CN217809934U - 缝纫机和用于缝纫机的改装套件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种缝纫机和用于缝纫机的改装套件，缝纫机具有线迹形成工具、缝合材料供应装置、厚度传感器。线迹形成工具在线迹形成区域中协作用于在缝合材料中形成线缝。缝合材料供应装置用以沿着缝合方向运送缝合材料。厚度传感器用于对检测区域中的缝合材料的厚度进行检测，检测区域在缝合方向上布置在线迹形成区域的上游。厚度传感器被设计为具有用于测量光的光源且具有用于测量光的检测器的三角测量传感器。光源的源中心、检测区域的中心和检测器的中心精确地定义了三角测量传感器的一个三角测量平面。测量光检测器被设计成检测由检测区域中的缝合材料反射和/或散射的测量光。

Description

缝纫机和用于缝纫机的改装套件

本实用新型申请要求德国实用新型申请DE 20 2021 101 337.0的优先权，其内容通过引用合并与此。

技术领域

本实用新型涉及一种缝纫机。本实用新型还涉及一种用于缝纫机的改装套件。

背景技术

从EP 1 777 331 B1、EP 1 479 809 B1、DE 3 724 506 C2、DE 20 2018 103 728U1、DE 10 2010 063 068 A1、DE 10 2018 109 675 A1、DE 10 2019 113 412 A1、DE 102019 116 580 A1、US 2011/0 226 170 A1、CN 103 866 496 A和JP H05-269 285 A1中已知一种缝纫机，尤其是一种具有用于缝合材料(sewing material)厚度检测的部件的缝纫机。

实用新型内容

本实用新型的目标是以改善缝合材料厚度检测的方式进一步设计上述类型的缝纫机。

这样的目的根据本实用新型通过缝纫机来实现，此缝纫机

-具有线迹形成工具，在线迹形成区域中协作用于在缝合材料中形成线缝，

-具有缝合材料供应装置，缝合材料供应装置用于沿着缝合方向供应缝合材料，

-具有厚度传感器，厚度传感器用于对检测区域中的缝合材料的厚度进行检测，检测区域在缝合方向上布置在线迹形成区域的上游，

-其中厚度传感器被设计为具有用于测量光的光源且具有用于测量光的检测器的三角测量传感器(triangulation sensor)，其中

-光源的源中心，

--检测区域的中心，以及

--检测器的中心，精确地定义了此三角测量传感器的一个三角测量平面，

-其中测量光检测器被设计成检测由检测区域中的缝合材料反射和/或散射的测量光。

根据本实用新型，已经发现三角测量传感器可以非常精确地检测缝合材料的厚度。这可用于缝纫机参数的各种控制任务以及缝合过程的顺序控制。

三角测量平面相对于缝合方向定向，其中缝合方向垂直于三角测量平面，可以实现特别紧凑的测量光的光束引导，其不受缝纫机部件的阻碍。

距离比率，其中测量光光源与测量光检测器之间的距离至多为测量光光源和/或测量光检测器与检测区域之间的距离的五分之一，导致足够准确的三角测量并因此导致足够准确的距离确定。该比率A/B可以是至多1/8、至多1/10、至多1/12、至多1/15以及至多1/20。距离比率A/B通常大于1/100。

如下实施例可以根据厚度传感器测量的缝合材料厚度调节下压脚提升高度：其包括用于将缝合材料下压在线迹形成区域中的缝合材料下压脚，缝合材料下压脚的脚能够借助压脚位移驱动器在提升的释放位置和降低的下压位置之间以从动方式移位，其中释放位置和下压位置之间的提升高度设计为能被调节，其中下压脚位移驱动器与三角测量传感器进行信号通信。替代地或除了三角测量传感器与下压脚位移驱动器的信号通信之外，三角测量传感器可以例如与用于缝纫机的供应脚和/或压脚的针杆驱动器和/或脚提升驱动器进行信号通信。经由与针杆驱动器的信号通信，可实现自动支承线迹功能，经由该功能，针尖被定位在例如缝合材料表面的正上方，用于精确定位缝制点。与脚提升驱动器的信号通信可用于脚提升高度的自动预设，尤其是在接缝过程中材料厚度发生变化的情况下，例如为了适应供应脚和/或压脚的“爬升”。即使在不同的材料厚度情况下，这也会带来有利的安静缝纫机操作。

缝合材料供应装置与三角测量传感器进行信号通信的实施例允许缝合材料被运送以适应由厚度传感器测量的缝合材料厚度。缝合材料供应装置可具有供应脚。该供应脚可以是顶脚和/或底脚。替代地或另外地，该缝合材料供应装置还可具有针脚。

包括与三角测量传感器进行信号通信的控制装置的控制装置可以实现传感器数据的处理和/或机器和/或过程参数的对应控制。该控制装置还可以具有调整功能(regulatory function)，并将存储的目标值与传感器测量的实际值进行比较，并根据比较结果向机器部件输出控制信号。

用于缝纫机的改装套件的优势对应于已经参照缝纫机阐释的优势。改装套件

-具有厚度传感器，厚度传感器用于对检测区域中的缝合材料的厚度进行检测，在厚度传感器被安装时检测区域在缝合方向上布置在线迹形成区域的上游，

-其中厚度传感器被设计为具有用于测量光的光源且具有用于测量光的检测器的三角测量传感器，其中

-光源的源中心，

--检测区域的中心，以及

--检测器的中心，

精确地定义了三角测量传感器的一个三角测量平面，

-其中测量光检测器被设计成检测由检测区域中的缝合材料反射和/或散射的测量光，

-具有安装体，安装体用于将厚度传感器安装在缝纫机的臂的用户侧头部部分上。现有的缝纫机也可以用对应的厚度传感器进行改装。在这种情况下，安装体确保了三角测量传感器相对于相应机器型号的设置空间和安装支承条件的定向的调节。

一种可调节安装体，其中安装体被设计为使得安装在头部部分上的三角测量传感器能相对于头部部分进行调节，在这方面提供了特殊的优势。该安装体可以具有至少一个或多个调节螺钉，经由调节螺钉可以实现到对应数量的自由度的调节。

附图说明

下面参照附图更详细地描述本实用新型的实施例，其中：

图1示出了部分地拆除了壳体元件并示意性地描述了控制装置的缝纫机的透视图；

图2示出了从与图1相似的观察方向看到的、同类型的缝纫机在线迹形成区域的部分，以及

图3示出了缝纫机的、设计为三角传感器的厚度传感器的透视仰视图。

具体实施方式

缝纫机1具有上部供应装置2和C形壳体3。缝纫机1具有基板4和上臂 5。为了实现C形，支架6将基板4连接到臂5。在臂5中，安装并驱动了不可见的臂轴。通过机械联接，具有缝合针9的针杆8的上下运动以及具有供应脚10的上部供应装置2的运动均源自臂轴的转动。

图1示出了用于待缝合的厚织物11的、处于下压位置(hold-down position) 的上部供应装置2，待缝合的该厚织物11也称为缝合材料。

缝纫机1的压脚13用于将织物11下压在线迹形成区域12中。压脚13也称为缝合材料下压脚。

上部供应装置2具有可移动的杆布置，用于压脚13和供应脚10的从动移位。在操作中，压脚13和供应脚10通过交替地将织物从下压位置提升到升高位置而有助于释放织物11来用于织物11的上部供应。借助马达驱动的调节轮 14调节升高位置中的压脚13和供应脚10在缝纫机1上的位置。调节轮14经由信号线15与缝纫机1的中央控制装置16进行信号通信。

在缝合针9穿透缝合材料11的地方，缝纫机1限定了线迹形成区域12。沿着缝合方向或缝合材料运送方向17，线迹形成区域12还包括与缝合针穿针轴线相邻的部分，其中缝合材料11一方面受下压压脚13的影响并且另一方面受下压供应脚10的影响。

上部供应装置2是沿着缝合方向17运送缝合材料11的缝合材料供应装置。

为了便于描述位置关系，下面使用了笛卡尔xyz坐标系。缝合方向17沿着y方向延伸。x方向沿着缝纫机的臂5延伸。z方向平行于针9向上延伸。

除了针9(参阅图2)，用于在缝合材料11中形成线缝的线迹形成工具还包括在图中未示出的钩。该钩布置在线迹板18的下方，而线迹板18又是基板 4上的用于缝合材料11的支承板19的部分。

缝纫机1的厚度传感器21(同样参阅图2和图3)用于检测在检测区域 20中的缝合材料11的厚度。检测区域20在缝合方向17上布置在线迹形成区域12的上游。检测区域20和线迹形成区域12之间沿缝合方向y的距离可以在5mm和100mm范围内，特别是在40mm和80mm范围内，例如在60mm 和70mm范围内。

厚度传感器21被设计为三角测量传感器，其具有用于测量光23的光源 22和用于测量光23的检测器24。测量光检测器24被设计为能够检测被检测区域20中的缝合材料11反射和/或散射的测量光23'，如在图1中示意性示出的。同时，厚度传感器21被设计为不能使测量光23在没有中间反射和/或散射的情况下直接入射到检测器24中。

光源22可以是激光器，特别是半导体激光器。测量光23在检测区域20 上的光点尺寸可以在0.5mm和3mm之间的范围内，并且例如可以在1mm 和2mm之间的范围内。

测量光检测器24可以是CCD阵列，也可以是CCD线。

光源22的源中心25、检测区域20的中心Z和测量光检测器24的检测器中心26精确地定义了三角测量传感器的一个三角测量平面。这个三角测量平面平行于xz平面延伸。缝合方向17垂直于这样的xz三角测量平面。定义xz 三角测量平面的三个点25、Z和26位于具有两个长边B和一个短边A的近似等腰三角形的角处，如下面将更详细地阐释的。

根据缝合材料11的厚度，空间分辨测量光检测器24感知光源22在检测区域20中的缝合材料11上的光点时所处的角度发生变化。通过已由厚度传感器21确定的测量角度值，缝合材料11的厚度被计算为缝合材料11的上侧距线迹板18的距离，并例如存储在缝纫机1的中央控制装置16的存储器中。

光源22和测量光检测器24之间的距离A，即，上述用于定义三角测量平面的等腰三角形的短边的距离A，小于光源22和/或测量光检测器24与检测区域20(缝合材料厚度0)之间的距离B的五分之一，即小于上述等腰三角形的长边的五分之一。这两个距离的比率A/B可以小于1/5，并且可以是例如 1/8、1/10，甚至更小。该比率A/B通常大于1/100。距离B可以在80mm与 200mm之间的范围内。

与中央控制装置16进行信号通信的更多元件为：

-经由信号线28进行该信号通信的杠杆式传动机构的传感器27，用于判定脚10、13在缝合材料11的下压位置中的位置。

-经由信号线30进行该信号通信的弹簧压力调节螺钉29，用于调节对压脚13的压脚力进行预设的压力弹簧的预张力。

-经由信号线31进行该信号通信的厚度传感器21。

-经由信号线34、35进行该信号通信的线张力调节元件32、33，用于上线张力和下线张力。

-经由信号线37进行该信号通信的线迹长度调节轮36，用于预设缝合材料11中的线缝的线迹长度。

-经由信号线39进行该信号通信的马达控制器38，用于臂轴驱动马达(未示出)。

厚度传感器21可以是用于缝纫机1的改装套件的一部分，其中，厚度传感器11不是标准设备的原始部件。该改装套件还包括安装体40，其用于将厚度传感器21安装在缝纫机1的臂5的用户侧头部部分上。安装体40借助至少一个调节螺钉42以使安装在头部部分41上的三角测量传感器相对于头部部分 41可调节的方式进行配置。

在厚度传感器21的帮助下，可以在缝纫机1的操作期间进行自动缝合参数调节，如特别在EP 1 777 331 B1中描述的。

特别地，可以用厚度传感器21检测待缝合的缝合材料11的不同厚度。这可以与供应脚10和/或压脚13的自动提升调节相结合。这确保了更快且更安静的缝合。省略了用于升降调节的膝控开关(knee switch)。在厚度传感器21 的帮助下，也可以进行线缝起始和线缝末端检测。特别地，可以判定缝合材料 11何时进入线迹形成区域12以及其何时离开该区域。厚度传感器21然后可以在一种光阻挡模式下工作。厚度传感器21还可用于阻止空载操作，即，特别是如果厚度传感器21没有检测到任何缝合材料，则经由马达控制器38自动地使臂轴驱动器停止。

厚度传感器21也可以用于检测异物。特别地，当操作者的手指从前面进入线迹形成区域12时，可以通过厚度传感器21检测到操作者的手指。在生产过程中也可以经由厚度传感器21进行误差检测或质量控制。厚度传感器21 可以是避免错误重复(缝纫机1的防错机制模式(Pokayoke mode))的一部分。特别地，这可用于缝纫机操作期间的额外过程控制。

根据厚度传感器21的检测区域的布置，厚度传感器21也可以设计为在缝合材料的边缘区域检测缝合材料的挤压，据此随后启动特定的缝合材料处理步骤。厚度传感器21还可用于检测缝合材料上的其他类型的标记。例如，连接到缝合材料的标记部件，诸如夹子，也可以被厚度传感器21检测到。

厚度传感器21可以具有测量周期时间，其最多5ms并且在0.1ms到5ms 的范围内，例如在3ms的范围内。利用厚度传感器21，缝合材料厚度测量的精度可以优于200μm，并且可以在100μm或50μm的范围内。

中央控制装置16可具有存储器，该存储器中存储了针对特定缝合材料变体的一系列厚度的测量曲线，其指定了可以与在持续的测量操作期间经由厚度传感器21的实际值进行比较的目标值。如果偏差过大，则可以经由厚度传感器21和控制装置16输出误差信号。

厚度传感器21的当前测量值也可以在控制装置16中作为移动平均值确定的一部分进行处理，并以目标值的形式存储为短期平均值，其进而可以与厚度传感器21的后续当前实际值进行比较。这也可以用于错误检测。

与线迹长度调节轮36的信号通信和相应的线迹长度预设可用于从厚度传感器21获取测量值，以将线迹长度调节至缝合材料11的边缘。

用于脚10、13的升降机高度也可以被调节，以匹配经由厚度传感器21 检测到的缝合材料厚度测量值。

在这样的升降之后，针9然后可以自动地直接放置在由厚度传感器21测量的材料厚度之上。特别地，能够实现自动支承线迹功能。

Claims (8)

1.一种缝纫机(1)，其特征在于

-具有线迹形成工具(9)，所述线迹形成工具(9)在线迹形成区域(12)中协作用于在缝合材料(11)中形成线缝，

-具有缝合材料供应装置(2)，所述缝合材料供应装置(2)用于沿着缝合方向(17)供应所述缝合材料(11)，

-具有厚度传感器(21)，所述厚度传感器(21)用于对检测区域(20)中的所述缝合材料(11)的厚度进行检测，所述检测区域(20)在所述缝合方向(17)上布置在所述线迹形成区域(12)的上游，

-其中所述厚度传感器(21)被设计为具有用于测量光(23)的光源(22)且具有用于所述测量光(23)的检测器(24)的三角测量传感器，其中

-所述光源(22)的源中心(25)，

--所述检测区域(20)的中心(Z)，以及

--所述检测器(24)的中心(26)，

精确地定义了三角测量传感器的一个三角测量平面(xz)，

-其中测量光检测器(24)被设计成检测由所述检测区域(20)中的所述缝合材料(11)反射和散射的测量光(23)中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的缝纫机，其特征在于，所述缝合方向(17)垂直于所述三角测量平面(xz)。

3.根据权利要求1所述的缝纫机，其特征在于，测量光光源(22)与测量光检测器(24)之间的距离(A)至多为所述测量光光源(22)和所述测量光检测器(24)中的至少一个与所述检测区域(20)之间的距离(B)的五分之一。

4.根据权利要求1所述的缝纫机，其特征在于，包括用于将所述缝合材料(11)下压在所述线迹形成区域(12)中的缝合材料下压脚(13)，所述缝合材料下压脚(13)的脚能够借助压脚位移驱动器在提升的释放位置和降低的下压位置之间以从动方式移位，其中释放位置和下压位置之间的提升高度设计为能被调节，其中所述压脚位移驱动器与所述三角测量传感器进行信号通信。

5.根据权利要求1所述的缝纫机，其特征在于，所述缝合材料供应装置(2)与所述三角测量传感器进行信号通信。

6.根据权利要求1所述的缝纫机，其特征在于包括控制装置(16)，所述控制装置(16)与所述三角测量传感器进行信号通信。

7.一种用于缝纫机(1)的改装套件，其特征在于

-具有厚度传感器(21)，所述厚度传感器(21)用于对检测区域(20)中的缝合材料(11)的厚度进行检测，在所述厚度传感器(21)被安装时所述检测区域(20)在缝合方向(17)上布置在线迹形成区域(12)的上游，

-其中所述厚度传感器(21)被设计为具有用于测量光(23)的光源(22)且具有用于所述测量光(23)的检测器(24)的三角测量传感器，其中

-所述光源(22)的源中心(25)，

--所述检测区域(20)的中心(Z)，以及

--所述检测器(24)的中心(26)，

精确地定义了三角测量传感器的一个三角测量平面(xz)，

-其中测量光检测器(24)被设计成检测由所述检测区域(20)中的所述缝合材料(11)反射和散射的测量光(23)中的至少一种，

-具有安装体(40)，所述安装体(40)用于将所述厚度传感器(21)安装在缝纫机(1)的臂(5)的用户侧头部部分(41)上。

8.根据权利要求7所述的改装套件，其特征在于所述安装体(40)被设计为使得安装在头部部分(41)上的所述三角测量传感器能相对于所述头部部分(41)进行调节。

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