、2.本发明通过压板下设置柔性垫，在升降气缸驱动下将基材边缘柔性压紧在真空吸附平台上，既防止了刺绣过程中基材的移位，又避免了刚性接触造成的压痕或表面破损，同时便于对表面不平整的包装基材进行固定，提高设备适应性；

23、3.本发明通过张力动态补偿组件中的张力传感器实时监测绣线张力，控制系统根据反馈信号控制伺服调节辊动态调整绣线供给量，有效防止了绣线因包装基材硬度高、穿刺阻力大而导致的断线或绣面松弛，进一步提高了刺绣良品率和生产效率。

1.一种基于包装基材的刺绣装置，包括设备机架（1）、定位组件（2）、三轴调节座（3）、刺绣机头（4）、张力动态补偿组件（5）和控制系统（6），其特征在于：所述定位组件（2）包括真空吸附平台（21）、压板（22）、真空发生器（23）和升降气缸（24），所述真空吸附平台（21）架空安装在设备机架（1）上方，所述升降气缸（24）固定安装在设备机架（1）上，所述压板（22）通过升降气缸（24）可升降地安装在真空吸附平台（21）上方，所述真空发生器（23）通过负压管路（231）与真空吸附平台（21）连接；

2.根据权利要求1所述的一种基于包装基材的刺绣装置，其特征在于：所述真空吸附平台（21）上表面开设有仿形定位槽（211），所述仿形定位槽（211）槽底位于刺绣位置开设有贯通上下两侧的刺绣槽（212）。

3.根据权利要求2所述的一种基于包装基材的刺绣装置，其特征在于：所述仿形定位槽（211）的内底壁设有多组吸附孔（213），所述真空吸附平台（21）的侧面固定连接有连接头（214），多组所述吸附孔（213）与连接头（214）相连通，所述负压管路（231）远离真空发生器（23）一端与连接头（214）固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于包装基材的刺绣装置，其特征在于：所述压板（22）的下表面固定连接有柔性垫（221），所述压板（22）和柔性垫（221）上对应仿形定位槽（211）的位置开设有让位槽（222）。

5.根据权利要求1所述的一种基于包装基材的刺绣装置，其特征在于：所述设备机架（1）上表面固定安装有左右两组安装座（11），两组所述安装座（11）的前后两端均固定连接有螺杆（12），所述真空吸附平台（21）的左右两端均固定连接有前后两组安装脚（215），所述安装脚（215）上开设有第一连接孔（216），所述真空吸附平台（21）通过螺杆（12）贯穿第一连接孔（216）并与螺母配合固定在安装座（11）上。

6.根据权利要求1所述的一种基于包装基材的刺绣装置，其特征在于：所述升降气缸（24）中活塞杆的上端均固定连接有连接座（241），所述连接座（241）上开设有横向延伸的条形槽（242），所述压板（22）的左右两端均固定连接有前后两组连接板（223），所述连接板（223）上开设有第二连接孔（224），所述压板（22）通过螺栓贯穿第二连接孔（224）和条形槽（242）固定在连接座（241）上。

7.根据权利要求1所述的一种基于包装基材的刺绣装置，其特征在于：所述三轴调节座（3）包括纵向驱动座（31）、横向驱动座（33）和竖向驱动座（35），所述纵向驱动座（31）安装在设备机架（1）上，所述纵向驱动座（31）上滑动安装有纵向滑座（32），所述横向驱动座（33）安装在纵向滑座（32）上，所述横向驱动座（33）上滑动安装有横向滑座（34），所述竖向驱动座（35）安装在横向滑座（34）上，所述竖向驱动座（35）上滑动安装有竖向滑座（36）。

8.根据权利要求7所述的一种基于包装基材的刺绣装置，其特征在于：所述刺绣机头（4）包括第一机头座（41）、针头模块（42）、第二机头座（43）和旋梭模块（44），所述第一机头座（41）和针头模块（42）设置在压板（22）的上方，所述第二机头座（43）和旋梭模块（44）设置在真空吸附平台（21）下侧，所述第一机头座（41）固定在竖向滑座（36）前侧，所述针头模块（42）安装在第一机头座（41）前端，所述第二机头座（43）固定在横向滑座（34）的前侧，所述旋梭模块（44）安装在第二机头座（43）上正对针头模块（42）下方的位置。

9.根据权利要求8所述的一种基于包装基材的刺绣装置，其特征在于：所述张力动态补偿组件（5）包括固定座（51）、张力传感器（52）和伺服调节辊（53），所述固定座（51）安装在针头模块（42）上方，所述张力传感器（52）安装在固定座（51）内侧，所述伺服调节辊（53）安装在固定座（51）上方，所述控制系统（6）还与张力传感器（52）以及伺服调节辊（53）驱动件电连接。

10.一种基于包装基材的刺绣工艺，用于权利要求1-9任一项所述的一种基于包装基材的刺绣装置，其特征在于，包括以下步骤：