一种针杆在线振动和弯曲测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种挑线机构的针杆检测装置，应用在模板缝纫机的测量技术中，具体涉及一种针杆在线振动和弯曲测量装置。
【背景技术】
[0002]现代工业缝纫机高速化发展的趋势明朗，不断提速造成缝纫机各机构运动杆件的磨损加剧，带来缝纫机更多的故障。在缝纫机的刺料机构中，针杆作往复运动，针杆在最低和最高位置都有一段准静止阶段，运动中的针杆横向振动很大。
[0003]刺料机构安装在模板缝纫机上轴与针杆之间，是模板缝纫机振动和噪声的主要来源。刺料机构把上轴的回转运动转换成针杆的往复运动，模板缝纫机把刺料机构和挑线机构的曲柄结合成一整体，挑线杆的大幅振动严重干扰针杆的运动，加剧针杆的振动。
[0004]针杆作往复运动，在针杆运动的设计上没有限制针杆的转动，而是通过滑块在滑槽的往复运动经滑块销达到限制针杆转动的目的，这样造成滑槽、滑块销和针杆的扭曲。且缝纫线穿过机针的针眼，缝纫线张力作用方向与针杆运动方向空间相交，因此针杆运动的特点是存在弯曲振动、扭曲振动，在运动方向和垂直于运动方向都存在振动，这些振动是多余的和有害的。
[0005]四杆刺料机构的针杆振动特别强，尤其是针杆的横向振动，机针在缝料上刺出的不是一个点，而是一个圆，表明机针在刺料时的轨迹是一不规则的圆。如今高速工业机转速高，刺料机构在使用中最大的问题是振动大，面线张力过大和机针的振动引起针迹歪斜和故障。在针杆运动的横向产生大幅度振动，因此需要测量针杆的横向振动和弯曲，测量在上轴回转到哪个角度出现针杆最大的弯曲、最大的振动，测量数据是一项重要的基础工作。
[0006]可以通过应变片组测量得到针杆的动态弯曲，通过加速度传感器测得针杆的振动状态，从针杆的变形量和振动量的实测数据就能正确了解针杆的受力和变形状态，用数据判断刺料工作过程是否正常。
【发明内容】
[0007]为了满足上述需求，本发明旨在提供一种针杆在线振动和弯曲测量装置，通过测量得到针杆运行中的动态数据，为高速缝纫机的刺料机构设计改进提供根据，尽可能减少针杆运动中多余的扭曲和弯曲。
[0008]为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现:
一种针杆在线振动和弯曲测量装置，包括弯曲传感器、扭曲传感器、弯扭传感器、信号采集放大器、第一加速度传感器、第二加速度传感器、第一载荷放大器、第二载荷放大器、编码器、控制板和信号分析仪；所述第一加速度传感器和所述第二加速度传感器分别设置在针杆上的第一测量座和第二测量座上，所述弯曲传感器和所述扭曲传感器分别设置在所述针杆的圆筒外壁上，所述弯扭传感器设置在滑槽的外侧壁上，所述编码器设置在缝纫机上轴的齿轮副上； 所述弯曲传感器、所述扭曲传感器和所述弯扭传感器均通过所述信号采集放大器与所述信号分析仪连接；所述第一加速度传感器、所述第二加速度传感器分别通过所述第一载荷放大器、所述第二载荷放大器与所述信号分析仪连接；所述编码器连接所述控制板，所述控制板一路直接与所述信号分析仪连接，另一路经所述信号采集放大器与所述信号分析仪连接，所述信号分析仪与一显示屏连接。
[0009]进一步的，所述弯曲传感器粘贴所述针杆的圆筒外壁的一侧，并位于所述滑块销与所述下套筒之间；所述弯曲传感器由一片第一铜片以及粘贴在所述第一铜片上的四片第一应变片组成，所述四片第一应变片的粘贴方向与所述针杆轴心线平行。
[0010]进一步的，所述扭曲传感器粘贴所述针杆的圆筒外壁的另一侧，并位于所述滑块销与所述下套筒之间；所述扭曲传感器由一片第二铜片以及粘贴在所述第二铜片上的四片第二应变片组成，所述四片第二应变片的粘贴方向与所述针杆轴心线成45°夹角。
[0011]进一步的，所述弯扭传感器粘贴在所述滑槽的外侧壁上，所述弯扭传感器由一片第三铜片以及粘贴在所述第三铜片上的八片第三应变片组成，其中四片所述第三应变片的粘贴方向与所述滑块运动方向平行，测量滑槽的弯曲变形，另四片所述第三应变片的粘贴方向与所述滑块运动方向成45°夹角，测量滑槽的扭曲变形。
[0012]进一步的，所述第一测量座由第一轴套和“一”字型支板组成，所述第一轴套套设在所述针杆的圆筒外壁上，并位于所述滑块销与所述下套筒之间；所述“一”字型支板的外侧板面与所述针杆轴心线平行，所述“一”字型支板的内侧板面与所述第一测量座固定连接，所述第一加速度传感器吸附在所述“一”字型支板的外侧板面上。
[0013]进一步的，所述第二测量座由第二轴套和一横置的“T”字型支板组成，所述第二轴套套设在所述针杆的圆筒外壁上，并位于所述滑块销与所述下套筒之间；所述“T”字型支板的左支板的传感器安装面与所述针杆轴心线平行，所述“T”字型支板的右支板与所述针杆轴心线垂直；所述“T”字型支板的左支板与所述第一测量座固定连接，所述第二加速度传感器吸附在所述“T”字型支板的右支板上。
[0014]进一步的，所述信号采集放大器内包括电桥、变送器、信号辨识器和信号放大器，所述电桥分别为所述弯曲传感器、所述扭曲传感器和所述弯扭传感器供电，所述弯曲传感器、所述扭曲传感器和所述弯扭传感器分别经所述变送器与所述信号辨识器连接；所述编码器和所述控制板组成时序信号控制装置，所述编码器经所述控制板与所述信号辨识器连接；所述信号辨识器经所述信号放大器与所述信号分析仪连接。编码器产生缝纫机上轴回转的角度信号，控制板的输出信号分别进入信号采集放大器和信号分析仪，控制各信号的记录和显不时序。
[0015]本发明的有益效果如下:
本发明为缝纫机提供了一种测量针杆、滑槽弯扭和振动状态的手段和方法，利用桥式应变片原理测量针杆和滑槽的弯扭，从二个方向测量针杆振动状态。动载荷带来的针杆振动和弯曲造成针杆机构另件的变形和损坏，通过测量得到针杆运行中的动态数据，为高速缝纫机的刺料机构设计改进提供根据，尽可能减少运动中多余的扭曲和弯曲。
[0016]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明。本发明的【具体实施方式】由以下实施例及其附图详细给出。
【附图说明】
[0017]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为本发明的整体结构框图；
图2为针杆的结构和安装示意图；
图3为本发明第一加速度传感器在针杆上的安装位置示意图；
图4为本发明第二加速度传感器在针杆上的安装位置示意图；
图5为本发明第一测量座的主视图；
图6为本发明第一测量座的俯视图；
图7为本发明第二测量座的主视图；
图8为本发明第二测量座的俯视图；
图9为本发明弯曲传感器和扭曲传感器在针杆上的安装位置示意图；
图10为本发明弯曲传感器的结构示意图；
图11为本发明扭曲传感器的结构示意图；
图12为本发明弯扭传感器在滑槽上的安装位置的左视图；
图13为本发明弯扭传感器在滑槽上的安装位置的仰视图；
图14为本发明弯扭传感器的结构示意图；
图15为本发明针杆弯扭测量信号的工作框图。
【具体实施方式】
[0018]下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
[0019]参见图1所示，一种针杆在线振动和弯曲测量装置，包括弯曲传感器1、扭曲传感器2、弯扭传感器3、信号米集放大器4、第一加速度传感器5、第二加速度传感器6、第一载荷放大器8、第二载荷放大器9、编码器11、控制板12和信号分析仪13 ;所述第一加速度传感器5和所述第二加速度传感器6分别设置在针杆15上的第一测量座7和第二测量座10上，所述弯曲传感器I和所述扭曲传感器2分别设置在所述针杆15的圆筒外壁上，所述弯扭传感器3设置在滑槽20的外侧壁上，所述编码器11设置在缝纫机上轴17的齿轮副18上;
所述弯曲传感器1、所述扭曲传感器2和所述弯扭传感器3均通过所述信号采集放大器4与所述信号分析仪13连接；所述第一加速度传感器5、所述第二加速度传感器6分别通过所述第一载荷放大器8、所述第二载荷放大器9与所述信号分析仪13连接；所述编码器11连接所述控制板12，所述控制板12 —路直接与所述信号分析仪13连接，另一路经所述信号采集放大器4与所述信号分析仪13连接，所述信号分析仪13与一显示屏19连接。
[0020]参见图2所示，针杆15呈圆筒型，圆筒直径为8毫米，长为185毫米，圆筒中深孔内腔直径为5.6毫米。在车头箱顶部24和车头箱底部25开有直径为12毫米的孔，上下的孔中分别安装有上套筒22和下套筒19，针杆15与上套筒22、下套筒19动配合，针杆15在上套筒22和下套筒19中滑动。
[0021]参加图3、图4所示，图3表示第一加速度传感器5在针杆15上的安装位置，图4表示第二加速度传感器6在针杆15上的安装位置，这两个测点均选择在针杆15上的滑块销16与下套筒19之间。刺料机构的运动部件由针杆15和滑块21共同组成，滑块21在滑槽20内与针杆15同步上下运动，滑块21的运动限制了针杆15的转动。针杆15由连杆23驱动，连杆23经滑块销16带动针杆15和滑块21的上下运动，连杆23、滑块21和针杆15分处三个平面。这种刺料机构用在高速缝纫机上，增加了各构件运动之间的干扰，造成针杆的强振。
[0022]本发明测量的第一部分是测量针杆的振动，振动测试信号的特点如下:
1)测量对象是针杆的加速度曲线，是时域曲线；
2)信号是周期信号；
3)使用压电加速度传感器，加速度计是最可靠、用途最广、最精确的振动传感器，加速度测试信号的精度高，加速度信号所含信息最丰富。
[0023]缝纫机的运行速度在22-90HZ范围内，针杆横振动很强，由此机针在布上扎下的针眼不是一个孔，而是一个圆眼，圆眼直径远大于机针的直径，针杆运行环境很差。
[0024]参见图4所示，针杆15、连杆23不在同一平面，质量大的针杆15是工作杆件，针杆15高速运动对连杆23产生扭曲力，采用滑块21沿滑槽20的移动以限制针杆15运动的自由度，但滑块21的运动惯性远小于针杆15的运动惯性，且滑槽20定位仅靠两螺钉，很难保证滑槽20与针杆15的平行度，运动的结果是造成针杆15的剧烈振动。
[0025]针杆在垂直方向上运动，针杆运动的特点在垂直于运动方向上存在强振动，因此测量针杆加速度，需要测量二个方向。用两个加速度传感器分别测量针杆运动方向的加速度和针杆的横向振动