DE102017121773A1

DE102017121773A1 - Nähmaschine und Nähsystem

Info

Publication number: DE102017121773A1
Application number: DE102017121773.8A
Authority: DE
Inventors: Takahiro Sano
Original assignee: Juki Corp
Current assignee: Juki Corp
Priority date: 2016-09-20
Filing date: 2017-09-20
Publication date: 2018-03-22
Also published as: JP2018046894A; JP6761712B2; CN107841831A; CN107841831B

Abstract

Eine Nähmaschine (10) umfasst eine Basis (61), welche ein Schiffchen oder einen Greifer (41) haltert und entlang einer Richtung beweglich gehaltert ist, in der sie einer Nähnadel (11) angenähert oder von derselben getrennt wird, bezogen auf einen Bettbereich (21) eines Rahmens (20); einen Hebe- und Senkmechanismus (60), welcher die Basis (61) entlang der Richtung bewegt, in der diese der Nähnadel (11) angenähert oder von derselben getrennt wird; und eine Steuereinrichtung (90), welche den Hebe- und Senkmechanismus (60) steuert, um die Basis (61) in einem Zustand, in dem das Schiffchen oder der Greifer (41) einen Nadelfaden der Nähnadel (11) nach Durchführung einer ersten Stichbildung fängt, in der Richtung zu bewegen, in der diese von der Nähnadel (11) getrennt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Nähmaschine und ein Nähsystem zum Prozessieren eines Restfadens eines Nadelfadens.
Bei einer Nähmaschine, wie beispielsweise bei einer Zweifadenkettenstich-Nähmaschine, tritt ein Spitzenendbereich eines Greifers, welcher eine hin- und hergehende Bewegung ausführt, in eine Schleife eines Nadelfadens ein, welche gebildet wird, wenn der Nadelfaden, welcher durch eine Öse einer Nähnadel zum Bilden eines Stichpunkts bezüglich eines Werkstücks hindurchgeführt ist, hochgezogen wird, und ein Greiferfaden, welcher durch ein Einfädelloch des Spitzenendbereichs des Greifers hindurchgeführt ist, wird in die Schleife des Nadelfadens eingeführt.
Ferner wird die Schleife in dem Greiferfaden gebildet, wenn sich der Greifer nach hinten bewegt, und die Nähnadel, welche am nächsten Stichpunkt abgestiegen ist, tritt in die Schleife des Greiferfadens ein und wird in einen Nadelfaden in dem Greiferfaden eingeführt.
Die Zweifadenkettenstich-Nähmaschine führt einen Zweifadenkettenstich aus durch Wiederholen einer Einfangoperation des Nadelfadens, welche von dem Greifer ausgeführt wird, und einer Einfangoperation des Greiferfadens, welche von der Nähnadel ausgeführt wird (siehe beispielsweise die japanische Patentschrift Nr. 5885018 ).
Da aber die Zweifadenkettenstich-Nähmaschine ein Einfangen des Nadelfadens durch den Greifer ausführt, ist – verglichen mit einem Fall einer Steppstichmaschine oder dergleichen, welche den Nadelfaden unter Verwendung eines Schiffchens in eine Unterseite des Werkstücks zieht – der Betrag des Ziehens des Nadelfadens in die Unterseite des Werkstücks klein, und somit besteht ein Problem insofern als der Endbereich des Nadelfadens des Nähstarts wahrscheinlich auf einer Oberseite des Werkstücks verbleibt.
Ferner ist auch bei einer Nähmaschine, bei der das Problem anders als bei der Zweifadenkettenstich-Nähmaschine nicht schwerwiegend ist und die das Schiffchen verwendet, ein Problem, dass der Endbereich des Nadelfadens des Nähstarts auf der Oberseite des Werkstücks verbleibt.
In diesem Fall ist es unter Berücksichtigung des Problems der Nähqualität erforderlich, im Fall einer Situation, in der es nicht erwünscht ist, dass der Endbereich des Nadelfadens des Nähstarts auf der Oberseite des Werkstücks verbleibt, den Endbereich des Nadelfadens, der auf der Oberseite des Werkstücks zurückbleibt, nach Abschluss des Nähens von Hand abzuschneiden, und dies verursacht eine große Belastung für eine Bedienungsperson.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, die mit einem Restendebereich des Nadelfadens auf der Oberseite des Werkstücks verbundene Problematik zu lösen, und die Erfindung ist durch die nachfolgenden Punkte (1) bis (8) gekennzeichnet.

(1) Eine Nähmaschine, umfassend: eine Basis, welche ein Schiffchen oder einen Greifer haltert und entlang einer Richtung beweglich gehaltert ist, in der sie einer Nähnadel angenähert oder von derselben getrennt wird, bezogen auf einen Bettbereich eines Rahmens; einen Hebe- und Senkmechanismus, welcher die Basis entlang der Richtung bewegt, in der diese der Nähnadel angenähert oder von derselben getrennt wird; und eine Steuereinrichtung, welche den Hebe- und Senkmechanismus steuert, um die Basis in einem Zustand, in dem das Schiffchen oder der Greifer einen Nadelfaden der Nähnadel nach Durchführung einer ersten Stichbildung fängt, in der Richtung zu bewegen, in der diese von der Nähnadel getrennt wird.
(2) Die Nähmaschine nach (1), wobei ein Zweifadenkettenstich ausgeführt wird, derart, dass der Greifer, welcher sich an einer Unterseite einer Stichplatte nach vorne bewegt, den Nadelfaden, welcher in die Nähnadel eingeführt ist, fängt, und dass die Nähnadel, welche abgesenkt wird, einen Greiferfaden fängt, welcher in den Greifer eingeführt ist, der sich nach hinten bewegt.
(3) Die Nähmaschine nach (2), wobei eine Mehrzahl der Nähnadeln und der Greifer bereitgestellt sind.
(4) Die Nähmaschine nach einem der Punkte (1) bis (3), wobei die Basis eine Eingangswelle haltert, welche bezüglich des Schiffchens oder des Greifers eine Nähoperation erteilt, und die Nähmaschine ferner ein Kopplungsglied umfasst, welches zwischen der Eingangswelle der Basis und einer Transmissionswelle, welche Leistung auf die Eingangswelle überträgt, bereitgestellt ist und in irgendeinen der Zustände wechselt, welche sind ein Zustand, in dem die Eingangswelle und die Transmissionswelle auf der gleichen Linie ausgerichtet sind und dazu in der Lage sind, ein Drehmoment zu übertragen, und ein Zustand, in dem sich die Eingangswelle zusammen mit der Basis bezüglich der Transmissionswelle bewegt hat.
(5) Die Nähmaschine nach (4), wobei das Kopplungsglied ein erstes Gelenkglied, welches auf einer Seite der Eingangswelle bereitgestellt ist, und ein zweites Gelenkglied, welches auf einer Seite der Transmissionswelle bereitgestellt ist, umfasst, das erste Gelenkglied und das zweite Gelenkglied über eine Passfeder, welche an irgendeiner der einander gegenüberliegenden Oberflächen derselben gebildet ist, und eine Passfedernut, welche an der jeweils anderen der Oberflächen gebildet ist, miteinander gekoppelt sind, und die Passfeder und die Passfedernut entlang einer Richtung gebildet sind, welche orthogonal zu der Eingangswelle und der Transmissionswelle verläuft.
(6) Die Nähmaschine nach (4), wobei das Kopplungsglied ein Oldham-Gelenk oder ein Schmidt-Gelenk ist.
(7) Ein Nähsystem, umfassend: die Nähmaschine nach einem der Punkte (1) bis (6); und einen Roboterarm, welcher die Nähmaschine hält.
(8) Das Nähsystem nach (7), wobei ein Endbereich eines Armbereichs auf einer Seite einer Nadelstange der Nähmaschine über den Roboterarm gehaltert ist.

Erfindungsgemäß ist dadurch, dass die Steuereinrichtung den Hebe- und Senkmechanismus steuert, um die Basis in einem Zustand, in dem das Schiffchen oder der Greifer den Nadelfaden der Nähnadel nach Durchführung der ersten Stichbildung fängt, in der Richtung zu bewegen, in der diese von der Nähnadel getrennt wird, die Möglichkeit gegeben, einen Nähstart-Endbereich des Nadelfadens, welcher von der oberen Oberfläche nach oben vorsteht, an einer Position des ersten Nadelpunkts des Werkstücks in die untere Oberflächenseite des Werkstücks zu ziehen, und das Problem betreffend den Restfaden des Nähstart-Endbereichs des Nadelfadens abzumildern oder zu lösen.
1 ist eine Seitenansicht eines Nähsystems;
2 ist eine Seitenansicht einer Nähmaschine in einem Zustand, in dem eine Stichplatte in einer oberen Position angeordnet ist;
3 ist eine Seitenansicht der Nähmaschine in einem Zustand, in dem sich die Stichplatte in einer unteren Position befindet;
4 ist eine perspektivische Ansicht einer inneren Konfiguration der Nähmaschine;
5 ist eine perspektivische Ansicht einer Konfiguration in der Umgebung der Stichplatte;
6 ist eine perspektivische Ansicht eines Greifermechanismus;
7 ist eine perspektivische Ansicht mit einer Unterwelle in einem Drehmomentübertragungszustand;
8 ist eine perspektivische Ansicht bei in einem getrennten Zustand befindlicher Unterwelle;
9 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Kopplungsgliedes;
10 ist eine perspektivische Ansicht eines Hebe- und Senkmechanismus, wobei eine Basis in der oberen Position angeordnet ist;
11 ist eine perspektivische Ansicht des Hebe- und Senkmechanismus bei in der unteren Position befindlicher Basis;
12 ist eine Seitenansicht einer Kurvenkörperplatte;
13 ist ein Blockdiagramm, welches ein Steuersystem des Nähsystems zeigt;
14 ist ein Ablaufdiagramm einer Nähsteuerung, welche von einer Steuereinrichtung ausgeführt wird;
15A und 15B sind Operationserläuterungsansichten einer Nähoperationssteuerung; und
16 ist eine schematische Konfigurationsansicht des Kopplungsgliedes, welches aus einem Schmidt-Gelenk aufgebaut ist.
Gesamtkonfiguration des Nähsystems
Im Folgenden wird ein Nähsystem 100 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine Seitenansicht, welche die Gesamtkonfiguration des Nähsystems 100 zeigt.
Das Nähsystem 100 umfasst eine Zweifadenkettenstich-Nähmaschine 10, welche einen Nähvorgang bezüglich eines Werkstücks ausführt, und einen Roboterarm 110, welcher einen beliebigen Nähvorgang durch Halten der Zweifadenkettenstich-Nähmaschine 10 und durch Positionieren der gehaltenen Zweifadenkettenstich-Nähmaschine 10 bezüglich des Werkstücks ausführt.
Roboterarm
Der Roboterarm 110 ist ein Vertikalgelenk-Roboterarm, umfassend eine Basis 111, welche ein Fundament darstellt, eine Mehrzahl von Armen 112, welche über ein Gelenk 113 miteinander gekoppelt sind, Servomotoren, welche als Antriebsquellen fungieren, die in jedem Gelenk bereitgestellt sind, und einen Encoder, welcher jede der Größen, welche sind die Rotation durch jeden der Servomotoren oder ein Winkel des Arms, der zu rotieren ist, detektiert, und die Zweifadenkettenstich-Nähmaschine 10 ist an einem Spitzenendbereich der Mehrzahl von Armen 112 gehalten, welche über das Gelenk 113 miteinander gekoppelt sind.
Jedes der Gelenke 113 ist aufgebaut aus irgendeinem der Gelenke, welche sind ein Oszillationsgelenk, welches den anderen Endbereich drehbar haltert, während ein Endbereich des Arms oszillierbar ist, und ein Rotationsgelenk, welches den Arm selbst um eine Längsrichtung desselben drehbar haltert.
Ferner umfasst der Roboterarm 110 sechs Gelenke 113, positioniert die Zweifadenkettenstich-Nähmaschine 10 an dem Spitzenendbereich über sechs Wellen in einer beliebigen Position und kann eine beliebige Haltung einnehmen.
Daher kann der Roboterarm 110 den Nähvorgang entlang einer beliebigen Kurve an einer dreidimensionalen gekrümmten Oberfläche des Werkstücks ausführen.
Ferner kann der Roboterarm 110 eine Konfiguration mit sieben Gelenken und sieben Wellen verwenden und ist nicht auf die sechs Wellen beschränkt. In diesem Fall ist es dadurch, dass ein redundantes Gelenk vorhanden ist, ermöglicht, die Zweifadenkettenstich-Nähmaschine 10 in der beliebigen Position zu positionieren und das Gelenk mitten in der Einnahme der beliebigen Haltung zu bewegen, und somit ist es möglich, eine störende Beeinflussung anderer Komponenten in der Umgebung des Roboterarms 110 zu vermeiden. Dadurch ist es möglich, die Zweifadenkettenstich-Nähmaschine 10 in einem breiteren Bereich in der beliebigen Position zu positionieren und den Roboterarm 110 in die beliebige Haltung zu bringen.
Ferner hält der Spitzenendbereich des Arms des Roboterarms 110 einen oberen Teil des Spitzenendbereichs (des nadelstangenseitigen Endbereichs) eines Armbereichs 23 in einem Rahmen 20 der Zweifadenkettenstich-Nähmaschine 10, und demgemäß ist es möglich, einen Abstand zwischen der Nachbarschaft einer Stichpunktposition der Zweifadenkettenstich-Nähmaschine 10 und dem Spitzenendbereich des Arms des Roboterarms 110 zu reduzieren und die Stichpunktposition mit exzellenterer Genauigkeit zu positionieren.
Nähmaschine
2 und 3 sind Seitenansichten der Zweifadenkettenstich-Nähmaschine 10, und 4 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine Konfiguration des Inneren des Rahmens 20 zeigt. Wie in den Zeichnungen dargestellt, ist die Zweifadenkettenstich-Nähmaschine 10 derart gehaltert, dass eine Stichplatte 13 und eine Basis 61, welche die Stichplatte 13 haltert, bezüglich eines Bettbereichs 21 des Rahmens 20 angehoben und abgesenkt werden können, dass das Nähen bei der in 2 gezeigten angehobenen Position der Stichplatte 13 und der Basis 61 durchgeführt wird und dass eine Vorbereitungsarbeit zum Nähen, wie beispielsweise das Setzen des Werkstücks, bei einer abgesenkten Position ausgeführt wird, welche in 3 dargestellt ist.
Die Zweifadenkettenstich-Nähmaschine 10 umfasst eine Nadelstange 12, welche an einem unteren Endbereich zwei Nähnadeln 11 hält, einen Nadelstangen-Vertikalbewegungsmechanismus 30, welcher der Nadelstange 12 eine vertikale hin- und hergehende Operation erteilt, einen Greifermechanismus 40, welcher über einen Greifer 41 einen Greiferfaden in einen Nadelfaden einführt, welcher durch die Nähnadel 11 hindurchgeführt ist, einen Transmissionsmechanismus 70, welcher ein Drehmoment eines Motors 31, der eine Antriebsquelle des Nadelstangen-Vertikalbewegungsmechanismus 30 darstellt, auf den Greifermechanismus 40 überträgt, einen Hebe- und Senkmechanismus 60, welcher eine Hebe- und Senkoperation der Basis 61, welche einen Teil der Stichplatte 13 und des Greifermechanismus 40 hält, ausführt, einen Presserfuß 14, welcher das Werkstück bezüglich der Stichplatte 13, welche sich in der angehobenen Position befindet, von oben presst, und den Rahmen 20, welcher jede der Konfigurationen haltert.
Rahmen
Der Rahmen 20 umfasst den Bettbereich 21, welcher sich in einer vorbestimmten Längsrichtung erstreckt, einen aufrechten Ständerbereich 22, welcher ausgehend von einem Endbereich des Bettbereichs 21 in einer zu der Längsrichtung orthogonalen Richtung steht, und den Armbereich 23, der sich ausgehend von einem oberen Bereich des aufrechten Ständerbereichs 22 in der gleichen Richtung wie der Bettbereich 21 erstreckt.
Ferner ist in der nachfolgenden Beschreibung bei jeder der Konfigurationen der Zweifadenkettenstich-Nähmaschine 10 die Längsrichtung des Bettbereichs 21 eine Y-Achsenrichtung, eine Richtung, welche orthogonal zu der Y-Achsenrichtung verläuft und in welcher der aufrechte Ständerbereich 22 steht, ist eine Z-Achsenrichtung und eine Richtung, welche orthogonal zu der Y-Achsenrichtung und der Z-Achsenrichtung verläuft, ist eine X-Achsenrichtung.
Ferner ist eine Seite der Y-Achsenrichtung eine nach vorne gerichtete Richtung und die andere Seite ist eine nach hinten gerichtete Richtung, eine Seite der X-Achsenrichtung ist eine nach links gerichtete Richtung und die andere Seite ist eine nach rechts gerichtete Richtung, und eine Seite der Z-Achsenrichtung ist eine nach oben gerichtete Richtung und die andere Seite ist eine nach unten gerichtete Richtung.
Nadelstangen-Vertikalbewegungsmechanismus
Der Nadelstangen-Vertikalbewegungsmechanismus 30 umfasst den Motor 31, welcher eine Antriebsquelle für die Nadelstangen-Vertikalbewegung ist, eine Oberwelle 32, welche den rotatorischen Antrieb durch den Motor 31 ausführt, eine Nadelstangenkurbel 33, welche an einem vorderen Endbereich der Oberwelle 32 festgelegt bereitgestellt ist, und eine Kurbelstange, welche nicht gezeigt ist und welche die Nadelstangenkurbel 33 und die Nadelstange 12 miteinander koppelt. Anders ausgedrückt, der Nadelstangen-Vertikalbewegungsmechanismus 30 bildet den Kurbelmechanismus aus, wandelt die Gesamtrotation der Oberwelle 32 in die vertikale hin- und hergehende Operation um und beaufschlagt mit der vertikalen hin- und hergehenden Operation die Nadelstange 12.
Die Oberwelle 32 ist in einem Zustand, in dem sie sich entlang der Y-Achsenrichtung erstreckt, in dem Armbereich 23 rotierbar gehaltert.
Der Motor 31 ist in der Nachbarschaft des vorderen Endbereichs der Oberwelle 32 benachbart zu deren linker Seite mit in der Y-Achsenrichtung orientierter Ausgangswelle angeordnet. Über einen Getriebemechanismus, welcher nicht dargestellt ist, wird das Drehmoment zwischen der Ausgangswelle des Motors 31 und der Oberwelle 32 übertragen.
Presserfuß
Wie in 5 dargestellt, ist der Presserfuß 14 über den unteren Endbereich einer Presserstange 141 gehalten, welche sich entlang der Z-Achsenrichtung erstreckt und positioniert ist, der Linken der Nadelstange 12 benachbart zu sein, und über die Presserstange 141 wird mittels einer Presserfeder, welche nicht gezeigt ist, eine nach unten gerichtete Presskraft erteilt.
An dem Presserfuß 14 ist auch ein Presser-Hebemechanismus bereitgestellt, welcher nicht dargestellt ist, und es ist möglich, den Presserfuß 14 in einer Rückzugsposition zu halten, welche während des Nähens ein weiter oben liegender Teil ist. Der Presser-Hebemechanismus kann über eine manuelle Operation ausgeführt werden; es ist jedoch wünschenswert, dass das Umschalten zwischen der Rückzugsposition und der Nähposition gemäß einem Steuersignal unter Verwendung eines Aktuators erfolgen kann.
Transmissionsmechanismus
Der Greifermechanismus 40 umfasst eine Unterwelle 42, welcher das Drehmoment von der Oberwelle 32 zugeführt wird zum Beaufschlagen des Greifers 41 mit der Leistung, und der Transmissionsmechanismus 70 führt die Drehmomentübertragung von der oben beschriebenen Oberwelle 32 auf die Unterwelle 42 aus.
Der Transmissionsmechanismus 70 umfasst eine treibende Hauptscheibe 71, welche an dem hinteren Endbereich der Oberwelle 32 festgelegt bereitgestellt ist, eine getriebene Scheibe 72, welche an dem hinteren Endbereich der Unterwelle 42 festgelegt bereitgestellt ist, und einen Timing-Riemen 73, welcher zwischen der treibenden Hauptscheibe 71 und der getriebenen Scheibe 72 überbrückt.
Die Außendurchmesser der treibenden Hauptscheibe 71 und der getriebenen Scheibe 72 sind äquivalent zueinander, und der Transmissionsmechanismus 70 überträgt die Rotation mit einer äquivalenten Geschwindigkeit von der Oberwelle 32 auf die Unterwelle 42.
Greifermechanismus
6 ist eine perspektivische Ansicht, in welcher die Basis 61, die den Greifer 41 haltert, weggelassen ist und welche eine Konfiguration in der Umgebung des Greifers 41 zeigt.
Wie in den 4 und 6 gezeigt, umfasst der Greifermechanismus 40 zwei Greifer 41, die Unterwelle 42, welche das Drehmoment von dem Motor 31 überträgt, einen Nutenkurvenkörper 43, welcher jedem der Greifer 41 eine hin- und hergehende Oszillationsoperation erteilt, eine Rolle 44, welche als ein Kurvenkörperfolgerkörper fungiert, einen Rollenarm 45, welcher die Rolle 44 hält, und eine Greiferantriebsstange 47, welche den Rollenarm 45 und einen an dem Greifer 41 bereitgestellten Eingangsarm 46 miteinander koppelt.
Jeder der Greifer 41 ist auf einer Unterseite der Stichplatte 13 angeordnet, während in einem Zustand, in dem zwei Greifer 41 in der Y-Achsenrichtung orientiert sind, ein spitz zulaufender Spitzenendbereich 411 zur rechten Seite hin orientiert ist. Die Greifer 41 sind jeweils von der Basis 61 gehaltert, derart, dass die unteren Bereiche derselben um die Y-Achse oszillierbar sind, und demgemäß kann der Spitzenendbereich 411 die hin- und hergehende Operation entlang der X-Achsenrichtung ausführen.
In dem Spitzenendbereich 411 des Greifers 41 ist ein Einführungsloch ausgebildet, durch das hindurch ein Greiferfaden eingeführt ist, der Spitzenendbereich 411 tritt in die an der Nähnadel 11 gebildete Schleife des Nadelfadens auf der Unterseite der Stichplatte 13 ein und demgemäß wird die Schleife des Nadelfadens gefangen und der Greiferfaden wird eingeführt. Danach wird mit der Rückzugsbewegung des Greifers 41 die Schleife des Greiferfadens gebildet und die Nähnadel 11 tritt in die Schleife des Greiferfadens ein und der Greiferfaden wird gefangen. Indem dies wiederholt wird, wird eine Zweifadenkettenstichnaht gebildet.
Im unteren Endbereich jedes der Greifer 41 ist der Eingangsarm 46 bereitgestellt, welcher sich nach links erstreckt. Der Eingangsarm 46 ist mit den zwei Greifern 41 integral gekoppelt, und diese Glieder sind miteinander integriert und führen die Oszillationsoperation aus. Daher führt bei Eingabe der hin- und hergehenden Operation entlang der Z-Achsenrichtung bezüglich des Eingangsarms 46 jeder der Greifer 41 die hin- und hergehende Operation entlang der X-Achsenrichtung aus.
Die Unterwelle 42 ist in einem sich entlang der Y-Achsenrichtung erstreckenden Zustand in dem Bettbereich 21 rotierbar gehaltert.
Ferner ist die Unterwelle 42 aufgebaut aus einer Eingangswelle 421 und einer Transmissionswelle 422, welche auf der gleichen geraden Linie angeordnet sind, und diese Glieder sind über ein Kopplungsglied 50 integral rotierbar miteinander gekoppelt.
Die Eingangswelle 421 ist in einem vorderen Teil in dem Bettbereich 21 angeordnet und der Nutenkurvenkörper 43 ist an derselben festgelegt bereitgestellt.
Ferner ist die Transmissionswelle 422 in einem hinteren Teil in dem Bettbereich 21 angeordnet, und die getriebene Scheibe 72 des Transmissionsmechanismus 70 ist an derselben festgelegt bereitgestellt.
Der Nutenkurvenkörper 43 weist eine Scheibenform auf und ist an der Eingangswelle 421 der Unterwelle 42, welche seine Mitte durchtaucht, festgelegt bereitgestellt. Die Eingangswelle 421 ist in der Y-Achsenrichtung orientiert und über zwei Lager 48 bezüglich der Basis 61 rotierbar gehaltert.
Der Nutenkurvenkörper 43 weist eine Kurvenkörpernut 431 auf, welche an einer hinteren Oberflächenseite ausgebildet ist. Die Kurvenkörpernut 431 weist eine im Wesentlichen kreisförmige Gestalt auf und weist eine Gestalt auf, bei welcher der Abstand von der Eingangswelle 421, welche das Rotationszentrum darstellt, variiert.
Die Rolle 44 ist in die Kurvenkörpernut 431 des Nutenkurvenkörpers 43 eingeführt.
Die Rolle 44 ist über den Oszillationsendbereich des Rollenarms 45 gehalten, und der Rollenarm 45 ist über die Basis 61 um die Y-Achse oszillierbar gehaltert. Ferner ist der untere Endbereich der Greiferantriebsstange 47 mit dem Oszillationsendbereich des Rollenarms 45 gekoppelt, und der obere Endbereich der Greiferantriebsstange 47 ist mit dem Eingangsarm 46 gekoppelt.
Somit kann bei an einem von der Eingangswelle 421 getrennten Teil in der Kurvenkörpernut 431 des Nutenkurvenkörpers 43 positionierter Rolle 44 der Oszillationsendbereich des Rollenarms 45 nach oben oszillieren, der Eingangsarm 46 kann über die Greiferantriebsstange 47 nach oben rotieren und der Spitzenendbereich 411 des Greifers 41 kann sich nach rechts bewegen.
Ferner, wenn die Rolle 44 an einem Teil mit von der Eingangswelle 421 kurzem Abstand in der Kurvenkörpernut 431 des Nutenkurvenkörpers 43 positioniert ist, kann der Oszillationsendbereich des Rollenarms 45 nach unten oszillieren, der Eingangsarm 46 kann über die Greiferantriebsstange 47 nach unten rotieren und der Spitzenendbereich 411 des Greifers 41 kann sich nach links bewegen.
Auf diese Weise kann der Nutenkurvenkörper 43 die Operation der Gesamtrotation der Unterwelle 42 in die horizontale hin- und hergehende Oszillationsoperation umwandeln und kann die hin- und hergehende Oszillationsoperation auf jeden der Greifer 41 übertragen.
Kopplungsglied
7 und 8 sind perspektivische Ansichten des Kopplungsgliedes 50 und 9 ist eine perspektivische Explosionsansicht.
Wie später noch beschrieben, ist jede Konfiguration bis auf die Transmissionswelle 422 der Unterwelle 42 in dem Greifermechanismus 40 über die Basis 61 gehaltert, und die Basis 61 ist bezüglich des Bettbereichs 21 entlang der Z-Achsenrichtung hin- und herbeweglich gehaltert.
Daher kann das Kopplungsglied 50 einen Zustand, bei dem die Transmissionswelle 422 und die Eingangswelle 421 auf der gleichen geraden Linie ausgerichtet sind und die Drehmomentübertragung von der Transmissionswelle 422 auf die Eingangswelle 421 ausgeführt wird (Zustand in 7, welcher als "Drehmomentübertragungszustand" bezeichnet wird), und einen Zustand, bei dem die Basis 61 abgesenkt ist und nur die Eingangswelle 421 bezüglich der Transmissionswelle 422 abgesenkt und bewegt ist (Zustand in 8, welcher als "getrennter Zustand" bezeichnet wird), schalten.
Mit anderen Worten, das Kopplungsglied 50 umfasst ein erstes Gelenkglied 51, welches an der Eingangswelle 421 bereitgestellt ist, ein zweites Gelenkglied 52, welches an der Transmissionswelle 422 bereitgestellt ist, und ein Relaisglied 53, welches zwischen dem ersten Gelenkglied 51 und dem zweiten Gelenkglied 52 bereitgestellt ist.
Irgendeines der Glieder, welche sind die Gelenkglieder 51 und 52 und das Relaisglied 53, ist ein scheibenförmiges Glied, wobei deren Außendurchmesser zueinander äquivalent sind, und in einem Drehmomentübertragungszustand sind die Glieder konzentrisch ausgerichtet und weisen eine integrierte säulenartige Gestalt auf.
Das erste Gelenkglied 51 weist in seiner Mitte ein Durchgangsloch auf, durch das hindurch der hintere Endbereich der Eingangswelle 421 eingeführt ist, und das erste Gelenkglied 51 ist mittels einer Schraube ohne Kopf an der Eingangswelle 421 festgelegt befestigt.
Ferner ist an einer dem Relaisglied 53 gegenüberliegenden Oberfläche des ersten Gelenkgliedes 51 eine vorstehende Passfeder 511 ausgebildet, welche sich entlang der orthogonal zu der Eingangswelle 421 verlaufenden Richtung (Orthogonalrichtung des ersten Gelenkgliedes 51) erstreckt.
Das zweite Gelenkglied 52 weist in seiner Mitte ein Durchgangsloch auf, durch das hindurch der vordere Endbereich der Transmissionswelle 422 eingeführt ist, und das zweite Gelenkglied 52 ist mittels einer Schraube ohne Kopf an der Transmissionswelle 422 festgelegt befestigt.
Ferner ist an einer dem Relaisglied 53 gegenüberliegenden Oberfläche des zweiten Gelenkgliedes 52 eine vorstehende Passfeder 521 ausgebildet, welche sich entlang der orthogonal zu der Transmissionswelle 422 verlaufenden Richtung (Orthogonalrichtung des zweiten Gelenkgliedes 52) erstreckt.
Das Relaisglied 53 weist in seiner Mitte ein Durchgangsloch auf, und eine erste Passfedernut 531, in welche die Passfeder 511 gleitbeweglich an der dem ersten Gelenkglied 51 gegenüberliegenden Oberfläche eingepasst ist, ist entlang der Richtung orthogonal zu der Mittelwelle des Relaisgliedes 53 (Durchmesserrichtung des Relaisgliedes 53) ausgebildet.
Ferner ist eine zweite Passfedernut 532, in welche die Passfeder 521 gleitbeweglich an der dem zweiten Gelenkglied 52 gegenüberliegenden Oberfläche des Relaisgliedes 53 eingepasst ist, entlang der Richtung orthogonal zu der Mittelwelle des Relaisgliedes 53 (Orthogonalrichtung des Relaisgliedes 53) ausgebildet.
Ferner sind die erste Passfedernut 531 und die zweite Passfedernut 532 des Relaisgliedes 53 – aus Richtung der Mittelwelle gesehen – nicht-parallel, d.h. in der Richtung, in der die Passfedernuten einander schneiden, ausgebildet und sind insbesondere wünschenswerterweise entlang der Richtung ausgebildet, in welcher die Glieder orthogonal zueinander stehen.
Das Kopplungsglied 50 baut über die Gelenkglieder 51 und 52 und das Relaisglied 53 ein Oldham-Gelenk auf.
Demgemäß ergibt es sich in einem Zustand, in dem die Eingangswelle 421 und die Transmissionswelle 422 auf der gleichen geraden Linie ausgerichtet sind, dass die Passfeder 511 des ersten Gelenkgliedes 51 und die erste Passfedernut 531 des Relaisgliedes 53 das Drehmoment aufeinander übertragen, dass die zweite Passfedernut 532 des Relaisgliedes 53 und die Passfeder 521 des zweiten Gelenkgliedes 52 das Drehmoment aufeinander übertragen und dass somit die Drehmomentübertragung von der Transmissionswelle 422 auf die Eingangswelle 421 ermöglicht ist.
Ferner gleitet in einem Fall, in dem die Eingangswelle 421 eine Auf- oder Ab-Bewegung bezüglich der Transmissionswelle 422 ausführt, das Relaisglied 53 entlang jeder der Passfedern, welche sind die Passfeder 511 des ersten Gelenkgliedes 51 und die Passfeder 521 des zweiten Gelenkgliedes 52, und somit ist es möglich, die Auf- oder Ab-Bewegung der Eingangswelle 421 bezüglich der Transmissionswelle 422 zu erlauben.
Ferner kann sich die niedergehende Bewegung der Eingangswelle 421 bezüglich der Transmissionswelle 422 in einem Bereich bewegen, der höchstens kleiner ist als der Durchmesser des Kopplungsgliedes 50.
Ferner sind an beiden Oberflächen des Relaisgliedes 53 die erste Passfedernut 531 und die zweite Passfedernut 532 in einer Richtung ausgebildet, in der beide Oberflächen einander schneiden (zueinander orthogonal sind), und somit ist die Eingangswelle 421 nicht auf die Auf- und Ab-Richtung bezüglich der Transmissionswelle 422 beschränkt; die Eingangswelle 421 kann sich auch in einer synthetisierenden Richtung (in irgendeiner Richtung entlang der X-Z-Ebene) irgendeiner der Passfedernuten, welche sind die erste Passfedernut 531 und die zweite Passfedernut 532, bewegen.
Da sich die Eingangswelle 421 jedoch nur in der Bewegungsrichtung der Basis 61 bewegt, ist die Bewegung, welche von der Bewegung in der Auf- und Ab-Richtung verschieden ist, nicht geplant.
Ferner kann bei dem Oldham-Gelenk die Drehmomentübertragung zwischen der Eingangswelle 421 und der Transmissionswelle 422 auch in einem Fall durchgeführt werden, in dem die Eingangswelle 421 und die Transmissionswelle 422 nicht auf der gleichen geraden Linie ausgerichtet sind; jedoch wird bei der Zweifadenkettenstich-Nähmaschine 10 die Position der Basis 61 über einen Sensor, welcher nicht dargestellt ist, detektiert und über eine Steuereinrichtung 90 gesteuert, derart, dass der Antrieb des Motors 31 nur dann ausgeführt wird, wenn die Eingangswelle 421 und die Transmissionswelle 422 auf der gleichen geraden Linie ausgerichtet sind.
Ferner ist in 8 ein Zustand gezeigt, in dem sich die Passfeder 511 des ersten Gelenkgliedes 51 und die erste Passfedernut 531 des Relaisgliedes 53 entlang der Auf- und Ab-Richtung (Z-Achsenrichtung) erstrecken, d.h. ein Zustand, in dem sich nur das erste Gelenkglied 51 gemeinsam mit der Basis 61 und der Eingangswelle 421 nach unten bewegt; die Passfeder 511 und die erste Passfedernut 531 müssen aber nicht unbedingt in der Auf- und Ab-Richtung orientiert sein, wenn sich die Basis 61 und die Eingangswelle 421 bewegen.
Beispielsweise ergibt es sich auch in einem Fall, in dem die Passfeder 511 und die erste Passfedernut 531 in der Richtung orientiert sind, in welcher sie bezüglich der Auf- und Ab-Richtung geneigt sind, dass das Relaisglied 53 bezüglich der Passfeder 511 und der Passfeder 521 gleitet, und somit ist es möglich, die Bewegung der Eingangswelle 421 bezüglich der Transmissionswelle 422 glatt auszuführen.
Allerdings wird bei der Zweifadenkettenstich-Nähmaschine 10 nur in einem Fall, in dem die Passfeder 511 und die erste Passfedernut 531 parallel zueinander in der Auf- und Ab-Richtung stehen, die Steuerung durch die Steuereinrichtung 90 ausgeführt, um die Hebe- und Senkoperation der Basis 61 auszuführen.
Ferner kann zwischen dem ersten Gelenkglied 51 und dem Relaisglied 53 die Passfeder an dem Relaisglied 53 bereitgestellt sein und die Passfedernut kann an dem ersten Gelenkglied 51 bereitgestellt sein. Ähnlich kann zwischen dem zweiten Gelenkglied 52 und dem Relaisglied 53 die Passfeder an dem Relaisglied 53 bereitgestellt sein und die Passfedernut kann an dem zweiten Gelenkglied 52 bereitgestellt sein.
Hebe- und Senkmechanismus
10 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Zustandes, in dem sich die Basis 61 in dem Hebe- und Senkmechanismus 60 in einer oberen Position befindet, und 11 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Zustandes, in dem sich die Basis 61 in dem Hebe- und Senkmechanismus 60 in einer unteren Position befindet.
Wie in den 10 und 11 gezeigt, umfasst der Hebe- und Senkmechanismus 60 die Basis 61, welche eine Hauptkonfiguration haltert, beispielsweise die Stichplatte 13 und den Greifermechanismus 40, einen ersten und einen zweiten Kurvenkörperfolger 62 und 63, welche als ein an der Basis 61 bereitgestellter Kurvenkörperfolgerkörper fungieren, eine Kurvenkörperplatte 64, welche als ein Kurvenkörperhauptkörper fungiert und der Basis 61 über den ersten Kurvenkörperfolger 62 die Hebe- und Senkoperation erteilt, und einen Kurvenkörper-Antriebsluftzylinder 65, der als eine Antriebsquelle fungiert, welche einen Hin- und Hergang und eine Bewegung der Kurvenkörperplatte 64 entlang der Y-Achsenrichtung bewirkt, welche die Richtung ist, die die Bewegungsrichtung der Basis 61 schneidet.
Die Basis 61 haltert in ihrem Inneren die Konfiguration, welche von der Transmissionswelle 422 des Greifermechanismus 40 verschieden ist, und hält an ihrem oberen Endbereich die Stichplatte 13. Die Stichplatte 13 weist eine bogenförmige Gestalt auf; in ihrem oberen Bereich ist eine flache Oberfläche bereitgestellt und an der flachen Oberfläche sind zwei Stichpunktlöcher 131 gebildet (siehe 5). An den Stichpunktlöchern wird mittels der Nähnadel 11 der Stichpunkt ausgeführt, und ein Greiferfaden wird über die zwei an der Unterseite der flachen Oberfläche des oberen Bereichs der Stichplatte 13 angeordneten Greifer 41 in die Schleife des Nadelfadens eingeführt.
Ferner sind zwei Gleitschienen 611 entlang der Z-Achsenrichtung an einer rechtsseitigen Außenwand der Basis 61 festgelegt bereitgestellt, und an jeder der Gleitschienen 611 sind jeweils zwei Gleitblöcke 612 vertikal angebracht, welche entlang der Längsrichtung relativ gleitbeweglich sind (siehe 7 und 8). Ferner ist irgendeiner der Gleitblöcke 612 an einer Innenwand des Bettbereichs 21 festgelegt bereitgestellt.
Somit ist die Basis 61 bezüglich des Bettbereichs 21 vertikal beweglich.
Ferner sind der erste und der zweite Kurvenkörperfolger 62 und 63 am hinteren Endbereich bzw. am vorderen Endbereich der linksseitigen Außenwand der Basis 61 angebracht.
Irgendeiner der Kurvenkörperfolger 62 und 63 ist eine Rolle und ist über die Basis 61 um die Y-Achse rotierbar gehaltert.
Die Kurvenkörperplatte 64 weist entlang der Y-Z-Ebene die Form einer flachen Platte auf, eine Gleitschiene 66 ist entlang der Y-Achsenrichtung am unteren Kantenbereich festgelegt bereitgestellt und zwei Gleitblöcke 67, welche entlang der Längsrichtung relativ gleitbeweglich sind, sind an jeder der Gleitschienen 66 angebracht. Ferner ist irgendeiner der Gleitblöcke 67 an der Innenwand des Bettbereichs 21 festgelegt bereitgestellt.
Somit kann die Kurvenkörperplatte 64 bezüglich des Bettbereichs 21 eine Hin- und Herbewegung entlang der Y-Achsenrichtung ausführen.
Ferner ist der hintere Endbereich der Kurvenkörperplatte 64 mit einem Kolben des Kurvenkörper-Antriebsluftzylinders 65 gekoppelt.
Der Kurvenkörper-Antriebsluftzylinder 65 ist in dem Bettbereich 21 bereitgestellt, derart, dass der Kolben nach vorne orientiert ist und die Rückzugsbewegung in der Y-Achsenrichtung ausgeführt wird, und demgemäß ist es auch möglich, der Kurvenkörperplatte 64 die Rückzugsbewegung in der Y-Achsenrichtung zu erlauben.
12 ist eine Seitenansicht der Kurvenkörperplatte 64.
Wie in der Zeichnung dargestellt, ist bei der Kurvenkörperplatte 64 eine Kurvenkörpernut 68, welche als ein Kurvenkörperbereich fungiert, und ein Anlagebereich 641 ausgebildet.
Im Inneren der Kurvenkörpernut 68 ist der erste Kurvenkörperfolger 62 angeordnet, und die Kurvenkörpernut 68 ist in Form einer Nut ausgebildet, deren Durchmesser im Wesentlichen äquivalent dem Durchmesser des ersten Kurvenkörperfolgers 62 ist. Somit kann der erste Kurvenkörperfolger 62 eine relative Gleitbewegung entlang der Kurvenkörpernut 68 in der Kurvenkörpernut 68 ausführen.
In der Kurvenkörpernut 68 ist ein veränderlicher Abschnitt 681 ausgebildet, welcher schräg geneigt nach unten verläuft, und an den beiden Endbereichen des Abschnitts 681 sind ein erster und ein zweiter nicht-veränderlicher Abschnitt 682 und 683 ausgebildet, welche nicht geneigt sind und parallel zu der Y-Achsenrichtung verlaufen.
Der erste nicht-veränderliche Abschnitt 682 der Kurvenkörpernut 68 ist am obersten Teil in der Kurvenkörpernut 68 positioniert und wenn – wie in 10 gezeigt – der erste Kurvenkörperfolger 62 in dem ersten nicht-veränderlichen Abschnitt 682 positioniert ist, ist die Basis 61 in einem Zustand, in dem sie in der oberen Position gehalten wird.
Wenn sich die Basis 61 in der oberen Position befindet, ist der oben beschriebene Presserfuß 14 mit der Stichplatte 13 in Anlage, und zwar in einem Zustand, in dem ein Pressdruck auf die Stichplatte 13 ausgeübt wird, und in einem Nähzustand, in dem ein Nähvorgang bezüglich des Werkstücks ermöglicht ist.
Bei Durchführung des Nähens wird die Basis 61 über die Stichplatte 13 mit einem abwärts gerichteten Pressdruck des Presserfußes 14 oder einer abwärts gerichteten Druckkraft infolge zwischen der Nähnadel und dem Werkstück bei Ausführung des Stichpunkts auftretender Reibung beaufschlagt.
Da jedoch der erste nicht-veränderliche Abschnitt 682 parallel zu der Y-Achsenrichtung verläuft, haltert ein horizontaler Teil in der Kurvenkörpernut 68 den ersten Kurvenkörperfolger 62 von unten oder von oben, und es ist möglich, die Stichplatte 13 stabil zu haltern und ein exzellentes Nähen durchzuführen.
Ferner: wenn der erste Kurvenkörperfolger 62 an dem ersten nicht-veränderlichen Abschnitt 682 positioniert ist, ist der Anlagebereich 641 bei einer Position ausgebildet, an welcher sich der zweite Kurvenkörperfolger 63 in einem Zustand befindet, in dem er auf demselben aufliegt. Der Anlagebereich 641 ist nicht in Form einer Nut ausgebildet und weist eine Struktur auf, welche mit dem unteren Bereich des zweiten Kurvenkörperfolgers 63 nur von der Unterseite her zur Anlage kommt; der Anlagebereich 641 verläuft jedoch, ähnlich wie der erste nicht-veränderliche Abschnitt 682, parallel zur Y-Achsenrichtung und somit haltert bei Durchführung des Nähens der Anlagebereich 641, ähnlich wie der erste nicht-veränderliche Abschnitt 682, den ersten Kurvenkörperfolger 62 von unten her, die Stichplatte 13 kann stabil gehaltert werden und das exzellente Nähen kann ausgeführt werden.
Ferner: dadurch, dass die Basis 61 an dem Vorderendeteil und dem Hinterendeteil durch das Zusammenwirken des ersten nicht-veränderlichen Abschnitts 682 und des Anlagebereichs 641 gehaltert ist, wird die Stichplatte 13 wirksamer gehaltert und das Nähen wird exzellenter ausgeführt.
Ferner, da der zweite Kurvenkörperfolger 63 keine Struktur aufweist, die an den Nutenkurvenkörper angepasst ist, ist der zweite Kurvenkörperfolger 63 – anders als der erste Kurvenkörperfolger 62 – nicht unbedingt als Rolle ausgebildet. Beispielsweise kann der zweite Kurvenkörperfolger 63 aus einem Glied, beispielsweise einer Winkelrolle mit einer Gleitkontaktoberfläche, welche mit dem Anlagebereich 641 in Gleitkontakt steht, aufgebaut sein.
Da, wie oben beschrieben, der veränderliche Abschnitt 681 der Kurvenkörpernut 68 schräg nach unten geneigt ausgebildet ist, ergibt es sich dann, wenn die Kurvenkörperplatte 64 durch den Kurvenkörper-Antriebsluftzylinder 65 nach hinten bewegt wird, dass der erste Kurvenkörperfolger 62 in der Kurvenkörpernut 68 nach unten geführt werden kann, und die Basis 61 kann in Richtung der unteren Position abgesenkt werden.
Ferner: wenn sich die Kurvenkörperplatte 64 nach hinten bewegt, wird der zweite Kurvenkörperfolger 63, welcher an dem Anlagebereich 641 positioniert ist, von dem Anlagebereich 641 weg verschoben, und danach leistet die Kurvenkörperplatte 64 keinen Beitrag zur Operation der Basis 61.
Der zweite nicht-veränderliche Abschnitt 683 der Kurvenkörpernut 68 ist am untersten Teil in der Kurvenkörpernut 68 positioniert und wenn, wie in 11 gezeigt, der erste Kurvenkörperfolger 62 an dem zweiten nicht-veränderlichen Abschnitt 683 positioniert ist, ist ein Zustand erreicht, in dem die Basis 61 in der unteren Position gehalten ist.
Wenn sich die Basis 61 in der unteren Position befindet, kann der oben beschriebene Presserfuß 14 wesentlich weiter zu dem unteren Teil hin abgesenkt werden als der untere Endbereich der Nähnadel 11, welche sich in einem unteren Totpunkt befindet, und ein Teil zwischen der Nähnadel 11 und der Stichplatte 13 kann weit offen sein. Damit ist auch dann, wenn das Werkstück die Gestalt einer dreidimensional gekrümmten Oberfläche und eine Gestalt, bei der eine Änderung vertikal erzeugt wird, aufweist, die Möglichkeit gegeben, das Werkstück zwischen der Nähnadel 11 und der Stichplatte 13 leicht zu setzen.
Ferner: da der zweite nicht-veränderliche Abschnitt 683 ebenfalls parallel zur Y-Achsenrichtung verläuft, kann der horizontale Teil in der Kurvenkörpernut 68 den ersten Kurvenkörperfolger 62 vertikal haltern und kann die Stichplatte 13 stabil haltern.
Steuersystem des Nähsystems
Wie in 13 gezeigt, umfasst die Steuereinrichtung 90 des Nähsystems 100 einen Nur-Lese-Speicher (ROM) 92, in dem ein Programm zum Durchführen verschiedener Operationssteuerungen, welche das Nähen betreffen, gespeichert ist, einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 93, welcher zu einem Arbeitsbereich für eine arithmetische Prozessierung wird, einen nichtflüchtigen Datenspeicher 94, welcher mit Daten wiederbeschreibbar ist, als ein Speichermittel zum Speichern verschiedener Arten von Setzdaten und eine CPU 91 (zentrale Prozessoreinheit), welche das Programm in dem ROM 92 ausführt.
Ferner steuert die CPU 91 den Antrieb eines Servomotors 114 des Roboterarms 110 und den Motor 31 der Nähmaschine 10 über Motorantriebsschaltungen 114a und 31a.
Ferner sind bei dem Servomotor 114 und dem Motor 31 Encoder 115 und Encoder 34, welche jeden Ausgangswellenwinkel detektieren, zusammen bereitgestellt, und die CPU 91 ist über jede der Detektionsschaltungen 115a und 34a mit dem Servomotor 114 und dem Motor 31 verbunden.
Ferner sind bei dem Roboterarm 110 die Servomotoren 114 und die Encoder 115 in jedem der sechs Gelenke 113 bereitgestellt, wobei in 13 jedoch nur jeweils einer derselben gezeigt ist und die anderen weggelassen sind.
Ferner ist die CPU 91 mit einer Antriebsschaltung 65a verbunden zum Steuern eines elektromagnetischen Ventils 65b zum Betreiben des Kurvenkörperantriebs-Luftzylinders 65, welcher die Basis 61 der Zweifadenkettenstich-Nähmaschine 10 anhebt und absenkt.
Nähoperationssteuerung
Bei dem Nähsystem 100 mit der oben beschriebenen Konfiguration führt die Steuereinrichtung 90 eine Nähoperationssteuerung aus, welche nachfolgend beschrieben wird, um zu verhindern, dass der Endbereich des Nadelfadens des Nähstarts auf der Oberseite des Werkstücks verbleibt.
14 ist ein Ablaufdiagramm der Nähoperationssteuerung und 15A und 15B sind Operationsbeschreibungsansichten der Nähoperationssteuerung.
Ferner wird bei dem Nähsystem 100 ein weiches Material, welches ein gesetztes Muster aufweist und welches mit der Nähnadel 11 durchdrungen werden kann (beispielsweise eine Harzbeschichtung), als ein Werkstück verwendet, und das Werkstück wird mittels einer Haltevorrichtung in einer spezifischen Zielposition gehalten.
Bei der Durchführung des Nähens steuert zunächst die CPU 91 der Steuereinrichtung 90 jeden der Servomotoren 114 des Roboterarms 110 und transportiert die Zweifadenkettenstich-Nähmaschine 10 in eine Nähstartposition des durch die Haltevorrichtung gehaltenen Werkstücks (Schritt S1).
Ferner befindet sich die Basis 61 des Hebe- und Senkmechanismus 60 anfänglich in einem abgesenkten Zustand und ist in einem Zustand gehalten, in dem der Teil zwischen der Nähnadel 11 und der Stichplatte 13 weitgehend offen ist, und wenn die Stichpunktposition durch den Roboterarm 110 in der Nähstartposition des Werkstücks positioniert ist, wird das elektromagnetische Ventil 65b des Kurvenkörperantriebs-Luftzylinders 65 gesteuert, derart, dass die Basis 61 angehoben wird, und das Werkstück wird auf die Stichplatte 13 gesetzt.
Ferner wird der Antrieb des Motors 31 gestartet und die erste Stichbildung wird ausgeführt (Schritt S3).
Demgemäß wird, wenn die Nähnadel 11 abgesenkt wird und rollt, um unter Durchlaufen des unteren Totpunkts angehoben zu werden, die Schleife des Nadelfadens gebildet, und der Spitzenendbereich des Greifers 41, der sich nach vorne bewegt, tritt dort ein.
Zu diesem Zeitpunkt überwacht die CPU 91 einen Ausgang des Encoders 34 des Motors 31 und bestimmt, ob eine Ausgangswelle des Motors 31 einen vorbestimmten Wellenwinkel unmittelbar vor einem oberen Totpunkt der Nähnadel 11 erreicht hat oder nicht (Schritt S5). Ferner wird in einem Fall, in dem die Ausgangswelle den vorbestimmten Wellenwinkel nicht erreicht hat, der Antrieb des Motors 31 fortgesetzt, und in einem Fall, in dem die Ausgangswelle den vorbestimmten Wellenwinkel erreicht hat, wird der Motor 31 vorübergehend gestoppt (Schritt S7). Ferner, da die Rotation aufgrund der Trägheit aus einem Stopp-Befehl des Motors 31 erzeugt wird, bis der Motor 31 praktisch gestoppt ist, detektiert die CPU 91 unter Berücksichtigung der Trägheit einen vorbestimmten Wellenwinkel, bei dem sich der Encoder 34 in einem dem oberen Totpunkt nahen Teil befindet, startet die Stopp-Steuerung des Motors 31 und führt demgemäß die Steuerung zum Stoppen des Motors 31 an dem oberen Totpunkt durch die durch Trägheit verursachte Rotation präzise aus.
An der Position des oberen Totpunkts der Nähnadel 11 ist, wie in 15A gezeigt, ein Zustand erreicht, bei dem der Eintritt des Spitzenendbereichs des Greifers 41 in die Schleife des Nadelfadens sein Maximum hat. Ferner sind in 15A und 15B lediglich die Nähnadel 11, der Greifer 41 und ein Werkstück C dargestellt; andere Konfigurationen sind weggelassen.
Ferner ist bei dem Wellenwinkel des Motors 31, bei dem sich die Nähnadel 11 in der Position des oberen Totpunkts befindet, ein Zustand erreicht, bei dem die Passfeder 511 des ersten Gelenkgliedes 51 und die erste Passfedernut 531 des Relaisgliedes 53 entlang der Auf- und Ab-Richtung (Z-Achsenrichtung) angeordnet sind (siehe 8).
Als Nächstes senkt die CPU 91 durch Betätigen des Kurvenkörperantriebs-Luftzylinders 65 des Hebe- und Senkmechanismus 60 die Basis 61 ab (Schritt S9). Demgemäß bewegt sich der Greifer 41, um zusammen mit der Basis 61 abgesenkt zu werden, wie in 15B dargestellt. Da sich der Greifer 41, wie oben beschrieben, in einem Zustand befindet, in dem der Eintritt in die Schleife des Nadelfadens sein Maximum erreicht, ist es möglich, den Nadelfaden durch die Absenkbewegung nach unten zu ziehen. Als eine Folge davon wird bei der ersten Stichbildungsposition der Nähstart-Endbereich des Nadelfadens, welcher von der oberen Oberfläche des Werkstücks C nach oben vorsteht, in die untere Oberflächenseite des Werkstücks C gezogen, und ein Zustand, in dem der Faden des Nähstart-Endbereichs des Nadelfadens an der oberen Oberflächenseite des Werkstücks zurückbleibt, wird gemildert und freigegeben.
Ferner hebt die CPU 91 durch Betätigen des Kurvenkörperantriebs-Luftzylinders 65 des Hebe- und Senkmechanismus 60 die Basis 61 an (Schritt S11). Demgemäß wird die Stichplatte 13 in einen Zustand gebracht, in dem die Stichplatte 13 mit dem Werkstück C in Kontakt ist, und kehrt in einen Zustand zurück, in dem das Nähen möglich ist.
Weiterhin wird der Antrieb des Motors 31 erneut gestartet und die Schwingung nach der zweiten Öse der Nadel wird ausgeführt (Schritt S13).
Danach bestimmt die CPU 91, dass das Nähen beendet ist (Schritt S15), und wenn das Nähen nicht beendet ist, wird das Nähen fortgesetzt, und wenn das Nähen beendet ist, wird der Antrieb des Motors 31 gestoppt, der Kurvenkörperantriebs-Luftzylinder 65 wird betätigt, die Basis 61 wird abgesenkt und die Nähsteuerung wird beendet.
Ferner wird hinsichtlich der Bestimmung, ob das Nähen beendet ist oder nicht, in einem Fall, in dem der Befehl zum Beenden des Nähens eingegeben wird, detektiert, dass die Anzahl der Stiche die vorab bestimmte Anzahl erreicht hat oder dass andere Endbearbeitungsbedingungen erfüllt sind, und das Nähen wird beendet.
Wirkung der Ausführungsform
Bei der Zweifadenkettenstich-Nähmaschine 10 des Nähsystems 100 kann dadurch, dass die Basis 61 vertikal beweglich gehaltert ist, die Stichplatte 13 von der Nähnadel 11 getrennt oder derselben angenähert werden, und das Werkstück, welches eine dreidimensionale Gestalt aufweist, kann leicht gesetzt werden.
Ferner: da die Steuereinrichtung 90 das elektromagnetische Ventil 65b des Kurvenkörperantriebs-Luftzylinders 65 des Hebe- und Senkmechanismus 60 steuert, derart, dass die Basis 61 in einem Zustand, in dem der Greifer 41 den Nadelfaden der Nähnadel 11 nach Durchführung der ersten Stichbildung fängt, in der Richtung bewegt wird, in der sie von der Nähnadel 11 getrennt wird, ist die Möglichkeit gegeben, an der ersten Stichbildungsposition des Werkstücks C den Nähstart-Endbereich des Nadelfadens, der von der oberen Oberfläche nach oben vorsteht, in die untere Oberflächenseite des Werkstücks C zu ziehen. Daher kann bei der Zweifadenkettenstich-Nähmaschine 10, bei der es wahrscheinlich ist, dass der Restfaden des Nähstart-Endbereichs des Nadelfadens an der oberen Oberflächenseite des Werkstücks erzeugt wird, der Zustand betreffend den Restfaden abgemildert oder freigegeben werden.
Ferner ist es bei der Zweifadenkettenstich-Nähmaschine 10 dadurch, dass das Ziehen des Nähstart-Endbereichs des Nadelfadens unter Verwendung der Konfiguration des Hebe- und Senkmechanismus 60 zur einfachen Durchführung des Setzens des Werkstücks C realisiert wird, nicht erforderlich, eine dedizierte Konfiguration bereitzustellen zum Freigeben oder Abmildern des Zustands des Restfadens des Nähstart-Endbereichs des Nadelfadens an der oberen Oberflächenseite des Werkstücks, und es ist möglich, die Anzahl der Komponenten zu reduzieren oder die Reduzierung der Größe der Zweifadenkettenstich-Nähmaschine 10 zu realisieren.
Ferner: die Zweifadenkettenstich-Nähmaschine 10 umfasst zwei Nähnadeln 11 und die Greifer 41, kann den Zweifadenkettenstich von zwei Reihen durchführen und kann den Zustand des Restfadens des Nähstart-Endbereichs des Nadelfadens an der oberen Oberflächenseite des Werkstücks bezüglich jeder der Nähte abmildern oder freigeben. Ferner kann eine Konfiguration eingesetzt werden, bei der eine oder drei oder mehr Nähnadeln 11 und die Greifer 41 bereitgestellt sind.
Ferner: da die Zweifadenkettenstich-Nähmaschine 10 mit dem Kopplungsglied 50 zwischen der Eingangswelle 421 und der Transmissionswelle 422 bereitgestellt ist und das Kopplungsglied 50 aus dem Oldham-Gelenk aufgebaut ist, ist selbst dann, wenn die Eingangswelle 421 bezüglich der Transmissionswelle 422 vertikal bewegt wird, die Möglichkeit gegeben, den gekoppelten Zustand aufrechtzuerhalten, während das erste Gelenkglied und das zweite Gelenkglied 51 und 52 sowie das Relaisglied 53, aus denen das Oldham-Gelenk aufgebaut ist, nicht in einem getrennten Zustand sind, und somit bedarf es beim Schalten des Drehmomentübertragungszustands und des getrennten Zustands der Eingangswelle 421 und der Transmissionswelle 422 zueinander keiner artifiziellen Arbeit, und das Schwingen zwischen den zwei Zuständen kann glatt durchgeführt werden.
Ferner: da die Zweifadenkettenstich-Nähmaschine 10 durch Heben und Senken der Basis 61 einen Zwischenraum zwischen der Nähnadel 11 und der Stichplatte 13 öffnen kann, ist es nicht erforderlich, einen beweglichen Mechanismus an dem Armbereich 23 bereitzustellen, und der Roboterarm 110 kann den Endbereich des Armbereichs 23 auf der Seite der Nadelstange haltern.
Somit ist es möglich, die Stichpunktposition der Zweifadenkettenstich-Nähmaschine 10 an einer Position anzuordnen, welche in der Nähe des Spitzenendbereichs des Roboterarms 110 liegt, um die Positioniergenauigkeit der Stichbildungsposition zu verbessern und eine Verbesserung der Nähqualität zu erzielen.
Weitere Beispiele für das Kopplungsglied
Ferner ist das Kopplungsglied 50 nicht auf das Oldham-Gelenk beschränkt; es können auch andere Strukturen Anwendung finden, bei denen es möglich ist, unmittelbar in einen Zustand zurückzukehren, in dem die Glieder auf der gleichen ursprünglichen geraden Linie ausgerichtet sind, ohne vollständige Trennung der Glieder voneinander, während die parallele Bewegung der Eingangswelle 421 zugelassen ist.
Beispielsweise kann das gleiche Glied wie das oben beschriebene erste Gelenkglied 51 an der Eingangswelle 421 festgelegt bereitgestellt sein, das zweite Gelenkglied, bei dem die Passfedernut, in welche die Passfeder 511 gleitbeweglich eingepasst ist, entlang der Richtung orthogonal zur Mittelwelle an der dem ersten Gelenkglied 51 gegenüberliegenden Oberfläche ausgebildet ist, kann an der Transmissionswelle 422 festgelegt bereitgestellt sein, und das Kopplungsglied kann aus den zwei Gliedern aufgebaut sein.
Demgemäß ist es möglich, unmittelbar in einen Zustand zurückzukehren, in dem die Glieder auf der gleichen ursprünglichen geraden Linie ausgerichtet sind, ohne vollständige Trennung der Glieder voneinander, während die parallele Bewegung der Eingangswelle 421 zugelassen ist, und die Hebe- und Senkoperation der Basis 61 zuzulassen.
Weil es jedoch nicht möglich ist, die Eingangswelle 421 bezüglich der Transmissionswelle 422 nur in der Richtung entlang der Passfeder 511 zu bewegen, ist es notwendig, die Detektionsmittel zum Detektieren des Wellenwinkels der Unterwelle 42, der Oberwelle 32 oder der Eingangswelle des Motors 31 bereitzustellen und die Basis 61 nach Steuerung des Motors 31 derart, dass die Passfeder 511 entlang der Z-Achsenrichtung ausgerichtet ist, anzuheben und abzusenken.
Ferner kann das Kopplungsglied 50 das Schmidt-Gelenk verwenden, welches ähnlich funktioniert wie das Oldham-Gelenk. Wie in 16 gezeigt, umfasst ein Schmidt-Gelenk 50A ein scheibenförmiges erstes Gelenkglied 51A, welches an seiner Mitte an der Eingangswelle 421 festgelegt bereitgestellt ist, ein zweites Gelenkglied 52A, welches an seiner Mitte an der Transmissionswelle 422 festgelegt bereitgestellt ist, ein Relaisglied 53A, welches hierzwischen angeordnet ist, ein Verbindungsglied 54A, bei dem zwei oder mehr Längen, über welche die Glieder miteinander gekoppelt sind, äquivalent zueinander sind, zwischen dem ersten Gelenkglied 51A und dem Relaisglied 53A, und ein Verbindungsglied 55A, bei dem zwei oder mehr Längen, über welche die Glieder miteinander gekoppelt sind, äquivalent zueinander sind, zwischen dem zweiten Gelenkglied 52A und dem Relaisglied 53A, wobei jedes der Verbindungsglieder 54A und 55A mit dem ersten und dem zweiten Gelenkglied 51A und 52A oder mit dem Relaisglied 53A gekoppelt ist, derart, dass ein Endbereich bzw. der andere Endbereich in der Richtung, welche die gleiche wie die der Eingangswelle 421 ist, um die Welle rotieren kann, die Mehrzahl von Verbindungsgliedern 54A parallel zueinander angeordnet sind und die Mehrzahl von Verbindungsgliedern 55A parallel zueinander angeordnet sind.
Die Schmidt-Kupplung 50A, welche diese Konfiguration aufweist, kann ebenfalls unmittelbar in den Zustand zurückkehren, in dem die Glieder auf der gleichen geraden Linie angeordnet sind, ohne vollständige Trennung der Glieder voneinander, während die parallele Bewegung der Eingangswelle 421 zugelassen ist.
Weiteres
Ferner ist die in 14 dargestellte Nähoperationssteuerung nicht auf das Nähsystem begrenzt und kann an einer Einzelnähmaschine eingesetzt werden, welche nicht mit dem Roboter ausgerüstet ist.
Ferner ist es wahrscheinlich, dass der Restfaden des Nähstart-Endbereichs des Nadelfadens bei dem Zweifadenkettenstich an der oberen Oberflächenseite des Werkstücks erzeugt wird; er kann jedoch auch bei anderen Näharten entstehen. Da es beispielsweise einen Fall gibt, in dem auch ein Fall des Steppstichs erzeugt wird, kann bezüglich der Steppstichnähmaschine oder des aus der Steppstichnähmaschine und dem Roboterarm 110 aufgebauten Nähsystems die in 14 dargestellte Nähoperationssteuerung Anwendung finden.
Die Zweifadenkettenstich-Nähmaschine 10 überträgt das Drehmoment des Motors 31 über den Transmissionsmechanismus 70 auf den Greifermechanismus 40; es kann jedoch ein von dem Motor 31 getrennter Greiferantriebsmotor bereitgestellt sein. Ferner kann in diesem Fall durch die Bereitstellung des Greiferantriebsmotors in der Basis 61 das Kopplungsglied 50 entfallen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 5885018 [0004]

Claims

Nähmaschine, umfassend: eine Basis, welche ein Schiffchen oder einen Greifer haltert und entlang einer Richtung beweglich gehaltert ist, in der sie einer Nähnadel angenähert oder von derselben getrennt wird, bezogen auf einen Bettbereich eines Rahmens; einen Hebe- und Senkmechanismus, welcher die Basis entlang der Richtung bewegt, in der diese der Nähnadel angenähert oder von derselben getrennt wird; und eine Steuereinrichtung, welche den Hebe- und Senkmechanismus steuert, um die Basis in einem Zustand, in dem das Schiffchen oder der Greifer einen Nadelfaden der Nähnadel nach Durchführung einer ersten Stichbildung fängt, in der Richtung zu bewegen, in der diese von der Nähnadel getrennt wird.
Nähmaschine nach Anspruch 1, wobei ein Zweifadenkettenstich ausgeführt wird, derart, dass der Greifer, welcher sich an einer Unterseite einer Stichplatte nach vorne bewegt, den Nadelfaden, welcher in die Nähnadel eingeführt ist, fängt, und dass die Nähnadel, welche abgesenkt wird, einen Greiferfaden fängt, welcher in den Greifer eingeführt ist, der sich nach hinten bewegt.
Nähmaschine nach Anspruch 2, wobei eine Mehrzahl der Nähnadeln und der Greifer bereitgestellt sind.
Nähmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Basis eine Eingangswelle haltert, welche bezüglich des Schiffchens oder des Greifers eine Nähoperation erteilt, und die Nähmaschine ferner ein Kopplungsglied umfasst, welches zwischen der Eingangswelle der Basis und einer Transmissionswelle, welche Leistung auf die Eingangswelle überträgt, bereitgestellt ist und in irgendeinen der Zustände wechselt, welche sind ein Zustand, in dem die Eingangswelle und die Transmissionswelle auf der gleichen Linie ausgerichtet sind und dazu in der Lage sind, ein Drehmoment zu übertragen, und ein Zustand, in dem sich die Eingangswelle zusammen mit der Basis bezüglich der Transmissionswelle bewegt hat.
Nähmaschine nach Anspruch 4, wobei das Kopplungsglied ein erstes Gelenkglied, welches auf einer Seite der Eingangswelle bereitgestellt ist, und ein zweites Gelenkglied, welches auf einer Seite der Transmissionswelle bereitgestellt ist, umfasst, das erste Gelenkglied und das zweite Gelenkglied über eine Passfeder, welche an irgendeiner der einander gegenüberliegenden Oberflächen derselben gebildet ist, und eine Passfedernut, welche an der jeweils anderen der Oberflächen gebildet ist, miteinander gekoppelt sind, und die Passfeder und die Passfedernut entlang einer Richtung gebildet sind, welche orthogonal zu der Eingangswelle und der Transmissionswelle verläuft.
Nähmaschine nach Anspruch 4, wobei das Kopplungsglied ein Oldham-Gelenk oder ein Schmidt-Gelenk ist.
Nähsystem, umfassend: die Nähmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6; und einen Roboterarm, welcher die Nähmaschine hält.
Nähsystem nach Anspruch 7, wobei ein Endbereich eines Armbereichs auf einer Seite einer Nadelstange der Nähmaschine über den Roboterarm gehaltert ist.