CN1572946A - 包括用于检测缝料厚度的传感器的缝纫机 - Google Patents

包括用于检测缝料厚度的传感器的缝纫机 Download PDF

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Abstract

一种具有用于检测缝料厚度(d1；d2)的传感器(34)的缝纫机(1)，它包括一带有用于缝料(24；24，25)的一支承板(23)的基板(2)，其中在支承板(23)上形成一具有包含一头部(5)的一邻接臂(4)的支柱(3)；一具有一缝纫针(11)的针迹形成位置(21)；一用于沿进给方向(31)进给该缝料(24；24，25)的进给装置(30)，该传感器是位于沿该进给方向(31)的针迹形成位置(21)的上游并位于该支承板(23)上方的一超声波传感器(34)，并且，该传感器(34)具有一用于将相应于该缝料(24；24，25)的厚度(d1；d2)的测量值发送给一电子控制系统(38)的线路(36)，并且该控制系统(38)与一用于根据检测的厚度(d1，d2)将开关命令发送给在缝纫机(1)上的至少一个调节元件(15，29)和/或一驱动马达(9)的单元(37)相连接。

Description

包括用于检测缝料厚度的传感器的缝纫机
技术领域
本发明涉及一种包括检测缝料/工件厚度的传感器的缝纫机。
背景技术
从DE3528295C2(相应于美国专利4686917)已知一种这种类型的缝纫机，其中缝料的厚度由位于从缝纫的方向看去的针迹形成位置的上游的一感应杆所检测，感应杆的角位置通过一电子测量元件转换成相应的测量值。根据测量值，通过一电子控制系统将开关/切换命令发送给缝纫机的伺服马达，以例如用于调节交替操作的压脚的提升行程。
缺陷在于，感应杆位于压脚正上游操作者操纵缝料的工作区域中。必须小心地将缝料插入缝纫机的针迹形成区域以将缝料定位于感应杆之下。当缝纫时，操作者必须确保不妨碍感应杆的操作。此外，当形成弓形/弧形线缝时感应杆干涉缝料的进给。总之，可以说不能避免感应杆对操作者的工作区域的干扰影响。
DE3717601A1已知了一种用于缝纫机的缝料检测器，其中，位于缝纫机的针迹形成位置的上游的感应杆的位置与一电位计动力学连接。发出相应于被扫描缝料的厚度的测量值。尽管可以通过这种方法检测缝料的厚度，但是这种缝料检测器也存在有感应杆的缺陷。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种带有传感器的这种类型的缝纫机，并确保一种不受妨碍的操作模式。
根据本发明，可以通过这种具有用于检测缝料厚度的传感器的缝纫机来实现这一目的，它包括以下特征：
a)一具有用于缝料的一支承板的基板；
b)一具有包含一头部的一相邻臂的形成于所述支承板上的支柱；
c)一具有一缝纫针的针迹形成位置；
d)一用于沿进给方向进给所述缝料的进给装置；
e)所述传感器具有一用于将相应于所述针迹形成位置的上游的所述缝料的厚度的测量值发送给一电子控制系统的线路；
f)所述控制系统包括一用于根据所检测的厚度将开关命令发送给所述缝纫机上的至少一个调节元件和/或一驱动马达的单元；
其中，
g)所述传感器是一包括一发射部件和一接收部件的超声波传感器；以及
h)所述发射部件和所述接收部件位于沿所述进给方向的所述针迹形成位置的上游并且位于所述缝纫机的所述头部上且在支承板上方距离a处。
根据本发明的测量可以依据发送的声音脉冲和接收的回声信号之间的时间间隔来确定离缝纫机支承板和离置于其上的一工件的距离。这样形成了不受任何影响的操作者的一个工作区域。超声波传感器的测定在发送和回声返回之间的时间间隔而不是检测声音强度的(特性)保证干扰环境的影响被基本排除，使不论其颜色、透明度和其他物理性能如何的很大范围内的各种材料都可被检测，例如皮革或丝绒。另一个优点在于甚至可以在粉尘环境中进行厚度测量。
根据本发明的一种方案，所述发射部件和所述接收部件位于一壳体内，这样有助于实施一种节省空间式的构造，使操作者的工作区域视野几乎不受影响。
根据本发明的另外一种改进，所述控制系统包括一用于记录表示在所述缝纫机的所述传感器和所述支承板之间的距离的值的第一存储器，和一用于记录表示所述缝料的厚度的第二值的第二存储器。这样使得能自动检测该传感器位于缝纫机的支承板的上方的距离。这具有可以用不同尺寸变化的部件将该传感器安装到缝纫机的臂上的优点。也可以在修理缝纫机后安装该传感器，并且不需要专门的校准工作。此外，这种改进使得表示传感器和缝纫机的支承板之间的距离的数值能被持续更新，排除了变化的空气性能(压力、温度、湿度)对测量结果的任何影响。
根据本发明的另一改进，所述控制系统包括一用于记录表示所述第一缝料和一第二缝料的总厚度的第三值的第三存储器。这样提供了通过触发一相应的开关/切换功能来处理加厚部分-它通常也指各种厚度的缝料-的可能性。
按照本发明另一个方面的另一改进，所述控制系统包括一用于记录一作为第四值的最大厚度的第四存储器，和一用于确定所述第四值和所述第二值或第三值的差值，以及用于防止当所述差值小于或等于零时触发开关命令的比较器-电路。由此获得了一种特别的优点，即，使得一个操作者能在针迹形成位置的正上游的传感器的工作区域内操作以送入缝料。在这种情况下，不考虑超声波传感器在例如检测到操作者的手指或手时而传递给控制系统的超过一给定的最大厚度的测量结果。
附图说明
下面结合附图对示例性实施例的描述中，本发明的其它优点、特征和细节将变得明显，其中
图1是缝纫机的头部的视图；
图2是根据图1的箭头II方向的缝纫机的比例缩小的正视图；和
图3是缝纫机控制系统部分的示意说明图。
具体实施方式
一缝纫机1包括一具有从其向上延伸的支柱3的基板2和一以头部5为端部的弯臂4。一臂轴6可在臂4内旋转运动；该臂轴在其支柱侧与一手轮7连接。通过一带传动件8，手轮7连接到一固定在臂4上的驱动马达9上。
在头部5的内部，臂轴6的自由端以已知方式连接到一用于致动针杆10的曲柄传动机构(未示出)上，针杆10的朝向基板2的一端设置有一缝纫针11。
一挑线杆12与该曲柄传动机构驱动连接，它的自由端13穿过在头部5中的一孔14而突出。在孔14的一侧，在头部5上设置有一个电磁致动的紧线器15。在臂4的一侧还设置有线环16、17。从一线卷/筒(未示出)向该缝纫机1提供线18，该线18被引导通过线环16到达紧线器15，从该紧线器被引导通过挑线杆12的端部13内的一线环并从那里通过线环17并最终通过缝纫针11的针眼。
在该基板2上有安装一具有用于针11通过的一针脚孔20的针板19。在针板19的下方有作为一与缝纫针11配合的一针迹形成元件的钩件(未示出)。针11和针脚孔20构成一针迹形成位置21。另外在针脚孔20的附近设置有一穿过针板19内的相应凹陷部的送布牙22。
一厚度为d1的第一缝料24放置在也称为支承板23的基板2的顶侧上。如图1所示，一宽度为b的第二缝料25位于第一缝料24的顶部上。第二缝料25可以例如是要被缝纫到第一缝料24上的条状物或滚边织物或者任何其它形式的缝料加厚物。这种彼此叠放的两缝料24、25形成的加厚缝料的厚度为d2。
一压脚26支承在缝料24上，而一第二压脚27位于一升高的位置，如图1所示。该压脚26、27是与臂轴6驱动连接的进行交替操作的称为压力装置28的组件。该压脚26、27可以被交替地以高度c提升离开缝料24或缝料24和25的顶侧，在缝纫机1运转期间，可以通过一调节元件/侍服部件29调整该高度c。该压力装置28在上文提到的文献中是已知的。
上述送布牙22是与臂轴6传动连接的一进给装置30的一部分。与该加压装置28相结合，该进给装置30沿进给方向31使缝料24或缝料24、25进行一进给运动。
一保持臂33固定地安装在头部5的一底面32上，其设置有一传感器34的自由端沿着与进给方向31相反的方向延伸。该传感器34是一发射频率范围为0.1到1兆赫的声波并且接收相应的反射波的超声波传感器。这种类型的超声波传感器可在市场上购得。图1中的一条虚线象征性地说明了这些声波的声程35。从进给方向31看去，该声程35位于针迹形成位置21的上游距该针迹形成位置距离e处。
根据图3，该传感器34包括均由一电子线路36触发的一发射部件34a和一接收部件34b。相应地，分别在发射部件34a和接收部件34b上示出了一发射声束35a和一反射声束35b。
在图1和2中所示的优选实施例中，传感器34构造成使发射部件34a、接收部件34b和线路36容纳于一单独的壳体内。在这种情况下，烧结材料制成的传感器体部用作发射部件和接收部件，并以高频率的顺序从一个向另一个交替切换。这种类型的传感器由于需要较小空间而很优良。对应地，图3示出了具有由两端带有箭头的虚线大致示出的声束35的传感器34。
该线路36，驱动马达9(在图3中示意性地表示为一方框9a)、紧线器15(在图3中示意性地表示为一方框15a)和调节元件29(在图3中示意性地表示为一方框29a)电连接到作为一电子控制系统38的一部分的一输入-输出单元37上。该输入-输出单元37连接到一微处理器39上，该微处理器包括一具有一计算器-电路41和一比较器-电路42的计算机部分40，和一具有第一存储器44、第二存储器45、第三存储器46和第四存储器47的存储区域43。该控制系统38电连接到一配备有一显示单元49和一键盘50的操作面板48上。
缝纫机1的操作模式如下：
设想随着接通电流并提供用于任何可能的气动调节元件的压缩空气，使缝纫机1做好操作准备，在这种情况下，支承板23是空载的，没有任何待缝制缝料放置在上面。相应地，传感器34发出的声程35作用于支承板23上。这通过启动传感器34而实现，因此一预定数目的声波由发射部件34a发出并且由支承板23反射的声波随后作为回声被接收部件34b接收。在这一过程中，测量在开始声波发射和接收回声之间的时间间隔。该时间间隔是一个与支承板23到传感器34的距离a成比例的值，因而测量出距离a并随后将其记录在第一存储器44中。连续重复上述过程。
插入缝料24后，以同样的方法测量距离差，即a-d1，计算器-电路41能够结合以前确定的距离a计算随后记录在第二存储器45中的厚度d1。确定缝料24的厚度d1后，控制系统38设定马达9和调节元件15及29的调整参数以便自动调整缝纫机用于缝纫缝料24。根据缝料的对应厚度，包含在储存于存储区域43中的一个表中的分配给各个厚度的预先选定的调整数据被激活/启动。
在缝纫过程中当缝料24行进时，一进入边51将到达传感器34的工作区域之内，用该传感器，现在以上述方式确定厚度d2并将其记录在第三存储器46中。在已知结构上给定的从该针迹形成位置21到传感器34的距离e的条件下，控制系统38在马达9和调节元件15及29如前调整的情况下考虑仍须缝纫一预定数目的针迹。一旦完成该数目的针迹，控制系统38就重新调整马达9和调节元件15及29，这一新的调整对应于考虑到缝料24和25的厚度d2的缝纫条件。
当缝纫过程继续进行时，缝料25的一尾边52到达传感器34的工作范围之内，这再次使得马达9和调节元件15及29像检测到进入边51时那样进行相应的调整。
当操作缝纫机1时，计算机部分40与比较器-电路42一起持续地将所确定的距离d1和d2与记录在第四存储器47中的一个最大距离值D进行比较。图1通过一点划线53示出了该最大值。这一过程确保当操作者在传感器34的工作范围之内操作缝料时所感应的测量结果将被最终不考虑，以使得在所确定的缝料厚度d1或d2与D的差值小于或等于零时这些测量结果不触发调节元件9，15，29的开关功能。
          参考标号列表
1缝纫机                   31进给方向
2基板                     32表面
3支柱                     33保持臂
4臂                       34传感器，34a发射部件，34b接收部
                            件
5头部                     35声程
6臂轴                     36线路
7手轮                     37输入-输出单元
8带传动件                 38控制系统
9驱动马达                 39微处理器
10针杆                    40计算机部分
11缝纫针                  41计算器-电路
12挑线杆                  42比较器-电路
13端部                    43存储区域
14孔                      44第一存储器
15紧线器                  45第二存储器
16线环                    46第三存储器
17线环                    47第四存储器
18线                      48操作面板
19针板                    49显示单元
20针脚孔                  50键盘
21针迹形成位置            51进入边
22送布牙                  52尾边
23支承板                  53线
24第一缝料
25第二缝料                d1，d2，D厚度
26压脚        a，e距离
27压脚        b宽度       c提升行程
28加压装置
29调节元件
30进给装置

Claims (5)

1.一种具有用于检测缝料厚度的传感器的缝纫机，包括以下特征：
a)一具有用于缝料(24；24，25)的一支承板(23)的基板(2)；
b)一具有包含一头部(5)的一相邻臂(4)的形成于所述支承板(23)上的支柱(3)；
c)一具有一缝纫针(11)的针迹形成位置(21)；
d)一用于沿进给方向(31)进给所述缝料(24；24，25)的进给装置(30)；
e)所述传感器(34)具有一用于将相应于所述针迹形成位置(21)的上游的所述缝料(24；24，25)的厚度(d1；d2)的测量值发送给一电子控制系统(38)的线路(36)；
f)所述控制系统(38)包括一用于根据所检测的厚度(d1，d2)将开关命令发送给所述缝纫机(1)上的至少一个调节元件(15，29)和/或一驱动马达(9)的单元(37)；
其特征在于，
g)所述传感器是一包括一发射部件(34a)和一接收部件(34b)的超声波传感器(34)；以及
h)所述发射部件(34a)和所述接收部件(34b)位于沿所述进给方向(31)的所述针迹形成位置(21)的上游并且位于所述缝纫机(1)的所述头部(5)上且在支承板(23)上方距离(a)处。
2.一种根据权利要求1的缝纫机，其特征在于，所述发射部件(34a)和所述接收部件(34b)位于一壳体内。
3.一种根据权利要求1或2的缝纫机，其特征在于，所述控制系统(38)包括一用于记录表示在所述缝纫机(1)的所述传感器(34)和所述支承板(23)之间的距离(a)的值的第一存储器(44)，和一用于记录表示所述缝料(24)的厚度(d1)的第二值的第二存储器(45)。
4.一种根据权利要求3的缝纫机，其特征在于，所述控制系统(38)包括一用于记录表示所述第一缝料(24)和一第二缝料(25)的总厚度的第三值的第三存储器(46)。
5.一种根据权利要求3或4的缝纫机，其特征在于，所述控制系统(38)包括一用于记录一作为第四值的最大厚度(D)的第四存储器(47)，和一用于确定所述第四值和所述第二值或第三值的差值，以及用于防止当所述差值小于或等于零时触发开关命令的比较器-电路(42)。
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