FR2528080A1

FR2528080A1 - Electronically-controlled sewing machine for stitching leather - having mechanically separate needle and shuttle units with independent drives

Info

Publication number: FR2528080A1
Application number: FR8209726A
Authority: FR
Inventors: Serge Mariacci
Original assignee: Anver SA
Current assignee: Anver SA
Priority date: 1982-06-04
Filing date: 1982-06-04
Publication date: 1983-12-09

Abstract

The sewing-head in which the workpiece is manipulated automatically by a programmable control unit, comrises upper and lower sewing mechanisms of conventional construction, but which are separate and independent parts, whose operations are synchronised by the electronic control unit. Each part has a separate drive motor and encoder, and is mounted on a pinion which enables it to be rotated about an axis perpendicular to the sewing table. The needle-bar carries two neeldes which may carry different threads, and which can be operated simultaneously, or which may be interchanged as required. The machine can handle workpieces of much greater size than can be accommodated on machines of conventional design, it gives better quality of output, and has better access to the sewing mechanisms for repair and maintenance.

Description

La présente invention a trait au domaine des machines et mécanismes de couture et concerne tout particulièrement un nouveau type de machine à coudre spécialement apte - bien que non limité - à l'incorporation dans un ensemble automatique programmable pour l'assemblage, par piqûre, de plusieurs pièces de'maroquinerie,
Les machines à coudre conventionnelles, soit pour usage domestique soit, avec des dimensions plus importantes et de structure plus complexe, pour utilisation industrielle, sont toutes basées sur le même principe d'un ensemble unitaire avec liaison mécanique entre l'élément supérieur ou " partie tete " (ou aiguille) et l'élément inférieur ou " partie palier crochet " (ou crochet) qui comporte la botte à navette ou canette.L'ensemble est conçu de façon que les arbres métalliques supérieur et inférieur, ainsi que les organes mécaniques associés, permettant un mouvement synchrone de l'aiguille et du crochet.The present invention relates to the field of sewing machines and mechanisms and particularly relates to a new type of sewing machine specially adapted - although not limited - to the incorporation in a programmable automatic assembly for the assembly, by stitching, of several pieces of leather goods,
Conventional sewing machines, either for domestic use or, with larger dimensions and of more complex structure, for industrial use, are all based on the same principle of a unitary assembly with mechanical connection between the upper element or "part head "(or needle) and the lower element or" hook bearing part "(or hook) which includes the shuttle boot or bobbin. The assembly is designed so that the upper and lower metal shafts, as well as the mechanical members associated, allowing synchronous movement of the needle and hook.

Dans les installations industrielles, telles que par exemple l'industrie textile et la maroquinerie, on a mis au point depuis un certain nombre d'annees des dispositifs à commande numérique où des machines à piquer industrielles sont associées à des ensembles d'automates à lecteurs de programmes dans lesquels les matériaux à coudre se déplacent sur table et sous l'aiguille selon deux axes x,x' et y, y' perpendiculaires entre eux a une cadence et selon un chemin sequentiel predeterminés. In industrial installations, such as the textile industry and leather goods, numerical control devices have been developed for a number of years where industrial stitching machines are associated with sets of automatic readers programs in which the materials to be sewn move on the table and under the needle along two axes x, x 'and y, y' perpendicular to each other at a rate and according to a predetermined sequential path.

Ces unités de piquage automatique font appel à des machines à coudre qui, certes, sont plus performantes et de plus grande taille que les machines courantes de couture mais on retrouve, du fait notamment des liaisons mécaniques entre la tête et la partie crochet, les mêmes inconvénients que ces dernières. Les fortes cadences autorisées par l'ensemble automate sont souvent brisées non seulement par les opérations courantes telles que changement de canettes, adaptation d'aiguilles..etc mais surtout par les interventions de réparation d'anomalies ou défectuosités des organes mécaniques de la machine. Ces interventions sont rendues difficiles par les liaisons mécaniques des parties inférieure et supérieure de la machine qui forme un tout homogène et l'on est, en outre, gêné par le manque de place sur le dispositif automatique à commande numérique.Par ailleurs, dans ces unités industrielles, la surface de travail est limitée dans une de ses dimensions par le col de cygne de la machine, c'est-å-d,re par
la jonction mécanique des deux parties de cette dernière.These automatic stitching units use sewing machines which, admittedly, are more efficient and larger than standard sewing machines but we find, due in particular to the mechanical connections between the head and the hook part, the same disadvantages than the latter. The high rates authorized by the automaton assembly are often broken not only by current operations such as changing cans, adapting needles, etc., but especially by interventions to repair anomalies or faults in the mechanical parts of the machine. These interventions are made difficult by the mechanical connections of the lower and upper parts of the machine which form a homogeneous whole and one is, moreover, hampered by the lack of space on the automatic device with numerical control. industrial units, the work surface is limited in one of its dimensions by the swan neck of the machine, that is, by
the mechanical junction of the two parts of the latter.

L'invention a pour but d'éliminer les inconvénients susvises en proposant un nouveau principe de montage et utilisation de machine à coudre qui facilite toutes les interventions de réparation et qui autorise l'utilisation de grandes surfaces de travail tout en permettant, en outre d'ameliorer notablement la régularité des piqûres, en particulier lorsqu'il s'agit d'assemblages complexes comme cela est le cas dans les articles de maroquinerie et dans la chaussure. The object of the invention is to eliminate the abovementioned drawbacks by proposing a new principle of assembly and use of a sewing machine which facilitates all repair interventions and which authorizes the use of large work surfaces while also allowing '' significantly improve the regularity of the stitching, especially when it comes to complex assemblies as is the case in leather goods and in shoes.

Selon sa définition la plus générale, la machine à coudre ou piquer selon l'invention est essentiellement caractérisée en ce que les deux parties de tête et de crochet sont indépendantes mécaniquement entre elles et ne sont liées en synchronisation que par asservissement électronique. According to its most general definition, the sewing or stitching machine according to the invention is essentially characterized in that the two head and hook parts are mechanically independent from one another and are only linked in synchronization by electronic servoing.

Dans cette machine > les mecanismes eux-mêmes des deux éléments restent conventionnels. Par exemple l'élément de tête comporte le balancier, le doigt releveur, la barre aiguille et son aiguille ainsi que le pied-presseur (ou pied de biche) ; la partie palier crochet renferme le boîtier à canette(s) ou crochets de prise de fil, les pignons, les éléments du pied compensateur et le dispositif coupe-fil.Toutefois, du fait de l'absence des organes mécaniques de liaison, notamment des arbres et accouplements divers, les deux parties de la machine peuvent être prévues en des dimensions différentes et variables à volonté qui autorisent d'une part l'emploi d'une table de piquage de grande envergure pour la couture de grandes pièces et, d'autre part, des possibilités d'interventions mécaniques indépendantes sur l'une ou l'autre partie pour réparations, mises au point, changements d'organes, etc.. In this machine> the mechanisms themselves of the two elements remain conventional. For example, the head element comprises the balance, the lifting finger, the needle bar and its needle as well as the presser foot (or presser foot); the hook bearing part contains the bobbin case (s) or wire catch hooks, the pinions, the elements of the compensating foot and the thread cutter device. However, due to the absence of the mechanical connecting members, in particular of the shafts and various couplings, the two parts of the machine can be provided in different dimensions and variable at will which allow on the one hand the use of a large-scale stitching table for sewing large pieces and, on the other hand, the possibility of independent mechanical interventions on one or the other part for repairs, adjustments, organ changes, etc.

Selon une autre caractéristique de l'invention, les deux parties, haute et basse, de la machine, mues indépendamment par moteur, sont rendues mobiles en rotation selon dans un plan perpendiculaire et selon un axe orthogonal à la table de travail où les pieces sont piquees. According to another characteristic of the invention, the two parts, high and low, of the machine, moved independently by motor, are made mobile in rotation according to a perpendicular plane and along an axis orthogonal to the work table where the parts are spikes.

La liaison électronique entre l'élément de tête et le palier crochet est réalisée par deux ensembles d'asservissement, dont l'un commande les moteurs d'entraînement des deux éléments de machine et l'autre gère les mises et déplacement en rotation, ces ensembles étant reliés à la commande numérique de l'automate de piquage, ainsi d'ailleurs que les déplacements selon deux axes x,x', et y, y' de la base de travail. The electronic connection between the head element and the hook bearing is carried out by two servo-control assemblies, one of which controls the drive motors of the two machine elements and the other manages the rotations and movement, these assemblies being connected to the digital control of the stitching machine, as well as the displacements along two axes x, x ', and y, y' of the working base.

D'autres caractéristiques apparaîtront au cours de la description plus detaillée qui suit, relative à un mode de réalisation non limitatif et définissant les principes et schemas de synchronisation des mouvements de la tête et du crochet ainsi que leurs rotations respectives.On se reportera à cet effet aux dessins et schémas illustratifs des planches annexées qui montrent schématiquement
Figure 1 : une vue simplifiée, en perspective, d'une machine en deux parties distinctes, selon l'invention, montée sur une unité industrielle automatique de piquage ;
Figure 2 : une vue en coupe, plus détaillée, d'une telle machine, munie ici d'une barre à deux aiguilles dans sa partie de tête;
Figure 3 : un schéma de principe de la commande et des liaisons électroniques entre les divers organes de l'unité de piquage ;
Figures 4 et 5 : deux diagrammes de principe ou schemasblocs illustrant les synchronisations des mouvements des deux parties de la machine et leurs rotations respectives.Other characteristics will appear in the course of the more detailed description which follows, relating to a nonlimiting embodiment and defining the principles and diagrams of synchronization of the movements of the head and of the hook as well as their respective rotations. effect to the illustrative drawings and diagrams of the attached plates which schematically show
Figure 1: a simplified perspective view of a machine in two separate parts, according to the invention, mounted on an automatic industrial stitching unit;
Figure 2: a more detailed sectional view of such a machine, here provided with a bar with two needles in its head portion;
Figure 3: a block diagram of the control and electronic connections between the various organs of the stitching unit;
Figures 4 and 5: two block diagrams or diagrams illustrating the synchronizations of the movements of the two parts of the machine and their respective rotations.

Telle que représentée sur les figures 1 et 2, une machine conforme à l'invention comporte un élément superieur ou partie de tête 1 et un élement inférieur ou partie crochet 2, sans liaison mécanique entre les deux. L'élément 1 comporte, comme déja dit, les mécanismes conventionnels non représentes ici et il est entraîné par un moteur Mt, relié à l'encodeur de tête Et, ce moteur étant disposé de telle sorte qu'il transmette son mouvement pour faire monter et descendre la barre porte-aiguille 3 ainsi que le pied presseur 4.Cet élément de tête est mobile en rotation par rapport à une console 5 sur laquelle il est fixé par l'intermédiaire de roulements de guidage 6; à cet effet, la mobilité est assurée par un moteur MP1 (couplé à l'encodeur EP1) dont le pignon 7 engrène avec la grande couronne dentée 8 qui entoure la base de l'élément de tête. Dans l'exemple de réalisation représenté ici, la barre 3 comporte deux aiguilles 9,10 débrayables qui peuvent travailler soit simultanément soit l'une ou l'autre ; dans ce dernier cas, lorsqu'une canette est terminée, l'élément haut 1 et l'élément bas 2 pivotent et l'on travaille alors avec l'autre aiguille, ce qui entraîne un seul temps mort pour changer deux canettes et permet ainsi de doubler la capacité d'utilisation. As shown in Figures 1 and 2, a machine according to the invention comprises an upper element or head part 1 and a lower element or hook part 2, without mechanical connection between the two. Element 1 comprises, as already said, the conventional mechanisms not shown here and it is driven by a motor Mt, connected to the head encoder And, this motor being arranged so that it transmits its movement to raise and lower the needle holder bar 3 as well as the presser foot 4.This head element is movable in rotation relative to a console 5 on which it is fixed by means of guide bearings 6; for this purpose, mobility is ensured by a motor MP1 (coupled to the encoder EP1) whose pinion 7 meshes with the large toothed crown 8 which surrounds the base of the head element. In the embodiment shown here, the bar 3 has two disengageable needles 9,10 which can work either simultaneously or one or the other; in the latter case, when a bobbin is finished, the top element 1 and the bottom element 2 pivot and one then works with the other needle, which causes a single dead time to change two cans and thus allows to double the capacity of use.

L'élément bas ou partie crochet 2 est donc indépendant mécaniquement de la partie de tête et comporte lui aussi les organes conventionnels tels que les crochets ou boîtiers de canettes 11, les pignons 12 ainsi que les éléments du pied compensateur et de dispositif coupe-fil (non représentés ici) qui sont tous solidaires sur leur axe 13 et sont portes par le palier de crochet 14. Le mouvement de l'élément bas 2 est procuré par le moteur MC (avec encodeur Ec) disposé au bout de l'arbre 15. En outre, cet ensemble palier crochet est mobile en rotation par rapport au chassis de base 16, grâce à un moteur MP2 (avec encodeur EP2) dont le pignon 17 est couple avec la grande couronne 18 prévue à la base du palier, les roulements 19 servant de guides lors de la rotation. The bottom element or hook part 2 is therefore mechanically independent of the head part and also comprises conventional members such as hooks or bobbin cases 11, pinions 12 as well as the elements of the compensating foot and of wire cutter device. (not shown here) which are all integral on their axis 13 and are carried by the hook bearing 14. The movement of the bottom element 2 is provided by the motor MC (with encoder Ec) disposed at the end of the shaft 15 In addition, this hook bearing assembly is movable in rotation relative to the base chassis 16, thanks to an MP2 motor (with EP2 encoder) whose pinion 17 is coupled with the large crown 18 provided at the base of the bearing, the bearings 19 serving as guides during rotation.

Sur l'illustration schématique de la figure 1, la machine de l'invention est montée à la place d'une machine à coudre traditionnelle sur une unité de piquage industrielle à commande numerique avec automate dans laquelle, de façon connue en soi, le gabarit 20 sur lequel se trouvent les matériaux à coudre subit des déplacements selon les axes x, x' et y,y'. In the diagrammatic illustration of FIG. 1, the machine of the invention is mounted in place of a traditional sewing machine on an industrial stitching unit with numerical control with automaton in which, in a manner known per se, the template 20 on which the materials to be sewn are placed undergoes displacements along the axes x, x 'and y, y'.

La figure 3 montre un diagramme schématique des commandes électroniques dans une telle unité de piquage. Les moteurs
Mt et Mc de commande des deux éléments indépendants 1 et 2 de la machine à coudre sont reliés à un premier asservissement electronique A1, alors que les moteurs pour la rotation MP1et MP2 sont asservis par le deuxième groupe A2. Ces asservissements sont reliés(flèches 21 et 22) ainsi d'ailleurs que la tête 23 de déplacement en x,y du gabarit 20 porte-matériaux à la commande numérique CN de l'automate de programmation de marche de l'unité. Figure 3 shows a schematic diagram of the electronic controls in such a stitching unit. Engines
Mt and Mc for controlling the two independent elements 1 and 2 of the sewing machine are connected to a first electronic control A1, while the motors for rotation MP1 and MP2 are controlled by the second group A2. These slaves are connected (arrows 21 and 22) as well as the head 23 for displacement in x, y of the template 20 for material carriers to the digital control CN of the unit's programming programming machine.

On fournira maintenant les explications de base relatives aux principes de synchronisation des mouvements, haut-bas ainsi que de rotation, de l'ensemble tête-crochet, ceci à l'aide des schémas-blocs des figures 4 et 5. We will now provide the basic explanations relating to the principles of synchronization of movements, up-down as well as rotation, of the head-hook assembly, this using the block diagrams of Figures 4 and 5.

La synchronisation des mouvements de la tête 1 et du crochet 2 (figure 4) s'effectue de la façon suivante : la commande nu mérique CN de l'automate fournit une demande analogique identique pour les deux variateurs Vt (de tête) et Vc (de crochet). Ces variateurs asservissent la vitesse et le couple des moteurs Mt et Mc, la vitesse de rotation des moteurs etant proportionnelle -à la valeur absolue de la demande alors que le sens de rotation est fonction du signe de la demande. Une telle sollicitation provoque la rotation des deux moteurs en bout d'arbre desquels sont montes les encodeurs Et et Ec. A partir des impulsions de ces encodeurs, la carte d'asservissement de l'automate de synchronisation AS va comparer la rotation de Mt et Mc et pourra réinjecter, de manière analogique, une correction sur la demande fournie au variateur Vc.Par tailleurs, un réglage d'offset OF (ou comparateur) permet, si nécessaire, de modifier la demande fournie au-variateur Vc ; il autorise par exemple un réglage électronique de la position de l'aiguille par rapport à la position de l'attrape-fil lors de la prise de boucle. The synchronization of the movements of the head 1 and of the hook 2 (FIG. 4) is carried out as follows: the digital control CN of the automaton provides an identical analog demand for the two variators Vt (of the head) and Vc ( hook). These variators control the speed and the torque of the motors Mt and Mc, the speed of rotation of the motors being proportional to the absolute value of the demand while the direction of rotation is a function of the sign of the demand. Such a request causes the rotation of the two motors at the end of the shaft from which the encoders Et and Ec are mounted. From the pulses of these encoders, the servo card of the synchronization automaton AS will compare the rotation of Mt and Mc and will be able to re-inject, analogically, a correction on the demand supplied to the Vd drive. offset setting OF (or comparator) allows, if necessary, to modify the request supplied to the variator Vc; it allows for example an electronic adjustment of the position of the needle relative to the position of the thread catcher when taking the loop.

Pour effectuer le cycle d'initialisation des deux parties de la machine on opère de la manière suivante : on fait tourner la tête 1 pour rechercher le canal zero de l'encodeur Et puis on arrête la rotation sur ce canal ; on opère de même pour le crochet 2 avec arrêt sur le canal zero de l'encodeur Ec ; on met en fonction l'offset OF pour le réglage de la prise de boucle puis on fait subir aussi bien à la tête qu'au crochet une rotation de 180 degrés dans le sens de marche pour amener l'aiguille à son point mort haut ; on met ensuite bors tension le moteur Mt de commande de tête. Une fois ce cycle termine, on peut tourner à la main la partie tête 1, l'élément crochet 2 étant désormais lié électroniquement à la tête. Comme dit cidessus on peut aussi modifier le reglage de la position de l'aiguille par rapport à celle du crochet par ajustage de l'offset. To carry out the initialization cycle of the two parts of the machine, we operate as follows: we rotate head 1 to find the zero channel of the encoder And then we stop the rotation on this channel; the same is done for the hook 2 with stop on the zero channel of the Ec encoder; the OF offset is set in function for the adjustment of the loop take and then the head and the hook are subjected to a 180 degree rotation in the direction of travel to bring the needle to its top dead center; then the head control motor Mt is turned on. Once this cycle has ended, the head part 1 can be turned by hand, the hook element 2 now being linked electronically to the head. As said above, you can also modify the adjustment of the needle position relative to that of the hook by adjusting the offset.

Dans le cas,illustré sur l'exemple de réalisation précite, où l'on effectue des piqûres avec deux aiguilles sur un automate de piqûre automatique avec deplacement en ,y sur la table de travail, il est indispensable que la droite fictive rejoignant les extremités des deux aiguilles soit a tout moment perpendiculaire à la ligne de piqûre. Pour cela , le centre de programmation détermine pour chaque point de piqûre la valeur angulaire de la rotation de l'ensemble tête-crochet, en plus des coordonnées de chaque point de piqûre. La commande numerique CN devra donc gérer non seulement les axes x,y pour le déplacement du chariot porte-matériau 20 mais aussi l'axe de rotation Z de l'ensemble tête-crochet. In the case, illustrated in the aforementioned exemplary embodiment, in which stitching is carried out with two needles on an automatic stitching machine with displacement in, y on the work table, it is essential that the fictitious straight line joining the ends of the two needles is at all times perpendicular to the line of puncture. For this, the programming center determines for each stitch point the angular value of the rotation of the head-hook assembly, in addition to the coordinates of each stitch point. The digital control CN will therefore have to manage not only the axes x, y for the movement of the material-carrying carriage 20 but also the axis of rotation Z of the head-hook assembly.

Le principe de fonctionnement de cet axe est du même type que celui de la synchronisation de la tête et du crochet et il est schématisé par le bloc de la figure 5. La partie inférieure 2 de la machine est déjà liée électroniquement à la partie supérieure 1 et la demande en rotation parvient de façon identique sur ces deux partiers, grâce a la carte d'asservissement du centre de programmation AS. The principle of operation of this axis is of the same type as that of the synchronization of the head and the hook and it is shown diagrammatically by the block of FIG. 5. The lower part 2 of the machine is already electronically linked to the upper part 1 and the rotation request arrives identically on these two partiers, thanks to the servo card of the AS programming center.

Un réglage de gain en rotation G ainsi qu'un réglage d'offset OF peuvent être prévus sur demande de la partie superieure 1 de la machine.A gain adjustment in rotation G as well as an offset adjustment OF can be provided on request from the upper part 1 of the machine.

Lors de l'initialisation de cette phase de rotation de l'ensemble, la commande numérique CN positionne d'abord la partie tête 1 puis la partie
crochet 2 et enfin le chariot ou gabarit porte-matériau 20, tout d'abord en x, x' puis en yt y'. Un réglage fin d'offset sur la demande du va
riateur VP1 permet de positionner la ligne des deux aiguilles (9,10) de
façon exactement parallele a l'axe y,y'.During the initialization of this phase of rotation of the assembly, the digital control CN first positions the head part 1 then the part
hook 2 and finally the carriage or material-carrying template 20, first at x, x 'then at yt y'. Fine offset adjustment on demand of the va
VP1 riator allows to position the line of the two needles (9,10) of
exactly parallel to the y, y 'axis.

Bien entendu, d'autres variantes de réalisation et fonctionnement, de structures équivalentes, sont incluses dans le
cadre de la présente invention. Of course, other alternative embodiments and operations, of equivalent structures, are included in the
part of the present invention.

Claims

- CLAIMS

1. Sewing machine for industrial stitching unit with numerical control with programmable automaton and in which the materials to be assembled are arranged on a table moving along several axes, the machine being characterized in that the head part (upper) and the hook part (lower) are completely mechanically independent, the only synchronization link being ensured by electronic control.

2. Machine according to claim 1, characterized in that each part, high and low, with conventional mechanism, is driven by motor, with encoder, the two assemblies being also movable in rotation, along an axis orthogonal to the work table by independent motors and encoders whose pinions are co, I a toothed crown provided at the base of each of said parts.

3. Machine according to claim 2 in an automatic stitching device, characterized in that it includes on the one hand an electronic control of the drive motors of the upper and lower parts and, on the other hand, an electronic control of the motors for rotating said parts, these controls being connected as well as the movement control of the work table in two axes x, x 'and y, y' with the digital control, known per se, of the automatic device.

4. Machine according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the head part comprises two disengageable needles, for two different threads, able to work together or separately by pivoting to eliminate dead times for changing the bobbin.