一种筒纱编织袋包装自动缝纫系统及缝纫方法
技术领域
本发明涉及自动化包装技术领域，具体涉及一种筒纱编织袋包装自动缝纫系统及缝纫方法。
背景技术
筒纱由棉质纱线在纸质纱管上缠绕而成，质地柔软，单个筒子纱需要塑料薄膜包装，以保持纱线中预设的含水量，也利于后续的包装；单纱包装完成后，需要根据客户需求堆栈成几排几列送入编织袋进行整袋包装；装满编织袋后进行缝纫封口完成整套包装工序，打包好便于运输的成袋筒纱。
传统的缝纫方式是人工手动缝合，在粗钢针后引入塑料绳左右穿插缝合袋口，效率低下。目前包装市场上，还没有一种设备能够实现全自动筒纱编织袋缝纫功能，进而筒纱编织袋包装不能够完全自动化进行，仍然需要人工参与。
目前市面上所见到的编织袋自动缝纫设备没有适用于筒纱包装的，大部分用于塑料管材或其他硬质物料的缝纫包装。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种筒纱编织袋包装自动缝纫系统及缝纫方法，具有自动化筒纱编织袋包装缝纫功能，且具有缝纫效果好、缝纫效率高，自动化程度高等特点。
本发明是通过如下技术方案实现的：
提供一种筒纱编织袋包装自动缝纫系统，包括底架，以及位于底架一侧用于输送盛装筒纱编织袋的输送带，底架上通过横向运动机构滑动连接有可沿输送带输送方向移动的缝纫装置，缝纫装置包括缝纫面与输送带平面齐平的缝纫机，以及用于夹紧编织袋开口并配合缝纫机封口的夹持机构，夹持机构包括固定夹板和活动夹板，固定夹板位于缝纫机的缝纫面上并固定于输送带机架上，活动夹板设置在底架顶部并通过第一驱动装置与固定夹板完成夹持动作，固定夹板和活动夹板上在编织袋袋口长度方向开设有供缝纫机缝线的缝纫口；缝纫装置还包括设置在夹持机构上游且用于收紧袋口的袋口收紧机构。
本方案的可移动的全自动编织袋自动缝纫系统，在编织袋经输送带输送至袋口收紧机构处时，通过袋口收紧机构动作，可以将筒纱编织袋进行收紧，实现收紧袋口的功能并随输送带移动至缝纫装置处，活动夹板落下与固定夹板配合，夹紧编织袋袋口后横向移动机构带动缝纫机横向移动通过缝纫口进行缝纫，完成后各机构回位，完成整套工艺，编织袋袋口通过活动夹板与固定夹板配合夹紧，缝纫机通过缝纫口缝纫时，缝纫整齐，效果好。
进一步的，所述的袋口收紧机构包括与横向运动机构连接的底座，底座上通过连接第二驱动装置的丝杠螺母传动机构安装有可沿垂直于输送带输送方向纵向位移的收紧架，收紧架通过竖向设置的第一伸缩装置连接有收紧下板，收紧架在收紧下板的上方通过第二伸缩装置连接有收紧上板，还包括固定于输送带机架上且用于配合收紧上板和收紧下板的挡板，挡板上开设有供编织袋口穿过的收紧槽。
丝杠螺母传动机构的丝杠由底座上的第二驱动装置驱动，丝杠转动安装于底座上，螺母与安装袋口收紧机构的收紧架固定，可通过丝杠转动，螺母带动收紧架及上方的袋口收紧机构纵向移动，在收紧上板和收紧下板对袋口进行夹持后，通过袋口收紧机构的纵向移动实现收紧袋口的功能。
进一步的，还包括自动控制装置，自动控制装置包括控制输送带内输送电机、横向运动机构、第一驱动装置、第二驱动装置、第一伸缩装置和第二伸缩装置的控制器，以及分别与控制器电连接的信号检测装置和限位装置。
通过控制器对输送带进行控制，在输送带运送编织袋到位后信号检测装置输送信号给控制器，停止输送带，并利用第一伸缩装置和第二伸缩装置控制袋口收紧机构将袋口夹紧，控制丝杠螺母传动机构的第二驱动装置带动袋口收紧机构纵向移动配合挡板对编织袋内的筒纱进行收紧，夹持机构中驱动装置带动活动夹板与固定夹板对袋口进行夹持，同时控制横向运动机构带动缝纫机进行横向缝纫，利用限位装置控制缝纫机的缝纫长度，保证缝纫顺利完成。
进一步的，所述的横向运动机构包括平行设置在底架上的两导轨，底架上在两导轨之间分别通过同步轮安装有与导轨平行设置且分别连接驱动电机的第一同步带和第二同步带，两导轨上滑动连接有与缝纫机底面固定的第一导向滑块和与底座底面固定的第二导向滑块，第一同步带通过位于缝纫机底面的第一固定块与缝纫机底面固定，第二同步带通过位于底座底面的第二固定块与底座固定。
第一同步带在正反转时可带动第一导向滑块沿导轨滑动，缝纫机底面通过第一固定块与第一同步带连接，实现缝纫机的横向往复移动，第二同步带在正反转时可带动第二导向滑块沿导轨滑动，底座底面通过第二固定块与第二同步带连接，实现将袋口收紧机构沿输送带输送方向横向往复移动，可以实现对袋口的持续收紧。
进一步的，所述的第一固定块和第二固定块内沿导轨方向均开设有锯齿形的通槽，第一同步皮带穿过第一固定块的通槽且一边为与通槽形状相配的锯齿形，第二同步皮带穿过第二固定块的通槽且一边为与通槽形状相配的锯齿形。
第一固定块内的通槽与第一同步带的锯齿形边缘配合，其锯齿与固定块内部通槽紧密咬合，可实现通过第一同步带的转动带动第一固定块及连接于第一固定块上的缝纫机横向运动，第二固定块内的通槽与第二同步带的锯齿形边缘配合，其锯齿与固定块内部通槽紧密咬合，可实现通过第二同步带的转动带动第二固定块及连接于第二固定块上的丝杠螺母调节机构及袋口收紧机构横向运动。
进一步的，所述的信号检测装置包括分别设置在固定夹板缝纫口下方以及收紧槽处并用于检测编织袋到达的位置传感器。
收紧槽处位置传感器用于检测编织袋的位置，用于收紧袋口，而固定夹板缝纫口下方的位置传感器用于检测收紧后编织袋的位置，输入信号给控制器，完成整体的缝纫工作。
进一步的，所述的限位装置包括设置在导轨上且与控制器电连接的两个限位开关，缝纫机在两个限位开关之间的运动距离等于袋口的长度。
在缝纫机起始位置装有限位开关可检测其是否归位，在对称位置，既缝纫机横向运动极限位置装有另一限位开关，及时检测运动位置发送给控制器，防止电机飞车，保护设备。
进一步的，所述的固定夹板和活动夹板均为L形折板，两个L形折板的横边尾部均设有用于增强夹持力度且截面为三角形的同向折弯。
为保证缝纫夹持质量，进而保证缝纫效果和美观度，考虑到编织袋宽度较长，将L型固定夹板和活动夹板平面相合的后端部分设计为三角状，增加机械结构强度，使得夹持更有力度，保证缝纫时编织袋袋口不会产生形变。
所述的筒纱编织袋包装自动缝纫系统的缝纫方法，包括以下步骤：
A、收紧槽处的位置传感器实时检测传送机构上编织袋的位置信号并传送至控制器，当位置传感器检测到输送带上编织袋到达收紧机构的信号，控制器分别控制第一伸缩装置和第二伸缩装置驱动收紧下板上升和上夹持板下降，夹紧编织袋袋口；
B、夹紧编织袋袋口后，控制器控制第二驱动装置驱动丝杆螺母传动机构带动袋口收紧机构纵向运动，拖动编织袋并通过挡板阻挡筒纱，收紧袋内筒纱；
C、袋口收紧机构到位后停止，控制器控制横向运动机构内第二同步带的电机动作并配合启动输送带输送电机，带动袋口收紧机构和收紧袋口的编织袋向夹持机构横向运动至夹持机构的固定夹板和活动夹板之间；
D、固定夹板缝纫口下方的位置传感器检测到编织袋到位后，向控制器发出信号，控制器控制第二同步带和输送带暂停，并控制第一伸缩装置和第二伸缩装置带动反向运动，使收紧上板和收紧下板分离，松开编织袋后控制器控制第二同步皮带反向运行将袋口收紧机构回至初始位置；同时控制器控制第一驱动装置，利用活动夹板与固定夹板夹紧编织袋袋口；
E、夹紧袋口后，控制器控制横向运动机构的第一同步带带动缝纫机横向移动至限位开关处，控制器控制缝纫机横向对袋口缝纫至与另一侧限位开关接触时，第一同步带停止运行并停止缝纫，控制器控制夹持机构的活动夹板与固定夹板分离松开袋口，输送带启动将封口后编织袋输送走，横向运动机构的第一同步带带动缝纫机反向动作，恢复至初始位置，等待下一次缝纫。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
一、对编织袋袋口的整体夹持缝纫效果较好，克服了编织袋自身和筒纱作为物料都较为柔软、容易形变的问题，对于不同硬度、质量，不同尺寸的编织袋有很好的适应性。
二、编织袋在缝纫前通过袋口收紧机构进行袋口收紧，更便于后续缝纫工作的顺利进行，提高缝纫效率和缝纫效果。
三、本套装置的占用空间小，系统的功耗小，缝纫效果好，故障率极低，也可应用于其他与筒纱状况相似物料的编织袋包装。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图2的后视图。
图3为本发明中夹持机构的结构示意图；
图4为图3的后视图；
图5为图3中A处的放大示意图；
图6为本发明中袋口收紧机构的结构示意图；
图7为本发明中丝杠螺母传动机构的结构示意图。
图中所示：
1、底架，2、缝纫机，3、第一导向滑块，4、导轨，5、底盘，6、第一固定块，7、同步轮，8、第一同步带，9、第一同步带的驱动电机，10、固定夹板，11、活动夹板，12、第一驱动装置，13、缝纫口，14、折弯，15、位置传感器，16、缝纫机驱动电机，17、第二导向滑块，18、第二同步带，19、第二同步带的驱动电机，20、丝杠螺母传动机构，21、第一伸缩装置，22、第二伸缩装置，23、收紧下板，24、收紧上板，25、收紧架，26、底座，27、限位开关，28、丝杠，29、纵向滑轨，30、纵向滑块，31、螺母，32、限位杆，33、限位环，34、第二固定块，35、通槽，36、限位块。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。
一种筒纱编织袋包装自动缝纫系统，包括底架1，以及位于底架1一侧用于输送盛装筒纱编织袋的输送带，底架1上通过横向运动机构滑动连接有可沿输送带输送方向移动的缝纫装置，缝纫装置包括缝纫面与输送带平面齐平的缝纫机2，以及用于夹紧编织袋开口并配合缝纫机2封口的夹持机构，输送带的输送方向与缝纫机2的缝纫方向同向。
缝纫机2与底盘5之间通过框架固定，缝纫机2安装在框架上，缝纫机2的动力装置为缝纫机驱动电机16，可以采用三相交流驱动电机，轴外侧安装传动轮，并通过皮带带动缝纫机头进行缝纫。
夹持机构包括固定夹板10和活动夹板11，固定夹板10位于缝纫机2的缝纫面上并固定于输送带机架上，活动夹板11设置在底架1顶部并通过第一驱动装置12与固定夹板10完成夹持动作，固定夹板10和活动夹板11上在编织袋袋口长度方向开设有供缝纫机2缝线的缝纫口；为了增强夹持机构的夹持稳定性，所述的固定夹板10和活动夹板11均为L形折板，两个L形折板的横边尾部均设有用于增强夹持力度且截面为三角形的同向折弯14。
其中夹持机构的第一驱动装置12可选用气缸，气缸活塞杆位于竖向，通过气缸动作，带动活动夹板11与固定夹板10闭合实现对编织袋口的夹持作用。
缝纫装置还包括设置在夹持机构上游且用于收紧袋口的袋口收紧机构。所述的袋口收紧机构包括与横向运动机构连接的底座26，底座26上通过连接第二驱动装置的丝杠螺母传动机构20安装有可沿垂直于输送带输送方向纵向位移的收紧架25，收紧架25通过竖向设置的第一伸缩装置21连接有收紧下板23，收紧架25在收紧下板23的上方通过第二伸缩装置22连接有收紧上板24，还包括固定于输送带机架上且用于配合收紧上板24和收紧下板23的挡板，挡板上开设有供编织袋口穿过的收紧槽。
丝杠螺母传动机构20的丝杠28的两端分别通过轴承转动安装于底座26上设置的限位块36上，其中一端连接有丝杠电机，两限位块36在丝杠28正下方固定有限位杆32，限位杆32上滑动套设有限位环33，螺母31安装于丝杠28上，其下表面与限位环33固定连接，其上表面与所述的收紧架25固定连接。在丝杠28转动时，螺母31在丝杠28上纵向移动并实现收紧架25及收紧架25上的袋口收紧机构的移动。为了保证收紧架25移动的稳定性，可以在底座26上沿丝杠方向设置纵向导轨29，收紧架25底面设有与其配合纵向滑块30，可以保证收紧架25的稳定移动。
筒纱编织袋包装自动缝纫系统还包括自动控制装置，自动控制装置包括控制输送带内输送电机、横向运动机构、第一驱动装置12、第二驱动装置、第一伸缩装置21和第二伸缩装置22的控制器，以及分别与控制器电连接的信号检测装置和限位装置。
所述的信号检测装置包括分别设置在固定夹板10缝纫口13下方以及收紧槽处并用于检测编织袋到达的位置传感器。所述的限位装置包括设置在导轨4上且与控制器电连接的两个缝纫限位开关，缝纫机2在两个缝纫限位开关之间的运动距离等于袋口的长度。
所述的横向运动机构包括平行设置在底架1上的两导轨，底架1上在两导轨之间分别通过同步轮7安装有与导轨4平行设置且分别连接驱动电机的第一同步带8和第二同步带18，两导轨上滑动连接有与缝纫机2底面固定的第一导向滑块3和与底座26底面固定的第二导向滑块17，第一同步带8通过位于缝纫机2底面的第一固定块与缝纫机2底面固定，第二同步带18通过位于底座26底面的第二固定块与底座26固定。
如图4所示，第一同步带8由第一同步带驱动电机9驱动同步轮转动，第二同步带18由第二同步带驱动电机19驱动同步轮转动。驱动电机9可采用三相交流电机，电机轴向下，纵向固定于铝型材底架1的两侧。
所述的第一固定块6和第二固定块内沿导轨4方向均开设有锯齿形的通槽，第一同步皮8带穿过第一固定块6的通槽且一边为与通槽形状相配的锯齿形，第二同步皮带18穿过第二固定块34的通槽35且一边为与通槽34形状相配的锯齿形。
以下为本发明工作方法：
将待缝纫的筒纱编织袋置于底架1一侧的输送带上，袋口朝向底架1上的缝纫装置，筒纱编织袋在经过收紧槽处的位置传感器时，位置传感器将编织袋的位置信号并传送至控制器，当位置传感器检测到输送带上编织袋到达收紧机构的信号，控制器分别控制第一伸缩装置21和第二伸缩装置22驱动收紧下板23上升和收紧上板24下降，夹紧编织袋袋口；
夹紧编织袋袋口后，控制器控制第二驱动装置驱动丝杆螺母传动机构20带动袋口收紧机构纵向运动，拖动编织袋并通过挡板阻挡筒纱，收紧袋内筒纱；
袋口收紧机构到位后停止，控制器控制横向运动机构内第二同步带18的驱动电机19动作并配合启动输送带输送电机，带动袋口收紧机构和收紧袋口的编织袋向夹持机构横向运动至夹持机构的固定夹板10和活动夹板11之间；
固定夹板10缝纫口13下方的位置传感器16检测到编织袋到位后，向控制器发出信号，控制器控制第二同步带18和输送带暂停，并控制第一伸缩装置21和第二伸缩装置22带动反向运动，使收紧上板24和收紧下板23分离，松开编织袋后控制器控制第二同步皮带18反向运行将袋口收紧机构回至初始位置；
设置在固定夹板10缝纫口13下方的位置传感器15，实时检测外部输送带上编织袋位置信号并传送至控制器。当位置传感器15检测到输送带上编织袋就位的信号，控制器控制夹持机构的活动夹板11落下，夹紧编织袋袋口；同时控制输送带的驱动电机关闭，保证编织袋位置不变。
夹紧编织袋袋口后，控制器控制横向运动机构的电机9转动，带动底盘5上的缝纫机2沿导轨4方向横向动作，同时，对缝纫机2发出缝纫信号，控制缝纫机2的驱动电机16转动带动缝纫机2进行缝纫，在缝纫机2横向移动缝纫至导轨4上的限位开关后，横向运动机构的电机9停止完成缝纫工作，此时控制器控制横向运动机构的电机9反转带动横向运动机构反向移动至另一限位开关处，使得横向运动机构回到初始位置，此过程中缝纫机2的驱动装置16不转动，不进行缝纫动作，活动夹板11与固定夹板10分离，输送带继续运行，将另一个待封口的编织袋输送至位置传感器15后，继续以上述步骤重复进行。
当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。
