专利名称：缝纫机的断线检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及缝纫机的断线检测装置，具体地说，涉及一种断线检测装置，内有一永久磁铁件和一带孔零件，设置在具有转盘的线迹平衡纱线张力器上。
背景技术：
现已有多种工业缝纫机可用于缝纫多彩的刺绣图案。这些缝纫机中的一种包括一针杆盒，可容纳多根针杆，在每杆针杆下端装有一根针。在刺绣过程中，针杆盒左右移动以选择一根针使用。在针杆盒后面固有一线轴架，其上设置有多个线轴以提供针线。在针杆盒的上部有一框架，其上装有多个断线检测传感器和多个线迹平衡纱线张力器。来自线轴上的针线经过相应的断线检测传感器和针脚线绷架传送到相应的针上。
各个断线检测传感器包括诸如一与输送针线联动的轴，支撑于框架上的光阻断器以及构有多个槽的编码盘。编码盘固定于轴上并与之一体转动，并且根据来自光阻断器的检测信号而检测是否断线。
然而，由于断线检测传感器是设置于框架上的，因此上述传统结构需要增加大量部件，从而增加缝纫机的制造成本，并且整体结构复杂。在具有多根针的工业用多针缝纫机中这一问题尤其突出，这是因为需要多个断线传感器。还有，在刺绣过程中经常会由于集灰而发生检测错误。
发明内容
本发明的一个目的是克服上述问题，并且提供一种不需增加部件数量、制造成本或缝纫机尺寸的缝纫机用断线检测装置。
为了实现上述和其它目的，本发明提供了一种断线检测装置，用于具有轴和转盘的线迹平衡纱线张力器上，所述转盘的一个表面垂直于所述轴的轴向并且和输送的针线联动。所述检测装置包括一永久磁铁件，安装于所述转盘的表面并且产生一磁场；一孔件，可检测所述永久磁铁件中产生的磁场并且根据所测出的磁场输出检测信号；以及一检测组件，可根据所述检测信号检测断线。
本发明还提供了一种线迹平衡纱线张力器，包括一静态部件、一相对所述静态部件可转动的轴、一可向针线施加张力的转盘，所述转盘安装在所述轴上并且一个表面垂直于所述轴的轴向、一安装于所述转盘上的永久磁铁件、以及一安装于所述静态件上的孔件、所述孔件可检测在永久磁铁件中产生的磁场。
本发明还提供了一种缝纫机，包括一静态部件；一相对所述静态部件可转动的轴；一可将张力作用于线上的转盘，所述转盘安装于所述轴上并且一个表面垂直于所述轴的轴向；一安装于所述转盘表面上的永久磁铁件；一安装于所述静态部件上的孔件，所述孔件可检测所述永久磁铁件中产生的磁场并且根据所检测到的磁场输出检测信号；一可测量刺绣操作中持续时间测量器；一可计数刺绣操作过程中检测信号改变次数的计数器；以及一检测组件，当计数器在刺绣操作过程中的预定持续时间中未计数出预定数量时即可检测出断线发生。
附图简述
图1是根据本发明一个实施例具有断线检测装置的缝纫机的局部立体图；图2是图1所示缝纫机的局部截面图；图3是与断线检测装置形成一体的缝纫机线迹平衡纱线张力器放大图；图4是与断线检测装置形成一体的缝纫机线迹平衡纱线张力器前视图；图5(a)是断线检测装置的永久磁铁件前视图；图5(b)是永久磁铁件的简化侧视图；图6(a)是当针线断了时检测信号输出的说明图；图6(b)是当底线断了时检测信号输出的说明图；图7是缝纫机控制机构的方框图；图8是表示断线检测过程中的流程图；图9(a)是另一种永久磁铁件的前视图；图9(b)是图9(a)所示永久磁铁件的简化侧视图；图10(a)是正常操作过程中针线实际消耗量图表；图10(b)是当操作中针线断了时的实际消耗量图表；图10(c)表示当底线断了时数据图中出现的无规则数据，表示针线的实际消耗量。
较佳实施例的详细描述以下，参照附图，对本发明的较佳实施例进行描述。在此实施例中，本发明的断线检测装置置于具有多根针而能缝纫多彩刺绣图案的多针缝纫机上。首先，描述此多针缝纫机的整体结构。
如图1所示，一多针缝纫机1包括一臂2、设置于臂2前端的针杆盒4以及在针杆盒4后面固定于臂2上部的线轴架5。针杆盒4可自由地左右移动并且容纳位于从右向左一条线上的多根针杆3。线轴架5具有多个线轴柱7，其上各自装有线轴6。
多个针杆3和多个挑线杆8设置在针杆盒4下部可垂直上下运动。一支承框架9形成于针杆盒4的上部。设置在框架9前表面上的是多个水平排齐的张力发生器10，多个水平排齐的线迹平衡纱线张力器11，一绕线器张紧件12以及多个水平排齐的线迹平衡纱线张力器13，上述构件是从上往下排列的。来自在相应的线轴6的针线14经过张力发生器10、线迹平衡纱线张力器11、线迹平衡纱线张力器13、绕线器张紧件12、挑线杆8以及其它构件而引到相应的针15上。底线60(梭芯线)从一筒管(未示)上引出。
接下来，将对线迹平衡纱线张力器11和13进行描述。因为线迹平衡纱线张力器13具有与线迹平衡纱线张力器11相同的结构，故仅对线迹平衡纱线张力器11作描述。如图2和图3所示，各线迹平衡纱线张力器11包括轴16、转盘17、调节组件18、挑线弹簧19、本体20和其它部件。本体20用金属制成，如图4所示，具有一凸缘20a，凸缘上有一长腰圆孔20b。如图3所示，本体20借助于插入孔20b中的螺钉26而固定到框架9上。在此结构中，线迹平衡纱线张力器11与框架9的相对位置可通过本体相对螺钉26的移动来控制。
轴16上有一小直径部分16a、一大直径部分16b、一中直径部分16c以及一小直径部分16d，它们从后向前依次排列而形成一阶梯结构。小直径部分16a和大直径部分16b都位于本体20中，并且挑线弹簧19安装在大直径部分16b的外周边上。小直径部分16a紧配合到形成于本体20后部上的配合孔20c上，并且由一螺钉27固定到本体20上。在本体20上还设有一锁定基部的螺钉28。
轴16具有一扩张槽25a，该槽沿着轴向从中直径部分16c尖端伸过小直径部分16d的整个长度。在中直径部分16c的末端外周上安装有一薄板件29、圆形毛毡件30、转盘17和圆形毛毡件31。薄板件29、圆形毛毡件30、转盘17和圆形毛毡件31是可整体转动的。此时，在松开螺钉27之后，使用者可以用一扁头螺丝刀插入扩张槽25a使轴16绕其轴线转动。以此方式，使用者可以调节挑线弹簧19的推力。
调节组件18用于调节转盘17的转动阻力并且包括张力盘32、转动拨盘33、螺旋压缩弹簧34以及圆形弹簧轴承35。张力盘32由从合成树脂制成并呈套筒形，其前端开口，安装于中直径部分16c的后半部分上，这样张力盘32沿轴16轴向可移动。张力盘32的后端与圆形毛毡件31、30接触并且向其施加较小的压力，这些毛毡件用于将转动阻力作用于转盘17上。转动拨盘33由合成树脂制成并呈斜套筒形，其后端开口，且配合在张力盘32的内部。在转动拨盘33前半部分内整体地形成有一套筒部33a，其内周边有内螺纹，内螺纹可与形成于小直径部分16d外周边上的外螺纹25b配合。
弹簧轴承35位于转动拨盘33内部并且安装于小直径部分16d上可以在轴向移动。位于弹簧轴承35前端上的凸缘35a和张力盘32之间的螺旋压缩弹簧34可将凸缘35a推至与套筒部33a接触，并且将张力盘32推至压着转盘17。以此结构，当使用者用手指使转动拨盘33转动时，弹簧轴承35可沿轴向向前和向后移动，从而改变作用于张力盘32上的螺纹压缩弹簧34的推力。以此方式，可调节转盘17的转动阻力。
此实施例中，转盘17由一对相互背靠背配合的薄金属盘构成，其外周边上构成一V形截面的导线槽37。针线14绕在导线槽37上以构成单个完整的圆。如图4所示，转盘17由外周边上多个相互等距离隔开的通孔36a构成，以防止转盘17和绕于其上的针线14之间的滑移。以此结构，在刺绣过程中，当针线14传送到针15上时，转盘17转动。
缝纫机1还包括如图3所示的断线检测装置40。断线检测装置40可检测针线14和底线60是否断线，并且包括永久磁铁件21、孔件22和控制装置43(图7)。永久磁铁件21通过烧结(注入壳体中并加烧结)而固定在转盘17的后表面上，这样当传送针线14时，永久磁铁件21与转盘17整体转动。图5(a)示出了孔件22的后表面，与固定于转盘17的前表面相对。永久磁铁件21由烧结金属制成，呈环状，厚度为2至3毫米，直径近似转盘17直径的一半。如图5所示，在永久磁铁件21的后表面上交替地设有多个N极和S极。
如图3所示，孔件22安装于矩形基座41上，该基座用粘合剂安装到本体20凸缘20a的前表面上。孔件22贴近永久磁铁件21并且面向永久磁铁件21的N极和S极之一。凸缘20a上形成有一通孔20d，一引线42从孔件22引出通过孔20d伸向控制装置43。
如图5(b)所示，永久磁铁件21上产生的磁场方向与永久磁铁21厚度方向平行，即平行于线迹平衡纱线张力器11的轴向，并且有选择地到达孔件22。当转盘17转动时，面向孔件22的一个极从N极转换成S极，反之亦然，这样投向孔件22的磁场方向在短时间内反向。结果，在孔件22中产生一正弦波信号并且作为检测信号通过引线42输入控制装置43。CPU44可对此正弦波信号整形，然后将其转换成“0”和“1”值的矩形脉冲信号，如图6所示，其中脉冲信号“0”表示向前方向的磁场，而脉冲信号“1”表示反向的磁场。
当操作过程中，针线14断线时，由线轴6输出针线14的动作完全停止，所以，转盘17停止转动。因此永久磁铁件21也停止转动，所以投向孔件22的磁场方向保持不变。所产生的脉冲信号根据此时的方向变成如图6(a)所示的信号a或信号b。因此，CPU44可以根据来自孔件22的检测信号检测到发生断线。
另一方面，当底线60在操作时断线，所产生的脉冲信号如图6(b)所示。这是因为针线14和底线60失去平衡，破坏了转盘17的稳定转动。转盘17会比正常速度转得快或转得慢而增加和减慢针线传送速度。在此情况下，根据来自孔件22的检测信号，CPU44也可检测到发生断线。
下文中，将参照图7对控制机构进行描述。控制装置43包括一微型计算机49、I/O接口47以及借助总线B连接到其它部件的驱动器48。虽然图中未示，但I/O接口47包括上述的波形整理线路，可对来自孔件22的正弦波信号进行整理，还包括上述的转换器，可将已由波形整理线路所整理的信号转换成具有“0”和“1”值的矩形脉冲信号(图6)。
连接到I/O接口47上的是操作面板50、启动/停止(S/S)开关51、孔件22、用于检测针15上部位置的上针传感器52、用于检测针15下部位置的下针传感器53、用于使缝纫机1主轴(未示)转动的缝纫机马达，以及其它部件。缝纫机马达54由驱动器48驱动。
微型计算机49包括一中央处理器(CPU44)、只读存储器(ROM)45以及随机存储器(RAM)46。ROM45可存储断线检测控制程序(如后所述)以及用于处理对来自孔件22的检测信号进行处理和检测线14、60是否断线的各种控制程序。RAM46具有工作内存，如各种标识器、缓冲器、寄存器和计数器。
下文将结合图8的流程图对由控制装置43所执行的断线检测控制过程进行描述。当S/S开关51转到ON时，此过程启动。当过程开始时，先在S1步骤，用于计算来自孔件22的检测信号的计数器I初始为0，计时器TM启动。计数器I和计时器TM都存放在RAM46中。在S2步骤，检测来自孔件22、上针传感器52以及下针传感器53的检测信号，并且在S3步骤确定目前是否在进行刺绣操作。如果没有(S3NO)，就转到S2。如果是(S3YES)，就进行到S4，确定如图6所示的来自孔件22的检测信号是否已从“0”转变到“1”。如果是(S4YES)，就在S5步骤，对计数器I加1，再进行到S6。如果没有(S4NO)，就直接前进到S6。
在S6步骤，确定计时器TM是否已测出预定持续时间To为1分钟。如果不是(S6NO)，就回到S2。另一方面，如果是(S6YES)，就在S7步骤确定计数器I是否已计数出预定的计数值Co。如果是(S7YES)，这就意味着未发生断线。计数器I重设至零，计时器TM在S8步骤重新开始(图6)，并返回到S2。此时，计数值Co根据转盘17直径、孔件22的孔径、极的数量(N极和S极(分割数))，以及正常刺绣操作过程中针线14的消耗速率确定，这与缝纫机马达54的转数成正比。计数值Co可设置得足够小，如10或50。
当在S7步骤确定为否定时(S7NO)，这意味着转盘17已在刺绣操作过程中停止转动，表明发生断线。在S9步骤测出断线，缝纫机马达54在S10步骤停止驱动主轴以使刺绣操作停止。然后，在S11步骤，控制信号输出到蜂鸣驱动线路(未示)上以通知使用者已发生断线。
如上所述，根据来自孔件22的检测信号检测是否断线，信号是根据从永久磁铁件21到达孔件22的磁场产生的。因为永久磁铁件21和孔件22一体地设置在线迹平衡纱线张力器11上，所以不必设置与线迹平衡纱线张力器11、13分开的独立断线检测装置。这可使检测组件尺寸变小并且成本降低，因而可减少缝纫机1的整体尺寸和生产成本。这对于包括多根针15的工业用多针缝纫机1作用尤其明显，即在这种缝纫机中在单个框架9上有多个线迹平衡纱线张力器11、13。因为不需提供与线迹平衡纱线张力器11、13分开的多个检测装置，所以可减少部件数量。因此使框架9尺寸变小，从而可提供一小型缝纫机1。
因为永久磁铁件21是固定于转盘17上的，该转盘17又是现有张力器11、13的一个部件，所以限制了安装永久磁铁件21的所需区域。这就要求根据有限的空间设计永久磁铁件21。然而，采用烧结金属就易于将永久磁铁件21制成所需的形状。在此实施例中，就有可能将包括光阻断器和编码盘的传统检测传感器安装到现有张力组件上。然而，在此情况下，由于空间限制，电路构成变得较复杂。
同样，在上述实施例中，N极和S极的布置易于改变。例如，增加N极和S极数量可提高检测精度。
因为转盘17相对本体20转动，本体的定位可相对框架9调节，所以可以调节张力组件11与框架9的相对位置，而不改变永久磁铁件21和孔件22之间的相对位置关系。
而且，采用永久磁铁件21和孔件22就不会在检测装置中发生由于刺绣操作中集灰而造成的错误检测。这与采用光阻断器和编码盘的前述传统检测装置形成对照。
应当注意到，当发生断线时，可以检测是针线14断了还是底线60断了。特别是，在正常刺绣操作过程中，可根据线迹数据计算针线14的消耗量。在正常操作过程中，根据转盘17转数计算出的针线14实际消耗量与如图10(a)所示的根据线迹数据计算出的理论消耗量相符合。然而，当针线14断线时，实际消耗量停止增加，如图10(b)所示。另一方面，当底线60断线时，表明实际消耗量的不正常数据出现在数据图中，如图10(c)所示，这是因为底线60断线破坏了转盘17的稳定转动，结果，转盘17转得比正常速度快和慢，使针线传送速度加快和减慢。因此，当出现不正常数据时，可检测到所断的线是底线60。否则，可检测出所断的线是针线14。
虽然已经详细地对本发明的一些实例做了描述，但鉴于本技术领域的人员可以认识到，还可以对这些实例做出许多改变和变型，并且仍可保持本发明的许多新颖特点和优点。
例如，如图9(a)和9(b)所示，可采用永久磁铁件21A而非永久磁铁件21。永久磁铁件21A包括具有一个或多个永久磁铁21C的环形非磁性座21B。同样地，永久磁铁件21不一定用烧结金属制成，而可用一个或多个永久磁铁形成。
虽然上述实施例是具有多根针15的多针缝纫机1，但本发明还可以应用于其它类型的缝纫机。
而且，虽然断线检测装置40是设置在可向针线14施加张力的张力组件11上的，但断线检测装置40也可以设置到向底线施加张力的张力组件(未示)上(当然此缝纫机需具备此张力组件)。
权利要求
1.一种断线检测装置，用于具有轴和转盘的线迹平衡纱线张力器上，所述转盘的一个表面垂直于所述轴的轴向并和传送的线协调一致地转动，所述检测装置包括一永久磁铁件，安装于所述转盘的表面并且产生一磁场；一孔件，可检测所述永久磁铁件中产生的磁场并且根据所测出的磁场输出检测信号；以及一检测组件，可根据所述检测信号检测断线。
2.如权利要求1所述的断线检测装置，其特征在于，所述永久磁铁件有一交替地安装有多个N极和S极的表面以形成环形的永久磁铁件。
3.如权利要求2的断线检测装置，其特征在于，所述永久磁铁件用烧结金属制成。
4.如权利要求2所述的断线检测装置，其特征在于，所述孔件面对所述永久磁铁件的表面。
5.如权利要求1所述的断线检测装置，其特征在于，所述永久磁铁件与所述转盘一起转动，所述检测组件可根据检测信号检测出在刺绣操作过程中转盘是否停止。
6.如权利要求1所述的断线检测装置，其特征在于，所述线是针线。
7.如权利要求1所述的断线检测装置，其特征在于，所述转盘可相对线迹平衡纱线张力器的静态部件转动，而静态部件的位置可相对缝纫机框架调节。
8.一种线迹平衡纱线张力器，包括一静态部件；一相对所述静态部件可转动的轴；一可向线施加张力的转盘，所述转盘安装在所述轴上并且一个表面垂直于所述轴的轴向；一安装于所述转盘上的永久磁铁件；以及一安装于所述静态件的孔件，所述孔件可检测在永久磁铁件中产生的磁场。
9.如权利要求8所述的线迹平衡纱线张力器，其特征在于，还包括一可检测断线的检测组件，其中所述孔件根据所检测到的磁场输出检测信号，检测组件可根据检测信号检测是否断线。
10.如权利要求8所述的针脚平衡线绷架，其特征在于，所述永久磁铁件的一个表面上交替地布置有多个N极和多个S极以构成一环形永久磁铁件。
11.如权利要求8所述的针脚平衡线绷架，其特征在于，所述永久磁铁件由烧结金属制成。
12.如权利要求8所述的针脚平衡线绷架，其特征在于，所述线是针线。
13.如权利要求8所述的针脚平衡线绷架，其特征在于，所述转盘可相对所述静态部件转动，静态部件的位置可相对缝纫机的框架调节。
14.一种缝纫机，包括一静态部件；一相对所述静态部件可转动的轴；一可将张力作用于线上的转盘，所述转盘安装于所述轴上并且一个表面垂直于所述轴的轴向；一安装于所述转盘表面上的永久磁铁件；一安装于所述静态部件上的孔件，所述孔件可检测所述永久磁铁件中产生的磁场并且根据所检测到的磁场输出检测信号；一可测量刺绣操作中持续时间的测量器；一可计数刺绣操作过程中检测信号改变次数的计数器；以及一检测组件，当计数器在刺绣操作过程中的预定持续时间中未计数出预定数时可检测出断线发生。
15.如权利要求14所述的缝纫机，其特征在于，所述永久磁铁件有一表面，其上交替地布置有多个N极和多个S极以构成一环形永久磁铁件。
16.如权利要求14所述的缝纫机，其特征在于，还包括一框架，其中所述静态部件可相对可活动地安装到所述框架上。
17.如权利要求14所述的缝纫机，其特征在于，所述线是针线。
全文摘要
一种缝纫机1的线迹平衡纱线张力器11包括一转盘17，该转盘有一垂直于轴16轴向的表面，并安装在轴16上。断线检测装置包括安装于转盘17表面上的永久磁铁件21和可检测永久磁铁件21所产生磁场的孔件22，并且输出检测信号，检测组件根据来自孔件22的检测信号检测断线。因为断线检测装置一体形成于线迹平衡纱线张力器11上，断线检测装置可安装于缝纫机1上而不会增加部件的数量和缝纫机1的尺寸。
文档编号D05B47/00GK1392301SQ02124618
公开日2003年1月22日 申请日期2002年6月14日 优先权日2001年6月15日
发明者水野靖 申请人:兄弟工业株式会社