一種縫紉機的自動送線系統及其控制方法
【專利摘要】本發明公開了一種縫紉機的自動送線系統，包括上軸、下軸、控制裝置、布料進給裝置以及縫紉線張力調節裝置，所述上軸一端與縫紉機驅動機構相連，另一端連接有挑線桿及縫紉針；所述下軸一端經傳動軸與所述上軸相連，另一端設有旋梭，所述旋梭上繞有縫紉底線；其特征在于：所述縫紉線張力調節裝置包括一旋轉體及一步進電機，所述旋轉體與所述步進電機的輸出端相連，所述縫紉機驅動機構及步進電機的控制端與所述控制裝置相連，所述旋轉體上繞有縫紉面線，該縫紉面線穿過挑線桿與所述縫紉針相連；其控制方法為：設定參數、縫紉針縫紉、旋轉體收線、布料移動、旋轉體放線。本發明中縫出的線跡整齊，縫紉質量高。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種縫紉機，尤其涉及一種縫紉機的自動送線系統及其控制方法，主 要用于帶挑線桿的縫紉機。 一種縫紉機的自動送線系統及其控制方法
【背景技術】
[0002] 縫紉機是用一根或多根縫紉線，在縫料上形成一種或多種線跡，使一層或多層縫 料交織或縫合起來的機器。縫紉機能縫制棉、麻、絲、毛、人造纖維等織物和皮革、塑料、紙張 等制品，縫出的線跡整齊美觀、平整牢固，縫紉速度快、使用簡便。
[0003] 在現有技術中帶有挑線桿的縫紉機的送線系統主要是由挑線桿、夾線器及旋梭構 成。其中，夾線器完全是由人工手動調節彈簧的松緊來夾線的，但是，夾線器存在以下幾點 不足：
[0004] 1、夾線器由人工調節松緊度，人工調節不夠精確，易調節過松或者過緊，使縫紉出 來的線跡比較亂；
[0005] 2、挑線桿上升，收掉布料下方的底線時，還會從夾線器中拉出部分面線，那么無法 將布料之下的面線全部收回，使布料之下的面線無法收緊，影響布料的縫制質量，布料后期 易脫線；
[0006] 3、挑線桿上升，從夾線器中拉出面線時，如果夾線器調制過緊，會對面線產生過大 的張力，此時面線就會對移動的布料產生一個拉力，這個拉力則會影響布料的平整度，影響 整個線跡；如果夾線器調制較松，那么無法將布料之下的面線全部收回，使布料之下的面線 無法收緊，影響布料的縫制質量。
[0007] 因此，何時收放線、收放線量的控制，是本領域技術人員需要努力的方向。
【發明內容】
[0008] 本發明目的是提供一種縫紉機的自動送線系統及其控制方法，通過使用該系統及 控制方法，提高了送線的精確性，保證了布料的縫制質量。
[0009] 為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：一種縫紉機的自動送線系統，包括上 軸、下軸、控制裝置、布料進給裝置以及縫紉線張力調節裝置，所述上軸一端與縫紉機驅動 機構相連，另一端連接有挑線桿及縫紉針；所述下軸一端經傳動軸與所述上軸相連，另一端 設有旋梭，所述旋梭上繞有縫紉底線；所述縫紉線張力調節裝置包括一旋轉體及一步進電 機，所述旋轉體與所述步進電機的輸出端相連，所述縫紉機驅動機構及步進電機的控制端 與所述控制裝置相連，所述旋轉體上繞有縫紉面線，該縫紉面線穿過挑線桿與所述縫紉針 相連。
[0010] 上述技術方案中，所述控制裝置包括操作屏、編碼器及控制芯片，所述操作屏及編 碼器的信號輸出端與所述控制芯片相連，所述縫紉機驅動機構及步進電機的控制端與所述 控制芯片相連。
[0011] 上述技術方案中，所述布料進給裝置經連桿與所述上軸相連。
[0012] 上述技術方案中，還包括一給進電機，所述給進電機的輸出軸上連接有一轉軸，所 述布料進給裝置經所述轉軸與所述給進電機相連，所述給進電機的信號輸出端與所述控制 裝置相連。
[0013] 為達到上述目的，本發明采用了一種縫紉機的自動送線系統的控制方法，其步驟 為：
[0014] ①在控制裝置內設置參數，所述參數包括旋轉體的收線量L1、放線量L2,所述收 線量L1 = X，所述放線量L2 = F*D+X，所述D為布料相鄰兩個針眼之間的距離，所述F為常 數系數，所述1<F<2。
[0015] ②縫紉機驅動機構驅動上軸轉動，所述上軸帶動挑線桿及縫紉針開始向下運動。
[0016] ③當挑線桿到達最低點后向上運動，此時控制裝置控制步進電機工作，步進電機 帶動旋轉體正向旋轉，與挑線桿共同作用，將布料下方的縫紉面線收掉，其收線量為L1，使 縫紉面線與縫紉底線在布上形成一個線跡；
[0017] ④收線完成后，挑線桿繼續上升，這時布料進給裝置帶動布料移動，此時步進電機 帶動旋轉體反向旋轉，開始放線，放線量為L2,當挑線桿上升至最高點時，步進電機暫停工 作，旋轉體暫停放線；
[0018] ⑤挑線桿從最高點向下運動，直至縫紉針接觸布料，此時布料移動結束，且移動距 離為一個針距，完成一次循環。
[0019] 上述技術方案中，所述步驟②中包括以下步驟：
[0020] (1)縫紉機的上軸帶動縫紉針與挑線桿向下運動，在縫紉針尚未接觸布料時，下軸 帶動旋梭逆時針轉動；
[0021] (2)挑線桿向下運動，縫細針帶著縫細面線穿過布料，并到達最低點，旋梭逆時針 轉動；
[0022] (3)挑線桿繼續向下運動，縫紉針則開始向上回升，此時旋梭的鉤尖鉤住縫紉面 線，帶著縫紉面線逆時針旋轉，使縫紉面線與縫紉底線交叉；
[0023] (4)挑線桿繼續向下運動，縫紉針繼續回升，旋梭帶著縫紉面線逆時針轉動，當旋 梭鉤尖運動至脫鉤點時，縫紉面線脫離旋梭鉤尖，此時挑線桿到達最低點；
[0024] 上述技術方案中，所述縫紉機包括：
[0025] 上軸，所述上軸一端與縫紉機驅動機構相連，另一端連接有挑線桿及縫紉針，所述 縫紉機驅動機構為驅動電機；
[0026] 下軸，所述下軸一端經傳動軸與上軸相連，另一端設有旋梭，所述旋梭上繞有縫紉 底線；
[0027] 控制裝置，所述控制裝置由操作屏、編碼器及控制芯片組成，所述操作屏及編碼器 的信號輸出端與所述控制芯片相連；
[0028] 布料進給裝置，對被縫制布料進行移動；
[0029] 縫紉線張力調節裝置，所述縫紉線張力調節裝置由一旋轉體及步進電機組成，所 述旋轉體與所述步進電機相連，所述縫紉機電動機及步進電機的信號輸出端與所述控制芯 片相連，所述旋轉體上繞有縫紉面線，該縫紉面線穿過挑線桿并與縫紉針相連。
[0030] 上述技術方案中，所述控制芯片控制所述縫紉機的驅動電機及所述步進電機的轉 動，所述編碼器檢測所述縫紉機驅動電機的轉速、方向以及縫紉機中縫紉針、挑線桿及旋梭 的位置，并反饋至所述控制芯片。
[0031] 由于上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點：
[0032] 1.本發明中中縫紉線張力調節裝置包括一旋轉體及一步進電機，所述旋轉體與 所述步進電機的輸出端相連，縫紉面線繞于旋轉體上，該縫紉面線穿過挑線桿與所述縫紉 針相連，通過步進電機及旋轉體控制收、放縫紉面線的時機以及收、放縫紉線量，與以往采 用夾線器的結構相比，步進電機及旋轉體配合挑線桿的運動進行主動的收、放縫紉面線，且 收、放縫紉面線的時機及線量準確，使縫紉面線的輸出與針距達到一致，縫出的線跡整齊， 且布料在移動過程當中不會受到縫紉面線的拖拽力，使布料移動時保持平整，保證了面料 縫紉的質量；
[0033] 2.本發明中在控制裝置中設定旋轉體的收線量L1、放線量L2,其中L1 = X，根據 縫紉機的機械結構和周期運動決定；L2 = F*D+X，D為布料相鄰針眼之間的距離，根據實際 縫紉情況選擇，F為常數系數，根據布料的材質、厚度、針跡等情況進行選擇，參數的設置可 以預先運算好每針放線和收線的時間及長度，然后由控制裝置控制步進電機帶動旋轉體進 行精確的收、放線，使縫紉線不會受到張力，與以往受采用夾線器導致縫紉線受張力的結構 相比，不受張力的縫紉線不會對布料產生任何拖拽力，有效保證了縫紉線線跡的整齊，提高 了縫紉質量；
[0034] 3.本發明成本低廉，易于實現。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0035] 圖1是本發明實施例一中的結構示意圖；
[0036] 圖2是本發明實施例一中的縫紉機縫紉過程I ;
[0037] 圖3是本發明實施例一中的縫紉機縫紉過程II ;
[0038] 圖4是本發明實施例一中的縫紉機縫紉過程III ;
[0039] 圖5是本發明實施例一中的縫紉機縫紉過程IV ;
[0040] 圖6是本發明實施例一中的縫紉機縫紉過程V ;
[0041] 圖7是本發明實施例一中的縫紉機縫紉過程VI ;
[0042] 圖8是本發明實施例一中挑線桿的運動節點圖。
[0043] 其中：1、上軸；2、挑線桿；3、縫紉針；4、下軸；5、傳動軸；6、旋梭；7、縫紉底線；8、 操作屏；9、編碼器；10、控制芯片；11、旋轉體；12、步進電機；13、縫紉面線；14、布料；15、縫 紉機驅動機構；16、進給耙齒；17、連桿。
【具體實施方式】
[0044] 下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述：
[0045] 實施例一：參見圖1?8所示，一種縫纟刃機的自動送線系統，包括：
[0046] 上軸1，所述上軸1 一端與縫紉機驅動機構15相連，另一端連接有挑線桿2及縫紉 針3,所述縫紉機驅動機構15為驅動電機；
[0047] 下軸4,所述下軸4 一端經傳動軸5與所述上軸1相連，另一端設有旋梭6,所述旋 梭6上繞有縫紉底線7 ;
[0048] 控制裝置，所述控制裝置包括操作屏8、編碼器9及控制芯片10,所述操作屏8及 編碼器9的信號輸出端與所述控制芯片10相連；
[0049] 布料進給裝置，所述布料進給裝置為進給耙齒16,所述進給耙齒16經連桿17與所 述上軸相連。
[0050] 以及縫紉線張力調節裝置，所述縫紉線張力調節裝置包括一旋轉體11及一步進 電機12,所述旋轉體11與所述步進電機12的輸出端相連，所述縫紉機驅動機構15及步進 電機12的控制端與所述控制芯片10相連，所述旋轉體11上繞有縫紉面線13,該縫紉面線 13穿過挑線桿2與所述縫纟刃針3相連，如圖1所示。
[0051] 在本實施例中，所述控制芯片10控制所述縫紉機的驅動電機及所述步進電機12 的轉動，所述編碼器9檢測所述縫紉機驅動電機的轉速、方向以及縫紉機中縫紉針3、挑線 桿2及旋梭6的位置，并反饋至所述控制芯片10。
[0052] 為達到上述目的，本實施例采用了一種縫紉機的自動送線系統的控制方法，參見 圖2?7,其步驟為：
[0053] ①在操作屏8內設置參數，操作屏8內的參數反饋至控制芯片10，
[0054] 所述參數包括旋轉體11的收線量L1、放線量L2,所述收線量L1 = X，所述放線量 L2 = F*D+X，所述D為布料14相鄰兩個針眼之間的距離，所述F為常數系數，所述1<F<2。
[0055] ②縫紉機的上軸1帶動縫紉針3與挑線桿2向下運動，在縫紉針3尚未接觸布料 14時，下軸4帶動旋梭6逆時針轉動，參見圖2 ;
[0056] ③挑線桿2向下運動，縫纟刃針3帶著縫纟刃面線13穿過布料14,并到達最低點，旋梭 6逆時針轉動，參見圖3、4 ;
[0057] ④挑線桿2繼續向下運動，縫紉針3則開始向上回升，此時旋梭6的鉤尖鉤住縫紉 面線13,帶著縫紉面線13逆時針旋轉，使縫紉面線13與縫紉底線7交叉，參見圖5 ;
[0058] ⑤挑線桿2繼續向下運動，縫紉針3繼續回升，旋梭6帶著縫紉面線13逆時針轉 動，當旋梭6鉤尖運動至脫鉤點時，縫紉面線13脫離旋梭6鉤尖，此時挑線桿2到達最低點， 參見圖5、6 ;
[0059] ⑥當挑線桿2到達最低點后向上運動，此時控制裝置控制步進電機12工作，步進 電機12帶動旋轉體11正向旋轉，與挑線桿2共同作用，將布料14下方的縫紉面線13收掉， 其收線量為L1，使縫紉面線13與縫紉底線7在布上形成一個線跡，該線跡為縫紉面線13與 縫紉底線7縫紉之后構成的一條軌跡，參見6、7 ;
[0060] ⑦收線完成后，挑線桿2繼續上升，這時布料進給裝置帶動布料14移動，此時步進 電機12帶動旋轉體11反向旋轉，開始放線，放線量為L2,當挑線桿2上升至最高點時，步進 電機12暫停工作，旋轉體11暫停放線，參見圖6、7 ;
[0061] ⑧挑線桿2從最高點向下運動，直至縫紉針3接觸布料14,此時布料14移動結束， 且移動距離為一個針距，完成一次循環，參見圖2、7。
[0062] 如上所述，在采用夾線器的結構中，在步驟⑦中，挑線桿在繼續上升的同時，還會 從夾線器中拉出縫紉面線，這個過程就是本實施例中的放線過程，但是由于夾線器松緊調 節的問題，如果夾線器調制得比設定值緊，會對縫紉面線產生過大的張力，此時縫紉面線就 會對移動的布料產生一個拉力，而這個拉力則會影響布料的平整，導致縫紉質量的不合格。 如果夾線器調制得比設定值松，則會使步驟⑥中的收線過程中無法將布料之下的縫紉面線 完全收掉，導致布料之下的縫紉面線無法收緊，使縫紉物縫紉過松，易開線或脫線，導致縫 紉質量不合格。
[0063] 而在本實施例中，用步進電機12控制旋轉體11替代夾線器的收、放線，在縫紉面 線13與縫紉底線7交叉且縫紉面線13脫離旋梭6鉤尖之后，步進電機12帶動旋轉體11 正向旋轉，與挑線桿2共同作用，將布料14下方的縫紉面線13收掉，然后布料進給裝置帶 動布料移動，布料在移動的同時，步進電機12帶動旋轉體11反向旋轉，根據設定的放線系 數，與布料移動進行同步放線，使布料14移動的同時，縫紉面線13松緊適度，既不松，也不 緊，讓布料14在移動過程中不受任何縫紉面線13的拖拽力，使布料14保持平整，縫紉出整 齊的線跡。
[0064] 在本實施例中，L1 = X，L2 = F*D+X，其中，F是常數，一般根據布料厚度來確定取 值，其取值范圍1 < F《2 ;X的選擇是根據縫紉機的機械結構和周期運動決定的，X主要是由 挑線桿2的運動來決定的，挑線桿2從最高點向下運動，直至縫紉針3穿過布料14到達最 低點，且旋梭6的鉤尖勾住縫紉面線13,其中挑線桿2所運動的距離則是收線量X的取值， 也就是圖2?圖5中挑線桿2運動所需要縫紉面線13的長度。如圖8所示，挑線桿2從最 高點a運動至最低點c，其中b點位旋梭6的鉤尖勾住縫紉面線13時挑線桿2所運動到的 位置，X的取值就是挑線桿2從a點運動至b點所需要縫紉面線13的長度。
[0065] 在縫紉機縫紉過程當中，其收、放線量基本相同，但是在起針和剪線時還是略有不 同的，在起針時，因為收線量比后期的收線動作更大，可以根據需要留的線頭長度控制收線 量，收線的時間最早可以提前至旋梭6剛勾住縫紉面線13時。最后一針剪線時，旋轉體11 是沒有收線動作的，而布料14下的縫紉面線13是由挑線桿2的升高而帶出，如果旋轉體11 參與收線，就會將縫紉面線13從針眼里面拉出。在最后一個剪線的過程當中，有兩個放線 動作，第二個放線動作最早可以提前至旋梭6鉤尖剛勾住縫紉面線13時，也就是圖5中這 個位置。通過調節第二次放線的時間及放線量控制剪線后縫紉針3上所留的縫紉面線13 長度。
[0066] 在本實施例中，以厚度為3 mm的棉布，平縫，針距1〇 mm為例，收線量L1采用8 mm， 常數系數D選用1. 3,則放線量L2為21 mm。其中，1〇 mm為兩個針眼之間的直線距離所需要 的縫紉面線13長度，另外3 mm則為布料14厚度，而這3 mm又分為兩部分，因為縫紉面線13 和縫紉底線7是相交于布料14的中間，也就是厚度的1. 5 mm處，因此，其中1. 5 mm是用于前 一個針眼的，另外1. 5 mm則是用于后一個針眼的；還有8 mm則是縫紉針3將縫紉面線13帶 入到布料17底部與縫紉底線7相交所需要的長度，也就是收線量的長度。
[0067] 實施例二：一種縫紉機的自動送線系統，在本實施例中，其結構與實施例一基本相 似，不同點在于：縫紉機上還包括一給進電機，所述給進電機的輸出軸上連接有一轉軸，所 述布料進給裝置經所述轉軸與所述給進電機相連，所述給進電機的信號輸出端與所述控制 裝置相連。
【權利要求】
1. 一種縫紉機的自動送線系統，包括上軸、下軸、控制裝置、布料進給裝置以及縫紉線 張力調節裝置，所述上軸一端與縫紉機驅動機構相連，另一端連接有挑線桿及縫紉針；所述 下軸一端經傳動軸與所述上軸相連，另一端設有旋梭，所述旋梭上繞有縫紉底線；其特征在 于：所述縫紉線張力調節裝置包括一旋轉體及一步進電機，所述旋轉體與所述步進電機的 輸出端相連，所述縫紉機驅動機構及步進電機的控制端與所述控制裝置相連，所述旋轉體 上繞有縫紉面線，該縫紉面線穿過挑線桿與所述縫紉針相連。
2. 根據權利要求1所述的縫紉機的自動送線系統，其特征在于：所述控制裝置包括操 作屏、編碼器及控制芯片，所述操作屏及編碼器的信號輸出端與所述控制芯片相連，所述縫 紉機驅動機構及步進電機的控制端與所述控制芯片相連。
3. 根據權利要求1所述的縫紉機的自動送線系統，其特征在于：所述布料進給裝置經 連桿與所述上軸相連。
4. 根據權利要求1所述的縫紉機的自動送線系統，其特征在于：還包括一給進電機， 所述給進電機的輸出軸上連接有一轉軸，所述布料進給裝置經所述轉軸與所述給進電機相 連，所述給進電機的信號輸出端與所述控制裝置相連。
5. -種縫紉機的自動送線系統的控制方法，其步驟為： ① 在控制裝置內設置參數，所述參數包括旋轉體的收線量L1、放線量L2,所述收線量 L1 = X，所述放線量L2 = F*D+X，所述D為布料相鄰兩個針眼之間的距離，所述F為常數系 數，所述1 < F < 2。 ② 縫紉機驅動機構驅動上軸轉動，所述上軸帶動挑線桿及縫紉針開始向下運動。 ③ 當挑線桿到達最低點后向上運動，此時控制裝置控制步進電機工作，步進電機帶動 旋轉體正向旋轉，與挑線桿共同作用，將布料下方的縫紉面線收掉，其收線量為L1，使縫紉 面線與縫紉底線在布上形成一個線跡； ④ 收線完成后，挑線桿繼續上升，這時布料進給裝置帶動布料移動，此時步進電機帶動 旋轉體反向旋轉，開始放線，放線量為L2,當挑線桿上升至最高點時，步進電機暫停工作，旋 轉體暫停放線； ⑤ 挑線桿從最高點向下運動，直至縫紉針接觸布料，此時布料移動結束，且移動距離為 一個針距，完成一次循環。
6. 根據權利要求5所述的縫紉機的自動送線系統的控制方法，其特征在于：所述步驟 ②中包括以下步驟： (1) 縫紉機的上軸帶動縫紉針與挑線桿向下運動，在縫紉針尚未接觸布料時，下軸帶動 旋梭逆時針轉動； (2) 挑線桿向下運動，縫紉針帶著縫紉面線穿過布料，并到達最低點，旋梭逆時針轉 動； (3) 挑線桿繼續向下運動，縫紉針則開始向上回升，此時旋梭的鉤尖鉤住縫紉面線，帶 著縫紉面線逆時針旋轉，使縫紉面線與縫紉底線交叉； (4) 挑線桿繼續向下運動，縫紉針繼續回升，旋梭帶著縫紉面線逆時針轉動，當旋梭鉤 尖運動至脫鉤點時，縫紉面線脫離旋梭鉤尖，此時挑線桿到達最低點；
7. 根據權利要求5所述的縫紉機的自動送線系統的控制方法，其特征在于：所述縫紉 機包括： 上軸，所述上軸一端與縫紉機驅動機構相連，另一端連接有挑線桿及縫紉針，所述縫紉 機驅動機構為驅動電機； 下軸，所述下軸一端經傳動軸與上軸相連，另一端設有旋梭，所述旋梭上繞有縫紉底 線. 控制裝置，所述控制裝置由操作屏、編碼器及控制芯片組成，所述操作屏及編碼器的信 號輸出端與所述控制芯片相連； 布料進給裝置，對被縫制布料進行移動； 縫紉線張力調節裝置，所述縫紉線張力調節裝置由一旋轉體及步進電機組成，所述旋 轉體與所述步進電機相連，所述縫紉機電動機及步進電機的信號輸出端與所述控制芯片相 連，所述旋轉體上繞有縫纟刃面線，該縫纟刃面線穿過挑線桿并與縫纟刃針相連。
8.根據權利要求7所述的縫紉機的自動送線系統的控制方法，其特征在于：所述控制 芯片控制所述縫紉機的驅動電機及所述步進電機的轉動，所述編碼器檢測所述縫紉機驅動 電機的轉速、方向以及縫紉機中縫紉針、挑線桿及旋梭的位置，并反饋至所述控制芯片。
【文檔編號】D05B69/10GK104120547SQ201410382130
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年8月6日 優先權日:2014年8月6日
【發明者】楊進 申請人:蘇州市豪杰機械電子設備有限公司