王衛(wèi)東 秦 研 郭嘉誠 黃浩楊

1.浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機械工程學(xué)院 浙江紹興 312099 2.浙江偉盈智能科技股份有限公司 浙江諸暨 311800

1 設(shè)計背景

浙江省是紡織機械及紡織品生產(chǎn)制造大省,織襪業(yè)已成為浙江省紡織業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)之一。當前,大部分織襪生產(chǎn)企業(yè)都采用傳統(tǒng)電腦襪機進行織襪編織生產(chǎn),織襪過程中在襪機上編織襪身,然后利用手工轉(zhuǎn)移方式將襪身轉(zhuǎn)移到襪頭縫合機上進行縫合編織。采用此種方式進行織襪生產(chǎn),產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和檔次不能達到時代的要求,同時產(chǎn)品的生產(chǎn)成本也高,很難滿足當前織襪行業(yè)的生產(chǎn)需求。由此可見,提升襪機的加工性能和質(zhì)量迫在眉睫。

襪機的發(fā)展經(jīng)歷了手工編織、機電控制、微電腦控制,逐步轉(zhuǎn)向智能、高效、電腦一體化[1-2]。WY系列電腦一體襪機將成形編織機構(gòu)與襪頭縫合機構(gòu)結(jié)合在一起,形成集編織、翻轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)移、縫合技術(shù)于一體的電腦一體襪機,能夠根據(jù)計算機設(shè)計的不同花型進行織襪編織,有效滿足高檔織襪的生產(chǎn)要求,實現(xiàn)一步成形法全自動織襪生產(chǎn)。WY系列電腦一體襪機中的縫齒盤在襪身轉(zhuǎn)移之后的襪頭自動縫合中起關(guān)鍵性作用,開展對WY系列電腦一體襪機縫齒盤的理論分析與設(shè)計,具有重要的現(xiàn)實意義。

2 縫合原理

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,織襪編織成形技術(shù)經(jīng)歷了手工編織、三步成形法、兩步成形法,直至現(xiàn)在的一步成形法[3]。采用一步成形法編織工藝,襪身在編織成形后,不再經(jīng)過人工轉(zhuǎn)移,待縫合襪頭可以在WY系列電腦一體襪機上直接進行縫合。應(yīng)用自動對目縫合技術(shù),將待縫合襪頭的每一上下縫齒針通過對目縫合機構(gòu)對目后自動縫合,實現(xiàn)了全自動織襪生產(chǎn)。

在WY系列電腦一體襪機上,對目縫合機構(gòu)位于轉(zhuǎn)移機構(gòu)和自動吹出機構(gòu)之間,轉(zhuǎn)移機構(gòu)將在成形編織機構(gòu)中編織成形的襪身轉(zhuǎn)移到襪頭縫合機構(gòu)的縫齒盤上。轉(zhuǎn)移機構(gòu)由轉(zhuǎn)移上盤和轉(zhuǎn)移下盤組成[4]。在轉(zhuǎn)移機構(gòu)中,氣流牽拉系統(tǒng)的吸風(fēng)裝置將襪頭線圈向針筒內(nèi)吸入,襪頭線圈滑落到轉(zhuǎn)移針針鉤中。此時,轉(zhuǎn)移上盤開始下降,將襪頭線圈全部轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移下盤針鉤上。完成襪頭線圈轉(zhuǎn)移后,轉(zhuǎn)移上盤開始上升,轉(zhuǎn)移下盤繼續(xù)移動,將待縫合的襪頭線圈轉(zhuǎn)移至縫齒盤的上下縫齒針上?？p齒盤將轉(zhuǎn)移之后的襪頭線圈通過旋轉(zhuǎn)半環(huán)支架翻轉(zhuǎn)180°,縫合機構(gòu)進行襪頭自動縫合,實現(xiàn)織襪編織的一步成形,在提高生產(chǎn)效率的同時,還能使襪頭縫合部分更為美觀[5]。

縫齒盤主要由半環(huán)支架、旋轉(zhuǎn)半環(huán)支架、大齒輪盤、上縫齒針、下縫齒針、定位銷孔等組成,如圖1所示。半環(huán)支架、旋轉(zhuǎn)半環(huán)支架為半圓形結(jié)構(gòu)形式,半環(huán)支架通過銷釘、螺栓固定在大齒輪盤上。大齒輪盤由伺服電機控制,實現(xiàn)0°～270°旋轉(zhuǎn)。當旋轉(zhuǎn)半環(huán)支架翻轉(zhuǎn)180°后,半環(huán)支架上的上縫齒針與旋轉(zhuǎn)半環(huán)支架上的下縫齒針對齊,達到對目要求。在襪頭縫合過程中,依靠小齒輪、持線器、主縫合針、大小彎針及縫齒盤之間的相互配合,實現(xiàn)襪頭自動縫合。

▲圖1 縫齒盤結(jié)構(gòu)

3 翻轉(zhuǎn)定位裝置設(shè)計

襪頭縫合過程中,旋轉(zhuǎn)半環(huán)支架的定位及翻轉(zhuǎn)精度十分關(guān)鍵,直接影響待縫合襪頭每一針的對目準確程度。若襪頭對目不準,會出現(xiàn)漏針或重復(fù)縫合現(xiàn)象,直接影響成品襪子的美觀及穿著舒適度[6-7]。旋轉(zhuǎn)半環(huán)支架腰形凸起結(jié)構(gòu)上的兩個旋轉(zhuǎn)支撐孔與大齒輪盤腰形凸起結(jié)構(gòu)上的兩個旋轉(zhuǎn)支撐孔通過銷釘進行連接,這四個旋轉(zhuǎn)支撐孔之間的同軸度誤差必須控制在0.005 mm以內(nèi),這樣才能保證旋轉(zhuǎn)半環(huán)支架翻轉(zhuǎn)后待縫合襪頭每一針對目[8]。在旋轉(zhuǎn)半環(huán)支架與大齒輪盤配合孔的加工過程中[9],筆者采用孔心側(cè)定位專用夾具對工件進行定位。

旋轉(zhuǎn)半環(huán)支架的兩側(cè)對稱分布著兩個定位銷孔,當旋轉(zhuǎn)半環(huán)支架翻轉(zhuǎn)180°進行襪頭縫合時,定位銷插入定位銷孔內(nèi),實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)半環(huán)支架與半環(huán)支架的有效定位,避免襪頭縫合時出現(xiàn)移位或者錯位。當襪頭縫合完畢后,兩個定位銷同時拔出,旋轉(zhuǎn)半環(huán)支架返回到初始位置,待編織好的織襪通過自動吹出機構(gòu)吹出,進行下一次待縫合襪頭線圈轉(zhuǎn)移。翻轉(zhuǎn)定位裝置如圖2所示。

▲圖2 翻轉(zhuǎn)定位裝置

4 對目縫合過程分析

自動對目縫合襪頭是織襪編織成形過程中最關(guān)鍵一步,同時也是保證襪子穿著舒適的重要工藝之一。自動對目依靠縫齒盤與縫合機構(gòu)的相互配合完成,縫齒盤通過旋轉(zhuǎn)半環(huán)支架及半環(huán)支架上的上下縫齒針完成襪頭對目,然后縫合機構(gòu)利用大小彎針對襪頭進行縫合[10]。

縫齒盤中的大齒輪盤為斜齒,其有效旋轉(zhuǎn)范圍為0°～270°,半環(huán)支架和旋轉(zhuǎn)半環(huán)支架圓周上均勻分布著若干矩形縫合針槽,用于放置旋轉(zhuǎn)半環(huán)支架及半環(huán)支架上的縫齒針。當轉(zhuǎn)移機構(gòu)將襪頭線圈全部轉(zhuǎn)移到縫齒盤的上下縫齒針后,旋轉(zhuǎn)半環(huán)支架沿旋轉(zhuǎn)支持孔中心進行180°翻轉(zhuǎn),實現(xiàn)對目[11]。

襪頭縫合時,縫合機構(gòu)的小齒輪帶動縫齒盤的大齒輪盤進行旋轉(zhuǎn)。持線器上有主縫合針及大小彎針,大小彎針始終在持線器左側(cè)上下擺動,主縫合針則從持線器左下方開始運動,直至持線器左上方位置,然后按照上升路線回復(fù)到初始位置。主縫合針的運動軌跡處于兩個相互垂直平面。襪頭縫合機構(gòu)的結(jié)構(gòu)如圖3所示。

▲圖3 襪頭縫合機構(gòu)結(jié)構(gòu)

5 結(jié)束語

筆者對WY系列電腦一體襪機縫齒盤的結(jié)構(gòu)功能和織襪襪頭縫合工藝進行了分析與研究,在此基礎(chǔ)上應(yīng)用Unigraphics軟件對縫齒盤進行了設(shè)計與優(yōu)化。通過裝配及運動分析功能對襪頭縫合機構(gòu)進行分析,確認應(yīng)用所設(shè)計的縫齒盤可以提高WY系列電腦一體襪機的生產(chǎn)效率,為今后電腦一體襪機的設(shè)計制造提供了參考。