CN104120547A - 一种缝纫机的自动送线系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种缝纫机的自动送线系统，包括上轴、下轴、控制装置、布料进给装置以及缝纫线张力调节装置，所述上轴一端与缝纫机驱动机构相连，另一端连接有挑线杆及缝纫针；所述下轴一端经传动轴与所述上轴相连，另一端设有旋梭，所述旋梭上绕有缝纫底线；其特征在于：所述缝纫线张力调节装置包括一旋转体及一步进电机，所述旋转体与所述步进电机的输出端相连，所述缝纫机驱动机构及步进电机的控制端与所述控制装置相连，所述旋转体上绕有缝纫面线，该缝纫面线穿过挑线杆与所述缝纫针相连；其控制方法为：设定参数、缝纫针缝纫、旋转体收线、布料移动、旋转体放线。本发明中缝出的线迹整齐，缝纫质量高。

Description

一种缝纫机的自动送线系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种缝纫机，尤其涉及一种缝纫机的自动送线系统及其控制方法，主要用于带挑线杆的缝纫机。

背景技术

缝纫机是用一根或多根缝纫线，在缝料上形成一种或多种线迹，使一层或多层缝料交织或缝合起来的机器。缝纫机能缝制棉、麻、丝、毛、人造纤维等织物和皮革、塑料、纸张等制品，缝出的线迹整齐美观、平整牢固，缝纫速度快、使用简便。

在现有技术中带有挑线杆的缝纫机的送线系统主要是由挑线杆、夹线器及旋梭构成。其中，夹线器完全是由人工手动调节弹簧的松紧来夹线的，但是，夹线器存在以下几点不足：

1、夹线器由人工调节松紧度，人工调节不够精确，易调节过松或者过紧，使缝纫出来的线迹比较乱；

2、挑线杆上升，收掉布料下方的底线时，还会从夹线器中拉出部分面线，那么无法将布料之下的面线全部收回，使布料之下的面线无法收紧，影响布料的缝制质量，布料后期易脱线；

3、挑线杆上升，从夹线器中拉出面线时，如果夹线器调制过紧，会对面线产生过大的张力，此时面线就会对移动的布料产生一个拉力，这个拉力则会影响布料的平整度，影响整个线迹；如果夹线器调制较松，那么无法将布料之下的面线全部收回，使布料之下的面线无法收紧，影响布料的缝制质量。

因此，何时收放线、收放线量的控制，是本领域技术人员需要努力的方向。

发明内容

本发明目的是提供一种缝纫机的自动送线系统及其控制方法，通过使用该系统及控制方法，提高了送线的精确性，保证了布料的缝制质量。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种缝纫机的自动送线系统，包括上轴、下轴、控制装置、布料进给装置以及缝纫线张力调节装置，所述上轴一端与缝纫机驱动机构相连，另一端连接有挑线杆及缝纫针；所述下轴一端经传动轴与所述上轴相连，另一端设有旋梭，所述旋梭上绕有缝纫底线；所述缝纫线张力调节装置包括一旋转体及一步进电机，所述旋转体与所述步进电机的输出端相连，所述缝纫机驱动机构及步进电机的控制端与所述控制装置相连，所述旋转体上绕有缝纫面线，该缝纫面线穿过挑线杆与所述缝纫针相连。

上述技术方案中，所述控制装置包括操作屏、编码器及控制芯片，所述操作屏及编码器的信号输出端与所述控制芯片相连，所述缝纫机驱动机构及步进电机的控制端与所述控制芯片相连。

上述技术方案中，所述布料进给装置经连杆与所述上轴相连。

上述技术方案中，还包括一给进电机，所述给进电机的输出轴上连接有一转轴，所述布料进给装置经所述转轴与所述给进电机相连，所述给进电机的信号输出端与所述控制装置相连。

为达到上述目的，本发明采用了一种缝纫机的自动送线系统的控制方法，其步骤为：

①在控制装置内设置参数，所述参数包括旋转体的收线量L1、放线量L2，所述收线量L1＝X，所述放线量L2＝F*D+X，所述D为布料相邻两个针眼之间的距离，所述F为常数系数，所述1≤F≤2。

②缝纫机驱动机构驱动上轴转动，所述上轴带动挑线杆及缝纫针开始向下运动。

③当挑线杆到达最低点后向上运动，此时控制装置控制步进电机工作，步进电机带动旋转体正向旋转，与挑线杆共同作用，将布料下方的缝纫面线收掉，其收线量为L1，使缝纫面线与缝纫底线在布上形成一个线迹；

④收线完成后，挑线杆继续上升，这时布料进给装置带动布料移动，此时步进电机带动旋转体反向旋转，开始放线，放线量为L2，当挑线杆上升至最高点时，步进电机暂停工作，旋转体暂停放线；

⑤挑线杆从最高点向下运动，直至缝纫针接触布料，此时布料移动结束，且移动距离为一个针距，完成一次循环。

上述技术方案中，所述步骤②中包括以下步骤：

(1)缝纫机的上轴带动缝纫针与挑线杆向下运动，在缝纫针尚未接触布料时，下轴带动旋梭逆时针转动；

(2)挑线杆向下运动，缝纫针带着缝纫面线穿过布料，并到达最低点，旋梭逆时针转动；

(3)挑线杆继续向下运动，缝纫针则开始向上回升，此时旋梭的钩尖钩住缝纫面线，带着缝纫面线逆时针旋转，使缝纫面线与缝纫底线交叉；

(4)挑线杆继续向下运动，缝纫针继续回升，旋梭带着缝纫面线逆时针转动，当旋梭钩尖运动至脱钩点时，缝纫面线脱离旋梭钩尖，此时挑线杆到达最低点；

上述技术方案中，所述缝纫机包括：

上轴，所述上轴一端与缝纫机驱动机构相连，另一端连接有挑线杆及缝纫针，所述缝纫机驱动机构为驱动电机；

下轴，所述下轴一端经传动轴与上轴相连，另一端设有旋梭，所述旋梭上绕有缝纫底线；

控制装置，所述控制装置由操作屏、编码器及控制芯片组成，所述操作屏及编码器的信号输出端与所述控制芯片相连；

布料进给装置，对被缝制布料进行移动；

缝纫线张力调节装置，所述缝纫线张力调节装置由一旋转体及步进电机组成，所述旋转体与所述步进电机相连，所述缝纫机电动机及步进电机的信号输出端与所述控制芯片相连，所述旋转体上绕有缝纫面线，该缝纫面线穿过挑线杆并与缝纫针相连。

上述技术方案中，所述控制芯片控制所述缝纫机的驱动电机及所述步进电机的转动，所述编码器检测所述缝纫机驱动电机的转速、方向以及缝纫机中缝纫针、挑线杆及旋梭的位置，并反馈至所述控制芯片。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1.本发明中中缝纫线张力调节装置包括一旋转体及一步进电机，所述旋转体与所述步进电机的输出端相连，缝纫面线绕于旋转体上，该缝纫面线穿过挑线杆与所述缝纫针相连，通过步进电机及旋转体控制收、放缝纫面线的时机以及收、放缝纫线量，与以往采用夹线器的结构相比，步进电机及旋转体配合挑线杆的运动进行主动的收、放缝纫面线，且收、放缝纫面线的时机及线量准确，使缝纫面线的输出与针距达到一致，缝出的线迹整齐，且布料在移动过程当中不会受到缝纫面线的拖拽力，使布料移动时保持平整，保证了面料缝纫的质量；

2.本发明中在控制装置中设定旋转体的收线量L1、放线量L2，其中L1＝X，根据缝纫机的机械结构和周期运动决定；L2＝F*D+X，D为布料相邻针眼之间的距离，根据实际缝纫情况选择，F为常数系数，根据布料的材质、厚度、针迹等情况进行选择，参数的设置可以预先运算好每针放线和收线的时间及长度，然后由控制装置控制步进电机带动旋转体进行精确的收、放线，使缝纫线不会受到张力，与以往受采用夹线器导致缝纫线受张力的结构相比，不受张力的缝纫线不会对布料产生任何拖拽力，有效保证了缝纫线线迹的整齐，提高了缝纫质量；

3.本发明成本低廉，易于实现。

附图说明

图1是本发明实施例一中的结构示意图；

图2是本发明实施例一中的缝纫机缝纫过程Ⅰ；

图3是本发明实施例一中的缝纫机缝纫过程Ⅱ；

图4是本发明实施例一中的缝纫机缝纫过程Ⅲ；

图5是本发明实施例一中的缝纫机缝纫过程Ⅳ；

图6是本发明实施例一中的缝纫机缝纫过程Ⅴ；

图7是本发明实施例一中的缝纫机缝纫过程Ⅵ；

图8是本发明实施例一中挑线杆的运动节点图。

其中：1、上轴；2、挑线杆；3、缝纫针；4、下轴；5、传动轴；6、旋梭；7、缝纫底线；8、操作屏；9、编码器；10、控制芯片；11、旋转体；12、步进电机；13、缝纫面线；14、布料；15、缝纫机驱动机构；16、进给耙齿；17、连杆。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例一：参见图1～8所示，一种缝纫机的自动送线系统，包括：

上轴1，所述上轴1一端与缝纫机驱动机构15相连，另一端连接有挑线杆2及缝纫针3，所述缝纫机驱动机构15为驱动电机；

下轴4，所述下轴4一端经传动轴5与所述上轴1相连，另一端设有旋梭6，所述旋梭6上绕有缝纫底线7；

控制装置，所述控制装置包括操作屏8、编码器9及控制芯片10，所述操作屏8及编码器9的信号输出端与所述控制芯片10相连；

布料进给装置，所述布料进给装置为进给耙齿16，所述进给耙齿16经连杆17与所述上轴相连。

以及缝纫线张力调节装置，所述缝纫线张力调节装置包括一旋转体11及一步进电机12，所述旋转体11与所述步进电机12的输出端相连，所述缝纫机驱动机构15及步进电机12的控制端与所述控制芯片10相连，所述旋转体11上绕有缝纫面线13，该缝纫面线13穿过挑线杆2与所述缝纫针3相连，如图1所示。

在本实施例中，所述控制芯片10控制所述缝纫机的驱动电机及所述步进电机12的转动，所述编码器9检测所述缝纫机驱动电机的转速、方向以及缝纫机中缝纫针3、挑线杆2及旋梭6的位置，并反馈至所述控制芯片10。

为达到上述目的，本实施例采用了一种缝纫机的自动送线系统的控制方法，参见图2～7，其步骤为：

①在操作屏8内设置参数，操作屏8内的参数反馈至控制芯片10，

所述参数包括旋转体11的收线量L1、放线量L2，所述收线量L1＝X，所述放线量L2＝F*D+X，所述D为布料14相邻两个针眼之间的距离，所述F为常数系数，所述1≤F≤2。

②缝纫机的上轴1带动缝纫针3与挑线杆2向下运动，在缝纫针3尚未接触布料14时，下轴4带动旋梭6逆时针转动，参见图2；

③挑线杆2向下运动，缝纫针3带着缝纫面线13穿过布料14，并到达最低点，旋梭6逆时针转动，参见图3、4；

④挑线杆2继续向下运动，缝纫针3则开始向上回升，此时旋梭6的钩尖钩住缝纫面线13，带着缝纫面线13逆时针旋转，使缝纫面线13与缝纫底线7交叉，参见图5；

⑤挑线杆2继续向下运动，缝纫针3继续回升，旋梭6带着缝纫面线13逆时针转动，当旋梭6钩尖运动至脱钩点时，缝纫面线13脱离旋梭6钩尖，此时挑线杆2到达最低点，参见图5、6；

⑥当挑线杆2到达最低点后向上运动，此时控制装置控制步进电机12工作，步进电机12带动旋转体11正向旋转，与挑线杆2共同作用，将布料14下方的缝纫面线13收掉，其收线量为L1，使缝纫面线13与缝纫底线7在布上形成一个线迹，该线迹为缝纫面线13与缝纫底线7缝纫之后构成的一条轨迹，参见6、7；

⑦收线完成后，挑线杆2继续上升，这时布料进给装置带动布料14移动，此时步进电机12带动旋转体11反向旋转，开始放线，放线量为L2，当挑线杆2上升至最高点时，步进电机12暂停工作，旋转体11暂停放线，参见图6、7；

⑧挑线杆2从最高点向下运动，直至缝纫针3接触布料14，此时布料14移动结束，且移动距离为一个针距，完成一次循环，参见图2、7。

如上所述，在采用夹线器的结构中，在步骤⑦中，挑线杆在继续上升的同时，还会从夹线器中拉出缝纫面线，这个过程就是本实施例中的放线过程，但是由于夹线器松紧调节的问题，如果夹线器调制得比设定值紧，会对缝纫面线产生过大的张力，此时缝纫面线就会对移动的布料产生一个拉力，而这个拉力则会影响布料的平整，导致缝纫质量的不合格。如果夹线器调制得比设定值松，则会使步骤⑥中的收线过程中无法将布料之下的缝纫面线完全收掉，导致布料之下的缝纫面线无法收紧，使缝纫物缝纫过松，易开线或脱线，导致缝纫质量不合格。

而在本实施例中，用步进电机12控制旋转体11替代夹线器的收、放线，在缝纫面线13与缝纫底线7交叉且缝纫面线13脱离旋梭6钩尖之后，步进电机12带动旋转体11正向旋转，与挑线杆2共同作用，将布料14下方的缝纫面线13收掉，然后布料进给装置带动布料移动，布料在移动的同时，步进电机12带动旋转体11反向旋转，根据设定的放线系数，与布料移动进行同步放线，使布料14移动的同时，缝纫面线13松紧适度，既不松，也不紧，让布料14在移动过程中不受任何缝纫面线13的拖拽力，使布料14保持平整，缝纫出整齐的线迹。

在本实施例中，L1＝X，L2＝F*D+X，其中，F是常数，一般根据布料厚度来确定取值，其取值范围1≤F《2；X的选择是根据缝纫机的机械结构和周期运动决定的，X主要是由挑线杆2的运动来决定的，挑线杆2从最高点向下运动，直至缝纫针3穿过布料14到达最低点，且旋梭6的钩尖勾住缝纫面线13，其中挑线杆2所运动的距离则是收线量X的取值，也就是图2～图5中挑线杆2运动所需要缝纫面线13的长度。如图8所示，挑线杆2从最高点a运动至最低点c，其中b点位旋梭6的钩尖勾住缝纫面线13时挑线杆2所运动到的位置，X的取值就是挑线杆2从a点运动至b点所需要缝纫面线13的长度。

在缝纫机缝纫过程当中，其收、放线量基本相同，但是在起针和剪线时还是略有不同的，在起针时，因为收线量比后期的收线动作更大，可以根据需要留的线头长度控制收线量，收线的时间最早可以提前至旋梭6刚勾住缝纫面线13时。最后一针剪线时，旋转体11是没有收线动作的，而布料14下的缝纫面线13是由挑线杆2的升高而带出，如果旋转体11参与收线，就会将缝纫面线13从针眼里面拉出。在最后一个剪线的过程当中，有两个放线动作，第二个放线动作最早可以提前至旋梭6钩尖刚勾住缝纫面线13时，也就是图5中这个位置。通过调节第二次放线的时间及放线量控制剪线后缝纫针3上所留的缝纫面线13长度。

在本实施例中，以厚度为3㎜的棉布，平缝，针距10㎜为例，收线量L1采用8㎜，常数系数D选用1.3，则放线量L2为21㎜。其中，10㎜为两个针眼之间的直线距离所需要的缝纫面线13长度，另外3㎜则为布料14厚度，而这3㎜又分为两部分，因为缝纫面线13和缝纫底线7是相交于布料14的中间，也就是厚度的1.5㎜处，因此，其中1.5㎜是用于前一个针眼的，另外1.5㎜则是用于后一个针眼的；还有8㎜则是缝纫针3将缝纫面线13带入到布料17底部与缝纫底线7相交所需要的长度，也就是收线量的长度。

实施例二：一种缝纫机的自动送线系统，在本实施例中，其结构与实施例一基本相似，不同点在于：缝纫机上还包括一给进电机，所述给进电机的输出轴上连接有一转轴，所述布料进给装置经所述转轴与所述给进电机相连，所述给进电机的信号输出端与所述控制装置相连。

Claims (8)

1.一种缝纫机的自动送线系统，包括上轴、下轴、控制装置、布料进给装置以及缝纫线张力调节装置，所述上轴一端与缝纫机驱动机构相连，另一端连接有挑线杆及缝纫针；所述下轴一端经传动轴与所述上轴相连，另一端设有旋梭，所述旋梭上绕有缝纫底线；其特征在于：所述缝纫线张力调节装置包括一旋转体及一步进电机，所述旋转体与所述步进电机的输出端相连，所述缝纫机驱动机构及步进电机的控制端与所述控制装置相连，所述旋转体上绕有缝纫面线，该缝纫面线穿过挑线杆与所述缝纫针相连。

2.根据权利要求1所述的缝纫机的自动送线系统，其特征在于：所述控制装置包括操作屏、编码器及控制芯片，所述操作屏及编码器的信号输出端与所述控制芯片相连，所述缝纫机驱动机构及步进电机的控制端与所述控制芯片相连。

3.根据权利要求1所述的缝纫机的自动送线系统，其特征在于：所述布料进给装置经连杆与所述上轴相连。

4.根据权利要求1所述的缝纫机的自动送线系统，其特征在于：还包括一给进电机，所述给进电机的输出轴上连接有一转轴，所述布料进给装置经所述转轴与所述给进电机相连，所述给进电机的信号输出端与所述控制装置相连。

5.一种缝纫机的自动送线系统的控制方法，其步骤为：

①在控制装置内设置参数，所述参数包括旋转体的收线量L1、放线量L2，所述收线量L1＝X，所述放线量L2＝F*D+X，所述D为布料相邻两个针眼之间的距离，所述F为常数系数，所述1≤F≤2。

②缝纫机驱动机构驱动上轴转动，所述上轴带动挑线杆及缝纫针开始向下运动。

③当挑线杆到达最低点后向上运动，此时控制装置控制步进电机工作，步进电机带动旋转体正向旋转，与挑线杆共同作用，将布料下方的缝纫面线收掉，其收线量为L1，使缝纫面线与缝纫底线在布上形成一个线迹；

④收线完成后，挑线杆继续上升，这时布料进给装置带动布料移动，此时步进电机带动旋转体反向旋转，开始放线，放线量为L2，当挑线杆上升至最高点时，步进电机暂停工作，旋转体暂停放线；

⑤挑线杆从最高点向下运动，直至缝纫针接触布料，此时布料移动结束，且移动距离为一个针距，完成一次循环。

6.根据权利要求5所述的缝纫机的自动送线系统的控制方法，其特征在于：所述步骤②中包括以下步骤：

(1)缝纫机的上轴带动缝纫针与挑线杆向下运动，在缝纫针尚未接触布料时，下轴带动旋梭逆时针转动；

(2)挑线杆向下运动，缝纫针带着缝纫面线穿过布料，并到达最低点，旋梭逆时针转动；

(3)挑线杆继续向下运动，缝纫针则开始向上回升，此时旋梭的钩尖钩住缝纫面线，带着缝纫面线逆时针旋转，使缝纫面线与缝纫底线交叉；

(4)挑线杆继续向下运动，缝纫针继续回升，旋梭带着缝纫面线逆时针转动，当旋梭钩尖运动至脱钩点时，缝纫面线脱离旋梭钩尖，此时挑线杆到达最低点；

7.根据权利要求5所述的缝纫机的自动送线系统的控制方法，其特征在于：所述缝纫机包括：

上轴，所述上轴一端与缝纫机驱动机构相连，另一端连接有挑线杆及缝纫针，所述缝纫机驱动机构为驱动电机；

下轴，所述下轴一端经传动轴与上轴相连，另一端设有旋梭，所述旋梭上绕有缝纫底线；

控制装置，所述控制装置由操作屏、编码器及控制芯片组成，所述操作屏及编码器的信号输出端与所述控制芯片相连；

布料进给装置，对被缝制布料进行移动；

缝纫线张力调节装置，所述缝纫线张力调节装置由一旋转体及步进电机组成，所述旋转体与所述步进电机相连，所述缝纫机电动机及步进电机的信号输出端与所述控制芯片相连，所述旋转体上绕有缝纫面线，该缝纫面线穿过挑线杆并与缝纫针相连。

8.根据权利要求7所述的缝纫机的自动送线系统的控制方法，其特征在于：所述控制芯片控制所述缝纫机的驱动电机及所述步进电机的转动，所述编码器检测所述缝纫机驱动电机的转速、方向以及缝纫机中缝纫针、挑线杆及旋梭的位置，并反馈至所述控制芯片。