CN101070661A - 一种直线伺服电机驱动的经编机梳栉横移装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于一种用作经编机的电子梳栉横移***的执行机构，具体地说是一种扁平型直线伺服电机驱动的经编机梳栉横移装置。按照本发明提供的技术方案，在经编机机架上安装扁平型直线伺服电机定子，及可以相对扁平型直线伺服电机定子左右移动的扁平型直线伺服电机动子，在扁平型直线伺服电机动子的左端连接撑杆；在经编机机架的左侧设置可以左右移动的经编机梳栉，撑杆的左端与梳栉连接。本发明可以减少故障，提高生产效率及产品质量。

Description

一种直线伺服电机驱动的经编机梳栉横移装置
技术领域
本发明属于一种用作经编机的电子梳栉横移***的执行机构，具体地说是一种扁平型直线伺服电机驱动的经编机梳栉横移装置。
背景技术
国内现有的经编机用电子梳栉横移机构均采用旋转型的伺服作为驱动元件，普通的旋转型交流伺服电机转动后，再通过一定的装置将交流伺服电机的转动动作转换为梳栉的横向移动，最终达到驱动梳栉横移的目的。这些***共同的问题是：由于采用旋转型交流伺服电机作为驱动元件，成本上有所降低，但是：一方面由于其启起频率较低，经编机生产速度受到限制；另一方面由于需要一定的机构将旋转运动转化为直线运动，既降低了运动精度，又降低了传动效率。
发明内容
本发明的目的在于设计一种扁平型直线伺服电机驱动的经编机梳栉横移装置，以减少故障，提高生产效率及产品质量。
按照本发明提供的技术方案，在经编机机架上安装扁平型直线伺服电机定子，及可以相对扁平型直线伺服电机定子左右移动的扁平型直线伺服电机动子，在扁平型直线伺服电机动子的左端连接撑杆；在经编机机架的左侧设置可以左右移动的经编机梳栉，撑杆的左端与梳栉连接。
在扁平型直线伺服电机动子的左端设置推杆，在推杆与撑杆之间设置运动连接架，在运动连接架上安装平行于扁平型直线伺服电机动子的移动方向的横移导杆，该横移导杆位于设置于经编机机架上的导向孔内。在运动连接架上连接弹簧，弹簧的另一端与连接于梳栉上的张紧钢丝连接。在经编机机架上安装底座，在底座与扁平型直线伺服电机动子之间设置滑轨。
在经编机机架上安装用于检测扁平型直线伺服电机动子的位移量的反馈用光栅读头和光栅尺。在经编机机架上设置用于限制扁平型直线伺服电机动子的移动距离的限位接近开关。在经编机机架上对应于扁平型直线伺服电机动子的两端，分别安装用于限制扁平型直线伺服电机动子的移动距离的机械限位块。在梳栉上设置用于对梳栉进行导向的导向机构。
本发明的优点是：传统的经编机采用机械式横移机构，由链块或凸轮作为花型载体，通过链块或凸轮外缘形成的曲线驱动梳栉进行横向移动，与普通的链块或凸轮横移机构相比，电子横移机构具有下列特点：(1)花型横移范围大，可以产生较大的横移运动；(2)省去链块存储和维护，减少出错的可能性；(3)花型更换快，直接进行电脑输入即可迅速更换花型，从而大大提高经编机的生产率；(4)设备初期的投入成本相对较高。
此外，现有的几种电子横移机构均利用普通的旋转型交流伺服电机驱动，再通过一定的装置将交流伺服电机的转动动作转换为梳栉的横向移动，最终达到传动梳栉横移的目的。本装置与上列这些电子横移装置相比，其功能、作用、优点及效果是：(1)能快速进行花纹设计，花纹变换快速；(2)采用扁平型直线伺服电机直接驱动，不需要进行旋转运动到直线运动的转换，机构传动简洁、传动精度高；(3)采用扁平型直线伺服电机直接驱动，比旋转型电机具有更高的动作频率，使得经编机速度比采用转动型伺服控制的电子横移***显著提高，速度最高可达1200转/分以上；(4)由于采用了精密的光栅信号作为位置的控制反馈，使得梳栉横移运动控制定位更精确。
附图说明
图1为本发明的示意图。
具体实施方式
图中，1为经编机机架(即横移机构安装底座)，2为扁平型直线伺服电机动子(线圈或磁钢均可)，3为扁平型直线伺服电机定子(线圈或磁钢均可，如2为线圈，则3为磁钢)，4为扁平型直线伺服电机动子滑轨与底座，5为横移导杆，6为运动联接杆，7为撑杆，8为经编机梳栉，9为张紧钢丝，10为反馈用光栅，11、11′为左右两个限位接近开关，12、12′为左右两个机械限位块，13为推杆，14为弹簧。
如图所示：在经编机机架1上安装扁平型直线伺服电机定子3，及可以相对扁平型直线伺服电机定子3左右移动的扁平型直线伺服电机动子2，在扁平型直线伺服电机动子2的左端连接撑杆7；在经编机机架1的左侧设置可以左右移动的经编机梳栉8，撑杆7的左端与梳栉8连接。
在扁平型直线伺服电机动子2的左端设置推杆13，在推杆13与撑杆7之间设置运动连接架6，在运动连接架6上安装平行于扁平型直线伺服电机动子2的移动方向的横移导杆5，该横移导杆5位于设置于经编机机架1上的导向孔内。横移导杆5用于对扁平型直线伺服电机动子2进行导向。
在运动连接架6上连接弹簧14，弹簧14的另一端与连接于梳栉8上的张紧钢丝9连接。该弹簧14与运动连接架6用于梳栉8的复位。
在经编机机架1上安装底座4，在底座4与扁平型直线伺服电机动子2之间设置滑轨。以便扁平型直线伺服电机动子2能滑轨上平稳滑动。
在经编机机架1上安装用于检测扁平型直线伺服电机动子2的位移量的反馈用光栅10。该反馈光栅10可以精确测量出扁平型直线伺服电机动子2位移量，及时反馈给控制***。
在经编机机架1上设置用于限制扁平型直线伺服电机动子2的移动距离的限位接近开关11、11’。该接近开关在扁平型直线伺服电机动子2靠近时，即可发出信号，使扁平型直线伺服电机动子2停止移动。
在经编机机架1上对应于扁平型直线伺服电机动子2的两端，分别安装用于限制扁平型直线伺服电机动子2的移动距离的机械限位块12、12’。利用该机械限位块可以进一步限定扁平型直线伺服电机动子2的移动距离，尤其是一旦接近开关失灵时，可以由机械限位块来避免事故的发生。在梳栉8上设置用于对梳栉8进行导向的导向机构，以便在梳栉移动时，能获得良好的导向。
扁平型直线伺服电机在接受到其配套的驱动器的运动控制信号后，扁平型直线伺服电机动子2与扁平型直线伺服电机定子3产生运动力，使扁平型直线伺服电机动子2在滑轨4上沿底座进行横向运动，推动推杆13及运动联接杆6进行横移运动，通过撑杆7传递给梳栉8进行横向运动。张紧钢丝9可在动子2向回折返时使梳栉8一起向里运动回复。梳栉8的实际运动位移由光栅10测得并反馈给控制***。另外，为了保证梳栉横移的可靠性，由左右两个限位接近开关11、11′来保证梳栉在其有效区域内移动，即使在控制***产生失误时，也有左右两个机械限位块12、12′保证扁平型直线伺服电机动子2不致飞车。
用于替代传统的经编机链块式(或凸轮式)梳栉横移机构，克服了以链块、花盘为主的机械式横移机构对花型循环、花型结构的限制，同时方便了花型更换。具有控制精确、花型更换方便快捷、花型循环大、速度高的特点，能生产出花型多样的产品，并且极大提高了经编生产效率。
需要说明一点，本文所提及的扁平型直线伺服电机在文献1(21世纪高等教育规划教材)中叫扁平型直线电动机；在文献2中叫扁平型直线伺服电机；在文献3中叫直线电机；在文献4中叫直接驱动直线电机；在文献5中叫平板式线性伺服电机。但这些资料中，均提及该电机包括定子和动子两部分。
同样，圆筒型叫法也有不少，在文献2中叫圆桶型直线伺服电机；在文献3中叫圆筒形直线感应电动机。
文献名称如下：
[1]徐德主编，国内外直线电机技术的发展与应用综述[M]，北京：机械工业出版社，2004：250-255；
[2]叶云岳主编，直线电机原理与应用[M]，北京：机械工业出版社，2000；
[3]张日生等，高精度直线电机驱动机构的设计与控制[J]，机械加工与自动化，2003，10：2-4；
[4]从爽李泽湘，编著，实用运动控制技术[M]，电子工业出版社，2006：48-50；
[5]美国科尔摩根公司网站。

Claims (8)

1、一种扁平型直线伺服电机驱动的经编机梳栉横移装置，其特征是：在经编机机架(1)上安装扁平型直线伺服电机定子(3)，及可以相对扁平型直线伺服电机定子(3)左右移动的扁平型直线伺服电机动子(2)，在扁平型直线伺服电机动子(2)的左端连接撑杆(7)；在经编机机架(1)的左侧设置可以左右移动的经编机梳栉(8)，撑杆(7)的左端与梳栉(8)连接。
2、如权利要求1所述的扁平型直线伺服电机驱动的经编机梳栉横移装置，其特征是：在扁平型直线伺服电机动子(2)的左端设置推杆(13)，在推杆(13)与撑杆(7)之间设置运动连接架(6)，在运动连接架(6)上安装平行于扁平型直线伺服电机动子(2)的移动方向的横移导杆(5)，该横移导杆(5)位于设置于经编机机架(1)上的导向孔内。
3、如权利要求2所述的扁平型直线伺服电机驱动的经编机梳栉横移装置，其特征是：在运动连接架(6)上连接弹簧(14)，弹簧(14)的另一端与连接于梳栉(8)上的张紧钢丝(9)连接。
4、如权利要求1所述的扁平型直线伺服电机驱动的经编机梳栉横移装置，其特征是：在经编机机架(1)上安装底座(4)，在底座(4)与扁平型直线伺服电机动子(2)之间设置滑轨。
5、如权利要求1所述的扁平型直线伺服电机驱动的经编机梳栉横移装置，其特征是：在经编机机架(1)上安装用于检测扁平型直线伺服电机动子(2)的位移量的反馈用光栅(10)。
6、如权利要求1所述的扁平型直线伺服电机驱动的经编机梳栉横移装置，其特征是：在经编机机架(1)上设置用于限制扁平型直线伺服电机动子(2)的移动距离的限位接近开关(11、11’)。
7、如权利要求1所述的扁平型直线伺服电机驱动的经编机梳栉横移装置，其特征是：在经编机机架(1)上对应于扁平型直线伺服电机动子(2)的两端，分别安装用于限制扁平型直线伺服电机动子(2)的移动距离的机械限位块(12、12’)。
8、如权利要求1所述的扁平型直线伺服电机驱动的经编机梳栉横移装置，其特征是：在梳栉(8)上设置用于对梳栉(8)进行导向的导向机构。
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