CN1167847A - 带纱线切断器的缝纫或绣花机 - Google Patents
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Abstract
在一种缝纫或绣花机中，这种机器有一个纱线切断器(8)和一个反映机臂轴(1)角位置的信号发生器(7)，捕纱器(9)的驱动装置(15)按照存储在数据存储器(22)中的运动程序随着信号发生器(7)产生的信号工作，它的位移数据相对于摆梭(4)的旋转运动或当前的角位置有确定的关系。通过捕纱器(9)随摆梭(4)的旋转运动过程有时间上准确调谐的运动过程，现在即使在缝纫或绣花机处于制动阶段中也能实施纱线切断过程，所以在这里为了驱动缝纫机可以使用便宜的非控制式电动机。
Description
本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的缝纫或绣花机。
已知纱线切断器的驱动装置，或由一个与缝纫机传动机构传扭连接的凸轮盘构成，或由一个单独的驱动装置例如形式上为电磁铁或压力气缸组成。
在例如由DE-OS 1485255已知的具有凸轮盘式驱动装置的纱线切断器中，用于实施捕纱器运动的凸轮盘与缝纫机的传动机构始终处于同步关系，所以，捕纱器的运动始终如一地按通过凸轮量的形状确定的与摆梭旋转运动在时间上的相互关系来进行。由于为了引入纱线切断过程，为凸轮盘配设的、与捕纱器驱动杆相连接的取样器，必须借助于一个信号控制的电磁铁或压力气缸，从静止位置运动到工作位置，所以这种机械式的与缝纫机传动机构同步化的驱动原理，使得机器机构相当复杂。
采用非机械式的单独驱动装置的纱线切断器，相比之下，构件数量要少得多。在这方面的一个例子是DE-GM 1968920，其中，纱线切断器的驱动装置仅仅由一个电磁铁和一个双臂杠杆组成，它通过一个转盘铰链(Dreh-Schiebe-Gelenk)与捕纱器连接。因为在这种驱动原理中，捕纱器运动与摆梭的旋转运动没有形成形封闭的同步关系，所以这两种运动过程为了获得无可指摘的捕纱效果所需的彼此之间准确的时间上的协调一致这样达到，即，缝纫机在制动于针的低位后，借助于一个伺服驱动装置，重新被驱动使机臂轴转半圈，此时，在基本上保持相同的转速特性的情况下，摆梭旋转一整圈。在引入转速控制的定位驱动后，当缝纫机被制动在所谓的切断转速时，亦即没有上述的机器停车，可以实施纱线的切断。当然，这样做的前提条件是切断转速尽最大可能地准确，因为只有这样才能保持捕纱器和摆梭的运动过程有在时间上的准确的协调一致关系。但是，基本上不受干扰影响的转速控制的驱动电动机比较昂贵。
本发明的目的是创造一种用于缝纫或绣花机的纱线切断器，它能在结构比较简单的情况下，保证捕纱器的运动过程与摆梭的旋转运动之间，有准确的时间上的相配关系。此目的通过权利要求1特征部分所述特征来达到。
采取这一措施，即，捕纱器的驱动借助于存储在数据存储器中的运动程序进行，它的确定捕纱器当时瞬时位置的位置数据，相对于由信号发生器产生的位置信号并因而相对于摆梭当时的旋转位置有确定的关系，便可达到捕纱器的运动过程与摆梭的旋转运动过程之间在时间上的准确协调一致，而且与缝纫机的实际转速无关。因此，即使是在缝纫机的制动阶段，亦即在转速连续降低时，也能实施纱线切断过程，在这种情况下仍能保证捕纱器始终在完全正确的时刻，进入由摆梭形成的由机针纱线圈的两边与摆梭纱线组成的纱线三角形中，将要切断的纱线或纱线部分与不用切断的纱线部分分开。
因为在纱线切断器的这样一种工作特性中，用于驱动缝纫机的不是一种昂贵的转速被控制的定位电动机，而代之以一种比较便宜的非控制式电动机，例如可以使用一种异步电动机，因此，尽管为了实现捕纱器程序控制的驱动是昂贵的，但总体上只需要较低的费用。此外，节省时间是另一个优点，因为纱线切断过程可在缝纫机的制动阶段实施，无需使缝纫机停车。
由于借助于存储在数据存储器中的运动程序，不仅实现了捕纱器的运动过程与摆梭旋转运动在时间上的协调一致，而且根据数据确定了捕纱器的绝对位移，于是获得了另一个优点，即，纱线切断器的驱动装置和任何构件都不会移到位移极限止挡处，所以按本发明的装置工作时声音特别轻。
通过按权利要求2的改进，亦即捕纱器的驱动装置是调节装置的组成部分，调节装置将捕纱器当时的实际位置与它的额定位置进行比较，并在万一发生额定值与实际值偏差时力图消除这一偏差，因而获得了一种特别可靠的纱线切断器的工作。这意味着，这里补偿了捕纱器的运动相对于其额定运动的例如由可能出现的干扰引起的延迟，并因而自动地重新建立起捕纱器的运动过程相对于摆梭旋转运动之间所期望的时间上的相互关系。
通过在权利要求3中阐明的使用电磁铁作为捕纱器的驱动装置，可以达到特别简单地实现按本发明的驱动方案，按权利要求4所述，可为此电磁铁配设一个复位弹簧。在这种情况下，输入电磁铁的电流意味着是调节装置的调节参数。
如果在切断较粗和较牢固的纱线时要施加特别大的力，那么最好能按照权利要求5所述，采用双向电磁铁作为捕纱器的驱动装置。
通过如权利要求7所说明的使用捕纱器的驱动装置作为程序控制系统的调节机构，则实现了一种对在权利要求1中所述方案的简化和另一种可供选择的改进。在这种情况下，按权利要求8所述，采用步进电动机作为最佳的驱动元件。如果在纱线切断器工作时能避免产生过大的干扰力，这种干扰力会导致驱动装置或步进电机失去同步，那么即使是一种设计为位移程序控制器的驱动装置，也能保证捕纱器的运动过程，按程序始终准确地与摆梭的旋转运动过程协调一致。
通过在权利要求9中所建议的数据存储器具有可更换性，便可以根据使用目的为纱线切断器配设用于捕纱器的总是恰当的运动程序，而与此同时驱动装置的基本调节或控制技术方面的结构，对于各种可能的使用场合都可以是统一的。
按照权利要求10的措施，亦即数据存储器具有可逐个选择的不同的运动程序，便可以例如在齿形锁缝缝纫机中，为了在左或右锁缝位置捕纱，准备好一个时间和/或位移优化的运动程序提供使用。在这种情况下，根据在两个锁缝位置中的哪一个启动纱线切断过程，来自动选出当时所适用的运动程序。
通过按权利要求11的建议，使调节参数是可以改变的，则例如为了切断牢固的阻力大的纱线，在使用电磁铁时可以将流过电磁铁的电流调整为有更大的放大系数。
下面借助于在附图中表示的两个实施例来说明本发明。其中：
图1纱线切断器示意图，其中，捕纱器的驱动装置与调节装置连接；
图2纱线切断器示意图，其中，捕纱器的驱动装置与控制器连接；
图3机器转速n随时间t的变化曲线；
图4捕纱器走过的行程S随转角α的变化曲线；以及
图5在发出切断纱线的起动信号后工作过程的流程图。
在完全示意性表示的缝纫机中，只表示了一部分机臂轴1、一部分由机臂轴1传动的针杆2和在针杆中使用的机针3、以及与机针组合工作以形成双连锁缝的摆梭4。异步电动机5用于驱动缝纫机，它通过皮带传动装置6与机臂轴1建立传动连接关系。为其向位置α取样的信号发生器7与机臂轴1连接。
缝纫机有一个纱线切断器8，它有一个可水平运动的捕纱器9和一个固定安装的切刀10。捕纱器9的形式与已引用过的DE-Gm 1968920中公开的捕纱器的形式一致。因此捕纱器9同样有一个在图中未进一步表示的尖头、一个反钩和一个与切刀10配合工作的切割边。捕纱器9通过连杆11与双臂杠杆12连接，后者借助于拉力弹簧13保持在一个起始位置上。
在按图1的实施例中，在杠杆12上铰接着电磁铁15的拉杆14。在拉杆14上固定着位移传感器17的滑臂16。
一个作为随动调节器工作的调节装置用于使电磁铁15工作。此调节装置主要由两个按级联式结构互相连接的调节器组成，亦即位置调节器19和速度调节器20。此外，此调节装置还包括一个定值器21。定值器21的第一入口与信号发生器7连接，第二个入口与图中没有表示的机器控制装置相连，此机器控制装置提供一个用于引入纱线切断过程的起动信号。定值器21的第一出口与配设于位置调节器19的比较器(Vergleicherstelle)23连接，它的第二出口与配设于速度调节器20的比较器24连接。
比较器23与位移传感器17直接连接，并从位移传感器17获得一个位移信号，这一信号说明拉杆14当前的位置。因为拉杆14通过杠杆12和连杆11形封闭地与捕纱器9连接，所以位移信号同时还间接地反映了捕纱器9当前的位置。比较器24通过微分元什25间接地与位移传感器17连接。在微分元件25中计算拉杆14或捕纱器9的当前速度ds/dt，并进一步传递给比较器24。
速度调节器20的输出信号输入末级26，在那里信号被放大后用于操纵电磁铁15。借助于反馈装置27，可以监控在输入电磁铁15的导线中的电流强度。以此方式可以获得最佳的调节特性，并因而可以避免电流强度过大。
在按图2的实施例中，在杠杆12上铰接了连杆30，连杆30与齿条31连接。小齿轮32与齿条31啮合，小齿轮32固定在步进电动机33的轴上。
一个作为位移程序控制器工作的控制器34用于使步进电动机33工作。为控制器34配设一个用作程序控制元件的数据存储器35。控制器34通过其他的入口与信号发生器7和图中表示的机器控制装置相连，控制器34提供一个用于引入纱线切断过程的起动信号。控制器34的输出信号输入末级36，在那里输出信号被变换为用于步进电动机33的驱动信号。
下面借助于图5中的流程图以及图3和4中的曲线图，说明纱线切断器的工作方式。
缝纫机起动后，在一个由操作人员确定的时刻tF，例如在一条缝或一个缝段结束时，在步骤S1发出实施一个纱线切断过程的指令。在这一时刻，缝纫机还在以全转速nN工作。现在机器亦即电动机控制装置制动缝纫机，使之在缝制几个少量的针迹后直至停车，在这种情况下，缝纫机或机臂轴1的转速n按图3的曲线图中用实线表示的曲线变化。
在步骤S2中测定机臂轴1的转速n。在步骤S3中，在分叉点检验当前的转速n是否小于或等于极限转速nG，极限转速nG基本上等于在具有转速控制定位驱动装置的缝纫机中的切断转速。这一例如在180/分时确定的极限转速nG如此确定，使从达到此转速nG直至机器停车，摆梭还至少转两整圈。
从到达极限转速nG起，通过信号发生器7测量机臂轴1的转角α。一旦测到一个为了按顺序实施一个纱线切断过程所规定的用作起始点的转角αst，便按照存储在数据存储器22或35中的规范S(α)，在步骤S6中实施捕纱器9的运动。规范S(α)意味着，在数据存储器22和35中为捕纱器9的驱动装置存储了一个运动程序，它的确定捕纱器9位移S的位置数据，按图4相对于机臂轴1有关的转角α或相对于由信号发生器7产生的机臂轴1的角度数据有确定的关系。
上述步骤S1至S5的工作过程，对于设计为调节装置的纱线切断器以及对于设计为控制器的纱线切断器是同样适用的，而规范S(α)的处理则在不同的纱线切断器中要根据它们各自的结构进行。
在按图1的装置中，由定值器21计算存储在数据存储器22中的运动程序，得出用于位置调节器19和速度调节器20的相应的预调整值，并输入比较器23、24。由位置调节器19提供的输入出值经比较器24输往速度调节器20，由此引起速度调节器20产生一个速度优化的调节信号。这一调节信号在末级26中放大到这样的程度，即，能按程序推动起调节机构作用的电磁铁15。在这种情况下，电磁铁15首先拉动拉杆14，于是杠杆12摆动，其结果是将捕纱器9从图中表示的起始位置移到由运动程序规定的终端位置，此时捕纱器9将其尖头插入图中没有表示的、由机针纱线圈的两边和摆梭纱线构成的纱线三角形中。之后，弹簧13将捕纱器9重新拉回起始位置，在这种情况下，要切断的纱线或纱线段按传统的方式被反钩捕获，并在捕纱器运动快结束时，在切割边与切刀10的配合作用下被切断。
因为在捕纱器9的运动程序中，捕纱器运动的位置数据与机臂轴1的角度α有确定的关系，定值器21根据机臂轴1当前的旋转运动为捕纱器9的运动提供同步化的推进数据，所以捕纱器9按照规范S(α)始终准确地与机臂轴1并因而与摆梭4的旋转运动协调一致地被驱动。
在实施纱线切断过程期间，通过位移传感器17测定捕纱器9实际的后退距离，并作为信号系列输入比较器23，在那里确定在捕纱器运动的额定值与实际值之间可能产生的偏离。在存在调节偏差的情况下，这一偏离量由位置调节器19按传统的方式校正。
此外，位移传感器17的信号值连续地在微分元件25中算出实际速度值ds/dt，并在比较器24中与取决于位置的速度额定值进行比较。在存在调节偏差时，这一偏离量由速度调节器20按传统的方式校正。
在按图2的装置中，由控制器34计算存储在数据存储器35中的运动程序得出相应的控制值，控制值在末级36中放大为用于步进电动机33的操纵信号。现在，以类似于在第一种实施例的电磁铁15处的方式，经小齿轮32、齿条31和连杆30推动杠杆2，在这种情况下，捕纱器9同样按照规范S(α)，始终准确地与机臂轴1并因而与摆梭4的旋转运动运动协调一致地运动。
因为在两种实施方案中捕纱器9的运动，始终按程序与机臂轴1的旋转运动耦合，所以使捕纱器9总是按规范S(α)实施与摆梭4的旋转运动协调一致的运动，而且与缝纫机当前的转速无关。这意味着，纱线切断过程可以在缝纫机的制动阶段进行，并因而按在图3的曲线图中的实线在转速连续降低时进行。因此在这种情况下，在制动阶段为了实施纱线的切断，不需要规定按图3的曲线图中的虚线那样的具有固定切断转速的区段这迄今在具有转速控制的定位电机的缝纫机中为了纱线切断器的工格是必要的。由于这一原因，与迄今的纱线切断器相比，按本发明的纱线切断器明显地节省时间。
Claims (11)
1.缝纫或绣花机，它有一台用于驱动形成针迹的工具的电动机，形成针迹的工具至少包括针杆和与机针配合工作的摆梭；有一个与机器轴耦连的信号发生器；以及，有一个纱线切断器，它有一个可相对于摆梭运动的捕纱器和一个配属于捕纱器的驱动装置，其特征为：捕纱器(9)的驱动装置(15；33)可按照存储在数据存储器(22；35)中的运动程序随着信号发生器(7)产生的信号工作，程序的位移数据相对于摆梭(4)的旋转运动有确定的关系。
2.按照权利要求1所述的缝纫或绣花机，其特征为：捕纱器(9)的驱动装置(5)与位移传感器(17)连接，并与此位移传感器(17)以及信号发生器(7)一起，都是一个作为随动调节器工作的调节装置的组成部分，存储在数据存储器(22)中的运动程序提供随动调节的指令参数。
3.按照权利要求2所述的缝纫或绣花机，其特征为：捕纱器(9)的驱动装置由电磁铁(15)构成。
4.按照权利要求3所述的缝纫或绣花机，其特征为：为电磁铁配设一个复位弹簧(13)。
5.按照权利要求3所述的缝纫或绣花机，其特征为：电磁铁是一种双向电磁铁。
6.按照权利要求2所述的缝纫或绣花机，其特征为：捕纱器(9)的驱动装置由一台电动机、一台直线电动机、一个受控的压力缸或其他的促动器构成。
7.按照权利要求1所述的缝纫或绣花机，其特征为：捕纱器(9)的驱动装置(33)是作为位移程序控制器工作的控制器(34)的调节机构，存储在数据存储器(35)中的运动程序提供位移程序控制的指令参数。
8.按照权利要求7所述的缝纫或绣花机，其特征为：驱动装置由一台步进电动机构成。
9.按照权利要求1至8中一项或多项所述的缝纫或绣花机，其特征为：数据存储器(22；35)可以更换，或存储在数据存储器内的数据是可以替换的。
10.按照权利要求1至9中一项或多项所述的缝纫或绣花机，其特征为：数据存储器(22；35)具有可逐个选择的不同的运动程序。
11.按照权利要求1至10中一项或多项所述的缝纫或绣花机，其特征为：用于驱动捕纱器(9)体现调节参数的驱动信号是可以改变的。
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |