帶紗線切斷器的縫紉或繡花機的製作方法
2023-10-27 10:08:57
專利名稱：帶紗線切斷器的縫紉或繡花機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種按權利要求1前序部分所述的縫紉或繡花機。
已知紗線切斷器的驅動裝置，或由一個與縫紉機傳動機構傳扭連接的凸輪盤構成，或由一個單獨的驅動裝置例如形式上為電磁鐵或壓力氣缸組成。
在例如由DE-OS 1485255已知的具有凸輪盤式驅動裝置的紗線切斷器中，用於實施捕紗器運動的凸輪盤與縫紉機的傳動機構始終處於同步關係，所以，捕紗器的運動始終如一地按通過凸輪量的形狀確定的與擺梭旋轉運動在時間上的相互關係來進行。由於為了引入紗線切斷過程，為凸輪盤配設的、與捕紗器驅動杆相連接的取樣器，必須藉助於一個信號控制的電磁鐵或壓力氣缸，從靜止位置運動到工作位置，所以這種機械式的與縫紉機傳動機構同步化的驅動原理，使得機器機構相當複雜。
採用非機械式的單獨驅動裝置的紗線切斷器，相比之下，構件數量要少得多。在這方面的一個例子是DE-GM 1968920，其中，紗線切斷器的驅動裝置僅僅由一個電磁鐵和一個雙臂槓桿組成，它通過一個轉盤鉸鏈(Dreh-Schiebe-Gelenk)與捕紗器連接。因為在這種驅動原理中，捕紗器運動與擺梭的旋轉運動沒有形成形封閉的同步關係，所以這兩種運動過程為了獲得無可指摘的捕紗效果所需的彼此之間準確的時間上的協調一致這樣達到，即，縫紉機在制動於針的低位後，藉助於一個伺服驅動裝置，重新被驅動使機臂軸轉半圈，此時，在基本上保持相同的轉速特性的情況下，擺梭旋轉一整圈。在引入轉速控制的定位驅動後，當縫紉機被制動在所謂的切斷轉速時，亦即沒有上述的機器停車，可以實施紗線的切斷。當然，這樣做的前提條件是切斷轉速盡最大可能地準確，因為只有這樣才能保持捕紗器和擺梭的運動過程有在時間上的準確的協調一致關係。但是，基本上不受幹擾影響的轉速控制的驅動電動機比較昂貴。
本發明的目的是創造一種用於縫紉或繡花機的紗線切斷器，它能在結構比較簡單的情況下，保證捕紗器的運動過程與擺梭的旋轉運動之間，有準確的時間上的相配關係。此目的通過權利要求1特徵部分所述特徵來達到。
採取這一措施，即，捕紗器的驅動藉助於存儲在數據存儲器中的運動程序進行，它的確定捕紗器當時瞬時位置的位置數據，相對於由信號發生器產生的位置信號並因而相對於擺梭當時的旋轉位置有確定的關係，便可達到捕紗器的運動過程與擺梭的旋轉運動過程之間在時間上的準確協調一致，而且與縫紉機的實際轉速無關。因此，即使是在縫紉機的制動階段，亦即在轉速連續降低時，也能實施紗線切斷過程，在這種情況下仍能保證捕紗器始終在完全正確的時刻，進入由擺梭形成的由機針紗線圈的兩邊與擺梭紗線組成的紗線三角形中，將要切斷的紗線或紗線部分與不用切斷的紗線部分分開。
因為在紗線切斷器的這樣一種工作特性中，用於驅動縫紉機的不是一種昂貴的轉速被控制的定位電動機，而代之以一種比較便宜的非控制式電動機，例如可以使用一種異步電動機，因此，儘管為了實現捕紗器程序控制的驅動是昂貴的，但總體上只需要較低的費用。此外，節省時間是另一個優點，因為紗線切斷過程可在縫紉機的制動階段實施，無需使縫紉機停車。
由於藉助於存儲在數據存儲器中的運動程序，不僅實現了捕紗器的運動過程與擺梭旋轉運動在時間上的協調一致，而且根據數據確定了捕紗器的絕對位移，於是獲得了另一個優點，即，紗線切斷器的驅動裝置和任何構件都不會移到位移極限止擋處，所以按本發明的裝置工作時聲音特別輕。
通過按權利要求2的改進，亦即捕紗器的驅動裝置是調節裝置的組成部分，調節裝置將捕紗器當時的實際位置與它的額定位置進行比較，並在萬一發生額定值與實際值偏差時力圖消除這一偏差，因而獲得了一種特別可靠的紗線切斷器的工作。這意味著，這裡補償了捕紗器的運動相對於其額定運動的例如由可能出現的幹擾引起的延遲，並因而自動地重新建立起捕紗器的運動過程相對於擺梭旋轉運動之間所期望的時間上的相互關係。
通過在權利要求3中闡明的使用電磁鐵作為捕紗器的驅動裝置，可以達到特別簡單地實現按本發明的驅動方案，按權利要求4所述，可為此電磁鐵配設一個復位彈簧。在這種情況下，輸入電磁鐵的電流意味著是調節裝置的調節參數。
如果在切斷較粗和較牢固的紗線時要施加特別大的力，那麼最好能按照權利要求5所述，採用雙向電磁鐵作為捕紗器的驅動裝置。
通過如權利要求7所說明的使用捕紗器的驅動裝置作為程序控制系統的調節機構，則實現了一種對在權利要求1中所述方案的簡化和另一種可供選擇的改進。在這種情況下，按權利要求8所述，採用步進電動機作為最佳的驅動元件。如果在紗線切斷器工作時能避免產生過大的幹擾力，這種幹擾力會導致驅動裝置或步進電機失去同步，那麼即使是一種設計為位移程序控制器的驅動裝置，也能保證捕紗器的運動過程，按程序始終準確地與擺梭的旋轉運動過程協調一致。
通過在權利要求9中所建議的數據存儲器具有可更換性，便可以根據使用目的為紗線切斷器配設用於捕紗器的總是恰當的運動程序，而與此同時驅動裝置的基本調節或控制技術方面的結構，對於各種可能的使用場合都可以是統一的。
按照權利要求10的措施，亦即數據存儲器具有可逐個選擇的不同的運動程序，便可以例如在齒形鎖縫縫紉機中，為了在左或右鎖縫位置捕紗，準備好一個時間和/或位移優化的運動程序提供使用。在這種情況下，根據在兩個鎖縫位置中的哪一個啟動紗線切斷過程，來自動選出當時所適用的運動程序。
通過按權利要求11的建議，使調節參數是可以改變的，則例如為了切斷牢固的阻力大的紗線，在使用電磁鐵時可以將流過電磁鐵的電流調整為有更大的放大係數。
下面藉助於在附圖中表示的兩個實施例來說明本發明。其中
圖1紗線切斷器示意圖，其中，捕紗器的驅動裝置與調節裝置連接；圖2紗線切斷器示意圖，其中，捕紗器的驅動裝置與控制器連接；
圖3機器轉速n隨時間t的變化曲線；圖4捕紗器走過的行程S隨轉角α的變化曲線；以及圖5在發出切斷紗線的起動信號後工作過程的流程圖。
在完全示意性表示的縫紉機中，只表示了一部分機臂軸1、一部分由機臂軸1傳動的針杆2和在針杆中使用的機針3、以及與機針組合工作以形成雙連鎖縫的擺梭4。異步電動機5用於驅動縫紉機，它通過皮帶傳動裝置6與機臂軸1建立傳動連接關係。為其向位置α取樣的信號發生器7與機臂軸1連接。
縫紉機有一個紗線切斷器8，它有一個可水平運動的捕紗器9和一個固定安裝的切刀10。捕紗器9的形式與已引用過的DE-Gm 1968920中公開的捕紗器的形式一致。因此捕紗器9同樣有一個在圖中未進一步表示的尖頭、一個反鉤和一個與切刀10配合工作的切割邊。捕紗器9通過連杆11與雙臂槓桿12連接，後者藉助於拉力彈簧13保持在一個起始位置上。
在按圖1的實施例中，在槓桿12上鉸接著電磁鐵15的拉杆14。在拉杆14上固定著位移傳感器17的滑臂16。
一個作為隨動調節器工作的調節裝置用於使電磁鐵15工作。此調節裝置主要由兩個按級聯式結構互相連接的調節器組成，亦即位置調節器19和速度調節器20。此外，此調節裝置還包括一個定值器21。定值器21的第一入口與信號發生器7連接，第二個入口與圖中沒有表示的機器控制裝置相連，此機器控制裝置提供一個用於引入紗線切斷過程的起動信號。定值器21的第一出口與配設於位置調節器19的比較器(Vergleicherstelle)23連接，它的第二出口與配設於速度調節器20的比較器24連接。
比較器23與位移傳感器17直接連接，並從位移傳感器17獲得一個位移信號，這一信號說明拉杆14當前的位置。因為拉杆14通過槓桿12和連杆11形封閉地與捕紗器9連接，所以位移信號同時還間接地反映了捕紗器9當前的位置。比較器24通過微分元什25間接地與位移傳感器17連接。在微分元件25中計算拉杆14或捕紗器9的當前速度ds/dt，並進一步傳遞給比較器24。
速度調節器20的輸出信號輸入末級26，在那裡信號被放大後用於操縱電磁鐵15。藉助於反饋裝置27，可以監控在輸入電磁鐵15的導線中的電流強度。以此方式可以獲得最佳的調節特性，並因而可以避免電流強度過大。
在按圖2的實施例中，在槓桿12上鉸接了連杆30，連杆30與齒條31連接。小齒輪32與齒條31嚙合，小齒輪32固定在步進電動機33的軸上。
一個作為位移程序控制器工作的控制器34用於使步進電動機33工作。為控制器34配設一個用作程序控制元件的數據存儲器35。控制器34通過其他的入口與信號發生器7和圖中表示的機器控制裝置相連，控制器34提供一個用於引入紗線切斷過程的起動信號。控制器34的輸出信號輸入末級36，在那裡輸出信號被變換為用於步進電動機33的驅動信號。
下面藉助於圖5中的流程圖以及圖3和4中的曲線圖，說明紗線切斷器的工作方式。
縫紉機起動後，在一個由操作人員確定的時刻tF，例如在一條縫或一個縫段結束時，在步驟S1發出實施一個紗線切斷過程的指令。在這一時刻，縫紉機還在以全轉速nN工作。現在機器亦即電動機控制裝置制動縫紉機，使之在縫製幾個少量的針跡後直至停車，在這種情況下，縫紉機或機臂軸1的轉速n按圖3的曲線圖中用實線表示的曲線變化。
在步驟S2中測定機臂軸1的轉速n。在步驟S3中，在分叉點檢驗當前的轉速n是否小於或等於極限轉速nG，極限轉速nG基本上等於在具有轉速控制定位驅動裝置的縫紉機中的切斷轉速。這一例如在180/分時確定的極限轉速nG如此確定，使從達到此轉速nG直至機器停車，擺梭還至少轉兩整圈。
從到達極限轉速nG起，通過信號發生器7測量機臂軸1的轉角α。一旦測到一個為了按順序實施一個紗線切斷過程所規定的用作起始點的轉角αst，便按照存儲在數據存儲器22或35中的規範S(α)，在步驟S6中實施捕紗器9的運動。規範S(α)意味著，在數據存儲器22和35中為捕紗器9的驅動裝置存儲了一個運動程序，它的確定捕紗器9位移S的位置數據，按圖4相對於機臂軸1有關的轉角α或相對於由信號發生器7產生的機臂軸1的角度數據有確定的關係。
上述步驟S1至S5的工作過程，對於設計為調節裝置的紗線切斷器以及對於設計為控制器的紗線切斷器是同樣適用的，而規範S(α)的處理則在不同的紗線切斷器中要根據它們各自的結構進行。
在按圖1的裝置中，由定值器21計算存儲在數據存儲器22中的運動程序，得出用於位置調節器19和速度調節器20的相應的預調整值，並輸入比較器23、24。由位置調節器19提供的輸入出值經比較器24輸往速度調節器20，由此引起速度調節器20產生一個速度優化的調節信號。這一調節信號在末級26中放大到這樣的程度，即，能按程序推動起調節機構作用的電磁鐵15。在這種情況下，電磁鐵15首先拉動拉杆14，於是槓桿12擺動，其結果是將捕紗器9從圖中表示的起始位置移到由運動程序規定的終端位置，此時捕紗器9將其尖頭插入圖中沒有表示的、由機針紗線圈的兩邊和擺梭紗線構成的紗線三角形中。之後，彈簧13將捕紗器9重新拉回起始位置，在這種情況下，要切斷的紗線或紗線段按傳統的方式被反鉤捕獲，並在捕紗器運動快結束時，在切割邊與切刀10的配合作用下被切斷。
因為在捕紗器9的運動程序中，捕紗器運動的位置數據與機臂軸1的角度α有確定的關係，定值器21根據機臂軸1當前的旋轉運動為捕紗器9的運動提供同步化的推進數據，所以捕紗器9按照規範S(α)始終準確地與機臂軸1並因而與擺梭4的旋轉運動協調一致地被驅動。
在實施紗線切斷過程期間，通過位移傳感器17測定捕紗器9實際的後退距離，並作為信號系列輸入比較器23，在那裡確定在捕紗器運動的額定值與實際值之間可能產生的偏離。在存在調節偏差的情況下，這一偏離量由位置調節器19按傳統的方式校正。
此外，位移傳感器17的信號值連續地在微分元件25中算出實際速度值ds/dt，並在比較器24中與取決於位置的速度額定值進行比較。在存在調節偏差時，這一偏離量由速度調節器20按傳統的方式校正。
在按圖2的裝置中，由控制器34計算存儲在數據存儲器35中的運動程序得出相應的控制值，控制值在末級36中放大為用於步進電動機33的操縱信號。現在，以類似於在第一種實施例的電磁鐵15處的方式，經小齒輪32、齒條31和連杆30推動槓桿2，在這種情況下，捕紗器9同樣按照規範S(α)，始終準確地與機臂軸1並因而與擺梭4的旋轉運動運動協調一致地運動。
因為在兩種實施方案中捕紗器9的運動，始終按程序與機臂軸1的旋轉運動耦合，所以使捕紗器9總是按規範S(α)實施與擺梭4的旋轉運動協調一致的運動，而且與縫紉機當前的轉速無關。這意味著，紗線切斷過程可以在縫紉機的制動階段進行，並因而按在圖3的曲線圖中的實線在轉速連續降低時進行。因此在這種情況下，在制動階段為了實施紗線的切斷，不需要規定按圖3的曲線圖中的虛線那樣的具有固定切斷轉速的區段這迄今在具有轉速控制的定位電機的縫紉機中為了紗線切斷器的工格是必要的。由於這一原因，與迄今的紗線切斷器相比，按本發明的紗線切斷器明顯地節省時間。
權利要求
1.縫紉或繡花機，它有一臺用於驅動形成針跡的工具的電動機，形成針跡的工具至少包括針杆和與機針配合工作的擺梭；有一個與機器軸耦連的信號發生器；以及，有一個紗線切斷器，它有一個可相對於擺梭運動的捕紗器和一個配屬於捕紗器的驅動裝置，其特徵為捕紗器(9)的驅動裝置(15；33)可按照存儲在數據存儲器(22；35)中的運動程序隨著信號發生器(7)產生的信號工作，程序的位移數據相對於擺梭(4)的旋轉運動有確定的關係。
2.按照權利要求1所述的縫紉或繡花機，其特徵為捕紗器(9)的驅動裝置(5)與位移傳感器(17)連接，並與此位移傳感器(17)以及信號發生器(7)一起，都是一個作為隨動調節器工作的調節裝置的組成部分，存儲在數據存儲器(22)中的運動程序提供隨動調節的指令參數。
3.按照權利要求2所述的縫紉或繡花機，其特徵為捕紗器(9)的驅動裝置由電磁鐵(15)構成。
4.按照權利要求3所述的縫紉或繡花機，其特徵為為電磁鐵配設一個復位彈簧(13)。
5.按照權利要求3所述的縫紉或繡花機，其特徵為電磁鐵是一種雙向電磁鐵。
6.按照權利要求2所述的縫紉或繡花機，其特徵為捕紗器(9)的驅動裝置由一臺電動機、一臺直線電動機、一個受控的壓力缸或其他的促動器構成。
7.按照權利要求1所述的縫紉或繡花機，其特徵為捕紗器(9)的驅動裝置(33)是作為位移程序控制器工作的控制器(34)的調節機構，存儲在數據存儲器(35)中的運動程序提供位移程序控制的指令參數。
8.按照權利要求7所述的縫紉或繡花機，其特徵為驅動裝置由一臺步進電動機構成。
9.按照權利要求1至8中一項或多項所述的縫紉或繡花機，其特徵為數據存儲器(22；35)可以更換，或存儲在數據存儲器內的數據是可以替換的。
10.按照權利要求1至9中一項或多項所述的縫紉或繡花機，其特徵為數據存儲器(22；35)具有可逐個選擇的不同的運動程序。
11.按照權利要求1至10中一項或多項所述的縫紉或繡花機，其特徵為用於驅動捕紗器(9)體現調節參數的驅動信號是可以改變的。
全文摘要
在一種縫紉或繡花機中，這種機器有一個紗線切斷器(8)和一個反映機臂軸(1)角位置的信號發生器(7)，捕紗器(9)的驅動裝置(15)按照存儲在數據存儲器(22)中的運動程序隨著信號發生器(7)產生的信號工作，它的位移數據相對於擺梭(4)的旋轉運動或當前的角位置有確定的關係。通過捕紗器(9)隨擺梭(4)的旋轉運動過程有時間上準確調諧的運動過程，現在即使在縫紉或繡花機處於制動階段中也能實施紗線切斷過程，所以在這裡為了驅動縫紉機可以使用便宜的非控制式電動機。
文檔編號D05B57/00GK1167847SQ9711037
公開日1997年12月17日 申請日期1997年4月16日 優先權日1996年4月18日
發明者庫特·阿諾爾德 申請人:G·M·普法夫有限公司