TWM513892U

TWM513892U - 帶狀料車縫作業張力調整及切斷自動控制系統

Info

Publication number: TWM513892U
Application number: TW104213545U
Authority: TW
Inventors: chun-chang Li; Zhe-Nan Yang
Original assignee: Hs Machinery Co Ltd
Priority date: 2015-08-21
Filing date: 2015-08-21
Publication date: 2015-12-11

Description

帶狀料車縫作業張力調整及切斷自動控制系統

本創作係有關於一種縫紉設備技術，特別是有關於一種帶狀料車縫作業張力調整及切斷自動控制系統，可應用於整合至一縫紉設備，用以對該縫紉設備上所進行的帶狀料車縫作業，也就是用來將帶狀料縫合至布料的車縫作業，提供帶狀料的張力調整及切斷的自動控制功能。

縫紉機是一種用來製做紡織品的機器，其主要功能為可將一塊布料縫合至紡織製品。

如縫紉機所車縫的紡織製品需要縫合帶狀料，由於此種類型的紡織製品在不同部位有不同的鬆緊狀態，因此在車縫時，縫紉機必須有一個模組可隨時將饋送的帶狀料調整至所需的張力值，藉此讓所縫合的帶狀料具有所需的鬆緊效果。

此外，由於所需的帶狀料為固定長度，因此縫紉機也必須具有一個模組可在縫合的帶狀料達到預定的固定長度時，將帶狀料切斷。

因此紡織業界對於具有帶狀料的衣物製品的車縫作業即需求一種全自動化及高生產效率的解決方案，可用來自動調整帶狀料的張力至所需的張力值，藉此讓縫合的帶狀料具有所需的鬆緊效果，並可進而自動在縫合的帶狀料達到預定長度時將帶狀料切斷。

本創作的研發目的便是針對前述的需求問題提出一種可行的解決方案，也就是對帶狀料的車縫作業提出一種自動控制系統，可用來自動調整饋送的帶狀料的張力，並可進而自動在縫合的帶狀料達到預定長度時將帶狀料切斷。

本創作具體實施成一個系統時，其最上位化的基本構造包含以下的組成構件：(A)一控制參數設定模組；(B)一車縫針數偵測模組；(C)一主控模組；(D)一帶狀料張力調整模組；以及(E)一帶狀料切斷模組。

於實際操作時，本創作所執行的控制處理過程如下：(1)載入一組使用者設定的控制參數，其中包括一組針數至張力值對應關係；(2)於該縫紉設備被啟動來對該布料進行一車縫作業時，持續監視該馬達的轉動圈數來偵測出該車縫針所進行的當前針數；(3)依據該車縫針的當前針數從該組控制參數的針數至張力值對應關係求出當前針數的下一針所需的張力值，並依據此下一針所需的張力值來於下一針進行時將該帶狀料的張力調整至此下一針所需的張力值；以及(4)於當前針數為最後一針時，接著將已縫合至該布料的帶狀料的尾端切斷。

本創作為達上述目的所採行的技術手段為一種帶狀料車縫作業張力調整及切斷自動控制系統，可應用於整合至一縫紉設備，且該縫紉設備具有一主軸與一聯結於該主軸之車縫針，該車縫針可將一帶狀料車縫至一布料；此帶狀料車縫作業張力調整及切斷自動控制系統至少包含：一控制參數設定模組，用以從一外部的資料裝置載入一組使用者設定的控制參數，其中包括一組針數至張力值對應關係；一車縫針數偵測模組，可於該縫紉設備被啟動來對該布料進行一車縫作業時，持續監視該主軸的轉動圈數來偵測出該車縫針所進行的當前針數；一主控模組，可接收該車縫針數偵測模組所偵知的當前針數，並依據當前針數從該組控制參數的針數至張力值對應關係求出當前針數的下一針所需的張力值，據此發出一張力調整要求訊息；並進而於當前針數為最後一針時，發出一帶狀料切斷致能訊息；一帶狀料張力調整模組，可接收該主控模組所發出的張力調整要求訊息，並回應地將該帶狀料的張力調整至該張力調整要求訊息所要求的張力值；一帶狀料切斷模組，可接收該主控模組所發出的帶狀料切斷致能訊息，並回應地將該帶狀料切斷。

所述的資料裝置為一USB隨身碟。

所述的資料裝置為一網路系統。

所述的資料裝置為一人機介面裝置。

所述的車縫針數偵測模組為一光感應編碼式的馬達轉動狀態偵測裝置。

所述的主控模組於具體實施上係採用軟體來執行運算。

所述的主控模組於具體實施上係採用可程式化硬體來執行運算。

所述的帶狀料張力調整模組為一滾輪式帶狀料張力調整裝置。

所述的帶狀料切斷模組為一剪刀式裝置。

如上所述，本創作針對帶狀料的車縫作業提供了一種全自動化及高生產效率的解決方案，可依據使用者預先輸入的控制參數來自動調整帶狀料至所需的張力值，藉此讓縫合至布料的帶狀料具有所需的鬆緊效果，並進而在車縫作業完成後自動將縫合至布料的帶狀料的尾端剪斷，因此可讓車縫作業以全自動化方式進行，從而提高紡織的生產效率。

10‧‧‧縫紉設備

20‧‧‧車縫針

21‧‧‧縫線

22‧‧‧主軸

30‧‧‧馬達

40‧‧‧驅動單元

50‧‧‧帶狀料饋送裝置

51‧‧‧帶狀料

60‧‧‧布料

70‧‧‧布料檢知裝置

80‧‧‧資料裝置

100‧‧‧本創作的自動控制系統

110‧‧‧控制參數設定模組

120‧‧‧車縫針數偵測模組

130‧‧‧主控模組

210‧‧‧帶狀料張力調整模組

211‧‧‧主滾輪

212‧‧‧副滾輪

213‧‧‧張力感測器

220‧‧‧帶狀料切斷模組

221‧‧‧刀片

第1圖為一應用示意圖，用以顯示一典型的縫紉設備的基本架構及本創作的自動控制系統整合至該縫紉設備的應用方式；第2圖為一應用示意圖，用以顯示本創作的自動控制系統對帶狀料進行張力調整所用的針數至張力值的對應關係；第3圖為一構造示意圖，用以顯示本創作的自動控制系統的基本構造；第4圖為一構造示意圖，用以顯示本創作的自動控制系統中的帶狀料張力調整模組的一種具體實施例；第5圖為一構造示意圖，用以顯示本創作的自動控制系統中的帶狀料切斷模組的一種具體實施例。

以下即配合所附圖式，詳細揭露說明本創作的帶狀料車縫作業張力調整及切斷自動控制及系統的技術內容及實施例。

本創作的應用

第1圖顯示一典型的縫紉設備10的基本架構及本創作於具體實施為一個系統時(如標號100所指之方塊，以下簡稱為“本創作的自動控制系統”)整合至該縫紉設備10的應用方式。

如圖所示，此縫紉設備10的基本架構包括一車縫針20、一馬達30 、一驅動單元40、一帶狀料饋送裝置50；其中車縫針20聯結於一主軸22上，且透過主軸22受到於馬達30的驅動來進行一上下循環往復的車縫動作，用以利用縫線21來將該帶狀料饋送裝置50所饋送的帶狀料51縫合至布料60；而馬達30則是受控於驅動單元40來驅動該車縫針20進行上下的車縫動作。於第1圖所示的架構中，縫紉設備10尚包含許多其它的模組及設施，但此處僅以示意方式顯示及說明與本創作有關的部分。

於實際應用上，布料60特別是一種具有帶狀料51的衣物製品，由於其車縫作業必須縫入帶狀料，且此帶狀料51是以一預定的鬆緊交錯模式來縫入，藉以讓縫合的帶狀料51具有一種鬆緊的效果，因而讓不同縫合部分能配合可鬆可緊。

再者，由於布料60所需的帶狀料51為一固定長度，因此在縫合到此固定長度時，即必須將饋送的帶狀料51剪斷。因此在車縫作業上，紡織業界即需求一種全自動化及高生產效率的解決方案，可讓使用者視不同的需要來為縫合的帶狀料51設定不同的鬆緊程度，以讓縫紉設備10於將帶狀料51縫入至布料60時，可自動調整饋送的帶狀料51的張力至所需的鬆緊程度，並進而於縫合的帶狀料51達到預定的固定長度時，自動將饋送的帶狀料51剪斷。

縫紉設備10的車縫平台另設置有一布料檢知裝置70，可用來檢知縫紉設備10的車縫平台上是否有布料60要進行車縫。假如為是，則發出一啟動訊息給馬達30，用以啟動馬達30開始運轉來驅動車縫針20對布料60進行一次的車縫作業，並同步啟動本創作的自動控制系統100來對此車縫作業進行自動控制。於具體實施上，此布料檢知裝置70可為任何一種可感知物體是否存在的裝置，例如為光感式近接偵測裝置。

本創作的功能

如第1圖所示，本創作的自動控制系統100可用來整合至縫紉設備10，並於實際操作時，依據使用者預先設定的控制參數TS，如張力相關參數及車縫針20所進行的車縫作業的針數MS來相應產生一機械性的張力調整輸出力F1，藉此將饋送的帶狀料51的張力隨著當前的車縫針數調整至一個預設的張力值，從而讓車縫針20的每一針所縫合至布料60的帶狀料51具有所需的鬆緊效果；並可進而在縫合至布料60的帶狀料51達到預定長度時，產生一機械性的剪斷輸出力F2，藉此將帶狀料51剪斷。

如第2圖所示，假設所需的帶狀料的長度為L，而縫紉設備10的車縫針20總共需進行N次的上下車縫動作來對此長度L的帶狀料51進行車縫作業，則控制參數TS所設定的針數至張力值對應關係即是用來設定每一針的車縫動作所需要的帶狀料張力值。舉例來說，於第2圖所示的實例中，第1針需要的張力值為T1，第2針需要的張力值為T2，第3針需要的張力值回到T1，第4針需要的張力值又為T2，以此方式交錯進行至最後的第N針；其中T1例如為較緊的一個張力值，而T2為較鬆的一個張力值，以此交錯方式來讓縫入至布料60的帶狀料51具有一種交錯的鬆緊效果。但必須注意的是，第2圖所示的張力值只是用來舉例說明，而實際所用的張力值可視實際需要作隨意性的設計選擇，例如第2圖所示的例子為「T1,T2」交錯循環進行，但也可為不同的形態，例如「T1,T1,T2,T2」、「T1,T2,T3,T2,T1」的交錯循環進行，或其它任何張力值的不同排列組合。本創作的自動控制系統100即依據此些張力值來對應控制所輸出的張力調整輸出力F1。

再如第2圖所示，縫紉設備10的車縫針20在對帶狀料51進行第1針的部位為起針點，而在進行第N針的車縫動作之後，即表示對布料60的車縫作業結束，因此接著即是要將帶狀料51切斷，而切斷點如圖所示。因此控制參數TS中的N值即表示最後的一針，因此在縫紉設備10的車縫針20完成第N針的車縫動作之後，本創作的自動控制系統100即接著輸出一機械性的剪斷輸出力F2來將已縫合至布料60的帶狀料51的尾端切斷。

於具體實施上，使用者設定的控制參數TS是讀取自一外部的資料裝置80，例如為USB隨身碟、網路系統、或人機介面裝置。USB隨身碟可讓使用者用來將控制參數TS的數碼資料從其它的電腦平台轉傳給本創作的自動控制系統100；網路系統可將控制參數TS從其它網路化連線的電腦平台或縫紉設備機台下載給本創作的自動控制系統100；人機介面裝置則可讓使用者直接將控制參數TS輸入至本創作的自動控制系統100。

本創作的構造方式

如第3圖所示，本創作的自動控制系統100的最上位化的基本構造包含以下的組成構件：(A)一控制參數設定模組110；(B)一車縫針數偵測模組120；(C)一主控模組130；(D)一帶狀料張力調整模組210；以及(E)一帶狀料切斷模組220。以下即首先分別說明此些構件的個別屬性及功能。

(A)控制參數設定模組110

控制參數設定模組110可用來讓使用者設定一組控制參數(以下表示為TS)給本創作的自動控制系統100。此組控制參數TS包括一組針數至張力值對應關係，也就是設定布料60要縫入長度為L的帶狀料51總共需要車縫幾針(以下表示為N)，並設定每一針所需要的張力值。

如第2圖顯示控制參數TS的針數至張力值對應關係的一個實施例，其中第1針需要的張力值為T1，第2針需要的張力值為T2，第3針需要的張力值回到T1，第4針需要的張力值又為T2，以此方式交錯進行至最後的第N針；其中T1例如為較緊的一個張力值，而T2為較鬆的一個張力值，以此交錯方式來讓縫入至布料60的帶狀料51具有一種交錯的鬆緊效果。但必須注意的是，第2圖所示的張力值只是用來舉例說明，而實際所用的張力值可視實際需要作隨意性的設計選擇，例如第2圖所示的例子為「T1,T2」交錯循環進行，但也可為不同的形態，例如「T1,T1,T2,T2」、「T1,T2,T3,T2,T1」的交錯循環進行，或其它任何張力值的不同排列組合。

(B)車縫針數偵測模組120

車縫針數偵測模組120可於馬達30被啟動來驅動車縫針20對布料60進行車縫作業的同時，也同步被啟動來監視車縫針20所進行的針數，也就是可偵測縫紉設備10的主軸22從啟動後的轉動圈數，並將偵測結果作為一主軸轉動圈數訊息MS，再據此主軸轉動圈數訊息MS來對應求得車縫針20對布料60所進行的車縫作業的當前針數M。

(C)主控模組130

主控模組130可依據控制參數TS來執行以下的2項控制功能：帶狀料張力調整功能及帶狀料切斷功能。

第1項的帶狀料張力調整功能為首先接收車縫針數偵測模組120所傳送的當前針數M，表示當前已完成第M針的車縫動作，因此將下一個針數M+1映射至控制參數TS的針數至張力值對應關係，藉以從中求出第M+1針的車縫動作所需的張力值。於第2圖所示的實例中，第M+1針所需的張力值例如為T2。主控模組130隨即發出一張力調整要求訊息至帶狀料張力調整模組210，藉此將下一個第M+1針所需的張力值T2告知給帶狀料張力調整模組210。

假如當前針數M等於N，則表示當前針數M為最後的一針，因此表示布料60的車縫作業已經完成，也就是接下來要將饋送的帶狀料51切斷，因此主控模組130即回應發出一帶狀料切斷致能訊息CUT ENABLE給帶狀料切斷模組220。

於具體實施上，此主控模組130可採用軟體或硬體來實施，也就是採用一微處理器配合微電腦程式來執行控制參數TS與當前針數M的比較及對應的張力值的運算，或是採用客製化或可程式化的邏輯電路，例如特殊應用積體電路ASIC(Application-Specific Integrated Circuit)、現場可程式化邏輯閘陣列FPGA(Field Programmable Gate Array)、可程式化邏輯裝置PLD(Programmable Logic Device)、可程式化邏輯陣列PLA(Programmable Logic Array)、可程式化陣列邏輯PAL(Programmable Array Logic)、等等。

(D)帶狀料張力調整模組210

帶狀料張力調整模組210可接收主控模組130所發出的張力調整要求訊息，並回應地對饋送中的帶狀料51執行一張力調整動作，也就是依據所要求的張力值產生一個機械性的張力調整輸出力F1，而此輸出力F1可將帶狀料51的張力調整至此張力調整要求訊息所要求的張力值。

如第4圖所示，於具體實施上，帶狀料張力調整模組210可例如採用一種自動化的滾輪式帶狀料張力調整裝置，其構造包括一主滾輪211、一副滾輪212、以及一張力感測器213。於實際操作時，假如主滾輪211作逆時針方向的轉動，則可放鬆帶狀料51而降低帶狀料51張力，而轉動的角位移量愈大，則放鬆的程度也就愈大。反之，假如主滾輪211作順時針方向的轉動，則可拉緊帶狀料51而提高帶狀料51張力，而轉動的角位移量愈大，則拉緊的程度也就愈大。張力感測器213則是用來感測帶狀料51的張力，並將感測到的張力值回饋給主控模組130，藉以透過回授控制來將帶狀料51的張力準確調整到預設的張力值。

但必須注意的一點是，本創作可採用的帶狀料張力調整模組210並不限於第4圖所示的滾輪式帶狀料張力調整裝置，而是可採用任何一種可用來調整帶狀料張力的機械裝置。

(E)帶狀料切斷模組220

帶狀料切斷模組220可接收主控模組130所發出的帶狀料切斷致能訊息CUT ENABLE，並回應地將饋送的帶狀料51剪斷。

如第5圖所示，於具體實施上，帶狀料切斷模組220例如為一自動化的剪刀式裝置，其構造包括一刀片221，可於接收到帶狀料切斷致能訊息CUT ENABLE時，即回應地向下移動來將饋送的帶狀料51剪斷。

但必須注意的一點是，本創作可採用的帶狀料切斷模組220並不限於第5圖所示的剪刀式裝置，而是可採用任何一種可將帶狀料切斷的機械裝置。

本創作的運作方式

以下即說明本創作的自動控制系統100於實際應用時的運作方式及操作過程。於實際操作前，使用者必須首先利用資料裝置80，例如USB隨身碟，來將使用者預先設定的一組控制參數TS載入至本創作的自動控制系統100。此組控制參數TS包括一組針數至張力值對應關係，用來設定布料60所需要縫合的帶狀料長度L所對應的車縫總針數N，以及從第1針到最後的第N針的每一針所需要的帶狀料張力值。

接著紡織作業人員只要將布料60，置放至縫紉設備10的車縫平台上，即可觸動布料檢知裝置70發出一啟動訊息給馬達30，用以啟動馬達30開始運轉，藉此驅動車縫針20開始對布料60進行車縫作業，也就是將縫線21通過車縫針20的車縫動作來將帶狀料51縫合至布料60；並同時啟動本創作的自動控制系統100來對帶狀料51進行張力調整及切斷的自動控制功能。

本創作的自動控制系統100被啟動時，首先令車縫針數偵測模組120偵測縫紉設備10所執行的車縫作業的當前針數M，M=1至N，而所用的偵測方法為首先偵測縫紉設備10的主軸22從啟動後的轉動圈數，並將偵測結果作為主軸轉動圈數訊息MS，再據此來對應求得車縫針20對布料60所進行的車縫作業的當前針數M，並將此當前針數M的訊息傳送給主控模組130。

接著主控模組130即回應地依據所接收到的當前針數M來從控制參數TS的針數至張力值對應關係求出下一個針數M+1所需的張力值，例如為T2，再發出一張力調整要求訊息至帶狀料張力調整模組210，藉此將第M+1針所需的張力值T2告知給帶狀料張力調整模組210，令帶狀料張力調整模組210回應地對饋送的帶狀料51執行一張力調整動作，也就是產生一個機械性的張力調整輸出力E1，藉此將饋送的帶狀料51的張力調整至張力調整要求訊息所要求的張力值T2。

以上的控制處理過程即從第1針到第N-1針用同樣的方式重複進行，藉以將車縫作業的每一針所縫合的帶狀料51調整至不同的預設張力值，從而令縫合的帶狀料51具有所需的鬆緊效果。

當車縫針20的當前針數M等於N時，代表最後一針已執行完畢，也就是車縫作業已完成，因此主控模組130即回應發出一帶狀料切斷致能訊息CUT ENABLE至帶狀料切斷模組220，令帶狀料切斷模組220回應地將縫合至布料60的帶狀料51的尾端剪斷。此即完成布料60的車縫作業。

假如還有下的布料需要進行車縫作業，則只要將此布料置放至縫紉設備10的車縫平台上，即可致使縫紉設備10再進行一次車縫作業，並同時啟動本創作的自動控制系統100將前述的控制過程再重複執行一次。

總結而言，本創作針對帶狀料的車縫作業提供了一種全自動化及高生產效率的解決方案。於實際應用時，本創作可依據使用者預先輸入的控制參數來自動調整饋送的帶狀料至所需的張力值，藉此讓縫合至布料的帶狀料具有所需的鬆緊效果，並進而在車縫作業完成後自動將縫合至布料的帶狀料的尾端剪斷，因此可讓車縫作業以全自動化方式進行，從而提高紡織的生產效率。

以上所述僅為本創作的較佳實施例而已，並非用以限定本創作的實質技術內容的專利範圍。本創作的廣義的最上位概念係定義於以下的申請專利範圍。假如任何他人所完成的產品或技術方法與以下的申請專利範圍所定義者為完全相同、或是為一種等效之變更，均將被視為涵蓋於本創作的專利範圍之中。