缝纫机的制作方法

专利名称：缝纫机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于通过一沿面线进给方向进给至缝料的面线和一底线-通过该面线和底线形成一个结头-将至少两件缝料缝合在一起的缝纫机，包括一臂轴；一以可变速度驱动该臂轴的驱动电机；一缝纫机控制装置；一具有一针的针杆，该针杆可由该臂轴驱动；一紧线装置，它包括一与该面线接触的紧线器，并通过一其中有电流通过的螺线管在面线中产生一线张紧力，所述电流根据线张紧力与臂轴速度之间的确定的曲线关系而随臂轴速度改变，以使得面线和底线之间的结头基本位于缝料之间；和一用于该紧线器的操作装置。
背景技术：
DE10113945 C2描述了一种通用类型的缝纫机，其中根据所述速度并根据一通过经验确定的工作特性而给出面线张紧力。该工作特性的位置和/或形状可以由三个相应调节的电位计而改变。这仅涉及一种控制工作，其中在面线中实际产生的线张紧力对该紧线器没有任何反作用。缺点在于操作者必须记住电位计的设定及其与某一缝纫操作的配属关系。由于有三个电位计要进行设定，所以每一调节工作均变得比较费时间。这还有错误输入的风险。全部操作既不容易也不方便。
DE19921516C2描述了一种缝纫机，其中，对于所缝纫的给定部分，紧线痕迹要尽可能地准确。为此，设计一转换器以使得相应的线直接作用在该转换器的一个与该紧线器无关的调整元件上。设计了一评价和控制单元用以确定用于由该缝纫机在所缝纫的一给定部分中所形成每个线迹(每次针刺)时发生的最大线张力，并用以将此记录在一存储器中。借助于统计分析，由这些线张力的最大值确定一特征值并将其与一给定的设定值相比较。当该特征值偏离该设定值时，确定一用于调整该紧线器的控制变量并相应地改变该紧线器的设置。因此不对逐个线迹进行各线张力测量值和设定值之间的比较，而是首先对于多个线迹测量相应的线张力，并然后由此借助于统计分析计算出一特征值，并将该特征值与该给定的设定值相比较。使用一闭环式控制紧线器工作需要几乎恒定的缝纫条件；在剧烈波动条件下的缝纫工作使所述调整器受多个扰动变量的影响，以致于会造成缝纫质量的波动。该紧线器以一种与该速度即缝纫机的操作速度无关的线张紧力工作，从而剧烈变化的速度会导致成形线迹质量的变化。
DE3529329 C2(对应于美国专利4662294)描述了一种控制器形式的紧线器，其中可以通过一旋转开关将线张紧力设置成变化值，从而在一线中产生相应变化的线张紧力。缺点在于操作者必须记住调节后的值及其与缝纫操作的配属关系，并且该线张紧力在变化的缝纫机速度下保持恒定。
本发明的一个目的在于实现一种通用类型的缝纫机以使得所产生的线缝质量得到提高。

发明内容
根据本发明，该目的通过可选地以一种开环控制模式或者一种闭环控制模式操作的紧线器实现。根据缝纫条件(状态)，该紧线器可以一种开环控制模式或者一种闭环控制模式操作。例如当实际缝纫条件例如每两个至三个线迹不时变化时选择开环控制模式。这些缝纫条件可能会使该调整器受很多扰动变量影响，从而妨碍了线张紧力的任何有利的导引。只要实际缝纫条件在较大长度的线缝上保持几乎不变，就可选择闭环控制模式。
根据一优选实施例，线张紧力参数可以存储为一程序并可根据缝纫工作而重新调用。
一设置有用于闭环控制模式和开环控制模式的单旋钮控制装置的有利的实施例使得操作者可以方便地工作。该单旋-压(lock-down)按钮可以顺时针或逆时针无限制地旋转并被轴向克服弹簧负载而施压。该旋转给出三个值，这些值可以在按下按钮时被存储。例如可以调节并调用下列各项
线张紧力程序号；操作模式，即开环控制模式或者闭环控制模式；与较低速度相配的线张紧力；与较高速度相配的线张紧力；和线张紧力增加值。
附图简介本发明的详细内容将从下面结合附图对一示例性实施例的说明而变得明显，其中

图1为一缝纫工作位置的示意图；图2为一紧线器的与图1中相比放大比例的平面图；图3为沿图2的线III-III的紧线器的剖面图；图4为根据图2的箭头IV的线张紧力测量装置的视图；图5为该紧线器的电源驱动电路图；图6是通过一双(线)锁式针迹线缝而被缝合到一起的两缝料的视图；图7是通过一双(线)锁式针迹线缝而被缝合到一起的两缝料的视图，在该两缝料之间置有一加强条；和图8是一绘出线张紧力相对于速度的变化的曲线。
优选实施例详细说明图1所示的缝纫工作位置包括一设置于一框架2(粗略地画出轮廓)上的传统结构的缝纫机1。该缝纫机1包括一底部3，即所谓的基板；一顶部4，即所谓的臂；和一支架5，该支架将底部3和顶部4连接到一起以使得该缝纫机的整体形状呈C形。一臂轴6可旋转地支承在顶部4中，通过该臂轴驱动一具有一针8的针杆7作上、下往复运动。一支承在底部3中并与针8相配的钩9由该臂轴6驱动。一压脚10设置在顶部4中。该底部3的顶侧11与属于框架2的支承板12对齐。
该臂轴6并从而整个缝纫机1通过一皮带驱动装置4由一安装在框架2中的驱动电机13驱动。为控制该驱动电机13并从而控制该缝纫机1，提供了安装在该驱动电机13上的电机控制装置15，并且为了致动该控制装置提供了一个由操作者操作的操作开关16(粗略地画出轮廓)。一个与该臂轴6连接的位置变送器/传感器17安装在该缝纫机1上；它通过一导线18与一操作单元19连接，该操作单元19又通过导线20与该控制装置15连接。该操作单元19和电机控制装置15结合而形成一缝纫机控制系统。
通过该线18，位置变送器17将信号以给定的角距离传递至所述控制装置15，这些信号代表臂轴6的旋转位置。通常该臂轴6每转具有512个信号。其中，臂轴6的速度和针8的相应位置可以由这些信号得出。此外，在每一转时，也称为旋转脉冲发送器的位置变送器17发出一个代表一零位置/起始位置的基准信号。
在顶部4的缝纫头21上设置一配属给针杆7的、并也由该臂轴6驱动的线杆22；一来自一供线装置(未示出)的、并在实践中还称作针线/面子线的面线23被通过该线杆22引到针8。缝料-尤其是图6中所示实施例中的第一缝料24和第二缝料25-在缝纫机1上被缝合到一起，当该缝纫机1为一种双(线)锁式针迹缝纫机时由钩9在面线23和底线26之间形成一结头27(在实践中也称为圈结线)。希望该结头27位于缝料24、25之间的接缝(接合)28的区域中，即所缝合的缝料24、25的中间，以使得如图6中所示从任何一侧都看不到它。至此所述的缝纫机1是一种大批量生产的工业自动缝纫装置，在实践中有上百万台在被使用。
为了获得结头27的希望位置，如图2和3所示在缝纫头21上安装一紧线装置29，它包括通过一螺纹件30安装在缝纫头21上的一支承板31。在该支承板31上设置有一紧线器32，它包括一装备有一线绕组形式的磁线圈33并布置在支承板31的后部该缝纫头21的一适配凹座35中的螺线管34。一螺栓36可移动地在中心定位于线圈33之中。一种由铁磁材料通常为铁制成的盘37固定在螺栓36上，并基本覆盖该螺线管34并用作一衔铁；当电流流经线圈33时盘37被螺线管34吸引。吸引盘37的力取决于流经线圈33的电流强度。螺栓36穿过支承板31，一张紧垫圈39通过一自锁螺母40紧固到螺栓36的朝向支承板31的前侧38的一个端部。该张紧垫圈39还可以与该螺栓36及固定于其上的盘37一起沿螺栓36的纵向移动；通过一销41将其固定而防止其旋转。一个固定在支承板31的前侧38上的位置固定的张紧垫圈42与张紧垫圈39相配。在该张紧垫圈39、42之间设置有一用于容纳面线23的间隙43。该张紧垫圈39、42构成两个相互配合的压力或者紧线元件。
在支承板31上在紧线器32相对于面线进给方向44的上游设置一眼状导线器45和一螺栓状的导线器46。在紧线器32沿进给方向44的下游，设置有另一个与导线器46结构相同的导线器47。如图3所示，面线23从供线装置(未示出)进给并通过导线器45和导线器46到达紧线器32。在该处面线23被进给穿过螺栓36上方的间隙43并然后到达导线器47，面线23由此处穿过间隙43在螺栓36下方返回紧线器32。所述可移动的张紧垫圈39在螺栓36两侧将面线23压靠在位置固定的张紧垫圈42上，以使得不会发生螺栓36的倾侧。面线23从紧线器32被通过一传统的平衡弹簧48进给至线杆22。该平衡弹簧48用于平衡通过线杆22进给面线23时的不规则/不精确性。
在支承板31上设置有一个用于紧线器32的操作装置49，它包括一单旋钮控制器50和一显示器51。该单旋钮控制器50具有一个可以沿两个旋转方向无限制地旋转的旋-压按钮52。该旋-压按钮52与一旋转脉冲发送器/变送器53连接，该变送器53通常包括一个挡光板54，其中一裂缝盘(slitdisk)55设置在该挡光板/光栅54内。旋转该按钮52导致发出脉冲，在该脉冲通过该挡光板54时裂缝盘55的每一裂缝通常发出一信号。该脉冲通过一导线56传递至一微处理器57。沿一旋转方向旋转按钮52导致该微处理器57中的脉冲计数增加，而沿相反方向的旋转导致计数减小。该旋-压按钮52还与一个按钮开关58连接，当该按钮52被沿朝支承板31方向压下时该按钮开关58被关闭，从而将一信号通过一导线59传递至微处理器57。按压按钮52是在克服压缩弹簧60的作用下进行的。
显示器51包括五个显示区域，即61至65。标记为#的该显示区域61数字地显示一个00-99范围的两位可调缝纫程序号。标记为M的该显示区域62指示一个一位操作模式，即开环或闭环控制模式。标记为F1的该显示区域63以两位数指示与一速度n1相配的线张紧力。标记为F2的该显示区域64也以两位数表示与一速度n2相配的线张紧力。标记为F＞的该显示区域65指示一个特征增加值，即当缝料24、25的厚度增加时，F值可被增加的一个值。该显示器51通过一导线66与微处理器57连接。
在支承板31上设有一个线张紧力测量装置67，其结构由图2和4示出。该测量装置67包括一个夹子68，该夹子固定在支承板31上，并且其中一柔性弯曲金属丝69被以一种悬臂方式单侧地夹紧。一个作用于一霍尔探测器71的永久磁铁70安装在该弯曲金属丝69上。面线23通过两个分别位于弯曲金属丝69的上游和下游的导线器72、73进给。如图4所示，面线23被绕弯曲金属丝69引导，从而明显地在导线器72、73之间偏离其直线进程。因此一个力垂直于该线的主方向而作用在弯曲金属丝69上，使得该弯曲金属丝69根据线张紧力相对于霍尔探测器71移动。该霍尔探测器71发出对应于该偏转的信号；这些信号被通过一导线74，即通过一放大器75和一设置在该放大器75下游的模数转换器76进给至微处理器57。
如图5所示，以等角距离发出的位置变送器17的旋转脉冲通过导线18供给至具有一储存器77的微处理器57。位置或者基准信号通过另一输入端79而供给。该缝纫机1一由驱动电机13致动，一操作指令就通过另一输入端80进给至微处理器57。另一操作指令例如通过一个由操作者致动的弯曲拉杆82通过一输入端81进给至微处理器57。一裁线操作信号通过另一输入端83进给。
在微处理器57的下游设置有一个脉冲宽度调节器84，该调节器84又通过一个放大器85与螺线管34的磁线圈33连接。该磁线圈33通过一测量电阻返回至接地件87。该磁线圈33还与一个又返回至放大器85的电流调节器88连接。
操作方式如下当该缝纫机1接通电源时，数字显示区域61至65的灯亮，第一显示区域61，即指示一程序号#的两位显示器首先显示有一个用作光标89的底线。该光标89示出所要影响的数字位。该光标89上方所希望的数字通过顺时针或逆时针方向旋转旋-压按钮52而增加或减小。当所希望的数字出现时，按下旋-压按钮52，从而通过按钮开关58发出一个用于确定存储在存储器77中的上述数字的脉冲，并使得光标89移动到下一可能的数字位。在上述示例中，这时就可以选择该一位程序号。在通过旋转按钮52而进行相应的选择后，该数字也通过被按下的按钮52而确定。至此该缝纫程序被选择并确定；光标89跳到第二显示区域62。这时操作模式M显示区域62被激活并且通过按钮52的相应旋转将选择用于闭环控制模式的1或用于开环控制模式的2。
学习过程进行如下在开环控制模式中进行一学习过程。缝制若干必须包括足够数量的线迹例如多于10个线迹的测试线缝。在根据经验确定一质量可接受的线缝后-如上所述-由线张紧力测量装置67在一线迹成形周期中测量的最大需要线张紧力值将被如下所述进行进一步利用。
为了调节紧线器32，操作者首先为调整变量F1、F2和F＞设定经验变量。每一F变量对应于一作用于线圈33上的对应电流。在第一学习阶段以一个臂轴速度n≤n1例如n1＝1000min-1缝制第一测试线缝。如果缝制结果不令人满意，则操作者如上所述改变F1值并缝制另一测试线缝。重复该过程直至结果满足所需质量。当缝制一测试线缝时，一用于通过线张紧力测量装置67、放大器75、模数转换器76、微处理器57和紧线器32所形成的调整器的设定值，由线张紧力测量装置67所发出的电压曲线确定。通过按下按钮52将在存储器77中存储用于该调整器的电压曲线值的最后确定的设定值和用于紧线器32的设定电流。至此用于调节一线张紧力F1值的学习阶段结束。
以类似方式进行一个在速度n≥n2例如n2＝2000min-1时用于线张紧力F2的第二学习阶段；也首先为F2设定一个经验值；然后，通过在该增加的速度下所缝制的若干测试线缝，以一个从电压曲线重新确定的用于该调整器的设定值为该速度确定F2。通过按压按钮52，采用最后确定的设定值并存储该设定值以用于该调整器和用于该控制器的调节电流。这样也结束了F2值的调节。
以相同的方式进行F＞学习阶段。在缝料厚度增加时所需的这样一个特征增加值F＞在例如图7中所示的在两缝料24、25之间放置一加强条90时是必需的。
如图8中的图形所示，线张紧力值F被线性推知。在n1和n2之间，将随速度增加而产生一直线，该直线可以下降、上升或者水平。在n1以下和n2之上，该线张紧力值保持恒定。
在微处理器57中对这些值进行计算。
当在开环控制模式下进行随后的缝纫操作时，则只有缝纫机1的速度被检测并且该紧线器32的磁线圈33通以为该速度确定和存储的电流。不存在反馈和再调节。
然而，当在闭环控制模式下进行操作时，则总是通过线张紧力测量装置67确定该线张紧力并向微处理器57发送关于该线张紧力的信号，在微处理器中，将其与所存储的值相比较，并在需要时进行再调节。选择闭环控制模式作为一操作模式导致其它调整变量F1、F2和F＞转换成不可变化的如同冻结的状态，即它使得这些调整变量不可改变。
除了具有两个张紧垫圈39、42的紧线器32的实施例，可以构思使用根据DE4141945C1(对应于美国专利5363786)的紧线器，其中面线通过一个由一螺线管(电磁件)制动的轮进给。
权利要求
1.一种用于通过一沿面线进给方向(44)进给至缝料(24，25)的面线(23)和一底线(26)-通过该面线(23)和底线(26)形成一个结头(27)-将至少两件缝料(24，25)缝合在一起的缝纫机(1)，包括-一臂轴(6)；-一以可变速度(n)驱动该臂轴(6)的驱动电机(13)；-一缝纫机控制装置(15)；-一具有针(8)的针杆(7)，该针杆(7)可由该臂轴(6)驱动；-一紧线装置(29)，--它包括一与该面线(23)接触的紧线器(32)，和--通过一其中有电流通过的螺线管(34)在面线(23)中产生一线张紧力(F)，---所述电流根据线张紧力(F)与臂轴(6)的速度(n)之间的确定的曲线关系而随臂轴(6)的速度(n)改变，以使得面线(23)和底线(26)之间的结头(27)基本位于缝料(24，25)之间；和-一用于该紧线器(32)的操作装置(49)；其中，所述紧线器(32)可选地以一种开环控制模式或者一种闭环控制模式操作。
2.一种根据权利要求1所述的缝纫机(1)，其特征在于，设置有一具有一存储器(77)的微处理器(57)，其中线张紧力(F)相对于速度(n)的关系曲线可以存储在该存储器(77)中并可以根据缝纫操作重新调用。
3.一种根据权利要求1所述的缝纫机(1)，其特征在于，设置有一单旋钮控制装置(50)以用于闭环控制模式和开环控制模式。
4.一种根据权利要求3所述的缝纫机(1)，其特征在于，所述单旋钮控制装置(50)包括一用于手动旋转操作一旋转脉冲变送器的和用于一按钮开关(58)的加压操作的旋-压按钮(52)。
5.一种根据权利要求1所述的缝纫机(1)，其特征在于，所述操作装置(49)包括一个具有若干用于显示一程序标识(#)、一操作模式(M)、至少两个分别与相应速度(n1，n2)的线张紧力值(F1，F2)相配的显示区域(61至65)的显示器(51)。
6.一种根据权利要求5所述的缝纫机(1)，其特征在于，所述显示器(51)包括另一用于线张紧力增加值(F＞)的显示区域(65)。
7.一种根据权利要求1所述的缝纫机(1)，其特征在于，所述紧线器(32)包括与微处理器(57)连接以传递一确定的线张紧力(F)的线张紧力测量装置(67)。
全文摘要
一种缝纫机(1)，它具有包括由一螺线管(34)电磁操作的紧线器(32)的紧线装置(29)。流经螺线管(34)的线圈(33)的电流根据线张紧力相对臂轴速度的关系曲线随该速度改变，以使得在面线和底线之间的结头基本上位于缝料之间。该紧线器(32)可选地以一种开环控制模式或者一种闭环控制模式操作，并设置一单旋钮控制装置(50)以用于闭环控制模式和开环控制模式。
文档编号D05B47/04GK1532322SQ20041002949
公开日2004年9月29日 申请日期2004年3月19日 优先权日2003年3月21日
发明者S·霍沙加斯, H·塞贝特, A·皮克尔, J·恩斯, S 霍沙加斯, 刺, 硕 申请人:杜尔克普-阿德勒股份公司