发明内容
本发明的一个目的是研发一种用于缝纫机的传感器组件,使得能识别(认定)错针(mis-stitch)。
根据本发明,通过一种用于缝纫机的、用于识别错针的传感器组件来实现所述目的,所述缝纫机:
-具有用于产生检测光束的光源,
-具有用于检测该检测光束的传感器,
-其中,光源相对于传感器对齐成使得检测光束由缝纫机的构件的反射区段引导,线在缝纫机运转期间和线迹的形成期间经过该反射区段,
-具有评估单元,该评估单元与传感器信号连接以用于对由传感器产生的检测信号进行时间分辨的评估(timeresolvedevaluation)。
根据本发明,已认识到为了识别错针,能利用以下事实:在线迹的形成期间,线被引导到缝纫机的底线梭壳周围并由此经过各种缝纫机构件。在根据本发明的传感器组件中,经过反射检测光束的区段的线在线迹形成期间暂时中断所述检测光束。该暂时中断可由传感器检测到并由评估单元进行评估以识别错针。评估单元测量检测信号是否已由于经过的线而改变。如果测量并评估这种改变,则能确保缝制不会在无线的情况下以不希望的方式发生。否则识别为错针。反射区段可设置在底线梭壳自身上。反射区段可尤其布置在底线梭壳的中部的区域中。替换地,反射区段也可设置在缝纫机的、包括在缝纫机运转期间被线经过的至少一个区段的其它构件上。这种缝纫机构件的一个示例是钩或旋梭(抓线器,gripper)的末端。这种情况下,优选地,钩末端的区域被选择为与线接触的反射区域。
将传感器直接布置在检测光束的光路中可对信号衰减进行测量,该信号衰减通过由于线在其上滑移导致的反射检测光束的反射的减少而产生。传感器因而通常测量所反射的检测光束的基本强度,该基本强度在线通过和所引起的检测光束的中断期间下降。或者,能将传感器布置成使得它不是直接布置在检测光束的光路中,而是测量散射的检测光。这利用了以下事实:检测光由缝纫机构件、尤其由底线梭壳以不同方式散射,并且通常散射程度低于经过的面线。只要线运行通过检测光束,即经过缝纫机构件的反射区段,就产生可通过传感器测量的散射光。在散射光测量的情况下,在背景信号不明显或低的情况下零测量值是可能的。
在本发明的其中评估单元被设计成形成在线迹形成周期期间的一个时间区间中产生的至少一个检测信号的移动平均(移动平均值)的实施例中,可将该移动平均与预定的值进行比较。这可以例如用于漂移测量或甚至用于污物检测。该信号可尤其与线迹形成相位同步地形成。
在线迹形成周期期间的不同时间段形成多个检测信号—其中评估单元配置成形成在线迹形成周期期间的不同时间区间产生的至少两个检测信号的移动平均值,使得能实现附加信号比较,这再次提高了检测的信息价值。
包括根据本发明的传感器组件和形式为针和绕底线梭壳旋转的钩的线迹形成工具的缝纫机的优点对应于上文已经参照传感器组件说明的优点。
高反射性实施例—其中缝纫机构件的反射区段被设计成高反射性的—提高了检测的灵敏度。反射区段可被设计成经抛光的。反射区段可被设计成平面的。反射区段可被设计成凹面的且尤其向传感器显示光源。
旋梭的布置—其中钩相对于反射光束的光路布置成使得处于完全旋转的钩移动路径中的钩不中断检测光束—防止了旋梭成为破坏传感器组件进行的检测的诱因。
反射区段的选择—其中缝纫机构件的反射区段选择成在线经过时通过与该线的接触而被擦过—防止了反射区段上的污物影响检测。
其中评估单元与用于驱动至少一个线迹形成工具的马达信号连接的构型提供了在评估期间将线迹形成周期的阶段考虑在内的解决方案。特别地,可以进行相位同步的测量,这提高了评估精度。
用于缝纫机的替换或附加的传感器组件具有用于产生检测光束的光源和用于检测检测光束的传感器。光源相对于传感器对齐,使得检测光束被引导到缝纫机的一个构件的反射区段上。评估单元与传感器信号连接并用于对由传感器产生的检测信号进行时间分辨的评估。评估单元被设计成使得它形成在线迹形成周期期间的一个时间区间中产生的至少一个信号的移动平均。借助于这样的传感器组件,可测量缝纫机中的污物量。
随着缝纫机例如由于在运转期间沉积在缝纫机上的灰尘或绒毛而越来越脏,检测光路内的导光性能下降。这被传感器组件利用。可将移动平均与评估单元中的预定值或基准值进行比较。在检测光束在反射区段上最佳地反射到传感器的情况下,基准值可以是检测信号的虚拟值。如果检测信号与预定值之差超过或低于公差范围,则可发射故障信号,例如“脏”信号。可通过对检测信号限定最小容许值来指定公差范围。该故障信号可以是声信号和/或出现在操作面板上。替代地或附加地,可能由于故障信号而直接地干预缝纫机运转,尤其是停止机器。
传感器可直接布置在检测光束的光路中。这样的布置的优点对应于上文已经说明的优点。一种替代布置也是可行的:其中传感器定位成使得它不是直接布置在检测光束的光路中,而是测量散射的检测光。
多个成对的光源/传感器—其中传感器组件包括由分别通过由此产生的检测光束分配的光源和传感器组成的至少两个对—使得可以在评估单元中比较相应对的移动平均值。这提高了污物检测的精度。
替代地或附加地,可设置用于识别错针的传感器组件,其包括用于产生检测光束的固定框架光源和用于检测该检测光束的固定框架传感器,其中光源相对于传感器对齐,使得检测光束被引导到缝纫机的底线梭心的至少一个反射区段上,并且包括评估单元,该评估单元与传感器信号连接,用于对由传感器产生的检测信号进行时间相关评估。
这利用了以下事实:在配备有底线梭心的缝纫机的正确运转期间,所述底线梭心在使用底线时旋转。所述旋转通过传感器组件可靠地检测。只要底线梭心正在旋转,当反射区段与检测光束接触时,底线梭心始终利用反射区段反射检测信号。如果未测出检测信号或检测信号的特征时间变化,则表示未正确地使用底线进行缝纫并且可发射合适的故障信号。
传感器可直接布置在检测光束的光路中。于是实现了上文已经结合这样的直接布置描述的优点。替代地,这种情况下,这样一种布置也是可行的,即其中传感器定位成使得它不是直接布置在检测光束的光路中,而是测量散射的检测光。
评估单元可被设计成使得它形成至少一个检测信号的移动平均,该至少一个检测信号是在线迹形成周期期间的一个时间段中产生的。评估单元可被替代地或附加地设计成使得它形成至少两个检测信号的移动平均值,该至少两个检测信号是在线迹形成周期期间的不同时间区间产生的。这样的评估单元的优点对应于上文已经说明的优点。
所述的附加传感器组件也可以是包括形式为针和围绕底线梭壳旋转的旋梭的线迹形成工具的缝纫机的一部分。这种缝纫机的优点对应于上文已经说明的优点。
在梭心周围的圆周区域中,在梭心的外壳壁中,可形成有用于反射检测光束的多个反射区段。
多个反射区段提高了传感器组件的测量精度,因为引起检测信号的状况—其中检测光束被反射区段反射—在梭心旋转期间发生多次。该多个反射区段可在圆周方向上不均匀地分布在梭心周围。例如,在梭心的平面中的第一象限中可布置有三个反射区段,在圆周方向上逆时针的第二毗邻象限中可布置有两个反射区段,且在再逆时针的第三毗邻象限中可布置有一个反射区段。为了进行评估,也可指定梭心旋转的方向。在以上示例中,“3/2/1”的评估顺序将意味着梭心正在顺时针旋转。逆评估顺序“1/2/3”将意味着梭心正在逆时针旋转。能替代地或附加地借助于各反射区段在圆周方向上的各种不同尺寸来确定梭心的旋转方向。例如,均匀地分布在圆周方向上的反射区段可例如供三个不同的圆周延伸部使用,其中所述三个圆周延伸部例如采用它们的延伸长度的降序布置。于是能以与上文结合在圆周方向上的不均匀分布描述的方式相似的方式来确定旋转方向。
至少一个反射区段因而可被设计在梭壳壁中,使得梭心的外径被保持在至少一个反射区段的周向区域上,尤其是在上梭心端壁或上梭心盖的完整外径上。这样,能可靠地防止梭线在反射区域的圆周点以不希望的方式离开梭心区域。该至少一个反射区段可被设计成使得例如完整梭心外径被维持在最多0.5mm的轴向高度之上。
反射区段可作为刻面配置在梭心上。刻面可以低成本地形成。
可设置至少4个反射区段。4个反射区段已证实特别适合于可靠的检测。还可以使用少于或多于4个反射区段,例如多于6个、多个10个、例如12个或甚至更多的反射区段。
评估单元可与用于驱动至少一个线迹形成工具的马达信号连接。所述布置的优点对应于已经结合评估单元说明的优点。在评估时,可过滤掉干扰信号和/或故障信号。
具体实施方式
缝纫机1包括基板2和成角度的臂4,所述基板2具有从基板2向上延伸的立柱3。臂4以头部5终止。臂轴6可旋转地安装在臂4中,该臂轴6利用头部5中的导线杆8驱动曲柄传动装置7。曲柄传动装置7与可移位地安装在头部5中的针杆9驱动连接。该针杆在其下端处具有缝制针10。该缝制针10可由曲柄传动装置7上下移动。这里,缝制针10运行通过移动区域。缝制针10经由线张紧装置和导线杆8将由线卷12供给的线13引导到孔眼中。
支承板16安装在基板2上,缝制物品17放置在该支承板上。支承板16具有被设计用于供织物进料装置19通过的织物进料装置开口。织物进料装置19具有用于供缝制针10通过的线迹孔20。织物进给装置19由布置在基板2下方的推进和提升齿轮驱动。
在支承板16下方布置有钩或旋梭21,该钩或旋梭包括带有外壳侧钩或旋梭末端23的钩或旋梭壳体22。钩21是竖向钩并且因而具有垂直于支承板16的支承平面的竖直旋转轴线24。
缝制针10和旋梭21是缝纫机1的线迹形成工具。
旋梭壳体22牢固地连接至与旋转轴线24共轴的轴。所述轴可旋转地安装在拧紧至基板2的轴承座25中。驱动轴26也安装在基板2中,该驱动轴26与布置在轴承座25内的齿轮传动装置连接。驱动轴26经由带传动装置27与位于驱动侧的臂轴6连接。
图2和3示出缝纫机1的用于检测错针且同时可检测污物的多个传感器组件的细节。
第一传感器组件28用于识别形式为缠绕控制的错针。缠绕传感器组件28—其被配置为面线错针传感器组件—检测针线13、即面线是否以期望方式用于缝纫机1的线缝形成过程中并被正确地携带以通过旋梭末端23缠绕旋梭21。
缠绕传感器组件28具有在基板壳体中紧挨着旋梭壳体22固定在框架上的光源/检测单元29。缠绕传感器组件28具有用于产生检测光束30的光源。使用红色LED或红色激光二极管作为光源。其它光源也可用于检测光束30。此外,光源/检测单元29具有形式为用于检测检测光束30的光电二极管的传感器。传感器紧挨着光源安装在光源/检测单元29的合适的壳体底座中。传感器被设计为单个光电二极管。或者,传感器也可被设计为具有多个光电二极管的局部分辨率传感器,例如象限探测器。传感器也可被设计为光电晶体管或一般而言光敏构件。在设计为局部分辨率传感器的情况下,后者可被设计为CCD传感器或CMOS传感器。
旋梭21相对于检测光束30的光路布置成使得处于完全旋转的旋梭移动路径中的旋梭不会中断检测光束30。
缠绕传感器组件28的光源相对于缠绕传感器组件28的传感器对齐,使得检测光束30被引导到缝纫机1的底线梭壳32的反射区段31上,在缝纫机运转期间针线13经过该反射区段31。旋梭21绕底线梭壳32旋转。
底线梭壳32的反射区段31被选择成使得,当针线13经过并中断检测光束30时,反射区段31通过与针线13接触而被擦过。针线13因而擦亮反射区段31并保持它无污物。
用于缝纫机1的底线的梭心33a安装在底线梭壳32中。
缠绕传感器组件28还具有在图1中示意性地示出的评估单元33。该评估单元与缠绕传感器组件28的传感器信号连接。评估单元33用于由缠绕传感器组件28的传感器产生的检测信号的时间相关评估。评估单元33测量检测信号是否已由于经过的针线13而改变。如果检测到相应的信号变化,则确认在缝纫机1运转期间未以不希望的方式在无针线13的情况下执行缝制。如果在缝纫机1运转期间的预定时间段内,评估单元30由于经过的针线13中断检测光束30而未测出信号变化,则评估单元33发射错针信号且缝纫机1的运转通过发射错误信号或错误显示而被自动停止。
缠绕传感器组件28的传感器直接布置在检测光束30的光路中。在反射的检测光束30的反射相比于底线梭壳32的高反射性反射区段31减少而导致针线13中断所述光路时,通过评估单元33测出信号衰减。
在缠绕传感器组件28的一个未示出的替代性实施例中,传感器布置成使得它测量散射的检测光,即未直接布置在检测光束30的光路中。检测光由底线梭壳以不同方式散射并且通常散射程度低于经过反射区段31的针线13,使得当针线13经过反射区段时,在缠绕传感器组件的该替代实施例中测出检测出的检测光散射信号的变化、尤其是增加。在这种情况下,对于不明显或非常小的背景信号,可能获得零测量值。
评估单元33被设计成使得它首先形成在线迹形成周期期间的一个时间区间中产生的至少一个信号的移动平均。将可代表例如10个线迹或甚至更大数目的线迹的平均的所述移动平均在评估单元33中与预先指定的值进行比较。如果移动平均与预先指定值相差公差范围以上,则评估单元发射与“错针-无针线”信号不同的“脏”信号。“脏”信号可例如通过缝纫机1上的否则为绿色的信号灯的颜色变化来提供,该信号灯首先在少量污物时将颜色改变为黄色,然后在较大量污物时改变为红色。取决于所发射的脏信号,评估单元33还可例如通过停止缝纫机1或起动用于清洁缝纫机1的尤其容易变脏的构件的气体冲洗装置来自动控制对应装置。
替代地或附加地,评估单元33可被设计成使得它形成在线迹形成周期的不同时间区间中产生的至少两个检测信号的移动平均。评估在与线迹形成同步的阶段执行,其中例如在缝制针10刺入缝制产品17中之前确定测量信号,在刺入之后确定第二测量信号,并且不同线迹借助于这两个测量信号形成移动平均值。以此方式产生的多个检测信号使得能够比较两个检测信号的时间曲线,并且可提供这种与污物检测有关的附加信息。这样,能更可靠地选择或抑制不是由污物导致的影响检测信号强度的因素。
可通过缠绕传感器28检测的污物的效应尤其与光源和传感器的污物或例如到达检测光束30的光路的其它点的绒毛有关。
为了相位同步,评估单元33可与用于驱动线迹形成工具10、21中的至少一个的电机、尤其与缝纫机1的主传动装置信号连接。
检测的相位同步可用来在预期针线13将擦过并因而中断检测光束30时精确地确定检测信号。除检测面线错针外,还可以检测线迹形成是否正确地操作,即针线是否在正确的时间在底线梭壳的预期区段上运行,这可影响接缝形成期间的打结的品质。
检测的相位同步还可用于提高测量的可靠性。这样可以避免不正确的测量。
独立于缠绕传感器组件28,缝纫机1还可包括未示出的附加污物传感器组件,该污物传感器组件原则上具有与缠绕传感器组件完全相同的设计,但在这种情况下缝纫机构件的不同区段被用作与底线梭壳32的反射区段31对应的反射区段。该类型的污物传感器组件可包括至少两个对,该对由光源和经由由此产生的检测光束分配的传感器组成,即,尤其是根据光源/检测单元29的类型的两个光源/检测单元。所述单元可以经由将检测光束引导到缝纫机构件的对应反射区段上来在缝纫机1的不同点测量污物。通过比较在评估单元33中产生的所述光源/检测单元的检测信号的移动平均,能提高污物测量的可靠性和精度。
缝纫机1还具有用于监视梭心33a的旋转的旋转监视传感器组件34。
旋转监视传感器组件34具有光源/检测单元35,该检测单元原则上被设计成具有与光源/检测单元29相同的结构,并且也安装成邻近缠绕传感器组件28固定在框架上。旋转监视传感器组件34的光源/检测单元35具有用于产生检测光束36的光源和用于检测所述检测光束36的传感器。旋转监视传感器组件34的传感器直接布置在检测光束36的光路中。
在旋转监视传感器组件34的光源/检测单元35中,光源相对于传感器对齐,使得检测光束36被引导到缝纫机1的底线梭心33a的反射区段37(参照图3)上。用于由所述传感器产生的检测信号的时间相关评估的评估单元33与旋转监视传感器组件34的传感器信号连接。
梭心33a具有围绕圆周的多个反射区段37。这些反射区段在梭心33a的外壳壁38中作为刻面形成在梭心33a周围的圆周区段中。在图3所示的梭心33a的实施例中,存在总共六个反射区段37。这些反射区段围绕梭心33a沿圆周方向均匀地分布,使得在使梭心旋转60°之后,邻接的反射区段37到达根据图3的当前反射区段37的点。视梭心33a的设计而定,可设置2个反射区段37、至少4个反射区段37、4个以上反射区段37、6个以上、10个以上、或甚至12个反射区段37或甚至更多个反射区段37。反射区段37分别围绕梭心33a在圆周方向上具有相同的圆周延伸(范围)。
在反射区段37的替代构型中,这些反射区段沿圆周方向不均匀地分布在梭心33a周围和/或在梭心33a周围在圆周方向上具有不同的圆周延伸。在对反射区段37的这种布置中的检测信号进行评估期间,能确定梭心33a的旋转方向。这可用来检测缝纫机1的特定运转状态。
在图中所示的实施例中,反射区段37被设计在上梭心壁中,该上梭心壁在顶部封闭用于未卷绕的底线的空间,使得在相应反射区段37的部位,梭心33a的完整外径发生轻微减小。或者,反射区段37也可被设计成使得它们仅在梭心壁的全部轴向延伸的一部分上行进,使得例如上卷材保持静止且上梭心壁维持完整的梭心直径,即使反射区段37插入它们的全部外周上。于是可以避免上梭心壁与毗邻的梭壳之间的间隙。
该至少一个反射区段37可被设计成对检测光束36是高反射性的。反射区段37可被设计成平坦的或凹陷的。在凹陷设计的情况下,反射区段37的曲率半径可被选择成使得反射区段37向光源/检测单元显示光源。
在缝纫机1运转期间,梭心33a由于底线消耗而旋转。如果反射区段37之一在其传感器中反射旋转监视传感器组件34的检测光,则这产生可被单元33评估的传感器信号。评估单元33因而检测梭心33a是否正在旋转,并由此认定—如果出现信号的缺乏—梭心33a是静止的并且没有底线在被使用。在这种情况下,评估单元33发射信号“错针-无底线”。同时,评估单元33可自动停止缝纫机1的运转。
旋转监视传感器组件34可用于检测污物,如上文已经说明的。
评估单元33因而形成检测信号的移动平均。替代地或附加地,评估单元33可形成在线迹形成周期期间的一个时间区间中产生的至少一个检测信号的移动平均,尤其是相位同步的移动平均。
对应传感器组件的检测信号可被引导通过梭壳的窗口,使得它被梭心33a的中央体部的外壳壁39(参照图3)反射。从这种传感器组件的光源发射的检测光在从外壳壁39反射之后被所述传感器组件的指定传感器检测到。该反射仅在梭心完全解绕—即梭心上不再存在底线—时发生。这样,这种传感器组件可以识别任何残留的线。
在缠绕传感器组件28的一个变型中,用于检测光束的反射区段形成在旋梭21的旋梭末端23上。然后进行测量以查看在缝纫机运转期间针线是否已经过所述反射区段。缠绕传感器组件的对应的变型的功能对应于上文已经结合缠绕传感器组件28说明的功能。
图4通过示例的方式示出可代替根据图2和3的布置使用的缠绕传感器组件的另外两种可行的布置。缠绕传感器组件的这两种可能的布置在下文中用28a和28b表示。
缠绕传感器组件28a设计成用于与如上文已经说明的、形成在旋梭21的旋梭末端23上的用于检测光束的反射区段相互作用。
替代性缠绕传感器组件28b设计用于与底线梭壳32上的反射区段40相互作用。与用在根据图2和3的缠绕传感器组件28的布置中的反射区段31相比,从旋梭31的角度看反射区段40逆时针间隔开。缠绕传感器组件28b用于在缝纫机运转期间测量针线是否已经过反射区段40。缠绕传感器组件28b的功能在其它方面对应于上文已经结合缠绕传感器组件28说明的功能。