一种适配加厚床垫面料的三同步缝纫装置及其方法与流程

本发明涉及缝制设备与自动控制，具体为一种适配加厚床垫面料的三同步缝纫装置及其方法。

背景技术：

1、在床垫制造当前的缝制工况下，加厚面料的局部厚度及牵引阻力常在过布过程中发生动态突变；为适应此类面料缝制，现有方案普遍采用传统的机械式同步送料架构，即通过单一的阻力或位移传感器获取反馈，并依赖预设的静态参数对压料机构或送料机构进行独立调节；虽然此方案在稳态缝制场景下具备一定处理能力，但由于其高度依赖单点阈值判断及割裂的执行逻辑，且未能将针轴相位、压料顺应位移与送料负载在同一针迹周期内进行强关联比对，造成工况识别发生混淆、动作补偿存在相位延迟且容易产生机械干涉，难以支撑厚度突跃或表面摩擦骤变下的稳定缝制。

2、因此，如何提升加厚面料缝制过程中系统自适应调节的准确性与多机构相位协同的稳定性，成为亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供一种适配加厚床垫面料的三同步缝纫装置及其方法，本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

2、第一方面，本发明实施例提供一种适配加厚床垫面料的三同步缝纫装置，包括：

3、机架基座、针位承托板、针位识别模块、压料模块、送料模块及控制模块；

4、所述针位承托板固定于机架基座上方以承托面料；

5、所述针位识别模块包括固定在针轴尾端的针轴相位盘和对射式读头，用于识别针轴运动相位；

6、所述压料模块包括设于针位承托板上方的压料靴座、压料靴座驱动源、连接其与压料靴座的压料调节螺杆及用于实时采集压料靴座顺应位移数据的压料位移尺；

7、所述送料模块包括送料齿台、驱动其往复运动的送料伺服电机及用于实时采集送料负载变化数据的电流读值端子；

8、所述控制模块分别与对射式读头、压料位移尺、送料伺服电机、压料靴座驱动源及电流读值端子电连接，配置为：接收实时采集的数据；

9、基于针轴穿刺、提针和离布的相位窗口，判断同针迹周期内压料位移与送料负载变化状态；据此计算下针的送料修正量和压料靴座抬升量，并控制送料伺服电机和压料靴座驱动源自适应调节。

10、在一些实施方式中，所述机架基座上固定有横梁；所述横梁平行于前后方向布置；所述针位承托板位于所述横梁下方并与针轴运动方向垂直；所述针位承托板的中部开有针孔区域；所述针孔区域两侧分别布置所述送料齿台和压料靴通道。

11、在一些实施方式中，所述对射式读头通过直角支架固定于所述针轴相位盘的侧后方；所述对射式读头的光轴与针轴回转平面平行；所述针轴相位盘的盘面沿圆周均布缺口标记和透光窗。

12、在一些实施方式中，所述压料靴座驱动源为步进电机；所述压料调节螺杆的下端与所述压料靴座上端顶接；所述压料调节螺杆上端由所述步进电机通过弹性联轴器驱动；所述压料调节螺杆通过螺纹副穿过所述横梁上的螺纹套筒。

13、在一些实施方式中，所述压料靴座下端固定分体式压料靴；所述分体式压料靴由前压片和后压片构成；所述前压片短于所述后压片；所述前压片与所述后压片之间留有过布间隙；所述机架基座上固定有导向基板；所述压料靴座两侧各布置复位弹片；所述复位弹片端部固定在所述压料靴座上，另一端压靠在导向基板上。

14、在一些实施方式中，所述送料模块还包括送料推进座和送料主轴；所述送料推进座通过同步带连接所述送料伺服电机的输出轴；所述送料推进座上的主动轮与所述送料主轴同轴固定；所述送料主轴通过短键连接驱动所述送料齿台作前后往复。

15、在一些实施方式中，所述压料位移尺固定在所述压料靴座侧壁；所述压料位移尺的读尺部分沿竖直方向布置；所述压料位移尺包括滑尺块和短推杆；所述滑尺块与所述压料靴座之间通过所述短推杆顶接；所述短推杆外套回位弹簧。

16、第二方面，本发明进一步提出一种适配加厚床垫面料的三同步缝纫装置的控制方法，包括以下步骤：

17、s1：初始化设备，将标准厚度样布铺于所述针位承托板上，所述控制模块驱动所述针轴进行空行程与带料行程，基于所述对射式读头采集的针轴转动相位角度，将单个针迹周期划分为穿刺窗、牵引窗和释放窗；

18、s2：记录所述压料靴座在所述标准厚度样布上的自然位移范围、所述送料模块的负载范围以及所述压料调节螺杆的基准下压位置，形成现场基线；

19、s3：缝制开始后，所述控制模块在所述针轴进入穿刺后段和牵引阶段时读取压料位移、送料负载与压料调节位置，形成同针迹周期内的阻力指纹特征；

20、s4：所述控制模块根据所述阻力指纹特征判断当前面料的工况状态，并计算下针的送料修正量、所述压料靴座的上抬量以及所述送料伺服电机的负载上限；

21、s5：所述控制模块按所述针轴相位盘给出的窗口顺序依次输出补偿结果，控制所述送料模块和所述压料模块在相位基准下交替配合。

22、在一些实施方式中，所述步骤s4中，判断当前面料的工况状态包括：若所述压料位移呈缓慢增加且所述送料负载均值的差分同步呈现同向正值，所述控制模块判定为连续增厚状态；若所述压料位移先偏离正常位移范围上边界瞬间抬高再快速回落至现场基线，同时所述送料负载出现超过预设冲击阈值的短时尖峰负荷，所述控制模块判定为床垫叠层台阶状态；若所述压料位移波动幅度保持在现场基线对应的自然位移范围内而所述送料负载持续高于负载范围上界，所述控制模块判定为表面摩擦升高状态。

23、在一些实施方式中，所述步骤s5中，控制交替配合包括：对于所述连续增厚状态，所述控制模块将下针的送料起点向针轴离布方向后移，使针尖在阻力较小的相位完成穿刺并在所述牵引窗内补足送料距离；

24、对于所述床垫叠层台阶状态，所述控制模块优先控制所述压料靴座驱动源将所述压料靴座上抬，同时短暂停止所述送料模块前进，待所述针轴离布后再恢复送料；对于所述表面摩擦升高状态，所述控制模块控制所述压料靴座驱动源反向微调以释放压附位移量，并延长所述牵引窗的平稳推送时间。

25、与现有技术相比，本发明具有下列技术效果：

26、1.本发明将针轴运动相位、压料顺应位移和送料负载变化绑定在同一针迹周期内进行同步采集与关联判断；相较于仅依赖单一信号的现有技术，该方式能将单纯的表面摩擦升高与面料真实厚度增大准确区分开来；由此解决了传统方案中工况识别发生混淆的问题，避免了仅依据单一阻力作出错误补偿，有效提升了面对加厚面料厚度突跃时的调节准确性；

27、2.本发明基于针轴穿刺、提针和离布的相位窗口计算下针的送料修正量和压料靴座抬升量，并控制各机构自适应调节；这种将补偿动作分配在有效相位窗口内执行的控制方法，克服了传统割裂执行逻辑带来的相位延迟与机械干涉缺陷；通过在合理相位内交替配合，有效减小了厚料区跳针、堆料和压痕的发生概率，实现了多机构高度协同下的稳定缝制。

1.一种适配加厚床垫面料的三同步缝纫装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的适配加厚床垫面料的三同步缝纫装置，其特征在于，所述机架基座（1）上固定有横梁（16）；所述横梁（16）平行于前后方向布置；所述针位承托板（2）位于所述横梁（16）下方并与针轴运动方向垂直；所述针位承托板（2）的中部开有针孔区域（17）；所述针孔区域（17）两侧分别布置所述送料齿台（13）和压料靴通道（18）。

3.根据权利要求1所述的适配加厚床垫面料的三同步缝纫装置，其特征在于，所述对射式读头（8）通过直角支架（19）固定于所述针轴相位盘（7）的侧后方；所述对射式读头（8）的光轴与针轴回转平面平行；所述针轴相位盘（7）的盘面沿圆周均布缺口标记和透光窗。

4.根据权利要求2所述的适配加厚床垫面料的三同步缝纫装置，其特征在于，所述压料靴座驱动源（11）为步进电机（20）；所述压料调节螺杆（10）的下端与所述压料靴座（9）上端顶接；所述压料调节螺杆（10）上端由所述步进电机（20）通过弹性联轴器（21）驱动；所述压料调节螺杆（10）通过螺纹副穿过所述横梁（16）上的螺纹套筒（22）。

5.根据权利要求1所述的适配加厚床垫面料的三同步缝纫装置，其特征在于，所述压料靴座（9）下端固定分体式压料靴（23）；所述分体式压料靴（23）由前压片（24）和后压片（25）构成；所述前压片（24）短于所述后压片（25）；

6.根据权利要求1所述的适配加厚床垫面料的三同步缝纫装置，其特征在于，所述送料模块（5）还包括送料推进座（29）和送料主轴（30）；所述送料推进座（29）通过同步带（31）连接所述送料伺服电机（14）的输出轴；所述送料推进座（29）上的主动轮（32）与所述送料主轴（30）同轴固定；所述送料主轴（30）通过短键（33）连接驱动所述送料齿台（13）作前后往复。

7.根据权利要求1所述的适配加厚床垫面料的三同步缝纫装置，其特征在于，所述压料位移尺（12）固定在所述压料靴座（9）侧壁；所述压料位移尺（12）的读尺部分沿竖直方向布置；所述压料位移尺（12）包括滑尺块（34）和短推杆（35）；所述滑尺块（34）与所述压料靴座（9）之间通过所述短推杆（35）顶接；所述短推杆（35）外套回位弹簧（36）。

8.一种适配加厚床垫面料的三同步缝纫装置的控制方法，应用于权利要求1至7中任意权利要求所述的三同步缝纫装置，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的适配加厚床垫面料的三同步缝纫装置的控制方法，其特征在于，所述步骤s4中，判断当前面料的工况状态包括：若所述压料位移呈缓慢增加且所述送料负载均值的差分同步呈现同向正值，所述控制模块（6）判定为连续增厚状态；若所述压料位移先偏离正常位移范围上边界瞬间抬高再快速回落至现场基线，同时所述送料负载出现超过预设冲击阈值的短时尖峰负荷，所述控制模块（6）判定为床垫叠层台阶状态；若所述压料位移波动幅度保持在现场基线对应的自然位移范围内而所述送料负载持续高于负载范围上界，所述控制模块（6）判定为表面摩擦升高状态。

10.根据权利要求9所述的适配加厚床垫面料的三同步缝纫装置的控制方法，其特征在于，所述步骤s5中，控制交替配合包括：对于所述连续增厚状态，所述控制模块（6）将下针的送料起点向针轴离布方向后移，使针尖在阻力较小的相位完成穿刺并在所述牵引窗内补足送料距离；