一种带自动限位的绣框结构的制作方法

本实用新型属于刺绣机技术领域，尤其涉及一种带自动限位的绣框结构。

背景技术：

电脑刺绣机通过绣框在x、y向水平面上做往复的平面运动和刺绣针的上下规律运动实现刺绣过程。目前，因为市面上绣料幅面大小不一，为了适应更多的产品，客户定制的刺绣机一般按较大幅面定制。当客户需要对大小不同的绣料进行刺绣时，则需要加装横档，通过调节横档在绣框上的安装位置来适应不同绣料幅面，同时还需要控制横档位置不会运动到机头下针区域，以避免下针时机针直接与横档碰撞，发生机械事故。

避免横档与机针发生碰撞，现有设计装置也采用行程开关控制。例如，申请人在先发明专利cn201400782y公开了一种电脑绣花机用框架驱动装置，并具体公开了框架驱动装置包括行程开关、连接框架的驱动座，驱动座设于沿驱动导轨运行的同步带上，同步带由电机通过轴杆带动，行程开关包括驱动座一侧延伸出的接近开关板、设于驱动导轨两端的带感应孔的接近开关。该发明利用接近开关感应接近开关板的方式来限制刺绣范围，主要用于绣框的限位，若用于横档限位时，每次为了适应不同绣料尺寸，需要调整接近开关、接近开关板的位置，调整繁琐，不便捷，且费时费力。另外，由于接近开关板安装需要在驱动座一侧延伸出来设置，需要一定的装配空间，当安装空间狭小时，无法安装横档和感应装置来满足不同绣料大小刺绣需求。

另外，还有一种机械限位方式，在刺绣机机架的y向（即刺绣机工作时，刺绣机绣框前后移动的方向，刺绣机绣框向前移动到机头下针区域，向后移动远离机头下针区域）上安装两个限位开关，一个限位开关设于刺绣机机架靠近机头下针区域，另一限位开关设于刺绣机机架远离机头下针区域。驱动绣框运动的驱动机构上装有安全挡块。当绣框在驱动机构的带动下前后移动时，当移动碰触到任意限位开关，驱动机构停止运动。然而此方式为了适应不同绣料尺寸，也需要拆装限位开关并调整其装配位置，调整繁琐，不便捷，且在限位过程中，限位开关反复碰撞安全挡块，导致限位开关的容易损坏。同时，当安装空间不狭小时，也无法安装横档和横档位置相配合的限位开关。

现有刺绣机还采用软件限位。在刺绣过程开始前，将当前安装到刺绣机台板上的绣框的规格人工输入到刺绣机控制模块中，以供刺绣机的处理器根据该绣框的规格来调取对应的刺绣限位信息。这种人工输入方式容易因操作人员输入错误，而使输入的绣框规格与实际安装的绣框规格不匹配，进而导致调取的刺绣限位信息错误，便无法保证刺绣机机头在安全范围内工作。当电脑重启后需要专业人员进行参数设置，同时，在电控系统中设计程序控制不方便。并且，每次为了适应不同尺寸绣料，除了调整横档安装位置外，还需要重新输入绣框规格，重新调取对应的刺绣限位信息，调整过程仍较为繁琐，不便捷。发明专利cn03853041b“绣框自适应识别方法及系统”虽然采用传感元件识别绣框上识别区域的识别元件解决了人工输入的不便捷且易出错的问题，但需要多个传感元件和识别元件，随着绣料尺寸的增大，元器件数量也增多，成本大大增加。并且，该发明专利主要是识别绣框上的标识，进而自动确认该标识对应的实际规格，进而调用与实际规格相符的刺绣限位信息，每次为适应不同尺寸绣料，除了调整横档安装位置外，还需要重新识别绣框上的标识，再处理标识信息获得实际规格，进而获取刺绣限位信息，数据处理过程长，影响刺绣机工作效率。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术存在的问题，提出了一种在调整绣料尺寸大小后能够自动限位的绣框结构，该结构具有精准可靠、方便省力的特点。

本实用新型是通过以下技术方案得以实现的：

本实用新型提出一种带自动限位的绣框结构，该绣框结构包括设于刺绣机机架上的台板，设于所述台板上方的绣框，设于所述绣框上的横档，设于刺绣机机架上且用于带动绣框运动的驱动机构；还包括横档限位组件，所述横档限位组件包括设于横档底部的被感应元件，及设于台板下的感应元件；所述感应元件设于靠近刺绣机机头下针区域的临界位置，所述临界位置用于限制横档运动范围以避免与刺绣机机针干涉；所述感应元件用于感应随绣框运动的横档上的被感应元件，并发送感应信号给驱动机构，使得驱动机构停止运动或反向运动。

以往采用的机械式限位，需要给接近开关板、接近开关，或者给限位开关、安全挡块预留装配位置（主要预留刺绣机y向上装配位置），一旦装配位置不够，难以配合横档装配以实现横档幅宽限位控制。而本实用新型采用设于台板上方的感应元件和设于横档底部的被感应元件，在刺绣机竖直方向（即z向上）上的装配解决了装配空间狭小的问题。同时，感应元件为非接触式传感器，无需机械碰撞就能感应信号，可避免反复碰撞缩短限位组件的使用寿命。

感应元件设于台板下，固定在靠近刺绣机机头下针区域的临界位置。被感应元件设于横档上，且随横档、绣框运动而移动。当为了满足不同尺寸绣料需要，只需要调整横档装配与绣框上的位置，无需再调整横档限位组件的装配位置，装配便捷，省时省力。

作为优选，所述被感应元件与所述感应元件在刺绣机机架的竖直方向上，两者之间具有一定距离。

作为优选，所述横档限位组件还包括安装支架组件；所述安装支架组件一端安装于刺绣机机架上，另一端用于承载所述感应元件。

作为优选，所述被感应元件为反射条；所述感应元件为光电检测传感器。

作为优选，刺绣机绣框结构还包括照明光源，设于所述横档底部用于增强被感应元件周围光源亮度。

作为优选，所述被感应元件为软磁条；所述感应元件为非接触式传感器。

作为优选，所述软磁条的长度至少为所述绣框在x方向的行程。

作为优选，所述横档底部开设有容置槽，用于容置所述被感应元件。

作为优选，所述横档限位组件至多有两个；当有两个时，两个被感应元件分别设于横档底部两侧，两个感应元件分别设于刺绣机首末机头外侧方；当有一个时，所述被感应元件设于横档底部靠近刺绣机机头下针区域的一侧，所述感应元件设于台板靠近第一驱动机构的位置。

作为优选，绣框结构还包括绣框限位组件。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型是一种带自动限位的绣框结构，在调整绣料尺寸大小后能够自动限位的绣框结构，该结构具有精准可靠、方便省力的特点。

附图说明

图1为本实用新型一种带自动限位的绣框结构装配于刺绣机机架上的结构示意图；

图2为本实用新型一种带自动限位的绣框结构中横档和横档限位组件的分解示意图；

图3为图2中a部分的放大图；

图4为本实用新型一种带自动限位的绣框结构中绣框限位组件安装于刺绣机机架上的结构示意图。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1，一种带自动限位的绣框结构包括台板2、绣框3、横档4、驱动机构。所述台板2固定设于刺绣机机架1上，所述台板2上方设置有绣框3，绣框为方形框结构。所述绣框3的尺寸限定了一定面积绣料的刺绣，当需要满足用户多种尺寸需求时，所述绣框3上设置有横档4。所述横档4可拆卸式装配于所述绣框3上，装配方式不限于螺钉紧固装配或卡接装配或夹紧装配方式。所述驱动机构设于刺绣机机架1上，用于带动绣框3在x、y向水平面上做往复的平面运动，所述横档4随所述绣框3移动而移动。

所述驱动机构包括驱动电机5、驱动小车组件6、连接轴7、驱动箱组件。所述驱动小车组件6与所述绣框3固定，所述驱动电机5安装在所述刺绣机机架1上，驱动电机5通过连接轴7与驱动箱组件相连接，驱动箱带轮34上同步带带动驱动小车组件运动，驱动小车组件带动绣框3前后运动。所述驱动机构不限于上述结构的驱动机构，还可参照如在先申请cn206486682u或cn201952623u所公开的框架驱动装置。

为了调节绣框行程范围，本实用新型刺绣机绣框结构还包括横档限位组件。所述横档限位组件包括被感应元件8和感应元件9。所述被感应元件8设于所述横档4底部。所述感应元件9设于台板2下方靠近刺绣机机头下针区域10的临界位置。其中，临界位置是用于限制横档运动范围，避免横档运动到刺绣机机头下针区域而与刺绣机机针干涉，继而发生机械事故。所述感应元件9的位置与刺绣机机头下针区域相对固定。所述被感应元件8随刺绣框3运动而移动。这样，只需要重新装配横档4于绣框3上的位置，就能马上投入适应不同尺寸绣料的刺绣工作，直接省去了拆卸限位组件、装配限位组件的工序，及调整限位组件装配位置的时间。当绣框3移动时，横档4随之而动。当横档4运动到临界位置附近时，所述台板下的感应元件9感应到横档4下方的被感应元件8，从而反馈信号给驱动电机，使得绣框停止继续向前运动，包括停止运动或与原运行方向相反运动。

如图2、3，所述感应元件9与所述被感应元件8采用非接触式感应方式。所述感应元件9与所述被感应元件8在刺绣机机架1的竖直方向上（即刺绣机机架z轴方向），两者之间留有一定距离，可避免感应元件9与被感应元件8接触，降低感应元件的工作性能，或损坏被感应元件的材质继而影响感应元件感应信号，进一步提高横档限位组件的使用寿命，降低维护成本。

所述横档限位组件还包括安装支架组件。所述安装支架组件包括连接板支架11、横档限位支架12。所述连接板支架11安装在机架1上，所述横档限位支架12一端与连接板支架11连接，另一端用于承载所述感应元件9。一装配实施方式下，所述连接板支架11具有底板111和垂直于底板的连接板112。所述底板通过螺钉与机架1固定，所述连接板用于连接所述横档限位支架。所述横档限位支架12具有横档连接板121、与横档连接板构成l型结构的承载板122。所述横档连接板121与所述连接板112在竖向上交叠，通过螺钉固定在一起。所述承载板122水平设置，用于承载感应元件。所述台板2上开设有容置感应元件9的槽孔。所述感应元件9竖直安装于横档限位支架12，避免因倾斜装配，导致驱动电机提前接收到感应信号而提前停止向前运动，无法满足要求尺寸的绣料刺绣；或者导致驱动电机滞后接收到感应信号而发生横档干涉机针的情况。另外，将感应元件9设置于靠近被感应元件8处，使得信号感应快速、准确。为避免绣框3在移动中摩擦台板，所述感应元件9的感应端至多与所述槽孔的端面平齐设置。

一装配实施方式下，所述被感应元件8为反射条，所述感应元件9为光电检测传感器。所述光电检测传感器，如色标传感器，用于检测反射条的反射光源。当绣框3移动时，横档4随之而动。当横档4运动到临界位置附近时，所述台板上的色标传感器感应到横档4下方的光反射信号，从而反馈给驱动电机，停止继续向前运动。所述反射条的长度至少为所述绣框在x方向的行程，这样可确保感应元件在任意位置均能感应到被感应元件，避免横档与机针干涉。然而，该方式实际过程中存在反射光源亮度不够，无法被色标传感器有效接收到，继而无法有效实现横档自动限位。主要原因是横档底部光线有限且当有绣框上有绣料时，光线更暗。为此，在横档底部的反射条附近增加照明光源，如白炽灯或单色光源。虽然一定程度增强反射条周围光源亮度，但是仍存在不小概率的未有效识别情况。并且，在横档底部装光源需要布线，而横档随绣框移动而移动，电线布置易干扰绣框的有效运动。

为此，另一装配实施方式解决了上述问题，并且采用成本低廉器件替代了成本高昂的色标传感器。所述被感应元件8为软磁条，所述感应元件9为非接触式传感器，如霍尔传感器。当绣框3移动时，横档4随之而动。当横档4运动到临界位置附近时，所述台板上的非接触式传感器感应到横档4下方的磁场信号，从而反馈给驱动电机，停止继续向前运动。所述软磁条的长度至少为所述绣框在x方向的行程，这样可确保感应元件在任意位置均能感应到被感应元件，避免横档与机针干涉。

发明专利cn03853041b“绣框自适应识别系统”公开了绣框安装板上固定设置至少一个磁铁块，绣框安装板上具有不同识别区域，且识别区域为开设在绣框安装板上的沉孔，所述磁铁块与沉孔对应设置，所述绣框支撑臂上固定设置霍尔传感器。所述霍尔传感器的个数等于绣框安装板上的识别区域个数。当第n个霍尔传感器检测到对应的第n个沉孔设置有磁铁块时，发送低电平信号，否则高电平信号。处理器利用高低电平信号生成绣框的规格标识，并根据预设绣框映射表获取规格标识对应的绣框规格。虽然，该发明专利采用了霍尔传感器检测磁铁块的信号，然而其解决的技术问题是如何识别绣框上的标识，进而自动确认该标识对应的实际规格，进而调用与实际规格相符的刺绣限位信息。则，霍尔传感器与磁铁块的装配应用是用在绣框上，且用于生成规格标识。该发明专利与本案完全不同，即使将磁铁块作为本案被感应元件，霍尔传感器作为本案感应元件，也存在实施问题。由于被感应元件的长度需要做到至少为绣框在x方向的行程，则需要较长的磁铁块。然而磁铁块较脆，且长度一般不超过200mm，否则容易断裂。而被感应元件至少需要1米，如果将磁铁块分成若干段排成一列，由于同性相斥，磁铁块与磁铁块之间不易固定；而且端面上的磁场强度不同，感应元件感应信号存在差异。为此，本发明采用软磁条作为被感应元件。软磁条具有一定柔软度，易于运输与装配，可根据需要任意取材，并且软磁条也具有一定磁场强度，磁场强度分布均匀，感应元件能有效感应磁场信号。

为便于安装，且节省装配空间，所述横档4底部开设有容置槽（图中未示出），所述容置槽用于容置被感应元件。一装配实施方式下，所述被感应元件可凸出于容置槽设置，这样可便于感应元件感应，降低对感应元件灵敏度要求，可选择灵敏度低且成本低廉的感应元件。此外，绣框往复运动时，还需要注意凸出于容置槽的被感应元件可能与台板摩擦，需要将被感应元件凸出部分尽可能远离台板。为此，所述被感应元件可与容置槽槽口平齐设置，或者所述被感应元件可内缩于所述容置槽设置。在装配空间有限的条件下，优选所述被感应元件内缩置于容置槽内。如，所述被感应元件为软磁条时，将其粘附置于容置槽内。

所述横档限位组件至多有两个。当有两个时，两个被感应元件分别设于横档底部两侧，两个感应元件分别设于刺绣机首末机头外侧的台板下。当相邻机头的间距较小无法装配感应元件时，往往采用两个横档限位组件，按如上方式布置。当相邻机头的间距较大，适合装配感应元件时，采用一个横档限位组件。所述被感应元件设于横档底部靠近刺绣机机头下针区域的一侧，所述感应元件设于台板下第一驱动机构的左侧。所述第一驱动机构、所述第二驱动机构等若干其他驱动机构用于带动绣框运动，按照图1所示，从右到左逐一排列设置第一驱动机构q1、第二驱动机构q2、…、第n-1驱动机构qn-1、第n驱动机构qn。

本实用新型刺绣机绣框结构还包括绣框限位组件。所述绣框限位组件可采用现有的机械式限位结构，用于限制绣框的运动范围。如图4，所述绣框限位组件包括第一限位开关31、第二限位开关32、安全挡块33。所述安全挡块33设于驱动小车上，当安全挡块33运动到第一限位开关31/第二限位开关32位置时，触发第一限位开关31/第二限位开关32发送信号给驱动电机，驱动小车35停止运动。所述第一限位开关31和所述第二限位开关32分别设于绣框前后运动的机架前端和后端。所述绣框限位组件安装于驱动机构，如上述的第一驱动机构、第二驱动机构、…、第n驱动机构。所述绣框限位组件还可采用申请人在先发明专利cn201400782y公开了的电脑绣花机用框架驱动装置。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本实用新型的实施例只作为举例而并不限制本实用新型。本实用新型的目的已经完整有效地实现。本实用新型的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本实用新型的实施方式可以有任何变形或修改。