CH637430A5 - Dispositivo di comando del movimento trasversale di un carro portapezza in una macchina trapuntatrice. - Google Patents

Description

La presente invenzione riguarda un dispositivo di comando degli spostamenti discontinui e nei due sensi di un carro portapezza, necessari per effettuare cuciture secondo disegni o schemi prefissati in una macchina trapuntatrice o ricamatrice.

Le macchine trapuntatrici effettuano la cucitura secondo disegni o schemi particolari di due o più tessuti sovrapposti tra cui è disposto materiale isolante. Il prodotto così ottenuto viene utilizzato per svariate e molteplici applicazioni quali ad esempio trapunte, sacchi a pelo, materassi, imbottiture ecc.

Dette macchine trapuntatrici comprendono rulli di trascinamento della stoffa e del materiale di isolamento, un carro portapezza con possibilità di movimenti trasversali rispetto alla direzione di trascinamento dei rulli ed una o più barre porta aghi, mobili in senso verticale. L'applicazione dei punti di cucitura viene effettuata durante gli intervalli in cui le pezze sono ferme mentre, quando gli aghi sono sollevati, le 5 pezze vengono spostate in senso longitudinale mediante rulli di trascinamento ed in senso trasversale mediante spostamenti dei due sensi del carro portapezza.

Un notevole inconveniente presentato dalle macchine trapuntatrici note con comando a camme, è costituito dalla 10 limitazione della forma e delle dimensioni del disegno cucito ottenibili in quanto le cuciture non rettilinee vengono realizzate mediante la composizione dei movimenti relativi di avanzamento della stoffa e di traslazione del carro portapezza. Tali movimenti sono entrambi rettilinei e perpendicolari tra loro 15 ed è quindi chiaro che la forma della cucitura nonché il suo passo, possono essere variate solamente variando la velocità (e quindi l'entità degli spostamenti) relativa dei due movimenti.

Mentre il comando di trascinamento dei rulli non presenta' 20 particolari difficoltà, gli spostamenti a scatti, nei due sensi e di entità diversa del carro portapezza, impongono notevoli limitazioni alle prestazioni della macchina.

Sono noti dispositivi di comando carro che impiegano motori passo-passo (asserviti a sistemi idraulici di aumento 25 coppia), camme variamente sagomate con limitazioni meccaniche di ampiezza di movimento e limiti di profilo. Questi comandi presentano inconvenienti e svantaggi dovuti ai giochi di montaggio relativi a camme e rallini, rumorosità della macchina, usura dei componenti e soprattutto una completa man-30 canza di flessibilità per la forma delle cuciture realizzate. È infatti evidente che una camma, per quanto accuratamente progettata, non possa essere che per un numero limitato di forme di cucitura, anche se associata a elaborati sistemi di programmazione che non evitano comunque il cambiamento 35 della camma per ogni tipo di disegno. Risulta inoltre impossibile il passaggio graduale da una forma di cucitura ad un'altra, esistono limiti alla lunghezza massima della corsa e limiti inferiori per la minima inversione di spostamento possibile, ed infine è necessario poter disporre di un numero sufficiente di 40 camme per le esigenze della produzione.

Scopo dell'invenzione è di fornire un dispositivo di comando che elimina questi inconvenienti.

Secondo l'invenzione, il dispositivo di comando del movi-4J mento trasversale di un carro portapezza in una macchina trapuntatrice comprendente rulli di trascinamento longitudinale della pezza, è caratterizzato dal fatto di comprendere una cremagliera, solidale con il carro, su cui si impegna un pignone posto in rotazione da un motore a corrente continua, che viene J0 alimentato mediante impulsi di corrente di ampiezza costante e durata polarità dipendenti rispettivamente dall'entità e dal senso di spostamento richiesto, forniti da un azionatore a modulazione di larghezza di impulsi controllato da un microelaboratore programmabile che controlla anche l'avanzamento ss dei rulli di trascinamento della pezza per ottenere cuciture secondo disegni o schemi prefissati.

Il comando a cremagliera permette di unificare tutti gli spostamenti trasversali, caratterizzandoli soltanto mediante la loro entità ed il senso in cui avvengono. Questo sistema con-60 sente quindi un'assoluta libertà di programmare qualsiasi corsa, qualsiasi inversione e qualsiasi arresto del carro porta-pezza eliminando tutti i congegni meccanici di innesto e disinnesto. Ciò rende possibile il controllo della macchina mediante un microelaboratore che può essere programmato in anticipo, 65 o modificato durante il funzionamento, per far effettuare alla macchina trapuntatrice praticamente tutte le forme ed i tipi di cucitura programmabili dall'operatore stesso.

L'invenzione verrà ora descritta in una forma di realizza

3

637 430

zione non limitativa con riferimento agli allegati disegni in cui:

la fig. 1 è una vista schematica in prospettiva di una macchina trapuntatrice con il dispositivo di comando della presente invenzione;

la fig. 2 riporta uno schema a blocchi illustrante il funzionamento della macchina;

la fig. 3 illustra in dettaglio alcuni dei blocchi componenti Io schema di fig 2; e la fig. 4 mostra un diagramma temporale relativo al funzionamento della macchina.

La macchina trapuntatrice 1, i cui componenti principali sono illustrati schematicamente nella fig. 1, è composta da un piano di supporto 2 su cui è disposto un carro 3 per il movimento trasversale della stoffa 4 alimentata da uno o più rulli 5 e trascinata in senso longitudinale mediante i rulli di trascinamento 6. La macchina trapuntatrice comprende inoltre barre porta/aghi 7 (di cui una mostrata in fig.) opportunamente collegate ad una struttura sovrastante (non mostrata e comprendente anche gli organi per il sollevamento e l'abbassamento degli aghi) ed un motore a corrente continua 10 per il movimento trasversale, nonché i circuiti di gestione e programmazione alloggiati nel contenitore 12'. Per semplicità sono state omesse dal disegno le parti relative al comando ed all'azionamento dei rulli, nonché i diversi rotoli su cui è avvolto il materiale da cucire, ed è stata asportata la copertura di protezione delle parti che generano il movimento trasversale del carro 3.

Durante il funzionamento, le cuciture secondo schemi e modelli prefissati vengono effettuate mediante l'abbassamento opportuno delle barre porta aghi negli intervalli in cui risulta ferma la pezza che in realtà è poi costituita da almeno due tessuti distinti tra cui è interposto il materiale di imbottitura, ciascuno dei detti materiali essendo alimentato da rotoli come quello mostrato con il riferimento numerico 5.

Il movimento trasversale del carro 3 viene comandato dal motore a corrente continua 10 attraverso il pignone 14, la cremagliera 16, la piastra 18 e le aste 20 lungo le guide orizzontali 12.

I movimenti che il carro deve effettuare sono costituiti da spostamenti di entità variabile da 1 millimetro a diversi centimetri nei due sensi. A questi spostamenti corrispondono rotazioni di diversa entità nei due sensi del motore 10 e degli eventuali ingranaggi collegati tra l'asse del motore e la cremagliera. Per semplicità nella fig. è stato mostrato il pignone 14 direttamente calettato sull'albero del motore 10. La rotazione angolare del motore 10 viene comandata attraverso l'applicazione, per intervalli di tempo opportuni, dell'eccitazione di questo ultimo, su controllo dei circuiti di gestione e programmazione della scatola 12' e di azionamento contenuti nella porzione inferiore 13 del piano di supporto 2. Con riferimento ora alle fig. da 2 a 4 verranno illustrate le modalità di funzionamento della macchina.

Lo schema a blocchi di fig. 2 illustra un motore M comandato da un azionamento di tipo elettronico AZ su controllo dell'unità GC che, a sua volta, è asservita ad un microelaboratore ME programmabile per il controllo sia del carro portapezza che dei rulli di trascinamento (mediante il controllo rulli CR per questi ultimi).

II ciclo base per la formazione di un singolo punto (con riferimento a ciascun ago) è mostrato in fig. 4. Esso è costituito da almeno tre intervalli, rispettivamente TI, T2 e T3.

All'istante iniziale, corrispondente all'origine dei tempi, vengono posti in movimento i rulli ed il carro, essendo sollevate le barre porta aghi. Dopo un tempo TI si arresta il movimento del carro e, al termine del tempo T2, anche i rulli sono fermi. Nella restante porzione dell'intervallo base (T3) avvengono l'abbassamento ed il sollevamento degli aghi e le ulteriori operazioni di predisposizione. Nel diagramma di fig. 4 viene rappresentata in ordinata la velocità del carro che, come si è detto deve ridursi a zero entro l'intervallo TI. Lo schema a blocchi del circuito che realizza l'alimentazione del 5 motore a corrente continua M è mostrato nella fig. 3. Il segnale proveniente dal microelaboratore è costituito da un segnale di sincronismo S e da un numero binario con segno portato dai fili P. La configurazione binaria portata sui fili P viene memorizzata in un registro R mentre il segnale di sincronismo è applicato ad un flip-flop F. Quando il segnale di sincronismo diventa attivo, ad esempio passando dal livello 0 al livello 1, viene abilitata la porta AND A3 ed impulsi di clock forniti da un circuito CK, che comprende anche i necessari riduttori di frequenza, vengono alimentati al contatore CC 15 la cui configurazione varia conseguentemente. Contemporaneamente l'uscita del flip-flop F viene portata alle porte AND a tre ingressi Al e A2. Il registro R ed il contatore CC sono collegati agli ingressi di un comparatore CP la cui uscita è collegata ad Al e A2 che ricevono anche il bit di segno da R. 20 In particolare alla porta A2 il bit di segno viene collegato mediante un invertitore A4. Il comparatore CP effettua il confronto tra la configurazione memorizzata nel registro R e le configurazioni binarie successivamente assunte dal contatore CC emettendo un segnale logico di livello 0 quando 25riscontra l'identità. Le uscite delle porte Al e A2 sono collegate rispettivamente a due interruttori elettronici II e 12 che applicano una corrente, fornita da un generatore di corrente G, rispettivamente all'uno o all'altro di due interruttori Rie R2 costituiti ad esempio da due relè dry-reed. La chiusura 30 degli interruttori RI o R2 rispettivamente provoca l'applicazione di una tensione di riferimento VR1 o VR2 all'alimentatore di potenza AL dell'azionamento elettronico del motore.

Detta applicazione è inoltre subordinata ai segnali provenienti dai controlli, schematizzati con l'unità CT, per garan-35 tire il corretto funzionamento del motore. Il funzionamento del circuito di fig. 3 risulta allora il seguente. Si supponga che lo spostamento che deve essere effettuato dal motore sia in una direzione caratterizzata da un bit di segno uguale a 1 e di un'entità proporzionale alla configurazione binaria portata da 40 p. Quando il segnale di sincronismo S passa dal livello O al livello 1 viene abilitata la porta Al che provoca quindi la chiusura dell'interruttore Ile l'applicazione della corrente di comando all'avvolgimento del relè RI. L'applicazione della tensione di riferimento VR1 determina l'applicazione di una 45 corrente costante fornita dall'alimentatore AL avente una certa polarità per ottenere il movimento nella direzione voluta.

L'erogazione di corrente da parte di AL continua fino a quando non viene riaperto l'interruttore RI e cioè fino a quando la configurazione binaria assunta dal contatore CC so non sia pari a quella immagazzinata nel registro R.

In corrispondenza di ciò il comparatore CP assume un valore logico 0 disabilitando anche la porta Ale provocando con ciò l'apertura dell'interruttore II. Ovviamente il tempo per cui gli interruttori sono rimasti chiusi risulta proporzionale 55 al valore della configurazione binaria del segnale di programmazione. Qualora fosse necessario un movimento in direzione contraria il bit di segno avrà un valore 0 e, grazie al circuito invertitore A4 verranno abilitati l'interruttore 12 e l'interruttore R2 producendo così una corrente di eccitazione per il so movimento in direzione contraria.

L'azionatore AZ è di tipo convenzionale e non richiede ulteriore descrizione, e così pure il motore M che è un motore a corrente continua che viene eccitato in serie praticamente per mezzo di impulsi di corrente modulati in durata. 65 Da quanto sopra descritto risulta evidente che il funzionamento del motore 10 è del tipo a scatti, cioè avviene mediante rotazioni in un senso o nell'altro molto rapide e molto precise.

637 430

4

Anche la lunghezza del punto può essere comandata dal motore 10 ed inoltre è possibile controllare mediante retroazione l'effettivo spostamento effettuato dal carro. Tramite un codificatore lineare EL indicato in fig. 2, viene infatti riscontrato l'effettivo spostamento effettuato dal carro e questa informazione, trasmessa al controllo gestione o direttamente al microelaboratore, viene utilizzata per correggere eventuali scarti rispetto al valore voluto. Se ad esempio si vuole applicare un certo numero di punti a distanza di due millimetri l'uno dall'altro, e per una ragione qualsiasi uno dei punti risulta avere una distanza di 1,5 mm, l'informazione di tale scarto in difetto fornita dal codificatore EL produrrà un segnale in grado in far effettuare il punto successivo a distanza di 2,5 mm compensando così l'errore del punto precedente e rispettando le distanze generali che devono essere mantenute su tutta la larghezza della pezza, facendo cioè in modo che le cuciture parziali di uno stesso modello generale coincidano anche se effettuate da aghi diversi.

Per quanto riguarda i tempi di azionamento del motore, essi dipendono dalla velocità di lavoro della macchina e dalle misure dei punti e del disegno da applicare. Tipicamente l'intervallo base costituito dalla somma di TI, T2 e T3 è dell'ordine di circa 80 millisecondi, corrispondente ad un numero di scatti del motore di circa 700 al minuto. È possibile arrivare a velocità dell'ordine di mille scatti al minuto ed ottenere una regolazione della variazione dei passi dell'ordine dei centesimi di millimetro.

Gli ulteriori vantaggi del dispositivo di comando secondo l'invenzione sono notevoli e verranno illustrati più dettagliatamente nel seguito.

Non esistono praticamente limitazioni alla corsa del carro 5 se non quelle imposte dalle dimensioni della macchina e, allo stesso modo, non esistono limitazioni per le inversioni di spostamento anche se di entità minima come invece si verifica nelle macchine note che fanno uso di una camma opportunamente sagomata. La completa rispondenza della porzione 10 meccanica a segnali elettrici permette l'associazione di un vero e proprio elaboratore elettronico di controllo alla macchina trapuntatrice programmato e gestito direttamente dall'operatore che può inoltre modificarlo mediante organi di entrata/uscita sotto forma di tastiera, controllarlo visiva-15 mente su opportuni display al fine di ottenere schemi di cucitura particolarmente complessi e difficilmente ottenibili mediante i comandi di tipo convenzionale. La linearità di risposta tra spostamento del carro e durata dall'impulso permette di ottenere i programmi per i diversi disegni di cucitura 20 in modo semplice anche quando questi ultimi comportano spostamenti di entità e direzioni molto variabili.

Il dispositivo di comando secondo l'invenzione, eliminando completamente il cambio di rapporti di ingranaggi per variare la lunghezza del punto consente di variare quest'ultimo da un 25 minimo di 0,2 mm ad un massimo di 17 mm con variazioni centesimali. Inoltre il numero di spostamenti al minuto può arrivare fino a 1000, ben al di sopra di quanto ottenibile con le macchine trapuntatrici di tipo convenzionale.

v

2 fogli disegni

Claims (6)

637 430

1. Dispositivo di comando del movimento trasversale di un carro portapezza in una macchina trapuntatrice comprendente rulli di trascinamento longitudinale della pezza, caratterizzato dal fatto di comprendere una cremagliera (16), solidale con il carro (3), su cui si impegna un pignone (14) posto in rotazione da un motore (10) a corrente continua e dal fatto che il predetto motore viene alimentato mediante impulsi di corrente di ampiezza costante e durata e polarità dipendenti rispettivamente dall'entità e dal senso dello spostamento richiesto, forniti da un azionatore a modulazione di larghezza di impulsi (AZ) controllato da un microelaboratore programmabile (ME) che controlla anche l'avanzamento dei rulli (6) di trascinamento della pezza per ottenere cuciture secondo disegni o schemi prefissati.

2. Dispositivo di comando secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'azionatore (AZ) comprende un alimentatore di potenza (AL) a cui viene applicata, per tempi prefissati, l'una o l'altra di due tensioni di riferimento (VR1, VR2).

2

RIVENDICAZIONI

3. Dispositivo di comando secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che le sorgenti delle due tensioni di riferimento sono collegate agli ingressi dell'alimentatore di potenza (AL) dell'azionatore mediante due interruttori (RI, R2) pilotati ciascuno da un segnale di comando per un tempo proporzionale all'entità dello spostamento.

4. Dispositivo di comando secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che ciascuno dei detti due interruttori (RI, R2) consta di un relè reed a secco collegato ad un generatore di corrente (G) attraverso un corrispondente interruttore elettronico (11, 12) pilotato dal detto segnale di comando emesso da un circuito di decodifica e comparazione.

5. Dispositivo di comando secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che il circuito di decodifica e comparazione comprende un registro (R) per immagazzinare una configurazione binaria contenente le informazioni relative allo spostamento, un contatore (CC) che conta impulsi di orologio su comando di un segnale di sincronismo (S) ed un comparatore (CP) che effettua il confronto fa le configurazioni binarie contenute nel registro e nel contatore determinando l'apertura di uno dei due interruttori elettronici (11, 12), il detto segnale di sincronismo determinando inoltre la chiusura selettiva dell'uno o dell'altro dei detti interruttori elettronici (11, 12).

6. Dispositivo di comando secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto di comprendere un codificatore lineare (EL) che determina l'effettivo spostamento effettuato dal carro e fornisce un'indicazione con segno dello scarto rilevato rispetto allo spostamento richiesto, che viene sommato o sottratto allo spostamento successivo per correggere lo scarto in eccesso o in difetto rispetto allo spostamento complessivo del carro.