一种自动换线设备及其方法
| 专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 实质审查; |
| 专利有效性 | 实质审查 | 当前状态 | 实质审查 |
| 申请号 | CN202410790351.0 | 申请日 | 2024-06-19 |
| 公开(公告)号 | CN118727285A | 公开(公告)日 | 2024-10-01 |
| 申请人 | 英德市铭丰塑胶制品有限公司; | 申请人类型 | 企业 |
| 发明人 | 钟文豪; | 第一发明人 | 钟文豪 |
| 权利人 | 英德市铭丰塑胶制品有限公司 | 权利人类型 | 企业 |
| 当前权利人 | 英德市铭丰塑胶制品有限公司 | 当前权利人类型 | 企业 |
| 省份 | 当前专利权人所在省份：广东省 | 城市 | 当前专利权人所在城市：广东省清远市 |
| 具体地址 | 当前专利权人所在详细地址：广东省清远市英德市黎溪镇富强北街513号 | 邮编 | 当前专利权人邮编：513025 |
| 主IPC国际分类 | D05B43/00 | 所有IPC国际分类 | D05B43/00 ; D05B51/00 ; D05B65/00 ; B65H67/08 |
| 专利引用数量 | 0 | 专利被引用数量 | 0 |
| 专利权利要求数量 | 10 | 专利文献类型 | A |
| 专利代理机构 | 清远市诺誉知识产权代理事务所 | 专利代理人 | 黄迅; |
| 摘要 | 本 发明 涉及玩具生产领域，提供了一种自动换线设备，包括机箱和设置在机箱上的 导线 机构、剪线机构、接线机构，所述机箱上设有至少两个供线单元；所述导线机构能够来回运动于各个供线单元；所述剪线机构用于剪断被所述导线机构牵引的 纱线 并形成位于所述导线机构上的第一线段和位于对应的所述供线单元上的第二线段；所述接线机构第一线段和第二线段拼接为一体的纱线。此设备能够实现牵线、断线、接线，能够灵活地根据不同的生产需求和产品要求进行快速调整和更换，实现生产线的灵活布局和生产计划的快速调整，尤其是针对需要频繁换线的缝纫工艺。此外，还提供了自动换线方法，此方法具有换线迅速、稳定的优势。 | ||
| 权利要求 | 1.一种自动换线设备，其特征在于，包括机箱和设置在机箱上的导线机构、剪线机构、接线机构，所述机箱上设有至少两个供线单元；所述导线机构能够来回运动于各个供线单元并用于牵引任一所述供线单元上的纱线进入外设的设备；所述剪线机构用于剪断被所述导线机构牵引的纱线并形成位于所述导线机构上的第一线段和位于对应的所述供线单元上的第二线段；所述接线机构用于将所述导线机构上的第一线段和任一所述供线单元上的第二线段拼接为一体的纱线。 |
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| 说明书全文 | 一种自动换线设备及其方法技术领域[0001] 本发明涉及玩具生产领域，具体为一种自动换线设备及其方法。 背景技术[0002] 纺织和缝纫是人类文明发展中至关重要的技术和手艺，起源可以追溯至史前时代。最早的纺织活动可以追溯到公元前约10000年前的新石器时代。随着工业革命的到来，纺织业经历了巨大的变革。18世纪末和19世纪初，蒸汽动力开始在纺织工厂中得到应用，大大提高了生产效率。同时，发明了各种新型的纺织机械，如织布机、织机等，使得纺织业迎来了快速发展的时期。今天，纺织和缝纫技术已经日臻完善，自动化程度不断提高，数字化设计和智能制造技术的应用使得生产效率和产品质量得到了极大提升。 [0003] 在传统的纺织和缝纫过程中，纱线仅能通过人工手动更换，为了适应市场需求的变化，提高生产线的适应性和响应速度，自动化更换纱线成为重中之重。自动化更换纱线可以提高生产的灵活性和适应性。从而根据不同的生产需求和产品要求进行快速调整和更换，实现生产线的灵活布局和生产计划的快速调整。 [0004] 近年来，玩具市场蓬勃发展，尤其是芭比娃娃等人物玩具的受欢迎程度逐渐攀升。这类玩具通常需要进行头部发型加工，最初采用的粘贴方法存在头发真实性不足的问题。 目前，大多数玩具娃娃头部的假发制作已转向植发机技术，譬如公开号为CN110201407A的专利文献，其公开的一种芭比娃娃自动植发机。然而，针对一些复杂的头部发型加工，例如需要加工多种颜色的发型或者需要加工多种不同材质的发丝等，这就涉及到如何自动化更换发丝的问题。 [0005] CN111101248B公开了一种纱线纺织工艺中的自动接线方法，包括如下步骤：S1、安装纱线卷并查看纱线卷上的参数，首先将两组纱线卷分别安装于纺织设备的纱线轴上，然后查看纱线卷的长度以及纱线卷纱线的拉伸强度；S2、参数输入，首先将一组纱线的一端分别穿过捻接器、加热器和储线装置连接于纺织设备的纺织接线端；S3、将两组纱线卷的纱线进行安装；S4、接线；S5、接线处进行烘烤；S6、储线装置回位。该自动接线方法采用常见的捻接器实现拼接纱线，主要是利用计米器记录纱线卷的长度，识别接入另一组纱线的节点。并不适用于需要频繁更换纱线的场景。 [0006] CN109487428B公开了一种自动换纱器的打结装置。包括由夹紧弹簧、副剪纱刀、主剪纱刀和夹纱板依次贴合组成的打结刀组，还包括连接轴和剪纱刀座，换线器壳体上还分别设置有滑道和剪纱挡板，剪纱刀座上分别设置有用于导纱的导纱板、用于带动打结刀组旋转的旋转机构、与滑道配合的滑块、与第一驱动马达上的驱动齿轮相啮合的传动齿条以及连接旋转机构的副线路板，导纱板上设置有导纱槽。此外，其说明书中的[0089]段记载了详细的工作过程，上述的打结装置能够使换线器远离针织机的编制区域，自行完成两种或多种颜色纱线的连接，但其更换的纱线需要人工放置入打结刀组上。 [0007] 上述的专利存在自动化程度低，需要人为干预或灵活性和针对玩具自动植发适应性不足的缺点。 [0008] 基于此，本案解决的技术问题是：如何解决现有的自动化更换纱线的设备灵活性和适应性不足的问题，尤其是需要频繁更换纱线的使用场景。 发明内容[0009] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种自动换线设备，此设备能够实现牵线、断线、接线，能够灵活地根据不同的生产需求和产品要求进行快速调整和更换，实现生产线的灵活布局和生产计划的快速调整，尤其是针对需要频繁换线的缝纫工艺。此外，还提供了自动换线方法，此方法具有换线迅速、稳定的优势。 [0010] 本发明的技术方案是： [0011] 一种自动换线设备，包括机箱和设置在机箱上的导线机构、剪线机构、接线机构，所述机箱上设有至少两个供线单元；所述导线机构能够来回运动于各个供线单元并用于牵引任一所述供线单元上的纱线进入外设的设备；所述剪线机构用于剪断被所述导线机构牵引的纱线并形成位于所述导线机构上的第一线段和位于对应的所述供线单元上的第二线段；所述接线机构用于将所述导线机构上的第一线段和任一所述供线单元上的第二线段拼接为一体的纱线。 [0012] 在上述的自动换线设备中，所述机箱上设有用于带动导线机构来回移动于各个供线单元的横向驱动单元。 [0013] 在上述的自动换线设备中，所述机箱上设有用于带动导线机构靠近或远离所述供线单元的纵向驱动单元。 [0014] 在上述的自动换线设备中，所述导线机构包括导向架、限制单元；所述导向架设有至少用于供纱线进出的两个定位口；所述限制单元设置在导向架上并用于夹紧第一线段。 [0015] 在上述的自动换线设备中，所述剪线机构与所述导线机构同步横向移动；所述剪线机构包括第一升降单元、气动剪刀；所述气动剪刀设置在第一升降单元的动力输出端，[0016] 当所述第一升降单元上升时，所述气动剪刀靠近并剪断被所述导线机构牵引的纱线并形成位于所述导线机构上的第一线段和位于对应的所述供线单元上的第二线段。 [0017] 在上述的自动换线设备中，所述接线机构与所述导线机构同步横向移动；所述接线机构包括旋转驱动单元、夹持单元；所述夹持单元设置在旋转驱动单元上并用于同时抓取位于所述导线机构上的第一线段和位于对应的所述供线单元上的第二线段；所述旋转驱动单元用于驱动夹持单元旋转。 [0018] 在上述的自动换线设备中，所述接线机构还包括第二升降单元； [0019] 当所述第二升降单元上升时，所述夹持单元靠近所述导线机构并同时抓取位于所述导线机构上的第一线段和位于对应的所述供线单元上的第二线段； [0020] 当所述第二升降单元下降时，所述夹持单元远离所述导线机构。 [0021] 在上述的自动换线设备中，还包括设置在机箱的热压机构；所述热压机构用于压合所述接线机构拼接为一体的纱线；所述热压机构与所述导线机构同步运动；所述热压机构包括电热单元、压合单元；所述电热单元设置在压合单元的动力输出端； [0022] 当所述接线机构将所述导线机构上的第一线段和任一所述供线单元上的第二线段拼接为一体的纱线后，所述压合单元驱动电热单元压合一体的纱线。 [0023] 一种自动换线方法，所述方法涉及如上述任一所述的自动换线设备，包括如下步骤： [0025] 步骤2、所述导线机构从当前供线单元的缝纫工位移动至换线工位；所述剪线机构切断所述导线机构牵引的纱线，形成位于所述导线机构上的第一线段和位于当前供线单元上的第二线段； [0026] 步骤3、所述导线机构移动到指定的供线单元的缝纫工位上，所述接线机构抓取所述导线机构上的第一线段和指定的供线单元上的第二线段并将两者拼接为一体的纱线，随即反馈缝纫机已完成换线，缝纫机重新工作； [0027] 步骤4、重复步骤1～步骤3，直至缝纫机完成工作； [0028] 其中，供线单元的缝纫工位和换线工位沿纱线的给进方向前后布置；所述步骤2中形成的第一线段和第二线段均自然下垂。 [0029] 在上述的自动换线方法中，多个所述供线单元分别提供不同颜色的纱线。 [0030] 本发明上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一： [0031] 本发明的自动换线设备上设有多个供线单元，然后利用导线机构牵引纱线、剪线机构切断纱线、接线机构拼接纱线，通过各个机构的相互配合，使设备能完全自动化地进行换线操作，其中导线机构能运动至各个供线单元，以更换不同供线单元上的纱线，在此基础上，还提供了自动换线方法，该方法能够根据不同的生产需求和产品要求进行快速调整和更换纱线，具有换线迅速、稳定的优势和灵活性、适应性高的特点。附图说明 [0032] 图1为本发明的自动换线设备的立体示意图； [0033] 图2为本发明的图1的局部示意图； [0034] 图3为本发明的自动换线设备的导线机构位于换线工位上的俯视图； [0035] 图4为本发明的自动换线设备的导线机构位于缝纫工位上的俯视图； [0036] 图5为本发明的自动换线设备的侧视图； [0037] 图6为本发明的第一线段、第二线段分离时的状态示意图； [0038] 图7为本发明的第一线段、第二线段靠拢时的状态示意图。 [0039] 其中，附图中的标记分别对应： [0040] 机箱1；供线单元11；横向驱动单元12；第一驱动模块121；横向滑轨及其滑块122；纵向驱动单元13；第二驱动模块131；安装架132；L形架14；导向组件101；盖体102；导线机构 2；导向架21；定位口211；限制单元22；第三驱动模块221；调节块222；夹板223；剪线机构3； 第一升降单元31；气动剪刀32；接线机构4；旋转驱动单元41；夹持单元42；第二升降单元43； 延长架44；热压机构5；压合单元51；电热单元52；第一线段a；第二线段b。 具体实施方式[0041] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0042] 实施例1 [0043] 请参阅图1～7，一种自动换线设备，包括机箱1和设置在机箱1上的导线机构2、剪线机构3、接线机构4，所述机箱1上设有6个供线单元11；所述导线机构2能够来回运动于各个供线单元11并用于牵引任一所述供线单元11上的纱线进入外设的设备；所述剪线机构3用于剪断被所述导线机构2牵引的纱线并形成位于所述导线机构2上的第一线段a和位于对应的所述供线单元11上的第二线段b；所述接线机构4用于将所述导线机构2上的第一线段a和任一所述供线单元11上的第二线段b拼接为一体的纱线。 [0044] 需要说明的是，各个所述供线单元11上分别提供纱线。在本实施例中，所述供线单元11为线束，线束通过挂扣搭接在机箱1上，机箱1上还设有导向组件101，导向组件101上设有能被纱线进入的孔，纱线穿过导向组件101后接入导线机构2；所述机箱1还设有用于保护纱线的盖体102。 [0045] 本实施例的装置能够实现多种模式的接线、换线工作，例如各个供线单元11提供不同颜色的线束，并且缝纫中需要频繁更换颜色，导线机构2就从供线单元11处获取指定颜色的纱线，具体操作为：导线机构2携带第一线段a移动到由程序设定的指定供线单元11处并与其上的第二线段b接近，然后接线机构4工作，同时抓取第一线段a和第一线段b并将两者卷绕缠为一体的纱线并发出信号，外设的缝纫机接收到后完成预设的缝纫步骤，然后，剪线机构3切断上述的一体的纱线，导线机构2再次移动到指定的供线单元11处获取指定颜色的纱线并完成与上述一致的接线工作并发出信号，外设的缝纫机接收到后完成该处预设的缝纫步骤，重复上述流程以完成全部缝纫。 [0046] 在本实施例中，所述机箱1上设有用于带动导线机构2来回移动于各个供线单元11的横向驱动单元12；在本实施例中，具体地，所述横向驱动单元12设置在机箱1内，由连接在机箱1内的第一驱动模块121、横向滑轨及其滑块122组成。所述第一驱动模块121为电机，并通过一丝杆驱动横向滑轨的滑块平移。 [0047] 在上述的基础下，所述机箱1上设有用于带动导线机构2靠近或远离所述供线单元11的纵向驱动单元13。在本实施例中，具体地，纵向驱动单元13由第二驱动模块131、安装架 132组成；所述安装架132连接在第二驱动模块131的动力输出端；所述导线机构2设置在安装架132上；所述第二驱动模块131为气缸。 [0048] 当然在本技术领域中，能够实现横向驱动、纵向驱动的机械结构是多样的，本实施例仅提供了其中一种。 [0049] 在本实施例中，为了精简本设备的机械结构，所述横向驱动单元12和纵向驱动单元13均连接在一L形架14上；所述L形架14滑动连接在横向驱动单元12上，所述第二驱动模块131设置在L形架14上。 [0050] 在上述的设计下，导线机构2实现了在横向、纵向，两个自由度上的移动，从而响应生产需求，运动至在各个供线单元11。 [0051] 在本实施例中，所述导线机构2包括导向架21、限制单元22；所述导向架21设有至少用于供纱线进出的两个定位口211；所述限制单元22设置在导向架21上并用于夹紧第一线段a；所述导向架21、限制单元22均设置在安装架132上。 [0052] 在本实施例中，具体地，所述限制单元22由第三驱动模块221、调节块222组成；所述调节块222可调节地固定在安装架132上，所述第三驱动模块221为气缸，其缸体固定在安装架132上，其动力输出端设有一与调节块222配合限制纱线移动的夹板223。 [0053] 在上述的设计下，在导向架21移动时，限制单元22能够起到拉紧纱线的作用和防止切断后形成的第一线段a随意走动的作用，从而防止后续接线过程中，接线机构4无法同时抓取第一线段a和第二线段b的问题。 [0054] 作为本实施例的优选，所述剪线机构3与所述导线机构2同步横向移动；为了实现同步运动，所述剪线机构3连接在L形架14上；所述剪线机构3包括连接在L形架14上的第一升降单元31、设置在第一升降单元31的动力输出端上的气动剪刀32；所述第一升降单元31为气缸。 [0055] 当所述第一升降单元31上升时，所述气动剪刀32靠近并剪断被所述导线机构2牵引的纱线并形成位于所述导线机构2上的第一线段a和位于对应的所述供线单元11上的第二线段b。 [0056] 作为本实施例的优选，所述接线机构4与所述导线机构2同步横向移动；为了实现同步运动，所述接线机构4通过一延长架44连接在L形架14上；所述接线机构4包括连接在延长架44上的旋转驱动单元41、设置在旋转驱动单元41的动力输出端上的夹持单元42；所述夹持单元42设置在旋转驱动单元41上并用于同时抓取位于所述导线机构2上的第一线段a和位于对应的所述供线单元11上的第二线段b；所述旋转驱动单元41用于驱动夹持单元42旋转。所述旋转驱动单元41为电机；所述夹持单元42为气动夹爪。 [0057] 在上述的设计下，所述导线机构2、接线机构4、剪线机构3均通过横向驱动模块同步平移，一方面精简了机械机构、简化了控制程序，另一方面减少了生产制作的成本。需要说明的是，基于本实施例的方案，本领域技术人员易于联想到通过在各个供线单元11上分别单独设置剪线机构3、接线机构4或类似的方式，也应在本案的保护范围内。 [0058] 为了避免第一线段a、第二线段b下落的长度不够或受到外部的风而偏离预定位置，从而导致接线机构4无法同时抓取第一线段a、第二线段b，所述接线机构4还包括第二升降单元43；所述第二升降单元43为气缸，其缸体固定在延长架44上，其动力输出端用于驱动旋转驱动单元41竖直移动。 [0059] 实施例2 [0060] 如实施例1所述的自动换线设备，其区别在于，还包括固定在安装架132上的热压机构5；所述热压机构5用于压合所述接线机构4拼接为一体的纱线；所述热压机构5与所述导线机构2同步运动；所述热压机构5包括固定在安装架132上的压合单元51、固定在压合单元51的动力输出端上的电热单元52；所述压合单元51为气动夹爪； [0061] 当所述接线机构4将所述导线机构2上的第一线段a和任一所述供线单元11上的第二线段b拼接为一体的纱线后，所述压合单元51驱动电热单元52压合一体的纱线。 [0062] 在实际应用中，热压机构5主要应用在一些材质较难通过卷绕的方式稳定结合的纱线，当然这些材质应是具有热塑性的，对于不具有热塑性又较难通过卷绕的方式稳定结合的纱线，也可以采用涂胶的方式实现稳定结合，只需要将热压机构5稍作替换即可。 [0063] 实施例3 [0064] 一种自动换线方法，所述方法涉及如实施例1所述的自动换线设备，本实施例的缝纫机始终采用同一材质的纱线为了表达清晰本实施例中的6个供线单元11从左往右分别为第一供线单元、第二供线单元、第三供线单元、第四供线单元、第四供线单元、第六供线单元，各个所述供线单元11均提供同种纱线，包括如下步骤： [0065] 将第一供线单元上的纱线穿过导向组件101后接入导线机构2，其余供线单元11均预接入导向组件101上并预留出如下文所述的第二线段b，缝纫机开始其工作。 [0066] 步骤1、缝纫机发出换线请求； [0067] 步骤2、所述导线机构2从第一供线单元的缝纫工位移动至换线工位，并通过限制单元22夹紧纱线；然后，所述剪线机构3切断所述导线机构2牵引的纱线，形成位于所述导线机构2上的第一线段a和位于第一供线单元上的第二线段b； [0068] 步骤3、所述导线机构2在横向驱动单元12和纵向驱动单元13的带动下移动到第二供线单元的缝纫工位上，使导线机构2上的第一线段a靠近第二供线单元上的第二线段b，随即，所述接线机构4的夹持单元42同时抓取所述导线机构2上的第一线段a和第二供线单元上的第二线段b并通过旋转驱动单元41将两者卷绕拼接为一体的纱线，然后夹持单元42松开，并反馈缝纫机已完成换线，缝纫机重新工作； [0069] 步骤4、返回步骤1中，仅是指定的供线单元11不同，具体地是将上述的第二供线单元替换到第三供线单元或第四供线单元等，直至缝纫机完成工作； [0070] 其中，供线单元11的缝纫工位和换线工位沿纱线的给进方向前后布置如图3、4；所述步骤2中形成的第一线段a和第二线段b均自然下垂，如图6、7。 [0071] 需要说明的时，在本实施例仅提供了实施例1的其中一种工作方式，实际上实施例1的装置能够适应各种缝纫需求。 [0072] 实施例4 [0073] 一种自动换线方法，所述方法涉及如实施例1所述的自动换线设备，本实施例的缝纫机需要在缝纫工艺中进行三色切换以制作出人物玩具的彩色发型，需要进一步说明的是，本实施例的缝纫机为自动植发机，所述3个所述供线单元11提供不同颜色的纱线，为了表达清晰本实施例中的3个所述供线单元11分别为红色供线单元、黄色供线单元、蓝色供线单元，需要说明的是，上述的颜色并不代表纱线实际的颜色，在实际应用中可以按需选择纱线的类型，包括如下步骤： [0074] 将红色供线单元上的纱线穿过导向组件101后接入导线机构2，黄色供线单元、蓝色供线单元均预接入导向组件101上并预留出如下文所述的第二线段b，缝纫机开始其工作。 [0075] 步骤1、缝纫机发出换线请求； [0076] 步骤2、所述导线机构2从红色供线单元的缝纫工位移动至换线工位，并通过限制单元22夹紧纱线；然后，所述剪线机构3切断所述导线机构2牵引的纱线，形成位于所述导线机构2上的第一线段a和位于红色供线单元上的第二线段b； [0077] 步骤3、所述导线机构2在横向驱动单元12和纵向驱动单元13的带动下移动到黄色供线单元的缝纫工位上，使导线机构2上的第一线段a靠近黄色供线单元上的第二线段b，随即，所述接线机构4的夹持单元42同时抓取所述导线机构2上的第一线段a和黄色供线单元上的第二线段b并通过旋转驱动单元41将两者卷绕拼接为一体的纱线，随即夹持单元42松开，并反馈缝纫机已完成换线，缝纫机重新工作； [0078] 步骤4、重复上述步骤1～3；只是从黄色供线单元移动至蓝色供线单元，从蓝色供线单元移动至红色供线单元，这就完成了一次三色切换，然后即可开始下一次三色切换，直至缝纫机完成玩具自动植发的工作； [0079] 其中，供线单元11的缝纫工位和换线工位沿纱线的给进方向前后布置，如图3、4；所述步骤2中形成的第一线段a和第二线段b均自然下垂，如图6、7。 [0080] 需要说明的时，在本实施例仅提供了实施例1的其中一种工作方式，实际上实施例1的装置能够适应各种缝纫需求。 [0081] 实施例5 [0082] 一种自动换线方法，所述方法涉及如实施例2所述的自动换线设备，流程与实施例3、4相似，只是在所述步骤3中，将第一线段a和第二线段b卷绕拼接为一体的纱线后，通过热压机构5的压合单元51驱动电热单元52压合一体的纱线。本实施例的方式主要应用在一些材质较难通过卷绕的方式稳定结合的纱线，当然这些材质应是具有热塑性，例如TPU，此外对于不具有热塑性又较难通过卷绕的方式稳定结合的纱线，也可以采用涂胶的方式实现稳定结合，只需要将热压机构5稍作替换即可。 |
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