200422464 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領碱】 發明領域 本發明涉及一種用於通過一沿面線進給方向進給至縫 5料的面線和一底線-通過該面線和底線形成一個結頭_將至 少兩件縫料縫合在一起的縫紉機，包括一臂輛；一以可變 速度驅動該臂軸的驅動電機；一縫紉機控制裝置；一具有 一針的針桿，該針桿可由該臂軸驅動；一緊線裝置，它包 括一與該面線接觸的緊線器，並通過一其中有電流通過的 10螺線管在面線中産生一線張緊力，所述電流根據線張緊力 與臂軸速度之間的確定的曲線關係而隨臂軸速度改變，以 使得面線和底線之間的結頭基本位於縫料之間；和一用於 該緊線器的操作裝置。 【月】 15 發明背景 DE10113945 C2描述了 一種通用類型的縫鲂機，其中根 據所述速度並根據一通過經驗確定的工作特性而终出面線 張緊力。該工作特性的位置和/或形狀可以由ΖΓ伽4 固相應調節
的電位計而改變。這僅涉及一種控制工作，装士 A /、甲在面線中 2〇 實際産生的線張緊力對該緊線器沒有任何反作用。缺點在 於操作者必須記住電位計的設定及其與某一縫切操作的配 屬關係。由於有三個電位計要進行設定，所以每一調節工 作均變得比較費時間。這還有錯誤輸入的風險。全部操作 既不容易也不方便。 5 200422464 DE19921516 C2描述了一種縫紉機，其中，對於所缝紉 的給定部分，緊線痕跡要盡可能地準確。爲此，設計一轉 換器以使得相應的線直接作用在該轉換器的一個與該緊線 器無關的調整元件上。設計了 一評價和控制單元用以確定 5 用於由該縫紉機在所縫紉的一給定部分中所形成每個線跡 (每次針刺）時發生的最大線張力，並用以將此記錄在一記憶 體中。借助於統計分析，由這些線張力的最大值確定一特 徵值並將其與一給定的設定值相比較。當該特徵值偏離該 設定值時，確定一用於調整該緊線器的控制變數並相應地 10 改變該緊線器的設置。因此不對逐個線跡進行各線張力測 量值和設定值之間的比較，而是首先對於多個線跡測量相 應的線張力，並然後由此借助於統計分析計算出一特徵 值’並將該特徵值與該給定的設定值相比較。使用一閉環 式控制緊線杰工作需要1¾乎恒定的縫匆條件；在劇烈波動 15 條件下的縫幼工作使所述调整裔受多個擾動變數的影塑， 以致於會造成縫幼質量的波動。該緊線器以一種與該速度 即縫紉機的操作速度無關的線張緊力工作，從而劇烈變化 的速度會導致成形線跡質量的變化。 DE3529329 C2(對應於美國專利4662294)描述了一種 20控制形式的緊線器，其中可以通過一旋轉開關將線張緊 力设置成k:化值，從而在一線中産生相應變化的線張緊 力。缺點在於操作者必須記住調節後的值及其與縫幼操作 的配屬關係’並且該線張緊力在變化的缝切機速度下保持 恒定。 於實現-種通用類型的縫切機以 到提高。 本發明的一個目的在 使得所産生的線縫質量得 C ^^明内穷 發明概要 ^ 通過可選地以一插P弓芦^ 4 或者—種閉環控制模式操作的緊線器實現^工制模式 (狀態），該緊缘5|可以抵 μ 、見。根據縫紉條件 )茨緊為可以-種開環控制 時變化時選擇開環控制模式。這此縫料^二個線跡不 整器受报多擾動變數影響，從而妨礙了線張== =引：、要實_條件在較大長度的線縫上保= 手不變，就可選擇閉環控制模式。 于成 、，根據-優選實施例，線張緊力參數可以存儲爲—程式 亚可根據縫紉工作而重新調用。 一设置有用於閉環控㈣式和開環控·式的單旋紐 控制震置的有卿實施例使得操作者可以方便地工作。該 單旋旧(1〇Ck-d〇Wn)按钮可以順時針或逆時針無限制地^ 轉亚被軸向克服彈簧負載而施壓。該旋轉給出三個值，這 些值可以在按下按紐時被存儲。例如可以調節並調用下列 各項： 線張緊力程式號； 操作模式，即開環控制模式或者閉環控制模式； 與較低速度相配的線張緊力； 與較高速度相配的線張緊力；和 200422464 線張緊力增加值。 圖式簡單說明 本發明的詳細内容將從下面結合附圖對一示例性實施 例的說明而變得明顯，其中： 5 第1圖爲一縫紉工作位置的示意圖； 第2圖爲一緊線器的與第1圖中相比放大比例的平面 圖， 第3圖爲沿第2圖的線ΕΜΠ的緊線器的剖面圖； 第4圖爲根據第2圖的箭頭IV的線張緊力測量裝置的視 10 圖； 第5圖爲該緊線器的電源驅動電路圖； 第6圖是通過一雙（線)鎖式針跡線縫而被縫合到一起的 兩缝料的視圖， 第7圖是通過一雙（線)鎖式針跡線縫而被縫合到一起的 15 兩縫料的視圖，在該兩縫料之間置有一加強條；和 第8圖是一繪出線張緊力相對於速度的變化的曲線。 【實施方式3 較佳實施例之詳細說明 第1圖所示的缝紉工作位置包括一設置於一框架2 (粗 20 略地晝出輪廓）上的傳統結構的縫紉機1。該縫紉機1包括一 底部3，即所謂的基板；一頂部4,即所謂的臂；和一支架5， 該支架將底部3和頂部4連接到一起以使得該縫紉機的整體 形狀呈C形。一臂軸6可旋轉地支承在頂部4中，通過該臂軸 驅動一具有一針8的針桿7作上、下往復運動。一支承在底 8 部3中並與針8相配的鈎9由該f _動。—壓剩設置在 頂部4中。該底部3的頂側n與屬於框架2的支承仙對齊。 該臂軸6並從而整個縫幼機i通過—皮帶驅動裝置^ -安裝在框架2中的驅動電機13驅動。爲控制該驅動電機13 並從而控制該縫匆機丨，提供了安裝在該驅動電機Η上的電 機控制裝置15,並且爲了致動該控制裝置提供了一個由操 作者操作的操作開關16(粗略地晝出輪廓）。—個與該臂軸6 連接的位置變送器/感測器17安裝在該缝匆機1上；它通過 一導線18與—操作單元19連接’該操作單元19又通過導線 2〇與該控制裝置15連接。該操作單元19和電機控制裝置^ 結合而形成一縫紉機控制系統。 通過該線18，位置變送器17將信號以給定的角距離傳 遞至所述控制裝置15，這些信號代表臂軸6的旋轉位置。通 常該臂軸6每轉具有512個信號。其中，臂軸6的速度和針8 的相應位置可以由這些信號得出。此外，在每一轉時，也 %馬旋轉脈衝發送器的位置變送器17發出一個代表一零位 置/起始位置的基準信號。 在頂部4的缝紉頭21上設置一配屬給針桿7的、並也由 忒煮軸6驅動的線桿22 ; —來自一供線裝置（未示出）的、並 在只賤中還稱作針線/面子線的面線23被通過該線杆22引 到針8。縫料-尤其是第6圖中所示實施例中的第一縫料24和 第一縫料25-在缝紉機1上被縫合到一起，當該縫紉機丨爲一 種雙(線)鎖式針迹縫紉機時由鈎9在面線23和底線26之間形 成一結頭27(在實踐中也稱爲圈結線）。希望該結頭27位於縫 ； 25之間的接縫(接合)28的區域中，即所縫合的縫料 =、25的中間，以使得如第6圖中所示從任何一側都看不到 ^。至此所述的縫紉機丨是一種大批量生産的工業自動縫紉 羞置，在實踐中有上百萬台在被使用。 5 —為了獲得結頭27的希望位置，如第2和3圖所示在縫初 碩21上安裝一緊線裝置29,它包括通過一螺紋件3〇安裝在 縫紉頭21上的一支承板31 。在該支承板31上設置有_緊、線 =2匕包括一裝備有一線繞組形式的磁線圈33並佈置在 支承板31的後部該縫紉頭21的一適配凹座35中的螺線管 34 螺栓36可移動地在中心定位於線圈33之中。一種由 鐵磁材料通常爲鐵製成的盤37固定在螺栓36上，並基本覆 盍该螺線管34並用作一銜鐵；當電流流經線圈33時盤”被 螺線管34吸引。吸引盤37的力取決於流經線圈33的電流強 度。螺栓36穿過支承板31，一張緊墊圈39通過一自鎖螺母 15 40緊固到螺栓36的朝向支承板31的前側38的一個端部。兮 張緊墊圈39還可以與該螺栓36及固定於其上的盤37_起沪 螺栓36的縱向移動；通過一銷41將其固定而防止其旋轉。 一個固定在支承板31的前側38上的位置固定的張緊墊圈42 與張緊墊圈39相配。在該張緊墊圈39、42之間設置有—用 2〇於容納面線23的間隙43。該張緊墊圈39、42構成兩個相互 配合的壓力或者緊線元件。 在支承板31上在緊線器32相對於面線進給方向44的上 游設置一眼狀導線器45和一螺栓狀的導線器46。在緊線器 32沿進給方向44的下游，設置有另—個與導線器46結構相 10 200422464 同的導線器47。如第3圖所示，面線23從供線裝置（未示出） 進給並通過導線器45和導線器46到it緊線器32。在該處面 線23被進給穿過螺栓36上方的間隙43並然後到達導線器 47，面線23由此處穿過間隙43在螺栓36下方返回緊線器 5 32。所述可移動的張緊墊圈39在螺栓36兩側將面線23壓靠 在位置固定的張緊墊圈42上，以使得不會發生螺栓36的傾 側面線23從緊線器32被通過一傳統的平衡彈簧48進給至 線桿22。該平衡彈簧48用於平衡通過線桿22進給面線23時 的不規則/不精確性。 1〇 在支承板31上設置有一個用於緊線器32的操作裝置 49，它包括一單旋鈕控制器5〇和一顯示器51。該單旋鈕控 制器50具有一個可以沿兩個旋轉方向無限制地旋轉的旋_ 壓按鈕52。該旋_壓按鈕52與一旋轉脈衝發送器/變送器％ 連接，該變送器53通常包括一個擋光板54，其中一裂縫盤 15 (Sht山吐)55設置在該擋光板/光柵54内。旋轉該按鈕52導致 發出脈衝，在該脈衝通過該擋光板54時裂縫盤55的每一裂 縫通¥赉出一h號。該脈衝通過一導線56傳遞至一微處理 |§57。沿一旋轉方向旋轉按鈕52導致該微處理器”中的脈 衝汁數增加，而沿相反方向的旋轉導致計數減小。該旋·壓 20按鈕52遂與一個按鈕開關％連接，當該按鈕52被沿朝支承 板31方向壓下時該按鈕開關58被關閉，從而將一信號通過 一導線59傳遞至微處理器57。按壓按鈕52是在克服壓縮彈 簧60的作用下進行的。 择貝示器51包括五個顯示區域，即61至65。標記爲#的 11 200422464 該顯示區域61數位地顯示一個00—99範圍的兩位元可調縫 紉程式號。標記爲Μ的該顯示區域62指示一個一位元操作 模式，即開環或閉環控制模式。標記爲以的該顯示區域63 以兩位元數指示與一速度nl相配的線張緊力。標記爲^2的 5 5亥顯示區域64也以兩位元數表示與一速度n2相配的線張緊 力。標記爲戸>的該顯示區域65指示一個特徵增加值，即當 縫料24、25的厚度增加時，F值可被增加的一個值。該顯示 器51通過一導線66與微處理器57連接。 在支承板31上設有一個線張緊力測量裝置67 ,其結構 10由第2和4圖示出。該測量裝置67包括一個夾子68，該夾子 固定在支承板31上，並且其中一柔性彎曲金屬絲69被以一 種懸臂方式單側地夾緊。一個作用于一霍爾探測器71的永 久磁鐵70安裝在該彎曲金屬絲69上。面線23通過兩個分別 位於彎曲金屬絲69的上游和下游的導線器72、73進給。如 15第4圖所示，面線23被繞彎曲金屬絲69引導，從而明顯地在 導線器72、73之間偏離其直線進程。因此一個力垂直於該 線的主方向而作用在彎曲金屬絲69上，使得該彎曲金屬絲 69根據線張緊力相對於霍爾探測器71移動。該霍爾探測器 71發出對應於该偏轉的信號；這些信號被通過一導線μ , 2〇即通過一放大器乃和一設置在該放大器75下游的模數轉換 器76進給至微處理器57。 如第5圖所示，以等角距離發出的位置變送器17的旋轉 脈衡通過導線18供給至具有一記憶體77的微處理器57。位 置或I基準信號通過另一輸入端79而供給。該縫紉機丨一由 12 200422464 驅動電機13致動，一操作指令就通過另一輸入端8〇進給至 微處理器57。另一操作指令例如通過一個由操作者致動的 彎曲拉桿82通過一輸入端81進給至微處理器57。一裁線操 作L 5虎通過另一輸入端83進給。 5 在微處理器57的下游設置有一個脈衝寬度調節器84， 該調節器84又通過一個放大器85與螺線管34的磁線圈33連 接。該磁線圈33通過一測量電阻返回至接地件87。該磁線 圈33還與一個又返回至放大器85的電流調節器88連接。 操作方式如下： 1〇 ^ 5亥縫初機1接通電源時，數位顯示區域61至65的燈 冗，第一顯示區域61，即指示一程式號#的兩位元顯示器 百先顯示有一個用作游標89的底線。該游標89示出所要影 響的數位位元。該游標89上方所希望的數位通過順時針或 逆時針方向旋轉旋-壓按鈕52而增加或減小。當所希望的數 15位出現時，按下旋-壓按鈕52，從而通過按鈕開關58發出一 個用於確定存儲在記憶體77中的上述數位的脈衝，並使得 游標89移動到下一可能的數位位元。在上述示例中，這時 就可以遥擇5亥一位元程式號。在通過旋轉按紐52而進行相 應的選擇後，該數位也通過被按下的按鈕52而確定。至此 2〇該縫紉程式被選擇並確定；游標89跳到第二顯示區域62。 足時操作模式Μ顯示區域62被啟動並且通過按鈕52的相應 方疋轉將選擇用於閉環控制模式的丨或用於開環控制模式的 2 〇 學習過程進行如下： 13 200422464 在開環控制模式中進行一學習過程。縫製若干必須包 括足夠數量的線跡例如多於1〇個線跡的測試線縫。在根據 經驗確定一質量可接受的線縫後-如上所述-由線張緊力測 量裝置67在一線跡成形周期中測量的最大需要線張緊力值 5 將被如下所述進行進一步利用。 爲了調節緊線為32 ’操作者首先爲調整變數ρ 1、ρ2和 F>設定經驗變數。每一F變數對應於一作用於線圈33上的對 應電流。在弟一學習階段以一個臂轴速度η g η 1例如 nKOOOmin·1縫製第一測試線縫。如果縫製結果不令人滿 1〇 意，則操作者如上所述改變F1值並縫製另一測試線縫。重 複該過程直至結果滿足所需質量。當縫製一測試線縫時， 一用於通過線張緊力測量裝置67、放大器75、模數轉換器 76、微處理裔57和緊線恭32所形成的調整器的設定值，由 線張緊力測量裝置67所發出的電壓曲線確定。通過按下按 15紐52將在記憶體77中存儲用於該調整器的電壓曲線值的最 後確定的設定值和用於緊線器32的設定電流。至此用於調 節一線張緊力F1值的學習階段結束。 以類似方式進行一個在速度η - n2例如r^yooomin-1時 用於線張緊力F2的第二學習階段；也首先爲打設定一個經 20 驗值；然後，通過在該增加的速度下所縫製的若干測試線 縫，以一個從電壓曲線重新確定的用於該調整器的設定值 爲該速度確定F2。通過按壓按鈕52，採用最後確定的設定 值並存儲該設定值以用於該調整器和用於該控制器的調節 電流。這樣也結束了 F2值的調節。 14 200422464 以相同的方式進行？>學習階段。在縫料厚度增加時所 需的這樣一個特徵增加值？>在例如第7圖中所示的在兩縫 料24、25之間放置一加強條9〇時是必需的。 如第8圖中的圖形所示’線張緊力值F被線性推知。在 5 nl和n2之間，將隨速度增加而産生一直線，該直線可以下 降、上升或者水平。在nl以下和n2之上，該線張緊力值保 持恒定。 在微處理器57中對這些值進行計算。 當在開環控制模式下進行隨後的縫紉操作時，則只有 10縫紉機1的速度被檢測並且該緊線器32的磁線圈33通以爲 該速度確定和存儲的電流。不存在反饋和再調節。 然而，當在閉裱控制模式下進行操作時，則總是通過 線張緊力測ϊ裝置67確定該線張緊力並向微處理器57發送 關於該線張緊力的信號，在微處理器中，將其與所存儲的 15值相比較，並在需要時進行再調節。選擇閉環控制模式作 爲一操作模式導致其他調整變數F1、F2*F>轉換成不可變 化的如同凍結的狀態，即它使得這些調整變數不可改變。 除了具有兩個張緊墊圈39、42的緊線器32的實施例， 可以構思使用根據DE4141945C1(對應於美國專利5363786) 20的緊線器，其中面線通過一個由一螺線管（電磁件）制動的輪 進給。 【圖式簡單說^明】 第1圖爲一縫紉工作位置的示意圖； 弟2圖爲緊線器的與弟1圖中相比放大比例的平面 15 200422464 圖， 第3圖爲沿第2圖的線m-IE的緊線器的剖面圖； 第4圖爲根據第2圖的箭頭IV的線張緊力測量裝置的視 圖， 5 第5圖爲該緊線器的電源驅動電路圖； 第6圖是通過一雙(線)鎖式針跡線縫而被縫合到一起的 兩縫料的視圖； 第7圖是通過一雙(線)鎖式針跡線缝而被縫合到一起的 兩缝料的視圖，在該兩縫料之間置有一加強條；和 10 第8圖是一繪出線張緊力相對於速度的變化的曲線。 【圖式之主要元件代表符號表】 1…缝紉機 16…操作開關 3…底部 17…變位器/感測器 4…頂部 18…導線 5…支架 19···操作單元 6…臂轴 20…導線 7…針桿 21…縫紉頭 8···針 22…線桿 9···釣 23…面線 10…壓腳 24···第一縫料 11…頂側 25…第二縫料 12…支承板 26…底線 13…驅動電機 27···結頭 15…電機控制裝置 28…接缝 16 200422464 29…緊線裝置 30…螺紋件 31…支承板 32…緊線器 33…磁線圈 34…螺線管 35…凹座 36…螺检 37…盤 3 8…前側 39…緊墊圈 40…螺母 41…鎖 42…緊墊圈 43…間隙 44···進給方向 45…導線器 46…導線器 47…導線器 48…平衡彈簧 50…控制器 51…顯示器 52…旋-壓按钮 53…發送器/變送器 54…擋光板 55…裂縫盤 56…導線 57…微處理器 58…按鈕開關 59…導線 60…壓縮彈簧 61…顯示區域 62…顯示區域 63···顯示區域 64···顯示區域 65…顯示區域 66…導線 67…測量裝置 68…爽子 69…金屬絲 70···磁鐵 71…霍爾探測器 72,73···導線器 74…導線 75···放大器 76…模數轉換器 77…記憶體 79…輸入端
17 200422464 80…輸入端 85···放大器 81…輸入端 87…接地件 82…拉桿 88…電流調節器 83…輸入端 89···游標 84…調節器 90···加強條
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