基於光纖傳感器的工業縫紉機用底線檢測控制系統的製作方法

2023-06-11 01:33:41

基於光纖傳感器的工業縫紉機用底線檢測控制系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種基於光纖傳感器的工業縫紉機用底線檢測控制系統，包括電控模塊、旋梭、以及電機，所述旋梭包括梭殼和梭芯，所述梭芯包括繞線柱和設在繞線柱兩端的凸緣，所述繞線柱的外周面上固定有一反光紙、且繞線柱上纏繞有底線，所述梭架上固定有一光纖傳感器，梭殼上設有相互連通的光纖發射入口和缺口，所述光纖傳感器通過一信號調理控制電路與電控模塊相連接，所述電控模塊還通過一輸出電路與電機相連接。該工業縫紉機用底線檢測控制系統能夠根據光纖傳感器所檢測到的反射光的光信號來判斷梭殼中是否漏裝梭芯、以及梭芯上的底線量是否足夠，同時採用光纖傳感器作為檢測元件，其靈敏度高、檢測性能更高、更可靠，且抗電磁幹擾能力強。
【專利說明】基於光纖傳感器的工業縫紉機用底線檢測控制系統

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種縫紉機底線檢測技術，特別是涉及一種基於光纖傳感器的工業縫紉機用底線檢測控制系統。

【背景技術】
[0002]縫紉機是用一根或多根縫紉線，在縫料上形成一種或多種線跡，使一層或多層縫料交織或縫合起來的機器。縫紉機能縫製棉、麻、絲、毛、人造纖維等織物和皮革、塑料、紙張等製品，縫出的線跡整齊美觀、平整牢固，縫紉速度快、使用簡便。縫紉機分為家用縫紉機和工業縫紉機兩種，其中，工業縫紉機大部分屬於通用縫紉機，包括平縫機、鏈縫機、絎縫機、包縫機及繃縫機等。
[0003]縫紉機在縫紉面料時，縫紉機的旋梭和機針相互配合以將底線和面線互相交織連鎖縫紉在面料上，從而形成線跡。面線穿設在機針的針眼中，機針做上升、下降運動；旋梭由梭殼和梭芯構成，梭芯被收容在梭殼內，底線纏繞在梭芯上。面線較長、且面線一般都是安裝在縫紉機的外部，縫紉人員通過肉眼即可觀察到面線是否用完；而旋梭一般是安裝在縫紉機的底板內，且梭芯上所纏繞的底線長度也非常有限，故縫紉人員通過肉眼很難觀察到梭芯上底線的剩餘量或是否有安裝梭芯，除非在縫紉過程中出現線圈中無底線現象，這樣才判斷底線用完或判斷沒有安裝梭芯，但是，此時已在縫料上形成一段浮在縫料上的線跡，從而影響縫紉質量和效率。因此，在工業縫紉機中安裝底線監控裝置就顯得非常重要，以此來提醒用戶及時更換梭芯或安裝梭芯，從而保證縫紉質量和效率，降低返工頻率。
[0004]中國發明專利申請說明書CN103334241A公開了一種縫紉機用底線監控裝置，所述縫紉機包括底板，以及安裝在所述底板上的旋梭，所述旋梭包括梭殼和梭芯，所述梭芯的繞線柱完全收容在梭殼內，所述梭芯的繞線柱上設有反光面，所述梭殼的側壁上開設一透光孔；所述底板上安裝有一光電傳感器，所述光電傳感器位於所述梭殼的外側，所述光電傳感器由接收器和發射器構成，所述接收器和發射器均對著所述透光孔。該縫紉機用底線監控裝置在底線快用完時，梭芯繞線柱上的反光面會漸漸顯露出來，從而使接收器接收到的信號發生變化，以此來判斷底線是否用完。但是，上述縫紉機用底線監控裝置在實際使用中存在如下缺陷:
[0005]1、當旋梭中漏裝梭芯時，則接收器是接收不到信號的，其和有底線時的情況是一模一樣的，故其不能判斷是否有漏裝梭芯；
[0006]2、在底線監測過程中，光電傳感器容易受到外界的電磁幹擾，且光電傳感器的靈敏度不高，從而導致底線監測精度低，裝置整體監測不可靠；
[0007]3、在某些時刻下，當接收器接收到來自梭芯繞線柱的反光面的反射光時，梭芯繞線柱上的底線已經全部用完，故當縫紉機做出停機動作且更換完梭芯後，重新縫製的縫料上會有一段線跡接縫，從而導致縫料的不美觀或損壞。
實用新型內容
[0008]鑑於以上所述現有技術的缺點，本實用新型的目的在於提供一種既能檢測是否漏裝梭芯、也能檢測梭芯上底線是否用完、且檢測精度高的基於光纖傳感器的工業縫紉機用底線檢測控制系統。
[0009]為實現上述目的，本實用新型提供一種基於光纖傳感器的工業縫紉機用底線檢測控制系統，包括縫紉機的電控模塊、安裝在縫紉機梭架中的旋梭、以及用於驅動縫紉機動作的電機，所述旋梭包括梭殼和安裝在梭殼中的梭芯，所述梭芯包括繞線柱和設在繞線柱兩端的凸緣，所述繞線柱的外周面上固定有一反光紙、且繞線柱上纏繞有底線，所述梭架上固定有一光纖傳感器，梭殼上設有相互連通的光纖發射入口和缺口，當梭殼中無梭芯時，所述光纖傳感器正對光纖發射入口和缺口 ；當梭殼中有梭芯且底線量足夠時，所述光纖傳感器正對光纖發射入口、以及從光纖發射入口處露出的繞線柱上的底線；當梭殼中有梭芯且底線量不足時，所述光纖傳感器正對光纖發射入口、以及從光纖發射入口處露出的繞線柱上的反光紙；所述光纖傳感器通過一信號調理控制電路與電控模塊相連接，所述電控模塊還通過一輸出電路與電機相連接。
[0010]進一步地，所述梭架上設有一向上延伸的安裝板，該安裝板中開設有一固定槽，所述光纖傳感器穿設在所述固定槽中、且與固定槽為緊配合。
[0011]優選地，所述梭殼包括一呈圓盤狀的梭殼本體和一從梭殼本體的外邊緣向下延伸的擋邊，所述光纖發射入口設在擋邊上，所述擋邊的兩端之間形成所述缺口，所述光纖發射入口和缺口對稱設在梭殼本體的兩側。
[0012]進一步地，所述繞線柱的外周面上開設有一沿繞線柱的周向分布的周向槽，該周向槽中纏繞有底線。
[0013]優選地，所述繞線柱的外周面上開設有一凹槽，所述反光紙位於該凹槽內、且與繞線柱粘貼連接。
[0014]優選地，所述凹槽的深度大於周向槽的深度。
[0015]如上所述，本實用新型涉及的基於光纖傳感器的工業縫紉機用底線檢測控制系統，具有以下有益效果:
[0016]該工業縫紉機用底線檢測控制系統能夠根據光纖傳感器所檢測到的反射光的光信號來判斷梭殼中是否漏裝梭芯、以及梭芯上的底線量是否足夠，當梭殼中沒有安裝梭芯或梭芯上的底線量不足時，電控模塊會通過輸出電路來控制電機停止轉動，即控制縫紉機停止工作，縫紉工人再進行安裝梭芯或更換梭芯，從而保證縫料上線跡的整齊度和美觀度，提高縫紉效率和質量；另外，該控制系統中採用光纖傳感器作為檢測元件，由於光纖傳感器的反射體中使用了稜鏡，故光纖傳感器與現有技術中的光電傳感器相比而言，其靈敏度高、檢測性能更高、更可靠，且其抗電磁幹擾能力強，從而提高整個控制系統的檢測精度，保證底線檢測的可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型的原理圖。
[0018]圖2為本實用新型的結構示意圖。
[0019]圖3為圖2中旋梭與梭架的結構示意圖。
[0020]圖4為圖2的俯視圖。
[0021]圖5為本實用新型中光纖傳感器與旋梭的結構示意圖。
[0022]圖6為本實用新型中梭芯的結構示意圖。
[0023]圖7為本實用新型中梭殼的結構示意圖。
[0024]圖8為圖5的俯視圖。
[0025]圖9為圖8中光纖傳感器與梭芯的結構示意圖。
[0026]元件標號說明
[0027]I 電控模塊
[0028]2 梭架
[0029]21安裝板
[0030]22 固定槽
[0031]3 旋梭
[0032]31 梭殼
[0033]311光纖發射入口
[0034]312 缺口
[0035]313梭殼本體
[0036]314 擋邊
[0037]32 梭芯
[0038]321繞線柱
[0039]322 凸緣
[0040]323反光紙
[0041]324周向槽
[0042]325 凹槽
[0043]4 電機
[0044]5 光纖傳感器
[0045]6 信號調理控制電路
[0046]7 輸出電路
[0047]8 用戶界面
[0048]9 針板
[0049]10 針杆
[0050]11 機針

【具體實施方式】
[0051]以下由特定的具體實施例說明本實用新型的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本實用新型的其他優點及功效。
[0052]須知，本說明書所附圖式所繪示的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內容，以供熟悉此技術的人士了解與閱讀，並非用以限定本實用新型可實施的限定條件，故不具技術上的實質意義，任何結構的修飾、比例關係的改變或大小的調整，在不影響本實用新型所能產生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本實用新型所揭示的技術內容得能涵蓋的範圍內。同時，本說明書中所引用的如「上」、「下」、「左」、「右」、「中間」及「一」等的用語，亦僅為便於敘述的明了，而非用以限定本實用新型可實施的範圍，其相對關係的改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本實用新型可實施的範疇。
[0053]本實用新型提供一種基於光纖傳感器的工業縫紉機用底線檢測控制系統，用於檢測縫紉機的梭殼中是否漏裝梭芯、以及梭芯上纏繞的底線量是否足夠。如圖1和圖2所示，所述工業縫紉機用底線檢測控制系統包括縫紉機的電控模塊1、安裝在縫紉機梭架2中的旋梭3、以及用於驅動縫紉機動作的電機4，所述梭架2位於縫紉機針板9的下方，縫紉機針板9的上方設有針杆10，針杆10的下端安裝有機針11 ;見圖5至圖7，所述旋梭3包括梭殼31和安裝在梭殼31中的梭芯32，所述梭芯32包括繞線柱321和設在繞線柱321兩端的凸緣322，所述繞線柱321的外周面上固定有一反光紙323、且繞線柱321上纏繞有底線；見圖3和圖4，所述梭架2上固定有一光纖傳感器5，梭殼31上設有相互連通的光纖發射入口 311和缺口 312，所述光纖傳感器5位於梭殼31的外側、且正對梭殼31上的光纖發射入口 311 ;如圖8和圖9所示，當梭殼31中無梭芯32時，所述光纖傳感器5正對光纖發射入口 311和缺口 312 ;當梭殼31中有梭芯且底線量足夠時，所述光纖傳感器5正對光纖發射入口 311、以及從光纖發射入口 311處露出的繞線柱321上的底線；當梭殼31中有梭芯且底線量不足時，所述光纖傳感器5正對光纖發射入口 311、以及從光纖發射入口 311處露出的繞線柱321上的反光紙323 ;所述光纖傳感器5通過一信號調理控制電路6與電控模塊I相連接，所述電控模塊I還通過一輸出電路7與電機4相連接。
[0054]上述控制系統中，電控模塊I通過信號調理控制電路6與光纖傳感器5相連接，從而為光纖傳感器5提供電源；光纖傳感器5內部集成有光源，光源發出光，光經光纖傳感器5中的光纖傳輸後反射到梭殼31上的光纖發射入口 311處，同時光纖發射入口 311處的被檢測對象再將光反射給光纖傳感器5 (所述被檢測對象為從光纖發射入口 311處露出的底線或反光紙323)，故光纖傳感器5接收來自光纖發射入口 311處的所反射回來的檢測光信號。檢測光信號經光纖傳感器5的光纖送入光纖傳感器5的調製器，從而得到檢測參數；信號調理控制電路6接收來自光纖傳感器5的檢測參數，並根據檢測參數的大小做出梭殼31中是否有安裝梭芯32、以及梭芯32上的底線量是否足夠的判斷，電控模塊I接收來自信號調理控制電路6的輸出信號、並根據該輸出信號來控制電機4是否需要停止轉動。
[0055]本實用新型還涉及一種基於光纖傳感器的工業縫紉機用底線檢測控制方法，包括如上所述的工業縫紉機用底線檢測控制系統，所述工業縫紉機用底線檢測控制方法包括如下步驟:
[0056]A、在信號調理控制電路6中預先設置基準參數，所述基準參數為光纖傳感器5接收來自反光紙323所反射的反射光信號後得到的測量參數；
[0057]B、光纖傳感器5內部的光源發出光，光經光纖傳感器5中的光纖傳輸後照射到從光纖發射入口 311處露出的被檢測對象上，被檢測對象將光反射給光纖傳感器5，故光纖傳感器5接收來自光纖發射入口 311處被檢測對象所發射回來的檢測光信號、並輸出一檢測參數；
[0058]C、光纖傳感器5將檢測參數傳輸給信號調理控制電路6，信號調理控制電路6將檢測參數與所述基準參數進行比對後輸出一結果信號，電控模塊I接收結果信號、並根據該結果信號通過輸出電路7來控制電機4是否轉動；
[0059]當檢測參數為零時，所述結果信號為」無梭芯」，則電控模塊I通過輸出電路7來控制電機4停止轉動；
[0060]當檢測參數不為零、且與基準參數不同時，所述結果信號為「有梭芯且底線量足夠」，則電控模塊I判斷底線未用完、並通過輸出電路7來控制電機4繼續轉動；
[0061]當檢測參數不為零、且與基準參數相同時，所述結果信號為「有梭芯且底線量不足」，則電控模塊I判斷底線快用完、並通過輸出電路7來控制電機4停止轉動。
[0062]具體說，當梭殼31內安裝有梭芯32且梭芯32的繞線柱321上的底線量足夠時，則底線纏繞滿梭芯32的繞線柱321，繞線柱321上的反光紙323完全被底線覆蓋，此時，光纖傳感器5接收來自從光纖發射入口 311處露出的底線所反射回來的檢測光信號。所述檢測光信號的強度不為零，但由於底線對光的反射率與繞線柱321上反光紙323對光的反射率不同，故檢測光信號與反光紙323所反射的反射光信號相比，檢測光信號的光強度、波長、頻率等都發生了變化，從而使得光纖傳感器5輸出的檢測參數與基準參數不相同，因此信號調理控制電路6通過比對檢測光信號和基準參數後輸出一個「有梭芯且底線量足夠」的結果信號，此時，電控模塊I不做出指示，電機4繼續轉動，縫紉機保持繼續動作狀態。
[0063]當梭殼31內安裝有梭芯32且梭芯32的繞線柱321上的底線量不足時，則繞線柱321上所纏繞的底線較少，繞線柱321上的反光紙323未完全被底線所覆蓋或遮擋，此時，光纖傳感器5接收來自從光纖發射入口 311處露出的反光紙323所反射回來的檢測光信號。所述檢測光信號的強度不為零，且檢測光信號與反光紙323所反射的反射光信號相比，檢測光信號的光強度、波長、頻率等未發生變化，故光纖傳感器5輸出的檢測參數與基準參數相同，因此信號調理控制電路6通過比對檢測光信號和基準參數後輸出一個「有梭芯且底線量不足」的結果信號，此時，電控模塊I控制電機4停止轉動，縫紉工人進行更換梭芯32的操作。
[0064]當因人為問題而導致梭殼31內沒有安裝梭芯32時，則光纖傳感器5中的光反射到梭殼31上的光纖發射入口 311處時，光直接從梭殼31另一端的缺口 312處射出，因此光纖發射入口 311處不能將光反射給光纖傳感器5，故光纖傳感器5接收到的檢測光信號的強度為零，即光纖傳感器5輸出的檢測參數也為零，信號調理控制電路6接收光纖傳感器5所傳輸過來的零檢測參數後輸出一個」無梭芯」的結果信號，此時，電控模塊I控制電機4停止轉動，縫紉工人進行安裝梭芯32的操作。
[0065]綜上所述，本實用新型涉及的基於光纖傳感器5的工業縫紉機用底線檢測控制系統及方法能夠根據光纖傳感器5所檢測到的反射光的光信號來判斷梭殼31中是否漏裝梭芯32、以及梭芯32上的底線量是否足夠，當梭殼31中沒有安裝梭芯32或梭芯32上的底線量不足時，電控模塊I會通過輸出電路7來控制電機4停止轉動，即控制縫紉機停止工作，縫紉工人再進行安裝梭芯32或更換梭芯32，本實用新型涉及的控制系統及方法自動化程度高，減少了因梭芯32的漏裝而引起的機械跑位，還減少因底線的缺失而引起的漏縫、操作工返工現象，從而保證縫料上線跡的整齊度和美觀度，提高縫紉效率和質量，降低操作工人的勞動強度，給客戶帶來方便。另外，該控制系統及方法中採用光纖傳感器5作為檢測元件，由於光纖傳感器5的反射體中使用了稜鏡，故光纖傳感器5與現有技術中的光電傳感器相比而言，其靈敏度高、檢測性能更高、更可靠，且其抗電磁幹擾能力強，從而提高整個控制系統的檢測精度，保證底線檢測的可靠性。
[0066]進一步地，如圖1所示，所述電控模塊I通過所述輸出電路7還與一用戶界面8相連接，當梭殼31內漏裝梭芯32或梭芯32上的底線快用完時，用戶界面8為用戶提供對應的報錯信息，以提醒用戶安裝梭芯32或更換梭芯32 ;本實施例中，所述用戶界面8為一顯示屏，當信號調理控制電路6輸出的結果信號為」無梭芯」或「有梭芯且底線量不足」時，電控模塊I還通過輸出電路7來控制顯示屏上以文字信息的方式顯示報錯信息。優選地，所述顯示屏上還以圖標信息的方式來顯示報錯信息。
[0067]進一步地，由於縫紉機內部的空間非常有限，為了能夠充分利用縫紉機原有內部空間，如圖3和圖4所示，所述梭架2上設有一向上延伸的安裝板21，該安裝板21中開設有一固定槽22，所述光纖傳感器5穿設在所述固定槽22中、且與固定槽22為緊配合，從而便於光纖傳感器5的安裝，以減少其佔用空間，使整體結構更加緊湊。
[0068]優選地，見圖7，所述梭殼31包括一呈圓盤狀的梭殼本體313和一從梭殼本體313的外邊緣向下延伸的擋邊314，所述光纖發射入口 311設在擋邊314上，所述擋邊314的兩端之間形成所述缺口 312，所述光纖發射入口 311和缺口 312對稱設在梭殼本體313的兩側。
[0069]進一步地，見圖6，所述繞線柱321的外周面上開設有一沿繞線柱321的周向分布的周向槽324，該周向槽324中纏繞有底線，當光線傳感器檢測到反光紙323所反射回來的檢測光信號時，周向槽324內還有剩餘的底線，從而避免在檢測到底線量不足而報錯時，周向槽324內剩餘的底線仍能夠保證縫完整個工序，而不會損壞縫料，進而保證縫料上線跡的美觀度和整齊度。
[0070]優選地，所述反光紙323與梭芯32的連接結構為:如圖6所示，所述繞線柱321的外周面上開設有一凹槽325，所述反光紙323位於該凹槽325內、且與繞線柱321粘貼連接；且所述凹槽325的深度大於周向槽324的深度。
[0071]綜上所述，本實用新型有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。
[0072]上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用於限制本實用新型。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本實用新型的精神及範疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術領域】中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本實用新型的權利要求所涵蓋。
【權利要求】
1.一種基於光纖傳感器的工業縫紉機用底線檢測控制系統，包括縫紉機的電控模塊(I)、安裝在縫紉機梭架(2)中的旋梭(3)、以及用於驅動縫紉機動作的電機(4)，所述旋梭(3)包括梭殼(31)和安裝在梭殼(31)中的梭芯(32)，所述梭芯(32)包括繞線柱(321)和設在繞線柱(321)兩端的凸緣(322)，所述繞線柱(321)的外周面上固定有一反光紙(323)、且繞線柱(321)上纏繞有底線，其特徵在於:所述梭架(2)上固定有一光纖傳感器(5)，梭殼(31)上設有相互連通的光纖發射入口(311)和缺口(312)，當梭殼(31)中無梭芯(32)時，所述光纖傳感器(5)正對光纖發射入口(311)和缺口(312);當梭殼(31)中有梭芯且底線量足夠時，所述光纖傳感器(5)正對光纖發射入口(311)、以及從光纖發射入口(311)處露出的繞線柱(321)上的底線；當梭殼(31)中有梭芯且底線量不足時，所述光纖傳感器(5)正對光纖發射入口(311)、以及從光纖發射入口(311)處露出的繞線柱(321)上的反光紙(323);所述光纖傳感器(5)通過一信號調理控制電路(6)與電控模塊⑴相連接，所述電控模塊⑴還通過一輸出電路(7)與電機(4)相連接。
2.根據權利要求1所述的工業縫紉機用底線檢測控制系統，其特徵在於:所述梭架(2)上設有一向上延伸的安裝板(21)，該安裝板(21)中開設有一固定槽(22)，所述光纖傳感器(5)穿設在所述固定槽(22)中、且與固定槽(22)為緊配合。
3.根據權利要求1所述的工業縫紉機用底線檢測控制系統，其特徵在於:所述梭殼(31)包括一呈圓盤狀的梭殼本體(313)和一從梭殼本體(313)的外邊緣向下延伸的擋邊(314)，所述光纖發射入口(311)設在擋邊(314)上，所述擋邊(314)的兩端之間形成所述缺口(312)，所述光纖發射入口(311)和缺口(312)對稱設在梭殼本體(313)的兩側。
4.根據權利要求1所述的工業縫紉機用底線檢測控制系統，其特徵在於:所述繞線柱(321)的外周面上開設有一沿繞線柱(321)的周向分布的周向槽(324)，該周向槽(324)中纏繞有底線。
5.根據權利要求4所述的工業縫紉機用底線檢測控制系統，其特徵在於:所述繞線柱(321)的外周面上開設有一凹槽(325)，所述反光紙(323)位於該凹槽(325)內、且與繞線柱(321)粘貼連接。
6.根據權利要求5所述的工業縫紉機用底線檢測控制系統，其特徵在於:所述凹槽(325)的深度大於周向槽(324)的深度。
【文檔編號】D05B57/14GK204237983SQ201420613568
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年10月22日 優先權日:2014年10月22日
【發明者】許曉紅, 張傳有, 李麗, 葉彬, 黃髮軍 申請人:拓卡奔馬機電科技有限公司