CN1427108A - Cnc控制的锁钮孔缝纫机 - Google Patents

Abstract

CNC控制锁钮孔缝纫机，包括带有滑动驱动器的缝纫制品夹具(17a，17b)，用于从一初始伸展位置移动一伸展长度到达最终伸展位置。该滑动驱动器是与缝纫制品夹具(17b)相配的位置控制电机。还设有一具有用于存储数据的数据存储器的控制单元，用于使缝纫制品夹具(17b)移动一给定的伸展长度。

Description

CNC控制的锁钮孔缝纫机

技术领域

本发明涉及一种CNC控制的锁钮孔缝纫机。

现有技术

JUKI MEB-3200说明手册No.0229343316宣传页描述了一种普通类型的CNC控制的锁钮孔缝纫机。它包括一个可通过两个步进电机如x和y驱动器而在缝纫平面上移动的x-y台。在x-y台上设有两个缝纫制品(工件)夹具，将缝纫制品保持在其上。它们(夹具)可通过一气动缸而在缝纫平面上沿x方向移动，该缝纫平面由关于一中心平面镜像对称的x-y平面形成。可通过存储在控制单元中的控制指令操作两个气动缸。X-y台的每一侧设有调整螺钉，能够设定每个缝纫制品夹具从一不可改变的内部初始伸展位置到一最终伸展位置的伸展长度(length of spread)。

缝纫制品夹具的移动能够拉伸被牢固夹持的缝纫制品并伸展(spread)到一拉紧的平面位置。通过这种方式能够生产高质量的钮孔。在钮孔首先切割然后缝纫的情况下，即当缝纫机在所谓的预定条件模式下工作时，拉伸缝纫制品还形成了足够的用于针的空间。每个缝纫制品夹具的位移在1.0毫米范围内，因而夹具可(相互)移开2.0毫米的伸展长度。伸展长度取决于多种缝纫参数，如缝纫制品的结构，即材料厚度等，用于缝纫的线的种类，线的张力(tightening)，针尺寸，可能使用花线(gimp thread)及其它参数。

常见的缝纫机的缺点在于，伸展的初始位置和伸展长度，即伸展的最终位置，只能通过用螺丝刀或螺纹规耗时地调节来获得。这个工作需要有经验的技工。调节所需的大量元件容易磨损。很难恢复和复制根据经验确定的设定。钮孔宽度的每次修改都需要更新设定；否则不能在要生成的钮孔接缝附近夹持缝纫制品。

德国专利457750中描述了一种用于锁钮孔缝纫机的缝纫制品夹持装置中的伸展机构，包括可通过一机构关于一中心平面对称移动的缝纫制品夹具。为一杆机构设置了一个可手动调节的止动件，其设置改变伸展的长度。这种已知机构同样具有上述缺点。

DE2938064(对应于美国专利4312283)教导了一种自动缝纫机，其中一CNC控制单元相对于尺寸可调的缝纫制品保持器产生了缝纫机的协同运动。为防止针与缝纫制品保持器冲突，将关于缝纫制品保持器中各尺寸设定的信息输送到控制单元，以使控制单元在缝纫程序中自动进行相应的校正。

发明内容

本发明的一个目的是进一步开发普通类型的CNC控制的锁钮孔缝纫机，使操作者能够根据相应的缝纫要求以最小的时间消耗且不需任何帮助地设定伸展范围。

根据本发明，该目的是通过这种缝纫机来实现的，它包括

-一可由一臂轴驱动的针；

-一x-y台，它

    —可通过一x驱动器在x方向移动，和通过一y驱动器在y方向移动，及

    —支承一第一和一第二缝纫制品夹具，该第一和第二缝纫制品夹具安装成可相对于彼此移动，及

    —包括一滑动驱动器，用于使缝纫制品夹具从一初始伸展位置移动一伸展长度到达最终伸展位置；及

-一控制单元，用于控制驱动器，以在开始生成钮孔接缝之前移动x-y台，

其中，至少第一缝纫制品夹具的滑动驱动器是一位置控制电机；及

控制单元包括一其中存储有数据的数据存储器，用于使至少一个第一缝纫制品夹具移动一给定的伸展长度。

根据本发明的解决方案确保了可以通过控制单元输入而非常方便地给出伸展长度，因而可以容易地调节对应于各种缝纫条件的伸展长度的范围。这包括缝纫制品质量，钮孔接缝参数，所缝的线的张力范围。这将通过在使缝纫制品夹具从初始伸展位置移动伸展长度到达最终伸展位置，之后非常精确地调节最终伸展位置，而提高钮孔的质量。初始伸展位置表示缝纫制品夹具在其静止靠近的并排位置时它们之间的距离。最终伸展位置表示缝纫制品已经从初始位置移动伸展长度的位置。这些调节和输入工作可由操作者进行，这意味着处理的极大方便。调节可在没有特殊帮助的情况下进行。机器停工时间保持较低，因为调节工作花费的时间很少。解放了操作技工。输入的控制数据构成了在显示器上进一步处理设置(调整)以及调用所存储的缝纫程序的基础。制造高质量的钮孔变得有重复性。

按照本发明的进一步发展，数据存储在数据存储器中，用于使至少一个第一缝纫制品夹具相对于第二缝纫制品夹具移动到初始伸展位置。这样可以确保初始伸展位置也可被适于所设想的钮孔接缝的形状和尺寸，能够靠近要缝制的接缝夹持缝纫制品。这使针迹成形特别可靠，且钮孔质量优良。

按照另一种有利的实施例，只有第一缝纫制品夹具可相对于x-y台移动，以及第二缝纫制品夹具相对于x-y台固定；及数据存储在控制单元中，用于使第一缝纫制品夹具移动一给定伸展长度，使x-y台在相反方向移动给定伸展长度的一半。通过只有一个缝纫制品夹具必须能够在x-y台上移动，补偿运动由x-y台的可能的移动产生，可以减少所需元件的数量，使操作更加可靠，制造成本更低。

另外，第一和第二缝纫制品夹具可相对于彼此在相反方向移动，或者第一和第二缝纫制品夹具可仅通过一个单独的滑动驱动器移动，这种结构还可以使设计高度简化。

按照本发明的又一个有利的设计，至少第一缝纫制品夹具包括一用于安放一缝纫制品的支持板和一安装在该支持板上的夹持板；以及一用于致动夹持板的夹持驱动器自身支持在支持板上。在此，夹持驱动器(43)可以是一气动活塞缸驱动器。所述的夹持驱动器可以包括一驱动箱，该驱动箱安装在支持板上，并具有一其中设有一活塞以用于移动的圆柱形腔室，该活塞与承载夹持板的一支承杆连接。其中夹持驱动器可以是一单向致动的活塞缸驱动器。按照上述的设计，至少通过可移动的缝纫制品夹具，没有力传递到x-y台上的缝纫制品夹具的导向件上。在定位缝纫制品夹具的过程中，不会发生可能阻止缝纫制品夹具伸展而进行运动的摩擦力。在夹持缝纫制品时发生的力被保持在缝纫制品夹具自身上。这有利于快速和精确的伸展工作。可以使整个伸展机构的结构重量较轻，节省了材料消耗。

附图的简要说明

从下面结合附图对三个示例性实施例的描述中，本发明的细节将变得清楚，其中

图1是一锁钮孔缝纫机的侧视图；

图2是按图1中的箭头II的缝纫机的x-y台的局部平面图；

图3是与图2相比比例放大的部分剖开的缝纫机局部视图；

图4是在图3中的线IV-IV看到的缝纫机的部分平面图；

图5是锁钮孔缝纫机的部分透视图，包括各种驱动器的电路与控制单元和操作单元的连接；

图6是与图2相比比例放大的部件的平面图；

图7是带有一圆头钮孔的缝纫制品的平面图；

图8是本发明第二实施例的示意图；

图9是本发明第三实施例的局部侧视图；

图10是图9中线X-X上的第三实施例的水平剖视图；及

图11是图9中XI-XI线上的第三实施例的剖视图。

优选实施例的说明

如图1中看到的，一锁钮孔缝纫机为C形，具有一顶臂1，一箱体形式的底部底板22，和一连接二者的大致垂直的机架3。一臂轴4常规地容纳在臂1中；它可由一仅在图5中粗略画出的电机4a驱动。一带有针6的可垂直移动针杆5及其所用的一往复运动驱动机构的致动通常都来自臂轴4。

设置在底板2上的是一x-y台7，它是一可在两个水平坐标方向，即x和y方向移动的十字滑板。X-y台7具有例如从DE19807771A1(对应于美国专利6095066)已知的常规结构。X-y台7的致动是由仅在图5中粗略画出的驱动器进行的，即x驱动器8和y驱动器9，它们是位置控制电机，最好是步进电机或可控直流电机。

设置在x-y台7上的是一底板10，一线性球轴承导向件11通过该底板10支承在x-y台7上，用于在x方向移动。它可通过一步进电机形式的滑动驱动器12在x方向移动。如图3和4中看到的，该驱动器12安装在x-y台7上，通过一安装在其轴13上的凸轮14和一与之配合的十字头滑动连接件14a作用于底板10上，因而底板10能够在x方向实现对应于两倍凸轮14偏心度的最大位移。位移的长度在大约2毫米的范围内。

一两片状支持板15a、15b设置在底板10上。左部分支持板15a-从y方向看-通过螺钉16a安装在x-y台7上，它在其上固定(静止)。与此相反，右部分支持板15b-从y方向看-通过螺钉16b安装在可移动底板10上；它可与底板10一起在x方向移动。部分支持板15a、15b的顶侧位于一联合x-y平面上。

一缝纫制品夹具17a和17b安装在每个部分支持板15a和15b上，包括一安装在各部分支持板15a、15b上并分别分配了一个夹持板19a、19b的部分支承板18a、18b。夹持板19a、19b安装在轴承杆20上，轴承杆20通过一枢转轴承21容纳在相应的部分支持板15a、15b上。缝纫制品夹具17a和17b-除了它们环绕枢转轴承21的可枢转性外-相对于各部分支持板15a、15b固定(静止)。缝纫制品夹具17a、17b通过由一气动致动的夹持驱动器22a操作的致动杆22枢转。各部分支承板18a、18b及各夹持板19a、19b具有结合起来形成一开口的部分开口23a、23b，该开口以一短的距离包围待生成的钮孔接缝。

部分支持板15a、15b可朝向彼此移动，在一垂直中心平面25上接合，它们以及缝纫制品夹具17a、17b在该垂直中心平面25上都有各自的零位置。在该位置，部分支持板15a、15b的相对边缘26a、26b彼此压靠。在该平面25上，在缝纫机的底板2上设有一用于切开一钮孔28的固定刀具27。该刀具27是一切割装置29的一部分，该切割装置29还包括一通过一切割驱动器31安装到臂1的底侧的砧台30。

缝纫机设有一控制单元32，用于起动x驱动器8，y驱动器9，滑动驱动器12，用于缝纫制品夹具17a、17b的驱动器22a，臂轴4的驱动电机4a以及切割驱动器31。控制单元32包括一存储元件33。此外控制单元32还配设了一个具有一键盘35和一显示器36的操作单元34。

有关伸展的初始位置和要生成的钮孔接缝24的程序和数据存储在存储元件33中。此外还存储了与钮孔接缝24的类型和形状以及材料质量相配的伸展长度。

在缝纫操作开始之前，步进电机形式的驱动器8、9根据存储在存储元件33中的数据常规地将x-y台7移入一零位置，其中部分支持板15a、15b的边缘26a、26b在平面25处贴靠，而该中心平面25也将针6保持在其垂直中心位置。这种零定位是缝纫控制技术中的一般实践，因此不需作进一步的解释。通过操作单元34的相应致动，操作者选择带有钮孔接缝24的某种类型钮孔28。操作者还调用一个材料数据等与其相配的相应控制程序。

所述的零定位通过输入缝纫操作的起点而自动进行。滑动驱动器12的相应起动将底板10与部分支持板15b和缝纫制品夹具17b一起移入一个起始伸展位置，其中限定部分开口23a、23b的夹持板19a、19b的纵向边缘37a、37b彼此相距一距离a，该距离a对应于钮孔接缝24的总宽度b加上钮孔接缝24与每个相邻纵向边缘37a和37b之间例如0.5毫米的距离c。如果夹持板19a、19b通过它们的部分开口23a、23b与要生成的钮孔接缝24相匹配，则不必进行上述类型的任何调节，只需将x-y台7设定到零位置。

然后操作者借助于操作单元34释放缝纫制品夹具17a、17b或根据所存储的缝纫程序自动地进行；然后操作者可将缝纫制品28放置和对正在支承板18a、18b上。随后通过相应地致动驱动器22a而闭合缝纫制品夹具17a、17b，从而由两个缝纫制品夹具17a、17b夹持缝纫制品38。之后通过滑动驱动器12完全自动地将底板10和缝纫制品夹具17b一起在x方向移动存储在存储元件33中的伸展长度d。同时或紧随其后，x-y台7在相反方向移动d/2长度，使两个支承板18a、18b位于最终伸展位置，并且还关于中心平面25镜像对称。结果，部分开口23a、23b再次关于中心平面25镜像对称。被夹持和伸展的缝纫制品38定位在针6下面一个精确限定用于执行缝纫操作的位置。图6中的实线表示夹持板19b的初始位置，虚线表示在底板10移动伸展长度d之后但却在通过x-y台7反向移动伸展长度一半d/2而补偿之前伸展的位置。用刀具27切割钮孔28可在钮孔28缝纫操作之前或之后进行。如图7中看到的，钮孔接缝24是由针杆5的相应针往复运动驱动形成的常规平针接缝。还可以在钮孔接缝24与钮孔眼39相对的端部缝上加固缝线(stay stitches)(未图示)。

图8概略地图示出另一个实施例，其中在x-y台7′上设有两个支持板15′a和15′b，用于沿x方向在线性球轴承导向件11′上移动。一主轴40用于移动，具有与轴螺母(spindle nut)42a、42b啮合的相反的螺纹部分41a、41b。轴螺母42a、42b连接到支持板15′a、15′b上。通过相应地起动x-y台7′上的滑动驱动器12′，支持板15′a和15′b关于中心平面25对称地在x方向彼此靠近或彼此远离地移动。缝纫制品夹具(图8中未图示)以与上述实施例相同的方式设置在支持板15′a、15′b上。在图8的实施例中也进行x-y台7′的零定位；和以同样的方式进行缝纫制品夹具(未图示)和缝纫制品的伸展；但不必通过将x-y台7′反向移动伸展长度的一半d/2而补偿伸展长度。

在根据图9至11的实施例中，在x-y台7上设有两个支持板，其中仅示出支持板15″b。设计和定位对应于第一实施例。该实施例与上述实施例的不同之处在于，至少安装在可相对于x-y台7移动的支持板15″b上的缝纫制品夹具17″b是由安装在支持板15″b上的夹持驱动器43操作的。为此，承载夹持板19b的双臂支承杆20″由一枢转轴承44安装在驱动和支承箱45中，箱45通过螺栓46固定在支持板15″b的底侧。两个部件在它们的接触表面上接合在一起，通过使用流体密封剂(未示)而不透压缩空气。

形成在箱45中的是一向上和向下开放的圆柱形腔室47，其中密封和设置一活塞48，用于上下运动。该活塞48包括一活塞杆49，该活塞杆49从圆柱形腔室47向下延伸，由一接头50铰接到支承杆20″上朝活塞杆49转动的端部。在箱45中圆柱形腔室47的一侧形成一压缩空气通道51；在箱45的顶侧，通道51通过一溢流导管52连接到圆柱形腔室47。该单元构成了一个单向致动的气动活塞缸单元。在箱45的底侧，一压缩空气管道53通入压缩空气通道51内部；它包括一由控制单元32起动的电磁阀43′。

箱45中压缩空气通道51的一侧设有一钻孔54，一预加载的拉簧55设置于其中，并且它通过一固定销57紧固到箱45的顶侧，和通过另一个固定销57紧固到支承杆20″上。位于枢轴44和接头50之间的杆部分58a由预加载的拉簧55向上拉向夹持驱动器43，使支承杆20″的杆58b向上枢转，即夹持板19b抬离支持板15″b。但如果压缩空气借助于压缩空气管道53、压缩空气通道51和溢流导管52流入活塞48上方的腔室47中，则活塞48，包括杆部分58a在内，克服拉簧55的力向上移位，使杆部分58b和夹持板19b一起向支持板15″b枢转，从而将任何可能有的缝纫制品38夹持住。

一调整螺钉59设置在杆部分58a中，压靠在箱45上；它用于调节夹持板19b上升的长度。

将夹持驱动器43设置在支承杆20″和支持板15″b之间确保了在缝纫制品夹具17″b中作用的力保持在夹具中，而不会作用在x-y台7″上。

其它支承板和夹持板以相同方式体现。缝纫制品夹具的设计不仅可以在根据图1至7的示例性实施例中，而且可以在图8的实施例中付诸实施。

Claims (10)

1.一种CNC控制锁钮孔缝纫机，包括

-一可由一臂轴(4)驱动的针(6)；

-一x-y台(7，7′)，它

    —可通过一x驱动器(8)在x方向移动，和通过一y驱动器(9)在y方向移动，及

    —支承一第一和一第二缝纫制品夹具(17a，17b，17″b)，该第一和第二缝纫制品夹具(17a，17b，17″b)安装成可相对于彼此移动，及

    —包括一滑动驱动器(12，12′)，用于使缝纫制品夹具(17a，17b，17″b)从一初始伸展位置移动一伸展长度(d)到达最终伸展位置；及

-一控制单元(32)，用于控制驱动器(8，9，12，12′)，以在开始生成钮孔接缝(24)之前移动x-y台(7，7′)，

其特征在于，至少第一缝纫制品夹具(17b，17″b)的滑动驱动器(12)是一位置控制电机；及

控制单元(32)包括一其中存储有数据的数据存储器(33)，用于使至少一个第一缝纫制品夹具(17b，17″b)移动一给定的伸展长度(d)。

2.根据权利要求1所述的锁钮孔缝纫机，其特征在于，数据存储在数据存储器(33)中，用于使至少一个第一缝纫制品夹具(17b，17″b)相对于第二缝纫制品夹具(17a)移动到初始伸展位置。

3.根据权利要求1或2所述的锁钮孔缝纫机，其特征在于，只有第一缝纫制品夹具(17b，17″b)可相对于x-y台(7)移动，以及第二缝纫制品夹具(17a)相对于x-y台(7)固定；及

数据存储在控制单元(32)中，用于使第一缝纫制品夹具(17b，17″b)移动一给定伸展长度(d)，使x-y台(7)在相反方向移动给定伸展长度(d)的一半。

4.根据权利要求1或2所述的锁钮孔缝纫机，其特征在于，第一和第二缝纫制品夹具(17a，17b，17″b)可相对于彼此在相反方向移动。

5.根据权利要求4所述的锁钮孔缝纫机，其特征在于，第一和第二缝纫制品夹具(17a，17b，17″b)可仅通过一个单独的滑动驱动器(12′)移动。

6.根据权利要求1所述的锁钮孔缝纫机，其特征在于，位置控制电机是一步进电机。

7.根据权利要求1所述的锁钮孔缝纫机，其特征在于，至少第一缝纫制品夹具(17″b)包括一用于安放一缝纫制品(38)的支持板(15″b)和一安装在该支持板(15″b)上的夹持板(19b)；以及一用于致动夹持板(19b)的夹持驱动器(43)自身支持在支持板(15″b)上。

8.根据权利要求7所述的锁钮孔缝纫机，其特征在于，夹持驱动器(43)是一气动活塞缸驱动器。

9.根据权利要求8所述的锁钮孔缝纫机，其特征在于，夹持驱动器(43)包括一驱动箱(45)，该驱动箱(45)安装在支持板(15″b)上，并具有一其中设有一活塞(48)以用于移动的圆柱形腔室(47)，该活塞(48)与承载夹持板(19b)的一支承杆(20″)连接。

10.根据权利要求8所述的锁钮孔缝纫机，其特征在于，夹持驱动器(43)是一单向致动的活塞缸驱动器。

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