CN101403168A - 缝纫机的线张力控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种缝纫机的线张力控制装置，其可以直接控制向线施加的张力本身，由此无论线的种类或粗细、伸长特性以及装置的随时间变化等如何，均可以在天秤提升时维持·控制为事先设定的线张力。其具有：卷绕线的线调整盘、将该线调整盘设置在电动机输出轴上的脉冲电动机、编码器部、脉冲电动机驱动部、线张力设定部、相位差检测部、以及表示上述设定线张力和与其对应的上述旋转相位差之间的关系的表，其特征在于，对上述脉冲电动机施加驱动信号使其旋转，以将由拉线引起的线调整盘以及脉冲电动机的输出轴的旋转相位差，维持为与上述设定线张力相当的旋转相位差的大小。

Description

缝纫机的线张力控制装置

技术领域

本发明涉及一种缝纫机的线张力控制装置，特别是涉及一种适用于在循环缝纫机等工业用缝纫机中调整上线张力的缝纫机的线张力控制装置。

背景技术

通常，在缝纫机中，利用各种方法调整进行线迹的结线时的线张力。

现有的这种线张力产生单元(也称为线调整机构)，主要有下述类型：

1)手动调整向线施加的张力载荷(由弹簧压力引起的摩擦力等)的类型；

2)利用控制装置及致动器施加摩擦力的类型；以及

3)利用控制装置及致动器控制线的抽出量的类型(例如专利文献1的例示)。

此外，在利用上述2)或3)施加张力的情况下，可以将由操作者设定的设定值作为输出值进行控制，但也有通过另外设置检测单元，在缝制中对控制装置进行反馈控制而使张力可变的技术(例如，参照专利文献2及3)。

专利文献1：特开2003-326053号公报

专利文献2：特开平09-276577号公报

专利文献3：特开平08-141259号公报

发明内容

但是，在由现有的致动器的驱动进行线调整的情况下，因为是由事先设定的值的致动器输出(输出恒定)进行驱动，所以如果缝纫机的缝制条件发生变化，则会出现以同样的输出向线施加的线张力变化的问题。

其原因在于，例如，在由2个线调整盘夹入线而对线施加阻力时，在线的粗细或种类、间距或缝制速度(线的打滑速度)发生变化的情况下，因为线与线调整盘之间的摩擦力变化，所以向线施加的线张力会变化。此外，在线调整盘的外周卷绕线，对线调整盘施加摩擦而对旋转力施加阻力时，在间距或缝制速度(线调整盘的旋转速度)发生变化的情况下，因为线调整盘的旋转摩擦变化，所以向线施加的线张力会变化。

并且，在线调整盘等产生摩擦部位的老化，例如细微的凹凸部因磨损而打滑的情况下，也会出现张力变化的问题。

并且，在另外设置线张力检测单元的情况下，例如在专利文献2中，是检测施加在线调整盘上的压力，并不是检测实际向线施加的张力，所以除了线的粗细等对调整盘产生影响的情况之外，无法检测出张力差。

此外，例如在专利文献3中，利用线的伸长检测张力，但因为线的伸长会因线的材质或构造不同而有很大变化，所以出现可应对的范围受到限制的问题。

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种缝纫机的线张力控制装置，其可以直接控制向线施加的张力本身，由此无论线的种类或粗细、伸长特性以及装置的老化等如何，均可以在天秤提升时维持·控制为事先设定的线张力，并且可以直接设定线张力本身。

为了实现上述目的，技术方案1所涉及的本发明的缝纫机的线张力控制装置，其具有：线调整盘，其使线卷绕，利用线的移动进行旋转；脉冲电动机，在其电动机输出轴上设置该线调整盘；编码器部，其检测该脉冲电动机的输出轴的旋转相位；脉冲电动机驱动部，其对上述脉冲电动机施加驱动脉冲；线张力设定部，其设定上述线的设定线张力；表，其表示上述设定线张力和与其对应的旋转相位差之间的关系；以及相位差检测部，其检测向上述脉冲电动机施加的驱动脉冲的相位和上述编码器部检测出的输出轴的旋转相位之间的差，其特征在于，对上述脉冲电动机施加驱动脉冲而使其旋转，以在由于拉线而向线调整盘施加线张力时，将由上述相位差检测部检测出的相位差维持为从上述表中读取出的与上述设定线张力相当的旋转相位差的大小。

根据如上述构成的本发明，可以直接控制向线施加的张力本身，由此无论线的种类或粗细、伸长特性以及装置的随时间变化等如何，均可以在天秤提升时维持·控制为事先设定的线张力，并且可以直接设定线张力本身。

此外，技术方案2所述的本发明的缝纫机的线张力控制装置，其具有：线调整盘，其使线卷绕，利用线的移动进行旋转；脉冲电动机，在其电动机输出轴上设置该线调整盘；编码器部，其检测该脉冲电动机的输出轴的旋转相位；脉冲电动机驱动部，其对上述脉冲电动机施加驱动脉冲；线张力设定部，其设定上述线的设定线张力；表，其表示上述设定线张力和与其对应的上述电动机驱动电流之间的关系；基准相位差设定单元，其设定基准相位差；以及基准相位差检测部，其检测向上述脉冲电动机施加的驱动脉冲的相位和由上述编码器部检测出的输出轴的旋转相位之间的差，其特征在于，利用与被设定的设定线张力的表相当的电动机驱动电流使脉冲电动机励磁，如果在由于拉线而对线调整盘施加线张力时，由上述基准相位差检测部检测出的相位差达到上述基准相位差，则对电动机进行驱动控制，以维持该基准相位差。

根据如上述形成的本发明，与技术方案1的情况同样地起作用，同时因为可以根据基准相位差进行控制，所以可以使用低分辨率的编码器。

并且，技术方案3所述的本发明的缝纫机的线张力控制装置，在技术方案1或2的基础上，其特征在于，在天秤提升时拉线导致的线调整盘以及脉冲电动机的输出轴的旋转相位差为0的状态持续一定针数以上的情况下，作为切线检测而使缝纫机停止。

根据如上述形成的本发明，可以提前且可靠地检测切线。

发明的效果

如上述说明，因为本发明的缝纫机的线张力控制装置以上述方式构成并起作用，因此可以起到下述优良的效果，即，可以直接控制向线施加的张力本身，由此无论线的种类或粗细、伸长特性以及装置的随时间变化等如何，均可以在天秤提升时维持·控制为事先设定的线张力，并且可以直接设定线张力本身。

附图说明

图1是表示搭载本发明的缝纫机的线张力控制装置的第一实施方式的缝纫机的例子的概略斜视图。

图2是表示本发明的缝纫机的线张力控制装置的第一实施方式的剖面图。

图3是表示本发明的缝纫机的线张力控制装置的控制系统的框图。

图4是表示本发明的脉冲电动机的输出轴的各相位差与产生扭矩之间的对应关系的图表。

图5是表示本发明的缝纫机的线张力控制装置的线张力控制线的缝纫机的运动曲线。

图6是表示本发明的缝纫机的线张力控制装置的动作的流程图。

具体实施方式

下面，根据图1至图6，对本发明的缝纫机的线张力控制装置的实施方式进行说明。

图1至图6示出了本发明的缝纫机的线张力控制装置的第一实施方式。

图1示出了循环缝纫机等工业用缝纫机1，本发明的缝纫机的线张力控制装置2安装在缝纫机臂部3的前表面。在本实施方式中，从未图示的上线线轴抽出的上线4，经过各种中继部分，按顺序穿过本发明的缝纫机的线张力控制装置2、天秤5、缝针6，以用于缝制。

本实施例的缝纫机的线张力控制装置2，以图2及图3所示的方式形成。

安装在缝纫机臂部3的前表面的缝纫机的线张力控制装置2，如图2所示，由未图示的螺钉将环状的线调整部外壳12固定安装在缝纫机臂部3的通孔11内。在线调整部外壳12的内侧，环状的线调整台13被止动螺钉14紧固，在线调整台13的外侧卷绕取线弹簧15，其弹簧部向缝纫机臂部3的前表面侧露出。如果转动该线调整台13，则可以调整取线弹簧15的弹簧压力。在缝纫机臂部3的内表面侧，利用安装螺钉17固定脉冲电动机16，其输出轴18在线调整台13的中心孔中贯穿至缝纫机臂部3的前表面侧。在该输出轴18的前端，利用止动螺钉20固定一对线调整盘19、19，与输出轴18成为一体。上线4在该线调整盘19部分上卷绕1.5圈～2.5圈。在脉冲电动机16内安装由旋转编码器21构成的编码器部，并与控制装置22连接(参照图3)。该脉冲电动机16的输出轴18形成为，如果接收到一个驱动脉冲，则进行旋转，前进一个旋转相位差。

下面根据图3所示的控制装置22，说明控制系统。

在控制装置22内，经过总线23将各构成部分连接，可以进行信息交换。在总线23上，经由输入输出接口24连接对脉冲电动机16施加驱动信号的脉冲电动机驱动部25。检测脉冲电动机16的输出轴18的旋转相位差的编码器部、即旋转编码器21，与输入输出接口24连接。在EEPROM 26内存储由未图示的操作面板设定的上线4的线张力设定值。在ROM 27内存储表示事先测定出的上线4的设定线张力和与其对应的输出轴18的旋转相位差之间的关系的表。CPU29形成为，与EEPROM 26、ROM 27、RAM 28联动地执行下述功能：线张力设定部，其设定表示与上线4的设定线张力对应的输出轴18的旋转相位差的驱动脉冲数，同时将其向脉冲电动机驱动部25施加；以及相位差检测部，其检测表示与上线4的设定线张力对应的旋转相位差的驱动脉冲数和旋转编码器21检测出的输出轴18的旋转相位差之间的差值。

并且，在控制装置22中，在总线23上连接使缝纫机的主旋转轴(未图示)旋转的输入输出接口30以及电动机驱动部31，并且缝纫机电动机32、主轴编码器33与上述部分连接。

图4是表示对于脉冲电动机16的输出轴18的各相位内的旋转相位差，相位差(编码器脉冲数的偏移量)＝横轴和脉冲电动机16产生的扭矩之间的对应关系的图表。因为从扭矩可以得到向上线4施加的张力，所以可以通过设定脉冲电动机16的旋转相位差而设定张力。

下面，利用图5及图6，说明本第一实施方式的作用。

如图5的缝纫机的运动曲线所示，在缝针6沿正弦曲线按针棒上死点、针棒下死点、针棒上死点的顺序往复一次的期间(0～360度)，布料进给(未图示)沿相同相位的正弦曲线，按进给上死点、进给下死点、进给上死点的顺利往复一次，天秤使天秤上死点及天秤下死点与上述曲线偏移而往复一次。釜(未图示)在上述一次往复期间中的一部分处，按照釜取线曲线进行动作。

本实施方式的缝纫机的线张力控制装置2，如图5的线张力控制线(该图右上部分)所示，在天秤5从天秤下死点向天秤上死点移动而拉出上线4的期间进行动作。

根据图6进一步进行说明。

如果开始工业用缝纫机1的缝制，则首先使压脚下降(ST1)。然后接通开始开关(未图示)，使缝纫机电动机32旋转(ST2)。

然后，第一实施方式的缝纫机的线张力控制装置2动作，由控制装置22的CPU29发出指令，经过脉冲电动机驱动部15对脉冲电动机16接通驱动电流而励磁，从而变成接通(ST3)。这时脉冲电动机16保持不进行旋转的状态。

然后，缝针6进行最初的缝制开始打结，同时天秤5提升上线4(ST4)。

随着天秤上升的进行，天秤5将与线迹中被消耗的上线的长度对应的部分，从线调整侧即第一实施方式的缝纫机的线张力控制装置2拉出(ST5)。

与此同时，因为线调整盘19(输出轴18)被上线4拉引而要进行旋转，所以旋转编码器21检测输出轴18的旋转相位差(参照图5的线张力控制线的t0～t1时刻)(ST6)。

然后，如果伴随输出轴18的旋转相位差的增加，该旋转相位差超过在EEPROM26中事先设定的值(例如，在设定为50g的情况下，从事先存储在ROM27中的输出轴的旋转相位差与上线的设定线张力之间的关系，读取张力50g)(参照图5的线张力控制线的t1时刻)，则为了使脉冲电动机16向被上线4拉引的方向旋转，利用CPU29的指令发出驱动信号，使输出轴18旋转(ST7)(参照图5的线张力控制线的t1～t2时)。由此，将由于天秤5拉线而导致的线调整盘19以及脉冲电动机16的输出轴18的旋转相位差，维持为与设定线张力相当的旋转相位差的大小。

然后，如果天秤5接近天秤上死点而使脉冲电动机16的输出轴18的旋转相位差小于或等于设定值，则使脉冲电动机16停止(ST8)。

然后，在缝制中反复上述ST3～ST8的动作(ST9)。

然后，在结束缝制的情况下，停止对缝纫机电动机32的通电(ST10)。

然后，切断上线4(ST11)，持续使脉冲电动机16成为断开(ST12)。

这样，在第一实施方式中，在缝制过程中利用天秤5从缝纫机的线张力控制装置2进行拉线时，被拉引的上线4使线调整盘19(脉冲电动机16的输出轴18)旋转，从而产生旋转相位差。

在缝制刚开始之后，因为电动机驱动脉冲数(相位)是0，所以上线4使线调整盘19(脉冲电动机16的输出轴18)旋转后的位置(旋转编码器信号)为旋转相位差。如果旋转相位差超过事先设定的张力值(相位差)，则为了使相位差维持为设定值，脉冲电动机16向线抽出侧旋转。

然后，如果天秤5从提升移至抽出侧，则上线4被放松，线调整盘19的旋转返回至相位差0位置(相位A)，但此时脉冲电动机16被控制为不向拉线侧旋转，因此不会对放松的上线4施加张力。

然后，电动机驱动脉冲数(旋转相位差)将相位A作为基准。并且，在模式中设定了其他的线张力设定值的情况下，按照其设定(相位差)进行控制。

下面，说明第二实施方式。

在第二实施方式中，相对于线张力设定的电动机扭矩控制(加减)，由电动机驱动电流进行。具体地说，在图3的框图的脉冲电动机驱动部25中搭载DA转换器。

并且，可以将基准相位差作为固定值，或者为了调整个体差，也可以对其进行设定(基准相位差设定单元)。

并且，将事先在基准相位时刻产生的、电动机驱动电流和线调整盘19的圆周上的旋转力(设定线张力)的表，存储在ROM27中。

并且，如果在缝制过程中，利用与设定的设定线张力的表相当的电动机驱动电流，对脉冲电动机励磁，在天秤5提升时从缝纫机的线张力控制装置2拉引上线4，线调整盘19进行旋转，则驱动控制脉冲电动机16，以维持为基准相位差。

其他部分与上述第一实施方式相同地形成。

根据第二实施方式，搭载于脉冲电动机16上的编码器部21的分辨率较低也可以。并且，因为电动机励磁扭矩(线调整盘19的圆周上的载荷)与电流值成正比，所以与上述第一实施方式相同地，线张力不受线的种类的影响，摩擦力也不会随时间变化。

另外，在第一及第二实施方式中，在缝纫机运转中，将相位差为0的状态持续固定针数的情况(即，线调整盘19持续不旋转的情况)，识别为上线4被切断，可以赋予使缝纫机停止的切线检测功能。

本发明不仅限于上述各实施方式，可以根据需要进行变形。

Claims (3)

1.一种缝纫机的线张力控制装置，其具有：

线调整盘，其使线卷绕，利用线的移动进行旋转；

脉冲电动机，在其电动机输出轴上设置该线调整盘；

编码器部，其检测该脉冲电动机的输出轴的旋转相位；

脉冲电动机驱动部，其对上述脉冲电动机施加驱动脉冲；

线张力设定部，其设定上述线的设定线张力；

表，其表示上述设定线张力和与其对应的旋转相位差之间的关系；以及

相位差检测部，其检测向上述脉冲电动机施加的驱动脉冲的相位和上述编码器部检测出的输出轴的旋转相位之间的差，

其特征在于，

对上述脉冲电动机施加驱动脉冲而使其旋转，以在由于拉线而向线调整盘施加线张力时，将由上述相位差检测部检测出的相位差维持为从上述表中读取出的与上述设定线张力相当的旋转相位差的大小。

2.一种缝纫机的线张力控制装置，其具有：

线调整盘，其使线卷绕，利用线的移动进行旋转；

脉冲电动机，在其电动机输出轴上设置该线调整盘；

编码器部，其检测该脉冲电动机的输出轴的旋转相位；

脉冲电动机驱动部，其对上述脉冲电动机施加驱动脉冲；

线张力设定部，其设定上述线的设定线张力；

表，其表示上述设定线张力和与其对应的上述电动机驱动电流之间的关系；

基准相位差设定单元，其设定基准相位差；以及

基准相位差检测部，其检测向上述脉冲电动机施加的驱动脉冲的相位和由上述编码器部检测出的输出轴的旋转相位之间的差，

其特征在于，

利用与被设定的设定线张力的表相当的电动机驱动电流使脉冲电动机励磁，如果在由于拉线而对线调整盘施加线张力时，由上述基准相位差检测部检测出的相位差达到上述基准相位差，则对电动机进行驱动控制，以维持该基准相位差。

3.根据权利要求1或2所述的缝纫机的线张力控制装置，其特征在于，

在天秤提升时拉线导致的线调整盘以及脉冲电动机的输出轴的旋转相位差为0的状态持续一定针数以上的情况下，作为切线检测而使缝纫机停止。

Images